本研究分析了空集装箱堆场的装卸操作性能,该堆场为智利瓦尔帕莱索港的不同航运公司提供服务。借助在 Simio 中建立并与 SQL Server 数据库交互的离散事件仿真模型,我们试图改进集装箱堆放策略,并重新设计堆场布局,以缩短卡车周转时间。
国际贸易一直是世界经济发展的关键因素。内陆货物运输和空集装箱装卸是提高物流效率的两个重要因素。在这项工作中,我们对空箱堆场(ECD)目前的装卸作业进行了分析,该堆场为在瓦尔帕莱索大型港口运营的航运公司提供服务。
Carlo 等人(2014 年)在最近的调查中对堆场运营中出现的以下主要决策问题进行了区分:(1) 堆场设计,(2) 集装箱存储空间分配,(3) 物料装卸设备的调度和路由,以服务于集装箱的存储和检索流程,以及 (4) 优化集装箱的重新分拣。我们所考虑的问题包括堆场的布局设计(堆放区的尺寸)、堆场每个客户的区块空间分配、卡车交通流以及堆放和取货策略。
我们分析的目的是确定与堆场空集装箱堆放有关的操作政策的当前性能,并为改进堆放政策和可能的堆场布局重新设计提出建议。该空箱堆场的堆垛作业受到堆场营销策略以及与航运公司签订的合同的很大影响。这些合同包括一个不收费的存储期,这就促使空集装箱的调度采用先进先出(FIFO)政策。这一特点与港口集装箱码头堆场的操作有所不同。因此,我们的工作通过分析文献中鲜有研究的企业(ECD)中堆垛政策的不同应用,做出了新的贡献。
瓦尔帕莱索仓库分为两个主要区域:冷藏集装箱和干货集装箱。我们只考虑干货集装箱区域的运营。图 1 是 ECD 的概览。空载和满载的卡车都从干货通道入口进入,然后到达门控中心,在这里处理入门和出门操作。进入的集装箱在主干道上接受检查,并按类型(20ˊ或 40ˊ)进行分类,分为正常运行和损坏两种。卡车通过 1 号街道(单行道)进入检查区。所有其他街道都是双向的,宽度足以让顶置式起重机运输任何一种类型的集装箱。这里有一个维修区,用于维修集装箱。后街用作从特定区块提取集装箱的出场卡车的进出车道,以及所有卡车的出场车道。不同的区域被组织成集装箱区块,每个区块可容纳 8 个集装箱(深)和 7 个集装箱(高),并根据集装箱的大小和等级分配给特定的客户。
我们使用离散事件仿真模型和相关数据库来评估不同的堆垛策略和堆场配置。主要性能指标包括预期卡车周转时间、集装箱停留时间和堆场起重机利用率。
为了反映仓库的运营情况,我们从三个来源收集数据。首先,我们使用了由 ECD 进行的一项研究,该研究收集了到达流程数据。第二,我们自己收集了不同流程时间的现场数据;第三,仓库提供了其 ERP 数据库中的数据。利用这些信息,我们设定了以下模拟场景。工作时间为上午 8:00 至下午 6:30。在需求量大的日子里,工作班次会延长到夜间(24 小时运营),但仅限于调度。午餐时间,服务能力减半。现有的四台顶升机采用先进先出的申请顺序运行。在需求量较小的时间间隔内,进行集装箱重新定型作业。到达堆场的卡车服务采用先进先出制,但大规模运行(通常与航运公司的重新定位操作有关)除外。堆场的每个区块都分配给一个客户,集装箱按状况等级分类(如果堆场拥挤,两个等级的集装箱可以混装在同一区块)。损坏的集装箱被转移到维修区,修好的集装箱被运回堆场并堆放在适当的位置。
仿真模型与我们从汇编数据中创建的 SQL 数据库相集成。起重机服务时间的一个关键因素是其正在回收的集装箱在一个区块内的位置。有几个集装箱可能已经转移了位置,因此必须更新它们的新位置。数据库的目的是保存所有集装箱的当前状态(位置)。模拟与数据库进行交互,以更新系统状态,并对检索一个单元或重新划分和重组一个区块所涉及的集装箱移动时间进行计算。
最初的实验设计包括以下几个层次的因素:重新分档活动的数量和闸出集装箱检索策略。初步结果显示,在卡车周转时间和区块重新装卸频率(这些因素会影响起重机的利用率)之间,以及在操作检索政策所允许的灵活性和集装箱停留时间之间,存在着相关的权衡。
其他实验将包括评估不同的重新分块政策(解决重新分块的条件、分块重新分块的顺序、分配给这项任务的资源、任务的频率和允许的时间等)。第二组需要评估的因素是不同类别集装箱的堆场位置分配和仓库的总体布局设计。此外,还将修改入闸集装箱的定位政策和获得适当出闸集装箱的政策。