Comment planifier et gérer un terminal maritime de conteneurs ? Partie 3 : la planification opérationnelle

 

L’objectif de cette série de quatre articles portant sur la planification et la gestion des terminaux maritimes de conteneurs est de présenter les différentes problématiques liées à la gestion des terminaux maritimes spécialisés dans la manutention de conteneurs. Pour ce faire, l’approche utilisée consiste à regrouper les différentes problématiques selon les trois niveaux de planification généralement utilisés en gestion : stratégique, tactique, opérationnel. À ces trois niveaux de planification, un quatrième sera ajouté afin de refléter les récents développements en automatisation des opérations portuaires : la planification en temps réel.

Dans ce troisième article de cette série, nous allons donc aborder la planification opérationnelle des terminaux maritimes de conteneurs.


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Au niveau tactique, la capacité a été allouée aux tâches à effectuer de façon générale. L’étape suivante, la planification opérationnelle, vise la répartition de cette capacité aux différentes tâches afin qu’elles soient réalisées. Ces décisions relèvent toutes de l’opérateur du terminal, puisqu’elles concernent l’organisation de ses activités.

 

  • Ordonnancement des opérations de déchargement et de chargement

L’ordonnancement des opérations de déchargement et de chargement consiste à déterminer l’ordre dans lequel les conteneurs seront déchargés, dans le premier cas, et chargés, dans le second cas. L’objectif du problème d’ordonnancement des opérations de déchargement et de chargement est de déterminer la séquence d’opérations qui permettra de minimiser le temps à quai du navire.

La majorité de la recherche s’est concentrée sur le problème de l’ordonnancement des opérations de chargement, puisque c’est celui-ci qui a le plus grand impact sur les coûts de manutention des conteneurs et sur le temps à quai du navire.

La recherche sur le problème d’ordonnancement des opérations de chargement peut être divisée en deux catégories. En effet, le problème peut viser le positionnement de chacun des conteneurs individuellement ou l’ordonnancement des opérations de picking des conteneurs dans la cour du terminal. Dans le premier cas, l’ordonnancement demande une quantité d’informations beaucoup plus importante, car il nécessite de connaître la position exacte des conteneurs sur le navire et dans la cour du terminal.

Dans le premier cas, où l’on vise le positionnement de chacun des conteneurs sur le navire, l’objectif du problème est de minimiser le temps total d’opération de la grue de quai lors des opérations de chargement. Cette minimisation du temps total se fera par une minimisation des déplacements de la grue. En revanche, un compromis peut être nécessaire si la séquence de chargement entraîne un nombre trop important de manutentions improductives par les ponts roulants sur pneumatiques. En effet, il se peut que l’ordonnancement obtenu nécessite des conteneurs qui se retrouvent en dessous d’autres qui viennent plus loin dans la séquence. De plus, l’ordonnancement des opérations de chargement doit se faire de manière à respecter le plan de chargement qui a été préalablement établie.

  • Transport entre le quai et les piles

La planification des activités de transport entre le quai et les piles, au niveau opérationnel, consiste à déterminer quelle stratégie sera utilisée pour affecter les véhicules aux tâches de transport. Il existe deux stratégies, soit : l’affectation d’un groupe de véhicules à une grue ou la mise en commun des véhicules qui peuvent ainsi servir toutes les grues sur tous les navires.

L’avantage de la seconde stratégie est qu’elle permet une meilleure utilisation des véhicules puisqu’elle diminue le nombre de déplacements sans chargement (Steenken et col. 2004). Cependant, la coordination des véhicules et des grues est beaucoup plus complexe, puisqu’elle doit être effectuée en temps réel, il est donc impossible d’avoir un plan d’affectation préétablie (Crainic et Kim 2004). C’est pourquoi en pratique la mise en commun des véhicules est seulement utilisée dans les terminaux qui utilisent des véhicules de transport automatisés, tandis que les autres terminaux appliquent une stratégie de véhicules dédiés, qu’il s’agisse de camions ou de chariots cavaliers (Steenken et col. 2004).

L’objectif du problème de transport entre le quai et les piles au niveau opérationnel est de minimiser les temps de transport à vide. Dans le cadre des opérations de chargement, les transports à vide se produisent généralement lorsqu’un conteneur a été livré à la grue et que le véhicule de transport interne doit retourner à la pile pour reprendre un conteneur. Lors des opérations de chargement, la situation est renversée. La mise en commun des véhicules de transport interne permet de minimiser les transports à vide en affectant une tâche de transport du quai à la pile à un véhicule qui termine une tâche de transport de la pile au quai. Le transport à vide est limité à la distance entre les deux navires. Le problème est donc caractérisé par un arbitrage entre les distances parcourues à vide par les véhicules de transport interne et la complexité de gestion des opérations.

 

  • Déploiement des équipements de manutention de la cour

Les problèmes de gestion de l’équipement sont cruciaux pour les terminaux maritimes, due aux sommes d’argent importantes investies dans ces équipements. C’est pourquoi les terminaux cherchent à optimiser l’utilisation de ces équipements pour en tirer la meilleure utilisation possible.

Le problème de déploiement des équipements de manutention de la cour vise à minimiser le temps total d’opérations de ces équipements. Le temps d’opérations est aussi dépendant des temps des mises en routes nécessaires à une séquence d’opérations. Un temps de mise en route survient lorsque l’équipement doit se déplacer d’une tâche à l’autre. Par exemple, lorsqu’un pont roulant sur pneumatiques doit changer de bloc de conteneurs. De plus, le temps total dépend aussi du nombre de remaniement de conteneurs qui devront être effectués au cours de la séquence d’opérations, puisque ces remaniements prolongent le temps d’extraction d’un conteneur de la pile.

Il existe aussi un lien entre le nombre de remaniements et les temps de mise en route des équipements. En effet, si le déploiement des équipements est fait en considérant seulement les temps de mise en route, la séquence risque de comporter plusieurs remaniements pour extraire l’ensemble des conteneurs d’un bloc avant d’effectuer un déplacement vers un autre bloc.

 

  • Ordonnancement de l’entreposage

L’objectif du problème d’ordonnancement de l’entreposage est d’affecter une position aux conteneurs dans la zone de stockage du terminal de manière à minimiser les remaniements de conteneurs lors des opérations de chargement. Bien que ces remaniements puissent se faire avant l’arrivée du navire, le problème demeure le même, puisque ces remaniements occupent le temps d’équipements qui pourraient être affectés à d’autres tâches plus productives.

 

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