Simulación de transporte de barcazas

El transporte en barcazas representa más de $35 mil millones del PIB de EE. UU. y representa más de 300.000 puestos de trabajo en la economía de EE. UU. Se prevé un crecimiento de la actividad económica en la logística del transporte de barcazas . Esto se debe a varias ventajas significativas del transporte en barcazas:

Reducción de la congestión , eliminando el tráfico de los sistemas viales y ferroviarios
Rentable ; modo de transporte barato especialmente para material a granel
Eficiencia de combustible y más respetuoso con el medio ambiente.
Mayor seguridad (p. ej. , menor mortalidad en comparación con otros modos de transporte)

En este artículo explico cómo se puede utilizar la simulación para mejorar los resultados económicos de los sistemas de transporte en barcazas. Destaco las herramientas comerciales y de código abierto y analizo un proyecto de simulación de transporte de barcazas personalizado que desarrollé en el pasado.

Características y beneficios de los sistemas de transporte en barcazas

Los transportes en barcazas se realizan en sistemas fluviales y consisten principalmente en un remolcador y varias barcazas transportadas por el barco. Los barcos y barcazas se transportan entre las estaciones de carga y descarga. También puede haber puntos de distribución , donde los barcos, por ejemplo, barcazas de intercambio, se fusionan en grupos más grandes o se dividen para separar grupos de barcazas más pequeños. A continuación se muestra una instantánea de Google Maps, tomada desde el río Ohio, EE. UU. En los EE. UU., los transportes en barcazas se utilizan principalmente en Luisiana, Texas, Kentucky, Florida y Nueva York. Por ejemplo, en el río Mississippi. Pero también en Europa los transportes en barcaza juegan un importante papel logístico en la industria. Por ejemplo, en el Rin en Alemania.

Los transportes en barcazas se utilizan principalmente para facilitar el transporte rentable de cargas a granel, como cereales, carbón, cemento, minerales, chatarra, etc. Según la Fundación Nacional de Vías Navegables de EE. UU ., 15 barcazas equivalen a 216 vagones de ferrocarril o 1.050 semirremolques grandes.

Simulación de transportes de barcazas para ahorro de costos

El principal desafío de los sistemas de transporte en barcazas es decidir la cantidad y la ubicación de los puntos de distribución, y decidir la cantidad óptima de remolcadores y barcazas. La necesidad de inversión para una barcaza está dentro del rango de $ 200,000 a $ 400,000 , siendo el precio de un remolcador mucho más alto que esto. Debido a los grandes volúmenes de transporte de material a granel, el verdadero desafío es garantizar que haya suficientes barcazas vacías disponibles para las operaciones de carga en los puntos de carga y que se entreguen en los puntos de descarga con tiempos de entrega programados.

En resumen, las principales palancas de optimización para las operaciones de transporte en barcazas son:

Puntos de distribución en cuanto a cantidad, capacidad y ubicaciones. Cada punto de carga viene con costos fijos de instalación y gastos operativos anuales. La ventaja de los puntos de distribución es, por ejemplo, que los grupos de barcazas más pequeños se pueden consolidar en grupos más grandes, aumentando así la utilización del remolcador y el rendimiento por remolcador.
Cantidad de remolcadores. Cuanto mayor sea la cantidad de remolcadores, mayor será la posible frecuencia de envío. A menor cantidad de embarcaciones mayor cantidad promedio de barcazas transportadoras por remolcador.
Cantidad de barcazas. Cuantas más barcazas vacías haya en el sistema, más fácil será asegurarse de que haya una cantidad suficiente de barcazas vacías disponibles en los distintos puntos de carga.
Despachar políticas y estrategias que deciden sobre la asignación de trabajos, y asignan remolcadores a barcazas y sus destinos.
Las estrategias de enrutamiento deciden las rutas de los grupos de barcazas a través de los puntos de distribución, qué grupos de barcazas se dividirán, reagruparán o fusionarán.

Un modelo dinámico de simulación de eventos discretos puede incorporar todas estas palancas de optimización , al tiempo que refleja correctamente los comportamientos y la dinámica del sistema, como, por ejemplo, los cronogramas de carga y producción para los puntos de carga, los cronogramas de entrega de pedidos y los patrones de demanda para las estaciones de descarga y los flujos de materiales.

Herramientas de simulación para sistemas de transporte de barcazas

Existen muchas herramientas que se pueden utilizar para el modelado de simulación de sistemas de transporte en barcazas. Una herramienta comercial popular con un amplio grupo de usuarios es AnyLogic . Sin embargo, AnyLogic no tiene una biblioteca de simulación de transporte de barcazas específica. Es posible modelar bibliotecas personalizadas con AnyLogic y, con este enfoque, es posible implementar una biblioteca de simulación de transporte de barcazas personalizada. Esta biblioteca se puede aplicar en sistemas de transporte de barcazas específicos.

Lo mismo, sin embargo, también es posible con herramientas gratuitas . Por ejemplo, SimPy y salabim en Python, o JaamSim . JaamSim tiene un marco de modelado de caja de herramientas de arrastrar y soltar con colas, enrutamientos, manejo de eventos, etc. Con este enfoque, es posible implementar una simulación del proceso de transporte de barcazas sin ningún tipo de codificación. El uso de SimPy o salabim , por otro lado, requiere experiencia en programación y programación orientada a objetos en Python. Esto hace que estas herramientas sean más complejas pero también más completas y flexibles.

Ejemplo de aplicación de estudio de caso en SimPy

He desarrollado un modelo de simulación de transporte de barcazas en SimPy . Está disponible en la tienda SCDA. Puede encontrar una descripción detallada a través del siguiente enlace.

Enlace : Modelo de simulación de transporte de barcazas en SimPy

El modelo de simulación implementa un estudio de caso del río Mississippi, en el que se transportan barcazas desde una estación de carga hasta una estación de descarga. La operación de las estaciones de carga y descarga opera con velocidades y duraciones de procesamiento definidas. El modelo de simulación rastrea la posición de los botes y barcazas en el río, e informa el rendimiento mantenido en las estaciones de carga y descarga, así como la utilización general de las barcazas. Los gráficos a continuación resumen una ejecución de simulación de muchas que realicé como parte de un análisis de sensibilidad. El análisis de sensibilidad ejecutó la simulación del río con cantidades variables de remolcadores y barcazas.

La leyenda de color muestra los números de ID del remolcador , es decir, el rojo es el remolcador con ID #3.

Observaciones finales y contenido relacionado

En este artículo presenté los sistemas de transporte de barcazas y destaqué sus características y beneficios para la economía estadounidense y global. La simulación es una herramienta útil que puede mejorar la eficiencia económica de los sistemas de transporte en barcazas. Un modelo de simulación puede reflejar correctamente el sistema fluvial general y el sistema de transporte de barcazas, y puede probar y comparar diferentes rutas de barcazas y estrategias de despacho, así como comparar el rendimiento general del sistema con diferentes capacidades de barcazas y remolcadores.

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