Современные подходы к автоматизации погрузочно-разгрузочных работ

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К АВТОМАТИЗАЦИИ ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ РАБОТ

Попов С.В. директор

Аннотация

В статье рассматриваются современные подходы к автоматизации погрузочно-разгрузочных работ в морской отрасли, которые являются ключевым элементом повышения производительности и безопасности портовых операций. Описаны технологические решения, такие как роботизированные системы и интеллектуальные технологии, способствующие сокращению времени простоя судов и минимизации рисков человеческих ошибок. Освещены тенденции цифровизации в рамках концепции «Индустрия 4.0», включая внедрение информационных систем, электронного документооборота и механизмов «единого окна». Обсуждается роль специализированного программного обеспечения, такого как ERP и WMS системы, в оптимизации складских и транспортных процессов. Приведены примеры успешной автоматизации портов, демонстрирующие значительное снижение операционных расходов и повышение производительности. Заключается, что автоматизация является необходимым условием для интеграции портов в глобальную экономическую систему, улучшая логистические цепочки и способствуя экономическому росту.

Ключевые слова: процесс автоматизации, погрузочные работы, разгрузочные работы, автоматизация, морская отрасль.

Abstract

Popov S.V. MODERN APPROACHES TO AUTOMATION OF LOADING AND UNLOADING OPERATIONS

The article discusses modern approaches to the automation of loading and unloading operations in the marine industry, which are a key element in improving the productivity and safety of port operations. Technological solutions are described, such as robotic systems and intelligent technologies that help reduce ship downtime and minimize the risks of human error. The trends of digitalization within the framework of the Industry 4.0 concept are highlighted, including the introduction of information systems, electronic document management and single window mechanisms. The role of specialized software, such as ERP and WMS systems, in optimizing warehouse and transport processes is discussed. Examples of successful port automation are given, demonstrating a significant reduction in operating costs and increased productivity. It is concluded that automation is a prerequisite for the integration of ports into the global economic system, improving logistics chains and contributing to economic growth.

Keywords: automation process, loading operations, unloading operations, automation, marine industry.

Введение

Автоматизация погрузочно-разгрузочных работ является одной из ключевых задач, стоящих перед современными морскими портами. В условиях глобализации и стремительного роста объемов международной торговли, эффективность и оперативность обработки грузов становятся критически важными параметрами. Традиционные методы, основанные на ручном труде, уже не в состоянии удовлетворить требования современных логистических цепочек, что делает автоматизацию неотъемлемой частью портовой инфраструктуры.

Актуальность данной темы обусловлена необходимостью повышения производительности портовых операций при одновременном снижении эксплуатационных затрат и минимизации рисков, связанных с человеческим фактором. Современные технологические решения, включая роботизированные системы и интеллектуальные технологии, предоставляют широкие возможности для улучшения контроля и управления логистическими процессами. Внедрение информационных систем, таких как ERP и WMS, позволяет оптимизировать складские и транспортные операции, повышая их эффективность и снижая время обработки грузов.

Цифровизация портовой деятельности, представляющая собой интеграцию «Индустрии 4.0», включает использование передовых информационных технологий и систем управления, что значительно повышает конкурентоспособность портов на международном уровне. Электронный документооборот, механизмы «единого окна» и системы распознавания номеров контейнеров способствуют созданию единого информационного пространства, обеспечивая синхронизацию взаимодействия всех участников логистической цепочки.

Целью данной работы является исследование современных подходов к автоматизации погрузочно-разгрузочных работ в морских портах, анализ их эффективности и влияния на производительность портовых операций.

Технологические решения в области автоматизации

Организация погрузочно-разгрузочных работ зависит от множества факторов, таких как взаимодействие с партнёрами, бесперебойное обслуживание транспортных средств и оформление документации. Управленческие решения и скорость их принятия играют ключевую роль в решении этих вопросов. Оптимальное управление работой порта возможно только при координации всех видов транспорта, участвующих в доставке грузов. Интегрированная информационная система обеспечивает снижение себестоимости перевозок и повышение качества транспортных услуг.

Внедрение информационных технологий в морских портах является одним из наиболее актуальных трендов последних десятилетий, отражённым в стратегических документах Российской Федерации. Цифровизация предоставляет портам конкурентные преимущества, позволяя отслеживать движение транспортных средств и получать информацию в реальном времени о техническом состоянии объектов порта. Информационная система порта не только собирает данные о текущем состоянии, но и обеспечивает обратную связь, что позволяет автоматизировать процессы погрузки-разгрузки, координировать прибытие и отправку транспортных средств, а также принимать оперативные решения по текущей ситуации.

Внедрение информационных технологий в портах оказывает значительное влияние на качество портовых услуг. Это включает в себя погрузочно-разгрузочные, складские и транспортно-экспедиторские операции. Электронный документооборот и механизм «единого окна» сокращают время ожидания оформления документов.

Цифровизация и информационные технологии способствуют интеграции морских портов в мировую экономическую систему, влияя на объёмы грузооборота. Современные информационные системы отслеживают местоположение грузов, сокращая расходы на складскую логистику и повышая эффективность логистической цепочки. Глобальные информационные системы предоставляют возможности для мониторинга груза, сокращая время оформления транспортных и таможенных документов, что в конечном итоге способствует повышению производительности портов [1].

Автоматизация морских портов необходима для организации эффективных и своевременных процессов загрузки и выгрузки судов. Преимуществами современных систем управления портами являются:

• четкое распределение задач между персоналом,

• оптимальное использование пространства,

• автоматическую синхронизацию операций,

• удаленный контроль оборудования, что повышает продуктивность и снижает расходы на ремонт [2].

Таким образом можно сказать, что производственные процессы в портах стали настолько сложными, что без автоматизации невозможно эффективно управлять размещением контейнеров на складах с учетом всех входных параметров. Оптимизация хранения и транспортировки грузов с использованием автоматизации контейнерных терминалов предотвращает хаос и неуправляемость грузоперевозочного процесса.

Программное обеспечение и интеграция систем

Среди программного обеспечения, используемого в данной отрасли, можно выделить ERP-системы, CRM-платформы, WMS-модули и TMS- программы. В числе наиболее востребованных решений для логистики выделяются такие программные продукты, как SAP и «1С: Логистика». Эти системы позволяют автоматизировать процессы управления складом, планирования поставок и контроля выполнения заказов, существенно упрощая работу логистов.

Программный комплекс MAM (Materials Asset Management) помогает контролировать складские запасы и управлять материальными активами, а SCMS (Supply Chain Management System) позволяет управлять всей цепочкой поставок, снижая затраты и оптимизируя временные интервалы.

Microsoft Excel является важным инструментом для анализа данных, создания прогнозов, оптимизации маршрутов и контроля исполнения заказов. ERP-системы интегрируют все бизнес-процессы компании, обеспечивая эффективное управление складом, транспортными процессами и другими операциями. WMS-системы автоматизируют учет товаров и оптимизацию складских процессов, а TMS-системы помогают управлять транспортировкой грузов.

Крупные компании часто используют SAP для интеграции всех бизнес- процессов в единую систему, что позволяет управлять закупками, производством, продажами и логистикой. «1С: Предприятие» также широко применяется для автоматизации логистических операций, отслеживания товаров и контроля эффективности.

Электронные системы мониторинга, такие как ERP и TMS, являются ключевыми инструментами для управления всеми аспектами бизнеса, от планирования и закупок до отгрузки и отслеживания грузов. Excel широко используется для мониторинга и анализа данных, создания таблиц и диаграмм для визуализации процессов и принятия решений. Дополнительные системы, такие как WMS, SAP и «1С», также активно применяются логистами для управления складскими операциями и корпоративными ресурсами.

CRM-системы играют важную роль в управлении взаимоотношениями с клиентами и обработке заказов, а SCMS позволяет контролировать и оптимизировать все этапы поставок. Эти системы значительно повышают эффективность работы логистов, позволяя принимать обоснованные решения на основе актуальных данных.

Современные логистические компании активно используют программное обеспечение для управления складскими операциями, автоматизации процессов и повышения общей эффективности. CRM-системы, такие как MAM, помогают контролировать движение товаров на складе и управлять запасами. ERP-системы интегрируют функции управления ресурсами, учет и финансовый анализ. WMS- системы автоматизируют учет товаров и управление процессами на складе, а TMS-программы оптимизируют транспортные процессы.

Автоматизация транспортных процессов с использованием SCMS, TMS и ERP позволяет логистам оптимизировать работу, управлять ресурсами, планировать и выполнять поставки. Важную роль играют интеграция с другими системами, такими как SAP и «1С», а также аналитические инструменты, например, Excel.

Оптимизация маршрутов доставки осуществляется с помощью программных решений, таких как SAP TMS, «1С: SCMS», ERP и CRM-систем. Эти программы позволяют планировать и оптимизировать маршруты доставки, учитывая время, расстояние и стоимость топлива.

Программы для учета запасов на складах, такие как CRM, WMS и «1С: Управление торговлей», помогают логистам эффективно управлять запасами, прогнозировать спрос и контролировать поступление и отгрузку товаров. TMS- системы обеспечивают управление транспортировкой грузов, а ERP-системы интегрируют все бизнес-процессы компании, обеспечивая контроль над логистическими операциями. Excel остается популярным инструментом для учета запасов, однако специализированные программы, такие как SCMS и SAP, обеспечивают более точное и эффективное управление логистическими процессами. Ниже в таблице 1 будут описаны программы, позволяющие оптимизировать и автоматизировать процессы погрузочно-разгрузочных работ.

Таблица 1

Программы по оптимизации и автоматизации процессов погрузочноразгрузочных работ [3]

WMS-система представляет собой программный инструмент, созданный для автоматизации процессов управления складским комплексом. Эта система существенно улучшает операции на складе, повышая производительность и минимизируя потери. История развития подобных систем отражает эволюцию управления складскими и товарными ресурсами, увеличивая уровень сложности по мере роста складских площадей и объемов хранимых товаров.

Управление складом через WMS осуществляется централизованно с использованием программного обеспечения и радиотерминалов, что позволяет эффективно выполнять все складские операции. Внедрение WMS системы проходит просто и эффективно, сокращая потери при выполнении операций и обеспечивая значительные преимущества в обслуживании клиентов. Высокая точность и оперативность выполнения работ способствуют укреплению лояльности клиентов и партнеров.

Функциональные возможности WMS-системы включают управление складскими процессами и контроль операций, таких как приемка, перемещение, хранение, комплектация и отгрузка. Эти системы интегрируются с аналитическими и учетными программами предприятия, обеспечивая оперативное управление складом и прозрачность данных в цепочке поставок, что повышает эффективность использования складских площадей.

Программа WMS предназначена для оптимизации и управления складскими операциями. Она позволяет контролировать все этапы работы склада, от приемки до отгрузки товаров, и обеспечивает оптимизацию использования складского пространства. WMS также автоматизирует процессы обработки заказов, сокращая время на комплектацию и отгрузку, что улучшает уровень обслуживания клиентов.

Основное отличие WMS от ERP-систем заключается в том, что ERP предназначена для планирования ресурсов предприятия и часто включает в себя компоненты WMS. Обе системы могут использоваться независимо друг от друга в зависимости от специфики бизнеса [4].

Если же говорить о системе управления транспортной логистикой (Transportation Management System, TMS), то она представляет собой платформу, которая посредством современных технологий помогает организациям планировать, реализовывать и оптимизировать процесс транспортировки товаров. Она включает управление как входящими, так и исходящими грузами, а также гарантирует соблюдение всех необходимых нормативов и наличия соответствующей документации. TMS является неотъемлемой частью более обширной системы управления цепочками поставок (Supply Chain Management, SCM).

Эта система, также известная как решение для управления перевозками или программное обеспечение для транспортной логистики, обеспечивает прозрачность повседневных операций, документирование и контроль за соблюдением торговых нормативов, а также своевременную доставку грузов. TMS помогает оптимизировать процессы доставки, облегчая управление транспортными операциями для компаний, будь то перевозка по суше, воздуху или морю.

Кроме управления транспортировкой, типичная SCM система включает в себя компоненты такие как закупки, управление жизненным циклом продукции, планирование цепочки поставок, управление заказами, производство, инвентаризацию и складские операции.

Значимость TMS в логистических цепочках обусловлена её влиянием на все этапы процесса: от планирования и закупок до логистики и управления жизненным циклом продукции. Эффективное функционирование системы позволяет повысить эффективность планирования и выполнения перевозок, что ведет к росту удовлетворенности клиентов, увеличению продаж и развитию бизнеса. В условиях глобальной торговли важно иметь систему, которая помогает управлять сложными процессами и соблюдать торговые нормативы [5].

Влияние автоматизации на эффективность и безопасность

Успешные примеры автоматизации портов демонстрируют, что тщательное планирование и управление могут преодолеть многие трудности. Операционные расходы могут быть снижены на 25-55%, а производительность может вырасти на 10-35%. В долгосрочной перспективе такие инвестиции способствуют переходу к новой парадигме -- Port 4.0, которая предусматривает эволюцию портов от операторов активов к организаторам услуг, интегрированным в более широкую систему Индустрии 4.0. Эта трансформация принесет значительную пользу всем участникам портовой экосистемы, хотя распределение этой выгоды может быть неравномерным. Для реализации этой стратегии потребуются новые бизнес-модели и формы сотрудничества [6].

«Морской Рыбный Порт» - компания, зарекомендовавшая себя на рынке стивидорных услуг. На протяжении многих лет компания повышает качество оказываемых услуг, постоянно совершенствуя деятельность и развивая инфраструктуру. Современное техническое оснащение и квалифицированный персонал позволяют быстро и качественно выполнять операции любой сложности.

Цель проекта - сокращение времени погрузки судов за счет автоматизации логистики и разработки системы контроля размещения контейнеров в порту.

Рис. 1 Функциональные возможности программы

Рис. 2 Функциональные возможности в отслеживании погрузочно-разгрузочных работ

Задачи, реализуемыми в процессе внедрения цифровых технологических решений являются:

Сокращение времени погрузочных работ путем оптимизации размещения контейнеров в порту. Обеспечение хранения истории всех перемещений контейнеров в порту,

Сокращение времени, затрачиваемого на поиск и вытаскивание нужного контейнера, путем оптимизации размещения контейнеров. Исключить случаи “потери” контейнеров,

Обеспечение фиксации состояния всех поступающих и находящихся в порту контейнеров (в том числе с помощью фото и видео).

Данные задачи будут реализованы в программном обеспечении за счет следующего. При прибытии контейнера в порт с использованием железнодорожного, автомобильного или морского транспорта, он размещается на складе с помощью ричстакеров. Эти устройства оснащены камерами и автоматизированной системой определения координат, обеспечивающей точность до 15 миллиметров по каждой оси. Когда контейнер поднимается ричстакером, система, используя информацию о его местоположении и данные с камеры, распознает номер контейнера и фиксирует его новое место размещения. Диспетчерский интерфейс позволяет видеть карту с зонами хранения и перемещением контейнеров, а также историю операций с ними.

Алгоритм системы определяет приоритеты загрузки контейнеров, ориентируясь на расписание прибытия судов и план погрузки. Он дает рекомендации оператору ричстакера по оптимальному размещению контейнеров, учитывая необходимость удобного доступа к ним в дальнейшем. В частности, система запрещает ставить контейнеры один на другой, если нижний потребуется переместить раньше. Этот алгоритм помогает ускорить процесс погрузки на судно.

Состав Системы Автоматизации.

1. Фиксация координат: Автоматизированная система координат определяет местоположение каждого контейнера при его прибытии в порт, независимо от вида транспорта.

2. Визуальное распознавание: Нейросетевая система распознавания номеров контейнеров, используемая ричстакерами, обеспечивает точное определение каждого контейнера.

3. Интерфейс оператора: Оператор ричстакера имеет доступ к списку задач и получает помощь от системы в распознавании контейнеров.

4. История операций: Система сохраняет данные о всех перемещениях контейнеров, их текущем расположении, а также информация о пользователях, вносивших изменения.

5. Автоматизация процессов: Включает фотофиксацию состояния контейнеров, а также интерфейсы для работы тальмана и рефтехника.

6. Комплексная система распознавания: Система объединяет данные о предыдущих размещениях контейнеров и визуальную информацию для их точного распознавания.

7. Управление задачами: Диспетчерская система позволяет управлять задачами по погрузке и разгрузке контейнеров, особенно в случае сбоя автоматизированной системы распознавания.

8. Оптимальное расположение: Алгоритм выдает рекомендации по размещению контейнеров для обеспечения быстрой и эффективной погрузки на судно.

9. Интеграция с портовой системой: Система взаимодействует с внутренней информационной системой порта через протокол OData для синхронизации данных и оптимизации работы (рис.3.).

Информационная система разработана индивидуально под задачи клиента по стоимости, намного меньше имеющихся готовых решений на рынке [7]. Благодаря данной системы удалось добиться:

Повышения эффективности: Применение складских автоматизированных систем, включая MES и WMS, способно увеличить продуктивность на 10-30 процентов. Исследования Gartner подтверждают, что предприятия, внедрившие такие технологии, демонстрируют сокращение времени обработки заказов и улучшение процессов отгрузки.

Рис. 3 Пример интеграции с портовой системой

Снижения ошибок: Согласно данным Deloitte, автоматизация складских процессов позволяет уменьшить количество ошибок до 90 процентов. Это обеспечивает высокую точность и надежность в управлении документацией, снижает дефицит и улучшает качество обслуживания клиентов.

Оптимизации использования пространства: Исследование McKinsey указывает, что применение автоматизированных систем на складах улучшает использование складских площадей на 20-40 процентов. Автоматизация способствует лучшему управлению ресурсами, сокращению избыточных запасов и снижению затрат на хранение. Кроме того, это помогает в планировании и оптимизации закупок, а также предотвращает потери товаров и улучшает управление производственными процессами. Автоматизированные системы обеспечивают более точные данные для стратегических решений[8].

Заключение

Современные подходы к автоматизации погрузочно-разгрузочных работ в морских портах демонстрируют значительные преимущества, включая повышение эффективности и безопасности операций. Внедрение роботизированных систем и интеллектуальных технологий, а также использование специализированного программного обеспечения, существенно сокращают время простоя судов и минимизируют риски человеческих ошибок. Тенденции цифровизации, отраженные в концепции «Индустрия 4.0», способствуют созданию интегрированных информационных систем, которые обеспечивают оперативное управление логистическими процессами и улучшение контроля над ними. Успешные примеры автоматизации портов показывают, что такие инвестиции приводят к значительному снижению операционных расходов и повышению производительности, что, в свою очередь, способствует более эффективной интеграции в глобальную экономическую систему. Таким образом, автоматизация является важным элементом современного развития портовой инфраструктуры, обеспечивающим конкурентоспособность и устойчивый рост в долгосрочной перспективе.

Список литературы

1. Зуб И.В., Ежов Ю.Е., Анголенко Т.С. Информационные системы как инструмент повышения производительности морских портов // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. 2022. №2. С. 218-229;

2. Experience analysis of automation and robotization of the container terminal operation. [Электронный ресурс] Режим доступа:https://w.researchgate.net/puЫicatюn/379423822_Experience_analysis_of_automa tion_and_robotization_of_the_container_terminal_operation (дата обращения 31.07.2024);

3. Грошев Г.М., Климова Н.В., Сугоровский А.В., Манаков А.Д., Булавский П.Е. Автоматизация информационного обеспечения независимых участников мультимодальных перевозок контейнеров в морской порт в транспортном узле // Автоматика на транспорте. 2018. №3 С.315-332;

4. Что такое WMS-системы управления складом, автоматизация и виды. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://multicold.ru/artides/chto-takoe-wms- sistemy-upravleniya-skladom/ (дата обращения 31.07.2024);

5. Система управления транспортными перевозками -- обзор. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://w.oracle.com/cis/scm/logistics/transportation-management/what-is-transportation-management-system/ (дата обращения 31.07.2024);

6. The future of automated ports. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://w.mckinsey.com/industries/travel-logistics-and-infrastructure/our-insights/the-future- of-automated-ports (дата обращения 31.07.2024);

7. Разработка системы автоматизации морского порта. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://indins.ru/portfolio/seafishport (дата обращения 31.07.2024);

8. Автоматизация склада предприятия: MES, WMS и ERP для оптимальных результатов. [Электронный ресурс] Режим доступа:https://leantech.ai/avtomatizaciya- sklada-predpriyatiya-s-mes-wms-i-erp-sistemami (дата обращения 31.07.2024)

Размещено на Allbest.ru