Koza, David Franz

Den moderne økonomi er afhængig af billig og pålidelig godstransport over hele kloden. Transportved hjælp af containerskibe udgør et vigtigt element i den globale forsyningskæde. Containerskibeforbinder lande og kontinenter over lange afstande med forholdsvis lave transportomkostninger.Store containerskibsrederier (linierederier) kontrollerer flere hundrede containerskibe dertypisk sejler på faster ruter. En enkelt rute deles typisk mellem adskillige containerskibe så hverhavn på ruten modtager et besøg af et containerskib fra den pågældende rute en gang omugen. De enkelte ruter er forbundet via havne, hvor containere kan lastes, losses, men ogsåomlastes mellem skibe. Kombinationen af containerskibsruter og havne danner et komplicerettransportnetværk der muliggør transport af containere mellem de fleste større havne i verden.I denne afhandling præsenterer vi matematiske modellerings- og optimeringsværktøjer, derhjælper beslutningstagere inden for containerskibssejlads til at finde løsninger på kompleksebeslutningsproblemer. Beslutningsproblemerne vi adresserer indebærer spørgsmål som: Hvilkehavne skal være omfattet af transportnetværket? Hvordan skal hver rute udformes for at opnået godt forbundet og omkostningseffektivt netværk? Hvordan skal havnebesøg planlægges ogsynkroniseres mellem ruterne for at give den mest økonomiske og hurtigste transport? På hvilkenrute skal containere transporteres, hvis der findes flere muligheder? Artiklerne i denne afhandlingbidrager til forskning indenfor operationsanalyse med anvendelse i maritim optimering.Nærmere bestemt fremlægger de to første artikler modeller og løsningsmetoder til design ogre-planlægning af store netværk indenfor containerskibsfart.Artiklerne kombinerer og udvider modelleringsegenskaberne væsentligt i forhold til tidligerebidrag og mindsker afstanden mellem akademiske prototyper og de reelle problemstillinger somlinierederier står overfor. Resultaterne, opnået ved at løse modellerne, kaster lys over tidligereuudforskede problemer. De udviklede løsningsalgoritmer kan ikke kun håndtere den øgede kompleksiteti modellerne, men også forbedre løsningskvaliteten sammenlignet med eksisterendemetoder foreslået i litteraturen. Den tredje artikel omhandler en problemstilling indenfor dimensioneringaf infrastruktur og tankerflåde som et led i en industriel casestudie med et stortlinjerederi. Casestudiet er motiveret af de seneste ændringer i miljøbestemmelser, som i væsentliggrad kan ændre forudsætningerne for containerskibsfart i fremtiden. Artiklen omhandler oprettelsenaf en forsyningskæde der leverer flydende naturgas til en række havne langs en vigtig ruteindenfor containerskibsfart. Artiklen analyserer samspillet mellem langsigtede investeringer ogdriftsomkostninger. Simple beslutningsregler uddrages i artiklen og det undersøges hvor robustede foreslåede forsyningskæder er i forhold til ændringer i forudsætningerne for modellen.The modern economy relies on cheap and reliable transportation of goods all around the globe. Liner shipping networks represent an important link in the global supply chain, as they connect countries and continents over long distances at comparatively low transportation costs. In largeliner shipping networks, several hundred container vessels operate more than a hundred shipping routes. The individual routes are linked through ports, where containers can be loaded, unloaded but also be transshipped between shipping routes. The resulting networks constitute inherently complex systems. In this thesis we present mathematical modeling and optimization tools that help decision makers in the liner shipping industry to find solutions to complex decision problems. The decision problems we address involve questions like: Which ports shall be covered by the network? How shall each single shipping route be designed to achieve a well-connected but cost-efficient network? How shall port calls be scheduled and synchronized between shipping routes to offer the most economical and fastest transportation between ports? On which route shall containers be transported, if multiple options exist? The articles in this thesis contribute to the field of Operations Research with application in maritime optimization. More particularly, the first two articles present models and solution methods to (re-)design and (re-)schedule large liner shipping networks. The articles combine and substantially extend modeling features of previous contributions and narrow the gap to the economic and operational reality of liner shipping. The results obtained from solving the models shed light on previously unexamined issues. The developed solution algorithms cannot only handle the increased complexity inherent to the models, but improve over existing methods proposed in the literature. The third article addresses a strategic infrastructure and tanker fleet sizing problem as part of an industrial case study with a large liner shipping company. The case study is motivated by recent changes in environmental regulations that may substantially change the way liner vessels are operated in the future. The article addresses the establishment of a large-scale liquefied natural gas supply chain along a major trade lane. It analyzes the interaction between long-term investment and operational costs, derives basic decision rules and evaluates the robustness of the solutions

Online Research Database In Technology

Models and Methods for the Design and Support of Liner Shipping Networks

http://orbit.dtu.dk/ws/files/147058728/David_Franz_Koza_PhD_thesis.pdf

Models and Methods for the Design and Support of Liner Shipping Networks

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Online Research Database In Technology