Di seguito vengono presentati i risultati del nostro approccio sul set di dati LINERLIB.
LINERLIB
La suite di benchmark LINERLIB presenta istanze standard di settore per i problemi di progettazione delle reti di spedizione. Presentata da Brouer et al. (2013), la suite offre un'ampia documentazione e comprende sette istanze, la cui complessità aumenta gradualmente in base al numero di porte, richieste e navi. Questo lavoro è incentrato sulla richiesta base, in cui non vengono apportate modifiche ai dati originali. I dati sono stati analizzati nel formato della nostra API. La seguente tabella riassume le caratteristiche di ciascuna istanza dopo l'analisi.
| Istanza | Baltic | WAF | Cucina mediterranea | Pacifico | Piccolo mondo | Europa Asia | Grande del mondo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| N. porte | 12 | 19 | 39 | 45 | 47 | 111 | 197 |
| # Richieste
# 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 |
| N. di navi | 6 | 42 | 21 | 100 | 263 | 176 | 501 |
Ipotesi
Per garantire un confronto equo con il lavoro precedente, i parametri sono stati impostati come segue:
- Durata minima del soggiorno delle porte: 24 ore per tutte le porte
- Tempo minimo di trasbordo: 48 ore per tutti i porti
- Costo del bunker: 600 $ per tonnellata
- Penale per il rifiuto della domanda (o costo opportunità): 1000 $ per tutte le richieste
Come suggerito dagli autori di LINERLIB, presentiamo i risultati solo utilizzando tempi di transito modificati.
Riportiamo i risultati solo sulle 5 istanze più grandi, poiché di solito vengono utilizzati per motivi di ottimizzazione Baltic e WAF.
Uno dei vantaggi principali dell'API è la sua capacità di definire chiaramente i candidati alle gambe in termini di tempo e costi. Di conseguenza, la modellazione dei costi rimane all'utente e viene eliminata l'ambiguità nella definizione di ottimizzazione. Tuttavia, questo vantaggio comporta la discretizzazione del tempo. Se non diversamente indicato, le durate dei candidati alle gare vengono generate con una discretizzazione di 12 ore.
Riferimento
Per garantire una valutazione equa, le nostre tecniche vengono confrontate con i più recenti servizi navali disponibili pubblicamente da LINERLIB. È importante notare che i servizi LINERLIB sono stati ottimizzati senza tenere conto dei tempi di transito della domanda. La valutazione dei tempi di transito complica notevolmente il problema, dal momento che è necessario programmare tutti i servizi e le richieste delle navi.
Per allinearci meglio ai servizi di imbarcazioni di LINERLIB, abbiamo incluso nell'input altri candidati a gambe con l'ora arrotondata più vicina. Il nostro approccio, tuttavia, non utilizza questi elementi aggiuntivi e avvia il processo da zero.
Per tenere conto dei tempi di transito nei servizi navale LINERLIB, le richieste sono state instradate utilizzando un'ottimizzazione basata sulla generazione di colonne ipotizzando un massimo di tre trasbordi.
Metriche
Quando confronti i metodi, vengono prese in considerazione le seguenti metriche:
- Metriche relative ai costi:
- Profitto: l'obiettivo da massimizzare, definito come le entrate meno i servizi delle navi e i costi di trasbordo.
- Entrate: somma delle entrate dei contenitori completati. Il fatturato di un container è dato dalla tariffa di trasporto meno i costi di carico e scarico più il costo opportunità (o penale per il rifiuto della domanda).
- Costi di servizio delle navi: costi operativi delle navi utilizzate per tutti i servizi, inclusi i costi dei bunker, dei noleggi e dei soggiorni nei porti.
- Costi di trasporto: costi di gestione relativi ai trasbordi.
- Altre metriche chiave:
- Numero di container spediti
- Numero di navi utilizzate
Per un confronto con il lavoro esistente, in cui il costo opportunità di ogni container è impostato su 1000$, le formule di conversione per calcolare i profitti presentate in questa pagina sono:
- da LINERLIB:
total_container_count* 1000 -linerlib_half_yearly_objective* 7 / 180. - da Koza:
total_container_count* 1000 -koza_objective.
Risultati
La tabella successiva presenta un confronto tra il nostro approccio e la base di riferimento. I file delle soluzioni per il nostro approccio e la base di riferimento sono disponibili per il download su github.
| Cucina mediterranea | Pacifico | Piccolo mondo | Europa Asia | Grande del mondo | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| # container
# navi |
7 545
21 |
44 180
100 |
138 247
263 |
76 944
176 |
138 914
501 |
|
| Il nostro approccio | Profitto (obiettivo)
Entrate dai container Costi di servizio delle imbarcazioni Costi di trasporto # Container spediti # Imbarcazioni usate |
5,23 M$
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 |
| Base di riferimento | Profitto (obiettivo)
Entrate dai container Costi di servizio delle imbarcazioni Costi di trasporto # Container spediti # Imbarcazioni usate |
2,63 M$
5,83 M$ 3,07 M$ 0,14 M$ 4097 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 / valore di riferimento | Profitto (obiettivo)
Entrate dai container Costi di servizio delle imbarcazioni Costi di trasporto # Container spediti # Imbarcazioni usate |
99%
28% -33% 47% 32% -24% |
92%
40% -8% 93% 35% -3% |
145%
53% -12% 63% 39% -9% |
118%
22% -32% 16% 20% -15% |
Considerare i tempi di transito nell'ottimizzazione aumenta significativamente il potenziale profitto di una rete di spedizione. In tutti i casi, l'aumento dei profitti è quasi del 100%. La maggior parte dell'aumento dei profitti deriva da entrate aggiuntive man mano che vengono spediti più container. Tuttavia, può anche essere ottenuto con una diminuzione dei costi per i servizi navale, eseguendo solo il deployment di servizi redditizi. Ciò può potenzialmente generare ulteriori entrate con il noleggio di queste navi.
La seguente tabella mette a confronto i dati relativi ai profitti resi disponibili da Koza et al. (2020). Ci teniamo a sottolineare che, a causa della mancanza di dati disponibili pubblicamente, questo confronto non è stato effettuato in modo approfondito e non siamo del tutto sicuri che siano state fatte le stesse ipotesi per entrambi gli studi.
| Cucina mediterranea | Pacifico | Piccolo mondo | Europa Asia | Grande del mondo | |
|---|---|---|---|---|---|
| Il nostro approccio | 5,23 M$ | 43,21 M$ | 173,11 M$ | 88,50 M$ | 119,38 M$ |
| Koza e altri (2020) | 4,80 M$ | 41,40 M$ | 170,85 M$ | 79,89 M$ | |
| Delta / Koza et al. (2020) | 9% | 4% | 1% | L'11% |
Confronto nella richiesta senza tempo di transito
Abbiamo confrontato il nostro approccio con i servizi navali di LINERLIB in uno scenario semplificato senza considerare i tempi di transito. Vale la pena notare che anche in base ai criteri specifici che i servizi di LINERLIB sono stati progettati per ottimizzare, il nostro approccio dimostra risultati superiori in termini di redditività, come indicato nella tabella finale. I file delle soluzioni per il nostro approccio e la base di riferimento sono disponibili per il download su github.
| Cucina mediterranea | Pacifico | Piccolo mondo | Europa Asia | ||
|---|---|---|---|---|---|
| # container
# navi |
7 545
21 |
44 180
100 |
138 247
263 |
76 944
176 |
|
| Il nostro approccio | Profitto (obiettivo)
Entrate dai container Costi di servizio delle imbarcazioni Costi di trasporto # Container spediti # Imbarcazioni usate |
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 |
| Base di riferimento | Profitto (obiettivo)
Entrate dai container Costi di servizio delle imbarcazioni Costi di trasporto # Container spediti # Imbarcazioni usate |
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 / valore di riferimento | Profitto (obiettivo)
Entrate dai container Costi di servizio delle imbarcazioni Costi di trasporto # Container spediti # Imbarcazioni usate |
5%
-1% -13% 4% -1% -10% |
3%
-6% -23% 6% -5% 0% |
4%
-3% -17% -12% -5% 2% |
2%
-7% -23% 0% -9% 1% |