Optimisation des mouvements des conteneurs dans un terminal maritime

RÉSUMÉ De nombruses recherches ont montré l’importance et la valeur des problèmes de planification et d’optimisation dans un terminal maritime. Dans ce mémoire, on s’intéresse au problème d’optimisation des mouvements des conteneurs dans le cas d’exportation. Les séquences de fonctionnement des portiques de cour et des camions sont prises en considération en même temps. En outre, on prend en compte les interférences qui peuvent exister entre les portiques de cour. En fouillant dans les travaux de littérature sur les problèmes de planification des portiques de cour, on ne trouve pas un travail qui examine les mouvements non productifs et les interférences possibles entre ce type de portique simultanément, ce qui sera un point d’innovation dans notre travail. Le problème de planification des opérations de chargement des conteneurs est d’abord formulé en programme linéaire mixte. La fonction objectif minimise le temps de complétion des opérations de manutention par les portiques de cour. Le modèle mathématique est basé sur plusieurs hypothèses, tenant compte des deux phénomènes d’interférence et des mouvements non productifs. Pour résoudre le problème, une approche heuristique de type Recherche Adaptative à Large Voisinage (ALNS) est développée. Cette méthode a la capacité de résoudre les problèmes d’optimisation dans un terminal à conteneurs. En effet, la méthode ALNS est jugée efficace quelque soit la taille du problème : 10, 20 et 100 conteneurs. Les données utilisées pour tester l’approche sont fictives et on a généré plusieurs instances en variant le nombre de conteneurs et/ou le nombre d’équipements de manutention disponibles. Les tests ont permis d’évaluer l’efficacité de l’algorithme ALNS. Plusieurs scénarios ont été utilisés où on a combiné des heuristiques de retrait et d’insertion. Les résultats des tests nous ont montré la qualité des solutions générées par la méthode ALNS. Mots clés : terminal à conteneurs, optimisation, planification des opérations, recherche adaptative à large voisinage, programme linéaire mixte;----=-=-----ABSTRACT Most of the researchers have shown the importance and the value of scheduling and optimization problems in a maritime terminal. In this work, we focus on the optimization problem for loading operations of outbound containers. Thus, the sequencing of each yard crane and of each yard truck is studied at the same time. Furthermore, we consider the possibility of potential interferences between yard cranes and rehandles which significantly influence the performance of yard cranes. In the literature about yard crane scheduling problems, there is no work that combines interference between yard cranes and rehandles at the same time which is the innovation point of our work. The scheduling problem for loading operations is formulated as a mixed linear program model. The objective function is to minimize the makespan of loading operations by yard cranes. The mathematical model is based on various assumptions and it includes the potential interferences and the rehandle. A heuristic method is developed for solving this problem, namely Adaptive Large Neighborhood Search (ALNS). This method has the potential to handle with optimization problems in a container terminal. In fact, the ALNS method is deemed to be efficient with different scale problems: 10, 20 and 100 containers. The data are fictitious and many instances are built by varying the number of containers or/and the number of equipments (yard crane and yard truck) in each time. Computational tests are made to evaluate the efficiency of the developed algorithm (ALNS) for that we used multiple strategies where we made different combinations of removal and insertion heuristics. These numerical results show the quality of solutions produced by ALNS method. Keywords: container terminal, optimization, scheduling operations, adaptive large neighborhood search, mixed linear program