SCHEYARD PDF Imprimir E-mail
Escrito por Rubén Ruiz García   
Miércoles, 10 de Diciembre de 2008 14:39

Optimization of Scheduling Problems in Container Yards (SCHEYARD)

Resumen del proyecto 

Es indudable el papel que tienen los puertos como generadores de riqueza y dinamizadores del comercio. El tráfico de mercancías por contenedores es uno de los catalizadores del comercio mundial y de la globalización, y no ha parado de aumentar en los últimos años. En el 2014 se movieron más de 170 millones de contenedores. Para absorber este crecimiento, en los últimos 20 años el tamaño de los buques portacontenedores ha ido aumentando, hasta rozar en la actualidad una capacidad de 20.000 contenedores. Estos barcos son muy rentables, pero son caros de operar y mantener y cada hora que estos megabuques pasan en el puerto supone un coste enorme para todos los agentes implicados. Si bien las infraestructuras portuarias, como líneas de atraque, calados, grúas de muelle y tecnologías para la carga y descarga de los contenedores se han ido adaptando, no ha sido tanto el caso del patio de contenedores. El espacio del patio solo se puede aumentar con costosísimas inversiones de un gran impacto ambiental pues el espacio se suele ganar al mar. La entrada en escena de los megabuques ha trasladado el cuello de botella del muelle al patio. Actualmente las grúas de patio no son capaces de alimentar a la velocidad necesaria las grúas de muelle. La solución es la automatización y optimización de las tecnologías usadas en el patio. Todos los agentes disponen a día de hoy de información completa de todo el proceso (lista de contenedores a cargar/descargar a/desde el buque, estado y posición de cada contenedor en el patio) con lo que se abre una oportunidad de mejora a la hora de optimizar los problemas de secuenciación del patio de contenedores, objetivo principal del proyecto SCHEYARD.

En España, por su situación geográfica e histórica, se hace especialmente crítica la optimización de las operaciones portuarias. Aumentar la eficiencia de nuestros puertos tiene un efecto multiplicador de la riqueza.

El proyecto SCHEYARD se centra en el estudio de tres problemas clave en el patio de contenedores. El primero es el "pre-marshalling", donde, con antelación a la llegada de un buque, los contenedores se pueden ir recolocando en el patio de forma que su posterior extracción coincida con el orden de carga de los mismos, minimizando así el número de movimientos no productivos. El segundo problema es el "retrieval and reshuffling" donde se busca minimizar de nuevo los movimientos no productivos cuando el buque ya se está cargando y descargando. En el tercer problema buscamos optimizar los movimientos de las grúas y la secuencia de extracción de los contenedores en cada bloque dentro del patio ("yard crane scheduling").

Aunque todos estos problemas se han estudiado con anterioridad en la literatura científica, en la mayoría de los casos se modelizan de una forma simplista. En el proyecto SCHEYARD, con la colaboración de empresas y agentes portuarios se busca resolver los problemas reales de este ámbito, incluyendo restricciones relevantes.

El equipo investigador del proyecto SCHEYARD tiene una larga trayectoria y experiencia en técnicas de optimización y en la resolución de problemas reales de secuenciación. Esta actividad ha quedado reflejada en varios proyectos, contratos con empresas y publicaciones en revistas de alto impacto. Con la colaboración de empresas y de expertos internacionales en la materia se conseguirán aportaciones clave en la optimización de los problemas del patio de contenedores, aumentando con ello la eficiencia de nuestros puertos.

 

Objetivos del proyecto

El proyecto SCHEYARD plantea tres objetivos específicos, uno por cada uno de los problemas de optimización en el patio de contenedores identificados en la Sección C.1.1. Se detallan a continuación:

 

OBJETIVO 1: Resolver problemas reales de pre-marshalling. Nos planteamos desarrollar algoritmos, principalmente de tipo heurístico y metaheurístico para primero obtener resultados competitivos en el problema del pre-marshalling donde se considera una única bahía cada vez dentro del bloque y donde se busca ordenar los contenedores para su fácil extracción posterior minimizando el número de movimientos. Posteriormente se irá complicando el problema para llevarlo a la realidad y hacerlo suficientemente completo como para poder ser transferido a la práctica. En última instancia se resolverá el problema del pre-marshalling para todo el bloque de contenedores, resolviendo al mismo tiempo todas las bahías y permitiendo mover contenedores de unas bahías a otras. Estos problemas más generales se compararán con la solución obtenida tras resolver cada una de las bahías de forma secuencial e independiente para poder concluir sobre la bondad de la aproximación más real y completa.

 

OBJETIVO 2: Resolver problemas reales de retrieval and reshuffling. En una segunda etapa del proyecto se estudiará el problema mucho más complejo de alimentar las grúas de muelle desde todas las grúas de patio y bloques de la forma más eficiente posible, minimizando los movimientos no productivos y reduciendo el tiempo de caga del buque. Comenzaremos estudiando problemas simplificados de los que se estudian mayoritariamente en la literatura (un bloque con una única grúa de patio y solo una grúa de muelle) hasta llegar a sistemas complejos y reales con varias grúas de muelle, de patio y bloques.

 

OBJETIVO 3: Resolver problemas reales de yard crane scheduling. El tercer y último objetivo estudiará la minimización de los movimientos y recorridos en las grúas de patio a la hora de extraer los contenedores. Este problema está íntimamente relacionado con los anteriores y por tanto este objetivo se estudiará primero aisladamente y luego en conjunción con cada uno de los dos anteriores. Se estudiarán así mismo bloques de una grúa, de dos pequeñas, de una grande y otra pequeña permitiendo cruzamientos y de dos pequeñas y una grande, permitiendo también que la grande se cruce con las pequeñas. De nuevo la finalidad última es conseguir algoritmos, preferentemente potentes metaheurísticas, que puedan resolver versiones realistas de los problemas encontrados en los patios de contenedores de los puertos españoles. 


Participantes

El proyecto cuenta con la participación de 17 investigadores (miembros del SOA, y de otros grupos de investigación nacionales e internacionales), así como de 7 EPOs (Entidades Promotoras Observadoras), entre ellas empresas tan relevantes como Noatum, Valenciport. Autoridad Portuaria de Valencia, Fundación Valenciaport, etc.

Financiación
El proyecto ha sido financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER)

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Actualizado en Martes, 26 de Julio de 2016 09:49