Σταθμοί εμπορευματοκιβωτίων λιμένων: προσομοιωτικά μοντέλα και αλγόριθμοι βελτιστοποίησης

Abstract

Managing container terminal operations in seaports is a cumbersome, complex and challenging problem. Given the importance of container traffic for international trade, it is surprising that this issue has been mostly tackled myopically. The problem involves a number of different criteria, such as faster discharge and loading of containers (vessel turnaround time), increased yard and equipment utilization, and faster container turnaround time. In this thesis, we begin with a literature review following the hierarchy of the decision-making process and then, we reveal the shortcomings of both the current practices in seaports and of the relevant academic efforts. Then, we present a novel hierarchical framework that captures systematically the complexity in the decision-making process recognizing its natural hierarchy (strategic, tactical and operational),the interdependencies among specific operations and the various forms of constraints including technological, spatial, temporal, monetary, and organizational as well as constraints imposed by the interests of various partners and customers of a port.

Η διαχείριση σταθμών εμπορευματοκιβωτίων λιμένων (ΣΕΜΠΟ) είναι ένα πολυσύνθετο πολυκριτηριακό πρόβλημα, που περιλαμβάνει κριτήρια βελτιστοποίησης, όπως την ταχύτερη φόρτωση – εκφόρτωση των εμπορευματοκιβωτίων (vessel turnaround time), τη βέλτιστη χρήση του χώρου στοιβασίας και του εξοπλισμού και την ταχύτερη παρά- δοση των εμπορευματοκιβωτίων στους πελάτες. Λαμβάνοντας υπόψη τη σημασία της διακίνησης εμπορευματοκιβωτίων για το διεθνές εμπόριο, είναι εντυπωσιακό ότι το πρόβλημα αυτό έχει παραδοσιακά αντιμετωπιστεί μυωπικά εστιάζοντας κάθε φορά σε ένα κριτήριο και αγνοώντας τα υπόλοιπα. Σε αυτή τη διδακτορική διατριβή, μετά από συστηματική καταγραφή της δομής και των λειτουργιών των ΣΕΜΠΟ, παρουσιάζεται ένα νέο ιεραρχικό πλαίσιο που απεικονίζει την πολυπλοκότητα στη διαδικασία λήψης αποφάσεων αναγνωρίζοντας τη φυσική ιεραρχία της, τις αλληλεξαρτήσεις μεταξύ συγκεκριμένων διαδικασιών και τις διάφορες μορφές περιορισμών, όπως τεχνολογικοί, χωρικοί, χρονικοί, οργανωτικοί και περιορισμοί που επιβάλλονται από τους στόχους των διάφορων συνεργατών και των πελατών ενός λιμένα. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας ως οδηγό το ιεραρχικό πλαίσιο λήψης αποφάσεων, αναπτύσσεται ένα μοντέλο προσομοίωσης της λειτουργίας παράδοσης - παραλαβής σε τερματικούς σταθμούς εμπορευματοκιβωτίων, λαμβάνοντας υπόψη τους περιορισμούς που τίθενται από την επιλογή του μηχανολογικού εξοπλισμού και του συστήματος μεταφοράς και στοιβασίας. Για το λόγο αυτό, το μοντέλο προσομοίωσης, αν και είναι γενικό μοντέλο, εντούτοις είναι προσαρμοσμένο στα μεγέθη και στις συνθήκες λειτουργίας των μεσαίων λιμένων της μεσογείου, τα οποία χρησιμοποιούν διασκελετικούς μεταφορείς για τη μεταφορά και στοιβασία των εμπορευματοκιβωτίων. Με τη χρήση του, εντοπίστηκαν οι βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν την επίδοση των ΣΕΜΠΟ αναγνωρίζοντας και τις αλληλεξαρτήσεις τους.