Heuristic approaches to minimize the number of rehandlings for export containers

Abstract

Büyüyen uluslararası ticarette, artan ithalat, ihracat ve transit konteynerlerin sayısı konteyner terminallerin verimli yönetilmesinin önemini her geçen gün arttırmaktadır. Bu çalışmada, ihracat konteynerlerinin konteyner terminallerindeki istifleme yöntemlerini incelemekteyiz. Literatürden farklı olarak, hem yeni gelen konteynerlerin yerleştirilmelerindeki hem de ayrılmalarındaki yerleştirme haraketleri ele alınmaktadır. Konteynerlerin depolama alanına atanmaları sonucu bloklar oluşmakta ve bu nedenle bilinen bir başlangıç konfigürasyonun olduğu varsayılmaktadır. Yeni gelen konteynerler depolama alanındaki bloklara bu varsayılan konfigürasyona ve terminalden ayrılma zamanlarına göre atanmaktadır. Bu ayrılma zamanları, ihracat konteynerleri ele alındığı için bilinmektedir. Buna bağlı olarak herhangi bir bloktaki konteynerlerin terminalden ayrılma sıraları bilinmektedir. Çalışmanın bir diğer özelliği de yeniden düzenleme (remarshaling) operasyonunun ihracat konteynerlerinin terminalden ayrılmalarını hızlandırmak amacıyla kullanılmasıdır. İstifleme operasyonları (atama, yeniden düzenleme ve toplama) esnasında, blokta bulunan bazı konteynerlerin yeniden yerleştirilmeleri (relocation), konteynerlerin yeniden elleçlenmesine (rehandling) yol açtığı için, büyük ölçüde zaman ve para kaybına neden olmaktadır. Dolayısıyla, bu çalışmanın amacı elleçleme sayılarının enazlanmasıdır. Bu amaca ulaşmak için tez çalışmasında yeni gelen veya yeri değişen ihracat konteynerlerinin yerlerini hesaplamak için değişik sezgisel yöntemler önerilmektedir. Daha sonra, geliştirilen yöntemlerin performansları, farklı başlangıç konfigürasyonlarına sahip rastgele oluşturulmuş örnekler kullanılarak farklı konteyner terminal senaryoları üzerinden karşılaştırılmıştır.

In the growing international trade, the number of import, export and transit containers is ever increasing. Therefore, the importance of the container terminals and their efficient managements are highlighted. In this thesis, we study stacking policies in a container terminal for export containers, due to their characteristics. Different than the literature, we considered both the space allocations for containers arrived recently and the pick up operations before the departure of the containers. We assume that an initial configuration exists in the storage yards for already stored containers. The containers arrived recently are allocated to the blocks in the storage yard based on this initial configuration by taking the departure time of the containers into account, which are known beforehand since they are export containers. Hence the retrieval sequences of the containers within blocks are known. Another important aspect of our study is the inclusion of the remarshaling operation, which is used to speed up the retrieval of the export containers. Throughout these stacking operations (allocation, remarshaling, and pick up), some containers already stored in the blocks might be moved into other positions and these moves are known as relocations. These relocations cause major time and cost expenses in the container terminals since any relocation may result in several rehandling operations. Hence the main focus of this thesis is to deal with the rehandlings. We propose several heuristic approaches to estimate the locations for the containers arrived recently and maybe relocated export containers in order to minimize the number of rehandlings. We then analyze the performance of these proposed heuristic algorithms with a set of randomly generated problem instances considering different initial configurations under different container terminal scenarios.