Effektiv transport med avanceret matematik

fredag 02 maj 14
|

Kontakt

David Pisinger
Professor
DTU Management Engineering
45 25 45 55

Energieffektiv transportplanlægning

Forskningsprogrammet ENERPLAN (Energy Efficient Transport Planning) har fokus på at bruge avanceret matematisk modellering til at optimere logistikken i containertransport – og dermed reducere CO2- udslippet, samtidig med at konkurrenceevnen forbedres.

Projektet ’Optimizing Inland Transportation’ er en del af ENERPLAN. Partnere er Maersk line, IT Universitetet og DTU, som leder programmet, der er støttet af Det Strategiske Forskningsråd.

Transport af varer på land kræver mange ressourcer. En ny logistikmodel gør lastbilernes færden mere effektiv. 

Nye effektive kæmpeskibe nedsætter brændstofforbruget og udgifterne ved containerfragt på vandet til et minimum. På land er historien dog en anden: Lastbiler kan kun fragte én container ad gangen, og derfor bruger de lige så meget brændstof på at fragte en container fra København til Kerteminde, som skibene bruger per container på en tur fra Kina til København. 

Mens shipping-industrien har gode muligheder for at sikre, at skibene sejler med fuld last, kører lastbilerne ofte med tomme containere hjem efter at have afleveret varer hos kunderne inde i landet, og det bidrager betydeligt til det høje ressourceforbrug ved landtransport af containere. Kan man undgå, at lastbilerne kører med tomme containere, er der store gevinster at hente – for kon- kurrenceevnen og for miljøet, men det kræver avancerede matematiske værktøjer. Det er en del af bag- grunden for, at Maersk Line indgår i forskningsprogrammet ’Energy Efficient Transport Planning’, ENERPLAN. 

Landtransport kan optimeres 

For shipping-industrien blev finanskrisen en brat overgang til nye realiteter. Fragtmængderne faldt for første gang i lang tid, kunderne havde færre penge, og konkurrencen var hårdere end nogensinde. ”Mens fragtmængderne steg op gennem 00’erne, fokuserede ship- ping-industrien på at øge skibenes kapacitet og starte nye ruter. Da fragtmængderne begyndte at falde i slutningen af 00’erne, indså industrien, at der var behov for nye – eller i hvert fald supplerende strategier,” siger professor David Pisinger, DTU Management Engineering og leder af ENERPLAN. 

”Da kunderne til de varer, som Maersk Line fragter, også har behov for at få kørt deres containere fra havnen ind i landet, var det relevant for os at fokusere på transporten, både til lands og til vands – og i lyset af de faldende fragtmængder blev landtransporten særligt interessant. Transport med lastbil vil altid være ressourcekrævende i forhold til skibstransport, men det betyder ikke, at den ikke kan optimeres og med betydelige gevinster til følge. 

Fra simpelt problem til kompleks udfordring 

Det har f.eks. stor effekt at reducere kørsel med tomme containere ved at matche lastbiler med to kunder: en kunde, der skal have varer fra skibet ind i landet, og en anden, der skal have varer den modsatte vej. Det kaldes inden for logistikken for triangulering og er i udgangspunktet en nogenlunde overskuelig opgave. Inden for branchen er den hidtil blevet løst med lige dele menneskeligt overblik og velopdaterede ordrelister. Historisk set har systemet desværre kun resulteret i en lav procentdel tri- anguleringer i forhold til den samlede containermængde. 

Postdoc Line Blander Reinhardt og ekstern lektor Simon Spoorendonk, DTU Management Engineering, der begge er tilknyttet forskningsprogrammet, mente dog, at der her var tale om et af de tilfælde, hvor man med succes kunne tage det tilsyneladende enkle problem og gøre det langt mere komplekst og indviklet. ”For hvad nu hvis man i stedet for blot at lede efter en kunde, som tilfældigvis skal have varer den anden vej samme dag og tilfældigvis er i nærheden, ser mere fleksibelt på triangulering?” spørger Line Blander Reinhardt. 

Kan Maersk Line f.eks. opnå flere trianguleringer, hvis virksomheden venter på muligheden eller kører læn- gere efter containere, som skal den anden vej? Og hvor længe kan det så betale sig at vente, og hvor langt kan det betale sig at køre? Kan kunder overtales til at flytte deres behov for at opnå triangulering, og kan det betale sig at give dem økonomisk kompensation? Og hvor stor skal den være set i forhold til udgifterne ved at have last- biler og chauffører til at vente eller køre tomme? Hvilke konsekvenser vil f.eks. ventetider få for den samlede kapacitet af den tilgængelige lastbilflåde – og hvor stor er risikoen for ikke at nå at fylde skibet, før det skal sejle igen? 

Forskning livsnødvendigt for forretningen 

Hvis man skal foretage den beregning for hver enkelt container, og vel at mærke husker, at hver en ændring, man foretager i en tidsplan for at opnå triangulering, kan have konsekvenser for fragten af alle andre containere, bliver opgaven mere indviklet. Og hvis man samtidig tager i betragtning, at Maersk Lines skibe fragter op til 18.000 containere pr. skib, kan opgaven blive uoverskuelig, forklarer David Pisinger: ”At forsøge at overskue problemet ved hjælp af menneskeligt overblik og ordre- lister alene svarer lidt til at bekæmpe en oversvømmelse med en spand og en grydeske – eller sagt på en anden måde: De eksisterende værktøjer er simpelthen ikke gearet til den voldsomme volumen af data, som beregning af optimal triangulering for lastbilerne kræver.” 

"Det er faktisk livsnødvendigt, at vi samarbejder med forskere for at udvikle værktøjer, der kan rumme kompleksiteten i vores forretning."
Mikkel Mühldorff sigurd, optimization manager, Maersk line

Mikkel Mühldorff Sigurd er optimization manager i Maersk Line og deltager i ENERPLAN. Han er enig: ”I takt med at vi udvikler Maersk Lines netværk af ydelser, bliver de også mere og mere komplekse. Og derfor er det faktisk livsnødvendigt, at vi sam- arbejder med forskere for at udvikle værktøjer, der kan rumme kompleksiteten i vores forretning,” siger Mikkel Mühldorff Sigurd. 

Fra avanceret matematik til skræddersyet løsning 

Derfor var det også centralt for projektet at få lagt alle de forhold, der er vigtige for Maersk Lines forretning, ind i modellen: ”Der har løbende været dialog om, hvilke aspekter der var relevante, og hvilke data der var til rådighed. På den baggrund har DTU-forskerne oversat den del af vores ydelser, der kombinerer fragt over vand og land, til matematik,” forklarer Mikkel Mühldorff Sigurd. 

Ifølge Line Blander Reinhardt var den store udfordring derfor ikke at skaffe de nødvendige data, heller ikke at integrere dem i modellen, men derimod at finde en måde at få den avancerede matematik presset ned i en løsning, der kan bruges i virksomhedens dagligdag: ”Nogle gange kræver den rigtige løsning så avancerede modeller, at man skal have en ph.d.-grad i matematik for at bruge dem, og så forsvinder den praktiske anvendelighed for industrien. Derfor brugte vi mange kræfter på at finde en løsning, som gjorde det muligt at integrere vores modellering i Maersk Lines daglige planlægning.” 

Resultatet er et modelleringsværktøj, som registrerer alle ordrer og tager højde for faktorer som beliggenhed, tid og afstand. Et værktøj, som er brugbart ifølge Mikkel Mühldorff Sigurd: ”Det færdige værktøj er et af de mere modne resultater af Maersk Lines forskningssamarbejder.” 

Succes i test og global implementering 

For de medarbejdere, der planlægger transporterne i Maersk Line, betyder det nye værktøj, at de kan se en lang række kombinationer og valgmuligheder til og fra containerterminaler. Det gør det lettere at planlægge ruterne, opnå flere trianguleringer og dermed nedsætte ressourceforbruget betydeligt. 

Værktøjet er allerede testet i den spanske afdeling af Maersk Line, og her fortæller business strategy manager Brena Machado, at resultaterne har været så gode, at det er planen at teste værktøjet globalt i løbet af det kommende år: ”På baggrund af testperioden i Spanien vurderer vi, at Maersk Line har sparet 10-15 procent kørte kilometer i indlandstransporten. Og hvis vi implementerer værktøjet globalt, vil vi kunne spare 10-30 procent. Så det har været sær- deles givtigt at have forskere uden for virksomheden til dels at kunne forstå udfordringen, dels at kunne udvikle et brugbart værktøj,” slutter han.

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.