Optimization of costs and operations in empty container repositioning

Abstract

Dünya ticaretindeki dengesizlikler konteyner trafiğini de etkilemekte ve bir çok yerin ithalat/ihracat oranlarında büyük farklılıklara yol açmaktadır. Bunun sonucu olarak, fazlalık konteynerlerin ihtiyaç duyulan yerlere gönderilmesi ise büyük maliyetlere neden olmaktadır. Diğer taraftan, bir yerde ithalat/ihracat dengesi olsa da, ithalden boş dönen konteynerlerin ihracatta kullanılmak üzere depoda veya limanda kabul edilmesi, müşterilerin konteyner dolumunu gerçekleştirmek istedikleri yerlere bağlı olarak konteynerlerin yeniden taşınması ve buna bağlı olarak ortaya çıkan yükleme/indirme işlemlerinde de maliyetler ortaya çıkmaktadır. Boş konteyner pozisyonlamada ortaya çıkan faaliyetlerin ve maliyetlerin konteyner türlerine ve maliyetin oluştuğu yere göre nasıl yükleneceği, bu maliyetlerin navlun fiyatlarına nasıl yansıtılabileceği ayrı bir sorundur. Bu amaçla tezde, düzenli hat taşımacılığında, hizmet verilen yerlerdeki konteyner türleri için boş konteyner pozisyonlama birim maliyetinin doğru bir şekilde hesaplanmasını sağlayacak, geleneksel maliyetleme teknikleri ve faaliyet tabanlı maliyetleme tekniğine dayanan maliyetleme modelleri geliştirilmiştir. Boş konteyner pozisyonlama kararları çok fazla değişken, kısıt ve parametre içerdiği için gerçek hayatta sezgisel tecrübelere dayanılarak yapılan planlar çok etkin olamamakta ve yüksek maliyetler ortaya çıkmaktadır. Bu amaçla tezde, boş konteyner pozisyonlama planlarının daha hızlı, etkin ve en düşük maliyette yapılmasını sağlayacak, deterministik ve stokastik iki matematiksel programlama modeli geliştirilmiştir. Maliyetleme modelleri için belirlenen kaynaklar, faaliyetler, maliyet sürücüleri ve maliyetler matematiksel programlama modellerinin parametre, değişken ve kısıtlarını etkilediği gibi, matematiksel programlama modellerinin çıktıları da her yerdeki konteyner türlerinin birim maliyetlerini etkilemektedir. Dolayısıyla tezde, maliyetleme modelleri ve matematiksel programlama modelleri birleştirilerek; hem toplam boş konteyner poziyonlama maliyetlerini minimize eden hem de taşımacılık hizmeti verilen yerlerdeki konteyner türleri için birim boş konteyner pozisyonlama maliyetleri bulunarak kar/zarar analizinin daha doğru yapılmasını sağlayacak bir karar destek sistemi ortaya konmuştur. Tezde geliştirilen modellerin gerçek hayat uygulamalarına göre daha iyi sonuçlar verdiği gerçek veriler ile test edilerek gösterilmiştir.

The imbalances in world trade also affect container traffic and lead to large differences in import and export rates of many locations. As a consequence of this, the surplus containers are repositioned to locations where they are required, which causes high costs. On the other hand, even if there exist an import/export balance in a location, receiving the empty containers at depot or terminal returning from import, re-transporting empty containers between depot and terminal to be filled according to customers' request, and all the handlings at depots and terminals cause extra costs as well. Allocating these activities and costs according to the type of container and location, and how these costs can be reflected in freight rates is another issue in container shipping. To this end, in the dissertation, costing models based on traditional costing techniques and activity-based costing were developed to ensure accurate calculation of the empty container repositioning unit cost for container types in the service locations in liner shipping. Since empty container repositioning decisions involve too many parameters, constraints and variables, the plans based on real-life experiences cannot be effective and very high costs arise. For this purpose, two mathematical programming models were developed in order to make empty container repositioning plans faster, more efficient and at the lowest cost. While the resources, activities, cost drivers and costs determined for the costing models affect the parameters, variables and constraints of the mathematical programming models, the outputs of the mathematical programming models affect the unit empty container repositioning costs of each location and container type. Hence, by combining the costing models and mathematical programming models, the dissertation puts forward a decision support system which minimizes the total empty container repositioning costs and provides more accurate profit/loss analysis by obtaining unit empty repositioning cost for different container types in the locations on the transportation service routes. The models developed in the dissertation were tested with real data and provided better results than real life applications.