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CENTRO ITALIANO STUDI CONTAINERS | ANNO XVIII - Numero 12/2000 - DICEMBRE 2000 |
Progresso e tecnologia
Verso un controllo dei dati
Maggiori sono gli investimenti dei terminal containers in equipaggiamento,
maggiore è il livello di efficienza che ottengono, ma con
livelli dei traffici sempre crescenti l'area critica in cui bisogna
agire con sollecitudine è quella delle comunicazioni.
I terminal operators stanno cercando costantemente dei modi per
accrescere il loro livello di efficienza, in modo tale da venire
incontro alla domanda delle compagnie di navigazione per tempi
di crociera più brevi e standard di servizio superiori,
e, allo stesso tempo, massimizzare l'uso dello staff e degli equipaggiamenti.
Considerati gli elevati investimenti in capitale che gli operators
devono effettuare in equipaggiamenti, come nel caso delle gru,
ci sono significativi benefici che si possono ottenere dal fatto
di disporre di un controllo maggiore e più veloce sul loro
funzionamento. Allo stesso modo, l'accurato immagazzinaggio ed
il veloce smobilizzo dei containers possono costituire un punto
di ulteriore forza e competitività di un terminal.
Una parte integrante di questa spinta globale verso una maggiore
efficienza coinvolge anche l'utilizzo diffuso di sistemi e reti
per lo scambio automatico, il collezionamento e la manipolazione
di informazioni. I sistemi radio di trasmissione dei dati (RDT)
hanno, ad oggi, rimpiazzato quelli radio-vocali come mezzo preferito
per controllare le operazioni di movimentazione e stoccaggio nella
maggioranza dei porti.
Secondo un portavoce dell'Autorità Portuale di Dubai, un
sistema radio-vocale era adatto quando i traffici dei terminal
erano di basso volume, ma, crescendone la consistenza, il sistema
divenne presto incapace di gestire la complessità e la
quantità totale dei messaggi.
Un'ulteriore difficoltà con i controlli vocali in un porto
quale quello di Dubai è costituita dal fatto che la forza
lavoro impiegata è sia multinazionale che multilingue.
"I problemi che si riscontrano durante le comunicazioni simultanee
di messaggi sono significativi. A ciò si aggiunga il crescente
volume di comunicazioni richieste nei momenti di punta. Insomma
è l'inizio di un bottleneck comunicativo", aggiunge
il portavoce dell'Autorità Portuale.
Un sistema RDT ha offerto la soluzione giusta. Esso permette al
messaggio di passare dalla sezione controlli alla forza lavoro
senza problemi derivanti da diversità di lingue ed accenti.
Ci vuole anche meno tempo per trasmettere, comparativamente, un
dato spezzettato in piccole parti con l'RDT che tutto intero con
la voce.
In pratica, sono due le frequenze impiegate per le applicazioni
RDT: bande strette e gamma completa di frequenze larghe, entrambe
con i propri vantaggi e svantaggi.
I sistemi a bande strette hanno tempi di risposta più lenti
e limitata capacità nella manipolazione dei dati, ma giocano
un ruolo vitale nelle situazioni in cui il loro raggio d'azione
lungo e l'elevata copertura che assicurano sono più importanti
delle larghe quantità di dati. Questi sistemi operano nelle
bande a 70 cm, tra i 450 ed i 480 MHz e possono trasmettere fino
a 9.600 bit al secondo (bps).
La gamma completa di frequenze larghe ha invece una maggiore velocità
di trasmissione dei dati, che implica la possibilità di
maneggiare una quantità di informazioni fino a 20 volte
superiore. Il suo svantaggio principale, comunque, è che
copre basse distanze. Un terminal container comune di 300 mila
metri quadrati può essere coperto da solo quattro antenne
a banda stretta, usualmente montate sulle torri da illuminazione
più alte del container terminal, mentre se si usa la gamma
di frequenze larghe sono richieste almeno 20 antenne per ricoprire
la stessa area.
Un ulteriore svantaggio della gamma delle frequenze larghe è
il numero di limitazioni che molti Paesi impongono sul loro utilizzo,
soprattutto all'interno dell'Unione Europea. Le leggi dell'Unione
infatti restringono l'uso delle gamme di frequenza larghe a 2,4
GHz, ed è un caso unico al mondo. Poi la loro potenza è
limitata al livello di soli 100 milliwatts (mentre per le bande
strette il livello è 500 milliwatts), così il loro
range è poco più di 50 m per antenna.
Il sistema adottato in USA è molto più potente,
visto che opera a 900 MHz e due watts, e tutto questo gli garantisce
un range di quasi 500 metri. È opinione comune ritenere
che sarebbe un sistema buono anche per l'Europa, dato che presenta
buona copertura e alta velocità nel trasferimento dei dati.
Sfortunatamente, è la stessa frequenza che usano i telefonini
GSM in Europa, pertanto i terminal operators non potranno mai
trarre benefici dal sistema USA.
Frequenze discordi
Problemi simili esistono quando si cerca di mettersi d'accordo
su di un'altra frequenza per l'utilizzo delle bande larghe, dato
che ogni Paese ha stabilito delle proprie frequenze per gli usi
di governo, militari e marittimi. Ad esempio, la banda 1,3-1,5
GHz è disponibile in Germania, ma non in Francia, mentre
c'è una speranza che una frequenza tra gli 1,5 e 1,8 GHz
possa diventare libera per l'utilizzo in pochi anni.
Al momento attuale, le operazioni su banda larga in Europa sono
ristrette, in genere, alle attività tra magazzini, mentre
le bande strette sono l'unica frequenza disponibile per i terminal
operators.
A seconda del Paese, delle dimensioni del terminal e della frequenza
delle transazioni, entrambi i sistemi si rendono utili, e, in
alcune occasioni, la soluzione migliore è stata combinarli
connettendosi allo stesso computer. Un esempio è l'hardware
manufacturer RDT tedesco Teklogix, che ha sviluppato il suo 9300
network controller. Esso può essere impiegato sia per le
bande strette, che per i segnali sulle frequenze a bande larghe,
che per la messaggistica in modo del tutto indipendente.
Questo controllo dual band è stato progettato per l'uso
in un grande magazzino o terminal, con all'incirca uno spostamento
ogni due minuti, che potesse essere servito dalle bande strette
a mezzo di due sole antenne. Mentre un adiacente sistema di rotazione
con 20 persone che facesse due selezioni al secondo sarebbe stato
meglio servito dalle bande larghe. La maggior parte degli operatori
è d'accordo nel ritenere che è perfettamente fattibile
avere sia le bande strette che quelle larghe coesistenti nello
stesso sistema centrale.
In genere, i sistemi a bande strette offrono ancora un metodo
attuabile ed abbastanza economico di comunicazioni radio in ambienti
larghi e pesanti, dove i tempi di risposta sotto il secondo ed
i volumi di dati non sono un'istanza di primaria importanza. Esempi
includono il controllo di carrelli elevatori o l'utilizzo di terminali
manovrati manualmente per lo stoccaggio casuale delle merci.
Dove la velocità delle bande larghe ha la meglio è
in ambienti molto veloci o in cui sono presenti informazioni assai
complesse. Ad esempio, al terminal operator si può chiedere,
e con molta urgenza, di ricontrollare un certo manifesto del container
usando un computer manovrato manualmente direttamente sul posto.
Questo potrebbe facilmente comprendere la trasmissione di molte
pagine di dati e la velocità sarebbe forse di importanza
vitale per lo spedizioniere o per la stessa compagnia di navigazione.
Prove sul campo
Ora passiamo dalla teoria alla pratica. Spostandosi dal controllo
radio-vocale ad un sistema di trasmissione di dati a bande strette,
l'Autorità Portuale di Dubai sta progettando delle nuove
mosse.
Ci sono tutta una serie di circostanze particolari intorno all'operato
dell'Autorità Portuale. Essa è responsabile di due
porti, Jebel Ali e Port Rashid, che sono distanti soltanto 35
km, e pertanto richiedono frequenze diverse per evitare interferenze.
Elevate temperature ed umidità, specialmente d'estate,
possono sfociare in un fenomeno chiamato "ducting",
per cui anche i segnali VHF e UHF, notoriamente di scarsa potenza,
possono viaggiare per distanze molto estese.
L'Autorità ha spesso rilevato che le sue comunicazioni
radio erano spesso sommerse da segnali provenienti da città
vicine, e persino da trasmettitori posti a centinaia di chilometri
di distanza. Tra le altre stranezze osservate si annoverano anche
delle occasioni in cui un'unità manuale di potenza molto
bassa utilizzata in una parte remota del porto riusciva ad inviare
il suo segnale al centro di controllo anche meglio di unità
più potenti.
Siccome poi i due porti sono diventati sempre più indaffarati,
è divenuto sempre più evidente che le frequenze
radio esistenti stavano cominciando ad intasarsi per l'eccessivo
traffico di messaggi, tanto da causare degli errori e la mancata
ricezione di importanti messaggi.
La soluzione è stata muoversi verso il sistema UHF, che
ottimizza i tempi aerei disponibili. Ha anche reso capace l'Autorità
Portuale di monitorare le performances dei suoi sistemi di trasmissione
dei dati, visto che registra ogni chiamata e ogni ritardo che
può occorrere durante la connessione.
Il monitoraggio iniziale ha mostrato che durante i periodi di
maggior traffico, i messaggi erano trasmessi alla velocità
di 18 mila ogni tre ore con un sistema RDT standard, con ulteriori
25 mila di passaggio nel sistema principale.
L'Autorità Portuale e la vicina Jebel Ali Free Zone Authority
già usano una LAN a 2,4 GHz per trasmettere dati tra gli
edifici che non sono stati ancora provvisti di fibre ottiche.
La LAN radio può gestire circa 2m bps, rispetto ai 100m
bps del network a fibre ottiche, ma sono in pochi a notare la
differenza.
Il passo successivo è utilizzare la tecnologia LAN radio
nel terminal. Organizzando un sistema di unità a base multipla
ad un capo dell'area di stoccaggio, è possibile e coprire
l'intera zona dove avviene la movimentazione dei containers.
L'Autorità cera anche altre soluzioni per risolvere i problemi
di capacità ed assicurare che i suoi sistemi non si sovraccarichino
talmente tanto da non riuscire poi a sostenere le operazioni.
È stato così introdotto il manifesto elettronico,
ovvero tutti gli agenti marittimi devono sottomettere i dati del
manifesto elettronicamente prima dell'arrivo di una nave.
È stato introdotto anche un sistema di codice a barre nelle
stazioni merci containers, con codici a barre per ogni pallet
ed ogni posizione di pallet. Lo staff del terminal utilizza unità
mobili di dati e scanner e i dati provenienti da queste unità
sono trasmessi mediante un sistema con gamma di frequenze a banda
larga da 2,4 GHz. L'Autorità ha ora aggiunto il monitoraggio
dei containers in tempo reale, in modo tale da ottimizzare l'uso
di tutto l'equipaggiamento di terminal e magazzino.
Secondo l'opinione di Ilkka Annala, vicepresidente della sezione
marketing a Kalmar Container Handling, l'automazione sta diventando
velocemente un attrezzo essenziale nelle operazioni a terminal.
Egli sostiene che: "se è vero che le operazioni portuali
totalmente senza equipaggiamento non possono combinarsi perfettamente
con quelle effettuate mediante equipaggiamento a causa della velocità
della movimentazione, l'accresciuta produttività risultante
da cicli produttivi sempre più veloci e i margini significativamente
ridotti per l'errore umano, però sono dei chiari benefici
derivanti dall'utilizzo dell'automazione."
Diversi gradi di automazione sono attualmente utilizzati da porti
e terminal operators in tutto il mondo. Questi spaziano da sistemi
di computer centralizzati di monitoraggio delle performances e
per far anche funzionare un certo tipo di equipaggiamento, fino
all'utilizzo di sistemi di posizionamento globale (GPS), che usano
sequenze programmabili per guidare le attrezzature di movimentazione
dei containers.
Da parte sua, Kalmar ha puntato sull'automazione dell'RTG per
gru e bracci meccanici. Nell'opinione di Annala, la chiave per
lo sviluppo degli RTG automatici per questo tipo di attrezzature
portuali è l'utilizzo di sistemi di navigazione satellitare.
"Utilizzando il GPS, il nostro sistema Smartrail consente
di calcolare l'esatta posizione dell'equipaggiamento per la movimentazione
dei containers con al massimo 5 centimetri di errore", dice
Annala. Certo, l'abilità di localizzare con precisione
l'esatto movimento dell'attrezzatura per containers con un alto
grado di precisione porta con sé numerosi benefici collaterali
per porti e terminals.
"L'utilizzo di tecnologie GPS implica che non serve più
il lavoro dell'ingegneria civile, il costo di installare binari
di acciaio per montare di essi dei cavalletti è molto superiore
al costo dei binari virtuali di Smartrail per l'RTG", egli
aggiunge.
Il fatto che i binari sono virtuali vuole anche dire che è
molto più veloce e più economico modificare il layout
del terminal. Pure i costi operativi sono significativamente ridotti,
dato che non ci sono più cavi elettrici sotterrati, ovvero
attrezzature e segnaletica a terra che necessitano di continue
riparazioni, nonché di attività di manutenzione.
Il sistema Smartrail di Kalmar originariamente venne testato in
un ambiente operativo a Cartagena, in Colombia, nel 1998. Ora
questo sistema ha fatto dei passi in avanti grazie all'integrazione
dei comandi automatici di lunga distanza con il sistema di gestione
dell'area del terminal, Navis.
Trasmettendo segnali al computer Navis da tre coordinate, ogni
volta che si attivano le apposite valvole blocca-torsione dei
containers, si riesce a conoscere con precisione l'esatta posizione
di quei containers. E tutte le volte che un container è
spostato in un'altra posizione, il computer di gestione dell'area
è automaticamente aggiornato.
"I benefici di un sistema di questo tipo sono enormi",
dichiara Annala. "Da quando abbiamo adottato queste nuove
tecnologie, Cartagena ha ridotto il numero di containers mal posizionati
e conseguentemente si è accresciuta la produttività
portuale."
Navis dice di essere il leader nella fornitura di software di
pianificazione, gestione e controllo dei terminal containers.
Ed è un'opinione pienamente sostenuta dalle performances,
dato che il sistema di gestione del terminal ha movimentato il
suo centomilionesimo Teu l'anno scorso, ed è stato installato
in oltre 125 tra porti e terminals.
Il suo pacchetto, chiamato Sparcs, include un numero di sistemi
che coprono una vasta gamma di operazioni portuali. Il modulo
di comando della banchina offre un controllo mai visto prima delle
operazioni a bordo banchina, visto che rende capace il controllore
di monitorare i movimenti del cargo e di modificare i piani di
lavoro delle gru per venire incontro alle esigenze del cliente
o alle modifiche nei collegamenti ferroviari e di transhipment.
Tutta l'informazione è integrata in una singola finestra
cosicché gli operatori possono monitorare e pianificare
i turni, i movimenti dei containers e l'attività delle
gru allo stesso tempo. Utilizzando un'interfaccia grafica guidata
dal mouse, i controllori del terminal possono muovere le gru o
frazionare i turni lavorativi.
Monitoraggio computerizzato
Una delle nuove aggiunte dello Sparcs è la sua opzione
reefer-monitoring, che fornisce un controllo automatico,
un metodo in tempo reale di gestire i containers frigo. Questo
rende capace il terminal operator di stabilire la corretta gamma
di temperature per ogni container, insieme ai tempi di accensione
e spegnimento, nonché fino a quattro momenti di monitoraggio
al giorno.
Lo staff che usa le unità RDT può accedere alle
liste lavorative, fornendo dettagli e particolari dei containers
da caricare o scaricare, e di quelli da controllare.
Di concerto con il Navis, un grande beneficio del sistema di monitoraggio
è che diminuisce notevolmente i tempi dell'ingegneria dei
frigo ed elimina molti documenti cartacei e tutte le annotazioni
a mano che normalmente si fanno quando si gestisce un terminal
frigorifero. Infatti, con il nuovo sistema i dati sono trasmessi
direttamente dal posto dai terminals RDT fino al database centrale.
La storia completa di ogni container frigo è poi conservata
in Express, dando così all'operatore un reportage verificabile
dello stato di ogni container allorché era ancora nel terminal.
Se così accadesse che il materiale contenuto nel container
frigo andasse a male una volta uscito dal terminal, e si sollevasse
un dubbio sulla possibile responsabilità del terminal dell'accaduto,
come spesso avviene, grazie all'Express si sarebbe in grado di
individuare di chi è veramente la responsabilità,
e si potrebbe eventualmente scagionare il terminal.
Il Cosmos di Anversa emerse sette anni fa quale entità
separata dall'ex dipartimento di gestione dei sistemi informativi
del grande terminal operator Hessentiae. Come oil Navis, anch'esso
sostiene di essere tra i maggiori fornitori al mondo di sistemi
di controllo e pianificazione portuali, ora installati in oltre
30 terminals. Tra di essi Anversa, Gothenburg, Le Havre, Rotterdam,
Kingston, Gioia Tauro e vari porti sudafricani.
Le applicazioni standard della compagnia sono state specificatamente
disegnate per i terminal containers, autoveicoli e Ro/Ro. I maggiori
sistemi includono SHIPS per il planning navale, SPACE per il planning
delle aree magazzino, TRAFIC per il controllo del trasporto e
CTCS per il controllo globale del terminal container. Altri pacchetti
software includono i sistemi EDI e prodotti speciali per stazioni
merci containers, terminal autoveicoli e Ro/Ro.
Tra le sue più recenti trovate c'è il Visual Gate
System, che può essere usato per identificare il numero
dei container, la licenza ed il codice ISO per ogni camion che
entra od esce dal terminal. Le prenotazioni possono essere controllate
automaticamente dato che sono disponibili immagini ad alta risoluzione
di tutti i camion archiviate nel database per esigenze future.
Seguendo la logica di Cosmos, gli operatori a terminal sono liberi
di scegliere tutti o soltanto qualcuno dei suoi sistemi operativi,
a seconda delle esigenze e delle circostanze. E tutto ciò
potrebbe variare dalla semplice installazione di una o più
delle sue applicazioni fino ad un sistema tipo host, che
includa tutto il pacchetto Cosmos oppure offra una soluzione custom,
dove Cosmos fornisce sia l'hardware che il software.
La compagnia avverte che tutte le soluzioni sono guidate dal computer
e basate su quattro principi. Questi sono: il pianificatore decide
le regole di planning; i computers svolgono i compiti ripetitivi
seguendo queste regole; lo spedizioniere gestisce le eccezioni;
basandosi su suddette eccezioni, il pianificatore affina le regole
di planning. E così funziona il tutto, e gradualmente vengono
eliminate le eccezioni e le irregolarità.
Tra gli altri concorrenti del settore c'è anche CMC, uno
sviluppatore di software indiano che recentemente ha installato
il suo sistema di gestione dei containers marittimi, il MACH,
al terminal malese di Tanjung Pelpas. Il CMC è stato ostacolato
dal processo di privatizzazione, più lento del previsto,
dei porti in India, ma si attende che entri in funzione a pieno
regime al più presto e cominci a fornire le soluzioni più
adatte per tutti i terminals del Paese.
Recenti aggiunte al MACH includono il sistema GTO per le gate
operations adibiti allo sgombero dei camions automatico. Sono
ricompresi anche sistemi a ricognizione ottica ed uso di trasportatori
di grandi e piccole dimensioni programmabili e non programmabili.
Hot spots
Un ulteriore passo in avanti è l'EIS, progettato per migliorare
i report statistici e i resoconti globali delle attività
terminalistiche. Tra le sue capacità vi è la possibilità,
per i managers, di accedere ad informazioni dettagliate sui "punti
caldi", dove la performance non va incontro alle attese o
alle necessità. Contiene anche informazioni utilizzabili
per mettere in guardia gli operatori allorché ci si trova
dinanzi a situazioni di questo tipo, come ad esempio un gru dallo
scarso rendimento.
I mezzi per dare informativa ai managers sono stati costruiti
grazie a CMC ed all'utilizzo complementare di un software sviluppato
dalla compagnia americana Cognos. EIS usa il motore On-Line Analytical
Processing della Cognos, che rende abili gli utenti di intraprendere
analisi multidimensionali, e così analizzare i diversi
patterns operativi ed i fallimenti.
Un numero di altri sviluppatori di software è anche incluso
nella fornitura di sistemi per porti e terminal operators. Tra
di essi c'è il coreano Total Soft Bank, che ha prodotto
CATOS, il suo sistema operativo computerizzato automatizzato di
gestione del terminal. CATOS opera ad oggi nel porto malese di
Klang ed in quattro terminals K-Line in Giappone. Il sistema è
stato di recente installato al terminal Tropical Shipping a Palm
Beach, in Florida.
Anche in Australia, Kalmar sta lavorando su un progetto con la
compagnia leader nelle operazioni di carico/scarico portuali Patrick
e l'Università di Sydney per sviluppare quello che essi
ritengono sarà il primo vero caricatore completamente automatico.
Esso sarà controllato da un computer di bordo che lavora
sulle istruzioni generate dal sistema di controllo del terminal.
Il sistema di navigazione di questo nuovo caricatore userà
due loops indipendenti di guida, che serviranno anche a fornire
al computer centrale le necessarie informazioni di posizionamento.
Gli spostamenti sono registrati su una mappa grafica in tempo
reale.
Il primo loop usa un radar con lunghezza d'onda di 1 mm, assieme
a codificatori, e i porti sono equipaggiati con attrezzi per la
ricezione montati a distanze precise all'interno del terminal.
Il secondo loop non si serve di alcuna infrastruttura terminalistica,
ma usa un sensore di navigazione ad inerzia automaticamente corretto
dal GPS.
Data la pessima stima degli scaricatori portuali australiani in
merito ad efficienza e raggiungimento di standard nelle performances
almeno mediamente decenti, prima si introdurrà questo sistema
automatico, meglio sarà.
Nell'opinione di Kalmar, le limitazioni nella velocità
ora in vigore hanno implicato che il caricatore in studio potrà
andare al massimo a 15km/h. Comunque, si ritiene che esista il
potenziale per superare questo limite, e di una considerevole
misura.
(da: Cargo Systems, Ottobre 2000)
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