R.P. van Heeren
Scheepsplannings- en -routeringsalgoritmen.
Literatuuropdracht/scriptie,
Rapport 99.3.LT.5271, Transporttechnologie, Logistieke Techniek.
De scheepvaart zal in toenemende mate gebruik gaan maken van de
mogelijkheden van de moderne elektronica en communicatiemiddelen. Deze
veranderingen in de techniek en de betere toegang tot deze nieuwe
technieken brengen ook veranderingen met zich mee op het gebied van
routeplanning. Er is behoefte aan een inventarisatie van de bestaande
modellen die gebruikt worden als beslissingsondersteunend hulpmiddel. Deze
scriptie heeft als doel het inventariseren van de bestaande routerings- en
planningssystemen binnen de scheepvaart.
Over het onderwerp routering en planning specifiek voor de scheepvaart is
de hoeveelheid beschikbare literatuur beperkt. De beschikbare literatuur
beperkt zich over het algemeen tot een beschrijving van de opgestelde
mathematische modellen.
De verschillende takken van de scheepvaart worden vanwege verschillen in
het ladingaanbod, constante stroom of fluctuerend, seizoensgebonden of
richtinggebonden, benaderd door verschillende mathematische modellen. De
lijnscheepvaart onderhoudt vaste lijndiensten waar over het algemeen
goederen met een hoge waardedichtheid worden vervoerd. Deze scheepvaarttak
is door middel van lineair programmeren of integer programmeren in
modelvorm te beschrijven. Veelal wordt gekozen voor een model dat de
operationele kosten minimaliseert of de opbrengsten maximaliseert.
Een variant van de lijnscheepvaart is de containerscheepvaart. Het
verschil ligt in de prijsafspraken die zijn gemaakt over de te vervoeren
lading, in dit geval containers. Scheepvaartmaatschappij en proberen zich
te onderscheiden door het niveau van de geleverde diensten. Dit
serviceniveau wordt voor een deel bepaald door de punctualiteit van de
dienst. Het percentage schepen dat op de afgesproken tijd in de haven komt
is een belangrijk criterium. In het opgestelde model wordt ofwel het
aantal tijdige aankomsten gemaximaliseerd of de gemiddelde vertraging
geminimaliseerd.
De twee modellen voor de Container Olie Bulkcarrier zijn ook gebaseerd op
lineair programmeren. Er is echter een groot verschil met de twee eerder
beschreven scheepvaartsectoren. Een C-O-B onderhoudt geen lijndienst, maar
opereert in de spot- en trampmarkt, waar het ladingaanbod heel wisselend
is. Er wordt in dit model lading gegenereerd volgens een stochastisch
proces. De twee modellen verschillen in de manier waarop de uiteindelijke
oplossing wordt bereikt. Het eerste model bepaalt de exacte oplossing en
de tweede bepaalt een sub-optimale oplossing. Het voordeel van de tweede
methode is de verlaging van de benodigde rekentijd.
Lineair programmeren is ook voor de reeferscheepvaart een oplossing. Het
probleem wordt behandeld als een toewijzingsprobleem, wat inhoudt dat het
aantal opdrachten gelijk is aan het aantal taken. De reeferscheepvaart is
ook gericht op de tramp markt en de reizen worden op korte terrnijn
bepaald. De planning wordt opgedeeld in drie niveaus, strategische,
tactische en operationele planning.
De laatste sector is roll-on-roll-off scheepvaart. hier is gekozen voor
een andere benadering. Geprobeerd is een beslissingshulpmiddel te ontwerpen
dat gebruikt maakt van real-time satelietverbinding met de schepen om de
positie en de aankomsttijd te bepalen.
De wiskundige modellen waarop de planningssystemen, die gebruikt worden
voor het landtransport, zijn gebaseerd, zijn over het algemeen dezelfde
als die van de scheepvaart. De verschillen liggen vaak in de
randvoorwaarden en de aannames die worden gedaan.
Het blijkt dat er voor alle sectoren van de scheepvaart een verbetering te
behalen is door gebruik te maken van bestaande of nieuw te ontwikkelen
planningssystemen. De meeste modellen zijn gebaseerd op lineair
programmeren. Dit is de meest eenvoudige techniek om grote ingewikkelde
transportproblemen mee op te lossen. Nu de computers krachtiger worden
zullen oplossingen door middel van andere exacte en heuristische
benaderingen meer en meer gezocht worden.
Het knelpunt ligt niet zozeer in de stand van de techniek, als wel in de
wil deze toe te passen. Nieuwe systemen ontwikkelen is duur en kost tijd.
Veel bedrijven zijn niet bereid geld te investeren in een systeem dat
zichzelf nog moet bewijzen. Zeker in de scheepvaart waar de marges al
onder hoge druk staan.
Belangrijk is dat er nog wel een grote hoeveelheid data verzameld moet
worden op het gebied van de ladingstromen en de natuurlijke omstandigheden
op de routes. Alleen op deze manier kunnen de ontwikkelde modellen
geverifieerd worden.
Rapporten studenten Logistieke Techniek
Gewijzigd: 2000.04.17;
logistics@3mE.tudelft.nl
, TU Delft
/ 3mE
/ TT
/ LT.