Thesis (M.S. in Operations Research)--Naval Postgraduate School, September 2003. / Thesis advisor(s): Kevin R. Gue, Arnold H. Buss. Includes bibliographical references (p. 85-86). Also available online.

Este trabalho propõe a aplicação de dois diferentes conceitos para a resolução do Problema de Estivagem de Unidades de Celulose - PEUC, que de acordo com Ribeiro e Lorena (2008) pode ser definido como um problema que busca alocar a máxima quantidade de unidades de celulose ao porão de cargas de um dado navio, respeitando as restrições físicas de dimensões, de posicionamento, de não-sobreposição das unidades e de capacidade máxima do porão do navio. Esse tipo de problema se encaixa, no contexto da Pesquisa Operacional, na classe de Corte e Empacotamento (Cutting and Packing - C&P) e pode ser classificado, de acordo com a tipologia de Wäscher, Haußner e Schumann (2007), como sendo um Single Large Object Placement Problem (SLOPP). Em última instância, o objetivo do PEUC é definir o melhor plano de estivagem para o carregamento de unidades de celulose em um dado porão de um navio, maximizando a área ocupada pelas unidades de celulose. Trata-se de um problema NP-Completo (DOWSLAND; DOWSLAND, 1992; BISCHOFF; WÄSCHER, 1995; MALAGUTI; DURáN; TOTH, 2013) e por isso foram propostas duas abordagens para buscar a melhoria das soluções encontradas e/ou redução do tempo computacional necessário. As abordagens propostas, o Modelo Matemático Modificado e o Método Iterativo de Solução, apresentaram bons resultados para instâncias experimentais, confirmando a efetividade de suas aplicações. Os resultados foram melhores tanto na qualidade das soluções (ocupação total do objeto), como no tempo computacional necessário. Também foram avaliadas quatro instâncias reais, com a comparação dos planos de estivagem resultantes da aplicação dos modelos matemáticos com os planos reais, elaborados manualmente por especialistas. Em três dos quatro casos os resultados das abordagens aqui propostas se mostraram melhores que os planos reais. / This work proposes the application of two different concepts to tackle the Woodpulp Stowage Problem - WSP, that according to Ribeiro e Lorena (2008) can be defined as a problem that seeks the allocation of the maximum quantity of woodpulp units inside the hold of a cargo vessel, always respecting the physical constraints, positioning constraints, non-overlapping of units and also the hold capacity. This kind of problem fits, in the context of Operational Research, into the class of Cutting & Packing and can be classified, according to Wäscher, Haußner e Schumann (2007) typology, as a Single Larga Object Placement Problem (SLOPP). Ultimately the objective of the WSP is to define the best stowage plan for the loading of woodpulp units inside a given hold of a given cargo vessel, maximizing the total area occupied by the woodpulp units. As it\'s a NP-Complete problem (DOWSLAND; DOWSLAND, 1992; BISCHOFF; WÄSCHER, 1995; MALAGUTI; DURáN; TOTH, 2013) two approaches were proposed to improve the quality of the resulting solutions and/or the reduction of the computational time needed. The proposed approaches, the Modified Mathematical Model and the Iterative Solution Method, showed good results for experimental instances, confirming the effectiveness of these approaches. The results were better regarding the quality of the solutions (total occupied area of the object) and also regarding the computational time needed. Also, four real instances were evaluated, comparing the results of the mathematical models with the real stowage plans, manually created by specialists. In three of the four instances, the proposed approaches showed better results than the real stowage plans.

Este trabalho propõe a aplicação de dois diferentes conceitos para a resolução do Problema de Estivagem de Unidades de Celulose - PEUC, que de acordo com Ribeiro e Lorena (2008) pode ser definido como um problema que busca alocar a máxima quantidade de unidades de celulose ao porão de cargas de um dado navio, respeitando as restrições físicas de dimensões, de posicionamento, de não-sobreposição das unidades e de capacidade máxima do porão do navio. Esse tipo de problema se encaixa, no contexto da Pesquisa Operacional, na classe de Corte e Empacotamento (Cutting and Packing - C&P) e pode ser classificado, de acordo com a tipologia de Wäscher, Haußner e Schumann (2007), como sendo um Single Large Object Placement Problem (SLOPP). Em última instância, o objetivo do PEUC é definir o melhor plano de estivagem para o carregamento de unidades de celulose em um dado porão de um navio, maximizando a área ocupada pelas unidades de celulose. Trata-se de um problema NP-Completo (DOWSLAND; DOWSLAND, 1992; BISCHOFF; WÄSCHER, 1995; MALAGUTI; DURáN; TOTH, 2013) e por isso foram propostas duas abordagens para buscar a melhoria das soluções encontradas e/ou redução do tempo computacional necessário. As abordagens propostas, o Modelo Matemático Modificado e o Método Iterativo de Solução, apresentaram bons resultados para instâncias experimentais, confirmando a efetividade de suas aplicações. Os resultados foram melhores tanto na qualidade das soluções (ocupação total do objeto), como no tempo computacional necessário. Também foram avaliadas quatro instâncias reais, com a comparação dos planos de estivagem resultantes da aplicação dos modelos matemáticos com os planos reais, elaborados manualmente por especialistas. Em três dos quatro casos os resultados das abordagens aqui propostas se mostraram melhores que os planos reais. / This work proposes the application of two different concepts to tackle the Woodpulp Stowage Problem - WSP, that according to Ribeiro e Lorena (2008) can be defined as a problem that seeks the allocation of the maximum quantity of woodpulp units inside the hold of a cargo vessel, always respecting the physical constraints, positioning constraints, non-overlapping of units and also the hold capacity. This kind of problem fits, in the context of Operational Research, into the class of Cutting & Packing and can be classified, according to Wäscher, Haußner e Schumann (2007) typology, as a Single Larga Object Placement Problem (SLOPP). Ultimately the objective of the WSP is to define the best stowage plan for the loading of woodpulp units inside a given hold of a given cargo vessel, maximizing the total area occupied by the woodpulp units. As it\'s a NP-Complete problem (DOWSLAND; DOWSLAND, 1992; BISCHOFF; WÄSCHER, 1995; MALAGUTI; DURáN; TOTH, 2013) two approaches were proposed to improve the quality of the resulting solutions and/or the reduction of the computational time needed. The proposed approaches, the Modified Mathematical Model and the Iterative Solution Method, showed good results for experimental instances, confirming the effectiveness of these approaches. The results were better regarding the quality of the solutions (total occupied area of the object) and also regarding the computational time needed. Also, four real instances were evaluated, comparing the results of the mathematical models with the real stowage plans, manually created by specialists. In three of the four instances, the proposed approaches showed better results than the real stowage plans.

[pt] Essa dissertação aborda o problema da elaboração de Plano de Estivagem de Placas de Aço, em navios, para o mercado externo. O Plano de Estivagem é muito importante para agilizar o processo de carregamento de navios e reduzir o laytime utilizados por esses no porto. O estudo de caso é na Companhia Siderúrgica de Tubarão (CST). A partir do levantamento dos procedimentos atualmente utilizados, foi desenvolvida uma heurística para elaboração de Planos de Estivagem no Terminal de Produtos Siderúrgicos do Porto de Praia Mole. A heurística desenvolvida foi dividida em duas etapas. Na primeira etapa, as placas de aço são distribuídas pelos porões do navio respeitando a capacidade do mesmo e, na segunda etapa, é determinado o layout das placas em cada porão. A heurística proposta foi implementada em um ambiente de programação C. / [en] This thesis considers the problem of elaborating Slabs Stowage Plan elaboration in ships, for international markets. The stowage plan is very important for shipment agility and reduction of the laytime used by the ships in the port. A case study was developed at Companhia Siderúrgica de Tubarão (CST). Based on the procedure used today, a heuristic solution is proposed for Slab Stowage Plan on the Steel Products Terminal (TPS) located at the port of Praia Mole. The heuristic was divided in two parts. In the first part, respecting holds capacities, slabs are distributed along the holds and in the second part the slabs layout in each hold is determinate. The proposed heuristc was implemented in a C programming language.

In globalization times, the international trade becomes part of day-by-day of the people. With this continuous increasing of the importation and exportation activities, the logistic chain starts to have vital and indispensable role. Containers Terminal is an important component of the international logistic chain; multimodal interface that handles mainly with goods of the maritime modal (ship), become one of the responsible by the agility and the cost that the goods that are destined and came from foreign commerce reaches the final consumer. One of the more important tasks of the Container Terminal operational activities is the Stowage Planning, which can be characterized as a work of the optimize resources and schedules. The large amount of variables in these optimizations becomes decision support tools indispensable. Genetic Algorithms (GA) have being successfully used in complex problems, mainly which deterministic modeling is difficult, or if this approach brings computational times that becomes solutions infeasible. The proposal of this work was the implementation of the GA that could enclose the Container Terminal reality, with the complete and the large number of variables and restrictions known for the Stowage Planning process. In the GA developed was used also a routine that seems the local search process, called repaired routine, intending to speed up the convergence to the feasible solutions space, improving the general performance. With the container set used, the simulations results showed that the employed technique is appropriate, considering the characteristics of the best solutions and the computational times. Future works suggested would become the proposal still more adherent to daily run of the Container Terminal. / Em tempos de globalização, o comércio internacional torna-se, cada vez mais, parte do dia-a-dia das pessoas. Com esse crescente aumento das atividades de importação e exportação, a cadeia logística passa a ter papel vital e indispensável. Terminal de Contêiner é um importante elo da cadeia logística internacional, interface multimodal que manuseia, principalmente, cargas do modal marítimo (navio), um dos responsáveis pela agilidade e custo que as mercadorias destinadas e oriundas do comércio exterior chegam ao consumidor final. Uma das tarefas importantes do conjunto de atividades operacionais do Terminal de Contêineres é o Planejamento de Embarque, que pode ser caracterizado como um trabalho voltado à otimização combinatória de recursos e tempos. A quantidade de variáveis presentes nessa otimização é elevada, tornando-se indispensáveis ferramentas de apoio à decisão. Os Algoritmos Genéticos (AG) vêm, ao longo do tempo, sendo bastante empregados em rotinas complexas, principalmente àquelas de difícil modelagem determinística, ou que nesse tipo de abordagem os tempos computacionais tornem a solução impraticável. A proposta deste trabalho foi a construção de um AG que refletisse o mais fielmente possível a realidade do Terminal de Contêiner, ou seja, buscou-se contemplar o maior número de variáveis e restrições conhecidas para o processo. Uma rotina que se assemelha a processos de busca local, denominada rotina reparadora, foi também utilizada com o intuito de acelerar a convergência para o espaço de busca de soluções factíveis, melhorando a performance geral. Os resultados das simulações, para o conjunto de contêineres utilizado, mostraram que a técnica empregada é apropriada, considerando as características das melhores soluções e os tempos computacionais obtidos. Os trabalhos futuros sugeridos tornariam a proposta ainda mais aderente à prática cotidiana do Terminal de Contêiner. / Mestre em Ciências

Approved for public release; distribution in unlimited. / Future sea bases, such as the Maritime Prepositioning Force (Future), will serve as key distribution nodes and must be able to sustain forces ashore and selectively offload supplies from storerooms quickly and efficiently. Current MPF ships maximize the available cargo storage onboard and have little ability to selectively offload supplies. To make selective offload a reality, MPF(F) requires lower stowage densities and new technologies to efficiently move items, especially for those supplies needed in direct support of forces ashore. The difficult questions are how dense and in what configurations MPF(F) storerooms can be packed, and how items should be retrieved in order to selectively offload supplies and provide acceptable response time. We analyze the trade-off between storage density and mean retrieval time in a dynamic environment for different storage densities and configurations in notional storerooms aboard a future sea base. We examine two demand scenarios and two different retrieval rules to determine how each storage configuration responds to retrieval requests over time. Our results provide insight into the types of storeroom configurations that provide the best mean retrieval times and how a simple retrieval rule can significantly reduce mean retrieval time under certain demand conditions. / Lieutenant Commander, United States Navy

Este projeto objetiva discutir as experiências na estiva de duas gerações de trabalhadores do Porto de Santos, localizado no litoral sul do Estado de São Paulo, a partir das mudanças na cultura e na organização do trabalho decorrentes da introdução dos contêineres, na década de 1960, e da promulgação da Lei de Modernização dos Portos, em 1993. O trabalho pretende analisar este processo por meio de uma investigação empírica com pais e filhos estivadores, a fim de identificar as diferentes percepções das mudanças no setor portuário. O objetivo é o de descrever como cada geração vivenciou as transformações impostas pelo novo cenário de produção e de que forma realizou-se o processo de herança e de transmissão da cultura da estiva. Por meio de um estudo empírico com estivadores de duas gerações espera-se identificar as diferentes práticas vividas no âmbito do trabalho e na esfera social. A história oral é o principal aporte metodológico para captar a experiência e buscar a memória dos estivadores. Desta forma, a pesquisa debate sobre a herança da cultura da estiva entre pais e filhos e as permanências e as rupturas na transmissão geracional / This project discusses the work experiences of two generations of stevedoring workers at the Port of Santos, located on the southern coast of São Paulo. We consider the changes in the culture and the organization of work due to the introduction of containers, in the 1960s, and the creation of the Port Modernization Law in 1993. The study aims to examine this process through an empirical research with parents and sons, all stevedores, in order to identify the different perceptions of the changes occurred in the port sector with the 1993´s Law. The objective is to describe how each generation has experienced the changes imposed by the new production scenario and how the process of inheritance and transmission of the culture of stowage works. Considering this empirical study of two generations of stevedores we expect to identify different experiences in the work of stevedoring and in the social sphere. Oral history is the main methodological approach to capture the experiences and to register the memory of the stevedores. This research debates the heritage of culture stowage and the permanence and ruptures in the generational succession

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-07-27T20:23:06Z No. of bitstreams: 1 09d.pdf: 2136888 bytes, checksum: 8bc73fd7975259c3bc984b913580a5c1 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-27T20:23:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 09d.pdf: 2136888 bytes, checksum: 8bc73fd7975259c3bc984b913580a5c1 (MD5) Previous issue date: 2013 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Com a expansão do transporte marítimo, passou a ser adotado o uso de contêineres para o transporte de cargas, sendo evidenciados alguns problemas. Dentre eles, um dos principais, é o problema de carregamento e descarregamento de contêineres em navios. O problema surge devido aos altos custos operacionais gerados a partir da movimentação de contêineres. Este problema é o foco desta pesquisa, que tem como objetivo principal elaborar planos de carga eficientes que gerem um número mínimo de movimentações de contêineres, nas operações de carga e descarga de navios-contêineres, diminuindo assim os custos de operação. Neste trabalho, é proposta a aplicação da metaheurística Algoritmo Genético e da metaheurística Enxame de Abelhas, resolvendo o problema através de uma codificação baseada em regras de carregamento e descarregamento. A codificação por regras é compacta e adequada, assegurando que as soluções do problema sejam factíveis e de simples representação, acelerando o processo de solução. Nos experimentos realizados, as duas metaheurísticas foram empregadas, assumindo diferentes configurações de regras, com o intuito de comparar o seu desempenho. A proposta de novas regras de carregamento e descarregamento, em complemento às existentes na literatura, trouxeram bons resultados. Desta forma, foram obtidas soluções de boa qualidade e melhores que aquelas encontradas na literatura que abordam o mesmo problema. / With the expansion of maritime transportation, the use of containers for goods transportation has increased, being evidenced some problems. Among these problems, the container ship stowage problem arose as one of the main problems due to the high operational costs related to movement of containers. This problem is the focus of this research, where the main objective is the formulation of stowage plans that generate a minimum number of container shiftings in the operations of loading and unloading performed in port calls of container ships. In order to determine a suitable stowage plan, the application of Genetic Algorithm and Bee Swarm Optimization metaheuristics are proposed to solve the problem by using a rule-based encoding for the solution. The solution encoding based on loading and unloading rules is compact and suitable, ensuring the feasibility of solutions and also the simple representation of it, speeding up the solution procedures. In the performed experiments, both metaheuristics were applied assuming different rules settings with the objective to compare each performance. The proposal of new rules of loading and unloading, in addition with those existing in literature, has produced good solutions. Thereby, good quality solutions were achieved and also better than that found in the literature which discuss the same problem

Este projeto objetiva discutir as experiências na estiva de duas gerações de trabalhadores do Porto de Santos, localizado no litoral sul do Estado de São Paulo, a partir das mudanças na cultura e na organização do trabalho decorrentes da introdução dos contêineres, na década de 1960, e da promulgação da Lei de Modernização dos Portos, em 1993. O trabalho pretende analisar este processo por meio de uma investigação empírica com pais e filhos estivadores, a fim de identificar as diferentes percepções das mudanças no setor portuário. O objetivo é o de descrever como cada geração vivenciou as transformações impostas pelo novo cenário de produção e de que forma realizou-se o processo de herança e de transmissão da cultura da estiva. Por meio de um estudo empírico com estivadores de duas gerações espera-se identificar as diferentes práticas vividas no âmbito do trabalho e na esfera social. A história oral é o principal aporte metodológico para captar a experiência e buscar a memória dos estivadores. Desta forma, a pesquisa debate sobre a herança da cultura da estiva entre pais e filhos e as permanências e as rupturas na transmissão geracional / This project discusses the work experiences of two generations of stevedoring workers at the Port of Santos, located on the southern coast of São Paulo. We consider the changes in the culture and the organization of work due to the introduction of containers, in the 1960s, and the creation of the Port Modernization Law in 1993. The study aims to examine this process through an empirical research with parents and sons, all stevedores, in order to identify the different perceptions of the changes occurred in the port sector with the 1993´s Law. The objective is to describe how each generation has experienced the changes imposed by the new production scenario and how the process of inheritance and transmission of the culture of stowage works. Considering this empirical study of two generations of stevedores we expect to identify different experiences in the work of stevedoring and in the social sphere. Oral history is the main methodological approach to capture the experiences and to register the memory of the stevedores. This research debates the heritage of culture stowage and the permanence and ruptures in the generational succession

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-06-10T15:26:09Z No. of bitstreams: 1 Joel da Silva Gonçalves Júnior_.pdf: 1935811 bytes, checksum: 2c6b67ad91c1de26271d67142ef7721b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-10T15:26:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joel da Silva Gonçalves Júnior_.pdf: 1935811 bytes, checksum: 2c6b67ad91c1de26271d67142ef7721b (MD5) Previous issue date: 2016-03-07 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O transporte marítimo mercante desempenha um papel fundamental para a economia de uma nação, ligando a produção ao consumo. No cenário de expansão do transporte marítimo, a utilização de contêineres para organização das cargas confere maior facilidade, segurança e rapidez ao transporte, aumentando, assim, a produtividade dos terminais e dos navios. No entanto, a operação de navios porta-contêineres possui limitações de movimentação e de estabilidade que impactam no custo operacional de um terminal portuário. Como os guindastes só podem acessar as pilhas de contêineres a partir do topo, a realização de remoções desnecessárias de contêineres bloqueantes gera um custo adicional de movimentação e de tempo nas operações de carga e descarga. Desta forma, faz-se necessária a elaboração de um plano de estiva eficiente para estas atividades, minimizando tanto os remanejamentos quanto a instabilidade da embarcação. Este estudo propõe uma abordagem híbrida, elaborada através da combinação das metaheurísticas Algoritmo Genético e Busca Tabu, utilizando a codificação da solução baseada em regras, a fim de elaborar uma ferramenta computacional que faça a gestão do número de remanejamentos e da instabilidade da embarcação, que são objetivos conflitantes. Nos experimentos, as metaheurísticas puras foram comparadas ao algoritmo híbrido e os resultados comprovaram que a aplicação hibridizada apresenta uma eficiência maior do que as metaheurísticas puras. As diferentes configurações de regras assumidas mostraram que a proposta de um número maior de regras, em complemento àquelas propostas na literatura, implica em melhores resultados. Através da aplicação da abordagem com múltiplos objetivos, foi possível observar a importância de considerar a movimentação e a estabilidade no plano de estiva. Com os resultados obtidos, demonstrou-se que o uso da abordagem proposta gera soluções melhores que as encontradas até o momento na literatura. / The merchant shipping perform a fundamental role in the economy of a nation, by linking production to consumption. In shipping expansion scenario, the use of containers for cargo organizing provides greater facility, safety and velocity, thus increasing the productivity of terminals and ships. However, the use of container ships has handling and stability limitations that affect the operating cost of a port terminal. As the cranes can only access the container stacks from the top, carrying out unnecessary removals of blocking containers generates an additional cost of handling and time in loading and unloading operations. Thus, it is necessary to elaborate an efficient stowage plan for loading and unloading operations, minimizing both the shifting and the instability of the vessel. This study proposes an hybrid approach developed by the combination of Genetic Algorithms and Tabu Search metaheuristics, using a rules-based encoding for solution representation, in order to create a computational tool that manage both the rehandling and instability, which are conflicting. In the experiments, pure metaheuristics were compared to the hybrid algorithm and the results demonstrate that the hybridization presents greater efficiency than the pure metaheuristics. The different rules configuration have proven that the proposal of a greater number of rules, in addition to those proposed in the literature, implies better results. The application of a multiple objectives approach has proven the importance of considering the handling and stability in the stowage plan. With the results, it was showed that the use of the proposed approach produces better solutions than those found in the literature.