Ports and container terminals have very complex and dynamic operations. Effective and efficient berth schedules are essential for profitable and sustainable operations. This research studies berth scheduling under uncertainties in arrival and handling times. Port operators usually face challenges in the development of berth schedules. This thesis presents a model formulation of discrete berth space that accounts for uncertainty in arrival and handling times. The problem is reformulated as a biobjective bi-level optimization berth scheduling problem. A solution approach is presented using evolutionary algorithms and heuristics. The objective of the formulation is to provide a robust berth schedule by minimizing the average and the range of the total service times for all vessels served at the terminal. Simulation is utilized to evaluate the proposed berth scheduling policy and compare it to two first-come-first-served policies. Results showed that the proposed berth schedules outperform under high congestion. / by Maria Isabel Portal Palomo. / Vita. / Thesis (M.S.C.S.)--Florida Atlantic University, 2013. / Includes bibliography. / Mode of access: World Wide Web. / System requirements: Adobe Reader.

Terminais de contêineres (TC) e sistemas logísticos em geral, estão atualmente imersos em estruturas de negócio e ambientes operacionais altamente complexos e dinâmicos. Nesse ambiente, pesquisadores e usuários das ferramentas de PO são requisitados a resolver novos tipos de problemas, que surgem a partir de uma crescente complexidade interativa entre os elementos que constituem esses sistemas. Entretanto, parece estar faltando aos tomadores de decisão ferramentas capazes de lidar com sistemas que necessitam a consideração de processos interdependentes, compostos por elementos interagindo e tomando decisões de maneira descentralizada. Neste cenário, a simulação baseada em agentes (SBA) é tida como uma ferramenta potencial para o desenvolvimento e análise de sistemas logísticos, uma vez que ela é capaz de construir análises de sistemas cujo comportamento está associado a propriedades emergentes decorrentes das interações entre seus componentes (agentes). Assim, a SBA é considerada uma possibilidade de abordagem para sistemas logísticos, capaz de tratar questões complexas ainda não tangenciadas por metodologias de simulação tradicionais. Apesar do potencial alegado, a aplicação da SBA ainda é incipiente no campo logístico, representada com baixo nível de maturidade na literatura. Dessa forma, o objetivo do trabalho é desenvolver uma aplicação SBA representando uma operação full-scale do pátio de um TC, a fim de confirmar a SBA como uma ferramenta potencial para representar sistemas logísticos , capaz de apoiar processos de tomada de decisão maduros. Com base no desenvolvimento proposto foi possível, metodologicamente e de maneira prática, avaliar a utilização de SBA, seus benefícios, dificuldades, desdobramentos técnicos e outras questões. Essa avaliação permitiu concluir que a SBA cumpre as promessas de flexibilidade, representatividade e potencial de sofisticação para representação de sistemas logísticos. Além disso, observou-se que a metodologia foi capaz de estender sua contribuição no sentido de expandir algumas das fronteiras conceituais da metodologia de simulação, tais como a discussão sobre o conceito de modelagem genérica e a integração entre simulação-otimização. / Container terminals (CTs), and logistics systems in general, are nowadays immersed in a dynamic and highly complex business and operational environment. Thus, researches and users of OR are being called to solve new types of logistics system problems, born from this growing interactive complexity between the system\'s elements. However, what seems to be missing in the decision-makers OR toolbox are tools able to deal with systems that need to consider several interconnected and interdepend functions and process. In this scenario, agent-based simulation (ABS) is considered to hold high promises for developing complex logistics systems, based on the fact that it is able to build analysis of systems whose behavior is associated to emergent properties deriving from interactions between its basic constituent elements (agents). ABS is considered rather a new approach for simulating systems, able to challenge more complex questions, not answered by traditional simulation methodology. Despite the advocate potential of ABS, its application still incipient within the logistic field, lacking in terms of maturity in literarture. In that way, the objective of the work is to develop an ABS application representing a full-scale CT yard management operation, in order to confirm ABS as a potential tool to represent logistics systems and support mature decision making processes. Based on the proposed development, the work is be able to conceptually, methodologically and practically evaluate the utilization of ABS - its benefits, difficulties, application unfolding, new representation boundaries and other possibilities. This evaluation allowed concluding that the ABS fulfills the high flexibility, representability and promises for logistics systems, even extending its contribution to some of the conceptual frontiers of the simulation methodology, such as generic modeling methodology discussion and simulation-optimization integration.

Uma compreensão aprofundada da dinâmica de competição portuária é particularmente importante dado o contexto atual do setor, que orienta à outorga de novos portos e terminais no Brasil, à luz da Nova Lei dos Portos, Lei Nº 12.815 de 2013. A avaliação dos reais impactos decorrentes do aumento de capacidade portuária em cada região será atividade fundamental para que, por um lado, o poder público oriente a alocação efetiva de recursos, sem prejudicar a operação dos complexos existentes; e para que a iniciativa privada, por sua vez, possa compreender os impactos dos possíveis novos empreendimentos sobre as suas operações e delinear estratégias comerciais compatíveis com o novo cenário competitivo. A partir de extensa revisão bibliográfica e da aplicação de técnicas a casos específicos, o presente trabalho detalha a dinâmica competitiva entre terminais de contêineres e avalia criticamente seis métodos utilizados para identificar a existência de competição: correlação de market share, comparação de taxas de ocupação, sobreposição de escalas marítimas, comparação de custos logísticos terrestres, representatividade da região de influência contestável e existência de poder de mercado sobre a região de influência. Dos seis métodos analisados, dois apresentam conclusões fulminantes para a questão, embora sua aplicação demande grande volume de informações; um é assertivo em condições normais de distribuição geográfica de cargas; dois apresentam condições necessárias, porém não suficientes para a identificação de competição; e um deve ser aplicado com ressalvas, uma vez que pode levar a conclusões equivocadas. / A further comprehension of port competition dynamics is particularly important in the current context of port sector in Brazil, which guides to the granting of new ports and maritime terminals, based on the Law no. 12.815 of 2013, the New Law of Ports. The evaluation of the real impacts arising from port capacity expansion in each region will be a crucial activity. One the one hand, the authorities must ensure the ideal resource allocation, while safeguarding existing terminals. On the other, the private initiative must comprehend the impacts of new terminals upon their operations, in order to draw up new commercial strategies compatible with the new competitive scenario. This study, based on an extensive bibliographic review and on the application of techniques to specific cases, details the competition dynamics among container terminals and evaluates critically six methods that allow its identification: market shares correlation, occupancy rates comparison, ship calls overlapping, terrestrial logistic costs comparison, contestable influence region representativeness and the existence of significant market power. Among the six analyzed methods, two present fulminant conclusions about competition existence, but they depend on a large volume of well detailed information; one shows assertive conclusion regarding normal condition of cargo geographical distribution; other two represent a necessary, although not sufficient, condition for competition and one must be used under reservations, once it may lead to erroneous conclusions.

As empresas de navegação que operam com transporte de contêineres têm como desafio alocar a quantidade de navios, com características específicas (entre elas capacidade de transporte e velocidade), em uma rota dedicada, atendendo à demanda em um determinado período. Para tanto, é também necessário que sejam disponibilizados aos clientes uma frota de contêineres, que serão retirados nos depósitos de vazios, carregados nas origens e enviados aos portos de embarque para serem transportados pela frota, em ciclo fechado, aos outros terminais que compõem a rota, de acordo com a matriz de cargas de cada navio. Esse trabalho apresenta um modelo de simulação para o dimensionamento da quantidade de contêineres necessária para operar junto a uma frota de navios que atende determinada rota (em ciclo fechado) ao mesmo tempo em que se consideram as operações de carregamento e esvaziamento dos contêineres junto aos clientes, em terra. Além deste modelo de simulação, apresenta-se um processo de busca por melhores soluções apresenta resultados que minimizem a frota de contêineres à disposição da empresa. Os principais parâmetros estudados são: o tempo de retenção de contêineres nos clientes (seja para carregamento ou descarregamento dos mesmos), os estoques iniciais de contêineres nos portos e o reposicionamento de contêineres vazios entre os terminais que compõem a rota. Os resultados apresentados mostraram que a técnica de simulação aplicada a este problema possibilitou o dimensionamento proposto, além de avaliar a sensibilidade do sistema em relação a estes principais parâmetros. / Shipping companies operating with container transportation have the challenge of allocating an amount of ships with specific features (including transport capacity and speed), in determined route, and attend the demand in a given period. For such, it is also necessary to make a container fleet available to the customers, which will be removed in the empty warehouse, loaded in the origins and sent to ports to be transported by the ships, in closed cycle, to other terminals that compose the route, according to the loading matrix of each ship. This work presents a simulation model to dimension the quantity of containers required to operate with a ship fleet that attends determined route (in closed loop) and at the same time considers the loading operations and emptying of containers with customers, on land. It is presented a process of searching for better solutions provides results that minimize the container fleet at its disposal The main parameters studied are: retention time of containers with clients (either for loading or unloading operations), initial container stocks in ports and repositioning of empty containers between the terminals that compose the route. The results showed that the simulation technique applied to this problem allowed the proposed dimensioning, in addition to assessing the sensitivity of the system in relation to these key parameters.

Um problema relevante na modelagem de escoamentos com movimento de corpo rígido consiste na consideração de forças externas bem como forças que o fluido exerce sobre o próprio corpo rígido. Um outro problema importante refere-se à descrição da trajetória dos corpos rígidos. Essas duas questões são o objeto de estudo deste trabalho. No sentido de solucioná-las, foram implementadas duas extensões ao modelador de movimentos do sistema Freeflow-3D. A primeira incorpora um tipo de movimento definido por forças externas e a segunda um tipo de movimento definido por interpolação linear por partes. / A relevant problem in the modeling of the flow of fluids with rigid body movements consists in the consideration of externai forces, as well as forces that the fluids apply in the rigid body. Another important problem in this domain refers to the description of the path of the rigid bodies. Studying these two issues was the goal of this work. Towards solving these problems, two extensions were implemented in the movement modeler of the Freeflow-3D system. The first one, adds to the modeler a new type of movement, defined by externai forces. The second, adds another type of movement defined by piecewise linear interpolation.

A presente dissertação analisa o desenvolvimento da navegação de cabotagem no Brasil, mais especificamente o transporte de mercadorias em contêineres, após 1993, ano de edição da Lei de Modernização dos Portos (Lei n° 8630/1993) e sua relação com a circulação global de mercadorias. Para a consecução desta pesquisa utilizamos o método histórico-dialético, observando-se, sobretudo, o processo e os eventos relacionados à questão portuária e à cabotagem no período após 1993, assim como buscando entender estas questões a partir das teorias e categorias geográficas de espaço, território e circulação. Parte-se do princípio que a lógica hegemônica internacional atual, de intensa movimentação de produtos industrializados, oriundos especialmente dos novos países industrializados da Ásia, reforça a importância das trocas de mercadorias. A inserção do Brasil nesta divisão territorial internacional do trabalho elevou a demanda por contêineres, favorecendo a padronização dos objetos técnicos tanto nas áreas portuárias quanto na forma e na capacidade de carga dos navios. A internalização desta lógica hegemônica no território brasileiro não se dá sem conflitos. Há porções do território que são privilegiadas, dentro de um processo de seletividade espacial, enquanto outras porções permanecem relegadas por esta lógica globalizante. Deste modo, a análise dos fluxos de mercadorias por meio da cabotagem no Brasil passa pela análise desse processo hegemônico global, da universalidade das técnicas e dos objetos técnicos no atual período histórico, assim como pelo entendimento de como isto está relacionado com a circulação de mercadorias em território nacional. Conclui-se que o Estado, por meio de suas normas, é fundamental como gradiente da absorção, no território nacional, das inovações técnicas difundidas em escala global, ao permitir que determinadas porções do território sejam apropriadas a um circuito internacional de circulação de mercadorias, ocasionando uma seletividade espacial. / This dissertation examines the development of coastal shipping in Brazil, more specifically the transport of goods in containers, after 1993, year of edition of Law 8630/1993, and its relationship with the global circulation of goods. To achieve this research we use the historical-dialectical method, noting especially the process and events related to the issue of ports and coastal shipping in the period after 1993, well as seeking to understand these issues from the theories and categories of geographical space, territory and movement. The current international hegemonic logic of intense movement of manufactured goods, especially coming from newly industrialized countries of Asia, reinforces the importance of trade in goods. The insertion of Brazil in this territorial division of labor increased the demand for container, promoting the standardization of technical objects both in port areas as the shape and capacity of ships. The internalization of this hegemonic logic in Brazil is not happening without conflict. There are portions of the territory that are privileged, within a process of spatial selectivity, while other portions remain relegated this globalizing logic. Thus, the analysis of the flow of goods through the cabotage in Brazil involves the analysis of this global hegemonic process, the universality of techniques and technical objects in the current historical period, as well as the understanding of how this is related to the movement of goods domestically. We conclude that the State, through its rules, is critical as the gradient of absorption in the national territory of technical innovations. These innovations are disseminated on a global scale, allowing certain portions of the territory to be appropriate to an international circuit of movement of goods, causing a spatial selectivity.

O transporte de contêineres é um serviço essencial no transporte global, apresentando uma rápida taxa de crescimento na sua utilização quando comparado com outros modos de transporte convencionais. Nesse contexto, o problema de roteirização de cargas de contêineres e o problema de reposicionamento de contêineres vazios são altamente correlacionados, sugerindo a necessidade de uma formulação conjunta adaptada para otimizar o sistema. Esta tese apresenta uma nova sistemática para seleção de cargas, alocação de cargas e reposicionamento de contêineres vazios em apoio às decisões operacionais no gerenciamento do transporte de contêineres por companhia de transporte regular em modal marítimo. O modelo proposto possibilita selecionar cargas e decidir por alternativas de rotas, além de reposicionar os contêineres vazios. O modelo integrado visa maximizar a margem de contribuição no transporte de contêineres para uma demanda fixa de múltiplos tipos de contêineres por uma rede de transporte em um horizonte de tempo particular, como uma rede espaço-tempo em um modelo de rede de fluxo máximo com restrições adicionais de alocação de requisições de cargas em caminhos nas rotas conhecidas. Foram criadas instâncias consistentes com a realidade considerando diferentes demandas fixas e estoques de contêineres. Os resultados mostram a flexibilidade e aplicabilidade do modelo para solucionar este problema de decisão complexo. / Container shipping is an essential service in global trade, presenting a fast-growing rate of utilization when compared to other conventional shipping modes. In this context, the cargo container routeing and empty repositioning container problems considering maritime liner companies are highly related, suggesting the need for a joint formulation tailored to optimize the system. This Thesis proposes a novel approach for cargoes acceptance in routes and empty container repositioning in support to decisions in the container transporting management by liner shipping companies in maritime transport modal. The proposed model decides by cargo acceptance or rejection to transport in known routes, in addition to reposition the empty containers. The integrated model maximises the contribution margin for fixed demand of multiples types of containers by a transport network in a particular season as a space-time network based on a max-flow network model with additional constraints of cargoes requisitions allocation in fixed route paths. We defined instances consistent with reality considering different fixed demands and inventory of containers. The results show the flexibility and applicability of this model to solve this complex decision problem.

Roll containers are widely used in transportation and delivery operations due to the high level of flexibility and agility they offer to supply chains. However, there is a negative side to the application of roll containers in industry which can be removed or minimized by proper ergonomic and technical considerations. In this thesis work, the safety problems, economic issues and environmental effects associated with roll containers being used in VGR-WESTMA organization are reviewed in order to come up with alternative solutions to the current way of using old roll containers in their supply chain. The analysis of the problem resulted in ergonomic, safety and technical recommendation on using roll containers within their associated supply chain. The appropriate technical design of roll containers that fits the organization facilities are introduced with the aim of streamlining the supply chain flow within the organization. However, cost is considered as a limiting factor for this organization. Hence, proper ergonomic awareness and use of appropriate accessories to the roll containers are considered as a contemporary alternative solution to replacing roll containers being used in this supply chain.

In its theoretical -- methodical part, the thesis is focusing on the subject of containerization, characterizes the liner sea transportation (shipping lines), describes the current situation on the sea freight market, characterizes selected shipping lines operating on the trade: Latin America -- EU and describes the ports on the export side: Callao and Paita. In the practical part, it addresses the progression of the transportation chain, beginning with the client's inquiry and ending with delivering the cargo at the consignee's premises. I am also presenting the transportation string through an actual shipment from the Peruvian port of Callao to Prague.

Shipping containers that can no longer be used in cargo transportation are accumulating in large numbers in ports all over the world. At the same time, the usage of fully modular and prefabricated components in the construction sector is on a constant rise in recent years. Reusing these containers in their current form without melting them down, significantly elevates their lifetime usage as well as opens new and interesting options for modular buildings. While there are already many container buildings worldwide, the area of energy-efficient container houses has hardly been touched. Therefore, the goal of this thesis is to show the usage of shipping containers to plan energy efficient buildings in three different climate zones, while each building itself is fully climate adaptable for its location using passive architecture. To accomplish this primary focus, a detailed analysis of the climate conditions of the locations is necessary. The tree locations are Stockholm, Berlin, and Cape Town. Afterwards a uniform base model will be developed, depending on the specifications of these shipping containers. This Base Case can be adapted to three different climate conditions, by modification and adaptation to create buildings with an effective passive architecture for each location’s climate conditions. These modifications will be used to develop a suitable design for each climate zone with all specifications described and visualized for each case of usage.