برنامه ریزی عملیات ترمینال های کانتینری با استفاده از بهینه سازی شبیه سازی word

 فهرست رئوس مطالب

 فصل اول: مقدمه و کلیات تحقیق10

1-1- مقدمه11

1-2- ضرورتهای انجام تحقیق:11

1-3- اهداف:14

فصل دوم: ادبیات و پیشینه تحقیق 16

2-1- حمل و نقل کانتینری17

2-2- مروری بر فعالیتهای ترمینال های کانتینری19

2-3- روش های بهینه سازی حمل و نقل ترمینال21

2-4- فرآیند برنامه ریزی کشتی ها22

2-4-1- برنامه ریزی اسکله23

2-4-2- برنامه ریزی چیدن23

2-4-3- برنامهریزی جرثقیل24

2-5- ذخیره سازی و انباشتن کالا25

2-6- حمل و نقل تدارکات27

2-7- بهینهسازی حمل و نقل اطراف اسکله27

2-8- بهینهسازی حمل و نقل ساحلی29

2-9- بهینه سازی حمل و نقل جرثقیل31

2-10- مرور ادبیات:31

2-14- نتیجه گیری و تحلیل مقالات قبلی:34

فصل سوم: روش تحقیق37

3-1- شبیه سازی:38

3-2- مدل سازی:39

3-3- مدل مفهومی مساله:40

3-4- شبیه سازی کامپیوتری:41

3-5- نرم افزارهای شبیه سازی42

3-6- روش های بهینه سازی شبیه سازی43

3-6-1 روش مبتنی بر گرادیان43

3-6-2- بهینه سازی تصادفی44

3-6-3 روش پاسخ سطح44

3-6-4- روش های اکتشافی45

3-6-5- روش های آماری46

3-7- طراحی آزمایشات تاگوچی47

3-8- خطوط راهنما برای طراحی آزمایشها48

3-8-2- انتخاب عاملها و سطوح:49

3-8-3- تعیین متغیر پاسخ:49

3-8-4- انتخاب نوع آزمایش طراحی شده49

3-8-5- انجام آزمایش50

3-8-6- تجزیه و تحلیل داده ها:50

3-8-7- نتیجه گیریها و پیشنهادات50

3-9- الگوریتم حل:50

3-10- نظریه صف:51

3-11- فرمول های صف53

فصل چهارم: محاسبات و یافته های تحقیق57

4-1- شبیه سازی ترمینال کانتینری با نرم افزار Arena59

4-2- تحلیل خروجی شبیه سازی:63

2-4-1- تاثیر افزایش جرثقیل:64

4-2-2- تاثیر افزایش سکو:65

4-3- طراحی آزمایشات تاگوچی:67

4-4- نتیجه گیری محاسبات:70

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات72

5-1- نتیجه گیری:73

5-2- پیشنهادات:75

منابع و ماخذ76

 فهرست جداول

 جدول 2-1 مقالات ارائه شده در مساله تخصیص عرشه35

جدول 2-2 مقالات ارائه شده در مساله برنامه ریزی جرثقیل های عرشه36

جدول3-1 اجزای مدل شبیه سازی39

جدول3- 2 پارمترهای مدل صف54

جدول4-1 متغیرهای معرفی شده در شبیه سازی62

جدول 4-2 نتایج حاصل از شبیه سازی برای حالت 3 سکویی64

جذول4-3 نتایج حاصل از شبیهسازی برای حالت 2 جرثقیله66

جدول4-4 مقادیر S/N برای سطوح هر عامل68

جدول4-5 محاسبات آزمون ANOVA70

 فهرست اشکال و نمودارها

 شکل2-1 انواع کشتی ها برحسب اندازه18

شکل2-2 میزان کانتینر جابجا شده در 5 بندر ایالات متحده19

شکل2-3 ترمینال کانتینری20

شکل 2-4 بخش های عملیاتی ترمینال های کانتینری22

شکل 3-1 ارکان اصلی سیستم38

شکل3-2 مدل مفهومی مساله40

شکل 3-3 ساختارهای سرویس رسانی53

شکل4-1 ماژول های Arena برای ورود و استقرار کشتی ها60

شکل4-2 اجزای مدل Arena مربوط به قسمت دوم شبیه سازی61

نمودار4-1 روند تغییر درآمد با افزایش تعداد جرثقیل65

نمودار4-2 روند تغییر درآمد با افزایش تعداد سکوها67

شکل4-3 نمودار S/N برای هر سه عامل68

 فصل اول

مقدمه و کلیات تحقیق

 1-1- مقدمه

درچهاردههگذشته،کانتینرهابهعنوانابزارمناسبوضروریبستهبندیبارازجایگاهویژهایدر حملونقلبینالمللیازطریقدریابرخوردارشدهاند. باافزایشفزایندهکانتینریسازی،تعداد پایانههایکانتینریدربنادردریاییورقابتمیانآنهابسیارچشمگیرشدهاست . امروزهبدون استفادهثمربخشوکارآمدازفنآوریاطلاعرسانیوروشهایبهینهسازی،نمیتوانبهعملیات کانتینریاندیشید. اخیرا بنادر برای بهبود کارایی جابجایی کانتینر ها با چالش های بزرگی مواجه شده اند. بنابراین چگونگی بهبود کارایی سرویس و همچنین کاهش هزینه ها مساله اساسی در اینگونه بنادر می باشد. به طور کلی برای این کار دو رویکرد وجود دارد : اولی افزایش تعداد تجهیزات بارگیری و تخلیه، دومی اتخاذ بهینه ترین برنامه عملیاتی.

مدلسازی سیستم های پیچیده مانند سیستم های تولیدی، زنجیره تامین و ترمینال های کانتینر با استفاده از معادلات جبری کار بسیار دشواری است. شبیه سازی گسسته پیشامد ابزار مفیدی برای ارزیابی عملکر این سیستم ها می باشد. اگرچه شبیه سازی فقط یک طرح داده شده را ارزیابی می کند و هیچ تابع بهینه سازی ارائه نمی کند. بنابراین نیاز است که شبیه سازی و بهینه سازی باهم ادغام شوند. بهینه سازی شبیه سازی فرایند پیدا کردن بهترین مقدار از متغیرهای تصمیم سیستم است که عملکرد آن توسط خروجی های شبیه سازی ارزیابی می شود.

اهداف اجرای این پروژه عبارتند از:

– ادغام مناسبی از شبیه سازی و بهینه سازی.

– کمک گرفتن از رویکرد "چه می شود-اگر" در مساله با استفاده از شبیه سازی.

– پیاده کردن مدلی که دربرگیرنده تمامی اجزای سیستم باشد و بتواند تمامی عملیات را شبیه سازی کند.

– تعیین تاثیر عوامل موثر بر عملکرد سیستم

– کمک به تصمیم گیرنده با ارائه سناریو های مختلف و نتایج مربوط به هریک.

1-2- ضرورتهای انجام تحقیق:

براساس نمودارهای ارائه شده توسط UNCTAD1، تجارت از طریق حمل و نقل کانتینری در سالهای 2003 تا 2025، از میانگین رشد سالانه 32/5 درصدی برخوردار خواهد بود. امروزه اکثر محموله های بین المللی در بنادر دریایی، در کانتینرها قرار گرفته و جابجا می شوند. اخیرا رقابت شدید بین بندرهای مختلف به ویژه در آسیا و اروپا باعث شده است تا بنادر مختلف به سمت فرآهم آوردن امکانات و تسهیلات بیشتر و بهبود عملیات و کاهش هزینه ها حرکت کنند[8].

اخیرا در بیشتر مقالات از مدل های برنامه ریزی (scheduling) برای مدلسازی عملیات استفاده کرده اند. اما در چنین مسائل پیچیده ای تنها با استفاده از مدل های ریاضی نمی توان به جواب بهینه رسید. از این رو اخیرا استفاده از شبیه سازی روبه افزایش است. در این پروژه ابتدا مدل ریاضی و شبیه سازی مربوط به مساله طراحی شده و سپس برای اجرا ابتدا مدل شبیه سازی را با استفاده از نرم افزار مربوطه اجرا نموده و به یک جواب اولیه برای مدل ریاضی خود می رسیم. سپس با استفاده از این جواب و تکنیک های فراابتکاری به حل مدل ریاضی می پردازیم. در هر مرحله جوابها را با مراحل قبلی مقایسه می کنیم. اگر جوابهای بدست آمده نسبت به مراحل قبلی بهتر بودند الگوریتم متوقف می شود درغیراینصورت دوباره مدل شبیه سازی را این بار با جوابهای جدیدتری که از حل مدل ریاضی بدست آمده اجرا می کنیم.

فرضیات این مساله که باعث تمایز در مدل سازی می شود مربوط به موارد زیر می باشد:

– نوع تخصیص لنگرگاه به هر کشتی: به این معنی که کشتی های ورودی به چه ترتیب در صف لنگرگاه قرار گیرند و چه نوع کشتی هایی با چه نوع محصولاتی دارای اولویت برای ورود هستند.

– تعداد لنگرگاه: کاملا واضح می باشد. بسته به ابعاد مساله، تعداد بهینه لنگرگاه قابل محاسبه است.

– تعداد جرثقیل اسکله: هر چه تعداد جرثقیل بیشتر باشد هزینه و بیکاری نیز بیشتر خواهد شد اما زمان انجام عملیات کمتر می شود. در این مسائل یکی از عوامل مهم تعیین تعداد بهینه جرثقیل اسکله می باشد که تا به حال تحقیقات زیادی به این مساله پرداخته اند و با روش های مختلف سعی در تعیین تعداد بهینه این جرثقیل ها نموده اند.

– زمان بندی جرثقیل های اسکله و الویت آن ها برای انجام عملیات

– سیاست تعمیر و نگهداری مربوط به جرثقیل های اسکله

– تعداد کامیون ها یا تریلرهای محوطه: وظیفه تریلرها همانطورکه گفته شد جابجایی کانتینر ها از کشتی به انبار یا برعکس می باشد. تعیین تعداد بهینه تریلر بسته به ابعاد مساله قابل محاسبه می باشد.

– زمان بندی و الویت انجام عملیات برای تریلرها

– مکان یابی محل انبار

– نحوه ذخیره کردن کانتینرها در انبار: نحوه انبار کردن کانتینرها بسته به نوع محصولی که در کانتینر می باشد،زمانی که کانتینر باید از ترمینال خارج شود یا بسته به پر یا خالی بودن کانتینر می تواند متفاوت باشد. اتخاذ تصمیم مناسب برای این موضوع می تواند باعث تسریع در انجام عملیات و نیز کاهش هزینه ها شود.

– تعداد جرثقیل های محوطه: این جرثقیل ها نسبت به جرثقیل های اسکله از حجم کوچکتری برخوردارند و برای تخلیه یا بارگیری کانتینرها از تریلرها مورد استفاده قرار می گیرند.

 مساله برنامه ریزی ترمینال شامل متغیرها و محدودیت های متفاوتی است. بنابرای

دریافت فایل

---

جهت کپی مطلب از ctrl+A استفاده نمایید نماید