Le défi
par Jimena Pascual (Pontificia Universidad Catolica de Valparaiso) et Alice Smith (Auburn University)
Présenté lors de la Conférence d'hiver sur la simulation 2016
Cette étude analyse les performances des opérations de manutention dans un dépôt de conteneurs vides qui dessert différentes lignes maritimes opérant dans le port de Valparaíso, au Chili. À l'aide d'un modèle de simulation à événements discrets construit dans Simio qui interagit avec une base de données SQL Server, nous cherchons à améliorer les politiques d'empilement des conteneurs et à repenser l'aménagement du dépôt de manière à ce que les temps de rotation des camions diminuent.
Introduction
Le commerce international a été un facteur clé dans le développement des économies mondiales. Deux éléments importants pour l'efficacité de ce processus logistique sont le transport terrestre des marchandises et la manutention des conteneurs vides. Nous présentons ici une analyse des opérations de manutention en cours dans un dépôt de conteneurs vides (ECD) qui fournit des services aux compagnies maritimes opérant dans le grand port de Valparaíso.
Dans leur récente étude, Carlo et al. (2014) distinguent les principaux problèmes décisionnels suivants qui se posent dans les opérations des parcs de stockage : (1) la conception du parc, (2) l'affectation de l'espace de stockage pour les conteneurs, (3) la répartition et l'acheminement de l'équipement de manutention pour servir les processus de stockage et de récupération des conteneurs, et (4) l'optimisation du remarshaling des conteneurs. Les problèmes que nous considérons sont la conception de l'agencement du dépôt (en termes de dimensions des zones d'empilement), l'attribution d'un bloc d'espace pour chaque client du dépôt, le flux de circulation des camions, et les politiques d'empilement et de récupération.
L'objectif de notre analyse est de déterminer les performances actuelles des politiques opérationnelles liées au gerbage des conteneurs vides dans le dépôt et de formuler des recommandations en vue d'améliorer les politiques de gerbage et, éventuellement, de repenser l'agencement du dépôt. Les opérations de gerbage dans ce dépôt de conteneurs vides sont fortement influencées par la stratégie de marketing du dépôt et les contrats conclus avec les compagnies maritimes. Ces contrats prévoient une période de stockage sans frais, ce qui motive une politique FIFO (First In, First Out) pour l'expédition des conteneurs vides. Cette caractéristique diffère en ce qui concerne les opérations dans les gares de triage d'un terminal à conteneurs portuaire. Pour cette raison, notre travail présente une nouvelle contribution en analysant une application différente des politiques de gerbage dans une entreprise (ECD) rarement étudiée dans la littérature.
Description du problème et modèle
Le dépôt de Valparaíso est divisé en deux zones principales : les conteneurs réfrigérés et les conteneurs secs. Nous ne considérons que les opérations de la zone des conteneurs secs. La figure 1 présente une vue d'ensemble de l'ECD. Les camions vides et chargés arrivent par l'entrée Dry Access et atteignent le Gate Control où les opérations de gate-in et de gate-out sont traitées. Les conteneurs entrants sont inspectés dans la rue principale où ils sont séparés par type (20ˊ ou 40ˊ) et classés comme opérationnels ou endommagés. Les camions accèdent à la zone d'inspection par la rue 1 (sens unique). Toutes les autres rues sont à double sens et suffisamment larges pour que les grues toplifter puissent transporter l'un ou l'autre type de conteneur. Il existe une zone de maintenance où les conteneurs sont réparés. La rue arrière est utilisée comme voie d'accès pour les camions de sortie qui récupèrent un conteneur d'un bloc particulier, et comme voie de sortie pour tous les camions. Les différentes sections sont organisées en blocs de conteneurs d'une capacité de huit conteneurs en profondeur et de sept conteneurs en hauteur, chacun étant affecté à un client particulier en fonction de sa taille et de sa classe.
Nous utilisons un modèle de simulation à événements discrets avec une base de données connexe pour évaluer différentes politiques de gerbage et configurations de dépôt. Les principales mesures de performance comprennent les temps de rotation prévus des camions, la durée d'immobilisation des conteneurs et l'utilisation de la grue du dépôt.
La solution
Pour représenter les opérations du dépôt, des données ont été collectées à partir de trois sources. Tout d'abord, nous avons utilisé une étude menée par l'ECD qui a recueilli des données sur le processus d'arrivée. Deuxièmement, nous avons recueilli nos propres données sur le terrain concernant les différentes durées de traitement et, troisièmement, le dépôt nous a donné accès aux données de sa base de données ERP. À l'aide de ces informations, nous avons établi le scénario de simulation suivant. Les heures d'ouverture sont comprises entre 8h00 et 18h30. Les jours de forte demande, l'équipe de travail est prolongée pour fonctionner pendant la nuit (opérations 24 heures sur 24), mais uniquement pour le dispatching. Pendant le déjeuner, la capacité de service est réduite de moitié. Les quatre toplifters existants fonctionnent selon un ordre de demande FIFO. Les opérations de remarshaling des conteneurs ont lieu pendant les périodes de faible demande. Le service des camions arrivant au dépôt est FIFO, à l'exception des courses massives (généralement associées aux opérations de repositionnement d'une ligne maritime). Chaque bloc du dépôt est affecté à un seul client et les conteneurs sont séparés en fonction de leur classe d'état (les deux classes peuvent être mélangées dans le même bloc s'il y a du monde dans le dépôt). Les conteneurs endommagés sont déplacés vers la zone de maintenance, et les conteneurs réparés sont ramenés au chantier et empilés aux endroits appropriés.
Le modèle de simulation est intégré à la base de données SQL que nous avons créée à partir des données compilées. L'un des aspects clés du temps de service d'une grue est la position du conteneur qu'elle récupère à l'intérieur d'un bloc. Plusieurs conteneurs peuvent avoir changé d'emplacement et leurs nouvelles positions doivent être mises à jour. L'objectif de la base de données est de conserver l'état actuel (emplacement) de tous les conteneurs. La simulation interagit avec la base de données pour mettre à jour l'état du système et pour effectuer des calculs concernant les temps de déplacement des conteneurs impliqués dans la récupération d'une unité, ou le remarshaling et la réorganisation d'un bloc.
La conception expérimentale initiale comprend plusieurs niveaux des facteurs suivants : le nombre d'activités de remarshaling et la politique de récupération des conteneurs à la sortie. Les premiers résultats révèlent des compromis pertinents entre le temps de rotation des camions et la fréquence du remarshaling des blocs (qui ont un impact sur l'utilisation des grues), et entre la flexibilité autorisée dans la politique opérationnelle de récupération et le temps de séjour des conteneurs.
L'impact sur les entreprises
L'expérimentation supplémentaire comprendra l'évaluation de différentes politiques de remarshaling (concernant les conditions de réorganisation d'un bloc, l'ordre dans lequel les blocs sont remarshalés, les ressources affectées à cette tâche, la fréquence et le temps alloués à la tâche, etc.) Un deuxième groupe de facteurs à évaluer est constitué par les affectations des positions de triage pour les différentes classes de conteneurs et la conception générale de l'agencement du dépôt. Les politiques de positionnement des conteneurs d'entrée et d'obtention de conteneurs de sortie appropriés seront également modifiées.