El desafío
por Jimena Pascual (Pontificia Universidad Católica de Valparaíso) y Alice Smith (Universidad de Auburn)
Según lo presentado en la Conferencia de Simulación de Invierno 2016
Este estudio analiza el desempeño de las operaciones de manipulación en un Depósito de Contenedores Vacíos que atiende a distintas líneas navieras que operan con el puerto de Valparaíso, Chile. Con la ayuda de un modelo de simulación de eventos discretos construido en Simio que interactúa con una base de datos SQL Server, se busca mejorar las políticas de apilamiento de contenedores y rediseñar el layout del depósito de manera que disminuyan los tiempos de giro de los camiones.
Introducción
El comercio internacional ha sido un factor clave en el desarrollo de las economías mundiales. Dos elementos importantes para la eficiencia de este proceso logístico son el transporte terrestre de mercancías y la manipulación de contenedores vacíos. En este trabajo se presenta un análisis de las actuales operaciones de manipulación en un Depósito de Contenedores Vacíos (DCE) que presta servicios a las navieras que operan con el gran puerto de Valparaíso.
En su reciente estudio, Carlo et al., (2014) distinguen entre los siguientes problemas principales de decisión que surgen en las operaciones de patios de almacenamiento: (1) diseño del patio, (2) asignación de espacio de almacenamiento para contenedores, (3) despacho y enrutamiento de equipos de manejo de materiales para servir a los procesos de almacenamiento y recuperación de contenedores, y (4) optimización del remarshaling de contenedores. Los problemas que tenemos en cuenta son el diseño de la disposición del depósito (en términos de las dimensiones de las zonas de apilamiento), la asignación de espacio en bloque para cada cliente del depósito, el flujo de tráfico de camiones y las políticas de apilamiento y recuperación.
El objetivo de nuestro análisis es determinar el rendimiento actual de las políticas operativas relacionadas con el apilamiento de contenedores vacíos en el patio y derivar recomendaciones para mejorar las políticas de apilamiento y, potencialmente, rediseñar la disposición del patio. Las operaciones de apilamiento en este depósito de contenedores vacíos están fuertemente influenciadas por la estrategia de marketing del depósito y los contratos vigentes con las navieras. Estos contratos incluyen un periodo de almacenamiento sin tasas, lo que motiva una política FIFO (First In, First Out) para la expedición de contenedores vacíos. Esta característica difiere con respecto a las operaciones en los patios de una Terminal Portuaria de Contenedores. Por esta razón, nuestro trabajo presenta una contribución novedosa al analizar una aplicación diferente de las políticas de apilamiento en una empresa (ECD) raramente estudiada en la literatura.
Descripción del Problema y Modelo
El depósito de Valparaíso está dividido en dos áreas principales: contenedores refrigerados y contenedores secos. Consideramos sólo las operaciones del área de contenedores secos. La Figura 1 presenta una visión general del ECD. Tanto los camiones vacíos como los cargados llegan por la entrada de Dry Access y alcanzan el Gate Control, donde se procesan las operaciones de entrada y salida. Los contenedores entrantes se inspeccionan en la calle principal, donde se separan por tipo (20ˊ o 40ˊ) y se clasifican en Operativos o Dañados. Los camiones acceden a la zona de inspección por la calle 1 (de sentido único). Todas las demás calles son de doble sentido y suficientemente anchas para que las grúas toplifter puedan transportar cualquiera de los dos tipos de contenedores. Hay una zona de mantenimiento donde se reparan los contenedores. La calle trasera se utiliza como carril de acceso para los camiones que recuperan un contenedor de un bloque determinado y como carril de salida para todos los camiones. Las distintas secciones se organizan en bloques de contenedores con una capacidad de ocho contenedores de profundidad y siete de altura, cada uno de los cuales se asigna a un cliente concreto en función de su tamaño y clase.
Utilizamos un modelo de simulación de eventos discretos con una base de datos relacionada para evaluar diferentes políticas de apilamiento y configuraciones de depósito. Entre las principales medidas de rendimiento se incluyen los tiempos de respuesta esperados de los camiones, el tiempo de permanencia de los contenedores y la utilización de las grúas de patio.
La solución
Para representar las operaciones del depósito, se recopilaron datos de tres fuentes. En primer lugar, utilizamos un estudio realizado por la ECD que recogía datos del proceso de llegada. En segundo lugar, recogimos nuestros propios datos de campo sobre distintos tiempos de proceso y, en tercer lugar, el depósito nos facilitó acceso a los datos de su base de datos ERP. Con esta información, establecimos el siguiente escenario de simulación. El horario de funcionamiento es de 8.00 a 18.30 horas. En días de alta demanda, el turno de trabajo se amplía para operar durante la noche (operaciones de 24 horas), pero sólo para el despacho. Durante el almuerzo, la capacidad de servicio se reduce a la mitad. Los cuatro toplifters existentes operan utilizando un orden de petición FIFO. Las operaciones de reubicación de contenedores se producen durante los intervalos horarios de baja demanda. El servicio de los camiones que llegan al depósito es FIFO, con la excepción de los recorridos masivos (generalmente asociados a operaciones de reposicionamiento de una naviera). Cada bloque del depósito se asigna a un único cliente y los contenedores se separan según su clase de estado (las dos clases pueden mezclarse en el mismo bloque si hay aglomeración en el depósito). Los contenedores dañados se trasladan a la zona de mantenimiento, y los contenedores reparados se llevan de nuevo al patio y se apilan en los lugares adecuados.
El modelo de simulación se integra con la base de datos SQL que creamos a partir de los datos recopilados. Un aspecto clave en el tiempo de servicio de una grúa es la posición dentro de un bloque del contenedor que está recuperando. Varios contenedores pueden haber cambiado de ubicación y sus nuevas posiciones deben actualizarse. El objetivo de la base de datos es mantener el estado actual (ubicación) de todos los contenedores. La simulación interactúa con la base de datos para actualizar el estado del sistema y realizar cálculos relativos a los tiempos de movimiento de los contenedores que intervienen en la recuperación de una unidad, o en el reajuste y reorganización de un bloque.
El diseño experimental inicial incluye varios niveles de los siguientes factores: número de actividades de reasfaltado y política de recuperación de contenedores en la puerta de salida. Los resultados iniciales revelan importantes compensaciones entre el tiempo de rotación de los camiones y la frecuencia de reubicación de los bloques (y su impacto en la utilización de las grúas), y entre la flexibilidad permitida en la política operativa de recuperación y el tiempo de permanencia de los contenedores.
Impacto empresarial
La experimentación adicional incluirá la evaluación de diferentes políticas de reasfaltado (abordando las condiciones para reorganizar un bloque, el orden en que se reasfaltan los bloques, los recursos asignados a esta tarea, la frecuencia y el tiempo permitidos para la tarea, etc.). Un segundo grupo de factores a evaluar son las asignaciones de posiciones de patio para las distintas clases de contenedores y el diseño general de la disposición del depósito. También se modificarán las políticas de posicionamiento de los contenedores de entrada y de obtención de contenedores de salida adecuados.