Dispatching in Häfen - Eine Gegenüberstellung der Herangehensweisen innerhalb und zwischen Umschlagunternehmen

Ann-Kathrin Lange, Anne Kathrina Schwientek und Carlos Jahn

Die steigenden Herausforderungen beim Horizontaltransport auf Container Terminals und bei Transporten zwischen Umschlagspunkten im Hafen erfordern eine kontinuierliche Verbesserung der Prozesse und Strategien, um den Anforderungen der Kunden und der Gesellschaft gerecht zu werden. Eine risikoarme Methode, mögliche Verbesserungen zu überprüfen, ist die ereignisorientierte diskrete Simulation. In diesem Beitrag werden der Horizontaltransport auf Container Terminals und Umfuhren zwischen verschiedenen Akteuren im Hafen vorgestellt. Anschließend werden Gemeinsamkeiten und Unterschiede gegenübergestellt und so ein möglicher Wissenstransfer zwischen den beiden Einsatzgebieten untersucht.

Bei Seehäfen handelt es sich um essenzielle Schnittstellen in der maritimen Transportkette. Dort werden Güter zwischen verschiedenen Verkehrsträgern umgeschlagen und ggf. zeitweise zwischengelagert. In den Jahren zwischen 2006 und 2016 ist der weltweite Seeverkehr um mehr als 34 % gewachsen [1]. Um dem steigenden Preisdruck und den wachsenden ökologischen Anforderungen gerecht zu werden, setzen viele Container-Reedereien auf immer größere Schiffe. So hatte das größte Containerschiff im Jahr 2006, die Emma Maersk, eine Kapazität von ca. 15.000 Twenty-foot Equivalent Unit (TEU), während das größte Schiff in 2017, die OOCL Hong Kong, über 21.000 TEU befördern kann. Durch diese Entwicklung entsteht eine erhöhte Belastung der Terminals zu Peakzeiten bei der Ankunft mehrerer oder großer Schiffe. Dies wird dadurch verschärft, dass die Kundenanforderungen bezüglich Liegezeiten der Schiffe am Terminal und der Qualität der Abfertigung unabhängig von der Schiffsgröße konstant geblieben sind. Dies stellt insbesondere Container Terminals vor immer größere Herausforderungen. Durch das Schiffsgrößenwachstum müssen häufig in kurzer Zeit große Mengen an Containern umgeschlagen werden. Dies macht effektive Prozesse unerlässlich.
Ein Seehafen Container Terminal kann in vier Betriebsbereiche unterteilt werden [2]:
•    Wasserseitige Abfertigung,
•    Horizontaltransport zwischen Kaikante und Yard,
•    Ein- und Auslagerung im Yard und
•    landseitige Abfertigung.
An die landseitige Abfertigung schließt das öffentliche Straßen- bzw. Schienennetz an. Insbesondere das Straßennetz wird durch die Peakbelastungen an den Terminals stark beansprucht. So führen viele Lkw-Ankünfte vor und nach dem Anlegen großer Schiffe zu Staus vor den Terminalgates und häufig auch zu einem Rückstau auf die öffentlichen Straßen. Einen hohen Anteil an den Lkw-Ankünften haben Hafenumfuhren, bei denen Container zwischen verschiedenen Akteuren im Hafen transportiert werden [3].
In diesem Beitrag werden der Horizontaltransport auf Container Terminals und Containerumfuhren im Hafen betrachtet. Dabei zeichnen sich beide Themenbereiche durch ähnliche Fragestellungen aus. Nach der jeweiligen Vorstellung sollen insbesondere diese Ähnlichkeiten aber auch mögliche Unterschiede herausgearbeitet werden, um im Folgenden die Übertragbarkeit von Forschungsergebnissen zwischen den Themenbereichen zu vereinfachen.
 


Bild 1: Einfluss der Anzahl der Fahrzeuge und der Auslastung der Kaikante
auf die gefahrenen Distanzen und die CB-Produktivität.

Dispatching im Horizontalverkehr auf Container Terminals

Der Horizontalverkehr auf einem Container Terminal verbindet die Containerbrücken (CB) an der Kaikante mit dem Yard auf dem Terminalgelände. Dabei werden Transportmittel wie Zugmaschinen-Chassis-Einheiten (TT) eingesetzt. Ein Transportauftrag in diesem Bereich bezieht sich dabei auf den terminalinternen Auftrag, einen Container von einer CB an der Kaikante zu einem definierten Platz in einem Lagerblock im Yard zu transportieren (bei der Schiffsentladung) bzw. vom Yard zur Kaikante (bei der Schiffsbeladung).
Dispatching im Horizontaltransport bezeichnet somit die Zuordnung von Transportaufträgen zwischen Kaikante und Yard zu den terminal- internen Fahrzeugen. Die Wissenschaft hat in den letzten 15-20 Jahren dieses Thema intensiv untersucht [4]. Dabei wurden diverse Dispatching-Methoden entwickelt und für einzelne Terminals bewertet oder verglichen. Eine systematische Analyse, welche Dispatching-Methode unter welchen Voraussetzungen am besten ist, wurde bislang nicht durchgeführt. Daher wurde am Institut für Maritime Logistik der TUHH ein modulares Simulationsmodell eines Containerterminals entwickelt, um die Zusammenhänge zwischen der gewählten Dispatching-Methode, verschiedenen Terminalparametern und -kennzahlen zu untersuchen.
Als Referenzterminal wurde ein Terminal mit einer Kapazität von 1,5 Mio TEU festgelegt. Es gibt acht CB und 40 TT für den Horizontaltransport. Der Yard besteht aus 20 Blöcken, die parallel zum Kai angeordnet sind und mit gummibereiften Portalkranen ausgestattet sind. Ausgabeparameter der Simulation sind CB-Produktivität und gefahrene Distanzen der TT.
Für die Analyse der Zusammenhänge von Dispatching-Methoden, Terminalparametern
und kennzahlen wurden basierend auf einer Literaturanalyse [4, S. 18] typische Methoden ausgewählt, die sich in anderen Studien als erfolgreich erwiesen haben. Ebenso wurden die variierten Parameter danach ausgewählt, ob sie z. B. in Sensitivitätsanalysen den Hinweis geliefert haben, einen Einfluss auf das Methoden-Ranking zu haben.
Es werden drei Methoden untersucht: distanz-, bestands- und zeitbasiert. Die distanzbasierte Methode wählt für ein freies TT jeweils den dichtesten Container als Auftrag aus. Dieser Methodentyp wird beispielsweise von [7], [8] und [9] positiv hervorgehoben. Die bestandsbasierte Methode bezieht sich auf [5]. Dabei wird jeweils der Auftrag als nächstes ausgewählt, der der CB mit dem geringsten Bestand zugeordnet ist, die also aktuell am wenigsten zugeordnete Aufträge hat. Auch [10] betont den Nutzen einer bestandsbasierten Methode. Die zeitbasierte Methode wählt für ein TT den Auftrag als nächsten aus, der am längsten auf seine Zuordnung wartet. Dieser Methodentyp ist u. a. bei [11] und [12] erfolgreich.

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Schlüsselwörter:

Container Terminal, Hafenumfuhren, Ereignisorientierte Simulation, Dispatching