Automação de terminais de mercadorias O passo seguinte?

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1 3/14/2016 Automação de terminais de mercadorias O passo seguinte? Automação vem do latim Automatus, que significa mover-se por si. De acordo com o Boston Consulting Group, a robotização vai levar a que em 2025, as tarefas desempenhadas por robots passam dos dez para cerca de 25 por cento nas indústrias manufaturadas. A sua adoção espera-se que leve a um incremento da produtividade na ordem dos 30 por cento. Os produtos eletrónicos, computadores, equipamentos elétricos e componentes, equipamentos de transporte e maquinaria serão os responsáveis por cerca de 75 por cento da automação durante a próxima década. A automação liberta tempo para análise de outras fases dos processos operativos. De acordo com a McKinsey & Company, até cerca de 20 por cento da ocupação dos CEO s pode também ser automatizada. O termo Business Intelligence (BI) chegou também ao shipping, depois de estar amplamente integrado há mais de uma década nos setores da banca e telecomunicações. O setor dos transportes, a indústria de um modo geral e os sistemas de armazenamento são hoje em dia muito mais automatizados. São já usados drones para vigilância e segurança marítima em portos (porto de Khalifa nos Emirados Árabes Unidos). Os terminais de contentores estão assim a tornar-se fábricas descapotáveis. Necessidades da automação Cerca de 62 por cento do tempo do navio num porto é relativo ao tempo de operação, sendo o restante reservado aos serviços, atracação, entrada e saída do porto. O crescimento dos navios e da movimentação levou a uma necessidade enorme de gerir as operações de um

2 modo diferente, com uma visão integrada de todos os equipamentos, recorrendo à investigação operacional, à análise inteligente de dados, a técnicas de data mining, com algoritmos bastante complexos baseados em inteligência artificial. Tem-se verificado uma necessidade constante de evolução nos equipamentos, surgindo ainda novos equipamentos e conceitos ao nível da automação (ver gráfico 1) O grande volume de movimentação de um simples navio deixou de poder ser gerido por meios humanos na base do movimento por si, pois é hoje frequente o uso de cinco, seis e, por vezes,até mais pórticos de cais na carga/descarga de um navio porta-contentores, tornando o movimento na zona envolvente ao navio bastante intenso e complexo, levando a uma distanciação do processo ao detalhe, e à automação deste, de modo a ser possível ver o mesmo a um nível macro, com a capacidade para tomar decisões e efetuar correções se e quando necessário. A automação tem-se verificado nos terminais com volumes de movimentação acima do milhão de TEU por ano. A colaboração entre os armadores e os terminais é cada vez mais necessária antes da operação, de modo a poderem ser planeadas eficientemente as operações e os recursos afetos à mesma. Um aumento de dez movimentos por hora em cada escala dos grandes navios pode levar a reduções de seis dias num loop entre a Ásia e a Europa (de 18 para 12 dias). Um TOS (Terminal Operating System) moderno pode reduzir por si só mais custos do que as reduções de capital humano levadas a cabo em alguns terminais, fruto do processo de automação de alguns pontos-chave da operação. A gestão automatizada e estruturada da informação do terminal pode levar a grandes ganhos de produtividade e eficiência, sendo este componente um dos fatores críticos de sucesso da generalidade dos terminais. Um TOS deve ser capaz de monitorizar todos os equipamentos no terminal e dirigir ordens para cada um deles, derivados de um plano previamente definido de carga e descarga do navio pelos vários equipamentos disponíveis. Deve controlar todo o processo de movimentação de um contentor desde que é descarregado do navio até que chega à zona de armazenamento e a posterior entrega ao transportador e vice-versa, bem como durante todo o seu tempo de parqueamento.

3 Terminais automatizados Existiam em 2012 cerca de 500 equipamentos automáticos nos terminais de contentores a nível mundial, traduzidos em cerca de dez milhões de horas de trabalho, e mais de 20 milhões de TEU movimentados por ano. O primeiro terminal automatizado a ser implementado remonta ao ano de 1993 (Delta Terminal, ECT em Roterdão) há mais de vinte anos atrás, demorando mais de meia dúzia de anos até ao surgimento do segundo terminal automatizado na Europa, no Reino Unido (London Thamesport, HPUK na Ilha de Grain). O primeiro terminal automatizado fora da Europa surgiu em 1997, em Singapura (Pasir Panjang Terminal). Até à data, são cerca de 30 as instalações portuárias de contentores a nível mundial (quase metade surgiu na última década) que apresentam projetos de automação, com diferentes abordagens e configurações, de acordo com as necessidades de cada terminal, tendo em conta algumas especificidades operacionais consoante o tipo de tráfego e até a região do globo em que se encontram. Podemos encontrar vários terminais na Ásia, Austrália, Europa, Médio Oriente, a Norte ou a Sul na América, dando deste modo uma dimensão mundial a este fenómeno. Em alguns casos, o nível de automação começou por ser apenas referente à zona de armazenamento de contentores, enquanto noutros, e numa fase inicial, optaram por automatizar também o circuito inúmeras vezes feito por equipamentos de transporte horizontal, entre os pórticos de cais e a zona de armazenamento de contentores. As principais motivações para a introdução da automação eram a redução do custo por cada contentor movimentado. A fiabilidade e a previsibilidade das operações eram também fatores a ponderar. O uso da automação na zona de parqueamento permitia uma maior utilização do espaço e ainda hoje, com a evolução da movimentação da carga contentorizada a nível mundial, essa necessidade torna-se quase imperativa para os terminais, com grandes necessidades de parqueamento em altura. A automação procura também melhorar o ambiente de trabalho e a segurança das pessoas e cargas, e ainda contribuir para um menor impacto ambiental desta indústria, com grande relevo para a eficiência energética, cada vez mais em voga em todos os terminais. O uso do reconhecimento ótico de carateres (OCR) é feito nos pórticos de cais para leitura dos contentores que entram ou saem dos navios, e maioritariamente nas portarias de entrada e saída. As matrículas dos veículos, o número do contentor, o estado do selo, a direção das portas e os danos dos contentores podem ser verificados com o recurso a esta tecnologia. Em 2011, segundo a Port Equipment Manufacturers Association (PEMA), 81 por cento das instalações de OCR a nível mundial, eram usadas para reconhecimento de matrículas (35 por cento) e nas portarias (46 por cento), sendo apenas 13 por cento usada em pórticos de cais. A intervenção humana é necessária apenas em situações de exceção onde o reconhecimento automático de carateres não funciona. A rádio frequência (RFID) é usada para localização de equipamentos e contentores dentro dos terminais, sendo também usada na gestão dos equipamentos de movimentação horizontal. Configurações de Parque

4 A automação acontece tanto em terminais com quase 100 por cento de transhipment como no oposto, havendo contudo algumas relações a evidenciar. Por norma, quando o volume de tráfego de importação e exportação é alto, costuma ser utilizada uma configuração de parqueamento perpendicular ao cais para que haja uma separação física de tráfegos entre o exterior e o interior, assegurada pelos blocos de parqueamento. Nos terminais onde o volume de transhipment é muito elevado costuma ser preferido um alinhamento paralelo com o cais, pois não existe a necessidade de separação dos tráfegos interno e externo. Existem algumas diferenças operacionais em termos de escolha de cada configuração, pois as opções de carregamento diferem consoante o tipo de equipamentos. Se, por um lado, uma configuração perpendicular apenas possibilita a movimentação nos topos, na paralela toda a zona de parqueamento pode ser utilizada para movimentação de carga, podendo até ser usados em alguns casos os dois lados do parque (frente e traseira) para movimentação de carga (Cantilever ASC). No caso da configuração perpendicular além do incremento na segurança, pode também ser considerada uma poupança na iluminação que pode ser quase inexistente, presencial ou automatizada de acordo com o posicionamento dos equipamentos de parque. Equipamentos O desenvolvimento de sensores e da tecnologia de navegação (bastará pensar no boom gerado pelos GPS nos automóveis há apenas meia dúzia de anos) trouxe a possibilidade de retirar os operadores dos equipamentos que são assim controlados por computador ou por uma sequência de ordens derivadas de um processo de trabalho. O papel humano passa por acompanhar e supervisionar, permitindo-lhe assim gerir vários processos em simultâneo e lidar apenas com as situações de exceção. Nos dias de hoje, os blocos de armazenamento de contentores automatizados podem ser servidos por veículos automatizados (AGV-Automated Guided Vehicles), camiões externos ao terminal, veículos internos de transporte de contentores, straddle carriers (SC) e shuttle carriers (ShC). A escolha do tipo de equipamento depende de alguns fatores como o nível de investimento, os custos laborais, as capacidades técnicas e o tipo de configuração do terminal. A distância entre contentores nas zonas automáticas de parqueamento varia entre os 35 e os 50 centímetros apenas. Pórticos de parque automatizados (Automatic Stacking Cranes - ASC) São controlados por sistemas de gestão de tráfego (TMS-Traffic Management System) que consoante a listagem de tarefas, gerem a rota e velocidade a seguir. Maximizam a utilização das áreas de parqueamento conseguindo um aumento da produtividade e a consequente redução de custos por movimento. São usados equipamentos com rodas de borracha (A- RTG-Auto Rubber tyred gantry) ou em carris (A-RMG-Auto Rail mounted gantry). O número médio de equipamentos de parqueamento de contentores automáticos (ASC) é de cerca 40/45 por terminal, normalmente dois por cada linha, tendo os parques um comprimento médio de 45 TEU, dependendo claro das condições de implantação do terminal.

5 Estes equipamentos podem também ser utilizados em qualquer tipo de parques de contentores, pois o ciclo do movimento de um contentor é muito mais curto, sendo esses parques utilizados como uma extensão dos terminais junto ao plano de água, onde os custos com o terreno são bastante mais altos e o espaço de armazenamento muito mais escasso. Straddle Carriers (SC) - Shuttle Carriers (ShC) Os straddle carriers são meios de transporte horizontal de contentores com capacidade de empilhamento, por sua vez os shuttle carriers são mais pequenos e têm apenas funções de transporte, sem grande capacidade de empilhamento. Em 2005, foi criado o primeiro terminal com straddle carriers automáticos em Brisbane (Austrália), sendo atualmente Port Botany (Sydney), o maior terminal com estes equipamentos automatizados. Automatizados ou não, são equipamentos normalmente a gasóleo/híbridos que requerem altos custos no decorrer da operação. São bastante flexíveis e bons em distâncias curtas (ShC), bem como em configurações de parque mais complexas (SC). Contudo, o seu uso reduz muito a densidade de parqueamento. Parques com straddle carriers automáticos conseguem parquear 500 a 750 TEU por hectare aumentando para 1000/1200 TEU por hectare combinando dois sistemas (ASC+Shuttle carriers). Automated Guided Vehicles (AGV) São por norma equipamentos elétricos, geridos por um sistema de roteamento e posicionamento. Se na sua origem (anos 90) estes equipamentos se assemelhavam a simples transportadores de contentores, totalmente robotizados, hoje são mais inteligentes e podem efetuar a recolha e deposição de contentores em berços no topo dos parques automatizados, fruto da sua capacidade de elevação. Estes equipamentos foram designados de lift-agv e ganharam a capacidade adicional de autonomia em relação aos equipamentos de parque, pois fazem a recolha/entrega de contentores através dos berços no topo destes. São hoje a solução para o transporte horizontal entre o cais e o parque em mais de cinco terminais automatizados, sendo um sistema com provas dadas de eficiência e maturidade ao nível do planeamento das operações. Pórticos de Cais (Ship To Shore cranes STS) Tem sido o elo mais forte na resistência à automação, fruto da grande necessidade de

6 intervenção humana, em grande parte devido ao facto dos navios não serem plataformas estáticas. A operação dos pórticos de cais levou à saída do manobrador da cabine proporcionando um aumento não só da velocidade mas também da aceleração do carro, para fazer face às longas distâncias percorridas pelo contentor nos grandes navios. Dependendo da localização a bordo até ser carregado num equipamento de movimentação horizontal, podem ser percorridos entre 50 a 250 metros por cada contentor contando com o ciclo em vazio para ir buscar o contentor ou vice-versa numa operação de carga. Em 2012, três operadores de terminais encomendaram os primeiros pórticos de cais automáticos para novas instalações, fruto dos testes feitos por um fabricante desde 2010 no Panamá. Os 43 pórticos de cais encomendados por esses operadores corresponderam a cerca de 20 por cento das encomendas mundiais desses equipamentos nesse ano. Alguns desses pórticos foram entregues sem cabine, reduzindo algum custo e peso, derivado da inexistência dessa parte do equipamento. Existem já soluções em operação nos terminais mais desenvolvidos que possibilitam a operação remota de pórticos de cais, em salas de controlo. Na Europa, a nova onda de automação foi trazida pela DP World (Dubai Ports) com a criação de um novo terminal em Inglaterra, London Gateway (2013), seguindo-se dois terminais no Maasvlakte II, inaugurados já em 2015 (APM Terminals e Rotterdam World Gateway), que se tornaram referências e modelos não só na automação, mas também na sustentabilidade e na eficiência energética. O Terminal 3 (T3) que em breve começará as operações em Jebel Ali, contará com 19 pórticos de cais automatizados, estando planeados mais 15 para o Terminal 4 com abertura prevista para Gestão da automação É frequente a automação ser encarada como um jogo, onde há lugar a testes, simulações e emulações. São grandes os ganhos de eficiência traduzidos numa grande redução de custos, bem como o aumento do grau de confiança na introdução de novos equipamentos em operação, levando com isso a tempos mais curtos de adaptação. Existe a possibilidade de formação e treino em fases de teste. O uso desta tecnologia permite fazer uma maior e mais refinada pré-seleção dos candidatos, a criação de cenários de treino quase reais, a simulação de condições operacionais e meteorológicas extremas e adversas, tudo em ambiente controlado e de testes. Os sistemas tornam-se assim mais produtivos desde o seu arranque. A simulação é usada para verificar e validar soluções de planeamento e pequenas afinações operacionais, mas também para animar e visualizar a movimentação no cais, parques, portarias e outras zonas do terminal, permitindo perceber com antecedência constrangimentos operacionais. Por outro lado, a emulação é uma simulação completa, ou seja, tem em atenção todas as condições do terminal para um dado momento, nomeadamente os outros navios em terminal e os fluxos gerados pelos mesmos. Durante a fase de execução, a automação proporciona um conjunto de medidas e indicadores de acompanhamento, ajuda e suporte à tomada de decisão. Automação em Portugal

7 Há já alguns anos que o porto de Leixões (APDL) criou um caso de sucesso com a introdução do Reconhecimento Ótico de Carateres (OCR) nas portarias. Esta tecnologia é usada para, entre outras funcionalidades, fazer o reconhecimento de matrículas das viaturas que acedem à zona portuária e para verificação de avarias dos contentores e carga geral. Com este sistema foi automatizado parte do processo de entradas e saídas dos terminais. O Terminal XXI em Sines, operado pela PSA (Port of Singapore Authority), com movimentação acima de um milhão de TEU s (Twenty equivalent unit medida equivalente a um contentor de 20 pés) pelo segundo ano consecutivo, e com taxas de transhipment acima dos 80% por cento, efetuou uma parceria com um fabricante, com início no segundo semestre de 2015 num projeto-piloto de automação de 11 pórticos de parque (RTG-Rubber tyred gantry), geridos por um terminal remoto, podendo haver uma expansão até sete postos remotos. Utilizam o posicionamento por GPS e a navegação assistida por satélite, bem como um programa de gestão dos equipamentos automáticos. Tendências Os terminais vão cada vez mais incorporar nos seus sistemas operativos, a gestão operacional de contratos, de recursos humanos, de ferramentas de previsão, gráficos a quatro dimensões (com projeção do futuro a curto prazo), Key Performance Indicators (KPI) e dashboards, monitorização da performance em tempo real e integração de soluções OCR e RFID. Os humanos lidam com as exceções da automação, que são cada vez menos em virtude da aprendizagem cada vez maior de todos os sistemas que integram a automação. Não existe uma solução única a nível mundial, podendo ser adaptável em função da zona de implementação, tipo ou mix de cargas. De acordo com empresas ligadas à automação de terminais, a produtividade alcançada nas simulações e nas operações reais são muito próximas na generalidade dos terminais automatizados, às situações normais de operação, mesmo em diferentes configurações de terminais automatizados. Dadas as condições especiais e o volume de carga movimentada em Singapura, onde a zona de cais e parqueamento é cada vez mais escassa, são já anunciados projetos para terminais com dois pisos de armazenamento, comunicantes, traduzindo uma nova abordagem no paradigma da automação e do armazenamento, bem como na relação entre os pórticos de cais, as zonas de armazenamento e o cais.

8 Big Data, IoT e IIoT Em linha com o gigantismo associado ao shipping aparecem os grandes navios, pórticos enormes, grandes volumes de movimentação e o conceito de BIG DATA. Os equipamentos automáticos geram um grande volume de informação derivada dos sensores que monitorizam o seu desempenho. Os gestores veem valor na análise dessa informação, para que possam alcançar outros níveis de eficiência, fazer mais coisas em menos tempo, eliminando o erro humano. O termo Big Data costuma ser definido sobre o lema dos três Vs. A Variedade relaciona-se com o amplo modo de métodos disponíveis para captura de dados, a Velocidade pela rapidez com que os dados são adquiridos e se interligam e o Volume pela grande quantidade de dados que fica disponível para ser acedida e trabalhada pelos sistemas de suporte. Internet of Things (IoT) é o termo usado para descrever o processo de ligar qualquer objeto à internet. De acordo com a Forbes, cerca de 26 biliões de equipamentos vão estar ligados à rede em Industrial Internet of Things (IIoT) pode ser caraterizada como uma rede de objetos físicos, sistemas, plataformas e aplicações com tecnologia embutida para comunicar e partilhar inteligência com outras aplicações, com o mundo exterior e com as pessoas. A adoção da IIoT tem sido possível pela disponibilidade e acessibilidade de sensores, processadores e outras tecnologias que ajudam a recolha e o acesso à informação em tempo real. Deste modo, surge nos terminais com a automação e com a integração destes processos, aquilo a que podemos também chamar de IoT-Internet of Terminals. Conclusões Nos parques de segunda linha, usados maioritariamente para serviços de valor acrescentado e armazenamento, é grande o poder de automação. Zonas de armazenamento automatizadas estarão presentes a muito curto prazo neste tipo de terminais, onde o sistema de picking é bastante utilizado, embora numa escala maior, o contentor. O uso de OCR e RFID vai decerto reconfigurar e permitir uma maior ocupação nestes terminais. Os terminais que se estão a automatizar, escolhem primariamente a zona de parqueamento, e depois o transporte horizontal entre o parque e os pórticos de cais, guardando estes para o fim do processo de automação. As portarias são já em muitos casos automatizadas antes de todos os outros equipamentos, recorrendo ao OCR. Os portos gateway são claros candidatos à automação total, enquanto os hubs, nomeadamente aqueles onde o transhipment é rei, podem sofrer grandes alterações de

9 movimentação no curto ou médio prazo, podendo assim colocar em risco o investimento feito na automação. A automação traz previsibilidade nas operações. Em alguns casos os terminais não automatizados podem ser mais eficientes, mas não com a mesma regularidade. O sistema operativo do terminal terá sempre um papel preponderante na gestão e planeamento das operações, como ferramenta que deve ser no suporte à tomada de decisão. Face às tendências, estes sistemas trouxeram uma nova abordagem na movimentação de contentores em grandes terminais. As empresas devem ponderar seriamente se estão inseridas neste mercado (ou querem estar), onde a automação seja uma forma de capacitar o seu negócio, salvaguardando os seus planos de investimento e o seu esperado retorno. Devem poder pensar nestes novos investimentos, faseados ou de raiz (green fields), para que possam acompanhar os mercados globais, melhorando os seus indicadores de eficiência e os resultados económicos a médio ou longo prazo. A automação tem trazido previsibilidade nas operações e tem revelado índices de produtividade bastante aceitáveis, mas por vezes terá que ser tida uma abordagem fora da caixa, para dar um passo não no desconhecido, mas num mundo que nos acompanha a todos, em todos os setores, nas últimas décadas. Pedro Galveia in TR novembro/dezembro 2015 Por: Fonte: