PUERTOS PCP: SIMULACIÓN DE LA CONEXIÓN BARCO-FONDEO PARA REDUCIR LOS COSTOS DE DEMORA – PARTE 2

Para cada una de las combinaciones de normas de asignación de amarres y prioridades de colas, se realizaron 30 réplicas de 2007 días de operaciones y se recopilaron estadísticas de tiempos de espera para el sistema en su conjunto y para cada uno de los barcos que periódicamente atracan en puerto. Cabe mencionar, como observación metodológica, que el modelo SBL (ship-berth link) se centró en los barcos que visitan el puerto al menos dos veces al año. En 14, 23 barcos de XNUMX cumplían este criterio. Constituyeron el objeto de análisis en este estudio de caso.

La Figura 2 muestra una pantalla de los principales modelos de SBL desarrollados en Arena.

Figura 2: Una pantalla de uno de los modelos (literas dedicadas)

Las variables de control son los tiempos promedio entre llegadas y los tiempos promedio de procesamiento de atraque para cada barco. También se asumió que los recursos portuarios (equipos, capacidades, etc.), más allá del alcance de la operación SBL modelada, no influyeron en las estadísticas recopiladas sobre el tiempo de espera por buque.

Se supuso que los tiempos entre llegadas de cada barco estaban distribuidos exponencialmente. Según Dragovic et al. (2005), la distribución del tiempo entre llegadas es un parámetro contribuyente básico que debe asumirse o inferirse de los datos observados. Las distribuciones más comúnmente asumidas en la literatura son la distribución exponencial (Demirci, 2003; Pachakis y Kiremidjian, 2003); la distribución exponencial negativa (Shabayek y Yeung, 2002) y la distribución de Weibull (Tahar y Hussain, 2000).

También se asumió que los tiempos de procesamiento de atraque para cada buque se distribuyeron normalmente. En cada combinación se probaron cuatro subniveles del coeficiente de variación de los tiempos de procesamiento: 0; 0,1; 0,2; y 0,4. Aunque el tiempo total de procesamiento del barco depende no solo de la cantidad de contenedores levantados, sino también de la cantidad de grúas de muelle asignadas por barco, aquí se hace una simplificación para los propósitos de este estudio de caso. Por tanto, se consideró que las cuestiones relacionadas con el número de ascensores y grúas de muelle se integraban en estos tiempos medios de procesamiento en aras de la simplificación.

RESULTADOS

La figura 3 presenta los valores esperados del tiempo medio de espera en cola de cada buque en cada una de las combinaciones entre las normas de asignación de atraque y las prioridades de cola. Está claro que estas fuerzas opuestas dentro de las normas de asignación de puestos de atraque y las prioridades de cola para cada barco deben tenerse en cuenta juntas. Más precisamente, deben ponderarse no solo por el número de arribos por año, sino también por los costos de estadía de cada barco, para determinar qué combinación conduciría realmente al costo total de estadía más bajo para todo el sistema.

Leyenda:1: atracaderos exclusivos por tipo de embarcación (tamaño: grande/pequeño) 2 – La fila única entrega los barcos en el primer atracadero disponible 3 – Barcos asignados al fondeadero con el tamaño de cola más pequeño 4 – Barcos asignados a un fondeadero con menor tiempo de espera a – Mayor tiempo de servicio b – Menor tiempo de servicio c – Mayor número de visitas por año d – Menor número de visitas por año e – PEP f - UEPS g - Tamaño de barco más grande h - Tamaño de barco más pequeño

En una vista más detallada de la Figura 3 y observando las características de cada barco, es posible afirmar que los barcos pequeños se beneficiarían más de reglas en las que los amarres se dedican por tamaño de barco o una sola cola distribuye los barcos al primer amarre disponible. Los barcos pequeños también se ven menos afectados por el coeficiente de variación de los tiempos de procesamiento. Con respecto a las prioridades de las colas, parece haber una compensación entre el tiempo de procesamiento más corto y el tamaño de barco más pequeño en términos de su impacto en el tiempo promedio de espera.

Por otro lado, cuando se consideran barcos grandes, se puede ver que se beneficiarían más de las reglas en las que una cola única distribuye los barcos al primer atracadero disponible o los barcos se asignan al atracadero con el tiempo de espera más corto. Sin embargo, con respecto a la asignación de una prioridad de cola específica, el resultado no es tan claro. También es posible afirmar que, a diferencia de las embarcaciones pequeñas, las embarcaciones grandes se ven más afectadas por el coeficiente de variación de los tiempos de procesamiento.

Se probaron simultáneamente diferentes niveles de tiempo crítico de espera (Wq_critical) con diferentes niveles de coeficientes de costo de estadía. El coeficiente de costo de estadía indica cuántas veces este costo por hora es mayor en un barco grande que en uno pequeño. El costo total de estadía se calculó para cada una de las combinaciones de normas de asignación de atraque y disciplinas de espera. La mejor combinación para cada par de Wq_crítico y el coeficiente de costo de estadía excedida se identificó y graficó en la Figura 4.

En la Figura 4, se puede ver que cuando el Wq_critical es bajo (es decir, el tiempo de espera pasado en las colas es un componente crítico de los servicios provistos por los puertos) y el coeficiente de costo de sobre-estadía también es bajo (es decir, el costo de sobre-estadía para un barco pequeño es mayor que para un barco grande), las autoridades portuarias deben asignar los barcos al atracadero con el tiempo de espera más corto y asignar prioridad al barco con el tiempo de espera más corto. En este caso, se daría una clara prioridad a los buques de pequeño tamaño, con el fin de favorecer el funcionamiento del sistema portuario en su conjunto. Los barcos #5 y #8 en la Figura, por ejemplo, serían excepciones a esta lógica, ya que son barcos grandes con tiempos de procesamiento cortos.

A medida que aumenta el coeficiente de costo de estadía, pero el Wq_critical sigue siendo bajo, las autoridades portuarias deberían adoptar una cola única para distribuir los barcos al primer atracadero disponible. Sin embargo, se debe dar prioridad a los barcos con el mayor número de visitas por año. De acuerdo con este criterio de prioridad, se favorecerían los barcos grandes con un gran número de visitas por año, lo que ayudaría a reducir el costo total de estadía del sistema. Los avisos #6, 7 y 8, por ejemplo, cumplen con este criterio.

Finalmente, a medida que aumenta el Wq_critical y, como consecuencia directa, los estándares de servicio en el puerto se vuelven menos rigurosos, el sistema pasa rápidamente a la disciplina clásica PEPS, donde los barcos se asignan al fondeadero con el menor tiempo de espera en el momento de su llegada. llegada Parece haber un compromiso entre el nivel Wq_critical y el coeficiente de costo de la estadía prolongada. Cuanto más alto sea el primero, menor será el impacto del coeficiente de costo de la sobre estadía en la determinación de la combinación estándar más apropiada.

CONCLUSIÓN

El problema de SBL es complejo, debido a los diferentes tiempos de llegada de los barcos, diferentes tamaños de barcos, diferentes tiempos de procesamiento de atraque, etc. A través de una simulación de un puerto pequeño con dos atracaderos, este caso de estudio evaluó el impacto de diferentes normas de asignación de atracaderos y prioridades de colas en el tiempo de espera, tanto en términos de sus valores como de variaciones esperadas. Sus hallazgos representan un aporte no solo a la teoría sino también a la práctica en la toma de decisiones. Tres elementos principales, que se detallan a continuación, constituyen la contribución a este estudio en términos de literatura previa.

El primer elemento es la confirmación experimental, a través de la simulación, de la evidencia cuantitativa disponible que se encuentra en la lista de literatura sobre la asignación de prioridad en la cola a los barcos con menor tiempo de procesamiento, con el fin de mejorar el desempeño general del puerto. El tiempo de procesamiento a menudo se correlaciona positivamente con el tamaño del buque y negativamente con su número de visitas por año, dos facetas de la misma característica operativa.

El segundo elemento es la identificación de que los diferentes tipos de buques se ven afectados de manera diferente, no solo por las diferentes combinaciones de normas de asignación de puestos de atraque y prioridades de colas, sino también por los diferentes niveles del coeficiente de variación de los tiempos de procesamiento, lo que indica que es necesario tomar en cuenta sus especificidades, como los costos de quedarse más tiempo, el número de visitas por año y las variaciones en el tiempo de espera.

Finalmente, el tercer elemento es la indicación experimental de las aparentes contradicciones o compromisos entre el análisis de la operación SBL en su conjunto y la operación SBL como una suma ponderada del tiempo esperado de estadía de cada buque, por su número de visitas por año y por su costo de estadía por hora.

Respecto a este último elemento y su vertiente práctica en la toma de decisiones, la principal cuestión que encuentra el estudio es la gran importancia de considerar las especificidades de cada buque para un adecuado posicionamiento de las autoridades portuarias en cuanto a las normas de asignación de atraques. y prioridades de cola. Esto explica por qué los resultados de la simulación, generados para cada buque, aún deben analizarse y ponderarse más en términos de probabilidades y costos de estadía prolongada.

Referencias

Demirci, E.. 2003: Simulación, modelado y análisis de una inversión portuaria. Simulación 79: 94–105.

Dragovic, B.; Parque, Nueva Zelanda; Radmilovic, Z.; Maras, V.. 2005: Modelado de simulación de enlace buque-atraque con servicio prioritario. Economía Marítima y Logística 7: 316-355.

Pachakis, D.; Kiremidjian, AS. 2003: Metodología de modelado de tráfico de buques para puertos. Journal of Waterway, Port, Coastal and Ocean Engineering, ASCE 129: 193–202.

Shabayek, AA; Yeung, WW. 2002: Un modelo de simulación para la terminal de contenedores de Kwai Chung en Hong Kong. Revista europea de investigación operativa 140: 1–11.

Tahar, MR; Hussain, K.. 2000: Simulación y análisis para las operaciones de la Terminal de Contenedores de Kelang. Gestión de la información logística 13: 14–20.