Система управления контейнерным терминалом должна была обеспечивать передачу информации в реальном времени с помощью радиооборудования, осуществлять спутниковое позиционирование и слежение за погрузочной техникой, а также выполнять электронную идентификацию работников склада, клиентов терминала и их транспортных средств.

Непрерывно увеличивающийся грузооборот выдвигает новые требования к качеству и методологии управления, а руководство компаний, входящих в состав порта, видит необходимость и возможность повышения эффективности в автоматизации основных бизнес-процессов. ЗАО ПКТ («Первый контейнерный терминал») первым начало реализацию проекта по автоматизации управления деятельностью предприятия. ПКТ - крупнейшая на Северо-западе России стивидорная компания, обеспечивающая полный комплекс услуг, связанных с перевалкой и хранением контейнерных грузов. На территории ПКТ (три квадратных километра) хранится 6 тыс. контейнеров. Основные потери времени при традиционной организации работы были связаны с отсутствием оперативности управления перемещениями контейнеров по территории, большим объемом ручной работы и неэффективным использованием дорогостоящей погрузочной техники. Поиск контейнера порой занимал несколько часов. Для повышения эффективности было необходимо:

  • обеспечить оперативное планирование работ с использованием текущей информации об обстановке на контейнерном терминале;
  • сократить время оформления грузовых документов;
  • свести к минимуму ручные операции при планировании работ (составление планов погрузки, каргопланов, выдача заданий на радиотерминалы и электронные табло);
  • оптимизировать работу погрузочной техники путем использования интерактивного режима при выдаче команд и получении точной информации о местоположении погрузчиков, оптимизации размещения контейнеров и минимизации порожних перемещений автоконтейнеровозов;
  • сократить время простоя автомашин, судов, железнодорожных составов благодаря планированию работы персонала и погрузочной техники на основе информации о текущем расположении контейнеров.

В поисках решения

Системы управления, отвечающие поставленным задачам, используются практически в каждом западном порту. Тщательно рассмотрев несколько предложений разработчиков, внедривших свои системы в Коткинском, Роттердамском и других контейнерных терминалах, руководство ПКТ пришло к выводу, что все они плохо применимы к условиям работы в российских условиях.

Во-первых, системы, ориентированные на западные терминалы, в обязательном порядке требуют для своей работы четкой информации по грузам (сроки вывоза, принадлежность и т.д.), а в ПКТ, к сожалению, подробная информация появляется на более позднем этапе обработки контейнера. Во-вторых, на ПКТ значительный процент составляют конвенциональные грузы, затариваемые или растариваемые в контейнеры, в то время как большинство западных терминалов являются транзитными и не ведут работ с содержимым контейнеров. Вся их деятельность сводится к перегрузке контейнеров с одного транспорта на другой. В специфике ПКТ присутствуют более сложные процессы обработки грузов, которые, в силу сложившейся на Западе инфраструктуры, для их терминалов неактуальны. В-третьих, терминал одновременно служит складом временного хранения Балтийской таможни, а ни в одной западной системе автоматизации еще не научились учитывать специфику, принятых в Российской Федерации требований к таможенному оформлению грузов. В-четвертых, для западных систем характерна очень высокая стоимость локализации, установки и сопровождения. Средняя стоимость внедрения западной системы управления контейнерным терминалом с учетом приобретения лицензии составляет около 3 млн. долл., и при этом нет гарантии, что не придется периодически вызывать западных специалистов, оплачивая им дорогу и проживание.

Придя к выводу о нецелесообразности внедрения западной системы, руководство компании приступило к изучению предложений отечественных разработчиков. В качестве генерального подрядчика была выбрана компания «Солво» - производитель систем управления складским и производственным процессом. Выбор был обусловлен следующими причинами:

  • наличие у «Солво» опыта работы на западном рынке в сотрудничестве с американскими корпорациями (BDM, TRW);
  • использование передовых методик в области складской и транспортной логистики, изученных в процессе реализации проектов на западе, как общих (использование системы обмена данными в реальном времени, системы штрихового кодирования; разбиение складского объекта на логические зоны; разметка мест хранения и всех операционных единиц), так и частных (различные уровни контроля качества, перекрестная погрузка, когда грузы минуют зону хранения, работа с волнами заказов, оптимизация загрузки транспорта, маршрутизация погрузочной техники и др.);
  • наличие ориентированной на российский рынок системы управления складскими и производственными процессами «Сириус»;
  • партнерские связи с производителями оборудования;
  • относительная дешевизна установки и обслуживания системы; общая сумма проекта составила 1,2 млн. долл., а стоимость обслуживания системы оказалась намного ниже соответствующих показателей для любой из западных систем.

Итак, оперативное управление контейнерным терминалом решено было организовать на базе системы управления складским и производственным процессами «Сириус».

Архитектура решения для ПКТ

Система управления контейнерным терминалом строится на основе единого информационного пространства, охватывает и координирует всю совокупность управленческих процессов компании. Система оптимизирует работу техники и персонала, сокращает простои транспорта, контролирует перемещения контейнеров и погрузочной техники по территории терминала и оперативно планирует задания персонала с учетом текущей обстановки на контейнерном терминале. Основное назначение системы - автоматизация оперативного управления всеми операциями с контейнерами и грузами, позволяющая снизить стоимость их обработки на территории контейнерного терминала и предоставляющая возможность получения точной оперативной информации.

Рис. 2. Архитектура решения

Система управления контейнерным терминалом (рис. 2) состоит из подсистемы документооборота и подсистемы управления, использующей для своей работы систему позиционирования (GPS), систему электронной идентификации, комплект радиооборудования и электронные табло. Система документооборота разрабатывается службой информационных технологий ПКТ и предоставляет средства централизованной подготовки документов, хранения большого объема документации и быстрого доступа к информации.

Система управления позволяет:

  • оперативно планировать работу, используя текущую информацию об обстановке на контейнерном терминале;
  • свести до минимума ручные операции при планировании работ (составление планов погрузки, карго-планов, выдача заданий на радиотерминалы и электронные табло);
  • оптимизировать работу погрузочной техники за счет использования диалогового режима при выдаче команд, точной информации о местоположении погрузчиков, оптимизации размещения контейнеров и минимизации порожних перемещений автоконтейнеровозов;
  • сократить время простоя автомашин, судов, железнодорожных составов благодаря планированию работы персонала и погрузочной техники и информации о текущем расположении контейнеров.

Использование комплекта радиооборудования позволяет:

  • поддерживать диалоговый режим между системой управления и персоналом;
  • получать оперативную информацию о начале и завершении выполнения задания или о проблемах, препятствующих его выполнению;
  • принимать оперативные решения по устранению проблем, если они возникли, и возобновлять прерванную работу;
  • протоколировать время начала, окончания и выполнения операции каждым работником терминала.

Система позиционирования дает возможность:

  • отслеживать движение контейнеров по территории терминала, и, таким образом, предоставлять системе управления информацию о местоположении на заданный момент времени;
  • отслеживать перемещения погрузчиков по территории терминала, что помогает системе управления выдавать задания на ту или иную операцию именно тем операторам, которые находятся ближе всего к месту выполнения операции и затратят на ее выполнение меньше всего времени;
  • фиксировать и уведомлять менеджера об отклонениях движения погрузчиков от намеченной траектории, т.е. фактах выхода погрузчика за пределы рабочей зоны, неоправданно долгих простоях погрузчика в какой-либо зоне.

Система электронной идентификации помогает:

  • фиксировать достижение трейлером определенной зоны терминала и, следовательно, сокращать простои трейлеров в очередях;
  • сократить ручной ввод с клавиатуры терминала при проверке содержимого трейлера тальманом.

В рамках проекта для ПКТ была создана автоматизированная система контроля доступа на территорию контейнерного терминала (подсистема ?Режим?), которая обеспечивает:

  • контроль доступа работников на территорию контейнерного терминала по постоянным пропускам;
  • контроль доступа работников сторонних организаций по временным пропускам;
  • передачу данных о пересечении границы контрольно-пропускных пунктов в систему оперативного управления.

Система ?Режим? использует в работе оборудование штрихового кодирования, стационарные терминалы, радиотерминалы на мобильных КПП и специальные терминалы для контроля пропусков в служебном автобусе.

В качестве платформы сервера системы оперативного управления использовалась ОС Linux, преимуществами которой в данном проекте были надежность, устойчивость, безопасность, наличие большого количества приложений и ориентация на промышленные системы. В качестве системы управления базами данных используется Sybase.

В системе задействовано 8 серверов и 150 рабочих станций на платформе Intel. Принято решение использовать радиооборудование от LXE, производящей системы беспроводной связи для сложных условий эксплуатации. С ростом сложности производства, складирования, распределения и хранения товаров в сочетании с жесткой конкуренцией, вызванной развитием рынка и высокими требованиями клиентов, логистика стала одним из определяющих пунктов корпоративной стратегии компании LXE. Следствием чего стало производство радиооборудования, ориентированного на использование в комплексе с системами управления складскими и производственными объектами, транспортными парками и т.п. Оборудование LXE используется во многих портах, по всему миру.

Стратегия внедрения

Внедрение системы управления контейнерным терминалом практически невозможно провести одновременно на всех участках. Был избран поэтапный подход, при котором на каждом этапе достигаются самозначимые результаты, обеспечивающие совершенствование управленческих технологий, повышение уровня интегрированности предлагаемых решений с последующей полной интеграцией системы. Пошаговое внедрение позволяет заинтересовать, вовлекать в процесс внедрения, высшее руководство компании, руководителей среднего звена и пользователей, давая им все более и более полезные практические результаты.

Кроме того, поэтапный подход позволяет осуществить внедрение системы без остановки функционирования терминала, что немаловажно для круглосуточно работающего объекта. На первом этапе было решено установить и протестировать комплект системы спутникового позиционирования и сопровождения подвижных объектов, установить и настроить сервер системы оперативного управления и наладить взаимодействие системы оперативного управления с системой позиционирования и системой документооборота. Результат выполнения этапа - появление возможности передавать в систему документооборота информации о перемещениях автоконтейнеровозов по территории терминала.

На втором этапе планировалось установить электронные табло и настроить их для работы с системой управления, установить базовый набор функций системы, настроить комплект радиооборудования и сетевого оборудования, а также установить и настроить диспетчерские рабочие места. Результатом этапа станет появление возможности регистрировать прием, размещение и отгрузку контейнеров.

На третьем этапе требовалось произвести монтаж радиооборудования на погрузочной технике, ввести в работу вывод команд управления и сопровождающей информации на радиотерминалы погрузочной техники. На этом этапе требовалось установить диспетчерское ПО для работы с автомобильным и железнодорожным транспортом, слежения за контейнеровозами, развернуть диспетчерское ПО для обработки судов, а также установить функцию управления автоконтейнеровозами при транспортировке контейнеров с причала. Результатом этапа является автоматизация всех перемещений контейнеров вплоть до погрузки на суда.

Реализация проекта автоматизации управления перевалкой грузов началась в июне 1999 года, а к декабрю были завершены работы по первым двум этапам. В промышленную эксплуатацию система введена в первом квартале 2000 года.

Результаты

На сегодняшний момент система осуществляет обработку данных о передвижении автоконтейнеровозов по территории терминала и местоположении контейнеров, регистрирует прием, размещение и отгрузку контейнеров, за счет чего эффективность работы увеличилась на 20%. Полученные в ходе предварительных испытаний результаты позволяют надеяться на более высокие показатели.

Оптимизирована работа стивидора. Сократилось время выполнения всех операций, существенно уменьшились эксплуатационные расходы на содержание и обслуживание погрузочной техники, особенно автоконтейнеровозов. Одна такая машина стоит более 1 млн. долл., комплект резины на 2-3 месяца - 12 тыс. долл. В результате запуска системы управления в промышленную эксплуатацию ПКТ сможет выполнять тот же объем работ при использовании 9 автоконтейнеровозов вместо 12.

Адаптируемость системы «Сириус» к потребностям конкретного заказчика, независимость от физических характеристик складского объекта, возможность разбиения на логические зоны обработки грузов и правил работы свидетельствует об универсальности решения. Это дает основания надеяться, что создаваемая система имеет неплохие перспективы на российском рынке.

Об авторе

Роман Стогов — менеджер компании «Солво» (Санкт-Петербург). С ним можно связаться по электронной почте по адресу: roma@solvoltd.com

«Морской порт Санкт-Петербург» - крупнейший транспортный узел Северо-запада России. Удобное географическое положение - порт расположен на островах дельты Невы - помогает снизить транспортные расходы. Порт соединен с морем морским каналом протяженностью 27 миль, навигация по которому продолжается круглый год. На базе имущества, арендуемого у «Морского порта Санкт-Петербург» и Морской администрации, работают восемь специализированных стивидорных компаний (хранение и перевалка грузов). Гарантированные глубины обеспечивают безопасную проводку и удобную стоянку судам длиной до 260 метров и осадкой до 11 метров. На территории порта расположены: 53 причала, складские площади более 1 кв. км, крытые склады 105 тыс. кв. м., открытые склады 940 тыс. кв. м. Порт оснащен современной погрузочной техникой

Санкт-петербургская компания «Солво» создана в 1992 году. Численность компании - 35 человек. Основное направление деятельности - создание систем автоматизации складских и производственных комплексов. В тесном взаимодействии с корпорациями RGTI, BDM и TRW специалисты «Солво» разработали автоматизированные системы складских комплексов для компаний AGFA, Wells, Cole Palmer, Polygram и др. Работа с западным рынком и сейчас остается одним из направлений деятельности компании. На основе накопленного опыта компания разработала систему «Сириус», предназначенную для автоматизации отечественных складских и производственных комплексов

Система «Сириус»

«Сириус» - универсальная система комплексной автоматизации управления складскими и производственными процессами. В задачу системы входит управление полным складским циклом, от приема товара до отгрузки. Система выбирает место хранения принятых грузов и разрабатывает задания для работников склада. Задания поступают на экраны радиотерминалов в виде поэтапных команд или выводятся на печать, индивидуально для каждого сотрудника. При использовании системы штрихового кодирования, выполнение заданий подтверждается сканированием кода с этикеток, которыми размечены все места хранения, погрузочная техника и поступившие на склад грузы. Система может использовать любой из существующих штрих-кодов, или автоматически разрабатывать и печатать этикетки с собственным, внутренним кодом для всех принимаемых грузов.

Периодический пересчет товара позволяет проводить инвентаризацию без прерывания основного процесса. Система «Сириус» ориентирована на и самые разнообразные сферы применения: аэропорты и морские порты, складские и производственные комплексы, таможенные терминалы, супермаркеты.

Основу работы системы составляет поступающая в реальном времени информация о событиях, происходящих на терминале. «Сириус» обрабатывает данные и готовит решение по формированию и распределению заданий персоналу и взаимодействующим подсистемам, одновременно осуществляя контроль над выполнением. Ядро системы (рис. 1) образует планировщик - экспертная система, в которой собраны данные и актуальная информация, необходимая для принятия решения по управлению объектом в соответствии с выбранной организацией работы терминала. Принятие решений основывается на наборе правил, вытекающих из анализа складской деятельности множества российских и зарубежных предприятий.

Структура системы «Сириус»

Обладая информацией об ожидаемых поступлениях, система заранее подбирает, а в случае необходимости, и освобождает места хранения, учитывая при этом особенности и требования к размещению ожидаемых грузов. Информация об ожидаемых поступлениях и отгрузках может поступать в систему автоматически из головной системы предприятия или вводиться вручную диспетчером склада. При фактическом прибытии товара на склад, в систему поступают сведения из товарно-транспортной накладной, или любого другого сопроводительного документа. Если груз находится в списке ожидаемых поступлений, то система автоматически сверяет данные с товарно-транспортной накладной и, в случае расхождения, информирует менеджера склада о возникшей ситуации. После принятия решения о приеме товара автоматически формируются задания рабочим склада. После того как полученный груз перемещен в зону приема, система автоматически формирует команду на пересчет товара сотруднику, обладающему определенным статусом. Когда товар физически пересчитан, его фактическое количество вводится в систему с клавиатуры радиотерминала, либо с терминала диспетчера. В случае несовпадения данных товарно-транспортной накладной с реальным количеством, система может произвести повторный пересчет, определив для этого другого сотрудника. Если данные физического пересчета подтверждают несоответствие реального поступления с данными товарно-транспортной накладной, система сообщает о проблеме менеджеру склада и может приостановить работы с грузом до выяснения обстоятельств.

В случае, когда к принимаемому товару предъявляются требования по контролю качества, система может управлять данной операцией по нескольким сценариям:

  • визуальный контроль (целостность упаковки, внешние повреждения и т.д.);
  • контроль при переупаковке;
  • отбор и отслеживание образцов при проведении анализа и сертификации на своей территории;
  • отбор и отправка образцов товара при проведении анализа и сертификации в сторонней организации, контроль получения документации;
  • другие виды контроля по согласованию с заказчиком.

На время проведения контроля качества система по требованию заказчика может поставить товар на карантин, разместить по местам хранения, но не отгружать до команды менеджера или сразу пускать в работу.

При необходимости в срочном порядке отгрузить только что поступивший товар клиенту, система формирует рабочим команды на отгрузку товара непосредственно из зоны приема, минуя зону хранения. Система оптимизирует использование складских площадей, автоматически распределяя места хранения с учетом требований заказчика. При распределении мест хранения система учитывает все требования к условиям хранения: температурный режим, влажность, производители, поставщики, сроки годности, сроки реализации и др. Команды на размещение принятых грузов автоматически поступают на экраны радиотерминалов.

Система управляет действиями рабочих и отслеживает правильность выполнения команд. Информация о заказе поступает в «Сириус» из головной системы предприятия или вводится диспетчером склада на основании поступившего требования на отгрузку товара. Далее автоматически формируются задания на сбор заказа, учитывая принципы FIFO, LIFO или любые другие, необходимые заказчику. Задания поступают на экраны радиотерминалов, выполнение команд подтверждается сканированием этикеток собираемых товаров и мест их хранения. Собранные товары перемещаются в зону сбора заказов, что подтверждается соответствующим сканированием. Задания на работы по отгрузке формируются системой автоматически или по команде менеджера. В случае возникновения проблемной ситуации система сообщает об этом менеджеру склада и может остановить все операции с данным местом хранения до выяснения обстоятельств. Таким образом, инвентаризация ведётся постоянно и с отслеживанием всех событий.

По команде менеджера система может формировать следующие виды отчетов: наличие товаров на складе и в местах хранения, количество отгрузок за определенный период времени, количество возвратов, информация по производителям, поставщикам, перевозчикам, заказчикам, информация по срокам хранения и реализации, а также отчет по работам, выполненным каждым сотрудником за любой промежуток времени и др. Система формирует необходимый набор приемных, внутрискладских и отгрузочных документов.

«Сириус» собирает статистические данные и передает их в головную систему предприятия. По требованию система может делать выборки данных. На основании статистических данных система анализирует все происходящие на складе события и дает рекомендации по использованию погрузочной техники, площадей хранения и рабочих ресурсов. Кроме того, система может передавать рекомендации в отдел закупок и продаж, основываясь на собственных данных по статистике приемов и отгрузок.

Учет может вестись по штучному количеству, весу, объему и т.д. При необходимости могут учитываться входная, выходная, внутренняя и прочие цены товара. В случае, если необходимо отгрузить единичное количество товара, система организует штучный отбор, исходя из требований, предъявляемых заказчиком. Когда жестким требованием при приеме товара на склад является наличие соответствующего сертификата, система автоматически запрашивает информацию о нем.

Для оптимального распределения площадей хранения и минимизации внутренних перемещений, а также для более экономичного использования автотранспорта предприятия, в системе предусмотрена функция слияния грузов. Параметры данной функции определяются индивидуально для каждого заказчика. Если на этапе входного контроля обнаружены повреждения упаковки, или на складе принята собственная форма хранения и отгрузки, система, после приема товара автоматически формирует команды рабочим на перемещение грузов в зону упаковки товара. При использовании собственного автотранспорта для доставки товара клиентам система автоматически организует загрузку таким образом, чтобы оптимизировать маршрут транспорта и упростить его разгрузку на всех точках маршрута.

Для удобства обслуживания поставщиков и покупателей введена система приоритетов. «Сириус» распределяет выполнение работ по разгрузке, отгрузке и поставке товара тому или иному клиенту в соответствии с его приоритетом. В случае, когда несколькими фирмами, объединенными в одну структуру, проводятся общие складские операции, информация обо всех событиях на складе передается автоматически в головные системы этих организаций. В системе предусмотрена организация взаимодействия с территориально-удаленными складами. Способы обмена данными в этом случае выбираются исходя из требований заказчика. Удаленный склад может быть представлен в системе как один из участков головного склада. При организации управления на складах временного хранения, система распределяет и выдает принятые грузы согласно правилам, указанным в базовом наборе функций.

Если необходимо отображать на этикетках со штрих-кодом какую-либо дополнительную информацию о товаре, или на складе не используется оборудование штрихового кодирования, система выводит на печать нужные этикетки. В случае если товар не востребован и его хранение обходится дороже, чем его стоимость, система сообщает об этом менеджеру склада и отправляет сообщение в головную систему предприятия. Если на складе в данный момент нет товара, который необходим заказчику, система выдает рекомендации по его замене аналогичным товаром.

Система отслеживает доставку товара клиентам. Информация о доставленном товаре вводится диспетчером склада с путевого листа, по телефонному подтверждению заказчика или может передаваться в головную систему и использоваться для статистической обработки.

В зависимости от требований заказчика в системе могут быть реализованы различные способы обмена данными с любым уровнем защиты. Для соблюдения конфиденциальности в «Сириус» предусмотрен механизм разграничения доступа к информации. Все сотрудники склада имеют свои уровни доступа к выполняемым работам и необходимым для этого сведениям. При возникновении проблемных ситуаций система автоматически их отслеживает и, при необходимости, сообщает менеджеру.

Основное отличие системы «Сириус» - адаптируемость. Заказчиков смело можно разделить на две категории. Первые хотят, чтобы объект функционировал по устоявшейся методике; их цель состоит в повышении эффективности работы объекта без существенных изменений процессов. Вторые нуждаются в новой модели функционирования складского объекта. В первом случае система настраивается на работу по устоявшимся правилам функционирования конкретного объекта. Во втором случае специальные средства, входящие в состав системы, могут смоделировать работу реального объекта в различных условиях, по различным схемам функционирования. Полученные данные помогают специалистам построить наиболее эффективную модель функционирования.

Доступный интерфейс инструментов, позволяющих ввести в систему физическое описание складского объекта, разбиение на логические зоны обработки грузов, правила работы, а также описание всех операционных единиц, позволяет подстраиваться под любые изменения работы. Простейший пример - добавление новой области складирования. Графический интерфейс редактора описания объекта, позволяет ответственному менеджеру без остановки работ добавить новую область - ее физические характеристики, логическое предназначение, правила работы, особенности. Кроме того, менеджер может разрешить участие новой области в функционировании объекта.

При разработке системы использовались языки высокого уровня, в частности, Пролог. Связь с базами данных осуществляется с использованием механизма тесного связывания, а набор фактов и правил Пролога позволяет осуществить прозрачный доступ к базам данных. Деятельность по планированию работ основывается на статистической информации и правилах действия в условиях неопределенности и неполноты данных. Правила выполняют роль выражения с экспертными данными. Например, при размещении очередного груза система руководствуется следующей информацией:

  • если груз требует охлаждения, то искать место в холодильных камерах;
  • если груз ценный, то размещать в специальной зоне;
  • груз ценный если вес меньше 10кг и цена больше 100 долл.;
  • если груз опасный, то не размещать вместе с обычными;
  • если груз сильно пахнущий, то не размещать вместе с товарами, впитывающими запахи — и т.д.

Система функционирует на различных платформах: Unix, Windows NT, взаимодействуя с различными СУБД, поддерживающими стандарт SQL-92: Oracle, Sybase, Informix, Adabase, Postgres. Изначально система создавалась для работы под управлением ОС Linux - российский рынок тогда не был готов к покупке дорогостоящих лицензий на программное обеспечение. Затем, по запросу конкретных заказчиков была создана NT-версия. Система поддерживает радиооборудование, устройства штрихового кодирования, а также технологическое оборудование (электронные весы, табло, кассовые аппараты) ведущих производителей.

Система «Сириус» способна обмениваться данными с другими программными комплексами через протоколы EDI и XML. В случаях, когда для интеграции не достаточно возможностей стандартных протоколов, либо программный комплекс их не поддерживает, используются специальные программы-шлюзы, занимающиеся передачей и представлением данных, полученных от одной автоматизированной системы в виде, понятном другой.