فرناز فریدونیان دانشجوی دکتری رشته مهندسی صنایع، از رساله خود با عنوان«توسعه مدل یکپارچه زمان‌بندی و توالی عملیات تجهیزات ترمینال کانتینری (مطالعه موردی)»‏‎ ‎به راهنمایی آقای دکتر سجادی ۲۴ شهریور ماه ۱۴۰۳ ساعت۱۰:۳۰ دفاع خواهد نمود‎.

شماره دانشجوئی:  ۹۷۸۷۱۸۰۸
نشانی الکترونیکی: f_fereidooniancmps۲.iust.ac.ir
استاد راهنما: آقای دکتر سیدجعفر سجادی
استاد مشاور: آقای دکتر مهدی حیدری- آقای دکتر محمدجواد میرزاپور ال هاشم
اساتید داور داخلی: خانم دکتر فرناز برزین‌پور-  آقای دکتر محمد مهدوی مزده
اساتید داور خارجی: آقای دکتر رضا توکلی مقدم- خانم دکتر دنیا رحمانی
زمان دفاع: روز شنبه ۲۴ شهریور ماه ۱۴۰۳- ساعت ۱۰:۳۰- کلاس ۲۰۸ ( طبقه دوم دانشکده)
 
چکیده:
موضوع زمان‌بندی و توالی عملیات یکپارچه تجهیزات تخلیه و بارگیری در بنادر کانتینری از مهمترین مسائل در حوزه کارایی زمانی بوده‌ است. به علاوه با ظهور مفاهیم بندر سبز، دخیل نمودن معیارهای محیط زیستی نظیر مینیمم نمودن مصرف انرژی، سوخت و کاهش میزان انتشار، در سال های اخیر به عنوان یکی از مهم‌ترین موضوعات مورد توجه برنامه‌ریزان در حوزه کارایی انرژی و دغدغه اصلی مدیران ترمینال کانتینری در توسعه سیستم‌های نرم‌افزاری برنامه‌ریزی ترمینال قرار گرفته‌است. ضمن آنکه با توجه به پیچیدگی و گستردگی فعالیت های یک ترمینال کانتینری عدم قطعیت در پارامترهای عملیاتی نظیر زمان حمل، زمان آماده بودن و ورود کارها در سیستم و سرعت ناوگان حمل و نقل از ویژگی‌های لاینفک این محیط عملیاتی می‌باشد.
از این رو در این رساله در مرحله اول مدل‌های برنامه‌ریزی ریاضی عدد صحیح مختلط تعیین زمان بندی و توالی عملیات یکپارچه کامیون‌ها به صورت همگام با سایر تجهیزات به منظور مینیمم نمودن زمان شناوری کانتینرها، مصرف انرژی، میزان انتشار و مصرف سوخت و با هدف به اشتراک گذاری تراک‌ها (YT) بین جرثقیل‌های اسکله و کاهش سفر خالی آنها توسعه داده شد. به دلیل به کارگیری YTها با مشخصات فنی متفاوت، با یک مدل زمان بندی ماشین های موازی یکنواخت روبرو بودیم، که علاوه بر ویژگی‌های این مسأله کلاسیک، مشخصات و سطوح آلایندگی YTها را به عنوان ورودی‌های مسأله در برآورد معیارهای محیط زیستی در نظر گرفته و شرایط وجود زمان آماده سازی وابسته به توالی، زمان حضور در سیستم و روابط پیش نیازی از محدودیت‌های مازاد بر فرم استاندارد این مسأله‌ی زمان بندی می باشند.
در مرحله بعد با توجه به غیرقابل اجتناب بودن عدم قطعیت در پارامترهای عملیاتی نظیر زمان حمل، زمان آماده بودن و ورود کارها در سیستم و سرعت ناوگان حمل و نقل، این پارامترها به صورت اعداد فازی در نظر گرفته شد و سه مدل برنامه ریزی استوار امکانی چند هدفه عدد صحیح برای زمان بندی یکپارچه عملیات YTها به منظور مینیمم نمودن هم‌زمان مصرف سوخت آنها و زمان شناوری کارها پیشنهاد گردید. درادامه به منظور حل این مدل‌ها و یافتن جوابهای پاراتویی نامغلوب از روش اپسیلون محدودیت (ε-Constraint) استفاده گردید. با این وجود، با توجه به ویژگی NP-hard بودن مسأله، در مسائل با مقیاس بزرگتر از دو الگوریتم متاهیوریستیک NSGA-II و MOPSO برای یافتن جوابهای نامغلوب نزدیک به بهینه استفاده نمودیم، به این دلیل که در یک زمان معقول جواب‌های مناسبی را ارئه می‌دهند.
در نهایت عملکرد مدل در حالت قطعی و غیر قطعی بر اساس داده‌های جمع‌آوری شده از بندر شهید‌رجایی مورد مقایسه، ارزیابی و تجزیه و تحلیل قرار داده‌شد. با توجه به اینکه در وضعیت فعلی هیچ برآوردی از مقدار کمی معیارهای زیست محیطی عملکرد YTها وجود ندارد، مدل‌های پیشنهادی نه تنها یک توالی عملیات بهینه را ارائه می‌نمایند، بلکه علاوه بر مینیمم نمودن معیارهای زیست محیطی مقدار کمّی شده از آنها را در اختیار برنامه‌ریزان قرار می‌دهند. نتایج نشان می‌دهد در مقایسه با رویه فعلی تک جرثقیل‌گرا،‌ به کار‌گیری این مدل منجر به بهبود در کاهش انرژی به میزان ۹%، انتشار آلاینده‌ها به میزان ۸%، مصرف سوخت به میزان ۲۸% و زمان شناوری کانتینرها ۸% گردید. همچنین نتایج نشان داد در شرایط عدم قطعیت در پارامترهای عملیاتی و با اجرای توالی بهینه‌ به دست آمده از مدل برنامه ریزی استوار، ترمینال به میزان ۲۵% افزایش در مصرف سوخت و ۹۰% در زمان شناوری را متحمل می‌گردد. به علاوه آنکه جواب‌های به دست آمده از مدل‌های غیر قطعی در شرایط واقعی از طریق مدل واقع نمایی اجرا و عملکرد آنها مقایسه گردید.

 واژه‌های کلیدی: ترمینال کانتینری - زمان بندی و توالی عملیات - کاهش میزان انتشار آلاینده‌ها – برنامه‌ریزی چندهدفه – الگوریتم‌های فراابتکاری – برنامه‌ریزی غیرقطعی – بهینه‌سازی استوار