Kontejnerji v Luki Koper

MARKO – Marine Container Terminal Operations Computer System (1991 – 2005)

Sistem za upravljanje pretovornih in skladiščnih operacij na morskem kontejnerskem terminalu

Sistem MARKO je bil razvit za Kontejnerski terminal Luke Koper.
Predan je bil v produkcijo v marcu 1991.leta. Z dograditvami in posodobitvami je bil v redni uporabi do marca 2005, ko je bil zaradi zastavljenih poslovnih povezav Luke Koper z luko Trst zamenjan z belgijskim sistemom COSMOS, ki so ga takrat uporabljali na kontejnerskem terminalu v Trstu.

MARKO je računalniško podprt sistem za upravljanje operacij z zabojniki na kontejnerskem terminalu. Podpira operativno planiranje operacij, pripravo pretovornih list zabojnikov, vodenje in izvajanje pretovornih operacij na ladjah, vlakih in kamionih ter sprotni pregled stanja razporeda in zasedenosti skladiščnih pozicij. Vodenje in usmerjanje mehanizacije ter drugih izvajalcev na terenu ter beleženje opravljenih premikov izvaja sistem avtomatično v dejanskem času preko mobilnih in ročnih radijsko povezanih računalniških terminalov, ki so vgrajeni v kabine prekladalnih strojev ali jih nosijo skupinovodje s seboj. MARKO tudi računalniško izmenjuje podatke s pomorskimi agenti in špediterji ter s centralnim sistemom naročanja del v Luki.

Razlogi za razvoj prav take računalniške podpore so opisani v spodnjem prispevku, ki je bil objavljen tudi v Zborniku (COBISS.SI-ID – 31406848) prve elektrotehniške in računalniške konference ERK ’92, ki je potekala na Pomorski šoli v Portorožu septembra 1992. Avtor prispevka je B. Vuga.

Računalniška podpora pri pripravi, nadzoru in izvajanju operacij na morskem kontejnerskem terminalu

Computer support for preparation, execution and supervision of the marine terminal operations

Demands of shipping industry and increasing competition are forcing marine terminals to consider computer support for terminal operations which once was the domain of the largest terminals only. These systems are available to terminals because powerful computers are now available at dramatically reduced costs. The computer system should support the terminal’s growth from the current operation to as automated as is economically justified. This paper examines the typical growth phases for the marine terminal’s computer system and presents the operations which are currently supported in Port of Koper.

1. UVOD

Sodoben pomorski prevoz zahteva točno in hitro pripravo ter obdelavo podatkov v morskih lukah, kakor tudi izmenjavo le teh med lukami nakladanja in razkladanja. Ta zahteva je zelo izrazita pri transportu kontejnerjev, saj se zaradi visoko razvite tehnologije prevoza ter specializirane mehanizacije za pretovor kontejnerjev v lukah, fizična manipulacija kontejnerja običajno izpelje hitreje, kakor pa uredi vsa potrebna spremna dokumentacija.

Za efektno delo in pravočasno pripravo planov nakladanja in razkladanja kontejnerskih ladij, ki se v morskem terminalu zadržujejo le po nekaj ur, je bistven kvaliteten sistem beleženja trenutnih pozicij kontejnerjevna terminalu ter pregled nad razpoložljivim skladiščnim prostorom.

Ta zahteva ter naraščajoča konkurenca sili morske terminale k uvajanju računalniske podpore pri izvajanju pretovornih in skladišćnih operacij.

Tipične so naslednje razvojne faze [S1]:

1. sistem papirnih kartic,
2. sistem knjiženja minulih dogodkov,
3. sistem računalniskega vodenja operacij.

2. PAPIRNE KARTICE

Pri majhnem pretoku kontejnerjev preko terminala je sistem beleženja trenutnih pozicij s pomočjo barvnih kartic na zidu lahko zelo uspešen. Velike zidne table predstavljajo model skladiščne površine, raznobarvne kartice, ki jih vstavljamo v zareze na tablah pa označujejo kontejnerje različnih lastnosti (velikost,lastnik, ipd) na ustreznih X-Y-Z koordinatah skladišča (na skladiščnih pozicijah).

Prednosti tega sistema so v:

• zelo pregledna predstavitev zasedenosti skladišča, že na prvi pogled opazen razpoložljiv skladiščni prostor ter takoj opazne skupine kontejnerjev z enakimi lastnostmi,
• predstavitev skladiščnih površin in njihove namembnosti (rezervacije prostora) se lahko enostavno in hitro spremeni z dodajanjem novih tabel,
• tudi večje število sprememb pozicij kontejnerjev na skladišču se lahko enostavno in intuitivno zabeleži s premeščanjem kartic po tabli.

Pri dovolj majhnem pretoku kontejnerjev predstavlja tak sistem beleženja s pomočjo tabel zelo natančno sliko skladišč na kontejnerskem terminalu in omogoča planiranje pretovornih operacij v dispečerskem centru tudi brez pregleda nad dejanskim skladiščem.

Slabosti sistema so:

• informacije zabeležene na tabli niso vedno usklajene z dejanskim stanjem. Do tega prihaja, ker pisna poročila o opravljenem delu prihajajo v dispečerski center šele po zaključku operacij. Pri ocenjevanju prostih oz. zasedenih pozicij na tabli za naslednji posel mora zato dispečer upoštevati operacije, ki se trenutno še izvajajo.
• model na tabli je občutljiv na nepravilno zabeležene pozicije, ki nastanejo zaradi neplaniranih in posledično ne sporočenih sprememb pozicij kontejnerjev na dejanskem skladišču. To se zlasti dogaja, ko se mora voznik mehanizacije na terenu prekopati do založenega kontejnerja in pri tem odmika na najbližje sosednje pozicije ostale kontejnerje.
• zgornja občutljivost zahteva od dispečerjev zelo detajlno planiranje operacij in določanje novih pozicij tudi za kontejnerje, ki morajo biti le premaknjeni, sicer izvajalec na terenu največkrat ne bo javil premikov, ki niso zapisani na njegovem delovnem nalogu.

Do neke mere običajno dispečerji ignorirajo netočnosti na tabli. Nato poskušajo problem omiliti s periodičnimi inventurami stanja kontejnerjev na terenu. Uvajati se pričnejo ročne radijske postaje za sprotno javljanje premikov v center. V primeru izgubljenega kontejnerja (ko prevozno sredstvo čaka na kontejner, ki ga niti približno ni tam, kot pravi kartica) pa je potrebno angažirati dodatne delavce, ki se razkropijo po skladišču v iskanje kontejnerja.

Izgradnja novih skladiščnih površin zahteva postavitev novih označevalnih tabel v dispečerskem centru, z rastjo prometa na terminalu se veča tudi število dispečerjev za vzdrževanje ažurnega stanja na tablah. Lahko pride tudi do tega, da postane fizično nemogoč dostop do table vsem osebam, ki beležijo premike. Z eno besedo dispečerski center postane ozko grlo.

3. KNJIŽENJE MINULIH DOGODKOV

V tem trenutku običajno na terminalu namestijo računalnik, ki v dispečerskem centru nadomesti tablo s karticami. Računalnik sicer dovoli večjemu številu dispečerjev dostop do istih podatkov, vpelje pa slabosti, ki jih prejšnji sistem ni poznal:

• izgubljen je hiter intuitiven pregled nad stanjem na skladišču, ki ga dolgi računalniški izpisi ne morejo nadomestiti. Običajno se zato dispečerski center seli v vrhnje prostore upravne stavbe, ponekod tudi v za to zgrajene “letališke” stolpe, kjer imajo pregled nad dejanskim skladiščem namesto nad izgubljenim modelom na tabli.
• beleženje premika kontejnerja zahteva namesto enostavnega premika kartice zamudnejše tipkavanje podatkov v računalnik.

Vse pomankljivosti predhodnega sistema pa ostanejo:

• povezava z izvajalci na terenu je še vedno preko pisnih delovnih nalogov oz. seznamov kontejnerjev za manipuliranje, le da so sedaj le ti računalniško izpisani,
• informacije v računalniku niso usklajene z dejanskim stanjem zaradi časovnega zamika pri prejemu povratnih informacijah,
• sistem je še vedno občutljiv na sicer izvršene, vendar ne sporočene premike kontejnerjev, ki na seznamih niso bili planirani,
• potrebne so periodične inventure stanja na terenu.

Sčasoma se računalniški sistem razvije tako, da ima vgrajene vse omejitve in pravila, ki so bila prej na prvi pogled vidna na tabli (npr. ne moreš odložiti kontejnerja na pozicijo, ki je že zasedena, ne moreš premakniti kontejnerja, na katerem je drugi kontejner, ipd.). Zaradi pogostih tipkovnih napak pri vnašanju, se dodajajo nove in nove kontrole v sistem, tako da je na koncu v računalniku zgrajen idealen model skladiščnega prostora. Rezultat je zelo “tesen” sistem, ki dovoli vnos samo “pravilnih” podatkov, kar lahko včasih deluje tudi zelo frustrirajoče.

Poseben problem so napačno vnesene pozicije ali neevidentirani premiki kontejnerjev, ki generirajo nove napake. Iz računalnika prihajajo seznami za manipuliranje kontejnerjev z napačnimi pozicijami, zato jih izvajalci na terenu odlagajo na najbližje prosto mesto. Naknadno popravljanje v računalniku zabeležene pozicije marsikdaj ni več možno zaradi že obstoječih napak. Vgrajene kontrole ne dovoljujejo spreminjanja zaključenih delovnih seznamov. Dispečer se bo vdal in enostavno ignoriral korekcije.

S padanjem cen strojne računalniške opreme se v sodobnejših sistemih za pasivno sledenje premikov pojavljajo tudi grafične postaje. S pomočjo grafične predstavitve model skladiščnega prostora zopet postane viden dispečerjem, tako kot na zidnih tablah. Raznobarvne pravokotnike, ki tako kot nekoč kartice ponazarjajo kontejnerje, se sedaj premešča z uporabo miške [S2].

Vendar osnovni problem, isti kot pri papirnih karticah, ostane. Pozicijsko stanje kontejnerjev, zabeleženo v sistemu, se razlikuje od dejanskega stanja.

Ko postanejo periodične inventure na terenu predrage ali časovno prezahtevne, je rešitev v zmanjšanju časovnega zamika med izvršenim premikom kontejnerja in zapisom tega dogodka v računalnik. Za beleženje dogodkov v skoraj realnem času sta najpogosteje uporabljeni naslednji možnosti:

• Skladiščnike in vodje delovnih skupin se opremi z računalniškimi terminali. Ti so fiksno postavljeni v pisarnicah na terenu, razpostavljenih na kritičnih točkah kontejnerskega terminala. Skladiščniki, ki sedaj beležijo premike, so običajno v radijski zvezi z vozniki strojev in dvigal, ki opravljajo premike kontejnerjev.
• Računalniški terminali se montirajo neposredno na stroje in dvigala, tako da prejemajo upravljalci strojev navodila neposredno iz računalnika ter potrjuje izvršene premike. S tem je odpravljena tudi govorna radijska zveza. Terminali so z računalnikom povezani preko digitalne radijske komunikacije ali IR senzorjev [S3, S4].

Ko se na tak način zmanjša časovni zamik med izvedbo premika in njegovim beleženjem, se slika stanja na modelu skladiščnega prostora zelo približa dejanskemu stanju. Zaradi točnejših podatkov se planiranje premikov drastično izboljša in tudi samo izvajanje dela postane bolj fleksibilno. Vsaka sprememba na delovni listi planiranih operacij je namreč takoj vidna na računalniških terminalih pri skladiščnikih ali neposredno pri voznikih. Da bi odpravili tudi napake, ki nastajajo ob zajemanju pozicij ter nezabeležene premike kontejnerjev, so delovne stroje opremili z napravami za odčitavanje lastne pozicije na skladišču in avtomatsko sporočanje podatkov ob dvigu in spustu kontejnerja neposredno v računalnik. Take rešitve so se pokazale kot uspešne na delovnih strojih, ki imajo fiksne poti za gibanje, običajno so to mostna dvigala na tirih ali na pnevmatikah [S5, S6].

4. RAČUNALNIŠKO VODENJE OPERACIJ

Kljub vsej avtomatizaciji in računalniški podpori, je končni rezultat pasivnega beleženja premikov še vedno isti: imeti v vsakem trenutku na razpolago točno sliko stanja na skladiščnem prostoru. Poznavanje točnega stanja na terenu v vsakem trenutku pa je osnova, da se sedaj lahko tudi računalnik vključi v upravljanje in vodenje operacij na kontejnerskem terminalu.

Osnovni cilji so seveda povečanje produktivnosti, zmanjšanje časa servisiranja ladje (pogodbeni penali za zamudo pri obdelavi ladje se gibljejo med 5.000 do 15.000 USD na dan), zmanjšanje časa čakanja cestnih vozil na strežbo, večja in enakomerneje porazdeljena izkoriščenost terminalske mehanizacije in povečanje izkoristka razpoložljivega skladiščnega prostora.

Z računalniško podporo želimo doseči tako stopnjo odločanja, kot jo dosega izurjen dispečer pri planiranju operacij s kontejnerji. Zlasti:

• Predlaganje optimalnih pozicij za kontejnerje v prihodu, tokrat ne več ločeno za vsako operacijo, ki se vzporedno izvaja na terminalu, temveč v okviru celega terminala. S tem se število internih premikov kontejnerjev, potrebnih zaradi razvrščanja in priprave pred nakladanjem na ladjo, zmanjša.
• V primeru zastojev na eni operaciji takojšnjo preusmeritev mehanizacije na izvajanje drugih planiranih del, po odpravi ozkega grla pa nemoteno nadaljevanje prvotne operacije.
• Združitev vse mehanizacije na terminalu v skupen vir, ki je takoj na razpolago za katerokoli operacijo na kontejnerskem terminalu. Za vsak stroj na terenu računalnik izbere naslednji kontejner za premik na podlagi predhodno planiranih prioritet dela na celotnem terminalu, upoštevajoč trenutno lokacijo stroja (nič več v okviru le ene operacije, na katero je bil stroj pri klasičnem načinu dela vnaprej razporejen).

Pri razvoju računalniške podpore se srečujemo na večjih kontejnerskih terminalih tudi s poskusi popolne avtomatizacije pretovora, vendar se le ta od računalniškega vodenja v osnovi razlikuje le v zmanjšanju delovne sile med vozniki strojev [S7].

5. LUKA KOPER

Luka Koper se je s kontejnerizacijo v transportu srečala že konec 60′ let. Z naraščanjem prometa se je hitro pokazala potreba po specializirani opremi in izgradnji namenskega kontejnerskega terminala za potrebe zbirnih ladij (feeder ships), kakor tudi za čezoceanski promet blaga iz srednjeevropskega zaledja. Papirni sistem beleženja s pomočjo kartic se je hitro razvil v zelo sposoben pripomoček za planiranje in inventarni pregled stanja na skladišču.

Razlike med dejanskim stanjem in stanjem na zidnem modelu so zmanjševali s pomočjo voki-tokijev. Te so imeli vsi izvajalci operacij na terenu ter sproti potrjevali oz. sporočali izvršene premike kontejnerjev.

V dispečerskem centru je vsako operacijo vodil po en dispečer, ki je s premikanjem kartic sproti beležil premike ter dajal ustrezna navodila ob zastojih.

Prvi poskus uvedbe računalnike podpore je bil izveden v sredini 80′ let, pri letnem prometu okoli 50.000 kontejnerjev. Sistem je bil razvit v programskem jeziku Ideal in je temeljil na relacijski bazi CA-Universe na luškem centralnem računalniku IBM. Razvita je bila tipična računalniška podpora pasivnemu beleženju izvršenih premikov, pokrivala pa je zgolj administrativno delo v dispečerskem centru. Sistem se ni nikoli “prijel”, saj je bil v primerjavi s prejšnjimi, jasno preglednimi tablami bolj zamuden, razlike med računalniškim modelom in dejanskim stanjem pa se nikakor niso zmanjšale.

Konec 80′ let je bil pritisk prometa že tako velik, da se je vodstvo Luke odločilo vpeljati nov sistem, s sledenjem premikov v realnem času. Sistem naj bi pokrival le operativne potrebe Kontejnerskega terminala, za evidentiranje na terenu pa uporabljal brezžične prenosne računalniške terminale. Po analizi možnih rešitev [S8] je bila v Luki izbrana rešitev na osebnih računalnikih, ki pa je morala pokrivati vse trenutne potrebe ter omogočati nadaljnji razvoj sistema in tudi povezavo s centralnim računalnikom.

Tako je bil v letu 1990 razvit sistem MARKO. Po dvomesečnem uvajanju in štirimesečnem dvojnem teku je polno zaživel marca 1991.

6. SISTEM MARKO

MARKO je računalniški sistem, ki beleži premike kontejnerjev v realnem času. Podpira pripravo operativnih planov (seznamov kontejnerjev za manipuliranje), vodenje izvajanja pretovora s predlaganjem pozicij in nadzor izvajanja iz dispečerskega centra. Viličarji, pajki (“straddle-carrier”), mostna dvigala na pnevmatikah (“transtainer”) ter ostali izvajalci na ladji ali na skladišču, ki delajo na nakladalno razkladalnih operacijah, so s pomočjo prenosnih računalniških terminalov in digitalne radijske komunikacije povezani z računalnikom v dispečerskem centru. Ukaze za naslednji premik kontejnerja pošilja računalnik na zahtevo izvajalca po potrditvi predhodnega premika.

Sistem temelji na lokalni računalniški mreži z delovnimi postajami v dispečerskem centru, na kamionski vratarnici ter v vodstvu Kontejnerskega terminala in pri vodstvu izmene za potrebe nadzora. Sistem je zgrajen modularno, tako da je enostavna rekonfiguracija tudi za potrebe kopnih kontejnerskih terminalov. Uporabnik lahko sam spreminja osnovne parametre kot na primer: definicije novih skladiščnih blokov, višina skladiščenja v bloku, namen posameznih blokov glede na lastnosti kontejnerja, tehnologija skladiščenja, način polnjenja pozicij glede na težo kontejnerja. Glede na trenutne potrebe uporabnik sam tudi nastavi ponderje, ki jih sistem uporablja za predlaganje optimalne pozicije za kontejner.

Glavni moduli sistema MARKO so [S9]:

Planiranje operacij: zajem naročil za manipuliranje kontejnerjev, zajem podatkov o ladjah in vlakih v prihodu, najave prihoda kontejnerjev, določanje rezervacij prostora glede na željene lastnosti kontejnerjev.

Operativna priprava: na osnovi naročil generiranje seznamov za operacije s kontejnerji glede na tip prevoznega sredstva in smer prihoda, razporejanje razpoložljive mehanizacije na sezname z možnostjo določanja prioritet nad seznami za vsak stroj posebej, aktiviranje seznamov za izvajanje ob prihodu prevoznega sredstva.

Izvajanje: izvajalec na terenu komunicira z računalnikom s pomočjo prenosnega računalniškega terminala. Ob prijavi za delo mu sistem najprej sporoči, na katere sezname za delo je razporejen in kateri ima najvišjo prioriteto. Na zahtevo dobi izvajalec na ekran podatke o kontejnerju, njegovi poziciji ter planiranem premiku. Po potrditvi premika mu sistem posreduje naslednjo nalogo. Pri sprejemanju kontejnerjev na skladišče sistem izvajalcu predlaga pozicijo za odlaganje glede na trenutno zasedenost skladišča ob upoštevanju ponderjev za primerjanje lastnosti kontejnerja in rezervacije prostora.

Nadzor izvajanja: dispečerji lahko v realnem času nadzorujejo izvajanje poljubnega seznama skozi statuse kontejnerja (planiran, dvignjen, v gibanju, odložen). Vsak premik kontejnerja se beleži za obračun in tudi izpisuje na log-printer.

Poročila: po zaključenem delu se izpiše potrebna dokumentacija za naročnike storitev. Za interne potrebe je možno izpisati listo kontejnerjev z dvomljivimi pozicijami. (Pojasnilo: sistem je zgrajen tako, da ob pojavu nepravilnosti – npr. potrjena je pozicija na skladišču, ki pa je v računalniku že zasedena, kontejner je odložen više kot je dovoljeno, ipd. – ne zahteva v nedogled vnos “pravilnih” podatkov. Izvajalca opozori naj popravi pozicijo ali pa naj jo ponovno potrdi. Potrjeno pozicijo nato označi kot dvomljivo. Dvomljive pozicije se preverjajo naknadno z inventuro na terenu, z uporabo prenosnih terminalov.

Parametri sistema MARKO: obsegajo določitev ponderjev za predlaganje pozicij, začetne vrednosti za hitrejši zajem podatkov, kreiranje novih pozicij za kontejnerje na osnovi definicije novega ali spremenjenega skladiščnega bloka. Tu je tudi baza podatkov tehničnih lastnosti za različne proizvodne serije kontejnerjev. Ob prihodu novega kontejnerja na terminal so na ta način vsi potrebni tehnični podatki zanj takoj znani.

Testiranje ponderjev: predlaganje najugodnejše pozicije za kontejnerje v prihodu opravi sistem na podlagi podatkov o definiciji skladiščnega prostora, trenutnega stanja zasedenosti skladišč, iz obstoječih rezervacij prostora za določene specifične tipe kontejnerjev in iz podatkov o kontejnerjih, ki so najavljeni za prihod. S ponderji glavni dispečer določi pomembnost vsake od lastnost kontejnerja, ki ga bo sistem obravnaval in upošteval, kateri podatki so bolj pomembni in kateri manj pri predlaganju pozicije na skladišču (npr. ladjar, ladijska linija, destinacija, tip kontejnerja, IMCO tovor, ipd.). S tem modulom dispečer simulira prihod poljubnega izmišljenega kontejnerja ali pa izbere poljubnega obstoječega iz baze podatkov kontejnerjev na skladišču, sistem pa mu pokaže vsa območja pozicij, ki pridejo v poštev za odlaganje in zakaj. Dispečer vidi razloge za vse prikazane možnosti ter po potrebi ustrezno popravi vrednosti ponderjem in tako nastavi “logiko” sistema, ki predlaga pozicije za kontejnerje. Opomba: običajno se parametri sistema ter ponderji nastavijo v fazi inicializacije sistema, glede na potrebe uporabnika, ali pa ob kakih posebej dogovorjenih poslovnih zahtevah.

Komunikacijski modul: je samostojen modul, ki stalno teče na t. i. komunikacijski delovni postaji v dispečerskem centru. Funkcija modula je izvajanje komunikacije med sistemom MARKO preko digitalne radijske zveze z vsemi prenosnimi računalniškimi terminali na terenu. Prenosni terminali so servisirani po First In First Out sistemu. Dispečerji imajo na ekranu komunikacijske delovne postaje pregled nad vsemi aktivnostmi v etru, kateri prenosni terminali so aktivni in s katerimi podatki trenutno delajo. Iz komunikacijske delovne postaje lahko dispečer pošlje tudi poljubno sporočilo mimo sistema MARKO ali posameznemu izvajalcu ali vsem izvajalcem hkrati. Na enak način, preko tipkovnice prenosnega terminala ahko tudi vsak izvajalec komunicira z dispečerskim centrom.

Reference: