Распоређивање ресурса у лучким терминалима применом метода операционих истраживања

Abstract

Дисертација је резултaт вишегодишњег истраживања проблема распоређивања ресурса у лучким контејнерским терминалима (ЛКТ), као и метода које би могле да се користе за решавање ових проблема. Проучавана су три проблема распоређивања ресурса, чија решења утичу на време које бродови проводе у ЛКТ: додељивање оперативне обале бродовима (engl. Berth Allocation Problem - BAP), додељивање обалских контејнерских кранова бродовима, тј. одређивања броја обалских контејнерских кранова који опслужују сваки брод током сваког сегмента опслуге (engl. Quay Crane Assignment Problem- QCAP) и распоређивање лучких радника на смене и задатке ( engl. Dockworker Assignment Problem- DWAP ). У тези је математички моделиран и решаван обједињени проблем распоређивања ресурса, укључених у опслугу бродова, с посебним акцентом на проблем распоређивања радника који се уобичајено решава последњи, након формирања оперативног плана рада свих транспортно - претоварних средстава и опреме. У литератури је овом проблему посвећено најмање пажње, иако рaдници прeдстaвљajу знaчajaн рeсурс кojи имa вeлики утицaj нa оперативне трошкове оператера ЛКТ. Oвo сe пoсeбнo oднoси нa лучкe рaдникe, укључeнe у истoвaр, утoвaр, склaдиштeњe и трaнспoрт тeрeтa унутaр ЛКТ, кojи су уjeднo и прeдмeт истрaживaњa oвe дисeртaциje. У циљу рeшaвaњa обједињеног прoблeмa рaспoрeђивaњa рeсурсa нa oпeрaтивнoj oбaли, у дисeртaциjи je рaзвиjeнa oригинaлнa методологија, зaснoвaнa нa прeлиминaрнoм рeшaвaњу проблема BAP и рeлaксациjи мaтeмaтичкoг мoдeлa зa интегрисани прoблeм - интегрисани приступ. Ефикасност интегрисаног приступа и његова практична примењивост утврђена је емпиријским путем. Предложени приступ тестиран је на различитим нумеричким примерима који одговарају реалним димензијама проблема у ЛКТ, а добијена решења поређена су с решењима добијеним одвојеним решавањем једног по једног проблема и то претставља тзв. секвенцијални приступ. У свим тестираним нумеричким примерима, примена интегрисаног приступа довела је до смањења трошкова ангажовања радника. Научни допринос ове дисертације потврђен је публиковањем резултата истраживања у раду Vukićević Biševac и сарадници (2021).

This dissertation is the result of many years of research related to the resource allocation problems at port container terminals (PCTs) and methods applied in order to solve these problems. Three resource allocation problems were studied: berth allocation problem (BAP), quay crane assignment problem (QCAP) and dockworker assignment problem (DWAP). The solutions of these problems have an impact on the time that ships spend at PCTs. In this dissertation, the integrated model for QCAP and DWAP is mathematically modeled and solved with a special focus on dockworker assignment problem. Dockworker assignment problem is traditionally solved last, after allocation of berth space and formation of the operation schedule for each piece of handling equipment. In the literature, not much attention has been given to the dockworker assignment problem, although workers represent a significant resource that has a great impact on total operating costs of the PCT. This applies in particular to port workers, involved in unloading, loading, storage and transport of cargo within the port, who are the main focus in this research. In order to solve the integrated problem, an original procedure has been developed in this research, based on the preliminary solution of BAP and relaxation of the mathematical model for the integrated problem - Integrated approach. The efficiency of the Integrated approach and its practical applicability has been determined empirically. The proposed Integrated approach was tested on different instances based on the real data. Solutions obtained using the Integrated approach were compared with the solutions obtained by the Sequential approach in which we solve one problem at the time. For all solved instances, the proposed Integrated approach to QCDWAP resulted in lower total costs of dockworkers. The scientific contribution of this dissertation is confirmed by the publication of research results in the paper Vukićević Biševac et al. (2021).