حل مسئله يكپارچه جابه جايي كانتينرها و پهلوگيري كشتيها

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي صنايع

كارشناسي ارشد

امروزه حمل‌ونقل دريايي 80 درصد از حمل‌ونقل جهاني را تشكيل مي‌دهد. بنابراين حمل‌ونقل كانتينري به علت ظرفيت بالا، محافظت از اقلام و مزاياي ديگر رشد چشمگير داشته‌، و ظرفيت كشتي‌ها به 21400 واحد در حمل‌ونقل كانتينر افزايش يافته است. از اين رو، در دهه‌هاي اخير استفاده از روش‌هاي علمي مديريت و بهره‌برداري اقتصادي در پايانه‌هاي كانتينري در جهان ناگزير است. در چند دهه گذشته كانتينر به عنوان يك قسمت ضروري مفهوم بارگذاري بوده كه اهميت زيادي در حمل و نقل دريايي پيدا كرده است. با افزايش كانتينري كردن تعداد پايانه‌هاي دريايي و رقابت آنها، اين موضوع اهميت زيادي پيدا كرده‌است. امروزه عمليات بدون استفاده موثر و كارآمد از روش‌هاي بهينه‌سازي مناسب غيرقابل تصور است. به دليل پيشرفت تكنولوژي و تجهيزات بندر، گلوگاه از كنار بندر به محوطه كانتينري منتقل شده است، در نتيجه مديريت محوطه كانتينري يك بندر نقش قابل توجه‌اي در رقابت شبكه حمل و نقل دريايي جهاني دارد. براي حمل كانتينرهاي بزرگ در بعضي بندرها مانند سنگاپور، مديريت محوطه يك نقش مهم دارد به دليل كمبود مكان، كه منجر به تمركز زياد موقعيت كانتينرها در انبار محوطه كانتينري مي‌شود. پايانه كانتينري، محلي كه كانتينرها بين دو مكان مختلف در محوطه دريا و خشكي انتقال مي‌يابند، يك مسير بحراني بين دو مكان در زنجيره تأمين است. يكي از راه‌هاي بهبود، گسترش روش‌هاي جديد براي بهره‌وري عمليات با وسايل موجود است. در مورد مسئله پهلوگيري كشتي قبل از رسيدن كشتي، اسكله بايد به كشتي اختصاص يابد. تخصيص بندر به طور ايده‌آل قبل از رسيدن اولين كانتينر اختصاص داده شده به اين كشتي آغاز مي‌شود. چندين هدف از تخصيص اسكله بهينه وجود دارد. از نقطه نظر عملي، مجموع بار ساحل تا فاصله محوطه براي بارگيري و تخليه كليه كانتينرها به حداقل برسند. اين مربوط به حداكثر بهره‌وري از عملكرد كشتي است. در اين پژوهش، يك مدل يكپارچه برنامه‌ريزي عدد صحيح مختلط به منظور حل مسئله جابه‌جايي كانتينرها و پهلوگيري كشتي‌ها با هدف كمينه كردن هزينه‌ها ارائه شده است. تابع هدف اين مدل رياضي كمينه كردن هزينه‌هاي جابه‌جايي، انتظار كشتي و ماندن كشتي در اسكله است. در مدل پيشنهادي ساختار اسكله به صورت گسسته در نظر گرفته شده است. از آنجايي كه مسئله جابه‌جايي كانتينرها و پهلوگيري كشتي‌ها از نظر پيچيدگي محاسباتي NP-hard هستند، تركيب اين دو مسئله از پيچيدگي حل مسئله نمي‌كاهد. به منظور حل مسئله بيان شده، يك الگوريتم بندرز شتاب يافته استفاده شده است. براي تسريع در حل، تعدادي نامعادله معتبر جهت افزايش كارايي و كاهش مدت زمان حل دقيق مدل عددي ارائه شده است. براي نشان‌دادن كارايي مدل‌ و الگوريتم ارائه شده، از نمونه هايي با استفاده از داده هاي موجود در ادبيات موضوع طراحي شده است. نتايج عددي نشان داده است كه مدل يكپارچه نسبت به مدل غير يكپارچه بهبود دارد، همچنين الگوريتم تجزيه بندرز شتاب‌يافته براي اين مسئله كارايي دارد و در نمونه‌هاي بزرگ كه مدل عددصحيح مختلط قادر به حل مسئله نمي‌باشد، الگوريتم نجزيه بندرز در زمان كوتاه‌تري نسبت به Cplex مسئله را حل كرده است.

218320

بهينه سازي سيستم ها

مهندسي صنايع و سيستم ها

دانشگاه صنعتي اصفهان