Im Folgenden finden Sie die Ergebnisse unseres Ansatzes für das LINERLIB-Dataset.
LINERLIB
Die LINERLIB-Benchmark-Suite stellt branchenübliche Instanzen für Probleme bei der Entwicklung von Schifffahrtsnetzwerken dar. Die von Brouer et al. (2013) eingeführte Suite bietet eine umfassende Dokumentation und besteht aus sieben Instanzen, wobei die Komplexität abhängig von der Anzahl der Ports, Anforderungen und Schiffe allmählich zunimmt. Diese Arbeit konzentriert sich auf den Basisfall, bei dem keine Änderungen an den Originaldaten vorgenommen werden. Die Daten wurden in das Format unserer API geparst. In der folgenden Tabelle sind die Eigenschaften der einzelnen Instanzen nach dem Parsen zusammengefasst.
| Instanz | Baltic | WAF | Mediterran | Pazifikblau | Weltklein | Europa, Asien | Weltgroß |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| # Anschlüsse | 12 | 19 | 39 | 45 | 47 | 111 | 197 |
| # Anforderungen
# Container |
22
4 904 |
38
8 541 |
369
7 545 |
722
44 180 |
1 764
138 247 |
4.000
76 944 |
9 630
138 914 |
| # Gefäße | 6 | 42 | 21 | 100 | 263 | 176 | 501 |
Annahmen
Um einen fairen Vergleich mit früheren Arbeiten zu gewährleisten, wurden die Parameter wie folgt festgelegt:
- Mindestaufenthaltsdauer von Ports: 24 Stunden für alle Ports
- Minimale Umlaufzeit: 48 Stunden für alle Ports
- Bunkerkosten: 600 $ pro Tonne
- Strafe für Ablehnung der Nachfrage (oder Kosten der verpassten Umsatzchance): 1.000 USD für alle Anfragen
Wie von den LINERLIB-Autoren empfohlen, werden bei der Präsentation nur Ergebnisse mit überarbeiteten Laufzeiten angezeigt.
Wir melden nur Ergebnisse für die fünf größten Instanzen, da „Balken“ und „WAF“ in der Regel zu Abstimmungszwecken verwendet werden.
Einer der wichtigsten Vorteile der API ist die Möglichkeit, Etappenkandidaten in Bezug auf Zeit und Kosten klar zu definieren. Dadurch bleibt die gesamte Kostenmodellierung dem Nutzer überlassen und Unklarheiten bei der Definition der Optimität werden beseitigt. Dieser Vorteil geht jedoch in Kosten der Zeitdiskretisierung einher. Sofern nicht anders angegeben, wird die Dauer der Etappenkandidaten mit einer 12-Stunden-Diskretisierung generiert.
Referenz
Um eine faire Bewertung zu gewährleisten, werden unsere Methoden mit den neuesten öffentlich verfügbaren Schiffsdiensten von LINERLIB verglichen. Dabei ist zu beachten, dass die LINERLIB-Dienste ohne Berücksichtigung der Laufzeiten optimiert wurden. Die Berücksichtigung der Laufzeiten erschwert das Problem erheblich und erfordert eine gemeinsame Planung aller Dienstleistungen und Anforderungen der Schiffe.
Zur besseren Anpassung an die Schiffsdienste von LINERLIB haben wir zusätzliche Etappenkandidaten mit der nächsten gerundeten Stunde in die Eingabe aufgenommen. Bei unserem Ansatz werden diese zusätzlichen Streckenabschnitte jedoch nicht genutzt und der Prozess neu gestartet.
Zur Berücksichtigung der Laufzeiten in den LINERLIB-Schiffsdiensten wurden die Anfragen mithilfe einer auf der Spaltengenerierung basierenden Optimierung geleitet, wobei von maximal drei Transporten ausgegangen wird.
Messwerte
Beim Vergleich von Methoden werden die folgenden Messwerte berücksichtigt:
- Kostenbezogene Messwerte:
- Gewinn: Das zu maximierende Ziel, definiert als Umsatz abzüglich der Kosten für Schiffsdienste und Umschlagskosten.
- Umsatz: Summe des Umsatzes der ausgeführten Container. Der Umsatz eines Containers setzt sich aus dem Frachtpreis abzüglich der Lade- und Entladekosten plus den Kosten der verpassten Umsatzchance (oder der Ablehnungsstrafe) zusammen.
- Betriebskosten für Schiffe: Betriebskosten der Schiffe, die bei allen Dienstleistungen eingesetzt werden, einschließlich der Kosten für Bunker, Charter und Hafenaufenthalt.
- Umgangskosten: die Abwicklung von Kosten im Zusammenhang mit Transaktionen.
- Weitere wichtige Messwerte:
- Anzahl der versandten Container
- Anzahl der verwendeten Schiffe
Im Vergleich zu vorhandenen Maßnahmen, bei denen die Kosten der verpassten Umsatzchance für jeden Container auf 1.000 $ festgelegt sind, lauten die auf dieser Seite aufgeführten Konvertierungsformeln zur Berechnung der Gewinne:
- von LINERLIB:
total_container_count* 1.000 –linerlib_half_yearly_objective* 7 / 180. - von Koza:
total_container_count* 1000 biskoza_objective.
Ergebnisse
In der nächsten Tabelle wird unser Ansatz mit der ursprünglichen Variante verglichen. Die Lösungsdateien für unseren Ansatz und die Referenz können auf github heruntergeladen werden.
| Mediterran | Pazifikblau | Weltklein | Europa, Asien | Weltgroß | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Anzahl der Container
Anzahl der Gefäße |
7 545
21 |
44 180
100 |
138 247
263 |
76 944
176 |
138 914
501 |
|
| Unser Ansatz | Gewinn (Ziel)
Containerumsatz Dienstleistungskosten für Schiffe Umschlagskosten Anzahl der versandten Container # Gebrauchte Schiffe |
5,23 M$
7,47 M$ 2,05 M$ 0,20 M$ 5.391 16 |
43,21 M$
66,88 M$ 22,68 M$ 0,98 M$ 39.621 96 |
173,11 M$
266,78 M$ 86,89 M$ 6,78 M$ 106.861 236 |
88,50 M$
140,56 M$ 47,86 M$ 4,20 M$ 55.493 146 |
119,38 M$
209,07 M$ 81,76 M$ 7,93 M$ 78.983 311 |
| Referenz | Gewinn (Ziel)
Containerumsatz Dienstleistungskosten für Schiffe Umschlagskosten Anzahl der versandten Container # Gebrauchte Schiffe |
2,63 M$
5,83 M$ 3,07 M$ 0,14 M$ 4 097 21 |
22,52 M$
47,81 M$ 24,78 M$ 0,51 M$ 29.343 99 |
70,78 M$
173,84 M$ 98,90 M$ 4,17 M$ 76.829 259 |
40,63 M$
115,04 M$ 70,77 M$ 3,64 M$ 46.434 172 |
|
| Delta / Baseline | Gewinn (Ziel)
Containerumsatz Dienstleistungskosten für Schiffe Umschlagskosten Anzahl der versandten Container # Gebrauchte Schiffe |
99%
28% -33% 47% 32% -24% |
92%
40% -8% 93% 35% -3% |
145%
53% -12% 63% 39% -9% |
118%
22% -32% 16% 20% -15% |
Die Berücksichtigung der Laufzeiten bei der Optimierung erhöht den potenziellen Gewinn eines Versandnetzwerks erheblich. In allen Fällen liegt die Gewinnsteigerung bei fast 100%. Ein Großteil der Gewinnsteigerung ist auf den zusätzlichen Umsatz zurückzuführen, da immer mehr Container versendet werden. Sie können dies jedoch auch durch eine Senkung der Kosten für Schiffsdienste erreichen, wenn nur profitable Dienste bereitgestellt werden. Dies kann potenziell zusätzliche Einnahmen aus der Charta dieser Schiffe ermöglichen.
In der folgenden Tabelle werden die Gewinnzahlen verglichen, die von Koza et al. (2020) zur Verfügung gestellt wurden. Wir möchten betonen, dass dieser Vergleich aufgrund des Mangels an öffentlich verfügbaren Daten nicht im Detail erfolgt und wir nicht ganz sicher sind, dass für beide Studien dieselben Annahmen getroffen wurden.
| Mediterran | Pazifikblau | Weltklein | Europa, Asien | Weltgroß | |
|---|---|---|---|---|---|
| Unser Ansatz | 5,23 M$ | 43,21 M$ | 173,11 M$ | 88,50 M$ | 119,38 M$ |
| Koza et al. (2020) | 4,80 M$ | 41,40 M$ | 170,85 M$ | 79,89 M$ | |
| Delta / Koza et al. (2020) | 9% | 4 % | 1 % | 11% |
Vergleich im Fall ohne Laufzeit
Wir haben unseren Ansatz für die Schiffsdienste von LINERLIB in einem vereinfachten Szenario ohne Berücksichtigung der Laufzeiten verglichen. Beachten Sie, dass unser Ansatz selbst bei den spezifischen Kriterien, für die die Dienste von LINERLIB entwickelt wurden, hervorragende Ergebnisse in Bezug auf die Rentabilität liefert, wie in der endgültigen Tabelle angegeben. Die Lösungsdateien für unseren Ansatz und die Referenz können auf github heruntergeladen werden.
| Mediterran | Pazifikblau | Weltklein | Europa, Asien | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Anzahl der Container
Anzahl der Gefäße |
7 545
21 |
44 180
100 |
138 247
263 |
76 944
176 |
|
| Unser Ansatz | Gewinn (Ziel)
Containerumsatz Dienstleistungskosten für Schiffe Umschlagskosten Anzahl der versandten Container # Gebrauchte Schiffe |
6,49 M$
9,46 M$ 2,67 M$ 0,30 M$ 7.003 19 |
48,56 M$
68,55 M$ 19,09 M$ 0,90 M$ 41.089 99 |
204,11 M$
293,52 M$ 82,48 M$ 6,93 M$ 116.474 263 |
109,84 M$
169,94 M$ 54,62 M$ 5,48 M$ 67.134 173 |
| Referenz | Gewinn (Ziel)
Containerumsatz Dienstleistungskosten für Schiffe Umschlagskosten Anzahl der versandten Container # Gebrauchte Schiffe |
6,21 M$
9,57 M$ 3,07 M$ 0,29 M$ 7.075 21 |
47,24 M$
72,87 M$ 24,78 M$ 0,85 M$ 43.459 99 |
195,48 M$
302,26 M$ 98,90 M$ 7,88 M$ 123 056 259 |
107,30 M$
183,57 M$ 70,77 M$ 5,50 M$ 73.614 172 |
| Delta / Baseline | Gewinn (Ziel)
Containerumsatz Dienstleistungskosten für Schiffe Umschlagskosten Anzahl der versandten Container # Gebrauchte Schiffe |
5%
-1% -13% 4% -1% -10% |
3%
-6% -23% 6% -5% 0% |
4%
-3% -17% -12% -5% 2% |
2%
-7% -23% 0% -9% 1% |