Automatyzacja terminali w portach

Typowa sekwencja zadań w terminalach kontenerowych w portach jest następująca: kontenery, dostarczane ciężarówkami albo pociągami, są rozładowywane na placu, rozwożone po nim, układane w stosy. Gdy przypłynie statek, dźwigi przenoszą ładunki na pojazdy transportowe, które przewożą je na nabrzeże portowe, gdzie dźwigi przekładają je na pokład jednostki pływającej. Przy rozładunku operacje te są wykonywane w odwrotnej kolejności – ładunek ze statku jest rozładowywany na nabrzeżu w porcie, transportowany na plac, przekładany na ciężarówki.

W obu kierunkach płynność realizacji poszczególnych kroków decyduje o sprawności łańcucha dostaw. Żeby ją poprawić, na kolejnych etapach wdraża się rozwiązania automatyki. Obsługę terminali kontenerowych w portach można łatwo zautomatyzować, ponieważ ładunki, które są w nich składowane, są zestandaryzowane, operacje powtarzalne, a otoczenie przewidywalne.

Automatyka w suwnicach bramowych

Kontenery na placu układane są piętrowo. Stosy ustawiane są w rzędach, zwykle oddzielonych wąskimi odstępami. Liczba kontenerów w stosie i liczba rzędów w sekcji zależą od wymiarów ładunków i rozmiarów dostępnego miejsca na placu.

Do układania ładunków w tak uporządkowany sposób używane są suwnice bramowe w wersji zautomatyzowanej ASC (Automatic Stacking Cranes). Są to zwykle suwnice zamontowane na szynach RMG (Rail-Mounted Gantry). Typowa wysokość i szerokość tych urządzeń wynosi 30 metrów. Przeważnie jedna suwnica obsługuje nawet kilkanaście rzędów, a dwie współdzielą parę szyn. ASC wyposażone są w liczne czujniki, które lokalizują kontenery i ich miejsce docelowe. Są to m.in. laserowe systemy naprowadzania. Zapewniają one dokładność pozycjonowania ładunków rzędu kilku centymetrów. To w przypadku kontenerów o długości kilkunastu metrów, które ważą nawet kilkadziesiąt ton i przemieszczają się z prędkością sięgającą kilku metrów na sekundę, oznacza dużą precyzję. ASC są również wyposażone w enkodery i dalmierze laserowe, które mierzą pozycje wózka, wciągnika i rozrzutnika (zespołu odkładającego ładunek) względem kontenera. Położenie suwnicy wzdłuż szyn jest z kolei określane z wykorzystaniem anteny, która odbiera sygnały z transponderów RFID zamontowanych w podłożu. Rozmieszczenie kontenerów na placu planuje i nadzoruje Equipment Control System (ECS). ECS poza tym steruje robotami mobilnymi AGV (Automated Guided Vehicle), wyznaczając im optymalne (najkrótsze, bezkolizyjne) ścieżki ruchu. AGV w terminalach portowych są wykorzystywane w transporcie poziomym, przewożąc kontenery z nabrzeża i na nabrzeże.

Automatyka w dźwigach STS

Dźwigi STS (Ship To Shore) służą do transportu kontenerów ze statku na nabrzeże portowe oraz w kierunku odwrotnym. Wprawdzie operator tych urządzeń zwykle wciąż jest obecny, coraz częściej jednak jego rola ogranicza się do nadzorowania ich pracy i zdalnego sterowania nimi w zadaniach, które wymagają obsługi ręcznej. Jest to możliwe dzięki temu, że w dźwigach STS wprowadza się coraz więcej funkcji automatyki. Te zwiększają też ich wydajność, ograniczają koszty operacyjne oraz poprawiają bezpieczeństwo operacji przeładunkowych. Przykładem jest system wspierający operatora w przenoszeniu ładunku przez ograniczanie jego kołysania, które powoduje zazwyczaj wiatr lub nierównomierne rozłożenie obciążenia. Ten niekontrolowany ruch jest problematyczny szczególnie wtedy, kiedy ładunek jest podnoszony z pokładu statku albo odstawiany w porcie. Próbując ustabilizować jego kołysanie się operator traci czas, a ten, sumując się przy dużej liczbie kontenerów, zwiększa opóźnienia – automatyczne tłumienie kołysania może więc znacznie skrócić załadunek. Kolejne przykłady to systemy optymalizowania ścieżki ruchu między pozycją początkową a końcową oraz pozycjonowania kontenerów w miejscu docelowym. Pierwszy opiera się na danych ze skanerów laserowych, które monitorują otoczenie na drodze od statku do nabrzeża portowego, co pozwala na stosowne do aktualnych warunków spowalnianie albo przyspieszanie ruchu wciągnika dźwigu, aby omijał przeszkody i przemieszczał się najkrótszą trasą.