Konteyner Terminali Stok Sahası Optimizasyonu
Transkript
Konteyner Terminali Stok Sahası Optimizasyonu
T. C. İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ SOSYAL BİLİMLER ENSTİTÜSÜ İŞLETME ANABİLİM DALI ÜRETİM BİLİM DALI YÜKSEK LİSANS TEZİ KONTEYNER TERMİNALİ STOK SAHASI OPTİMİZASYONU SERAP YALÇIN 2501010469 TEZ DANIŞMANI: DOÇ. DR. NECDET ÖZÇAKAR İSTANBUL, 2005 ii ÖZ Bu tez çalışmasında, konteyner terminallerinde gerçekleşen operasyonlar ve bu operasyonları doğrudan etkileyen konteyner stok sahasının tahsisi problemi üzerinde çalışılmıştır. Bu problem terminal operasyonlarındaki tüm kaynaklarla (rıhtım vinci, saha vinci, depolama alanı, terminal taşıtları) ilgilidir. Problem ulaştırma modeli olarak formüle edilmiştir. İki aşamalı bir çözüm yaklaşımı uygulanmıştır. İlk aşamada sahadaki blokların ihraç konteynerlere tahsisi; ikinci aşamada ise blokların ithal konteynerlere tahsisi yapılmıştır. Konteynerlerin depolama blokları ve gemi yanaşma yeri arasındaki taşıma mesafesini minimize edecek şekilde her bir gemiden bloklara gidecek konteyner sayısı belirlenmiştir. ABSTRACT In this dissertation project, container terminal operations and container stock yard, which directly affects the operations, allocation problem are studied. This problem is related to all the resources in terminal operations, including quay cranes, yard cranes, storage space and terminal trucks. The problem is formulated as a transportation model. A solution approach with two levels is applied. At the first level, storage blocks are allocated for export containers and at the second level blocks are allocated to import containers.In order to minimise the total distance between storage blocks and ship berthing places, the number of containers from each ship to block is determined. iii ÖNSÖZ Bu çalışmada, konteyner terminali stok sahasının optimizasyonu, konteynerlerin gemilerle bloklar arasındaki taşıma mesafelerini minimize edecek şekilde yerleşim planlarının belirlenmesi ile sağlanmıştır. Yaptığım bu çalışma için sayın hocalarım Doç.Dr. Necdet Özçakar’a, Yrd.Doç.Dr. Faik Başaran’a ve Yrd.Doç.Dr. Ş. Alp Baray’a teşekkür ederim. Tez çalışması süresince her konuda göstermiş olduğu ilgi ve yardımı için sayın hocam Doç.Dr. Necmettin Akten’e teşekkürlerimi sunarım. Bu çalışma süresince en zor zamanlarımda yanımda olan ve yardımlarını hiç esirgemeyen değerli dostlarım Sibel Bayar’a ve Gülay Akçay’a teşekkür ederim. iv İÇİNDEKİLER TABLOSU ÖZET .................................................................................................................II ABSTRACT.......................................................................................................II ÖNSÖZ ............................................................................................................ III İÇİNDEKİLER TABLOSU.............................................................................. V TABLOLAR LİSTESİ.................................................................................. VIII ŞEKİLLER LİSTESİ ........................................................................................ X GİRİŞ ................................................................................................................. 1 BÖLÜM 1. KONTEYNERİZASYON ..................................................... 3 1.1. KONTEYNERİN TANIMI............................................................................... 4 1.2. KONTEYNER ÇEŞİTLERİ.............................................................................. 5 1.2.1. GENEL KARGO KONTEYNERLERİ ................................................................ 6 1.2.1.1. Genel Amaçlı (Standart) Konteynerler .......................................................... 6 1.2.1.2. Özel Amaçlı Konteynerler ............................................................................. 7 1.2.1.3. Flat (Düz) Konteynerler ................................................................................. 7 1.2.2. ÖZEL KARGO KONTEYNERLERİ ................................................................... 8 1.2.2.1. Termal Konteynerler..................................................................................... 8 1.3. KONTEYNERİN TARİHSEL GELİŞİMİ ....................................................... 8 1.4. KONTEYNER TAŞIMACILIĞI .................................................................... 10 1.4.1. DÜNYADA KONTEYNER TAŞIMACILIĞI ................................................... 12 1.4.2. TÜRKİYE’DE KONTEYNER TAŞIMACILIĞI ............................................... 16 BÖLÜM 2. KONTEYNER TERMİNALİ ............................................. 19 2.1. KONTEYNER TERMİNALİNİN FONKSİYONLARI ................................. 19 2.2. KONTEYNER TERMİNALİNİN YAPISI .................................................... 22 2.3. KONTEYNER TERMİNALİNİN ÖZELLİKLERİ........................................ 25 2.4. KONTEYNER TERMİNALLERİNİN AMAÇLARI..................................... 28 2.4.1. KONTEYNER ELLEÇLEME VERİMLİLİĞİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ ......... 28 v 2.4.2. İSTİFLENMİŞ KONTEYNERLERE ERİŞİLEBİLİRLİĞİN İYİLEŞTİRİLMESİ....... 29 2.4.3. ARAZİ KULLANIMININ GELİŞTİRİLMESİ .................................................. 29 2.5. KONTEYNER TERMİNAL SİSTEMLERİ................................................... 30 2.5.1. ŞASİ ( TREYLER) SİSTEMİ ............................................................................. 31 2.5.2. STRADDLE TAŞIYICI SİSTEMİ ..................................................................... 32 2.5.3. GANTRY KREYN SİSTEMİ ............................................................................. 34 2.5.4. FORKLİFT SİSTEMİ ......................................................................................... 35 2.5.5. KOMPÜTERİZE KONTEYNER ELLEÇLEME SİSTEMİ............................... 36 2.5.6. KARIŞIK SİSTEM ............................................................................................. 36 2.5.7. KONTEYNER RO-RO SİSTEMİ ( CONRO) .................................................... 36 BÖLÜM 3. TERMİNAL LOJİSTİĞİ VE OPTİMİZASYON METODLARI ................................................................................................ 38 3.1. GEMİ PLANLAMA SÜRECİ ........................................................................ 43 3.1.1. RIHTIM TAHSİSİ .............................................................................................. 45 3.1.2. YÜKLEMENİN PLANLANMASI..................................................................... 48 3.1.3. VİNÇ DAĞILIMI ............................................................................................... 51 3.2. DEPOLAMA VE İSTİF LOJİSTİĞİ .............................................................. 53 3.3. TAŞIMALARIN OPTİMİZASYONU ........................................................... 59 3.3.1. RIHTIM TARAFINDAKİ TAŞIMALAR .......................................................... 59 3.3.2. KARA TARAFINDAKİ TAŞIMALAR ............................................................. 63 3.3.3. VİNÇ TAŞIMALARININ OPTİMİZASYONU................................................. 66 3.4. SİMÜLASYON SİSTEMLERİ....................................................................... 67 BÖLÜM 4. UYGULAMA........................................................................ 70 4.1. KUMPORT LİMANI ...................................................................................... 70 4.1.1. RIHTIM TAHSİSİ: ............................................................................................. 72 4.1.2. YÜKLEMENİN PLANLANMASI..................................................................... 73 4.1.3. VİNÇ DAĞILIMI ............................................................................................... 74 4.1.4. DEPOLAMA....................................................................................................... 74 4.1.5. TAŞIMALAR...................................................................................................... 75 4.2. PROBLEM TANIMI VE ÇÖZÜM YAKLAŞIMI ......................................... 75 4.2.1. NOTASYON....................................................................................................... 76 4.2.2. MODELİN YAPISI............................................................................................. 77 vi 4.2.3. MODEL FORMÜLASYONU ............................................................................ 77 4.2.4. MODELİN UYGULANMASI............................................................................ 78 SONUÇ VE ÖNERİLER .............................................................................. 95 KAYNAKÇA.................................................................................................. 97 EKLER ......................................................................................................... 105 vii TABLOLAR LİSTESİ Tablo 1 Konteyner Kapasiteleri ................................................................................... 6 Tablo 2 Dünyanın en büyük konteyner hatları işletmecileri.................................... 14 Tablo 3 2003 Yılı Türkiye Limanları Konteyner Elleçleme Miktarı........................ 18 Tablo 4 Konteyner Terminali İle Bağlantılı Taşıma Modlarının Özellikleri............. 20 Tablo 5. Gemiler ile bloklar arasındaki taşıma mesafeleri ........................................ 79 Tablo 6. Her bir geminin ithal ve ihraç konteyner sayısı........................................... 80 Tablo 7. İhraç konteynerler için belirlenen çözüm ................................................... 80 Tablo 8. Limanın ihraç konteynerler için yerleşim planı........................................... 81 Tablo 9. Mevcut sistemin ihraç konteynerleri için toplam taşıma mesafeleri ........... 82 Tablo 10. İthal konteynerler için belirlenen çözüm .................................................. 83 Tablo 11. Limanın ithal konteynerler için yerleşim planı......................................... 83 Tablo 12 Mevcut sistemin ithal konteynerler için toplam taşıma mesafeleri ............ 84 Tablo 13. 2.Durum için her bir geminin ithal ve ihraç konteyner sayısı ................... 85 Tablo 14. 2. Durum İhraç Konteynerler İçin Belirlenen Çözüm ............................... 86 Tablo 15 2.Durum İthal Konteynerler İçin Belirlenen Çözüm.................................. 87 Tablo 16 3.Durum için her bir geminin ithal ve ihraç konteyner sayısı .................... 87 Tablo 17. 3. Durum İhraç Konteynerler İçin Belirlenen Çözüm ............................... 88 Tablo 18 3.Durum İthal Konteynerler İçin Belirlenen Çözüm.................................. 89 Tablo 19 4.Durum için her bir geminin ithal ve ihraç konteyner sayısı .................... 90 Tablo 20. 4. Durum İhraç Konteynerler İçin Belirlenen Çözüm ............................... 90 Tablo 21 4.Durum İthal Konteynerler İçin Belirlenen Çözüm.................................. 91 Tablo 22 5.Durum için her bir geminin ithal ve ihraç konteyner sayısı .................... 92 viii Tablo 23. 5. Durum İhraç Konteynerler İçin Belirlenen Çözüm ............................... 92 Tablo 24 5.Durum İthal Konteynerler İçin Belirlenen Çözüm.................................. 93 Tablo 25 Sonuçların Karşılaştırılması........................................................................ 94 ix ŞEKİLLER LİSTESİ Şekil 1. 20’lik ve 40’lik genel kargo konteynerleri ..................................................... 6 Şekil 2. Open top konteyner......................................................................................... 7 Şekil 3. Flat(düz) Konteyner ....................................................................................... 7 Şekil 4. Sırasıyla tank ve izoleli konteyner.................................................................. 8 Şekil 5 1993-2002 Döneminde dünyanın en büyük 10 konteyner terminalinin konteyner cirosu ......................................................................................... 15 Şekil 6 Konteynerleşme trendi: konteyner cirosunun büyük gelişimi ....................... 16 Şekil 7 Türk deniz ticaret konteyner gemi filosunun gelişimi ................................. 17 Şekil 8 Dünyadaki Başlıca Limanların Hinterlant Ulaşımının Taşıma Modları Arasındaki Dağılımı ................................................................................... 24 Şekil 9 Straddle Taşıyıcı ............................................................................................ 33 Şekil 10.Bir konteyner terminalinin diyagramı ....................................................... 39 Şekil 11 Bir konteyner terminalindeki operasyonel kararların hiyerarşik yapısı....... 40 Şekil 13 Konteyner terminal sistemi .......................................................................... 44 Şekil 14 Kumport Limanı Rıhtım Krokisi ................................................................. 72 Şekil 15 Kumport Limanının krokisi....................................................................... 74 Şekil 16 Ulaştırma Modeli ......................................................................................... 77 x GİRİŞ Taşımacılık anlayışı hızla evrim geçirmektedir. Eskiden dünya coğrafyasına koşut olarak limandan limana yapılan taşımalar artık konteynerin de devreye girmesiyle kapıdan kapıya yapılır olmuş; bunda da taşıtan diye nitelendirdiğimiz alıcı/satıcının tek taşıyanla muhattap olma ve malını kapısında teslim etme/alma talepleri etkin olmuştur. Taşıma hizmeti bir zincirdir. Bunun ağırlıklı kısmını yükün taşıt(lar)la taşınması oluşturur; ancak kapıdan kapıya hizmet anlayışına bağlı olarak yükün bir araçtan diğerine kesintisiz ve anında aktarılabilmesi konteynerin varlığı ile çok kolaylaşmış; yükün - herhangi bir değişiklik ve denetime tabi olmaksızın sadece konteynerin bir taşıttan diğerine aktarılması ile - alıcısına “ taşıma zinciri” içinde ulaştırılması mümkün olmuştur. Ancak hizmetin kesiksiz ve seri biçimde yapılması beraberinde aktarma noktası durumundaki liman terminallerinin/terminallerin sisteme uyarlanmasını gerektirmiştir. Konteynerin terminal içindeki hareketi terminal sahasının yeniden yapılanmasını gerektirmiştir. Eskiden kırk ambar yükünün elleçlendiği limanlarda gemi yanaşma yeri ile yükün depolandığı antrepo sistemi arasında 10-30 metre arasında değişen yük aktarma mesafesi bulunurdu. Bu mesafede forklift ve traktörle çekilen römork katarları gemiden alınan yükleri antrepoya aktarırlardı. Günümüzde ise konteynerin devreye girmesi ile birlikte antrepo, sundurma gibi yükün atmosferik şartlara karşı koruyan kapalı depolama sistemleri ortadan kalkmış; yerine açık depolamanın yapıldığı düz saha gelmiştir. Açık depolama rejiminde on binlerce konteyner anlık hareket içinde terminal depolama sahasında istiflenmekte ve hatta hinterlant ulaşımı hizmetlerinden yararlanmaktadır. Bu bakımdan, indi-bindi hareketinin yoğun ve büyük çapta olduğu konteyner terminallerinde stok sahası optimizasyonu- hizmette tıkanıklıkla karşılaşmayı önlemek açısından – önem arzetmektedir. Bu çalışmada, konteyner hareketinin yoğun olması beklenen bir konteyner terminalinde stok sahasının optimal ölçekte nasıl kullanılması gerektiği hususlarına yer verilmiş; depolama alanının tahsisi modeli bu bağlamda irdelenmiştir. 2 BÖLÜM 1. KONTEYNERİZASYON 1960’lı yılların başında başlayan konteyner taşımacılığı büyük bir hızla gelişmiştir. Klasik taşımacılığın yerini, birçok alanda konteyner taşımacılığı almaya başlamıştır. Konteyner kullanımının, tüm kara ve deniz taşıma teknolojisinde bir ‘’İhtilal’’ olduğu üzerinde en çok fikir birliğine varılan bir görüş olarak ortaya çıkmıştır. Diğer bir taraftan konteyner taşımacılığının deniz taşımacılığında ‘’Sanayileşme’’ olduğu, çeşitli bilimsel araştırmalarda yer almaktadır. Genel kargo yüklerinde insan gücünün çokça kullanılması, konteyner yüklemesinde ise mekanik yüklemeye geçilmiş olması bu görüşü büyük ölçüde doğrulamaktadır. (Denizcilik Müsteşarlığı, 1997:87) Konteynerlerle yapılan taşımacılığın tüm faaliyet kapsamı konteynerizasyon başlığı altında incelenebilir. Bu taşımacılık tipinin kendine özgü gemileri, limanları, terminalleri, elleçleme ekipmanları ve operasyon şekilleri mevcuttur. Konteynerizasyon taşımacılığa bir yenilik getirmiş, multimodal transport kavramıyla, diğer bir deyişle kara, deniz, hava, demiryolu, boruhattı vasıtasıyla çoklu taşıma anlam kazanmıştır. (Yercan, 1996: 62) Bu bağlamda, deniz ve kara taşıtlarının standart konteyner boyutlarına uyarlanması sebebiyle hem yüklükleri taşıyan taşıtlarda yitik hacim söz konusu olmaz, olsa bile minimumdur; hem de indi-bindi /aktarma süresinde sağlanan büyük ölçekli tasarrufla taşıtın yıllık sefer cirosu artar; bunun anlamı ise, gelir artışıdır. (Chadwin ve diğ., 1990: 1) Konteynerler, uluslararası deniz taşımacılığında son kırk yıl içerisinde yük birimleştirme anlayışının önemli bir parçası olarak şüphesiz önem kazanmışlardır. Giderek artan konteynerizasyon ile birlikte, konteyner terminallerinin sayısı ve buna bağlı olarak da bu terminaller arasındaki rekabet oldukça belirginleşmiştir. Uygun optimizasyon metodları gibi bilgi teknolojisinin etkin ve verimli kullanımı olmaksızın operasyonların uygulanması düşünülemez hale gelmiştir. (Steenken, VoB, Stahlbock, 2004:3) 3 1.1. KONTEYNERİN TANIMI Konteyner bir taşıma gereci olarak kullanılan, boyutları ve darası bir-örnek olan standart bir kaptır. (Akten, Albayrak, 1988:127) İngilizce “container” (muhafaza etme) kelimesinden türemiştir. Türkçe karşılığı olarak “kapsak, yüklük” kelimeleri yerleştirilmek istenmişse de bütün dillere girdiği gibi ülkemizde de konteyner adı yadırganmamış ve yerleşmiştir. ISO’nun verdiği tarife göre konteyner: • Tekrar tekrar kullanabilmek için devamlılık özelliğine sahip ve bu sağlamlıkta olan, • Yüklerin açılıp kapanmadan bir veya birkaç vasıtada taşınmasını kolaylaştıracak tarzda inşa edilmiş, • Özellikle bir vasıtadan diğerine bindirme sırasında kolaylıkla elden geçirilmesini sağlayan • Kolay doldurulup boşaltılacak şekilde yapılmış taşıma kaplarıdır. Yukarıdaki tariften de anlaşılacağı üzere konteynerler, yükleri içinde bulunduran, bir nakil vasıtasından diğerine aktarılabilen ve bu vasıtalardan kolayca ayrılabilen, yüklenmiş durumuyla “birim yük” vasfına sahip, büyüklük ve teçhizat bakımından mekanik yüklemeye elverişli, tekrar kullanılabilir olan taşıma kaplarıdır. (Çancı, Erdal, 2003: 247) Konteynerde en ve çoklukla yükseklik sabit olup, 224 cm’dir. (TEU), 30 ve Boy ise 10, 20 40 kadem olarak temelde 4 çeşittir. Bu boylar içinde en çok kullanılanları 20 kademlik yani TEU ve 40 kademliktir (FEU). Ancak,son zamanlarda taşıtanların talebi çerçevesinde uygulama alanı bulmuş, boyları 45 kadem, yükseklikleri 9 ve 9.5 kadem olan “oversize” büyük kübajlı “high cube” veya sınıfı yüklükler de standartlar ailesine katılmıştır (Akten, Albayrak, 1988:128) 4 Mevzuatımızda ise konteyner şu şekilde tanımlanmaktadır; • 1972 tarihli, konteynerlerle ilgili gümrük sözleşmesinin 4 no’lu ekinde yer alan teknik şartlara uygun olarak imal edilmiş, yine bu sözleşmenin 5 no’lu ekinde gösterilen yöntemlerden birine göre onaylanmış, iç hacmi en az 1 metreküp olan ve taşıma işlerinde kullanılan büyük sandık, müteharrik sarnıç veya benzerleri ile, • İçerisine eşya koymak için kompartıman oluşturacak şekilde tamamen veya kısmen kapatılmış, • Sürekli kullanım özelliğine sahip ve buna uygun olarak defalarca kullanılacak kadar sağlam, • Taşıma türü veya vasıta değiştirmesini gerektiren hallerde içindeki eşyanın boşaltılıp yüklenmesine yol açmayacak şekilde özel olarak imal edilmiş, • Özellikle bir taşımacılık türünden diğerine transfer hallerinde, pratik kullanım özelliğine sahip biçimde yapılmış, • Kolayca doldurulup boşaltılabilecek şekilde imal edilmiş bir taşıma aracıdır. (Çancı, Erdal, 2003: 246-248 ) Konteynerler, satıcının deposunda yada terminalde önceden doldurularak mühürlenir ve terminaldeki stok sahasına gönderilir. Buradan da gemiye yüklenir. Konteynerlerin yüklenip boşaltılmasında özel teçhizat ve ekipman kullanılır. (Denizcilik Müsteşarlığı, 1997:87) 1.2. KONTEYNER ÇEŞİTLERİ Konteynerler boylarıyla birbirinden ayırt edilir. 40'lık Konteyner denildiğinde boyu 40 kadem olan konteyner anlaşılır. Konteynerlerin darası, iç hacmi, iç boyutları ve dolayısıyla yük kapasitesi yapım malzemesine bağlı olarak değişebilmektedir. Konteyner boyutlarına göre özellikleri karşılaştırmalı olarak Tablo 1’de verilmektedir : ( Akten, Albayrak, 1988:135 ) 5 Tablo 1 Konteyner Kapasiteleri Konteyner Kapasiteleri -----------------------------------------------------------------------------------------------------Tür ISO Kodu İç Hacmi(m3) Azami Yük Kapasitesi ton ----------------------------------------------------------------------------------------------------40 30 20 10 1A 60.5 25.0 1AA 64.8 25.0 1B 45.0 22.0 1BB 48.2 22.0 1C 29.0 18.0 1CC 31.3 18.0 1D 14.1 10.0 1.2.1. GENEL KARGO KONTEYNERLERİ Hava taşımacılığında kullanılmayan, sıcaklık kontrolü gerektiren kargo, sıvı, gaz, hayvan, otomobil v.b. gibi özel yüklerin taşınması yapılmayan konteynerlerdir.(Arpacıoğlu, 1995: 22-23) Şekil 1. 20’lik ve 40’lik genel kargo konteynerleri (çevrimiçi, 1) 1.2.1.1. Genel Amaçlı (Standart) Konteynerler Tamamı hava koşullarına karşı korunmuş, sağlam çatısı, zemini ve yan duvarları olan, arka-ön duvarlarından birinde kapısı olan büyük yüklere uygun konteynerlerdir. Üstü açılabilenleri de vardır. 6 Şekil 2. Open top konteyner. 1.2.1.2. Özel Amaçlı Konteynerler Yüklenip boşaltılmaları için herhangi bir uçtaki kapı haricinde, değişik özel dizayna sahip, ayrıca tüm genel yük konteynerleri gibi olup, havalandırma özellikleri mevcuttur. Bu tipteki konteynerler kendi aralarında aşağıdaki gibi sınıflandırılabilmektedir: • Kapalı havalandırmalı konteynerler, doğal yada özel bir sistemle havalandırma özelliğine sahip genel amaçlı, • Üstü açık konteynerler, çatıları, esnek yada hareketli branda veya plastikle örtülü, genel amaçlı, • Platform konteynerler, yan duvarları sağlam olmayan veya hiç bulunmayan genel amaçlıdırlar. 1.2.1.3. Flat (Düz) Konteynerler Yapıları basit, tek tabandan oluşan ve bağlama elemanları mevcut konteynerlerdir. Şekil 3. Flat(düz) Konteyner 7 1.2.2. ÖZEL KARGO KONTEYNERLERİ Taşınmasında bir takım özellikler isteyen yüklerin yapısına bağlı olarak dizayn edilmiş konteynerlerdir. Bunlarında yük özelliklerine göre çeşitleri vardır: (Arpacıoğlu, 1995: 23-24) 1.2.2.1. Termal Konteynerler Tüm çeperleri ısıya karşı korunmuş, özel yapıdaki konteynerlerdir. Termal konteynerler ise aşağıdaki gibi sınıflandırılmaktadır: • İzoleli konteynerler • Soğutma sistemli konteynerler • Mekanik soğutmalı konteynerler • Isıtmalı konteynerler • Soğutmalı ve ısıtmalı konteynerler • Tank konteynerler • Yüke göre isimlendirilmiş konteynerler Şekil 4. Sırasıyla tank ve izoleli konteyner 1.3. KONTEYNERİN TARİHSEL GELİŞİMİ Konteyner, taşımalarda ilk kez 1955 yılında kullanılmaya başlamıştır.Malcolm McLean, yükün imal yerinde treylere konup, bu treylerle alıcısına gönderilmesinin zaman kazandırıcı ve ekonomik olacağını düşündü.Ona göre, yük bir kere treyler üzerine istiflenince fabrikadan limana, oradan gemiye,varma limanında boşaltıldıktan sonra da alıcının ardiyesine treylerle birlikte indi-bindisiz sevk edilebilirdi. 8 Malcolm McLean, North Caroline’da bir kamyon firmasının sahibiydi.Onun düşüncesine göre,yükün satıcının deposunda treylere yüklenip alıcının ardiyesinde / mağazasında boşaltılması, yükleme/tahliye limanlarında ve ara taşımalarda yükü indi-bindiden kurtaracaktı.McLean, düşüncesini uygulamak üzere küçük çaplı bir denizcilik firmasını satın aldı,adını Sealand olarak değiştirdi ve 1956 yılında New York-Meksiko Körfezi-Porto Riko limanları arasında deneme taşımalarına başladı.Sonrasında da yeniden yapılandırdığı II.Dünya Savaşından kalma bir T2 tankerini Atlantik-aşırı taşımalarda kullandı. (Chadwin ve diğ., 1990: 2) Konvansiyonel yük taşımacılığından modern konteynercilik bağlamında ilk ayrılış, 1957 senesinde Pan SteamShip Company’nin altı konvansiyonel gemisinde konteyner petekleri yapmasıyla başlar. Bu firma 8x8x35 footluk konteynerler kullanmaya başlamış, ayrıca gemide ortalama gross ağırlığı 25 ton olan bu konteynerlerin tahliye ve yüklenmesi için özel vinçler koydurmuştur. Konteynerler çok kuvvetli ve dirençli olarak yapılmış olup, 4 tanesi üst üste sıralanabiliyordu.1959’un başlarında Matson Navigation Company Hawai ile Amerika arasında konteyner taşımaya başladı. (İçelli, R., 1976) Görüldüğü gibi, konteynerler, yaklaşık 50 yıldan beri yük taşıma aracı olarak piyasada yer almaktadır. Konteynerler, her bir transfer noktasında içerisindekilerin açılıp boşaltılmak zorunda kalınmadığı diğerlerine göre oldukça tek şekilli kutulardır. Konteynerler, yükün hızlı ve kolay elleçlenmesi için tasarlanmışlardır. Tahliye ve yükleme süreçlerindeki avantajlarıyla standartlaştırılması müşteriler için de birlikte metal kutuların pek çok avantaj (hava koşullarından ve hırsızlıktan korunma, iyileştirilmiş ve basitleştirilmiş çizelgeleme ve kontrol , yükün daha karlı fiziksel akışı) sağlamaktadır. Yavaş başlangıcı izleyen patlama, amacına uygun tasarlanmış gemiler, uygun ekipmanlarla donatılmış ve bu taşımacılığa uyarlanmış liman terminalleri ve satın alınma veya kiralama yoluyla edinilen konteynerlere yapılan büyük yatırımlar sayesinde gerçekleşmiştir. Büyük çaplı konteyner aktarmaları ekonomik verimlilik ve hızla büyüyen pazar payını oluşturdu. Bu bağlamda konteyner aktarması 9 konteyner sahasında konteynerin geçici süre ile depolanması ile birlikte bir araçtan bir diğerine transferini de tanımlamaktadır. (Steenken, VoB, Stahlbock, 2004:3) 1.4. KONTEYNER TAŞIMACILIĞI Konteyner, taşımacılıkta bir yeni bir dönem açmıştır. İlk olarak limanlarda elleçlenen yüklerin miktarı artmış, buna bağlı olarak da üretim artmıştır. Konteynerlerle birlikte, limana bağımlı klasik taşımacılığı, kapıdan kapıya hizmet anlayışını esas alan günümüz taşımacılığına dönüşmüştür. Konteyner taşımacılığında limanlar yükün geçiş noktaları durumuna gelmiştir. Konteyner taşımacılığının gelişmesiyle limanların konteyner yükleme, tahliye, depolama işlemlerine uygun şekilde düzenlenmesi gerekmiştir. Yüklerin konteynerleşmeye başlandığı son yirmi yıllık dönemde, genel yük (kırkambar) taşımacılığı bu değişimden etkilenmiştir. Konteyner taşımacılığı için gereken teknolojik yeniliklere uyum gösterememesinin ulaştırma sistemine olumsuz etkileri vardır. Bu tür olumsuz etkiler, tüm ulusal ekonomide hissedildiği gibi denizcilik sektöründe de gözlemlenebilir. Böyle bir darboğazdan yüksek büyüme oranlarına sahip, gelişmekte olan ülkeler çıkabilmiştir. Konteynerler, bir taşıma ortamının aracından diğerine aktarılmak sureti ile taşımacılıkta kolaylıklar yaratırlar. Taşımacılığın konteynerleşmesinin hedefi taşıma maliyetlerini en aza indirerek ürünlerin yer değiştirmesi sağlamaktır. ( Öztek, t.y.: 139-140) Konteynerleşememenin verdiği olumsuzluk, konteyner gemileri ile konvansiyel gemilerin arasındaki farktan kaynaklanmaktadır. Bu bakımdan, konteyner ve konvansiyonel gemi ile deniz taşımacılığının gerçekleştirilmesinde sonuçlar, üstünlükler açısından karşılaştırılabilir. Buna göre: 1. Konvansiyonel gemi ile taşıma ücreti yüksek olan bir yük ya konteynere konularak ya da en azından birimleştirilerek daha ucuza taşınabilir. Konteyner taşımacılığına yönelmeyen layner (liner) işletmeler, yük paylarının bir kısmını kaybederler. 10 2. Konteyner gemilerine öncelik tanıyan limanlarda, layner işletmelerin konvansiyonel gemileri bekletilebilir. 3. Limanların konteyner hizmeti verememesi, ulusal ekonomi açısından ticaret kaybına neden olur. Arıca, söz konusu ülkeye uygulanan taşıma ücretleri yükselir. 4. Dış alımlarında konteyner taşımacılığına yönelen ülkeler, yurtdışı satışlarında deniz taşımacılığı için bir seçenek oluştururlar. Aksi durumda, dış alım nedeniyle ülkeye gönderilen konteynerler yurtdışı satışta konteyner kullanılmadığı için boş bekler ve boş geri döner. Bu olay, konteyner taşımacılığında maliyetleri yükseltir. Gelişmekte olan ülkeler, sanayileşmiş ülkelerdeki taşımacılık işletmeleri ile konteyner sistemine uyum göstermeleri gerekir. Bu modern taşımcılık teknolojisine geçişte, düzenli (layner-liner) taşımacılık işletmeleri liman ve yurtiçi taşımacılığı gerçekleştirecek işletmelerin yetkilileri birlikte çalışmalıdır. Bu ortak çalışma, değişik alanlarda yatırımların aynı anda başlamasına neden olur. Konteyner taşımacılığına uyum sağlamamış bir limanı konteynerlerle doldurmak limanda verim düşüklüğüne yol açar. Konteyner kullanımı, ancak sistem bütünlüğü sağlandığında karlı sonuçlar verir. Taşımacılık sisteminde, konteyner kullanımı tüm liman işlemlerini içerir. Sistemi oluşturan işlemlerin eş zamanlılığı ( senkronizasyon) üstünlükler yaratır. Bu nedenle, düzenli bir işlemler bütünü konteyner kullanımını olası kılar. Konteyner kullanımına, limandan limana bir taşımacılık olarak bakmak çok yanlıştır. Limanların taşımacılık sistemine uyumundan sonra liman gerisi bölgelere konteynerlerin dağılımını gerçekleştirecek kara, demiryolu taşımacılığı da yatırım gerektirir. Deniz taşımacılığında, konteynerlerin ağırlık kazanmasına bağlı olarak, sektörün ticari ve pazarlama anlayışının yanı sıra gemilerin yapısal özellikleri, tasarımları da değişmiştir. 11 Konteyner, diğer birimleştirilmiş yük sistemlerine yeni bir düşünce yapısını getirmiştir. Bu, Ekspres Taşıma Sistemi’dir.) Bilgisayar denetiminde, el değmeden yükleme-tahliye için limanda gemilerin bekleme süresini en aza indiren ekspres taşıma sistemi, kusursuz gemiciden çok, sisteme egemen yöneticiler gerektirir. Konteynerizasyon, özellikle limanlardaki işçi sorunları ve daha fazla verimlilik gereksinmesi sonucunda ortaya çıkmıştır. Düzenli taşımacılık (liner) hizmetinden konteyner dolayısıyla, ekspres taşıma sistemine geçiş yüksek maliyetlidir. Örneğin, konteyner taşımasına göre limanların uyumlandırılması, önemli bir sabit sermaye yatırımın gerektirir. Bu nedenle konteynerizasyona bağlı olarak doğan ekspres taşımacılık sistemi, gelişmiş ülkelerde yaygınlaşmıştır. Gelişmekte olan ülkelerin sabit sermaye yatırımını kendi başlarına sağlamaları zor olduğundan uluslar arası ortak girişimler için verimli bir alan oluşmaktadır. ( Öztek, t.y.: 141-143) Bugün gemi büyüklüğü ve kapasitesine hız faktörünün eklenmesiyle belirginleşen yüksek verimlilik ve karlılık oranı, konteynerlerin deniz taşımacılığındaki öneminin ortaya koymaktadır. Bir konteyner gemisi, taşıma bölgesindeki 7,9 konvansiyonel geminin işini yapabilecek güçtedir. Bu güce, yüksek hız, minimum liman süresi ve büyütülmüş taşıma kapasitesiyle erişilmiştir. Limana bağlılığı azaltması nedeniyle de taşıma maliyetlerinde düşüş sağlanmaktadır. (Denizcilik Müsteşarlığı, 1997:87) 1.4.1. DÜNYADA KONTEYNER TAŞIMACILIĞI İkinci Dünya Savaşı sona erdiğinde, savaşta başarıyla uygulanmış birçok teknoloji gibi, bu taşıma sistemi de sivil hayata adapte edilmiştir. İkinci Dünya Savaşı’nda ve sonrasında konteyner taşıması normal inşa edilmiş gemilerle ve geminin konteyner sığabilecek yerlerinde, özellikle güverteye konularak yapılıyordu. Ancak askeri malzeme haricinde, ticari eşya taşıması söz konusu olduğunda tek otorite yerine, bir çok tarafın çıkarları söz konusu olacağı için standart ambalajların (konteyner) sağlanması, mülkiyeti yada kiralanması, taşımanın çeşitli aşamalarında el değiştirmesi ile ilgili birçok soruna ve bu tip ambalajla taşınan ticari yükün 12 satıcıdan teslim alınması, limana sevki sırasında satıcı/taşıyıcı daha sonra gemi/taşıyıcı/alıcı arasındaki ilişkileri düzenlemek ve çıkabilecek karmaşık hukuki sorunlara çözüm bulmak gerekmiştir. Ambalajlar standart hale getirilip, mümkün olan en fazla adedi taşıyarak, konteyner başına maliyetin düşürülmesine çalışılmıştır. Konvansiyonel ticaret gemileri ile taşınan yükler genellikle yükleme, taşıma ve tahliye sırasında bazı hasarlara uğramaları nedeniyle yüklerin ‘’Konteyner’’ denilen çelik kasalara, kaplara konularak taşınmasına başlanmış ve bu taşıma son yıllarda önemli derecede artış göstermiştir. Bu çelik kapların taşınması için yapılan özel gemilere de ‘’Konteyner Gemileri’’ denmiştir. Konteyner yükleme ve boşaltılmasının standart ekipmanlar kullanılarak çok hızlı yapılması da çok büyük bir avantaj olarak kabul edilmektedir. Dünya deniz ticaretinin önemli bir bölümünde kullanılan konteyner taşımacılığı, her geçen gün yeni boyutlara ulaşarak gelişmesini sürdürmüştür. Kuru yük, standart konteynerlerin hızlı ve yaygın kullanımı, gelişmiş ülkelerin taşıma yapılarında değişikliklere, denizle, kara ve hava taşıma sistemlerinin entegrasyonuna; konteynerlerin birim yük olarak kapıdan kapıya taşınmasına ve bu fiziksel gelişmelerin tümü, ulaştırma zincirinde idari değişikliklere neden olmuştur. Bu nedenle, dünya limanlarındaki konteyner elleçleme miktarında sürekli bir artış görülmüştür. 1995 yılı başlarında, konteyner filosu, toplam 1590 gemiyle, dünya filosu içerisinde yüzde 4,3 oranında bir paya sahipken, 1996 başlarında 1747 gemiyle yüzde 4,7 oranına ulaşmıştır. Konteyner gemi siparişleri de son yıllarda artarak devam etmiştir. (Denizcilik Müsteşarlığı, 1997:87) Dünya üzerindeki TEU kapasitesinin % 75’ i ve bütün tam bölmeli konteyner gemilerinin % 65’ i sadece 15 işletici (operator) tarafından kontrol edilmektedir. Bunların en büyüğü, dünya filo kapasitesinin % 13.5’ ini oluşturan 684.000 TEU kapasitesini işletmekte olan Maersk Sealand şirketidir. Bu en büyük 15 işleticinin 9 tanesinin filolarının büyük kısmı küresel ittifak içinde yer almaktadır. Tüm konteyner kapasitesinin yaklaşık % 28’ i 3 ittifak içinde (Chky ittifakı, Grand 13 Amerıcana dahil Grand ittifak ve New World ittifakı) çalıştırılmaktadır. 3 Büyük ve bağımsız taşıyıcı ile beraber (Maersk Sealand, MSC ve Evergreen), bu küresel oyuncular, dünya konteyner taşımacılığındaki tüm TEU kapasitesinin yaklaşık % 55’ ini oluşturan pazar payına sahiptirler. (DTO, 2004) Tablo 2’de Dünya’nın en büyük konteyner hat işletmecilerinin toplam TEU kapasitesi, kiradaki gemilerinin yüzdeleri ve ortalama gemi boyutları yer almaktadır. Tablo 2 Dünyanın en büyük konteyner hatları işletmecileri İŞLETEN TOTAL ADET 1000 TEU % KİRALAMA ORTALAMA ADET GEMİ TEU BOYUTU TEU MAERSK 221 683.6 52.0 40.8 3,093 MSC 146 407.7 57.5 56.1 2,793 EVERGREEN 121 378.2 15.7 11.5 3,126 PONL 122 374.2 63.1 53.3 3.067 HANJIN 75 279.3 73.3 68.0 3,724 APL 58 225.3 53.4 49.2 3,885 CMA-CGM 60 197,0 73.3 68.8 3,283 COSCO 64 192.0 7.8 8.1 3,000 K-LINE 58 190.2 69.0 63.0 3,279 NYK 61 174.3 55.7 42.9 2,858 MOL 49 149.0 61.2 57.9 3,042 OOCL 35 136.6 45.7 44.6 3,902 HARAG-LLOYD 34 135.0 35.3 24.2 3,970 CP SHIPS 56 131.4 53.6 48.4 2.347 ZIM 42 122,8 54.8 46.4 2,925 629 1,283 59.3 58.0 2,040 1,831 5,060 54.0 48.3 2,764 OTHERS TOTAL 14 Günümüzde açık-deniz genel yükünün (kırk ambar eşyasının) %60’ından fazlası konteynerlerle taşınmaktadır. Bazı hatlarda özelliklede ekonomik yönden güçlü ve istikrarlı ülkeler arasında, bu oran %100’e kadar çıkmıştır. Bir uluslar arası pazar analizi, 1995 yılında kullanımda 9,2 milyon TEU olduğunu belirtmiştir. Konteyner filosu 1985 yılındaki 4,9 milyon TEU luk çapını 10 yıl içerisinde iki katına çıkarmıştır. Konteyner yük taşımacılığı için olumlu bir tahmine göre benzer bir gelişme gelecekte de beklenebilir. Şekil 5, 1993-2002 döneminde en büyük 10 konteyner terminalinin cirosunu göstermektedir. Şekil 6, yüksek artış oranlı konteynerleşme trendini, dünya ticareti, denizyolu taşımacılığı ve dünya gayrisafi milli hasıla hadleriyle kıyaslamalı olarak vermektedir. Şekil 5 1993-2002 Döneminde dünyanın en büyük 10 konteyner terminalinin konteyner cirosu 15 Şekil 6 Konteynerleşme trendi: konteyner cirosunun büyük gelişimi Konteyner taşımalarının sayısal artışı konteyner terminallerinde, konteyner lojistiğinde ve yönetiminde ve aynı zamanda da teknik ekipmanda yüksek talebe yol açmıştır. Limanlar özellikle de coğrafi konum olarak birbirine yakın olanlar arasındaki artan rekabet bu gelişmenin bir sonucudur. Deniz limanları; okyanus (açık-deniz) taşımacıları ve yakın-sefer taşımacıları kadar karayolu ve demiryolu hizmeti veren taşımacılar için de rekabet ederler. Bir konteyner limanının rekabetçiliği özellikle gemilerin yükleme ve tahliye işlemleri için limanda kalma süresi gibi değişik başarı faktörleriyle belirlenir. O yüzden çok önemli bir diğer rekabetçilik avantajı da konteynerlerin hızlı devridir ki, bu da gemilerin limanda kalma süresinin ve aktarma işleminin kendisinin maliyetinin azalmasına neden olur. Terminal operasyonları için kapsamlı amaç, geminin rıhtımda kalma süresinin minimizasyonu yönündedir. (Steenken ve diğ., 2004: 5) 1.4.2. TÜRKİYE’DE KONTEYNER TAŞIMACILIĞI Türkiye’de konteyner taşımacılığı, kırkambar tabir edilen konvansiyonel gemilerle (güverte yükü olarak) ya semi-konteyner gemileri ile yada çok maksatlı gemiler ile 16 yapılmaktadır. Bunların kapasiteleri full- konteyner gemilerine göre düşüktür. Türkiye’den dış dünyaya pek çok konteyner hattımız olmasına karşın yeterli konteyner filomuz olmaması nedeniyle bu hatlarda yabancı bayraklı gemiler çalıştırılmaktadır. Şekil 7’de Türkiyenin konteyner filosu gelişimi gösterilmiştir. TÜRK DENİZ TİCARET FİLOSUNDA KONTEYNERİN DWT GELİŞİMİ (X000) 1994-2003 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 2003 2002 2001 2000 1999 1998 1997 1996 1995 1994 TÜRK DENİZ TİCARET FİLOSUNDA KONTEYNERİN DWT GELİŞİMİ (X000) 1994-2003 Şekil 7 Türk deniz ticaret konteyner gemi filosunun gelişimi Türk Limanlarn’dan konteyner elleçlemesi, TCDD limanları ile İzmit Körfezi, Gemlik ve Ambarlı’daki özel liman ve iskelelerde yapılmaktadır. Türkiye Limanlarında gerçekleşmiş elleçlenen konteyner miktarları Tablo 3 ‘te verilmiştir. Ton-km olarak en ucuz nakliye şekli olan deniz taşımacılığımızın, özellikle iç sularda ve konteyner taşımacılığı şeklinde geliştirilmesi, son kullanıcı maliyetlerini geri çekecektir. Konteynerlerin iç sularda denizyolu ile taşınması, ayrıca kombine (multimodal) taşımacılığında ülke içinde yaygınlaşmasına yardımcı olacaktır. Anadolu limanlarına veya bu limanlardan büyük şehirlerimize yapılacak olan taşımacılık küçük şehirlerimizdeki limanlarımızın da verimli çalışmasını sağlayacaktır. (DTO, 2004) 17 Tablo 3 2003 Yılı Türkiye Limanları Konteyner Elleçleme Miktarı LİMAN İTHAL (TEU) İHRAÇ (TEU) TOPLAM (TEU) % MARLİM ÜYELERİ 506.563 381.677 (x)888.240 35,7 TCDD HAYDARPAŞA 127.243 117.224 244.467 9,8 TCDD İZMİR 347.539 353.256 700.795 28,1 TCDD MERSİN 236.156 230.955 467.111 18,8 TCDD (DİĞER) 1.394 2.287 3.681 0,1 GEMPORT 83.968 88.838 172.806 6,9 TRABZON 1.562 2.099 3.661 0,1 ANTALYA 5.399 5.797 11.196 0,5 1.309.824 1.182.133 2.491.957 100 TOPLAM (x) Marlim üyelerinin ithalat rakamının içinde transitte dahil edilmiştir. 18 BÖLÜM 2. KONTEYNER TERMİNALİ Konteyner terminalleri global ulaştırma ağında taşıma sistemlerinin bağlantı noktalarıdır (interface). Bir konteyner terminali denizdeki gemiler ile karadaki taşıtları birleştiren, taşıma modlarının buluştuğu bir noktadır. Bir konteyner terminali konteyner taşıyanlar için yükleme ve tahliye hizmetlerinin sağlanmasının ötesinde konteynerlerin iki yolculuk arası geçici depolama alanı olarak hizmet verir.( Zhang ve diğerleri, 2004:884) Konteyner terminali, konteynerlerin gemilerden alınarak kara taşıtlarına ( kamyon, tren, veya kanal barçı gibi) aktarıldığı yerdir. Bu yüzden, intermodal taşımacılık ağında başlıca düğümdür. . (Chadwin ve diğ., 1990: 1) Genellikle terminal sözcüğü ulaştırma endüstrisinde taşınma sürecindeki (transitteki) (goods in transit) malların başlangıç ya da bitiş noktası anlamına gelmektedir. Ancak intermodal taşımacılıkta transitteki malların bir taşıma modundaki bitiş noktası diğer bir mod için başlangıç noktası anlamına gelmektedir; bu yüzden de bir konteyner terminali başlangıç ya da bitiş noktası yerine bir bağlantı noktası olarak tanımlanmalıdır. 2.1. KONTEYNER TERMİNALİNİN FONKSİYONLARI Kapıdan kapıya teslimatı içeren uluslararası konteyner trafiğinde, intermodal taşımacılık, bir deniz ayağıyla bu ana ayağın her iki ucundaki bağlantılı kara ve/ veya demiryolu ara ayağından oluşmaktadır. O halde konteyner terminali, deniz ve kara ve/veya demiryolu arasında taşıma modlarının (sistemlerinin) değiştirilebildiği, gemi ila gemi veya gemi ile iç su (inland waterway) gemileri arasında aktarmaların yapıldığı tesislerdir. Bir konteyner terminalinin birincil fonksiyonu kendisine bağlantılı olan farklı taşıma modları arasında konteynerleri zamanında, doğru ve güvenli olarak aktarmaktır. 19 İntermodal konteyner taşımacılık sisteminin bütününde konteyner terminalleri buluşma noktalarıdır. Bu, konteyner terminallerinin aktarma fonksiyonunu da tanımlamakta; yani konteyner terminalleri, genellikle, ana hat gemileri ile ara hat gemileri (feeder vessels) veya karayolu /demiryolu taşıtları arasında konteynerleri aktarmaktadırlar. Konteyner terminali ile bağlantı içindeki her bir taşıma modunun farklı özellikleri Tablo 4 ‘de verilmektedir. Tablo 4 Konteyner Terminali İle Bağlantılı Taşıma Modlarının Özellikleri Bir Seferdeki Konteyner Miktarı Deniz Yolu Taşımacılığı Ana Hatlar Ara Hatlar Orta Büyük Büyüklükteki Partiler Partiler Halinde Halinde Kara Yolu Taşımacılığı Demir Yolu Taşımacılığı Tek tek Küçük Partiler Halinde Hizmetler Düzenli, Periyodik Düzenli, Periyodik Düzenli, Periyodik Elleçleme Süresi Sınırlı Sınırlı Sınırlı Elleçlemenin Önceden Planlanması Mümkün Mümkün Mümkün Düzensiz ve zaman zaman Sınırsız ama mümkün olduğunca kısa Neredeyse imkansız Ana hat gemileri ölçek ekonomisinin avantajlarını kullanarak büyük çapta konteyner taşırlar. Buna kıyasla, ara hat gemileri orta büyüklükteki partilerin taşınmasını sağlar, demiryolları ise ona nazaran daha küçük partileri taşır. Karayolu taşımacılığı da konteynerlerin tek-tek ve kapıdan-kapıya teslim yerine iletilmesini üstlenir. Ancak, karayolu taşımacılığının diğerlerinden farklı özellikleri vardır. Deniz ve demir yolu taşımacılığı düzenli ve periyodik hizmet sağlar ve konteynerlerin elleçlenmesi için gereken zaman bir kural olarak programlanmış ve tanımlanmıştır. Bu nedenle elleçleme önceden planlanabilmektedir. Oysa, karayolu taşımacılığı genellikle düzensizdir. Elleçleme programlarının tanımlanması çoğu zaman güç olmaktadır. Çünkü yükleyici yada alıcının elverişliliğine, karayollarındaki trafiğe göre değişebilmektedir. Buna rağmen elleçleme için gereken zaman mümkün 20 olduğunca kısa olmalıdır. O nedenle karayolu taşımacılığında konteyner elleçleme için önceden planlama yapmak genellikle çok zor ve bazen terminal operatörlerinin kontrolü dışındaki bazı tesadüfi faktorlere bağlı olması nedeniyle de imkansızdır. Farklı taşıma modlarının farklı karakteristikleri zorunlu olarak konteyner terminaline bir fonksiyon daha yüklemektedir. Büyük çaplı deniz taşımacılığı ile ona kıyasla orta büyüklükteki demiryolu taşımaları ve küçük çaplı karayolu taşımaları arasında zamanında ve gerektiği gibi aktarma yapabilmek için konteynerlerin geçici depolanması kaçınılmazdır. (Watanabe, 2004: 3) Ayrıca, konteyner terminalleri taşıma modlarının farklı yapılarını birbirlerine uyarlayabilmek için bir tampon fonksiyonu sağlarlar. Bu depolama fonksiyonu, bir taşıma aracından diğerine aktarılacak konteynerlerin “taşıtı beklemesi” için gerekli hizmet şeklinde olup, salt depolama hizmeti veren depoların fonksiyonundan farklıdır. Konteynerde taşınan yükler ful konteyner yükü veya parsiyel yük olarak taşınırlar; ikinci tip taşımalarda aynı çıkış/varış yerine ait küçük parti yükler aynı konteynerde konsolide edilmektedirler. Kırkambar yüklerin konsolidasyonu fonksiyonu bazı konteyner terminalleri tarafından gerçekleştirilir; fakat zorunlu bir ihtiyaç da değildir. Bu daha çok terminalin sınır koşullarına bağlıdır. Çoğu durumda konsolidasyon fonksiyonu terminal dışındaki diğer işletmelere bırakılır. Bir diğer fonksiyon ise, diğer üç fonksiyonun performansını destekleyen yedekleme (back-up) fonksiyonudur. Örneğin, konteyner terminalinde ve konteyner yük istasyonunda, elleçleme ekipmanının denetim, kontrol ve onarımını gerçekleştiren bakım birimlerinin bulunması gibi. Tipik bir konteyner terminalinde yeralan tesisler yukarıda anlatılan dört fonksiyona göre sınıflandırılırlar. Rıhtım, apron, toparlama sahası (marshalling yard), kapı ve kontrol kulesi, taşıma modları arasında aktarma fonksiyonunu ve depolama fonksiyonunu gerçekleştiren tesisler; bakım birimleri, yakıt istasyonu, elektrik santralı ve konteyner temizleme birimi gibi yedekleme fonksiyonunu gerçekleştiren tesisler her konteyner terminali için zorunludur. 21 Ancak boş konteyner deposu, konteyner tamir tesisi ve konsolidasyon için gereken konteyner yük istasyonu (CFS) gibi tesisler bir konteyner terminali için zorunlu olan ihtiyaçlar değillerdir. sağlanabilirler; Bu hizmetler konteyner terminalinin dışından da terminalin alanını ve şeklini kapsayan sınır koşullarına göre terminalin çevresinde olmaları tercih edilmektedir. Aktarma fonksiyonu direkt olarak konteyner terminalinin verimliliği ile ilgilidir; depolama fonksiyonu da potansiyel olarak bu verimliliği destekler. Diğer bir ifade ile, aktarma fonksiyonu konteyner terminalindeki dinamik aktiviteler anlamına gelirken; depolama da statik aktiviteler anlamına gelmektedir (Watanabe, 2004: 4) 2.2. KONTEYNER TERMİNALİNİN YAPISI Genel anlamda, konteyner terminalleri iki dış ara yüzey arasında malzeme akışının olduğu açık sistemler olarak tanımlanabilmektedir. Bu ara yüzeyler, gemilerin yüklenip boşaltıldığı rıhtım tarafı ile konteynerlerin kamyonlara ve trenlere yüklenip onlardan boşaltıldığı kara tarafıdır. Konteynerler, rıhtım ve kara tarafındaki operasyonların ayrımını kolaylaştırmak için istif bloklarında depolanırlar. Limana varışından sonra bir konteyner gemisi konteynerleri boşaltıp yükleyen vinçlerle donatılmış bir rıhtıma yanaştırılırlar. Boşaltılan ithal konteynerler, daha sonra aktarılacakları yere yakın saha pozisyonlarına konuşlandırılırlar. Kara veya demir yolu ile terminale gelen konteynerler tır ve tren operasyon sahaları içerisinde elleçlenirler. Onlar limana ait araçlar tarafından alınır ve sahadaki ilgili depolama yerlerine dağıtılırlar. Terminal içerisinde boş depo yada sundurma varsa ek hareketler gerçekleştirilir, bu hareketler boş stok, paketleme merkezi ve ithal ve ihraç stokları arasındaki taşımaları kapsar. Rıhtım tarafında farklı tipteki gemilere hizmet verilmektedir. Bunlardan en önemlileri farklı ülke ve kıtalardaki limanlar arasında sefer yapan 8000 TEU 22 kapasiteli açık-deniz gemileridir. Bu gemiler 320 metre uzunluğunda, 43 metre genişliğinde ve 13 metre derinliğe sahiptirler; güvertede konteynerler 8 kat üst üste 17 sıra yan yana ve ambarda da 9 kat yükseklikte ve 15 sıra genişliğinde depolanabilirler. Büyük limanlarda 2000 kadar konteynerin yüklenmesi yaygındır ve aynısı tahliye için de geçerlidir. 100 ila 1200 TEU kapasiteli (feeder) ara gemiler açık deniz gemilerinin konteyner yükleyip boşalttığı açık deniz limanları ile bölgesel ufak limanlar arasındaki taşımaları gerçekleştirirler. Fonksiyonel olarak barçlar (mavna) kamyon ve trenler gibi hinterlant ulaştırması anlamındadır ama operasyonel olarak da rıhtım vinçlerinin hizmet verdiği gemilerdir. Kamyonlar, 3 TEU ‘ya kadar taşıma kapasitesine sahiptirler. Konteyner terminallerinde yükleme ve tahliyenın yapıldığı transfer noktalarına yönlendirilirler. Trenlere hizmet verebilmek için birkaç hatlı (tracks) demiryolu istasyonları da konteyner terminallerinin bir parçası olabilir. Bir yük katarının kapasitesi yaklaşık 120 TEU kadardır. Bir terminali belli bir hinterlant destinasyonu ile birleştiren mekik trenler artan bir öneme sahiptirler. Hinterlant ulaştırmasının taşıma modları arasındaki paylaşımı farklı limanlar için kendine özgüdür ve bunun limanın yerleşim düzeni ve ekipman çeşidi üzerinde direkt etkisi vardır. Örneğin hinterlant ulaşımının taşıma modları arasındaki dağılımı Şekil 8’de görüldüğü üzere, Hamburg Limanı için %47’si kamyon, %35 feeder (ara taşıma gemileri), ve %18’i demiryolu; Rotterdam Limanı’nda : %50 kamyon, %40 feeder (ara taşıma gemileri) ve %10 demiryolu; Hong Kong Limanı’nda: %90’dan fazlası kamyon, %10’dan azı feeder (ara taşıma gemileri); Singapur Limanı’nda : %20 kamyon, %80 feeder (ara taşıma gemileri) ‘dır. 23 100% 80% 60% DEMİRYOLU (%) ARA TAŞIMA GEMİLERİ (%) 40% KAMYON (%) 20% 0% Hamburg Roterdam Hong Kong Singapur Şekil 8 Dünyadaki Başlıca Limanların Hinterlant Ulaşımının Taşıma Modları Arasındaki Dağılımı Konteyner depolama sahası farklı bloklara ayrılmaktadır. Her bir blok da kendi içinde sıra bölme ve katlara ayrılmaktadır. Bazı istif alanları elektrik bağlantısı gerektiren soğutuculu konteynerler, tehlikeli maddeler veya normal istif edilemeyecek genişlikte ve yükseklikteki konteynerler gibi özellikli konteynerler için ayrılmaktadır. Ancak, çoğu kez ihraç, ithal, özel ve boş konteynerler için saha, alanlara ayrılmaktadır. Bu genel fonksiyonlarının yanında, bazı terminaller operasyonel birimlerine göre de ayrılmaktadırlar. Örneğin; terminal içerisinde bir demiryolu istasyonu yoksa konteynerlerin kamyonlarla veya diğer bir kara ulaştırması ile terminal ve dış istasyon arasında taşınması zorunludur. Bu da ek lojistik taleplerle sonuçlanmaktadır. Terminal alanı içerisinde eğer sundurma varsa diğer faklılıklar gerçekleşir. Sundurmalarda konteynerler doldurulur ve boşaltılır ve mallar da depolanırlar. Saha blokları ile sundurmaları birleştiren ilave hareketler gerçekleştirilmek zorundadır. Aynısı gemi hatlarının ihtiyaçlarına göre depolanan boş konteynerlerin bulunduğu boş depolar içinde geçerlidir. (Steenken, VoB, Stahlbock, 2004:7) 24 2.3. KONTEYNER TERMİNALİNİN ÖZELLİKLERİ 1980’lerin ikinci yarısında limanların yıllık konteyner üretimi esasına göre sıralanmasında büyük bir değişim gerçekleşti. Yüklerin hinterlantlarından gelmeyip hinterlantlarına gönderilmediği, yüklerin sadece aktarıldığı Singapur, Hong Kong ve Kaohsiung gibi limanlar yüklerinin hinterlantlarından gelip hinterlantlarına gönderildiği New York ve Kobe gibi ileri fırlayan limanları geçerek zirveye ulaştılar. Bu değişimin ana nedeni 3500 TEU’ dan fazla kapasiteli ana gemilerle ana hat hizmetini, ara taşıma hizmetleriyle birleştiren dördüncü nesil konteyner taşımacılığında network (şebeke) sisteminin gelişmesiydi. Üçüncü nesilde geniş bir hinterlanda hizmet veren limanlar zirvedeydi; çünkü çoğu liman ana hat hizmetleri için uğrak limanı olarak sınıflandırılmaktaydı. Bu durum, birçok limanın hizmetleri açısından uğrak limanı olarak görülmesinden doğmaktaydı. Ancak dördüncü nesilde limanların konteyner servis şebekeleri ana hatlar ve ara hatlar olmak üzere iki kategoride yeniden sınıflandırıldı. Dördüncü nesil ana hat gemilerinin uğradığı limanlar, ara hat şebekelerinin ve büyük hinterlanda sahip limanları birleştiren hub merkezleri olarak sınırlandırıldılar. Sonuçta, eskiden bazı ana hatlara da hizmet veren limanlar, şimdi sadece ara hatlara hizmet vermek durumunda kaldılar. Konteyner limanları sıralamasındaki değişimin ana nedeni budur. New York/New Jersey veya Kobe gibi gelişmiş ülkelerdeki limanlar geniş bir hinterlanda hizmet verirler. Ancak, çevrelerindeki limanların acımasız rekabeti yüzünden konteyner üretimindeki hızlı artışı başarmaları çok güç olmuştur. Diğer taraftan, Güney-Doğu Asyadaki Singapur, Hong Kong ve Kaohsiung gibi limanlar bölgesel ekonomik gelişmenin ilerleme hızına ve kanatları altındaki ara hat bağlantı hizmetlerinin gelişimine bağlı olarak hub merkezler haline geldiler ve hızlı büyümeyi başararak zirveye yerleştiler. (Watanabe, 2004: 7) 25 New York veya Kobe’ye kıyasla Rotterdam sıralamadaki büyük düşüşten kurtulabildi; çünkü hem bir hub merkez olarak hem de Ren nehrine geçiş kapısı olarak hizmet vermektedir. Konteynerleşmenin geçirdiği dördüncü neslin sonucu olarak tüm dünyadaki bütün konteyner limanları 3 kategoride sınıfladırılmaktadırlar: • Aktarma işlemlerine dayanan, anahat gemileri için limanlar yada hub merkezler • Ana hat gemileri için büyük bir hinterlanda sahip diğer limanlar veya başlangıç yada bitiş limanları (OD limanları; origin destination ports) • Ara hatlar için olan limanlar veya yerel limanlar Limanlar için yapılan bu sınıflandırma konteyner terminallerini de illa aynı şekilde etkilememektedir. Örneğin, bir konteyner terminali bir OD limanında bulunsa da belirli bir gemi hattın stratejisinde hub merkez olarak hizmet verebilmektedir. Ancak yine de bir OD limanında yer alması konteyner terminalinin bir hub olması şansını hub limanlardaki konteyner terminallerine kıyasla zayıflatmaktadır. Dolayısıyla limanlar için yapılan sınıflandırma genellikle konteyner terminalleri için de geçerlidir. Konteyner terminallerinin sınıflandırılması elleçlemesi gereken ve aktarma yaptığı konteyner sayısına göre belirlenmektedir. Bu özelliklere dayanarak konteyner terminallerinin planlanması ve tasarımı çok önemlidir. Planlama aşamasında aktarma elleçlemesi hareketlerinin çok önemli bir etkisi vardır. Bir konteyner terminalinde genellikle TEU olarak ifade edilen yıllık konteyner üretimi genellikle gemi ve rıhtım arasında yüklenen (transloaded) konteynerlerin yıllık toplam sayısı olarak gösterilir. Hinterlandan gelen yada hinterlanda giden bir OD konteyneri olan ithal yada ihraç konteyneri terminalde bir TEU’luk üretim için depolama sahasında genellikle bir TEU’luk yer kaplar . Diğer taraftan, aktarma yapılan bir konteyner sahada 1 TEU’luk yer kaplasa da, gemiden boşaltıldığı ve tekrar gemiye yüklendiği için terminalde 2 TEU’luk üretime neden olur. 26 Genellikle, ana hatlarla ara hatlar arasında aktarılan konteynerleri elleçleyen hub merkezi tipindeki bir konteyner terminalinde, yıllık üretim depolama kapasitesiyle kıyaslandığında oldukça büyüktür. Sahada 1 TEU’luk yer kaplamasına rağmen rıhtımda 2 TEU’luk üretime neden olmakla birlikte, sahada ortalama kalma süresi bir ithal/ihraç konteynerinden daha kısadır. Çünkü, hareketi tamamen gemi hatlarının kontrolü altındadır. (Watanabe, 2004: 8) Ayrıca bir OD limanından gelen /giden konteynerlerin sayısı daha azdır; saha gemilerin boşaltılmasını içeren rıhtım operasyonunu kullanılabilmektedir. Bu nedenlerden ötürü hub desteklemek amacıyla merkezindeki konteyner terminallerinde deniz tarafındaki elleçleme verimliliği ve yeteneği depolama kapasitesinden ve sahadaki elleçleme kapasitesinden çok daha kritiktir. Ana faaliyeti ana hatlar için ithal/ihraç konteynerlerin elleçlenmesi olan OD tipi konteyner terminallerinde deniz kısmındaki operasyonları desteklemek için genellikle daha fazla depolama kapasitesine ihtiyaç duyulur. Çünkü ithal/ihraç konteynerleri rıhtım tarafındaki her 1 TEU’luk üretim için depolama sahasında 1 TEU’luk depolama alanını gerektirirler ve üstelik bunların terminalde kalma süresi aktarma konteynerlerininkinden daha uzundur. Depolama sahası ve düzenleme alanındaki elleçleme ekipmanı yalnızca deniz tarafındaki operasyonu desteklemekle kalmayıp geliş ve gidişleri yükleyici yada alıcıların elverişliliklerine, karayolu trafik koşullarına ve terminal operatörlerinin kontrolü dışında olan diğer faktörlere bağlı olarak tesadüfi gerçekleşen konteynerlerin tahmin edilemeyen akışıyla başa çıkmak zorundadırlar. Yerel konteyner terminalleri çoğunlukla ara hat taşımacılığına hizmet verirler ve bu terminallerde aktarılan konteyner sayısı daha da azdır. Yerel konteyner terminallerinin özellikleri OD tipi terminallere benzer; ancak aralarındaki temel fark yıllık üretim ölçeğidir. Konteyner terminallerinin özelliklerini etkileyen bir diğer faktör de elleçledikler ful konteyner yükü (FCL) ve parsiyel (LCL) konteynerlerin oranıdır. Bu, terminalin 27 konsolidasyon fonksiyonu ile yakından ilişkilidir. Ancak hub merkezi konteyner terminallerindeki etki OD konteynerlerinin düşük payı nedeniyle çok fazla değildir. Ayrıca konteyner yük istasyonu (CFS) terminal sınırlarının dışında ise konteyner terminalleri bu faktörden etkilenmezler. Çünkü LCL konteynerlerde FCL konteynerlerle aynı şekilde elleçlenir ve depolanırlar. Aksine konteyner yük istasyonu terminalin içinde yer alıyorsa, bu oran dikkate alınmalıdır. Bununla birlikte zihinlerde uyanmalıdır ki; bu durumda LCL konteynerlerinin elleçlenmesi tamamen terminal operatörlerinin kontrolü altında olacaktır oysa FCL trafiği de tamamen denetimi dışında olacaktır. Bu konteyner yük istasyonunun terminal içerisinde bulunmasının tek avantajıdır. (Watanabe, 2004: 9) 2.4. KONTEYNER TERMİNALLERİNİN AMAÇLARI Dört ana kritere dayanarak, işletme sistemleri, konteynerlerin aktarılması ve depolanması ana fonksiyonlarını optimize edecek şekilde kurulmalıdır. Bu durumda konteyner terminal işletmecilerinin somut amaçları, konteyner elleçleme verimliliğinin geliştirilmesi, sahada istiflenmiş konteynerlere erişilebilirliğin iyileştirilmesi ve arazi kullanımının geliştirilmesidir. 2.4.1. KONTEYNER ELLEÇLEME VERİMLİLİĞİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ Bu, rıhtımdaki konteyner vinçlerinin ve sahadaki konteyner elleçleme ekipmanının ve/veya deniz ,kara ve kapı operasyonlarında görevli işçilerin verimliliğinin arttırılması anlamına gelmektedir. Dolayısıyla da, bir terminalin aktarma fonksiyonunu doğrudan etkilemektedir. 28 2.4.2. İSTİFLENMİŞ KONTEYNERLERE ERİŞİLEBİLİRLİĞİN İYİLEŞTİRİLMESİ Tamamen arazinin elverişliliğine bağlı olan depolama fonksiyonunun iyileştirilebilmesi için konteynerlerin mümkün oldukça üst üste istiflenmesi tercih edilmektedir. Ancak konteynerlerin aşırı yükseklikte istiflenmesi daha düşük verimliliğe neden olmaktadır , özellikle konteynerin kara tarafında teslim alınma ve teslim edilme işini zorlaştırır çünkü belirlenmiş konteynerin istif içinden alınması gerekmektedir. Yoğun istifleme konteyner terminalinin basitlik ve esneklik kriterleriyle de çatışmalara neden olabilmektedir. Bu nedenle, istiflenmiş konteynerlere erişilebilirliğin iyileştirilmesi, konteyner elleçleme verimliliğinin iyileştirilmesi ve arazi kaynaklarının elverişliliğinin maksimizasyonu gibi iki çelişkili amaç arasında dengenin sağlanmasına yardımcı olmaktadır. 2.4.3. ARAZİ KULLANIMININ GELİŞTİRİLMESİ Limanda yer alan saha kaynağının belirlenmesi, analizi ve planlamasındaki ana amaçlar: a) Limanın mümkün olduğunca effective ( verimli ) kullanılmasını sağlamak. b) Güncel ve gelecekteki olabilecek kullanım için yeterli, kara (saha) tedariğini korumak. c) Liman içinde pozisyonları en iyi şekilde yerleştirmek d) Alan kıt bir kaynak iken, bazı amaçlar için fazla alan tahsisini önlemektir. Analizler bir limanın operasyonel kabiliyeti ile elverişli alanı arasındaki ilişkiyi açıkça göstermiştir. Ayrıca iyi planlanmış limanlar ile diğerleri arasında verimlilik etkinlik ve maliyetlerdeki fonksiyonlar da açıkça görülmektedir. Liman planının üretimi, limanın zaman içinde geçirdiği evrimden etkilenen ve devam eden bir süreçtir. Bu yüzden planın ve dayandığı istatistiklerin izlenmesi ve güncellenmesi gerekir. (Takel, 1983: 19) 29 Bir konteyner terminali genellikle deniz tarafında geniş bir alana ihtiyaç duymaktadır. Ancak her geçen yıl konteyner terminallerinin yapımı için gereken uygun yerlerin bulunması daha da zorlaşmaktadır. Bu nedenle, suları tarama ve/veya derin yerleri doldurma gerektiren saha koşulları yüzünden inşaat maliyetleri de artmaktadır. Sahadan etkin olarak faydalanmak çok önemlidir. Arazi kullanımının yada elverişliliğinin iyileştirilmesi doğrudan terminalin depolama fonksiyonunu iyileştirir. Yukarıdaki amaçlardan alan kullanımını ve istiflenmiş konteynerlere erişebilirlik genellikle terminalin yerleşim düzeni ve buna adapte edilen konteyner elleçleme sistemleriyle bağımlıdır. Operasyonlarla da belirgin derecede iyileştirilememektedir. Diğer taraftan, konteyner elleçleme verimliliği başlangıç planlamasından, konteyner elleçleme ekipman filosunun büyüklüğü ve konteyner elleçleme işinin organize edilme şekli gibi pratikteki kısıtlara göre daha az etkilenmektedir. Konteyner elleçleme verimliliği terminaldeki dinamik bir süreçken ve operasyonlardan da güçlü olarak etkilenirken; alan elverişliliği ve konteynerlere erişim her ikisi de başlangıç planlamadan güçlü olarak etkilenmektedirler. (Watanabe, 2004: 12-13) 2.5. KONTEYNER TERMİNAL SİSTEMLERİ Genellikle konteyner terminalleri; ekipman ve istifleme faaliyetlerine göre tanımlanırlar. Lojistik açısından bakışla terminaller iki bileşenden oluşur : stoklar ve ulaştırma araçları. İstif blokları, gemiler, trenler ve tırlar stok kategorisine aittir. Stok konteynerleri depolama kabiliyetine göre statik olarak tanımlanırlar. Dinamik bir bakış açısıyla bir yükleme talimatı, konteynerlerin nereye nasıl depolanacağı kurallarını tanımlamak için gereklidir. Bu değişik stok tipleri arasında önemli farklar yoktur. Sadece kapasite ve karmaşıklıkta bir fark vardır. Gemi, kamyon ve trenlerin rotalanması ve çizelgelenmesi konteyner terminal operasyonlarına ait değildir. O yüzden bunlar statik olarak depolama varlıkları olarak sayılabilirler; oysa her birinde kamyonlarda 30 bile, en azından konteynerin hangi pozisyona yükleneceğini tanımlayan yükleme talimatı vardır. Spesifik bir yükleme için gemilerin ve trenlerin her bir konteyner için pozisyon tanımlayan talimatlara ihtiyacı vardır. Taşıma, konteynerlerin iki veya üç boyutta taşınması anlamına gelmektedir. Vinçler ve araçlar yatay taşıma için bu gruba aittirler. (Steenken, VoB, Stahlbock, 2004:8) Bir terminaldeki konteyner akışı, terminal sistemi olarak özetlenebilecek karmaşık birbiriyle bağlantılı aktiviteler ya da alt sistemler dizisidir. Tüm sistemin çıktısı zincirindeki en zayıf halkanın kapasitesine bağlı iken,her bir alt sistemin performansı diğerleri tarafından ciddi bir biçimde etkilenmektedir. Ekipman özelliği tek belirleyici olmadığı için, aynı konteyner elleçleme ekipmanını kullanan terminallerin performanslarında bile ciddi farklılıklar vardır. Trafik hacimlerinde akışlar (ithal, ihraç araçları) farklı olabilir. Yönetim ilgisinin kalitesinde ve kontrol ve denetim süreçlerinde de ciddi farklılıklar vardır. (Thomas ve Roach,1988:6-7) Konteyner terminallerinde farklı işletme sistemleri farklı özel ekipmanın kullanılmasını gerektirir. Bu sistemleri şu şekilde sıralayabiliriz : - Şase sistemi ( trailer- vancarrier) - Straddle Taşıyıcı sistemi (Straddle Taşıyıcı) - Köprü kreyni Sistemi ( Gantry Kreyn ) - Forklift Sistemi - Kompüterize Konteyner elleçleme Sistemi - Karışık sistem - Konteyner Ro-Ro Sistemi (Conro) 2.5.1. ŞASİ ( TREYLER) SİSTEMİ Bu sistemde; konteyner bir köprü vinç aracılığı ile treyler üzerine indirilip, depolama alanına traktör vasıtasıyla çekilerek götürülür. Şasi ve treyler, konteynerlerle birlikte istifleme alanında, konteyner yük istasyonuna veya dahili alanlara dağıtılıncaya 31 kadar bekletilir. Alandaki her konteyner tekerlekli vasıta üzerindedir. Bu durum, konteyner terminalleri içindeki nakliyatta hız ve esneklik demektir. Bu şekilde depolanmış konteynerler için, çok geniş transit depolama alanına gerek vardır. Bu nedenle, gemi şirketi için kiralanmış veya kendisine tahsis edilmiş bir iskele olması ve hazır treylerleri bulunması halinde, bu metot faydalı sonuçlar vermektedir. Genelde treyler depolama sistemi, değişik araçlar kullananlar için uygun değildir. Sadece iç taşımaların kamyonlarla yapılması halinde tavsiye edilir. Ayrıca, limanda yeterli depolama alanı bulunması gereklidir. 40 ft’lik şasi için 70 m2’lik bir alana ihtiyaç vardır. Modern terminallerde çekiciler kullanıma göre dizayn edilmektedir. Terminal çekicileri iki tekerlek üzerine oturmuşlardır. Ro-Ro terminal çekicileri 4 tekerleklidir. Mahalli şartlar göz önüne alınarak değişik tipte terminal çekicileri alınabilir. (Altıçubuk,2000: 228) Bu sistem, liman idaresinin küçük iş hacimli bir terminal ile yeterli sahaya sahip olduğu zaman; gelişmekte olan ülkeler için konteyner terminallerine bir başlangıç aşaması oluşturma durumunda uygulanmaktadır. (Arpacıoğlu, 1995: 30) 2.5.2. STRADDLE TAŞIYICI SİSTEMİ Bu sistemde konteyner, basit bir terminal hizmet treyleri üzerine bırakılarak terminal traktörü ile istifleme alanına taşınır. İstifleme alanında treylerden straddle taşıyıcı ile indirilen konteyner, taşıyıcının cinsine bağlı olarak iki, üç ve hatta dört tanesi üst üste olmak üzere alana istif edilir. Terminal içinde mesafenin çok kısa olması ve depolama alanının kısıtlı bulunması hallerinde bu sistem kullanılabilmektedir. Bu sistemin avantajı; diğerlerine nazaran daha az straddle taşıyıcının kullanılmasıdır. İki ve üç straddle taşıyıcı bir köprü vinciyle çalışır. Konteynerler altı adet 40’lık veya 12adet 20’lik olarak boy sırasıyla istiflenir. Straddle taşıyıcıların emniyetle çalışmaları için yaya işçilere çalışma alanının yasaklanmış olması gereklidir. 32 Straddle taşıyıcılar, konteyner terminallerinde kullanma esneklikleri ve yüksek talepleri karşılamaları bakımından yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Son zamanlarda, straddle taşıyıcıların dizaynlarında büyük gelişmeler sağlanmıştır. Bu sistemde şase sisteminde kullanılan alan (2 konteyner üst üste istif edildiğinde) yarısı yeterlidir. Straddle taşıyıcılar konteyner terminallerinde geniş şekilde kullanılmaktadır. Kullanılmasındaki elastikiyet, treyler veya şasiden konteynerlerin alınıp yüklenmesini, gemilerin yükleme tahliyesında ve konteyner yük istasyonları ile terminal içi tüm taşımalarda kullanılması imkanını sağlar. Son yirmi yıl içinde bu araçta dikkate değer değişiklikler olmuştur. ( Altınçubuk, 2000: 231 ) Ancak, straddle taşıyıcıların çalıştığı terminallerde sık sık durmalar, komple bakım ihityacı, yüksek maliyet, sürücü için kısıtlı görüş sebebiyle dezavantajlar mevcuttur. Her ne kadar fark edilir iyileştirmeler kaydedilmiş ise de, yeni makinalar kullanımı tam bir straddle taşıyıcı operasyonu için yüksek yatırım gerektirmektedir. (Arpacıoğlu, 1995: 30) Şekil 9 Straddle Taşıyıcı Halihazırda başlıca karakteristiklerini şöylece sıralayabiliriz : 33 - 30 km/saat kadar sür’at, - 40 tona kadar kaldırma kapasitesi, - Hava soğutmalı ve susturucular, güvenilir motorlar, - Disk frenler, - 8 tekerlek üzerinde manevra kabiliyeti, - Otomatik yağlama, - Çabuk değiştirilebilen yeni tip lastikler, yeni hava soğutmalı makineler, büyük bir elden geçirme istemeden yılda 5000 saat çalışmak üzere hazırlanmıştır. 2.5.3. GANTRY KREYN SİSTEMİ Bu sistemin başlıca özelliği istifleme alanlarında üst üste 4 veya 5 konteyneri istiflemek için lastik tekerlekli veya raylı kreynlerin kullanılmış olmasıdır. Gemi bordasından depolama alanına taşımada; normalde çekici- treyler ünitesi kullanılır. Lastik tekerlekli köprü vinçler 5-7 konteyner sırasını ve bir treyler şasi şeridini ihtiva eder. Alanda istiflemeler treyler şasilerinin emniyetle geçmesine müsaade eder tarzda olmalıdır. Bu sistemin başlıca avantajları kara alanlarının ekonomik olarak kullanılabilmesidir. Düşük satıh maliyetleri, ekipman güvenilirliği, işçilere vasat eğitim ve fakat denetleyici ve planlayıcı personele en iyi standartlarda eğitim gereklidir. ( Altınçubuk, 2000: 231-234 ) Köprülü vinçler, straddle taşıyıcılara göre daha güvenli, daha az bakım masrafı gerektirir ve uzun ömürlüdürler. Esneklikleri straddle taşıyıcılardan daha azdır. Fakat, köprülü vincin özellikle raylı tipi otomasyon için daha uygundur. Uzun dönemde yerden kazanma da düşünülürse bu avantaj körülü vinci tercih etmek için önemlidir. Sistem, ihracatın toplam trafik içindeki yoğunluğunda da yararlıdır. Ancak, ithal yükleri toplam trafiğin büyük bir bölümü oluşturduğu zaman yararı 34 optimumun altındadır.Bu sistem için başlangıç yatırımları daha yüksek ve verim daha düşüktür. (Arpacığlu, 1995: 31) Kara taşıtlarının kaza nispeti de daha fazladır. Bu sistemde gelen ve gidecek olan konteynerlerin istifleme alanında mümkün olan en kısa manevra ile istifleme veya teslim yapılabilecek şekilde yerleştirilmiş olması prodüktiviteyi artıracaktır. Köprü kreynleri lastik tekerlekli köprü kreynleri konteyner terminallerinde straddle taşıyıcılardan sonra en çok kullanılan kreynlerdir. Raylı köprü kreynler lastik tekerliklilerle aynı olmakla birlikte daha geniş imkanlara sahiptir. Bu kreynler elektrikle çalışır. Bu kreynler de çok yoğun istifleme imkanlarına sahiptir. 2.5.4. FORKLİFT SİSTEMİ Bu sistemde, straddle taşıyıcılar yerine ağır forkliftler de kullanılabilmektedir. 20 ft’lik yüklü konteynerleri, 28 ton kaldırma kapasiteli; 40 ft’lik yüklü konteynerleri, 35 ton kaldırma kapasiteli ağır forkliftlerle elleçlemek mümkündür. Konteyner elleçlemesinde yandan ve önden kaldırma sistemli forkliftler kullanılabilir. Yüklü konteynerlerin üst üste 3 adedi, boş konteynerlerin daha küçük konteynerlerle 5 adedi üst üste istif edilebilirler. Bu sistemin avantajı, forkliftlerin konvansiyonel yük ve Ro-Ro yüklerinin elleçlenmesinde de kullanılabilmesidir. Dezavantajı ise, forkliftlerin terminal taşımaları için elverişli olmayışlarıdır. Ambarlama alan tabanları daha yüksek tekerlek basıncına uygun ve özel olarak döşenmelidir. Mesela straddle taşıyıcılarda (nokta yük) tekerlek basıncı olarak 10,5 ton iken (3 adet konteyner), ağır forkliftlerde bu basınç 21,5 tona çıkmaktadır. Yıllık kapasitesi 30-40.000 konteyner olan terminaller için forklift sistemi en uygun olanıdır. Daha büyük terminaller straddle taşıyıcı veya köprü kreyni operasyonlarına dönmek zorundadırlar. ( Altınçubuk, 2000: 234-235 ) 35 2.5.5. KOMPÜTERİZE KONTEYNER ELLEÇLEME SİSTEMİ Bu sistemde konteyner varış noktasına gelene kadar yere hiç temas etmez. Konteyneri boşaltan rıhtım vinci, onu konteyner konveyörüne bırakır. Konveyör konteyneri aldığı yerden başka bir yere nakleder, raylı köprü vinci konteyneri alarak önceden yeri planlanan istif sırasına götürüp bırakır. Ardından, konteyneri alan lastik tekerlekli transteynerler onu bir şasi üzerine teslim eder. Bir transteyner kullanılmadığı alandan kullanılabileceği başka bir alana nakledilebilir. Bu sistem çok yüksek seviyede kompüter sistemi, telsiz veri iletişimi ve kaliteli büro personelini gerektirir. Bu sistemde kreyn yerleri otomatikleştirilmiş, dışarıdaki iş gücü azalmıştır. Çok modern olmakla birlikte, büyük sermaye yoğun bir elleçleme ve işletme sistemidir. ( Altınçubuk, 2000: 234 ) 2.5.6. KARIŞIK SİSTEM Bu sistem belirli operasyonlar için en uygun ekipman kullanma sistemidir. Bununla birlikte; böyle bir sistemin başarılı olması için, geniş kapsamlı bir bilgi sistemi ve işletme politikalarıyla mükemmel bir idarenin yönetilmesi gereklidir. Örnek olarak ithal konteynerleri karayolu araçlarına teslim için straddle taşıyıcılar kullanılmasına rağmen köprü vinçleri konteyner parklarındaki ihraç konteynerlerini gelenlere yüklemek için kullanılır. Roterdam ve Hong Kong gibi limanlar, bu şekildeki bir mekanizmayı geniş şekilde kullanmaktadır. ( Altınçubuk, 2000: 234 ) 2.5.7. KONTEYNER RO-RO SİSTEMİ ( CONRO) Halihazırda konteyner özel gemileri yanında oldukça fazla miktarda Conro hizmetleri verilmektedir. Bu gemilerde konteyner operasyonları gemi güvertesinde ve hücre sisteminde geminin baş tarafında yapılır. Roll on / Roll off operasyonları eski gemilerde bir kıç rampa kullanılmasıyla yapılır. Halen gemilerde çeyrek rampa 36 kullanılmaktadır. Tekerlekli yük ve konteyner kombinasyonunun avantajı, modern yükleme için nakliyatın mevcut olmasıdır. Kıçtan rampalı daha eski gemilerin, yanaşma yerlerinde sabit veya ayarlanabilir kıç rampalara ihtiyaç vardır. Çeyrek rampalı daha yeni gemi tipleri sancak taraf çeyrek rampalarını herhangi bir yanaşma yerine indirebilirler. ( Altınçubuk, 2000: 234-235 ) Hangi ekipmanın seçilmesi gerektiği kararı etmenleri sadece işletme ve diğer maliyetlerinin değil işletme ve bakım özelliklerinin de çok önemli olduğu geniş bir dizi faktöre bağlı olan komplike bir karardır. Yatırım kararı verilmeden önce üst yönetimin alternatif yedek sistemler ve bunların birleşenlerinin tipleri hakkında tam ve kapsamlı bir değerlendirme yapması gereklidir. Hiçbir yatırım kararı, tam olarak aynı olamaz. Ekipman seçimi yerel durumlara ticaret ve trafik ihtiyaçlarına operasyon pratiğine ve işgücü ve bakım becerilerine en iyi uyacak şekilde olmalıdır. Bu hayati önem taşıyan bir planlama aktivitesidir. Ekipman yatırım kararlarının değerlendirilmesinde ve terminal planlama sürecinde dikkate alınacak faktörler 5 ana başlıkta toplanmaktadır: (Thomas ve Roach, 1988:78) -Terminal gelişme faktörleri -Ekipman maliyetleri -Ekipman bakımı -Manning ihtiyaçları -İşletme(operating) faktörleri 37 BÖLÜM 3. TERMİNAL LOJİSTİĞİ VE OPTİMİZASYON METODLARI Lojistik, hammaddelerin, yarı mamullerin veya bitmiş mamullerin, hizmetlerin ve bunlarla ilgili enformasyonun ilk noktadan tüketimin meydana geldiği noktaya kadar; müşteri beklentilerini karşılaması hedeflenerek, depolanmasının planlanması, uygulanması verimli bir şekilde akış ve ve kontrolü sürecini ifade etmektedir.(Johnson ve Wood, 1996: 4) Bu ifadeden yola çıkılarak konteyner terminal lojistiği de konteyner terminali içerisindeki operasyonların verimli bir şekilde planlanması, uygulanması ve kontrol edilmesi süreçlerinin bütünü olarak tanımlanabilmektedir. Lojistiğin temel hedefi, müşteri hizmetlerinde yüksek bir seviyeye ulaşılması, kaynak ve yatırımların en iyi şekilde kullanımıyla rekabet avantajının yaratılmasıdır. (Çancı, Erdal, 2003: 35) Terminal lojistiği ise, terminallerde yüksek yatırım gerektiren kaynakların en verimli şekilde kullanılması ile rekabet avantajı sağlamayı hedeflemektedir. Son yıllarda, konteyner terminal operasyonlarında, yöneylem araştırması metodlarını kullanan optimizasyon ihtiyacı çok daha önemli olmuştur. Çünkü, büyük konteyner terminallerinin lojistiği çok karmaşık düzeylere ulaşmıştır ve terminallerin daha fazla gelişmesi, ancak süreçlerin bilimsel metodlarla planlanıp uygulanmasıyla sağlanmaktadır. Lojistik ve optimizasyonun koşut zamanlı metodlarının etkisi, sadece operasyon uzmanları tarafından daha fazla yargılanamaz. Kararları desteklemek için objektif metodlar gerekmektedir. Gerçek sisteme uygulanmadan önce farklı lojistik konseptler, karar kuralları ve optimizasyon algoritmaları, simülasyonla kıyaslanmak zorundadır. 38 Şekil 10.Bir konteyner terminalinin diyagramı Şekil 10 ‘da Tipik bir konteyner terminalinde ana operasyonları göstermektedir.Bir konteyner terminali konteyner elleçleme operasyonu çeşitlerine göre rıhtım ve stok sahası olamak üzere kabaca iki ana alana ayrılabilir.Rıhtım gemilerin yanaştığı yerdir . Rıhtım vinci gelen B) ve transit konteynerleri gemilerden boşaltır ve giden ve transit konteylerleri gemilere yükler . Stok sahası konteyner bloklarından oluşur. Her blok bir yığın konteynerden meydana gelmektedir ve genellikle her blokta konteynerler yanyana altı sıra olacak şekilde yerleştirilir. Herbir sıra uzunlamasına birbirini takip eden 20 veya daha fazla konteynerden oluşur ve üstüste yerleştirilen konteyner sayısıda 4 yada 5’tir. Sıraların sayısı ve konteyner istifinin yüksekliği konteynerleri istif etmede kullanılan vinçlerin yüksekliğine ve açıklığına bağlıdır. Konteyner terminal operasyonuyla ilgili birçok farklı karar vardır ve bu kararlar birbirlerini etkilemektedir. Örneğin, sahada konteynerlerin depolanmasıyla ilgili kararlar direk olarak bloklardaki saha vinçlerinin işyükünü ve dahili kamyonların 39 dolaşma mesafesini etkileyecektir ve QC’s rıhtım viçlerinin verimliliğini dolaylı olarak etkileyecektir. Gene tüm bu kararlar gemilerin rıhtım tahsisi ile ilgilidir. Çok-kriterli doğası, operasyonların karmaşıklığı ve tüm operasyonların yönetimi probleminin büyüklüğü ile tüm amaçları başaracak optimal (uygun) kararları vermek mümkün değildir. Mantıklı olarak, hiyerarşik yaklaşım tüm problemi daha küçük bir dizi probleme bölmek için adapte edilmiştir. Şekil 11 bir konteyner terminalindeki operasyonel kararların tipik hiyerarşik yapısını göstermektedir. (Zhang ve diğ., 2003:891) Rıhtım tahsisi Gemilerin zamanlama ve yükleme planlaması Rıhtım vinci tahsisi Depolama alan tahsisi (gemilerden bloklara gönderilecek farklı tipteki konteyner sayısının belirlenmesi) Yer tahsisi ( konteynerlerin bloklardaki kesin lokasyonlarının belirlenmesi) RTGC’lerin plana göre ö IT’lerin plana göre göçerimi i i Şekil 11. Bir konteyner terminalindeki operasyonel kararların hiyerarşik yapısı 40 Dahili kamyonlar konteynerleri rıhtım vinci ile depolama blokları arasında taşırlar . Harici kamyonlar müşterilerden gelen ihraç konteynerleri sahaya getirirler ve ithal (gelen) konteynerleri sahadan alır müşterilerine teslim ederler. RTGC’ler veya saha vinçleri genelde konteynerleri depolama bloklarında elleçlemek için kullanılırlar. Onlar kamyonlardan (dahili veya harici) konteynerleri alıp bloklara yerleştirirler ve bloklardan konteynerleri alıp kamyonlara yerleştirirler. Bir terminalde konteyner akışı gemi varış süreci ile başlar. Her gemi boşaltılacak olan ve terminalde yüklenecek belirli sayıda konteynerle belirlenmiş bir zamanda gelir. Rıhtım tahsisi (geminin yanaşacağı yer), ve geminin yükleme planı ( boşaltılacak ve yüklenecek konteynerlerin düzeni) geminin varışından önce belirlenir. Konteyner terminal operasyonlarının özellikleri gerçek zamanlı, canlı (online) optimizasyon ve kararlar gerektirmektedir. Çünkü, konteyner terminalinde gerçekleşecek süreçlerin çoğu, uzun zaman önceden görülemez. Süreçler gerçekleşmeden kısa bir zaman önce netlik kazanmakta olduğundan, genellikle optimizasyon için gereken planlama ufku çok kısa olmaktadır. Örneğin, kamyonlarla terminale getirilecek konteynerlerin verisi daha önce EDI (Elektronik Veri Değişimi) ile bildirilebilse de, konteynerlerin terminale geliş zamanı tam olarak bilinmemektedir. Geldiklerinde ise, konteynerlerin hasarlı olup olmadıkları kontrol edilmek zorundadır ve daha önce bildirilen veriler yanlış olabilmektedir. Her iki durumda da, konteynerin amaçlanan istiflenme yeri değişmektedir. Kamyonların kapıdaki sırası ile konteynerlerin bu kamyonlardan straddle taşıyıcı veya vinçlerle alındıkları işlem noktalarındaki sırasının aynı olması da gerekmemektedir. Straddle taşıyıcının yada vincin minimum hareket sayısı ile istenen istif düzenini sağlayabilmesi için, işlem noktasında önce bulunması gereken bir kamyon kapıda daha arka sırada yer alabilmektedir. Ama, genelde sadece terminalin kendi ekipmanı ile yaptığı taşımalar sıralanabilmektedir. Kamyonlar sürekli olarak terminale geldiklerinden, hesapların periyodik yada geliş üzerine tekrarlanması gerekmektedir. Benzer tartışmalar tren operasyonları için de geçerlidir. 41 Benzer bir durum gemilerin yükleme ve boşatması için de geçerlidir. Konteynerlerin ve gemi içinde bulundukları pozisyonların verisi genellikle önceden tam olarak bilinse ve ön planlama süreci iş sıralamasının hesap edilmesine olanak sağlasa da, operasyonel karışıklıklar yüzünden sıkça değiştirilmek zorunda kalırlar. Gemiler durağan olmadıkları ve med-cezir, hava, stabilite gibi nedenlerle sürekli olarak hareket ettiklerinden, bir sonraki sırada olan konteynerlere vincin spreaderi ile erşilememektedir. Bu yüzden, vinç operatörleri önceden hesaplanmış yükleme ya da tahliye planını değiştirmeye kendileri karar verirler. (Steenken, VoB, Stahlbock, 2004:16) İlk bakışta konteyner terminal operasyonu aldatıcı bir şekilde kolay görünür. Aslında, daha çok ‘’görev dükkanı’’ (job shop) üretimine benzer. Terminale gelen konteynerlar “ham madde’’dir. Konteynerler fiziksel dönüşüme uğramasa da, terminal işçileri ekipmanlarla, onlara artı değer kazandıran çeşitli operasyonlar uygularlar. Bu operasyonlar, konteynerlerin gemilerden boşaltılması, depolanması, konteynerleri hızlı kavramak için her köşesinde bindirme çengeli ve kilit bulunan özel dizayn edilmiş kamyon römorku bulunan ”şasi’”nin üzerine bindirilmesini içerebilir. Neticede her bir konteyner, “bitmiş ürün’’ olarak terminalden ayrılır. (Chadwin ve diğ., 1990: 19) Bir konteyner terminalindeki iş yükünün aşağıda açıklanan özel nitelikleri vardır: • Daha önce de belirtildiği gibi hava ve trafik durumlarına bağlı olarak iş yükünün zaman içindeki dağılımı belirsizdir. • İşin terminale geliş sırasını ve zamanını kontrol etmek her zaman mümkün değildir. • Normal koşullar altında işin ertelenmesi mümkün değildir, iş geldiği anda yapılmalıdır. Bütün bu özellikleri hesaba katan modellerin ve algoritmaların seçilmesi gereklidir. Ayrıca bu modellerin kullanımı da kolay olmalıdır. (Murty ve diğ., 2004:6 ) 42 Bilgi teknolojisi global ekonomide temel bir elemandır. Bir konteyner terminalinin verimli operasyonu büyük miktardaki bilgiyi ne kadar verimli işlediğine bağlıdır. O yüzden konteyner terminal operasyonlarına ve yönetimine bilgi teknolojisinin uygulanması terminalin başarısı için kritiktir. Bu aynı zamanda terminal ve kullanıcıları arasında EDI’yi (elektronik veri değişimi ) de içerir. (Lui ve Ying, 1993:32) Bir konteyner terminalindeki, yöneylem araştırması metodlarıyla optimize edilebilecek en önemli süreçler aşağıda açıklanmıştır. Konteyner terminal lojistiğini oluşturan her bir alt süreçle ilgili pek çok çalışma mevcuttur. Bu çalışmalardan bir kısmı aşağıda açıklanmıştır ancak daha detaylı olarak incelemek isteyenler Vis ve Koster (2003); Steenken, VoB ve Stahlbock (2004) ve Hennesey (2004)’e bakabilirler. 3.1. GEMİ PLANLAMA SÜRECİ Konteyner gemileri, büyük konteyner terminallerinde yüklenir ve boşaltılır. Şekil 10, tipik bir konteyner terminalindeki bu yükleme ve tahliye sürecini göstermektedir. Bu yükleme ve tahliye süreci, aşağıda tanımlanan farklı alt süreçlere ayrılabilmektedir. Bir gemi limana geldiğinde, rıhtım vinçleri geminin ambar yada güvertesindeki ithalat konteynerlerini almakta ve bu konteynerleri gemi ve istif blokları arasındaki taşımayı gerçekleştiren taşıtlara aktarmaktadır. Bir istif bloğu, konteynerlerin belirli bir süre için depolanabildiği birkaç sıradan oluşmaktadır. Vinç veya straddle taşıyıcı gibi ekipmanlar bu sıralarda hizmet verirler. Bir straddle taşıyıcı bir konteyneri hem taşıyabilmekte hem de blokta istifleyebilmektedir. Konteynerlerin taşınması için bu işe tahsis edilmiş taşıtlar da kullanılabilmektedir. Bir taşıt istif bloğuna geldiğinde, straddle taşıyıcı veya istif vinci konteyneri taşıttan alır ve istif bloğunda istifler . 43 Şekil 12 Konteyner terminal sistemi Belirli bir süre sonra konteynerler istif vinci tarafından bloktan alınır ve şat, açık deniz gemisi, kamyon veya tren gibi farklı taşıtlara yüklenirler. İhraç konteynerlerinin gemiye yüklenmesi için bu süreçler ters sırada gerçekleşmektedir. Birçok terminal, straddle taşıyıcı, vinç ve çoklu treyler sistemi gibi insanlar tarafından kullanılan ekipmanlardan faydalanmaktadır. Ancak, birkaç terminalde örneğin, Rotterdam’daki bazı terminaller, yarı otomatiktir. Böyle terminallerde konteynerlerin taşınması için otomatik güdümlü araçlar kullanılmaktadır. Ayrıca istifleme süreci de Otomatik İstif Vinçleri (ASC) ile otomatik olarak yapılabilmektedir. Otomatik ve manuel terminallerin her ikisi de rıhtım vinçlerini kullanır. Rıhtım vinçleri manueldir çünkü bu görevin otomasyonu konteynerlerin tam olarak yerlerine yerleştirilememesi gibi pratik problemlere neden olmaktadır. Vinç, kolu boyunca hareket eden ve konteyneri gemiden alıp saha aracına aktaran trolley’lere sahiptir. Trolley’e takılı bir kaldırma ve kavrama aracı olan spreader konteynerleri kaldırır. Bu rıhtım vinçleri, raylar üzerinde hareket ederek farklı ambarlardaki ve güvertedeki konteynerleri alıp rıhtıma koyarlar. Aynı anda bir rıhtım vinci konteynerleri 44 boşaltırken, bir diğer rıhtım vinci konteynerleri yükleyebilmektedir. Terminalde boşaltılması gereken ithal konteynerlerin sayısı genellikle pratikte geminin varışından kısa bir süre önce bilinmektedir. Operasyonel düzeyde bir tahliye ve yükleme planının yapılması gerekmektedir. Tahliye planı, boşaltılması gereken konteynerleri ve bunların gemide hangi ambarda bulunduğunu göstermektedir. Bu plana göre de bu konteynerler boşaltılmaktadır. Bir ambarda vinç operatörü konteynerlerin hangi sırada boşaltılacağını belirlemekte özgürdür. Bir konteynerin tahliye süresi genelde gemide nerede bulunduğuna bağlıdır. Tahliye sürecinin aksine, yükleme sürecinde katı bir esneklik vardır. Gemide konteynerlerin dağılımının iyi olması geminin enine ve boyuna dengesi yönünden gerekmektedir. Operasyonel düzeyde yükleme, bir yükleme planı ile yapılır. Bir yükleme planı her bir konteynerin gemideki tam yerini belirlemektedir. Varış yeri, ağırlığı, içerdikleri, aynı olan konteynerler aynı kategoriye aittirler. Bazen yalnızca her bir kategoriye ait gemideki pozisyonlar da verilebilmektedir. Aynı kategoriye ait konteynerlerin lokasyonları, kendi aralarında değiştirilebilmektedir. Yükleme planı yapılırken boşaltılması gerekecek konteynerlerin sırasına dikkat edilmelidir. Daha sonra uğranılacak limana ait konteynerlerin daha önce uğranılacak limana ait konteynerlerin üzerine yerleştirilmesi, vincin gereksiz hareketlerine neden olacaktır; bunlardan mümkün olduğunca kaçınılmalıdır. (Vis, Koster, 2003 : 2) Gemi planlama; rıhtım tahsisi, yükleme-tahliye planlama ve vinç dağılımı olmak üzere üç alt süreçten oluşmaktadır. 3.1.1. RIHTIM TAHSİSİ Bir gemi limana vardığında, bir rıhtıma demirlemek zorundadır. Geminin varışından önce gemiye bir rıhtım tahsis edilmesi gerekmektedir. Büyük açık deniz gemilerinin sefer programları yaklaşık bir yıl önceden belirlenebilmektedir. Bu sefer programları gemi hatları tarafından terminal işletmecilerine EDI tarafından aktarılmaktadır. Rıhtım tahsisi ideal olarak o gemiye ait ilk konteynerin terminale gelmesiyle, geminin varışından ortalama 2-3 hafta önce başlamaktadır. Bunun yanında geminin ve köprü vinçlerinin teknik verileri – her gemide köprü vinçlerinin tümü çalışmayabilir ve geminin uzunluğu, vinçlerin uzunluğu gibi diğer kriterler de 45 dikkate alınmalıdır. Kendi zaman peryodları boyunca demirleyen tüm gemiler rıhtım tahsis sitemine yansıtılmak zorundadır. Optimize edilmiş rıhtım tahsisinin birkaç amacı vardır. Pratik bir bakış açısıyla yüklenecek ve boşaltılacak tüm konteynerler için kıyı ile saha arasındaki taşıma mesafelerinin toplamı minimize edilmelidir. Bu gemi operasyonunun maksimum verimliliğinin benzeridir. Otomatik ve optimize rıhtım tahsisi özellikle gemilerin gecikmesi durumunda çok önemlidir çünkü o taktirde konteynerler sahada belli bir yerde istiflenmişken gemiye yeni bir yanaşma yeri tahsis edilmek zorunda kalınmaktadır. (Steenken, VoB, Stahlbock, 2004:17) Bir diğer kaynağa göre de, gelen bir gemi için rıhtım tahsisinin amacı maliyetleri minimize eden optimum yerin gemiye tahsis edilmesidir. Konteynerlerin terminaldeki verimsiz ve pahalı hareketlerinin azaltılması çoğu terminal işletmecilerinin yaşadığı bir problemdir. Operasyonu gerçekleştirecek vinçlerin sayısı konteyner gemilerinin büyüklüğüne ve elleçlenmesi gereken konteyner hacmine bağlı olarak değişmektedir. Her bir gantry vinci belli bir sayıdaki taşıta (taşıma mekanizmasına) hizmet verebilmektedir. (Hennesey, 2004: 23 ) Rıhtım Planlama Problemi, gözlenilmesi gereken belirli amaçlara ve kısıtlara bağlı olarak farklı tümleşik optimizasyon problemleri olarak formüle edilebilir. Konteyner terminallerinde gemilerin varış, yanaşma ve ayrılış süreçleriyle ilgili lojistik faaliyetlerin kuyruk şebeke modelleri kullanılarak incelendiği Legato ve Mazza’nın (2001) çalışmalarında süreç yaklaşımı ile kuyruk şebekesi için simulasyon modeli geliştirmişlerdir. Rıhtım planlama probleminde “eğer olursa” optimizasyon yaklaşımıyla modelin kullanımını simulasyon sonuçlarıyla göstermişlerdir. Model Giao Tauro’dan alınan verilerle özellikle rıhtım planlama alt problemi üzerinde test edilmiştir. Yazarlar rıhtıma ve gelen gemilerin rıhtım tahsisine odaklanmışlardır. Gambradella, Rizzoli ve Zaffalon (1998) çalışmalarında, birbirlerine büyük oranda bağımlı oldukları için rıhtım, saha planlaması, kaynakların tahsisi ve faaliyetlerin 46 zamanlarının belirlenmesi bir çok optimizasyon modelinde birlikte ele alınarak, terminallerde terminal yöneticisin bireysel tecrübesine dayanarak verdiği kararlar için karar destek uygulamaları meydana getirilmiştir. Süreç odaklı paradigmaya dayanarak kaynak tahsis problemi üzerinde odaklanmışlar bu sürecin optimizasyonu için tam sayılı programlama, terminalin simulasyonu için ise kesikli durum simulasyonu kullanmışlardır. Nishimura, Imai ve Papadimitriou (2001), kamu rıhtım sisteminde dinamik rıhtım ataması problemi üzerinde odaklanarak gerçek uygulamalara adapte edilebilen genetik algoritmaya dayanan bir sezgisel yöntem geliştirerek maliyet etkinliğinin önemli olduğu Japonya ve benzeri ülkelerdeki saha alanı kısıtlı olan limanlar için uygun çözümler geliştirmişlerdir. Imai, Nagaiwa ve Tat (1997); gemilerin limanda kalma sürelerinin toplamını ve gemilerin hizmet alma sıralarından kaynaklanan memnuniyetsizlerini minimize ederek terminalin etkin bir şekilde kullanılmasının önemi üzerinde durdukları çalışmalarında bazı örnek problem üzerinde geliştirdikleri algoritmaları kullanmışlardır. Imai, Nishimura ve Papadimitriou (2001), kamu rıhtım sisteminde dinamik rıhtım ataması probleminin çözümü için Langranj Yöntemlerine dayanan sezgisel bir prosedür geliştirmişlerdir. Aynı yazarlar 2003’deki çalışmalarında ise rıhtım tahsisi probleminde farklı servis önceliğine sahip gemiler için Genetik Algoritma (GA) temelli sezgisel bir yöntem geliştirmişlerdir. Kim ve Moon (2003),bir konteyner terminaldeki konteyner gemilerinin yanaşma pozisyonları ve limanda kalış sürelerinin belirlenmesi amacıyla rıhtım çizelgeleme problemi için karma tamsayılı doğrusal programlama modeli formüle etmişlerdir. Problemin optimale yakın en iyi çözümünün bulunabilmesi için, benzetilmiş tavlama (SA) algoritması uygulanmıştır. Kullanılan her iki algoritmada da benzer sonuçlar elde edilmiştir. 47 Guan ve Cheungg (2004) ağırlıklı akış süresi toplamını minimize etmek amacıyla geniş büyüklükteki problemler için karar ağacı ve birleşik sezgisel yöntem önermişlerdir. Yöntemlerin hızlı ve verimli çalıştığını hesaplama denemeleri göstermişlerdir. Park ve Kim 2003’te rıhtım tahsis yaklaşımını rıhtım vinç kapasiteleri kısıtıyla birleştirmiştir. 3.1.2. YÜKLEMENİN PLANLANMASI Gemi planlamanın asıl amacı yükleme planlamasıdır. Bir geminin yüklenmesinin planlanması iki aşamalı bir süreçtir. İlk aşama gemi hattı tarafından yönetilir. Gemi hattının yükleme planı geminin rotasındaki bütün limanlara göre tasarlanmalıdır. Rota üzerindeki her bir liman ve konteynerlerin her biri için lokasyonlar gemi içinde seçilmelidir. Gemi hattının yükleme planı genellikle sayılarla tanımlanan belirli konteynerlere göre değil, konteyner kategorilerine göre hazırlanır. Bu kategoriler; konteynerin uzunluğu yada tipi, tahliye limanı ve konteynerlerin ağırlığı ya da ağırlık sınıfıdır. Bu kategorilere ait konteynerler gemi içinde belirli yerlere atanırlar. Gemi hatlarının bakış açısına göre optimizasyonun amacı liman operasyonu boyunca hareket sayısını (gemiden gemiye veya gemiden kıyıya olan hareketler ) minimize etmek ve geminin kullanımını maksimize etmektir. Gemi hattının yükleme planı, EDI ile terminal işletmesine aktarılır. Gemi hattının yükleme talimatı terminal sisteminde dosyalanır ve terminalin gemi planlamacısı için ön plan yada bir iş talimatı olarak görev yapar. Bir gemi hattının yükleme talimatı, belli kategori kümelerine ait konteynerlerin gemideki lokasyonlara atanmasını içerir. Bu talimata dayanarak terminal planlamacısı sayılarla tanımlanmış konteynerleri ilgili lokasyonlara atarlar. Lokasyonların kategori grupları ile sahadan seçilen konteynerin uyumlu olması gerekmektedir. Bir konteyner terminalinin yükleme planlama sistemi o yüzden hem planlanacak gemi kesitlerini ve hem de sahanın durumunu gösterir. Bazı sistemler, otomatik atama ve optimizasyon yapılmasına 48 olanak sağlamaktadır. Optimizasyonun farklı amaçları olasıdır. Örneğin; vinç verimliliğinin maksimizasyonu, maliyetlerin minimizasyonu yada sahadaki yeniden hareketlerin (reshuffles) minimizasyonu gibi. Pratik bir bakışla, sahadaki yeniden hareketlerin minimizasyonu önemli bir rol oynamaktadır. Yeniden hareket, bir konteynerin alınması gerektiğinde, önce onun üstünde bulunan konteynerlerin hareket ettirilmesi gerektiği zaman gerçekleşir.Yeniden hareket; istif ile kıyı arasında taşıma süresinde gecikme yaratarak zaman harcar ve gemi operasyonu verimliliğini azaltır. Çünkü gemide yükleme başlamadan önce yükleme planı oluşturulur, bu çeşit bir optimizasyon da gerçek zamanlı olmayan (offline) gemi optimizasyonudur. Gerçek terminal optimizasyonunda, yükleme planı manuel ya da offline bir optimizasyon süreci olsa da, gemi yükleme sürecinin yapısı, gerçek zamanlı (online) optimizasyona da uygulanabilmektedir. Çünkü yükleme işleri ve istif- kıyı arası taşıma aslında anlatıldığından daha kompleks bir yapıya sahiptir. Vinç operasyonlarında yüksek verimliliği başarmak için konteynerler rıhtıma, doğru zamanda ve yükleme sırasına göre gelmelidirler. Yükleme sırası ve yatay taşıma sırası birbiri ile uyumlu olmalıdır. Aksi taktirde vinç bekleme süreleri ve/veya taşıma araçlarının kuyrukları oluşur. Her ikisi de vinç verimliliğini düşürür ve geminin rıhtım süresini uzatır. Ortak bir durum olarak konteynerler sahada az veya çok dağılmışlardır vince olan mesafeler farklıdır; yüksekliği fazla olan konteynerler gibi özel konteynerlerin taşınabilmesi için özel ekipmanların kullanılması gerekir. Bunların ilgili yüzdelerine bağlı olarak sahada yeniden hareketler oluşur. Tüm bunlar da ek taşıma süresi harcarlar. Manuel olarak yerleştirilen sistemlerde, performans ek olarak bir de sürücünün yeteneğine ve izleyeceği yolu belirleme kararına bağlıdır. Vinç operasyonunun teknik ya da operasyonel ihlalleri oluşur, bu da yükleme sırasını değiştirmeyi zorunlu kılar. O yüzden otomatik ekipmanlar kullanılıyor olsa bile taşıma süreleri tam olarak hesaplanamamaktadır. Bütün bu nedenlere rağmen, önceden hazırlanan yükleme planı optimale yakın olabilmektedir. Gerçek zamanlı (online) yükleme planlaması bu problemlerin atlanmasına ya da en azından azaltılmasına olanak sağlamaktadır. 49 Gerçek zamanlı yükleme planlamasında, belirli konteynerleri gemideki belirli pozisyonlara atayan yükleme planı hazırlanmamaktadır. Onun yerine, gemi hattının yükleme talimatındaki pozisyonlara atanan kategorilere göre konteynerler taşımak için seçilirler. Kategorileri aynı olan konteynerler denk olarak kabul edilirler. Rıhtım vincine varış zamanlarına göre gemiye yüklenirler. O nedenle, belirli bir konteyneri, belirli bir pozisyona adresleyen belirli yükleme planı, yükleme aktivitesi ile eşzamanlı olarak oluşturulmaktadır. Gerçek zamanlı yükleme planlaması henüz konteyner terminallerinde kullanılmamaktadır ama gelecekte geminin yükleme performansını geliştirmek için gereklidir. Pratikte, yükleme planlaması genellikle manuel ya da ilgili karar destek sistemlerini kullanan gerçek zamanlı olmayan ( offline) optimizasyondur. Aşağıdaki çalışmaların çoğu uygun optimizasyon fonksiyonelliği ile varolan sistemleri geliştirmek için uygulanabilecek araştırma çalışmalarını açıklamaktadır. Konteyner verilerinin verilmiş olduğunu farz edilmekte, yani konteynerlerin yüklenmesi problemi dikkate alınmamaktadır. (Steenken, VoB, Stahlbock, 2004:18-19) Sculli ve Hui (1988), çalışmalarında aynı boyutlardaki konteynerlerin istiflenmesi ve elleçlenmesi üzerine bir simulasyon modeli oluşturmuşlardır. Oluşturdukları modelin performans göstergeleri hacimsel kullanım, atıl elleçleme oranı, eksiklik oranı, kabul etmeme oranlarını içermektedir. Sonuçlar, farklı tipteki konteynerlerin sayılarının performans göstergeleri üzerinde en büyük etkiye sahip olduğunu, istifleme politikasının ve maksimum depolama boyutlarının da performans göstergeleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Wilson ve Roach (1999,2000) çok limana uğrayan bir konteyner gemisinde konteynerler için uygun yerleşimin belirlenmesi üzerinde çalışmışlardır. Yükleme planlama problemini ilgili stratejik problemler ve taktik planlama seviyelerine göre iki alt sürece ayırmışlardır. Bir gemide genel olarak konteynerlerin bir bloğa atanması olan ilk problemi çözmek için Dal-sınır algoritmasını kullanmışlardır. İkinci aşamada, belirli konteynerleri bir blokta belirli lokasyonlara veya pozisyonlara atayan daha detaylı bir plan, Tabu-Arama (Tabu-search) algoritması ile bulunmuştur. 50 Her zaman optimal olmamakla birlikte makul bir sürede iyi sonuçlar bulunabilmektedir. Dubrovsky, Levitin ve Penn (2002) konteyner hareketlerinin sayısını minimize etmek amaçlı yükleme planlama probleminin çözümü için Genetik Algoritma (GA) kullanmışlardır. Çözüm uzayı kompakt ve etkili bir kodlama ile önemli ölçüde azaltılmıştır. Uygun kısıtlar ile geminin stabilitesi de yansıtılmıştır. Simülasyon sonuçları genetik algoritma esaslı yaklaşımın etkinliğini ve esnekliğini göstermiştir. 3.1.3. VİNÇ DAĞILIMI Gemi planlamanın üçüncü aşaması gemilere ve gemi çeşitlerine rıhtım vinçlerinin tahsis edilmesi olan vinç dağılımıdır. Geminin büyüklüğüne bağlı olarak bir açık deniz gemisine ortalama 3 ila 5 vinç çalışır. Feeder (ara ) gemilerde ise 1 ila 2 vinç çalışır. Pratikte, vinçlerin gemilere tahsisi birkaç kısıtı -özellikle vinçlerin ve gemilerin teknik verileri ve bir rıhtımdaki vinçlerin erişilebilirliği- yansıtmaktadır. Çünkü terminaller zaman içinde gelişmişlerdir,genelde gerçek terminallerde farklı çeşitlerde vinçler vardır. Bir rıhtımdaki çalışılabilir vinç sayısı genelde kısıtlıdır, çünkü her rıhtımdaki her bir vinç kullanılabilir değildir. Vinç dağılımı ile bir gemiye ve geminin ambar, güverte gibi kısımlarına uygun sayıda vincin tahsis edilmesi ve çalışılacak konteyner bloklarının programlanması amaçlanmaktadır. Bu sadece tek bir gemi için değil belli bir periyotta terminalde demirlemiş olan tüm gemiler için geçerlidir. Optimizasyonun sadece tek bir amacı yoktur. Bütün gemilerin gecikmelerinin toplamının minimizasyonu veya vinçlerin iyi 51 dengelenmiş ve/veya ekonomik kullanımı da amaçlanabilmektedir. Gerçekte ise bu terminalin durumuna ve terminalin kendi amacına dayanmaktadır. Vinç dağılımı ile, vinç tahsisine ek olarak bir geminin ve geminin konteyner bloklarının hangi modda yükleneceğine karar verilir. Bir blok yatay veya dikey olarak da yüklenebilir. Rıhtım veya deniz tarafından başlanacağı ile 4 farklı yükleme modu oluşur. İlave modlar da vardır ama ana modlar bunlardır. Yükleme planı, vinç dağılımı ve yükleme modu hep birlikte bir iş emrini oluşturur. Bu da her bir bloktaki her bir konteynerin yükleme sırasını tanımlar. Daha öncede belirtildiği gibi kara tarafında yapılan taşımalar yükleme sırası ile uyumlu olmak zorundadır. (Steenken, VoB, Stahlbock, 2004:21) Daganzo (1989) limanlar için vinçlerin çizelgelenmesini incelediği çalışmasında, gecikmelerin toplam maliyetini minimize edecek şekilde tüm gemilere hizmet verilmesini amaçlamıştır. Çalışmada az sayıda gemi olması durumunda kullanılabilen kesin çözüm metodları ve daha büyük ölçekli problemler için en iyilik prensiplerine dayanan ve uygulanması kolay olan yaklaşık metodlar geliştirilmiştir. Gambardella ve diğerleri (2001), bir konteyner terminalinde yükleme ve tahliye operasyonlarının çizelgelenmesi ve kaynak tahsisi problemlerine hiyerarşik bir çözüm getirmişlerdir. Çözümün uygulanabilirliği terminalin detaylı, kesikli-olay temelli simülasyon modelinde doğrulanmıştır. Simülasyon sonuçları, maliyetleri üçte bir azaltan optimize edilmiş kaynak tahsisinin optimize edilmiş yükleme ve tahliye listeleriyle birlikte etkin olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Bish 2003’te bir grup geminin maksimum çevrim süresinin minimizasyonu için sezgisel bir metod geliştirmiştir. Üzerinde çalıştığı problem 3 aşamalıdır: gemiden boşaltılan konteynerler için sahada depolama lokasyonlarının belirlenmesi; taşıtların konteynerlere sevkedilmesi (hangi konteyneri hangi taşıtın taşıyacağının belirlenmesi) ve vinçlerin yükleme/tahliye operasyonları için çizelgelenmesi. Aktarma problemi olarak formüle ettiği problem doğrusal olamayan programlamadır. 52 Sezgisel metodun etkinliğini hem en kötü vaka hem de hesaplamalar açısından analiz etmiştir. Park ve Kim 2003’de rıhtım ve rıhtım vinçlerinin çizelgelenmesi için çeşitli pratik kısıtları da dikkate alan bir tamsayılı programlama modeli geliştirmiş ve iki aşamalı çözüm yöntemi önermişlerdir. Her bir gemi için yanaşma yeri,zamanı ve her bir zaman aralığı için her bir gemiye atanacak vinçlerin sayısının belirlendiği ilk aşama için alt gradyan optimizasyon (subgradient optimization) tekniğini kullanmışlardır. İkinci aşamada ise her bir rıhtım vinci için detaylı çizelgelemeyi dinamik programlama ile gerçekleştirmişlerdir. 3.2. DEPOLAMA VE İSTİF LOJİSTİĞİ İstif lojistiği artan öneme sahip bir alan haline gelmiştir çünkü konteyner trafiğinin sürekli olarak artması her geçen gün limanlarda depolanan konteynerlerin artmasına ve alanın kıt bir kaynak haline gelmesine neden olmaktadır. Genellikle konteynerler zemin üzerine birkaç kat halinde istiflenirler ve tüm depolama alanı bloklara ayrılır. Depolama sahasındaki bir konteynerin lokasyonu bulunduğu blok, sıra, kolon ve kat ile adreslenmektedir. Operasyonel ihtiyaçlara göre depolama sahası farklı alanlara ayrılır. Reefer, tahlikeli madde ya da hasarlı konteynerler için özel alanlar ve ithal ve ihraç konteynerler için farklı alanlar vardır. Avrupa’daki büyük konteyner terminallerinin ortalama günlük saha kullanımı yaklaşık 15-20.000 konteynerdir bu da günlük 15.000 hareket anlamına gelmektedir. Sahadaki konteynerlerin kalış süresi ortalama 3-5 gün aralığındadır. Depolama planlaması ve istifleme karar sistemi depolanacak bir konteynerin hangi blok ve hangi lokasyona yerleştirileceğine karar vermek zorundadır. Konteynerler üst üste istiflenmektedirler ve her birinin istifleme ekipmanı ile direk erişimi mümkün değildir. Gerekli olan bir konteynere ulaşmak için öncelikle onun üzerinde yeralan diğer konteynerlerin alınması gerekmektedir. Birkaç nedene bağlı olarak yeniden elleçleme oluşmaktadır. Bu nedenlerden en önemlisi de istiflenecek konteynere ait 53 verinin eksik yada yanlış olmasıdır. Avrupa terminallerinde, terminale gelen ihraç konteynerlerinin %30-40’ının doğru veri eksikliği vardır. İyi bir depolama kararı için gereken veriler: ilgili gemi, tahliye limanı ve konteyner ağırlığıdır. Konteynerin terminale varışından sonra bile gemi hattı tarafından tahliye limanı ve gemisi değiştirilebilmektedir. Gemilerden boşaltılan ithal konteynerler için ise durum daha da kötüdür. Bir geminin boşaltılması esnasında sahada bir lokasyon belirlenmesi aşamasında boşaltılan konteynerlerin en çok %10-15’lik kısmının kara tarafındaki taşıma modu bilinmektedir. Durumu kolaylaştırmak ve gemi tren veya tır operasyonlarına yüksek performans sağlamak için konteynerler bazen yükleme yerine yakın bir yerde ve yükleme sırasına uyacak biçimde ön-depolanmaktadırlar. Bu, yükleme planı tamamlandıktan ve gemi yüklemeye başlamadan önce yapılır. Çünkü ön-depolama ilave taşıma gerektirir, bunun da maliyeti yüksektir ve terminaller normalde sahadaki istiflemeyi optimize ederek bundan kaçınmaya çalışırlar. Ama geminin yüklenmesi mümkün olduğunca hızlı olması gerektiğinde yapılmaktadır. Depolama ve istif lojistiği giderek daha kompleks ve sofistike hale gelmektedir ve terminalin toplam performansında önemli bir rol oynamaktadır. İki çeşit depolama lojistiği ayırt edilmektedir. Depolama ve saha planlama sistemlerinde beklenen ithal ve ihraç konteynerlerin sayısına göre istif alanlarının ve depolama kapasitelerinin geminin varışından önce tahsis edilmesi bunlardan ilkidir. Bloklarda ve sıralarda uygun sayıdaki lokasyon, belirli bir gemi için rezerve edilmektedir. Planlama stratejisine bağlı olarak, ihraç konteynerleri için rezervasyon tahliye limanı, konteyner tipi/uzunluğu ve konteyner ağırlığı için ayrılabilmektedir. İhraç konteynerleri için ortak bir strateji tahliye limanı ve tipi aynı olan konteynerler için bir sıra içindeki lokasyonların rezerve edilmesidir. Geminin stabilitesinin sağlanması için de ağır konteynerlerin önce yüklenmesi gerektiğinden sahada ağır konteynerler hafiflerin üzerine konulurlar. İthal konteynerler için ise daha ileri bir ayrıştırma yapılmaksızın sadece ilgili büyüklük için saha kapasitesinin rezervasyonu yapılır. Çünkü tahliye esnasında teslimatın ulaştırma şekli ve verisi genellikle bilinmemektedir. Eğer ulaştırma şekli biliniyor ise ithal alanlar buna göre 54 ayrılabilmektedir. İthal konteynerler için ortak strateji ithalat alanındaki herhangi bir lokasyonun seçilmesi ve aynı depolama tarihli konteynerlerin orada kümelenmesidir. Saha ve planlama nadir olarak gerçek teslimatla uyuşmaktadır çünkü konteynerin teslimi önceden tam olarak tahmin edilemeyen stokastik bir süreçtir. Bu saha konseptinin kalitesi iyi bir istif konfigürasyonunun nasıl belirleneceği stratejisine ve konteyner geliş dağılımının iyi bir tahminine bağlıdır. İki faktörün de çözülmesi zordur ve yüksek oranda yeniden düzenleme hareketi ile sonuçlanmaktadır. Ayrıca, saha lokasyonlarının rezervasyonu da istif kapasitesini işgal eder. Bütün bu dezavantajları yüzünden bazı terminaller (scattered stacking) dağınık istifleme diye adlandırılan bir istif konsepti kurmuşlardır. Dağınık istiflemede, artık sahanın belli kısımları belli bir geminin gelişine atanmıyor ama belli bir demirleme yerine atanıyor. Bir konteyner geldiğinde, bilgisayar sistemi geminin programından hareketle gemi için uygun demirleme yerini seçmekte ve otomatik olarak bu demirleme yeri için ayrılmış olan alan içinde iyi bir istif lokasyonu aramaktadır. Gerçek zamanlı olarak bir istif lokasyonu seçilmekte ve -gemi, konteyner tipi/uzunluğu, tahliye limanı ve ağırlığı- aynı olan aynı kategorideki konteynerler birbirlerinin üstüne kümelenmektedirler. Bir gemiye ait konteynerler kendi istif alanları içerisinde stokastik olarak dağılmaktadırlar; saha lokasyonlarının rezervasyonu artık gerekli olmamaktadır. Bu konsept daha yüksek bir saha kullanımı sağlamaktadır çünkü herhangi bir lokasyon rezerve edilmemektedir. Ayrıca istifleme kriteri ile geminin yükleme kriteri örtüştüğü için yeniden düzenleme miktarı dikkate değer biçimde azalmaktadır. Konteyner özellikleri saha istif konseptlerinde önemli bir rol oynasa da lojistik süreçlerin iyileştirilmesi için ilave parametreler dikkate alınmalıdır. Örneğin yükleme operasyonuna yüksek performans sağlamak amacıyla taşıma uzaklığını minimum yapacak şekilde konteynerler gelecekteki yükleme yerine yakın bir yerde istiflenmelidirler. Rıhtım vinçlerinin performansı istif ve taşıma ekipmanının performansından daha yüksek katlıdır. O nedenle, aynı kategoriye sahip konteynerlerin, taşıtların gereksiz bekleme sürelerinden ve sıkışıklıklardan kaçınmak için birkaç blok ve sırada dağıtılmaları gerekmektedir. Diğer istif ekipmanının ve 55 gantry crane’in gerçek iş yükü de dikkate alınmalıdır çünkü kullanımı fazla olan ekipmanlara ilave görevlerin verilmesi bekleme sürelerine yol açmaktadır. Her bir faktörün ağırlığı parametrelerle ölçülerek, tüm bu faktörler bir algoritmaya entegre edilebilmektedir. (Steenken, VoB, Stahlbock, 2004: 22-24 ) İhraç, ithal ve boş konteynerler arasında her birinin terminale getiriliş şeklini etkileyen farklılıklar vardır. Konteynerin gemiden direk demiryolu veya karayolu aracına transfer edilebileceği bazı yakın deniz trafiği(short sea traffic) hariç, transfer işleyişinde iki adım mevcuttur: gemiden önce ithal konteynerler alınır ve karaya veya tekerlekli treyler’e yerleştirilir. Buradan rıhtıma bitişik olmayan bir istif alanına götürülür, daha sonra (genellikle birkaç gün sonra) bu istif yerinden alınarak iç destinasyonlara ulaştırılmak üzere kara veya demiryolu araçlarına yerleştirilir. İhraç konteynerler, gemi gelişinden günler önce getirilerek, rıhtım kreyninin ulaşım alanı içinde bir yer olmamak kaydıyla, yükleme rıhtımına yakın bir alana istiflenirler. Bu yerden daha önce yapılmış olan bir planlamaya göre belli bir sırada alınarak, rıhtım kreyninin altındaki alana ulaştırılırlar ve gemide ayrılmış olan yerlerine yerleştirilirler. Gemiyle gidecek olan boş konteynerlerde de, ihraç konteynerler için geçerli olan planlama şekli uygulanmaktadır. Deniz veya karayolu ile gelen boş konteynerler genelde ithalat konteynerlerinden ayrılarak, özel bir depolama alanında istiflenmektedir. İthal konteynerlerin terminaldeki yerleşimine ayrıca ileri aşamadaki teslim modu da etki etmektedir; karayolu ile ulaşımı sağlanan, demiryolu ile ulaşımı sağlanan ve parsiyel konteynerleri terminale doğru farklı rotalar izlerler ve rıhtım vincini terk eder etmez ayrılabilirler. (Branch, 1986: 88) Taleb-Ibrahimi, Castilho ve Daganzo (1993) bir terminaldeki ihraç konteynerler için elleçleme ve depolama stratejileri tanımlamışlar ve bunların performansını gerekli olan elleçleme hareketi sayısıyla ve alan miktarı ile ölçmüşlerdir. Verilen belirli bir trafik için önerdikleri stratejilerin uygulanabilmesi için gereken minimum alan miktarını belirlemişlerdir. Operasyonel düzeyde de elleçleme hareketi miktarının nasıl tahmin ve minimize edileceğini tanımlamışlardır. 56 Castilho ve Daganzo (1993) istif yüksekliğinin aynı olmasını sağlamaya çalışan ve geliş zamanlarına göre konteynerleri ayırmak yada gruplandırmak olan 2 strateji altında ithal konteynerler operasyonları için gereken elleçleme miktarını ölçen metodlar sunmuşlar ve bu stratejileri ideal hale getirilen bir durumda kıyaslamışlardır. Bruzzone ve Signorile (1998) terminalde konteynerlerin yerleşiminin planlanması ve optimizasyonu için simülasyon aracı tanımlamışlardır. Geneteik algoritmalarla da konteyner kümelerinin oluşumunu ve sahadaki yerleşim yerlerinin belirlenmesini planlamışlardır. Kim (1997) belirli bir başlangıç istif konfigürasyonu için rastgele bir konteyneri istiften almak ve bu sebepten oluşacak keyfi yığını temizlemek ve istifteki tüm konteynerlerin alınması için yapılması gereken toplam yeniden düzeltme hareket sayısını hesaplayan ifadeler çıkarmıştır. Beklenen yeniden elleçleme sayısını kolaylıkla ve çabuk hesaplayacak regresyon denklemleri ve tablolar geliştirilmiştir. Kim ve Bae (1998) konteyner terminalindeki gemilerin çevrim süresini kısaltmak amacıyla depolama sahasında bulunan ihraç konteynerlerin bulundukları konfigürasyondan gemilere yüklemek için en iyi konfigürasyona yeniden nasıl düzenleneceğini tartışmışlardır. Blokların mevcut yerleşim düzenini istenilen hale getirmek için problemi üç alt probleme ayırmışlardır. Blok eşleştirme için dinamik programlama ve hareket planlama içinde ulaştırma modeli ve görevlerin sıralaması için de dinamik programlama tekniklerini kullanmışlardır. Kim ve Kim 1999, ithal konteynerler için depolama sahasının nasıl tahsis edileceğini dikkate almışlardır. Yeni gelen konteynerlerin daha önce terminale gelmiş konteynerlerin üstüne konulmasına izin verilmediği ayırma stratejisi ile sabit, periyodik ve dinamik geliş süreli ithal konteyner vakalarını analiz etmişlerdir. Aynı yazarlar 2002 yılındaki çalışmalarında ise ithal konteynerler için depolama sahasının optimum büyüklüğünün ve transfer vinçlerinin optimal sayısının belirlenmesini tartışmışlardır. Karar vermek için geliştirdikleri maliyet modeli saha maliyetinden, transfer vinçlerinin yatırım maliyetinden ve transfer vinçleri ile kamyonların işletme 57 maliyetinden oluşmaktadır. İki farklı vaka incelemişlerdir. Sadece terminal işletmecisinin maliyetinin minimize edilmesini amaçlayan vaka için deterministik bir model; terminal işletmecisi ile müşterilerin toplam maliyetinin minimize edilmesini amaçlayan ikinci vaka içinde stokastik bir model geliştirmişlerdir. Kim, Park ve Ryu (2000), yükleme operasyonu için beklenen yeniden yerleştirme hareketi sayısını minimize edecek şekilde ihraç konteynerlerin depolama lokasyonlarının belirlenmesi için bir dinamik programlama modeli formüle etmişlerdir. Konteyner istif konfigürasyonu ve sahadaki konteynerlerin ağırlık dağılımı ve gelen bir konteynerin ağırlığnı dikkate almışlardır. Gerçek zamanlı kararlar için dinamik programlama ile sağlanmış optimal çözümler kümesinden hızlı bir karar ağacı türetmişlerdir. Preston ve Kozan 2001, amaç fonksiyonu konteyner gemilerinin çevrim süresini minimize etmek olan, çözümünü genetik algoritma kullanarak sağladıkları bir konteyner yerleşim modeli geliştirmişlerdir. için Konteyner elleçlemenin farklı programları (tesadüfi,FCFS,LCFS) için optimal depolama stratejisinin belirlenmesi amacıyla problemi Karma Tamsayılı Programlama Modeli olarak formüle etmişlerdir. Eğer iyi bir depolama yerleşimi varsa hesaplama deneyleri çizelgeleme tipinin transfer süresi üzerinde bir etkisi olmadığını göstermiştir. %10-50 aralığındaki depolama alan kullanımındaki değişiklik transfer süresinin de doğrusal değişmesine neden olmaktadır. Kim ve Park 2003, sahanın verimli kullanılması ve yükleme operasyonlarının daha etkin olması ana amaçları doğrultusunda depolama sahasına gelen ihraç konteynerler için depolama sahasının tahsisini tartışmışlardır. Hem direk hem de direk olmayan transfer sistemleri için amaç fonksiyonları ve kısıtları açıklamış ve formüle etmişlerdir. Temel model olarak karma tam sayılı programlama kullanmışlardır. İki sezgisel algoritma sayısal bir deney ile kıyaslanmıştır. Zhang ve diğerleri 2003, ithal, ihraç ve transit konteynerlerin aynı blokta istiflendiği kompleks bir terminalde depolama yer tahsis problemi üzerinde çalışmışlardır. 58 Devinimli ufuk yaklaşımının her bir planlama periyodunda problem iki düzeye ayrılmış ve matematik modeller geliştirilmiştir. İlk aşamada bloklar arasındaki iş yükü dengelenmiştir. İkinci aşamada ise gemi ile bloklar arasındaki taşıma mesafesini minimize edecek şekilde her bir gemideki konteynerlerin toplam sayısının bloklara atanması çözülmüştür. Sayısal deneyler iş yükü dengesizliklerinin önemli ölçüde azaldığını ve böylece darboğazların önlendiğini göstermiştir. Boş konteynerler dolu konteynerlerden ayrı olarak depolanırlar. Çünkü onları dolu konteynerlerden daha yüksek olarak istifleyecek ekipmanlar vardır. Boş konteynerlerin depolanması ve istifi için kullanılan metodlar yukarıda anlatılan yaklaşımlardan farklı değilken boş konteynerlerin limandaki dağılımı özel yaklaşımları hak eden ayrı bir problem olarak dikkate alınmıştır. 3.3. TAŞIMALARIN OPTİMİZASYONU Bir konteyner terminalinde birbirinden ayırt edilen 2 çeşit taşıma vardır: yatay taşıma ve gantry vinçler ile istif taşımasıdır. Yatay taşımalarda rıhtım tarafında gemilere yapılan ve kara tarafında tır veya trenlere yapılan olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Tırlar, multi-treylerler, AGV( otomatik güdümlü taşıtlar), manuel yada otomatik straddle taşıyıcılar taşıma için kullanılabilmektedirler. 3.3.1. RIHTIM TARAFINDAKİ TAŞIMALAR Gemilerin yüklenmesi ve boşaltılması için konteynerler istif blokları ve gemi arasında ve tam tersi şeklinde taşınmak zorundadırlar. Rıhtım tarafındaki taşımaların optimizasyonu sadece taşıma süresinin azaltılması anlamına gelmez, ayrıca taşımaların rıhtım vinçlerinin yükleme tahliye faaliyetleri ile senkronizasyonu anlamına da gelmektedir. Genel bir amaç vinç verimliliğini arttırmaktır. Vinç verimliliği sadece vincin teknik özelliğine (50-60 kutu/saat) bağlı değildir. Operasyondaki gerçek performans çok daha düşüktür (22-30 kutu/saat). Bu fark, postalar arasındaki molalar, ambar kapaklarının hareket ettirilmesi ve ekipmanın 59 bağlanması, teknik yada operasyonel arızalar ve yatay taşımalar nedeniyle oluşan sıkışıklıklar gibi üretici olmayan zamanlar nedeniyle oluşmaktadır. Ayrıca daha fazla taşıma aracı maliyetlerin artmasına ve gemi operasyonunun daha az ekonomik hale gelmesine neden olmaktadır. Lojistiğe ilişkin olarak, gemi verimliliğinde bir kazanç rıhtım tarafında çalışan taşıma araçlarının sayısının veya hızının arttırılması ile başarılamamaktadır. Çünkü vinçlerdeki ve sahadaki tıkanıklık olasılığı bunlarla orantılı olarak artmaktadır. O nedenle geliştirilecek olan optimizasyon sistemi tıkanıklıkların minimizasyonunu sağlamak zorundadır. Rıhtım tarafında farklı taşıma türleri ve taşıma araçlarının vinçlere tahsisi stratejileri gerçekleşmektedir. Tekli çevrim türünde taşıma araçları tek bir vinç için çalışırlar. Vincin çevrimine göre taşıtlar ya boşaltılan konteynerleri rıhtımdan sahaya taşırlar yada ihraç konteynerleri sahadan vince taşırlar. İkili çevrim türünde ise taşıma araçları ithal ve ihraç taşımaları birleştirerek yükleme ve tahliye devrinde olan birkaç vinç yada gemiye havuz sisteminde tahsis edilebilmektedirler. Tekli çevrim türünde, ithal çevrimin optimizasyonu için herhangi bir potansiyel yoktur. Boşaltılan konteynerler için optimizasyon, bu konteynerler için optimal saha lokasyonlarının belirlenmesiyle sınırlıdır. Konteynerler önceden belirlenmiş istif yerlerine taşınmak zorunda oldukları için boş taşımalar azaltılamaz. Taşıma mesafeleri rıhtıma yakın lokasyonlar seçilirse ancak o zaman azaltılabilmektedirler. Bunun yanında ihraç taşımaları için optimizasyon potansiyeli vardır. Genellikle taşıma düzeni geminin yükleme düzeni ile denk değildir. Yükleme düzeni yükleme planı, vinç dağılımı ve vinçlerin yükleme stratejisi ile belirlenir. Bununla birlikte, taşıma düzeni farklı mesafeleri, sahadaki yeniden düzenleme hareketlerini ve özel konteynerleri dikkate almak zorundadır. Özel konteynerler bazen taşımadan önce bazı özel ekipmanlara ihtiyaç duyabilmektedirler. Bütün bunlar da ek taşıma süresine neden olmaktadır. O yüzden taşıma düzeni yükleme düzeninin doğru sıralamasını sağlayacak şekilde değiştirilmek zorundadır. Vinçlerin boş beklemeleri ve 60 vinçlerdeki ve sahadaki araç tıkanıklıklarından her ikisi de verimliliği düşürdüğü için kaçınılmalıdır. İkili çevrim daha komplekstir. İkili taşıma türünde bir gemide veya komşu gemilerde çalışan vinçlerden/vinçlere olan ithal ve ihraç taşımalar birleştirilmektedir. Taşıma araçlarının vinçlere sabit olarak tahsisinden vazgeçilmiştir. Araçlar yükleme ve tahliye yapan birkaç vince hizmet veren bir havuz içerisinde çalışmaktadırlar. Boş mesafeler ve taşıma süreleri ikili çevrim türünde azaltılmıştır. İkili çevrim türünün, yüksek karmaşıklığı nedeniyle yürütülmesi daha zor fakat daha verimlidir. Vinç bekleme süreleri eğer konteynerler vinç portalının altında tamponlanırsa azaltılabilmektedir. Terminal pratiğinde insanlar tarafından kullanılan straddle taşıyıcılar veya kamyonlar gibi ekipmanlar tek bir vinç için sabit olarak tahsis edilirken, AGV (otomatik güdümlü taşıtlar) gibi otomatik taşıma araçları her zaman havuzlanır. Eğer yükleme kapasitesi 1 konteyneri geçerse; çoklu yük türü (multiple load mode) de mümkündür. AGV’ler için çoklu yük optimizasyon potansiyeli içermektedir ama pratikte nadir olarak gerçekleştirilir çünkü yönetilmesi güçtür. Taşıma için insansız (unmanned) ekipman (ALV ve AGV) ve istif için de otomatik gantry crane’ler kullanılıyorsa, kontrol sisteminin ana görevi konteynerlerin tam zamanında vinç ve AGV’lere varmasını sağlayacak şekilde ekipman senkranizasyonunu ve boş zamanların minimizasyonunu sağlamaktır. Pratikte gemi operasyonu dinamik bir süreçtir ve o nedenle gerçek zamanlı (online) optimizasyonu gerektirir. İthal konteynerler için konteyner boşaltılmadan ve ilgili veri ve durumu fiziksel olarak kontrol edilmeden önce kesin saha lokasyonu belirlenememektedir. Operasyonel ve teknik problemler nedeniyle vinç operasyonlarının duraklaması, geminin stabilitesi nedeniyle vinç operatörü tarafından yükleme/tahliye sırasının değiştirilmesi veya yatay taşımalar esnasında meydana gelen problemler olası sıkıntılardır. Bu sıkıntılar, sadece az sayıdaki konteyner için düzenlemenin tekrar hesaplanılmasını zorlar. Her bir durumda amaç konteynerlerin 61 vinçlere geliş gecikmelerini ve taşıma araçlarının dolaşma süresini minimize etmektir. (Steenken, VoB, Stahlbock, 2004: 25-27) Rıhtım tarafındaki taşımalarla ilgili pek çok çalışma vardır. Bunlar AGV, straddle taşıyıcı gibi taşıma araçlarına göre sınıflandırılabilmektedirler. AGV’ler depo operasyonları ve esnek imalat sistemlerinde de kullanıldıkları için onlarla ilgili muazzam sayıda çalışma vardır . O yüzden bu konudaki çalışmalar için Steenken, VoB, Stahlbock 2004’e bakınız. Kim ve Kim (1999), çalışmalarında ihraç konteynerlerin yüklenme operasyonları süresince bir straddle taşıyıcının nasıl rotalanacağını tartışmışlardır. Straddle taşıyıcının saha içindeki toplam dolaşma mesafesini minimize etmeyi denemişlerdir. Tur süresince uğranılacak blokların sıralamasını ve her bir bloktan alınacak konteynerlerin sayısını, straddle taşıyıcının toplam dolaşma süresini minimize etmek amacıyla belirlemişlerdir. Rotalama problemini, tamsayılı programlama olarak formüle etmişlerdir. Ayrıca verimli bir optimizasyon algoritması da geliştirmişlerdir. 1999 yılında yaptıkları bir diğer çalışmada ise gene aynı konuda fakat bu sefer birden fazla straddle taşıyıcının rotalanması üzerinde durmuşlardır. Aynı çalışmada rotalama problemi, konteyner tahsis probleminden ve taşıyıcı rotalama probleminden oluşmaktadır. Ulaştırma problemi olarak formüle edilen konteyner tahsis probleminde, konteynerler herbiri bir rıhtım vinci tarafından yüklenecek çoklu sınıflara ayrılmaktadır. Taşıyıcı rotalama probleminde ise taşıyıcının uğrayacağı blokların sıralaması belirlemiş ve bu problem için de ışın arama algoritması (beam search algorithm) geliştirmişlerdir. Böse ve diğerleri (2000), konteynerlerin straddle taşıyıcılar ve gantry vinçleri ile gemi ve konteyner sahası arasında taşınması üzerinde çalışmışlardır. Geminin limanda kalma süresini azaltabilmek birincil amacını gantry vinçlerin verimliliğini maksimize ederek ya da bir diğer anlatımla gantry vinçlerinin durmasına neden olan konteyner taşımalarındaki gecikmeleri minimize ederek sağlamışlardır. Straddle taşıyıcıların gantry vinçlere sevk edilmesi için farklı stratejiler incelemişlerdir ve 62 çözümlerin iyileştirilebilmesi için evrimsel algoritmaların potansiyelini göstermişlerdir. Bish ve diğerleri 2001, bir geminin toplam tahliye süresini minimize etmek amacıyla her bir ithal konteyner için bir saha lokasyonunun atanması ve konteynerlere araçların sevkedilmesi problemi üzerinde çalışmışlardır. Araç-çizelgeleme-lokasyon probleminin zor bir doğrusal olmayan programlama (NP-hard) olduğunu göstermişler ve atama problemi formülasyonuna dayanan bir sezgisel algoritma geliştirmişlerdir. Sezgisel algoritmanın etkinliği hesaplama açısından ve en kötü senaryoyla analiz edilmiştir. 3.3.2. KARA TARAFINDAKİ TAŞIMALAR Kara tarafındaki taşıma demiryolu operasyonu, karayolu (tır) operasyonu ve dahili taşımalar olarak ayrılmaktadır. Yaygın bir operasyon mantığı beklenen iş yüküne uygun olarak her bir operasyon kümesi için belli sayıda taşıtın tahsis edilmesidir. Daha ileri bir strateji ise tüm bu çalışma alanları için taşıtların havuzlanmasıdır. Trenler genellikle gantry vinçleri ile yüklenip boşaltılırken istif ve demiryolu arasındaki taşımalar straddle taşıyıcı, tır, treylerler ve benzer ekipmanlarla gerçekleştirilir. Daha sonra konteynerler ya demiryolu boyunca yada doğrudan treylerlerin üzerinde tamponlanırlar. Straddle taşıyıcıların vagonların üzerinden konteynerleri alıp bıraktığı durumlarda ise sadece straddle taşıyıcı operasyonları gerçekleşmektedir. Demiryolu operasyonu rıhtım tarafı operasyonu ile benzerdir. Bir yükleme planı her bir konteynerin hangi vagona yükleneceğini gösterir. Konteynerin vagon pozisyonu, konteynerin varış yerine, tip ve ağırlığına vagonun maksimum yüküne ve vagon pozisyonunun trendeki sırasına bağlıdır. Yükleme planı gene demiryolu firması tarafından belirlenmekte ve terminal işletmesine EDI ile gönderilmektedir. Terminal operatörünün amacı sahadaki yeniden düzenleme hareketi sayısını minimize etmek,vinçlerin bekleme sürelerini minimize etmek ve vinç ve taşıtların boş dolaşma 63 mesafesini minimize etmek iken demiryolu işletmecisinin amacı trenin nakliyesi süresince vagonların/katarın bir hattan başka bir hatta geçirilmesi faaliyetlerini minimize etmektir. Her konteyner için belirli pozisyonlar yerine konteyner kategorileri için vagon pozisyonlarını belirten yükleme talimatı gönderilir ise o zaman demiryolunda optimizasyon uygulanabilmektedir. O zaman saha durumu yansıtılabilinir. Vincin gereksiz hareketlerden ve bekleme sürelerinden kaçınmak için taşıma ve vinç faaliyetleri senkronize edilmelidir. Bir veya birkaç trenin paralel olarak yüklenip boşaltılmasına göre tekli ve ikili çevrim modları vardır. Kamyonlar, terminale konteyner verilerinin kontrol edildiği ve bilgisayar sisteminde dosyalandığı kapılardan geçerek varırlar. Kamyonlar sonra konteynerlerin terminalin ekipmanıyla yüklenip boşaltıldığı işlem noktalarına giderler. Büyük konteyner terminalleri günde birkaç bin kamyona hizmet verir. İşlem noktaları ya istif vincinde ya da straddle taşıyıcı operasyonu durumunda ise sahanın içindedir. Kamyon sürüş çizelgesi geçilmesi gereken noktaların sırasını tarif etmektedir. Kamyonların işlem noktalarına geliş zamanı önceden tam olarak bilinememektedir. Kamyonlar işlem noktasına gelmeden terminal ekipmanı taşıma işine başlayamamaktadır. Trafik hacminin devamlı olarak değişmesi yüzünden, optimizasyon esnek ve hızlı olmak zorundadır. Gerçek zamanlı (online) optimizasyon talep edilmektedir. Boş mesafelerin ve dolaşma sürelerinin minimizasyonu kamyon operasyonundaki optimizasyon amaçlarıdır. Eğer ihraç konteynerlerinin işlem noktalarından sahaya taşınmaları ithal konteynerlerin sahadan aktarma noktalarına taşımaları ile birleştirilirse boş mesafeler azaltılabilmektedir. Farklı sebepler yüzünden iç hareketler oluşmaktadır. Eğer terminalde boş konteynerler için sundurma yada depolar var ise ilave taşımalar yapılmak zorundadır: boşaltılacak ithal konteynerlerin ilgili sundurmaya ve doldurulan konteynerlerin de ihraç alanına taşınmaları zorunludur. Boş konteynerlerin sundurmalarda doldurma amaçlı bulundurulmaları gerekirken boşaltılan konteynerlerin de boş depo yada sahada depolanmaları gerekmektedir. Boş konteynerler gemi, tren ve tır yüklemeleri için gerekmektedir ve dengesizlikler yüzünden, ilgili sahaya yada işlem noktasına taşınmak zorundadırlar. Bir geminin gidişi için atanan bazı konteynerlerin, geminin fazla rezervasyon yaptırması nedeniyle terminalde kaldığı durumlarda da ilave 64 taşımalar gerçekleşir. Sahanın yeniden organize edilmesi zorunludur. Bu tip taşımaların özelliği yapılması gereken işlerin sıralamasıdır. Bazen zaman aralıkları gerçekleştirilmelidir. Genelde bu tip taşımalar için zaman, gemi ve tır operasyonlarında olduğu gibi kritik bir öneme sahip değildir. O yüzden terminal bu tip taşımaları iş yükü daha az olduğu zamanlarda gerçekleştirir. Amaç boş ve yüklü taşıma sürelerini minimize etmektir. (Steenken, VoB, Stahlbock, 2004: 30-31) Powell ve Carvalho (1998), Treylerler ve konteynerlerin bir çekiciye atanması kısıtlarını dikkate alarak çekici akışının optimizasyonu için dinamik bir model önermişlerdir. Prıblemi, geniş bir eipman çeşidi ve karmaşık işletme kurallarıyla başa çıkan bir lojistik kuyruk şebekesi olarak formüle etmişlerdir. Karar vericiler için geliştirilmiş global lojistik kuyruk şebeke modeliyle şağlanan yararlı bilgilere bağlı olarak daha küçük bir çekici filosunun mümkün olduğunu göstermişlerdir. Steenken (2003), Hamburg’daki bir konteyner terminalinde uygulanan straddle taşıyıcıların optimizasyon sistemini açıklamıştır. Çalışmaya konu olan straddle taşıyıcı optimizasyon sistemi, taşıma esnasındaki gereksiz boş mesafelerin azaltılmasını amaçlamaktadır. Bu problemin çözümü için de doğrusal programlama kullanmıştır. Kim, Lee ve Hwang (2003), terminallerde müşterilere ait kamyonların teslim alma ve teslim etme operasyonları esnasındaki bekleme süresinin müşteri hizmet düzeyi değerlendirilmesinde önemli bir gösterge olması nedeniyle kamyonların hizmet gecikme maliyetlerini minimize edecek sıralama metodları üzerinde çalışmışlardır. Bütün araçların gelişlerinin önceden bilindiği statik sıralama problemi için dinamik programlama modeli geliştirmişlerdir. Yeni araçların devamlı olarak geldiği dinamik durumlar için ise öğrenme temelli metodlar önermişlerdir. Ayrıca birkaç sezgisel kural da geliştirmişler ve tüm bu yaklaşımların performanslarını simülasyon çalışması ile kıyaslamışlardır. 65 3.3.3. VİNÇ TAŞIMALARININ OPTİMİZASYONU Optimizasyon metodlarının bir diğer kullanım alanı da istiflerde çalışan gantry vinçlerin taşımalarıdır. Taşıma gereksinimleri yukarıda anlatılan yatay taşımalarınkinden farklı değildir. İşlerin sıralanması hesaplanmalı ve işler ilgili vince atanmalıdır. İstifde yerleştirilecek bir konteynerin lokasyonu genelde saha modülünde hesaplanır. Bu yeniden düzenlenmesi gereken konteynerler içinde doğrudur. O yüzden istif vinçleri için taşıma optimizasyonu yatay taşımalardaki, benzer ihtiyaçları azaltmaktadır ve benzer algoritmalar uygulanılabilir. İşlerin öncelikleri yatay taşımalarda da olduğu gibi hesaba katılmalıdır. Optimizasyonun amacı istif arayüzeylerindeki taşıtların bekleme sürelerini ve istif vinçlerinin bekleme sürelerini minimize etmektir. Arayüzeylerdeki trafik çok hızlı değiştiği için gerçek zamanlı optimizasyon talep edilir ve her yeni iş geldiğinde işlerin sıralanması tekrar hesap edilmek zorundadır. (Steenken, VoB, Stahlbock, 2004:32-33) Bu konuda yapılan çalışmalara bakacak olursak; Kim ve Kim (1997), ihraç konteynerlerin yüklenme operasyonları süresince bir transfer vincinin nasıl rotalanacağını tartışmışlardır. Tur süresince uğranılacak blokların sıralamasını ve her bir bloktan alınacak konteynerlerin sayısını belirlemişlerdir. Bir transfer vincinin, her bir bloktaki hazırlık süresi ile ardışık bloklar arasındaki dolaşma süresini içeren toplam konteyner elleçleme süresini minimize etmek amacıyla rotalama problemini tamsayılı programlama olarak formüle etmişlerdir. Ayrıca verimli bir optimizasyon algoritması da geliştirmişlerdir. Aynı yazarlar 2003 yılında yaptıkları çalışmada ise transfer vinçleri ve straddle taşıyıcılar gibi kara-tarafındaki ekipmanların rotalanması ve eş zamanlı olarak her bir bloktan alınacak konteyner sayılarının belirlenmesi üzerinde durmuşlardır. Problemin çözümünde genetik algoritma ve ışın arama (beam search) algoritması kullanmışlardır. Narasimhan ve Palekur (2002) konteynerlerin sahadaki istiften gemiye yüklenmesi için geçen sürenin minimizasyonu problemi üzerinde çalışmışlardır. Problemi tam sayıl programlama olarak formüle etmişlerdir.Dal ve sınır algoritması temelli 66 numaralandıran metodu (enumerative method) problemin tam olarak çözümü için geliştirmişlerdir. Rastgele oluşturulmuş problemlerde yapılan hesaplamalarla kesin ve sezgisel algoritmalar değerlendirilmiştir. Zhang ve diğerleri (2002), vinç göçerim problemi üzerinde çalışmışlardır. Verilen belirli bir iş yükü ile sahadaki toplam geciken iş yükünü minimize etmek amacıyla vinçlerin bloklar arasındaki hareket rotalarını ve sürelerini bulmaya çalışmışlardır. . Problem karma tam sayılı programlama modeli olarak formüle edilmiş ve lagranj yöntemleriyle çözülmüştür. 3.4. SİMÜLASYON SİSTEMLERİ Simülasyon, terminaldaki operasyonların performansının geliştirilmesinde yakın zamanda kullanılmaya başlanan önemli bir araç olmuştur. Stratejik, operasyonel ve taktiksel olmak üzere üç tür simülasyon ayrımı yapılabilmektedir. Stratejik simülasyon, değişik tipteki terminal yerleşim düzeni ve elleçleme ekipmanının verimlilik ve belirlenen maliyetler çerçevesinde karşılaştırılması ve araştırılmasında uygulanmaktadır. Genelde yeni bir terminal planlandığında veya mevcut terminalin yerleşim planı veya ekipmanları değişmesi gerektiğinde kullanılmaktadır. Stratejik simülasyon sistemleri değişik terminal yerleşim planlarının kolaylıkla dizaynına ve değişik tip elleçleme ekipmanının kullanılmasına olanak vermektedir. Stratejik simülasyonun ana amacı yüksek performans ve düşük maliyet sağlayacak terminal yerleşim düzenine ve elleçleme ekipmanlarına karar vermektir. Gerçekliği yakalamak için simülasyon sistemleri, gerçekçi senaryoların oluşturulmasına veya mevcut terminallerden veri alınmasına izin vermektedir. Operasyonel simülasyonu değişik terminal lojistik ve optimizasyon yöntemlerinin test edilmesinde kullanılmaktadır. Bu yöntem en azından büyük terminallerde artan bir kabul görmüştür. Büyük terminallerdeki terminal operasyonu ve lojistiği çok karmaşık olduğu için seçilen yöntem ile alternatif lojistik veya optimizasyon 67 yöntemlerinin etkisi test edilmelidir. Böylelikle, optimizasyon yöntemleri gerçek terminal kontrol ve yönetim sistemlerine uygulanmadan önce simülasyon ortamında test edilmektedir. Taktiksel simülasyon, simülasyon sistemlerinin; terminalin operasyon sistemlerine entegrasyonu anlamını taşımaktadır. Operasyondaki sapmalar operasyonu paralel olarak simüle edebilecek ve eğer gerçek operasyonlarda karışıklık çıkarsa elleçleme alternatifleri için tavsiye verilebilecektir. Operasyonla senkronize bir şekilde gerçek operasyon verisi alınmalı ve analiz edilmelidir. Bu gereklilik nedeniyle taktiksel simülasyon çok az veya kısmi bir şekilde konteyner terminallerinde kullanılmaktadır. Simülasyon sonuçları, terminal planlayıcıları, operatörler ve yöneticiler için değerli karar destek bilgisi sağlamaktadır. Böylelikle, çeşitli gruplar konteyner terminalleri için simülasyon sistemlerinde çalışmışlardır. (Steenken, VoB, Stahlbock, 2004:3434) Liu, Jula ve Ioannou (2002), çalışmalarında dört farklı otomatikleştirilmiş konteyner terminali tasarlamış, analiz etmiş ve değerlendirmişlerdir. Konfigürasyon, ekipman ve operasyon koşulları bakımından farklı terminal özellikleri tasarlamak için gelecek talep senaryolarını kullanmışlardır. Her terminal sisteminin aynı operasyon senaryosuna göre incelenmesi ve performansının değerlendirilmesi için mikroskobik simülasyon modeli oluşturulmuş ve kullanılmıştır. Ayrıca, tasarladıkları her terminal ile ilgili maliyetlerin değerlendirilmesi için bir maliyet modeli oluşturmuşlardır. Sonuçlar otomasyonun konvansiyonel terminallerin performansını düşük bir maliyetle önemli ölçüde arttırabileceğini göstermiştir. Shabayek ve Yeung (2002), çalışmalarında, Hong Kong’daki Kwai Chung konteyner terminallerini simüle etmek için Witness yazılımını kullanan bir simülasyon modeli geliştirmişlerdir. Konteyner terminallerinin gerçek operasyon sistemlerinin tahmininde iyi sonuçlar elde etmişlerdir. 68 Hartmann (2004) konteyner terminal lojistiğinde rıhtım planlama yada vinç çizelgeleme gibi optimizasyon problemlerinin çözümünde kullanılan algoritmalarda test verisi olarak ve simülasyon modellerinde girdi olarak kullanılabilecek senaryolar üreten bir yaklaşım üzerinde çalışmıştır. Senaryo gemilerin, trenlerin ve kamyonların gelişleri ile ilgili veriler ve yüklenen ve tahliye edilen konteynerlerle ilgili bilgilerden oluşmaktadır. Pratikle ilişkisi yüksek gerçekçi senaryoların üretilmesinde önemli olan parametrelerin belirlenmesine çalışmış ve bu parmetrelere dayanarak senaryolar geliştiren bir algoritma geliştirmiştir. Yun ve Choi (1999), çalışmalarında Pusan ve Kore’deki gerçek terminallerin sadeşeştirilmiş hali olan daha basit bir terminal sistemini dikkate almışlardır. Transfer vinçleri, gantry vinçler, treylerler ve saha traktörlerinden oluşan ekipmanlar, rıhtım, konteyner sahası ve kapıdan oluşan konteyner terminal sisteminin analizi için amaç odaklı simülasyon dili SIMPLE ++ yi kullanan bir simülasyon modeli önermişlerdir. Bu simülasyon modeli ile sistemin performansını analiz etmişlerdir. Vis ve Harika (2004) otomatik güdümlü taşıtlar (AGV) ve otomatik kaldırma ekipman (ALV) kullanmanın bir geminin tahliye süresine etkilerini simülasyon çalışmalarıyla araştırmışlardır. Daha doğru bir analiz için duyarlılık analizi yapılmıştır. Sonuçlar terminal dizaynının ve rıhtım vinçlerinin teknik özelliklerinin, optimal ekipman çeşidinin ve araç sayısının belirlenmesini etkilediğini göstermiştir. 69 BÖLÜM 4. UYGULAMA Uygulama kapsamında Kumport limanı konteyner terminali incelenmiştir. 4.1. KUMPORT LİMANI Türkiye’nin en büyük özel limanı olan Kumport, aynı zamanda da en büyük üçüncü limanıdır. Kumport, başta İstanbul olmak üzere özellikle Kuzey Marmara ve çevresine uzanan geniş bir bölgenin liman ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla kurulmuş çok amaçlı modern bir limandır. Hizmete girdiği ilk günden itibaren çağdaş ve yenilikçi düşünceyi benimsemiş, fiziki ve teknik kapasitesini devamlı şekilde arttırarak tüm imkanları ile müşterilerine seçkin ve kaliteli bir hizmet sunabilecek şekilde yapılanmıştır. Kuzey Marmara’daki sanayi ve ticaret bölgelerinin çok yakınında yer alması sebebiyle Kumport son derece stratejik bir konumdadır. ( 40o 58ı K ve 28o 41ı D). İstanbul Boğazı’na 22 deniz mili, E-5 otoyoluna 5 km ve TEM otobanına 10 km uzaklıkta olup, Atatürk Havalimanı ile arasında sadece 14 km’lik mesafe vardır. 2500 metre uzunluğunda rıhtımlar 500.000 TEU yıllık konteyner elleçleme kapasitesi 24 saat/365 gün gemi ve liman operasyonuna imkan verir. 340.000 m2 gümrüklü açık alan 6.700 m2 gümrüklü sundurma alanı 60.000 m2 gümrüksüz dış saha ( konteyner istifine tahsis edilmiş) İhraç ve ithal konteynerler için CFS sahaları LCL (parsiyel) ithal konteynerler için gümrüklü sundurma önünde CFS sahası Reefer konteynerler için özel sahalar Aydınlatma ve reefer konteynerler için jeneratörler 70 Elleçlenebilir yükler ve hızları Konteyner Posta Başı Saatte 22-25 Hareket Dökme Yük Posta Başı Saatte 150 Ton Karışık Yük Posta Başı Saatte 50 Ton Ro-Ro 240 Tır Kapasiteli Terminal Hizmetleri Çelik Yük Posta Başı Saatte 250 Ton Tomruk Posta Başı Saatte 100 Ton Muz ve Kakao Posta Başı Saatte 50 Ton Eleçlenebilir Yük Kapasiteleri Konteyner 500.000 TEU/Yıl Dökme Yük 1.5 Milyon Ton/Yıl Genel Kargo 1 Milyon Ton/Yıl Çelik Yükleri 250.000 Ton/Yıl Ro-Ro 10.000 Ton/Yıl Yüklere Verilen Hizmetler Yükleme, tahliye, terminal elleçleme, tartı, açık-kapalı sundurma ve konteynere ilişkin tüm hizmetler(iç doldurma, tahliye, ufak tamirler, süpürme,yıkama gibi) Gemiye Verilen Hizmetler Barınma, tatlı su, telefon, küçük tamirler, katı ve sıvı atık alımı, römorkaj ve pilotaj hizmetleri( resmi tarifeye göre indirimlidir.) Gümrüklü Kapalı Ambar (Geçici Depolama Yeri) 1. Kısım 4.000 m2 2. Kısım 2.100 m2 Toplam Gümrüksüz Kapalı Ambar Toplam Terminal Alanı 6.100 m2 550 m2 345.000 m2 71 Kumport Limanında konteynerler için uygulanan süreçler aşağıda incelenmektedir. 4.1.1. RIHTIM TAHSİSİ: Şekil 14’de de görüldüğü gibi Kumport limanında toplam 12 yanaşma yeri vardır. İlk üç yanaşma yeri başka bir firmaya kiralanmıştır ve başka bir firma tarafından işletilmektedir. Dördüncü yanaşma yeri dökme yük gemileri için tahsis edilmektedir. Diğer sekiz yanaşma yerinden iki tanesini de konteyner depolamak için kullanmakta olup; sadece altı yanaşma yeri gemilere hizmet vermektedir. Öncelikle hangi geminin hangi rıhtıma yada yanaşma yerine yanaşacağına karar verilirken ilk dikkat edilen husus, limanın draft (su içindeki derinlik) kısıtları ve geminin draftıdır . Limana gelen bir gemiye draftına uygun olan yanaşma yeri verilmektedir. O yüzden büyük gemiler açığa alınmaktadır. Geminin draftının yanında, uzunluğu ve vinçlerinin uzunluğu gibi diğer teknik kriterler de dikkate alınmaktadır. Şekil 13 Kumport Limanı Rıhtım Krokisi 72 Limanın genel trafik durumuna göre geminin yapacağı hareket (yükleme/tahliye) miktarı ve bu miktar ile orantılı olarak geminin limanda kalış süresine bağlı olarak da bir planlama yapılmaktadır. Eğer gelen gemideki hareket sayısı fazla ise o gemiye öncelik verilmektedir. Rıhtım tahsisi yapılırken geminin limana varış süresi de önemlidir. Daha önceden limana bildirilen varış zamanının sapması, o gemi için tahsis edilen yerin de değişmesini zorunlu kılabilmektedir. Çünkü limana daha önce çağrı yapan başka bir gemi olması durumunda, limanın önce gelen gemiye de hizmet vermesi gerekmektedir. Genelde bir gemi yaklaşık iki gün önce yanaşma zamanını ve yanaşma talebini limana bildirmektedir. En son 12 saat önce de bunu netleştirmektedir. Limana geldiğinde demirdeyken de yanaşma yeri tam olarak belirlenmektedir. O an limanda mevcut bulunan gemilere, bu gemilerin yükleme tahliye durumlarına göre ve beklenen diğer gemiler ve limandaki toplam trafik dikkate alınarak müsait olan yanaşma yerleri açısından gemiye en uygun olanı tahsis edilmektedir. 4.1.2. YÜKLEMENİN PLANLANMASI Yükleme planları çıkarılırken öncelikle gemi hattından gelen yükleme tahliye listeleri dikkate alınmaktadır. Rıhtım alanı dar olduğundan gemilerin ambar kapakları da rıhtımda yer kaplamaktadır. Bu nedenle yüklerin apronda beklememesi için çaba sarfedilmektedir. Boşaltılan ithal konteynerler direk sahaya yollanmaktadır. Genelde gemiler tahliyeyi bitirdikten sonra yüklemeye başlamatadırlar. Geminin yükleme planına göre, uygun sırada sahadan alınan konteynerler rıhtıma gönderilmektedir. Örneğin; Amerika hattı için tahliye bittikten sonra güvenlik açısından bir müddet beklenmektedir. Son ihraç konteynerin de bilgileri netleştikten ve Amerika’ya bildirildikten sonra yükleme başlamaktadır. 73 4.1.3. VİNÇ DAĞILIMI Rıhtımdaki gemi sayısına, geminin istif durumuna, büyüklüğüne ve çalışabilirlik durumuna göre vinç dağılımı yapılmaktadır. Limanda genelde her gemi için iki vinç ile çalışılmaktadır. Ayrıca, acentelerle yapılan anlaşmalara göre çeşitli öncelikler de verilmektedir. Örneğin, belli bir gemi hattı için liman saat başı belli bir sayıdaki konteyneri yükleme-tahliyeyi gerçekleştirmeyi taahhüt ettiyse bunu gerçekleştirebilmek için de gerekli vinç sayısını değiştirebilmektedir. 4.1.4. DEPOLAMA Kumportta konteyner depolama sahasında 4 adet lastik tekerlekli köprü kreyni ile çalışılmaktadır. Şekil 15’de de görüldüğü gibi RTG1, RTG2, RTG3 ve RTG4 olarak belirtilen çalışılan kreyne göre adlandırılan dört adet istif bloğu vardır. Bloklar yan yana yedi sıra, arka arkaya 36 adet 20 TEU’luk ve üst üste beş sıra olarak dizilmiş konteynerlerden oluşmaktadır. Dört bloğun iki tanesi ihraç konteynerleri için, iki tanesi de ithal konteynerler için tahsis edilmiştir. Gemiden tahliye edilen ithal konteynerler, kendilerine ayrılmış olan iki blok içerisinde iş yükünü dengelemek üzere paylaşılmaktadır. Her bir blok içinde konteynerlerin nereye istifleneceği kararı verilirken blokların istif durumuna göre boş alanlar içinde en yakın yere yerleşimine dikkat edilmektedir. İhraç konteynerleri için de benzer durum söz konusudur. Şekil 14 Kumport Limanının krokisi 74 Köprü kreynleri haricinde, lastik tekerlekli bomlu konteyner forkliftleri olan stackerler kullanılmaktadır. Bu iş makinaları limanda yalnızca konteyner istifleyicisi olarak kullanılmaktadır. Stackerlerle de beş kata kadar istif yapılmaktadır. B’li olarak gösterilen bloklar stackerlerle yapılan istif bloklarını göstermektedir. Tehlikeli madde taşıyan konteynerler için ayrılan istif sahası A’lı olarak şekilde belirtilmiştir. Boş konteynerler de kendi içlerinde bir arada, diğerlerinden ayrı olarak istiflenmektedirler. R’li olarak belirtilen alanlar da boş konteynerler için tahsis edilmektedir. CFS alanları da konteyner dolum ve boşaltım operasyonları için tahsis edilmektedir. D ile gösterilen kısımlarda gümrük işlemleri başlamamış veya bitmiş konteynerlerin istiflendiği gümrüksüz alanlardır. 4.1.5. TAŞIMALAR Limanda yapılan taşımalar tek taraflı olmakta; yani gemiden tahliye edilen bir konteyneri rıhtımdan depolama sahasına taşıyan araç rıhtıma boş dönmektedir. Limanda ayrıca tekli çevrim türünde taşıtlar tek bir vinç için çalışırlar; yani tek bir taşıt, birkaç vinç yada gemiye birden hizmet vermemektedir. Yükleme ve tahliye operasyonlarının dışında dış saha aktarmaları , konteyner yük istasyonları aktarmaları için de birkaç araç tahsis edilmektedir. Konteyner yük istasyonu taşımaları için gidişler gündüz yapılmakta, gelirşler de işin bitişi ve muayene işlemleri nedeniyle gece yapılmaktadır. 4.2. PROBLEM TANIMI VE ÇÖZÜM YAKLAŞIMI Limanda mevcut olan altı yanaşma yeri için beklenen altı gemi olması ve her birinin daha önceden belirtmiş olduğu yükleme- tahliye miktarlarına göre sahanın ilgili konteynerler için tahsis edilmesi ve bu tahsisin gemi yanaşma yerleri ile depolama blokları arasındaki taşıma mesafesini minimize edecek şekilde yapılması amaçlanmaktadır. 75 Bu çalışmada, hem limanın kullandığı mevcut sistem ve hem de önerilen sistem için depolama sahasının boş olduğu kabulü altında hesaplamalar yapılmıştır. Ayrıca, problemde her bir bloğun altı kısımdan oluştuğu kabul edilmiştir. Bununla birlikte, konteynerlerin sahada yerleştirilmesi planlanırken beklenen geminin yanaşma yerinin belli olduğu kabulü altında problem çözülmüştür. Sahada toplam dört adet ana blok vardır. Bu blokların her biri altı kısma ayrılarak bu kısımlara tahsis yapılması sağlanmıştır. Her bir kısım, bu çalışmada bir blok olarak kabul edilmiştir. Toplam taşıma mesafesini minimum yapmak üzere tahsisin gerçekleştirilmesi sağlanmıştır. Burada amaç toplam taşıma mesafesini azaltarak, zaman ve maliyeti düşürmektir. Bu modelde konteynerlerin tek ölçüsü olduğu farz edilir. İş yükleri de konteyner sayısı cinsinden ölçülür. Yoğunluk için depolama kapasiteleri de konteyner sayısı cinsinden ölçülür. Aslında farklı ölçülerde ve farklı çeşitlerde konteynerler vardır. Ancak, metod bunlardan doğrudan etkilenmez. Problem ulaştırma modeli uygulanarak MS Excel Solver ile çözülmüştür. Solver programının seçenekleri yineleme 100, duyarlılık 0.000001 , tolerans %5, yakınsama 0.0001 olup; hesaplamalar doğrusal model varsayımı ve teğet olduğu düşünülerek ileri türevlerle newton aralığında çözüm kabul edilmiştir. 4.2.1. NOTASYON Bu model ulaştırma problemi olarak gösterilebilir. dij :j gemisinin yanaşma yeri ile i depolama bloğu arasındaki mesafe s : gemi sayısı Xij : j gemisi ile i bloğu arasında taşınan konteyner miktarı ci : i. bloğun kapasitesi, 1 ≤ i ≤ B B : sahada bulunan blokların toplam sayısı Nj : j gemisine yüklenecek yada tahliye edilecek konteyner sayısı 76 4.2.2. MODELİN YAPISI Bu ulaştırma modelinde iki çeşit düğüm vardır. Tedarik düğümleri gemileri ve talep düğümleri de blokları temsil eder. Şekil 16'da görüldüğü gibi, her bir tedarik düğümünü, j, herbir talep düğümü, i, ile birleştiren Xij konteyner akışlı ve dij maliyet katsayılı bir oktur. (Zhang ve diğerleri, 2003:897) Şekil 15 Ulaştırma Modeli 4.2.3. MODEL FORMÜLASYONU Matematiksel olarak, ulaştırma modeli aşağıdaki gibi gösterilebilir. Amaç fonksiyonu (1) taşıtların toplam taşıma mesafesini minimize etmeye çalışır. Kısıt (2) her bir talep düğümünün kapasite kısıtını gösterirken; kısıt (3) her bir tedarik düğümünün gemi yükleme-tahliye miktar kısıtını ifade eder. Amaç Denklemi; B Min S ∑∑ d i =1 j =1 ij X ij (1) 77 Kısıtlar; S ∑X j =1 ij ≤ ci (2) ij = Nj (3) B ∑X i =1 X ij ≥ 0 ve tamsayı. Problem, gemi gelmeden önce limandan talep edeceği toplam yükleme-tahliye miktarları üzerinden hesaplama yapmaktadır. Gemi gelmeden önce ihraç konteynerlerin sahaya yerleştirilmesi gerektiğinden öncelikle ihraç konteynerler için atama yapılmakta, daha sonra ithal konteynerler için hesaplama aynı şekilde yapılmaktadır. Ancak, ihraç konteynerlerine tahsis edilen bloklar bu hesaplamada devre dışı bırakılmaktadır. 4.2.4. MODELİN UYGULANMASI Modelde gemiler ile bloklar arasındaki yaklaşık taşıma mesafeleri dij olarak tanımlanmış olup, Tablo 5’te metre birim ölçüsüyle gösterilmektedir. Kumport limanında iki adet simetrik rıhtım vardır. Bir numaralı rıhtımdaki ilk iki yanaşma yeri konteyner istiflemek için kullanılmaktadır. Dolayısıyla bir numaralı rıhtımda bu modelde kullanılan 1 ve 2 numaralı gemilere hizmet verebilecek iki adet yanaşma yeri bulunmaktadır. Bu yanaşma yerleri de birbirlerine paralel oldukları için bloklara olan uzaklıkları eşit kabul edilmektedir. Diğer rıhtımda bulunan dört yanaşma yeriyle birlikte toplam altı adet yanaşma yeri mevcuttur. Her bir gemi kendisine tahsis edilmesi planlanan yanaşma yerinin numarası ile belirtilmektedir. 3 ve 4 numaralı yanaşma yerleri ile 5 ve 6 numaralı yanaşma yerleri birbirlerine paralel oldukları için bloklara olan uzaklıkları eşit kabul edilmektedir. 78 Tablo 5. Gemiler ile bloklar arasındaki taşıma mesafeleri Bloklar 1. Gemi 2. Gemi 3. Gemi 4. Gemi 5. Gemi 6. Gemi 1 463 463 517 517 703 703 2 511 511 469 469 655 655 3 559 559 421 421 607 607 4 607 607 373 373 559 559 5 655 655 325 325 511 511 6 703 703 277 277 463 463 7 463 463 517 517 703 703 8 511 511 469 469 655 655 9 559 559 421 421 607 607 10 607 607 373 373 559 559 11 655 655 325 325 511 511 12 703 703 277 277 463 463 13 383 383 437 437 623 623 14 431 431 389 389 575 575 15 479 479 341 341 527 527 16 527 527 293 293 479 479 17 575 575 245 245 431 431 18 623 623 197 197 383 383 19 383 383 437 437 623 623 20 431 431 389 389 575 575 21 479 479 341 341 527 527 22 527 527 293 293 479 479 23 575 575 245 245 431 431 24 623 623 197 197 383 383 Her bir geminin limana gelmeden önce limana vermiş olduğu yükleme-tahliye listelerine göre, terminalin her bir gemide yapacağı yükleme ve tahliye hareketleri sayısı Tablo 6’da gösterilmektedir. Gemiden boşaltılacak ve gemiye yüklenecek olan konteyner sayısı aynı zamanda konteyner terminali stok sahasındaki bloklarda istiflenecek konteyner sayısını vermektedir. 79 Tablo 6. Her bir geminin ithal ve ihraç konteyner sayısı Nj 1. Gemi 2. Gemi 3. Gemi 4. Gemi 5. Gemi 6. Gemi İhraç konteyner sayısı 86 450 53 200 170 165 İthal konteyner sayısı 117 350 30 140 190 227 Toplam 24 adet olan blokların her birinin depolama kapasitesi 210 adettir. Uygulamanın ilk aşamasında ihraç konteynerleri için toplam taşıma mesafesini minimum yapacak olan çözüme; Ulaştırma modelinde yukarıda belirtilen verilerin girilmesi ve MS Excel Solver Programının çalıştırılması neticesinde ulaşılmakta olup, Tablo 7’de gösterilmektedir. Tablo 7. İhraç konteynerler için belirlenen çözüm Bloklar 1. Gemi 2. Gemi 3. Gemi 4. Gemi 5. Gemi 6. Gemi Kapasite 1 0 0 0 0 0 0 0 210 2 0 0 0 0 0 0 0 210 3 0 0 0 0 0 0 0 210 4 0 0 0 0 0 0 0 210 5 0 0 0 0 0 0 0 210 6 0 0 0 0 0 0 0 210 7 0 0 0 0 0 0 0 210 8 0 0 0 0 0 0 0 210 9 0 0 0 0 0 0 0 210 10 0 0 0 0 0 0 0 210 11 0 0 0 0 0 0 0 210 12 0 0 0 0 0 0 0 210 13 0 210 0 0 0 0 210 210 14 0 116 0 0 0 0 116 210 15 0 0 0 0 0 0 0 210 16 0 0 0 0 0 0 0 210 17 0 0 0 0 0 0 0 210 18 0 0 0 0 170 40 210 210 19 86 124 0 0 0 0 210 210 20 0 0 0 0 0 0 0 210 21 0 0 0 0 0 0 0 210 22 0 0 0 0 0 0 0 210 80 23 0 0 0 168 0 0 168 210 24 0 0 53 32 0 125 210 210 86 450 53 200 170 165 86 450 53 200 170 165 Talep Tablo 7, toplam taşıma mesafesini minimum yapacak şekilde her bir gemiye yüklenecek konteynerlerin sahada hangi bloklarda bulunması gerektiğini göstermektedir. Önerilen modelin bulduğu amaç değeri (Zmin) 397066 metre’dir. Limanın mevcut çalışma sisteminde ise ithal ve ihraç konteynerler farklı bloklarda istiflenmektedirler. 1-12 blokları ihraç konteynerlerine ; 13-24 blokları ithal konteynerlere tahsis edilmektedir. Bunun amacı operasyonlarda ihraç ve ithal konteynerlerin birbirine karışmasını önlemektir. Ayrıca, stok sahasındaki vinçlerin iş yükünün de dengelenmesi için her bir gemiye ait toplam konteyner sayısı vinçler arasında paylaştırılmaktadır. Limanın bu gemilerdeki ihraç konteynerleri için hazırladığı yerleşim planı Tablo 8’de verilmektedir. Tablo 8. Limanın ihraç konteynerler için yerleşim planı Konteyner Sayısı Bloklar Konteyner Sayısı Bloklar 1. Gemi 36 1 50 7 2. Gemi 210/30 2/3 210 8 3. Gemi 38 9 15 4 4. Gemi 100 10 100 5 5. Gemi 80 11 90 6 6. Gemi 85 12 80 6 Limanın kendi planladığı yerleşime göre yapılacak olan toplam taşıma mesafesi Tablo9’da gösterildiği gibi taşınan konteyner sayısı ile taşıma mesafeleri çarpılıp bu çarpımların toplanmasıyla bulunmuştur. Bu durumda yapılacak olan toplam taşıma mesafesi 521.546 metredir. 81 Tablo 9. Mevcut sistemin ihraç konteynerleri için toplam taşıma mesafeleri Xij dij Xij*dij 36 463 16668 50 463 23150 210 511 107310 210 511 107310 30 559 16770 38 421 15998 15 373 5595 100 373 37300 100 325 32500 80 511 40880 90 463 41670 165 463 76395 Toplam= 521546 Modelde ihraç konteynerler için uygulanan çözüm, ithal konteynerler için bir farkla tekrarlanmaktadır. Gemilerin limana varmasından önce o gemiye yüklenecek olan ihraç konteynerler, terminale gelip sahaya yerleştirilmeye başlanmaktadır. Dolayısıyla öncelikle gelen ihraç konteynerler için sahada yer tahsis edilmektedir. Bu tahsis sonucunda ihraç konteynerlerin yerleştirildiği bloklara ithal konteynerlerin de yerleştirilmemesi amaçlanmaktadır. Solver programında atama yapılmasını önlemek üzere, tablodaki tüm hücreler değişken olarak kaldığı halde, ihraç konteynerlerin bulunduğu bloklar değişken hücreler dışında bırakılmaktadır. Tablo 10, toplam taşıma mesafesini minimum yapacak şekilde her bir gemiden boşaltılacak ithal konteynerlerin sahada hangi bloklara yerleştirilmesi gerektiğini göstermektedir. Önerilen modelin bulduğu amaç değeri (Zmin) 459806 metre’dir. 82 Tablo 10. İthal konteynerler için belirlenen çözüm Bloklar 1. Gemi 2. Gemi 3. Gemi 4. Gemi 5. Gemi 6. Gemi Kapasite 1 0 210 0 0 0 0 210 210 2 0 0 0 0 0 0 0 210 3 0 0 0 0 0 0 0 210 4 0 0 0 0 0 0 0 210 5 0 0 0 0 0 0 0 210 6 0 0 0 20 190 0 210 210 7 70 140 0 0 0 0 210 210 8 0 0 0 0 0 0 0 210 9 0 0 0 0 0 0 0 210 10 0 0 0 0 0 0 0 210 11 0 0 0 0 0 0 0 210 12 0 0 30 120 0 60 210 210 15 47 0 0 0 0 0 47 210 16 0 0 0 0 0 0 0 210 21 0 0 0 0 0 0 0 210 22 0 0 0 0 0 167 167 210 117 350 30 140 190 227 117 350 30 140 190 227 Talep Zmin= 459806 Limanın bu gemiler için hazırladığı yerleşim planı ithal konteynerler için Tablo 11’de verilmektedir. Tablo 11. Limanın ithal konteynerler için yerleşim planı Konteyner Konteyner Bloklar Sayısı Bloklar Sayısı 1. Gemi 75 13 42 19 2. Gemi 140 14 210 20 3. Gemi 30 15 4. Gemi 70 21 70 16 83 5. Gemi 70 22 120 17 6. Gemi 90 23 137 18 Limanın kendi planladığı yerleşime göre yapılacak olan toplam taşıma mesafesi Tablo12’de gösterildiği gibi taşınan konteyner sayısı ile taşıma mesafeleri çarpılıp bu çarpımların toplanmasıyla bulunmuştur. Bu durumda yapılacak olan toplam taşıma mesafesi 426.782 metredir. Tablo 12 Mevcut sistemin ithal konteynerler için toplam taşıma mesafeleri Xij dij Xij*dij 75 383 28725 42 383 16086 140 431 60340 210 431 90510 30 341 10230 70 341 23870 70 293 20510 70 479 33530 120 431 51720 90 431 38790 137 383 52471 Toplam 426782 Limandan alınan farklı günlere ait veriler kullanılarak yukarıda açıklanan işlemler her bir gün için aynı şekilde tekrarlanarak modelin sonuçları ile mevcut sistem birden fazla durum için kıyaslanmıştır. Limanın kendi yerleşim mesafeleri aynı şekilde hesaplandığı için sonuçlar tablosunda gösterilmiştir. İkinci durum için her bir geminin limana gelmeden önce limana vermiş olduğu yükleme-tahliye listelerine göre, terminalin her bir gemide yapacağı yükleme ve tahliye hareketleri sayısı Tablo 13’de gösterilmektedir. 84 Tablo 13. 2.Durum için her bir geminin ithal ve ihraç konteyner sayısı Nj 1. Gemi 2. Gemi 3. Gemi 4. Gemi 5. Gemi 6. Gemi İhraç konteyner sayısı 210 360 118 232 155 97 İthal konteyner sayısı 243 350 160 79 50 189 Tablo 14, toplam taşıma mesafesini minimum yapacak şekilde her bir gemiye yüklenecek konteynerlerin sahada hangi bloklarda bulunması gerektiğini göstermektedir. Önerilen modelin bulduğu amaç değeri (Zmin) 399712 metre’dir. 85 Tablo 14. 2. Durum İhraç Konteynerler İçin Belirlenen Çözüm 2. Gün İhraç Konteynerler İçin Belirlenen Çözüm Bloklar 1. Gemi 2. Gemi 3. Gemi 4. Gemi 5. Gemi 6. Gemi Kapasite 1 0 0 0 0 0 0 0 210 2 0 0 0 0 0 0 0 210 3 0 0 0 0 0 0 0 210 4 0 0 0 0 0 0 0 210 5 0 0 0 0 0 0 0 210 6 0 0 0 0 0 0 0 210 7 0 0 0 0 0 0 0 210 8 0 0 0 0 0 0 0 210 9 0 0 0 0 0 0 0 210 10 0 0 0 0 0 0 0 210 11 0 0 0 0 0 0 0 210 12 0 0 0 0 0 0 0 210 13 210 0 0 0 0 0 210 210 14 0 150 0 0 0 0 150 210 15 0 0 0 0 0 0 0 210 16 0 0 0 0 0 0 0 210 17 0 0 0 0 63 97 160 210 18 0 0 118 0 92 0 210 210 19 0 210 0 0 0 0 210 210 20 0 0 0 0 0 0 0 210 21 0 0 0 0 0 0 0 210 22 0 0 0 0 0 0 0 210 23 0 0 0 22 0 0 22 210 24 0 0 0 210 0 0 210 210 210 360 118 232 155 97 210 360 118 232 155 97 Talep Zmin= 399712 86 Tablo 15, toplam taşıma mesafesini minimum yapacak şekilde her bir gemiden boşaltılacak ithal konteynerlerin sahada hangi bloklara yerleştirilmesi gerektiğini göstermektedir. Önerilen modelin bulduğu amaç değeri (Zmin) 445627 metre’dir. Tablo 15 2.Durum İthal Konteynerler İçin Belirlenen Çözüm Bloklar 1. Gemi 2. Gemi 3. Gemi 4. Gemi 5. Gemi 6. Gemi 1 210 0 0 0 0 0 210 210 2 0 0 0 0 0 0 0 210 3 0 0 0 0 0 0 0 210 4 0 0 0 0 0 0 0 210 5 0 0 0 0 0 0 0 210 6 0 0 81 79 50 0 210 210 7 33 140 0 0 0 0 173 210 8 0 0 0 0 0 0 0 210 9 0 0 0 0 0 0 0 210 10 0 0 0 0 0 0 0 210 11 0 0 0 0 0 0 0 210 12 0 0 79 0 0 15 0 0 0 0 0 0 0 210 16 0 0 0 0 0 0 0 210 20 0 210 0 0 0 0 210 210 21 0 0 0 0 0 0 0 210 22 0 0 0 0 0 58 58 210 243 350 160 79 50 189 243 350 160 79 50 189 Zmin= 131 210 210 445627 Üçüncü durum için her bir geminin limana gelmeden önce limana vermiş olduğu yükleme-tahliye listelerine göre, terminalin her bir gemide yapacağı yükleme ve tahliye hareketleri sayısı Tablo 16’da gösterilmektedir. Tablo 16 3.Durum için her bir geminin ithal ve ihraç konteyner sayısı 87 Nj 1. Gemi 2. Gemi 3. Gemi 4. Gemi 5. Gemi 6. Gemi İhraç konteyner sayısı 212 314 165 250 175 124 İthal konteyner sayısı 175 310 186 241 92 90 Tablo 17, toplam taşıma mesafesini minimum yapacak şekilde her bir gemiye yüklenecek konteynerlerin sahada hangi bloklarda bulunması gerektiğini göstermektedir. Önerilen modelin bulduğu amaç değeri (Zmin) 416930 metre’dir. Tablo 17. 3. Durum İhraç Konteynerler İçin Belirlenen Çözüm Bloklar 1. Gemi 2. Gemi 3. Gemi 4. Gemi 5. Gemi 6. Gemi Kapasite 1 0 0 0 0 0 0 0 210 2 0 0 0 0 0 0 0 210 3 0 0 0 0 0 0 0 210 4 0 0 0 0 0 0 0 210 5 0 0 0 0 0 0 0 210 6 0 0 0 0 0 0 0 210 7 0 0 0 0 0 0 0 210 8 0 0 0 0 0 0 0 210 9 0 0 0 0 0 0 0 210 10 0 0 0 0 0 0 0 210 11 0 0 0 0 0 0 0 210 12 0 0 0 0 0 0 0 210 13 0 210 0 0 0 0 210 210 14 2 104 0 0 0 0 106 210 15 0 0 0 0 0 0 0 210 16 0 0 0 0 0 0 0 210 17 0 0 0 121 89 0 210 210 18 0 0 165 45 0 0 210 210 19 210 0 0 0 0 0 210 210 20 0 0 0 0 0 0 0 210 21 0 0 0 0 0 0 0 210 22 0 0 0 0 0 0 0 210 23 0 0 0 84 0 0 84 210 24 0 0 0 0 86 124 210 210 88 Talep Zmin= 212 314 165 250 175 124 212 314 165 250 175 124 416930 Tablo 18, toplam taşıma mesafesini minimum yapacak şekilde her bir gemiden boşaltılacak ithal konteynerlerin sahada hangi bloklara yerleştirilmesi gerektiğini göstermektedir. Önerilen modelin bulduğu amaç değeri (Zmin) 423404 metre’dir. Tablo 18 3.Durum İthal Konteynerler İçin Belirlenen Çözüm 2. Bloklar 1. Gemi 3. 4. 5. 6. Kapasite Gemi Gemi Gemi Gemi Gemi 1 110 100 0 0 0 0 210 210 2 0 0 0 0 0 0 0 210 3 0 0 0 0 0 0 0 210 4 0 0 0 0 0 0 0 210 5 0 0 0 0 0 0 0 210 6 0 0 186 24 0 0 210 210 7 65 0 0 0 0 0 65 210 8 0 0 0 0 0 0 0 210 9 0 0 0 0 0 0 0 210 10 0 0 0 0 0 0 0 210 11 0 0 0 0 0 0 0 210 12 0 0 0 210 0 0 210 210 15 0 0 0 0 0 0 0 210 16 0 0 0 0 0 0 0 210 20 0 210 0 0 0 0 210 210 21 0 0 0 0 0 0 0 210 22 0 0 0 7 92 90 189 210 175 310 186 241 92 90 175 310 186 241 92 90 Talep Zmin= 423404 89 Dördüncü durum için her bir geminin limana gelmeden önce limana vermiş olduğu yükleme-tahliye listelerine göre, terminalin her bir gemide yapacağı yükleme ve tahliye hareketleri sayısı Tablo 19’da gösterilmektedir. Tablo 19 4.Durum için her bir geminin ithal ve ihraç konteyner sayısı Nj 1. Gemi 2. Gemi 3. Gemi 4. Gemi 5. Gemi 6. Gemi İhraç konteyner sayısı 225 350 100 250 130 95 İthal konteyner sayısı 230 325 156 98 69 162 Tablo 20, toplam taşıma mesafesini minimum yapacak şekilde her bir gemiye yüklenecek konteynerlerin sahada hangi bloklarda bulunması gerektiğini göstermektedir. Önerilen modelin bulduğu amaç değeri (Zmin) 390230 metre’dir. Tablo 20. 4. Durum İhraç Konteynerler İçin Belirlenen Çözüm Bloklar 1. Gemi 2. Gemi 3. Gemi 4. Gemi 5. Gemi 6. Gemi Kapasite 1 0 0 0 0 0 0 0 210 2 0 0 0 0 0 0 0 210 3 0 0 0 0 0 0 0 210 4 0 0 0 0 0 0 0 210 5 0 0 0 0 0 0 0 210 6 0 0 0 0 0 0 0 210 7 0 0 0 0 0 0 0 210 8 0 0 0 0 0 0 0 210 9 0 0 0 0 0 0 0 210 10 0 0 0 0 0 0 0 210 11 0 0 0 0 0 0 0 210 12 0 0 0 0 0 0 0 210 13 70 140 0 0 0 0 210 210 14 155 0 0 0 0 0 155 210 15 0 0 0 0 0 0 0 210 16 0 0 0 0 0 0 0 210 17 0 0 0 0 0 0 0 210 18 0 0 100 110 0 0 210 210 19 0 210 0 0 0 0 210 210 20 0 0 0 0 0 0 0 210 21 0 0 0 0 0 0 0 210 90 22 0 0 0 0 0 0 0 210 23 0 0 0 0 130 25 155 210 24 0 0 0 140 0 70 210 210 225 350 100 250 130 95 225 350 100 250 130 95 Talep Zmin= 390230 Tablo 21, toplam taşıma mesafesini minimum yapacak şekilde her bir gemiden boşaltılacak ithal konteynerlerin sahada hangi bloklara yerleştirilmesi gerektiğini göstermektedir. Önerilen modelin bulduğu amaç değeri (Zmin) 420836 metre’dir. Tablo 21 4.Durum İthal Konteynerler İçin Belirlenen Çözüm 1. Bloklar Talep Gemi 2. Gemi 3. Gemi 4. Gemi 5. Gemi 6. Gemi Kapasite 1 0 210 0 0 0 0 210 210 2 0 0 0 0 0 0 0 210 3 0 0 0 0 0 0 0 210 4 0 0 0 0 0 0 0 210 5 0 0 0 0 0 0 0 210 6 0 0 44 0 69 97 210 210 7 20 115 0 0 0 0 135 210 8 0 0 0 0 0 0 0 210 9 0 0 0 0 0 0 0 210 10 0 0 0 0 0 0 0 210 11 0 0 0 0 0 0 0 210 12 0 0 0 0 0 65 65 210 15 0 0 0 0 0 0 0 210 16 0 0 0 0 0 0 0 210 17 0 0 112 98 0 0 210 210 20 210 0 0 0 0 0 210 210 21 0 0 0 0 0 0 0 210 22 0 0 0 0 0 0 0 210 230 325 156 98 69 162 230 325 156 98 69 162 91 Zmin= 420836 Beşinci durum için her bir geminin limana gelmeden önce limana vermiş olduğu yükleme-tahliye listelerine göre, terminalin her bir gemide yapacağı yükleme ve tahliye hareketleri sayısı Tablo 22’de gösterilmektedir. Tablo 22 5.Durum için her bir geminin ithal ve ihraç konteyner sayısı Nj 1. Gemi 2. Gemi 3. Gemi 4. Gemi 5. Gemi 6. Gemi İhraç konteyner sayısı 200 342 150 245 145 118 İthal konteyner sayısı 179 300 160 111 80 170 Tablo 23, toplam taşıma mesafesini minimum yapacak şekilde her bir gemiye yüklenecek konteynerlerin sahada hangi bloklarda bulunması gerektiğini göstermektedir. Önerilen modelin bulduğu amaç değeri (Zmin) 340274 metre’dir. Tablo 23. 5. Durum İhraç Konteynerler İçin Belirlenen Çözüm Bloklar 1. Gemi 2. Gemi 3. Gemi 4. Gemi 5. Gemi 6. Gemi Kapasite 1 0 0 0 0 0 0 0 210 2 0 0 0 0 0 0 0 210 3 0 0 0 0 0 0 0 210 4 0 0 0 0 0 0 0 210 5 0 0 0 0 0 0 0 210 6 0 0 0 0 0 0 0 210 7 0 0 0 0 0 0 0 210 8 0 0 0 0 0 0 0 210 9 0 0 0 0 0 0 0 210 10 0 0 0 0 0 0 0 210 11 0 0 0 0 0 0 0 210 12 0 0 0 0 0 0 0 210 13 0 210 0 0 0 0 210 210 14 0 59 0 0 0 0 59 210 15 0 0 0 0 0 0 0 210 16 0 0 0 0 0 0 0 210 17 0 0 0 0 0 0 0 210 92 18 0 0 0 0 80 130 210 210 19 179 31 0 0 0 0 210 210 20 0 0 0 0 0 0 0 210 21 0 0 0 0 0 0 0 210 22 0 0 0 0 0 0 0 210 23 0 0 101 0 0 0 101 210 24 0 0 59 111 0 40 210 210 179 300 160 111 80 170 179 300 160 111 80 170 Talep Zmin= 340274 Tablo 24, toplam taşıma mesafesini minimum yapacak şekilde her bir gemiden boşaltılacak ithal konteynerlerin sahada hangi bloklara yerleştirilmesi gerektiğini göstermektedir. Önerilen modelin bulduğu amaç değeri (Zmin) 479218 metre’dir. Tablo 24 5.Durum İthal Konteynerler İçin Belirlenen Çözüm Bloklar 1. Gemi 2. Gemi 3. Gemi 4. Gemi 5. Gemi 6. Gemi Kapasite 1 0 210 0 0 0 0 210 210 2 0 0 0 0 0 0 0 210 3 0 0 0 0 0 0 0 210 4 0 0 0 0 0 0 0 210 5 0 0 0 0 0 0 0 210 6 0 0 57 153 0 0 210 210 7 0 122 0 0 0 0 122 210 8 0 0 0 0 0 0 0 210 9 0 0 0 0 0 0 0 210 10 0 0 0 0 0 0 0 210 11 0 0 0 0 0 0 0 210 12 0 0 93 0 117 0 210 210 14 200 10 0 0 0 0 210 210 15 0 0 0 0 0 0 0 210 16 0 0 0 0 28 0 28 210 21 0 0 0 0 0 0 0 210 93 22 Talep Zmin= 0 0 0 92 0 118 200 342 150 245 145 118 200 342 150 245 145 118 210 210 479218 İncelenen her bir gün için model ile elde edilen sonuçlar ve mevcut sistemin taşıma miktarları Tablo 25’de gösterilmektedir. Tablo 25 Sonuçların Karşılaştırılması Mevcut Günler Toplam Mevcut Mevcut Sistem Model Sistem Model Sistem İhracat İhracat İthalat İthalat ModelToplam Toplam 1 397066 521546 459806 426782 856872 948328 10% 2 399712 539370 445627 427089 845339 966459 13% 3 416930 563152 423404 431116 840334 994268 15% 4 390230 522670 420836 410788 811066 933458 13% 5 340274 468130 479218 476946 819492 945076 13% 1944212 2614868 2228891 2172721 4173103 4787589 94 SONUÇ VE ÖNERİLER Bu çalışmada, konteyner terminali stok sahasındaki depolama alanı tahsis problemi üzerinde çalışılmıştır. Bu problem rıhtım vinçleri, saha vinçleri depolama alanı ve liman içi taşıma araçları da dahil olmak üzere terminal operasyonundaki tüm kaynaklarla ilgilidir. Terminal stok sahasının optimizasyonu, stok kapasitesinin arttırılması, bloklarda çalışan vinçlerin verimsiz hareketlerinin azaltılması gibi çeşitli amaçlar belirlenerek yapılabilmektedir. Bu çalışmada ise konteyner terminali stok sahasının optimizasyonu, terminaldeki taşıtların konteynerleri gemilerle bloklar arasındaki taşıma mesafelerini minimize edecek şekilde yerleşim planlarının belirlenmesi ile sağlanmıştır. Önerilen modelde iki aşamalı bir çözüm yaklaşımı uygulanmıştır. İlk aşamada sahadaki blokların ihraç konteynerlere tahsisi yapılmıştır. İkinci aşamada ise blokların ithal konteynerlere tahsisi yapılmıştır. Limandan alınan beş güne ait verilerin her biri için ayrı ayrı hesaplamalar yapılarak çözüm yinelenmiştir. Önerilen modeldeki tahsis planına göre bu beş gün içinde hem ithal hem de ihraç konteynerler için toplam taşıma mesafesi 4.173.103 metre olarak hesaplanmıştır. Limanın mevcut yerleşim planına göre ise toplam taşıma mesafesi 4.787.589 metredir. Önerilen model, toplam taşıma mesafesinin 614.486 metre azalmasını sağlamıştır. Önerilen model toplam taşıma mesafesini %12,8 oranında azaltmıştır. Bu çalışmada incelenen terminalin operasyonel kararları ilgili departmanların yöneticilerin tecrübelerine dayanarak verilmektedir. Oysa dünyada, konteyner trafiğinin yüksek olduğu limanlarda, süreçlerin sadece operasyon uzmanlarının kararları ile yönetilmesi mümkün değildir. Özellikle büyük konteyner terminallerinin lojistiği çok karmaşık düzeylere ulaşmıştır. Bu nedenle, terminallerin daha fazla gelişmesi, ancak süreçlerin bilimsel metodlarla planlanıp uygulanmasıyla sağlanmaktadır. Dünyada, konteyner terminallerine uygulanan bilimsel çalışmalar artmakta olup, bu tez çalışmasında da söz konusu yöntemler 95 hakkında kısaca bilgi verilmiştir. Uygulama terminali için öncelikle her bir operasyonla ilgili iş analizlerinin yapılması ve bu analizler doğrultusunda uygun yöntemler belirlenerek karar destek sistemlerinin geliştirilmesi önerilmektedir. Konteyner terminal işletmeciliği, yüksek sermaye ve teknoloji gerektirmektedir. Terminalde kullanılan elleçleme ekipmanı yüksek maliyetlidir. Bu nedenle her bir kaynağın verimli kullanılabilmesi için iş yükünün eşit dağıtılmasına dikkat edilmelidir. Liman içindeki taşımaların tekli çevrim türü yerine ikili çevrim türünde yapılması araçların boş taşıma mesafelerini azaltacaktır. Ayrıca rotalama yapılması, araçların gereksiz hareketlerini engellemek ve tüm filonun verimli kullanımı açısından önem taşımaktadır. Stok sahasındaki bloklarda ithal ve ihraç konteynerlerin bir arada istiflenmesi; operasyonel açıdan kontrolü zor olduğu halde, alanın daha verimli kullanılması açısından fayda sağlayacağı düşünülmektedir. Bloklardaki vinçlerin verimsiz hareketlerini önlemek amacıyla geminin yükleme listesine uygun şekilde sahadaki istif planının belirlenmesi önerilmektedir. İstifleme kriteri ile geminin yükleme kriterinin örtüşmesi; yeniden düzenleme hareketleri miktarının azalmasını sağlayacaktır. Limanlar 24 saat 365 gün hizmet vermektedir. Verilen hizmetin kesintisiz sürmesi ve operasyonların bir biri ardına devam etmesi gerçek zamanlı optimizasyon ve kararlar gerektirmektedir. Bu nedenle seçilecek olan yöntemlerin bunu sağlamasına dikkat edilmelidir. Gerçek sisteme uygulanmadan önce farklı lojistik yaklaşımların, karar kurallarının ve optimizasyon algoritmalarının simülasyon programlarıyla değerlendirilmesi önerilmektedir. Böylece, mevcut sistem üzerinde sistemi iyileştirmek amacıyla yapılacak değişiklik denemelerinin terminaldeki olası sonuçları görülebilecektir. 96 KAYNAKÇA Akten, Necmettin, M. Ali Albayrak Altınçubuk, Fikret : Deniz Taşımacılığı Kılavuzu, Ekin Matbaası, İstanbul, 1988 : Liman İdare Ve İşletmesi, Deniz Ticaret Odası Yayını, 2.baskı, İstanbul, 2000 Arpacıoğlu, Dursun : “Haydarpaşa Limanında Liman Gerisi Destekli Konteyner Terminal İşletimi”, Yüksek Lisans Tezi, İ.Ü. Sosyal Bilimler Enstitüsü, 1995 Bish, Ebru K. : “A multiple-crane-constrained scheduling problem in container terminal”, European Journal Of Operational Research, No: 144, 2003, ss. 83-107 Bish, Ebru K., v.d : “Analysis of a new vehicle scheduling and location problem”, Naval Research Logistics, No: 48, 2001, ss. 363-385. Böse, Jurgen, v.d. : “Vehicle Dispatching at seaport container terminals using evaluationary algorithms”, Proceedings of 33. Hawaii International Conference on System Sciences, 2000. Branch, E. Alan : Elements Of Port Operation And Management, New York, Chapman And Hall Lth, 1986 Bruzzone, A. : “Simulation and genetic algorithms for ship planning and Signorille, R. shipyard layout”, Simulation, No: 71 (2), 1998, ss.74-83 Castilho, B.D. : “Handling strategies for import containers at marine C.F. Daganzo terminals”, Transportation Research, No: 27 (2), 1998, ss. 151-166 97 Chadwin, L.Mark, James Pope : Ocean Container Transportation: An Operational Perpective, New York, Taylor And Francis Inc., 1990 Wayne Talley Çancı, Metin Murat Erdal Çancı, Metin Murat Erdal : “Lojistik Yönetimi”, Freight Forwarder El Kitabı 1, İstanbul, Erler Matbaacılık, 2003, UTİKAD, 2003 : Taşımacılık Yönetimi, Freight Forwarder El Kitabı 1, İstanbul, Erler Matbaacılık, 2003, UTİKAD, 2003 Çevrimiçi : http://www.ilscargo.com.br/contai.html, 30 Mayıs 2005. Daganzo, Carlos F. : “The crane scheduling problem”, Transportation Research Part B, No: 23, 1989, ss. 159-175. Deniz Ticaret : “2003 Yılı Sektör Raporu”, İstanbul, 2004 Odası Dubrovsky, Opher, : “A genetic algorithm with a compact solution encoding Gregory Levitin, for the containership stowage problem”, Journal of Michael Penn Heuristics, No: 8, 2002, ss. 585-599. Gambardella L., v.d. : “An optimization methodology for intermodal terminal management”, Journal of Intelligent Manufacturing, No: 12, 2001, ss. 521-534. Gambardella, L. Maria, : “Simulation and planning of a intermodal container Andrea E. Rizzoli, terminal”,(Çevrimiçi) http://www.idsia.ch/~luca/tr-idsia- Marco Zaffalon 41-98.pdf , 15 Aralık 2004. Guan, Yongpei, Raymond K. Cheung : “The berth allocation problem: Models and solution methods”, OR Spectrum, No: 26, 2004, ss. 75-92 98 Hartmann, Sönke : “Generating scenarios for simulation and optimization of container terminal logistics”, OR Spectrum, No: 26, 2004, ss. 171-192. Hennesey, Lawrence E. : “ Enhancing Container Terminal Performance: A Multi Agent Systems Approach”, Phd Thesis, Blekinge Institute of Technology, Karlshamn, Sweden, 2004 (çevrimiçi)http://www.ipd.bth.se/lhe/Lic.pdf, 12 Aralık Imai, Akio, : “Bert allocation with service priority”, Transportation Etsuko Nishimura, Research Part B: Methodological, No: 37, 2003, ss. Stratos Papadimitriou 437-457 Imai, Akio, : “Efficient planning of berth allocation for container Ken’Ichiro Nagaiwa, terminals Chan W. Tat Transportation, No: 31, 1997, ss. 75-94. Imai, Akio, in Asia”, Journal of Advanced : “The dynamic berth allocation problem for a container Etsuko Nishimura, port”, Transportation Research Part B, No: 35, 2001, Stratos Papadimitriou ss. 401-417. Imai, Akio, v.d. : “The dynamic berth allocation problem for a container port”, Transportation Research Part B, No: 35 (4), 2001, 401-417 Johnson, James C. Donald F Wood Kim, Hwan Kap, Kang Tae Park : “Contemprary Logistics”, USA, Prentice Hall, 6. bs., 1996 : “A note on a dynamic space- allocation method for outbound containers”, European Journal Of Operational Research, No: 148, 2003, ss. 92-101 Kim, Hwan Kap, Kyung Chan Moon : “Berth scheduling by simulated annealing”, Transportation Research Part B, No: 37, 2003, ss. 541-560. 99 Kim, Hwan Kap, : “Deriving decision rules to locate export containers in Young Man Park, container yards”, European Journal Of Operational Kwang-Ryul Ryu Research, No:124, 2000, ss. 89-101 Kim, Hwan Kap, : “Evaluation of the number of rehandles in container yards”, Computers& Industrial Engineering, vol. 32, 1997, 701-711 Kim, Hwan Kap, J.W. Bae : “Re-marshaling export containers in port container terminals ”, Computers& Industrial Engineering, No: 35 (3-4), 1998, s.655-658 Kim, Hwan Kap, Young Ki Kim : “Routing straddle carriers for the loading operation of containers using a beam search algorithm”, Computers& Industrial Engineering, No:36, 1999, ss. 109-136. Kim, Hwan Kap, Hong Bae Kim : “Segregating space allocation models for container inventories in port container terminals”, Int. J. Production Economics, No: 39, 1999, ss. 415-423 Kim, Hwan Kap, : “Squencing delivery and receiving operations for yard Keung Mo Lee, cranes in port container terminals”, International Hark Hwang Journal Production Economics, No: 84, 2003, ss. 283- 292. Kim, Hwan Kap, Hong Bae Kim : “The optimal determination of the space requirement and the number of transfer cranes for import containers containers in port container terminals ”, Computers& Industrial Engineering, No: 35 (3-4), 1998, 427- 430 Kim, Hwan Kap, Hong Bae Kim : “The optimal sizing of the storage space and handling facilities for import containers”, Transportation Research Part B, No: 36, 2002, ss. 821-835. 100 Kim, Young Ki, : “A routing algorithm for a single straddle carrier to load Kap Hwan Kim export containers onto containership”, International Journal of Production Economics, No: 59, 1999, ss. 459- 433. Kim, Young Ki, : “A routing algorithm for a single transfer crane to load Kap Hwan Kim export containers onto containership”, Computers& Industrial Engineering, No: 33, 1997, ss. 673-676. Kim, Young Ki, : “Heuristic algorithms for routing yard-side equipment Kap Hwan Kim for minimizing loading times in container terminals”, Naval Research Logistics, No: 50, 2003, ss. 498-514 Legato, Pasquale, Rina M. Mazza Liu, Chin-L, : “Berth planning and resources optimisation at a container terminal via discrete event simulation”, : “Design, Simulation, and evaluation of automated H. Jula, container terminals”, IEEE Transactions on Intelligent P.A. Ioannou Transportation Systems, No: 3, 2002, ss.12-26. Lui, Eric Hui Ying : Computerized Container Terminal UNCTAD Monograph On Port Management, Management, No:10, 1993 Murty, G. Katta, : “A decision support system for operations in a container Liu Jiyin, terminal”, Decision Support Systems, No: 39, 2005, ss. Wan Yat-wah, 309-332. Narasimhan, “Analysis and algorithms for the transtainer routing Ananthapadmanabhan, problem in container port operations”, Transportation Udatta Palekar Sciences, No: 36, 2002, ss. 63-78. Nishimura, Etsuko, : “Berth allocation planning in the public berth system by Akio Imai, genetic algorithms”, European Journal of Operational Stratos Papadimitriou Research, No: 131, 2001, ss. 282-292. 101 Öztek, M. Yaman : İşletmeciler İçin Deniz Taşımacılığı El Kitabı, y.y., t.y. Park, Young-Man, Kap Hwan Kim Preston, Peter, Kozan, Erhan : “A scheduling method for Berth and Quay cranes”, OR Spectrum, No: 25, 2003, ss.1-23. : “ An aproach to determine storage locations of containers at seaport terminals”, Computers& Operations Research, vol.28, 2001, 983-995 Powell, Warren B., “Real-Time optimization of containers and flatcars for Tassio A. Carvalho intermodal Research Operations”, Statistics Technical and Operations Report, 1998, (çevrimiçi)http://www.castlelab.princeton.edu/Papers/fla twbp.pdf. Sculli, D., Hui C.F. : “Three Dimensional stacking of containers”, Omega, No: 16, 1988, ss.585-594. Shabayek, A. A., W.W. Yeung : “A simulation model for the Kwai Chung container terminals in Hong Kong”, European Journal of Operational Research, No: 140, 2002, ss. 1-11. Steenken, Dirk : “Optimised vehicle routing at a seaport container terminal”, ORbit, No:4, ss. 8-14 Steenken, Dirk, : “ Container terminal operation and operations research – Voβ, Stefan a classification and literature review”, OR Spectrum, Stahlbock, Robert No: 26, 2004, ss. 3-49 T.C. Denizcilik : “21. Yüzyıla Girerken Denizciliğimiz”, Ankara, 1997 Müsteşarlığı 102 Takel, R., E. : Planning Land Use In Port Areas: Getting the Most Out Of Port Infrastructure, UNCTAD Monograph On Port Management, No:2, 1983. Taleb-Ibrahimi, : “Storage space vs. handling work in container B.D. Castilho, terminals”, Transportation Research Part B, No: 27 C.F. Daganzo, ,1993 , ss.13-32. Thomas, Brian Keitch Roach, Thonemann, U.W. M.L Brandeau : Operating and Maintenance Features of Container Handling Systems, UNCTAD/Ship/622, 1988. : “Optimal storage assignment policies for automated storage and retrieval systems with stocastic demands”, Management Science, No: 44 (1), 1998, s. 142-148 Vis, F.A. Iris, Rene de Koster : “Transhipment of containers at a container terminal: An overview”, European Journal Of Operational Research, No:147, 2003, ss.1-16 Vis, Iris F., Ismael Harika : “A comparison of vehicle types at an automated container terminal”, OR Spectrum, No: 26, 2004, ss. 117-143. Watanabe, Itsuro : Container Terminal Planning- a Theoretical Approach, World Cargo News press, 2004 Wilson, L.D, P.A. Roach : “Container stowage planning: a methodology for generating computerised solutions”, Journal of Operational Research Society, No: 51, 2000, ss. 1248- 1255. 103 Wilson, L.D, P.A. Roach : “Principles of combinatorial optimization applied to container-ship stowage planning”, Journal of Heuristics, No: 5, 1999, ss. 403-418. Yercan, Funda : Liman İşletmeciliği ve Yönetimi, Mersin Deniz Ticaret Odası Yayını,1996 Yun, Won Young, Yong Seok Choi : “A simulation model for container terminal operation analysis using an object oriented approach”, International Journal of Production Economics, No: 59, 1999, ss. 221-230. Zhang, Chuqian, v.d. : “Dynamic crane deployment in container storage yards”, Transportation Research Part B, vol. 36 (6), 2002, s.537-555 Zhang, Chuqian, v.d. : “Storage space allocation in container terminals”, Transportation Research Part B, No: 37, 2003, ss. 883-903 104 EKLER EK 1 İhraç Konteynerler için Çözüm Bloklar 1. Gemi 2. Gemi 3. Gemi 4. Gemi 5. Gemi 6. Gemi Kapasite 1 0 0 0 0 0 0 0 210 2 0 0 0 0 0 0 0 210 3 0 0 0 0 0 0 0 210 4 0 0 0 0 0 0 0 210 5 0 0 0 0 0 0 0 210 6 0 0 0 0 0 0 0 210 7 0 0 0 0 0 0 0 210 8 0 0 0 0 0 0 0 210 9 0 0 0 0 0 0 0 210 10 0 0 0 0 0 0 0 210 11 0 0 0 0 0 0 0 210 12 0 0 0 0 0 0 0 210 13 0 210 0 0 0 0 210 210 14 0 116 0 0 0 0 116 210 15 0 0 0 0 0 0 0 210 16 0 0 0 0 0 0 0 210 17 0 0 0 0 0 0 0 210 18 0 0 0 32 13 165 210 210 19 86 124 0 0 0 0 210 210 20 0 0 0 0 0 0 0 210 21 0 0 0 0 0 0 0 210 22 0 0 0 0 0 0 0 210 23 0 0 0 168 0 0 168 210 24 0 0 53 0 157 0 210 210 86 450 53 200 170 165 86 450 53 200 170 165 Talep Zmin= 397066 105 106 EK 2 İthal Konteynerler için Çözüm Bloklar Talep Zmin= 1. Gemi 2. Gemi 3. Gemi 4. Gemi 5. Gemi 6. Gemi Kapasite 1 0 210 0 0 0 0 210 210 2 0 0 0 0 0 0 0 210 3 0 0 0 0 0 0 0 210 4 0 0 0 0 0 0 0 210 5 0 0 0 0 0 0 0 210 6 0 0 0 20 190 0 210 210 7 70 140 0 0 0 0 210 210 8 0 0 0 0 0 0 0 210 9 0 0 0 0 0 0 0 210 10 0 0 0 0 0 0 0 210 11 0 0 0 0 0 0 0 210 12 0 0 30 120 0 60 210 210 15 47 0 0 0 0 0 47 210 16 0 0 0 0 0 0 0 210 21 0 0 0 0 0 0 0 210 22 0 0 0 0 0 167 167 210 117 350 30 140 190 227 117 350 30 140 190 227 459806 107