Современные средства переработки транспортных контейнеров и пакетирование грузов

Введение

Повышение результативности процесса транспортировки груза и их переработку на транспортных терминалах требует разумного распределения перегрузочной техники, транспорта и ресурсов. Грузоконтейнерные перевозки предоставляют возможность стабилизировать работу всех участников транспортного процесса.
Благоприятное географическое положение Российской Федерации дает возможность рассматривать ее территорию как один из крупнейших в мире путей по транзиту грузов (севера на юг - из стран Северной Европы в Центральную Азию и на Ближний Восток, а с востока на запад - из стран Юго-Восточной Азии в Западную Европу).
Недостаточно эффективное использование возможностей по транспортировке грузов объясняется и как малой загруженностью самых основных транспортных магистралей (в том числе, Транссибирской), так и не развитой инфраструктурой узловых перевалочных пунктов.
Все это служит причиной на современном этапе нестабильной работы транспортных проходов для транзитных и внутрироссийских грузопотоков, тогда как самым важным условием современной транспортной логистики, которая основана на соблюдении правила «Just-in-time» («точно в срок»), является ритмичность поставок. Поэтому соответственно, что весь выигрыш во времени, который достигается за счет перевозки грузов по территории РФ, исчезает в связи с отсутствием ритмичности грузопотоков [6, c. 122].
Крупнейшая часть грузов во всем мире перевозится при помощи контейнеров (стандартные 20- и 40-футовые контейнеры, а также контейнеры специального назначения), эксплуатация которых позволяет стандартизировать перевозимые грузы. Совершенствование контейнерных перевозок стало одним из следствий разделения всемирного рынка труда, когда изготовляемые в разных странах товары нуждались в удобной и надежной таре при перевозках на далекие расстояния (грузопотоки между странами Юго-Восточной Азии или Центральной и Латинской Америкой, и Западной Европой).
На сегодняшний день в середине страны в контейнерах перевозится всего 6 % контейнеропригодных грузов. Поэтому основная задача для внедрения современных технологий контейнерной обработки и пакетирования грузов является довольно актуальной для увеличения эффективности использования транзитной возможности нашей страны.

1. Характеристика средств переработки транспортных контейнеров

Главная роль контейнерных транспортировок в мировом грузообороте усугубляет проблемы в транспортном комплексе России – это отставание в применении контейнеров, контейнеризации грузовых потоков внутри самой страны. В России недостаточно самих контейнеров (так как в стране они почти не изготовляются), не хватает обустроенных терминалов и практически нет специальной подъемно-транспортной техники для высокопроизводительного перемещения контейнеров.
Контейнеры дозволяют перевозить максимальную часть выпускаемой продукции: изделия легкой промышленности (обувь, одежду), бытовую и цифровую технику (телевизоры, холодильники и пр.); продукты питания, как скоропортящиеся (молоко, сок), так и долгого хранения (консервы); разное оборудование технику, как в разобранном виде (отдельные детали и механизмы), так и готовую продукцию (автомобили, станки и пр.) [5, c. 211].
Так же существуют различные технологии, которые позволяют перевозить в специализированных контейнерах насыпные грузы, что достаточно удешевляет их перевозку. Благополучно применяются танк-контейнеры, которые предназначены для транспортировки наливных грузов (нефти, нефтепродуктов).
Увеличение использования контейнеров во внутрироссийских грузоперевозках позволит добиться большей стандартизацию перевозимых грузов, но и в разы удешевит перевозку (если сравнить с перевозкой единиц оборудования отдельными грузоместами) и нарастить скорость обработки в узловых точках, таких как контейнерные терминалы или порты.
Применение контейнеров значительно снижает потребность в складских площадях. Контейнер - это надежная тара для различного рода груза, и поэтому отпадает надобность строить специальные хранилища для их размещения.
Контейнеры дают возможность ощутимо автоматизировать сами перевозки. Это достигается за счет того, что используются специализированные подъемно-транспортные машины (контейнерные перегружатели) и захватные приспособления (автоматические и полуавтоматические спредеры).
Использование контейнеров увеличивает доставку грузов, а также позволяет применять современные логистические решения, в частности «точно в срок» и «от двери до двери».
И наконец, применение контейнеров дает возможность сохранить груз и надежно его доставить в сохраненном качестве.
Тем не менее увеличение доли контейнеров требует соответствующую, должным образом налаженную и четко функционирующую инфраструктуру контейнерных перевозок.
Это связано, в первую очередь с созданием и модернизациею специализированных контейнерных складов (терминалов) на базе уже существующих портов, железнодорожных станций, автотранспортных предприятий, которые оснащены соответствующим подъемно-транспортным оборудованием.
Нужно создавать порты-хабы для обеспечения обслуживания судов-контейнеровозов большой грузовместимости (соответственно, потребуется расширение и углубление причалов для подхода подобных судов), которые делают возможным распределять контейнеры и другие грузы по разным транспортным коридорам, проходя мимо перегруженных магистралей около крупных городов, и организации слаженной работы железнодорожных и автопредприятий.
Отметим, что для 40-футовых контейнеров в России в наше время практически не существует терминалов, железнодорожных и автомобильных платформ, хотя именно контейнеры подобных размеров есть самые экономичные.
Также существует еще причина низкой контейнеризации грузоперевозок в середине страны, а также нехватка достаточных объемов транзита контейнеров – это большой риск потери контейнера, груза в контейнере, повреждение контейнера или груза [4, c. 105].
Самое эффективное средство, которое позволяет избежать потерь, - оснастка контейнеров специальным оборудованием. Оно дает возможность дистанционно, например, с помощью спутниковой связи, осуществлять контроль над состоянием груза, его температурный режим, целостность самого контейнера. На сопредельных, пограничных станциях ставится оборудование, которое позволяет просвечивать контейнеры рентгеновскими лучами или ультразвуком.
С этой задачей успешно справляется при перевозке контейнеров автотранспорт или автопоезд, так как они оснащены системой навигации.
Такое оборудование содействует не только большей сохранности грузов, минимизированию рисков и очевидности транспортировки контейнера для грузовладельца, но также и форсированию прохождения таможенных процедур и пограничного контроля, что делает возможным существенно сжать время нахождения контейнера в дороге, а также время, которое затрачивается на поиск, сортировку и формирование партии из разных контейнеров. Грузовладелец получает возможность следить за состоянием и местоположением контейнера на всем пути транспортировки за счет применения системы спутниковой навигации.
Результативность работы контейнерного терминала складывается из действий нескольких факторов: местонахождение, отдаленностью от центров сосредоточения грузопотоков, а также физическими параметрами, например, габаритами самого терминала, его конфигурацией, перерабатывающей способностью средств механизации.
До того, как рассмотреть различные системы обработки контейнеров на терминалах, нужно отметить, что важным элементом любой системы служит контейнерный кран (перегружатель). Высокая эффективность таких кранов - это правило прежде всего судоходных линий. Она измеряется количеством подъемов (движений) во время погрузки и выгрузки за час. И те краны которые существуют, могут обеспечить от 20 до 40 подъемов в час. За год перегружатель может переработать 120-160 тыс. TEU. Но кроме кранов на терминалах находится и другая техника [3, c. 154].
Перед тем, как рассмотреть используемые системы контейнерной обработки грузов, рассмотрим пути совершенствования техники, предназначенной для этих операций.
Для России, которая занимает особенное геополитическое положение и с проблемой острой нехваткой терминальных комплексов внутри страны, использование данного оборудования является наиболее актуальным. В то же время, на долю контейнерных перевозок в России приходится только лишь 1,3% всего объема грузоперевозок, хотя транспортировка лишь одного контейнера приносит в среднем около 1000 USD прибыли, а направление контейнерных перевозок в большинстве развитых стран мира является одним из стратегических направлений развития сферы транспортных услуг в целом.
Одним из таких механизмов является ричстакер, который в целом есть своеобразным краном. Грузоподъемная мачта у него не рамной конструкции (что характерно для традиционных классических вилочных погрузчиков), а сделана в виде телескопической стрелы, к ней прикреплено особое устройство для захвата контейнера – спредер. Подобная конструкция в значительной мере предопределила этапы создания данного оборудования. В средине 1960-х годов машиностроительные предприятия в развитых странах уже производили гидравлические автокраны с высокой грузоподъемностью. В начальном приближении можно было использовать базовую конструкцию стандартного крана, добавить расширенный опорный контур путем увеличения ширины колеи и самой базы и дальше подвесить на стреле крана спредер – специальный грузоподъемный механизм для обработки контейнеров.

Рис

. 1. Ричстакер Luna 8G для обработки порожних контейнеров
В действительности же концепция конструирования ричстакера по целому ряду причин не дала возможность использовать уже наличествующие в то время краны либо погрузчики с телескопической стрелой. Существующее ограничение было в том, что ричстакер в отличие, например, от автокрана не нужно все время использовать аутригеры (так называются гидравлические выносные опоры), а показатели его габаритной ширины ограничены только размером грузовых ворот крытых ангаров (обычно, 6 м). Вторым условием было следующее – ричстакер предназначался для перевозки 40-футовых контейнеров массой до 45 т и должен был в случае чего разворачивать его при помощи спредера, при этом изменять положение обрабатываемого контейнера по отношению к продольной оси движения. В-третьих, для ричстакеров нужны были стабильность грузоподъемных показателей и он должен был обладать способностью постоянно удерживать контейнер на весу при транспортировке. В-четвертых, ричстакер должен был работать в порту на уже подготовленном твердом дорожном покрытии с наличием минимальных уклонов, и данное условие как раз и учитывалось при расчетах центра масс, конструкции рулевого механизма и привода машины.
В то же время расширить возможности уже сущенствующих автокранов со специальным шасси для обработки стандартных контейнеров попыталась швейцарская компания Compact Truck AG: в 1994 году предпринимались попытки использовать приспособленные краны для использования спредеров, впрочем, до их массового использования в портах не дошли. В наше время краны Compact Truck под маркой «Сокол» производить в России Балтийская строительная компания, но их использование ограничено исключительно строительством [2, c. 117].
Таким образом, с самого начала контейнеры в терминальных комплексах и портах обрабатывалися козловыми, портовыми терминальными кранами, также использовались вилочные погрузчики значительной грузоподъемности. В дальнейшем из-за растущего грузопотока и увеличения грузоподъемности контейнеров для их обработки стали нужны специфические машины. Для этого были разработаны портальные краны с использованием пневмоколесного хода (gantry crane), портальные (straddle carrier) и челночные контейнеровозы (shuttle carrier), которые имеют значительную грузоподъемность, используются и высокоманевренные челночные контейнеровозы. До средины 1990-х годов включительно такие механизмы были главным видом оборудования в портовых операциях по обработке контейнеров, в наше время их стали вытеснять уже упомянутые ричстакеры (рис. 2.).
Каждый год в мире продают около 2000 ричстакеров, а их общее количество достигло 15 тысяч. На вторичном рынке ричстакеры продаются редко, так как их с самого начала покупают в основном для строго определенных условий использования и согласно долгосрочных бизнес-планов. Использование ричстакеров дает возможность существенно снизить время обработки контейнеров почти на всех промежуточных складах и в терминальных комплексах с небольшой консолидацией грузов, уменьшить затраты на обслуживания контейнеров и таким образом укрепить конкурентоспособность конкретного порта, региона или даже отдельного государства в технологии транспортировки грузов.

Рис. 2 Ричстакер SMV SC 4545 TA с вынесенной вперед кабиной и Г-образной стрелой специально разработан для погрузки контейнеров в трюм речного судна.
В наше время есть несколько систем обработки контейнеров на терминалах. Традиционные системы - это те, что основаны на использовании [4, c. 115]:
• ричстакеров с терминальными тракторами,
• автоконтейнеровозов,
• кранов РТГ (RTG) с терминальными тракторами,
• кранов РТГ с «шаттл керриер» (Shuttle carrier).
Кроме этого есть и автоматизированные системы — ASC (Automatic Stacking Cranes) c «шаттл керриер».
Система ричстакеров. Данная система является оптимальной для вновь созданных либо небольших терминалов. Либо в том месте, где пока не установлен причальный контейнерный кран, а выгрузку контейнеров ведут при помощи универсальных мобильных либо портальных кранов. Для подобной системы в расчете на один кран нужно 2-3 ричстакера, плюс еще 2-4 терминальные трактора. Для данной системы необходимы небольшие инвестиции – в размере около в 1,4 от полной стоимости портального крана.Для данной системы характерны средний уровень затрат на рабочую силу и эксплуатационных расходов. Главным недостатком рассмотренной системы является небольшой уровень производительности самого крана, к недостаткам тоже можно отнести отсутствие буферных зон под краном, медленная скорость перестановки контейнеров и, как уже отмечалось, небольшая емкость склада. Кроме того, подобная система характеризуется тем, что осуществляется заезд на терминал средств автотранспорта, а это может привести к авариям. Однако, стоит сказать, что такой погрузчик как ричстакер всегда пригодяться как вспомогательное оборудование на любом терминале.
Система автоконтейнеровозов. В данной системе требуется наличие 4-5 автоконтейнеровозов для работы с одним погрузочным краном. В этом случае достигается большая производительность работы крана. В наличии буферная зона под самим краном. Показатель средней емкости складирования (в 3 яруса) достигает уже уровня 750 TEU на гектар.
Значительная выгода данной системы в том, что автоконтейнеровоз – это вид автономной машины, которая отвечает за весь процесс транспортировки от причального крана до складских помещений. Кран занимается лишь укладкой контейнеров на площадку, с самой площадки контейнеровоз их уже забирает. Преимущество данной системы - высокая степень контроля и безопасности, так как грузовые машины не заезжают в складскую зону, а также низкая стоимость расходов на рабочую силу. Уровень эксплуатационных расходов данной системы - средний либо высокий.
Система автоконтейнеровозов - наилучшее решение для средних и больших терминальных комплексов, где необходимы значительная гибкость и где нужно ограничивать издержки на рабочую силу. Эта система потребует источников финансирования в размере около 300% стоимости крана. Ее широко используют в Европе и Америке.
Система с кранами РТГ. В азиатских странах больше всего применяют систему с кранами РТГ. Она включает 2-3 крана РТГ и 4—6 терминальных тракторов в расчете на один причальный кран. Объемы инвестиций для подобной системы приблизительно равны 340% от стоимости причального крана. Данная система с кранами РТГ характеризуется высокой плотностью складирования - больше 1000 TEU на гектар (в 4 яруса). С данной системой существуют возможности для складирования контейнеров в 5 ярусов, а по ширине - 6+1, 7+1.
Недостатком системы является то, что причальные краны производят укладку контейнеров на кузова терминальных тракторов, а такая технология существенно замедляет работу самого причального крана. Кроме того, необходимо наличие грузовиков на территории склада.Система характеризуется средней производительностью труда относительно причального крана. При ее использовании существуют большие расходы на рабочую силу, средние затраты - на капитальные вложения, но невысокие - на эксплуатацию оборудования.
Данная система является оптимальной для больших и очень крупных терминалов, где, например, практикуют трансшипмент, существуют значительные расстояния перевозок, очень большие объемы складирования.
Краны РТГ с «шаттл керриерс». Максимальной производительностью из всех терминальных систем характеризуется эксплуатация системы с прменением кранов РТГ и «шаттл керриерс». В данной системе вместо автотягачей применяют оборудование «шаттл керрриерс». Так называются автоконтейнеровозы, но меньшей высоты, предназначенные для перевозки контейнеров от места расположения причального крана до крана РТГ. Для успешной работы только с одним причальным краном (сюда входит и обслуживание тылов терминала) необходимы 2-3 крана РТГ и 3-4 «шаттла».
Краны РТГ используют для операций складирования, подъема и спуска транспортных контейнеров в коридоры проезда «шаттлов». А «шаттлы» применяю для транспортировки на причальных фронтах между складами и местами погрузки на ж/д платформы либо автотранспорт. Данная система характеризуется высокими показателями плотности складирования - больше 1000 TEU на гектар (в 4 яруса). Есть и буферная зона под причальным краном. Затраты на рабочую силу, капитальные вложения и эксплуатационные издержки – на средне уровне. Система славится хорошим контролем – грузовики не проходят в зону склада контейнеров. Но в то же время это и самая дорогая система. Ее стоимость достигает около 470% стоимости причального крана.
Данная система будет оптимальным вариантов для крупных и очень крупных терминалов с трансшипментом, когда необходимы значительные объемы складирования грузов. Можно еще сказать, что на больших терминалах также используются отдельные специальные погрузчики для обработки порожних контейнеров, которые способны поставить контейнеры в 7-8 яруса. Данные погрузчики фронтальные с наличием бокового спредера и телескопических ричстакеров с верхним спредером.
Рассмотрим пример средства переработки контейнеров [6, c. 111].
Mobicon Straddle Carriers является австралийской компанией, которая производит высокопроизводительные машины для подъема и транспортировки контейнеров