Christensen, Jonas Mark

Målet for denne afhandling er at udvikle beslutningsstøtteværktøjer, der kan bruges til at optimere planlægningen af aktiviteter inden for container shipping. Med introduktionen af mega-skibe bliver planlægningen af skibs- og terminalaktiviteter mere og mere afgørende for industrien. Denne afhandling omhandler to specikke problemer, hvor optimeringsmetoder kan bruges til at hjælpe med planlægningen. Det første af disse problemer sigter mod at forbedre udnyttelsen af skibene, og det andet fokuserer på at forbedre terminalproduktiviteten for at minimere tiden i havn for skibene. For at store skibe kan opnå stordriftsfordele er det afgørende, at kapaciteten udnyttes til fulde. Det kræver for eksempel mindst en udnyttelsesgrad på 91% for at et 18000 TEU-skib er omkostningseektivt sammenlignet med et fuldt lastet 14000 TEU-skib. Ved bestemmelse af en belastningskonguration (stuvnings plan) er det yderst vigtigt at sikre, at skibet ikke kæntrer eller knækker. Her spiller vægtfordelingen af containerne på skibet en afgørende rolle. En stuvnings plan skal passe med containerne der allerede er lastet på skibet, containerne der skal lastes, samtidig skal det også sikres at skibet stadig kan udnyttes til fulde i de kommende havne. I forbindelse med at nybyggede skibe bliver større og større bliver det sværere at bestemme en god stuvning plan, samtidig med at det også bliver vigtigere. Vi betragter dette problem og udvikler en fleksibel matematisk metode til at hjælpe med forskellige former for what-if analyser. Mens fragt omkostningerne pr. container er faldet for mega-skibene, er håndteringsomkostningerne steget. Derfor er terminalerne under pres for at øge produktiviteten og minimere ekspeditionstiden for skibene. Designet af mega-skibene gør det imidlertid svært. Skibene er både højere og bredere, hvilket kræver at kranerne skal række længere væk fra kajen og dybere ned i skibet. Som en eekt af skibenes design øges (af)lastetiden per container i forhold til mindre skibe. Med flere mega-skibe på vej i den nærmeste fremtid, forventes det også at traffikpropper i containerterminalenvil være et stigende problem. Uden væsentlige forbedringer forventes det derfor ikke, at produktiviteten vil stige, og selv at opretholde det nuværende niveau vil være en udfordring. At reducere tiden i havnen er et fælles mål mellem rederiet og terminalen. Driftsomkostningerne for skibene falder, samtidig med at terminalen kan planlægge brugen af deres containerhåndteringsudstyr bedre, så det kan bruges til andre skibe. Vi undersøger et sådant samarbejde og hvordandataudveksling kan bruges til at optimere terminalplanlægningen, samtidig med at skibene også drager fordel af dette.The goal of this thesis is to develop decision support tools, to optimise the planning of certain activities within the liner shipping industry. With the emergence of mega-vessels, the planning of vessel and terminal activities are becoming more and more vital for the liner shipping industry. This thesis considers two specific problems where optimisation methods can be used to help with the planning. The rst of these problems aim to improve the utilisation of the vessels, and thesecond aim to improve terminal productivity to minimise the time spent at ports for vessels. For large vessels to achieve economies of scale, it is crucial they be fully utilised. E.g. It requires a 91% utilisation for an 18000 TEU vessel to be cost-effective over a fully loaded 14000 TEU vessel. When determining a load configuration (stowage plan), it is of utmost importance to ensure the vessel do not capsize or break. For this, the weight distribution of the containers on the vessel plays an essential role. A stowage plan must also conform with the cargo already loaded on the vessel, the cargo to be loaded while also ensuring the vessel can still be utilised to its maximum in downstream ports. Given the growth in the size of newly built vessels, this task is becoming harder and harder, as well as more important. We study this problem and develop an adaptable framework to help with dierent kinds of what-if analysis. While the voyage cost per container is decreased for the mega-vessels, the handling cost is increased. Hence, terminals are under pressure to increase productivity and minimise the turnaround time for the vessels. The design of the mega-vessels, however, makes this hard. These vessels are both higher and wider, requiring cranes to reach further away from the quay and deeper into the vessel. As an effect of the inherent design of the vessels, the (un)loading time per container is thus increased, compared to smaller vessels. With more mega-vessels coming shortly it is also expected that yard congestion will be an increasing problem. Without any significant improvements it is therefore not expected that productivity will increase, and evenmaintaining the current level will be a challenge. Decreasing the time spent at port is a shared goal between the liner and the terminal. For the liner, the operating costs are decreased, while the terminal can plan the use of their container-handling equipment better, so it can be used for another vessel. We investigate such a collaboration and how the sharing of data can be used to optimise the terminal-side planning while ensuring the liner also beneffits from this. The results are prototypes of decision support tools, that can be used to automatize the planning of these activities

Online Research Database In Technology

Optimisation in liner shipping: Challenges in mega vessel's cargo-mix and loading operations

http://orbit.dtu.dk/ws/files/158905243/PhDThesis.pdf

Optimisation in liner shipping: Challenges in mega vessel's cargo-mix and loading operations

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Online Research Database In Technology