Conclusion
Dans ce chapitre, nous avons donné un aperçu
général sur l'entreprise d'accueil afin de comprendre le contexte
de notre problème, et nous avons expliqué ce dernier.
Dans le chapitre suivant, nous passerons en revue des travaux
de recherche pertinents à notre travail.
15
2
Revue de littérature
Introduction
La revue bibliographique constitue une étape
fondamentale de toute recherche scientifique. Elle permet d'explorer et
d'analyser les travaux antérieurs réalisés dans un domaine
spécifique, fournissant ainsi une base solide pour la
compréhension de l'état actuel des connaissances,
l'identification des lacunes et la formulation des objectifs de recherche.
De nombreuses recherches ont montré la grande
importance de la planification et d'opti-misation dans les terminaux à
conteneurs. Dans ce chapitre, nous présentons une revue
détaillée de la littérature existante sur la planification
simultanée des mouvements des portiques de cour et les
déplacements des véhicules surtout lorsqu'il s'agit d'une
opération d'exportation (outbound).
2.1 Historique du conteneur
Le conteneur a été créé en 1956
par l'Américain Malcolm MacLean, transporteur né en Caroline du
Nord en 1913 dans une famille de classe moyenne. En 1953, cet entrepreneur se
rend compte que les autoroutes reliant les différents les ports de la
côte ouest sont complètement saturés et l'idée
d'embarquer les camions remorques directement sur les bateaux. Puis il vend son
entreprise de camionnage et investit dans une petite compagnie maritime pour
transporter les remorques. Il s'aperçoit rapidement que l'espace
utilisé est trop élevé. De là, l'idée lui
vint d'enlever le cadre et d'embarquer seulement le haut de la remorque ou la
"boîte" elle-même. Le conteneur est né.
Après la naissance du conteneur, il y a une date
où les conteneurs sont développés présentés
sous forme de flux:
·
2.2 Travaux de recherche liés au problème
traité 16
-Page 16-
1958-1961 : Standardisation des tailles de contenants : la
« box » commence à conquérir le monde.
· En 1961 apparaissent ISO, 20 pieds (6m) et 40 pieds
(12m) comme dimensions standard des conteneurs.
· 2014 : Au 1er janvier, la flotte mondiale comptait 4
976 porte-conteneurs capables de transporter 17,3 millions Boîtes d'EVP
simultanément (équivalent 20 pieds).
2.2 Travaux de recherche liés au problème
traité
D'après le travail de K. H. KIM (1997)
Les travaux de manutention influencent considérablement les
performances des grues de transfert dans un terminal à conteneurs. La
hauteur et la largeur d'une baie dans la pile de conteneurs sont des variables
de décision importantes dans la conception de la configuration de
stockage. Et ce sont des facteurs clés qui déterminent le nombre
moyen de remaniements pour ramasser un conteneur. Dans cet article, il propose
une méthodologie pour estimer le nombre prévu des mouvements non
productifs pour ramasser un conteneur arbitraire et le nombre total de
portiques de cour pour ramasser tous les conteneurs dans une baie pour une
configuration d'empilage initiale donnée. Des tableaux et des
équations simples sont fournis pour aider à estimer le nombre de
remaniement.
La méthode proposée dans ce travail est un
algorithme de routage optimal appelé "Optimal Routing algorithm"
basé sur la programmation linéaire pour minimiser le temps total
de manutention des conteneurs par les portiques de cour. [15].
Z. WEIYING, L. YAN et J. ZHUOSHANG (2006)
voient que le temps d'accostage des navires au port dépend de
l'efficacité du chargement et du déchargement des conteneurs, le
ré-arrimage est le principal facteur qui influence l'arrimage. Un
modèle d'optimisation qui réduit au maximum le nombre de
mouvements inutiles est mis en avant lorsque le portique de cour charge les
conteneurs aux terminaux portuaires. Chaque étape de l'opération
de chargement des conteneurs est considérée comme un noeud de
graphiques, les coûts de ramassage des conteneurs sont pris comme
coefficients de pondération, puis le moindre arbre couvrant et la
méthode heuristique sont utilisés pour obtenir une solution
optimale. L'exemple montre que le modèle peut aider le planificateur
à obtenir une séquence de chargement optimale, ce qui peut
favoriser l'efficacité du chargement. Il fournit une base scienti-
2.2 Travaux de recherche liés au problème
traité 17
-Page 17-
fique pour l'opération de chargement dans le terminal
à conteneurs d'exportation [22].
A. IMAI, K. SASAKI, E. NISHIMURA et
S. PAPADIMITRIOU (2006) considèrent que
l'ef-ficacité d'un terminal maritime de conteneurs dépend
principalement du bon déroulement et de l'organisation du processus de
manipulation des conteneurs, en particulier lors du chargement du navire. Les
plans de stockage des conteneurs sur un navire et de chargement sont
principalement déterminés par deux critères : la
stabilité du navire et le nombre minimal de mouvements improductifs des
conteneurs requis. Ce dernier critère est basé sur le fait que la
plupart des navires porte-conteneurs ont une structure cellulaire et que les
conteneurs d'exportation sont empilés dans une aire de stockage. Ces
deux critères de base sont souvent en conflit.
Cet article traite des plans de stockage des conteneurs sur un
navire et de chargement des conteneurs qui satisfont ces deux critères.
Le problème est formulé comme un programme en nombres entiers
multi-objectif. Afin d'obtenir un ensemble de solutions non dominées
pour le problème, ils ont utilisé la méthode de
pondération. Pour résoudre le problème de chargement des
conteneurs sur le navire ainsi celui du problème de remanutention, ils
ont utilisé l'algorithme génétique. Une grande
variété d'expériences numériques a
démontré que les solutions obtenues par cette formulation sont
utiles et applicables en pratique [12].
Y. LEE et N-Y. HSU (2007)
déclarent que dans la plupart des parcs à conteneurs du
monde, les conteneurs sont empilés en hauteur pour utiliser l'espace de
stockage plus efficacement. Dans ces parcs, l'un des principaux facteurs
affectant leur efficacité opérationnelle est la
nécessité de remanier les conteneurs lors de l'accès
à un conteneur enterré sous d'autres conteneurs. Une façon
d'obtenir une efficacité de chargement plus élevée
consiste à pré-organiser les conteneurs de manière
à ce qu'ils correspondent à la séquence de chargement.
Dans cette recherche, Ils présentent un modèle
mathématique pour le problème de pré-marshalling
(pré-triage ou bien pré-rassemblement) des conteneurs. En ce qui
concerne un agencement d'une zone de stockage donné et une
séquence donnée de chargement des conteneurs sur un navire, le
modèle fournit un plan pour repositionner les conteneurs d'exportation
dans la zone, de sorte qu'aucune re-manipulation supplémentaire ne sera
nécessaire pendant l'opération de chargement. L'objectif
d'optimisation est de minimiser le nombre de mouvements de conteneurs lors du
pré-triage. Le modèle résultant est un modèle de
programmation en nombres entiers composé d'un problème de flux
multi-
2.2 Travaux de recherche liés au problème
traité 18
-Page 18-
marchandises et d'un ensemble de contraintes secondaires.
Plusieurs variantes possibles du modèle ainsi qu'une solution
heuristique sont également discutées. Des résultats de
calcul sont fournis [17].
Y. LEE et Y-J. LEE (2010)
étudient le problème de récupération des
conteneurs d'un terminal maritime dans une séquence donnée, qui
est une partie importante du processus de chargement des navires. Ils disent
que les mouvements supplémentaires qui font perdre du temps et de
l'argent se produisent lorsqu'un conteneur qui doit être
récupéré de la cour est enterré sous d'autres. Une
façon de réduire les remaniements consiste à stocker les
conteneurs dans des emplacements soigneusement planifiés. Cependant,
dans la pratique, les conteneurs d'exportation arrivent au terminal de
manière très incertaine. Même lorsque les emplacements de
stockage des conteneurs sont soigneusement planifiés, ils peuvent
toujours être empilés dans le mauvais ordre en raison d'un manque
d'informations précises ou pour d'autres raisons.
Les chercheurs présentent une heuristique basée
sur une méthode de recherche locale en trois phases à
résoudre pour un plan de travail optimisé pour un portique de
cour pour récupérer tous les conteneurs d'une zone de stockage
donné selon une commande donnée. L'objectif d'optimisation est de
minimiser le nombre de mouvements de conteneurs, ainsi que le temps de travail
de portique de cour. Après avoir généré une
séquence de mouvements faisable initiale, la deuxième phase
réduit la longueur de la séquence en formulant et en
générant à plusieurs reprises un programme d'entiers
binaires. Avec un autre programme mixte à nombres entiers, la
troisième phase réduit le temps de travail de portique de cour en
ajustant la séquence de mouvement par itérations. Les
résultats des tests numériques montrent que l'heuristique est
capable de résoudre des instances avec plus de 700 conteneurs [18].
Selon le travail de J. X. CAO, D.-H. LEE, J. H. CHEN
et Q. SHI (2010), la synchronisation des
équipements de manutention (notamment portiques de cour et
véhicules de transport) permet l'amélioration de la
productivité des terminaux à conteneurs. Ils ont proposé
un nouveau modèle intégré pour les problèmes de
planification des camions et des portiques de cour pour les opérations
de chargement dans les terminaux à conteneurs. Le problème est
formulé comme un modèle de programmation linéaire mixte
pour minimiser le temps de complétion de l'opération de
chargement des conteneurs dans la cour destinés à
2.2 Travaux de recherche liés au problème
traité 19
-Page 19-
l'exportation en se basant sur les hypothèses suivantes
:
1. Seules les opérations de chargement des conteneurs
d'exportation sont prises en considération.
2. L'emplacement de chaque conteneur est donné.
3. La localisation des portiques de cour est
donnée.
4. Chaque conteneur a un temps de ramassage spécifique
et ce temps est le même quelque soit le portique de cour.
5. Après avoir terminé la tâche actuelle,
les portiques de cour et les camions peuvent se déplacer vers le point
d'origine de la tâche qui suit.
6. La vitesse de déplacement du portique de cour est
différente de la vitesse de déplacement du camion.
7. La capacité d'un camion est égale à
1, c'est à dire effectuer une seule tâche.
8. Pas d'interférence entre les camions.
9. Les conteneurs peuvent être manutentionnés
dans n'importe quel ordre.
10. Les conteneurs sont disponibles à partir de la
cour dans n'importe quel ordre.
11. Pas d'interférence entre les portiques de cour.
Deux méthodes de solution efficaces, basées sur
la décomposition de Benders, sont développées pour la
résolution du problème; à savoir, la méthode
générale et la méthode combinatoire qui sont basées
sur la coupe de Benders. Selon les auteurs, la résolution du
problème d'ordonnancement des opérations des portiques de cour et
des camions est une nouvelle idée permettant l'amélioration de
l'efficacité des opérations portuaires.[4].
L'auteur K. Chebli (2011) s'intéresse
au problème de mouvements des conteneurs dans le cas d'exportation. Les
séquences de fonctionnement des portiques de cour et des camions sont
prises en considération en même temps. Elle prend en compte les
interférences qui peuvent exister entre les portiques de cour. Le
problème de planification des opérations de chargement des
conteneurs est d'abord formulé en programme linéaire mixte. La
fonction objectif minimise le temps de complétion des opérations
de manutention par les portiques de cour. Le modèle mathématique
est basé sur plusieurs hypothèses, tenant compte des deux
phénomènes d'interférence et des mouvements non
productifs. Pour résoudre le problème, une approche heuristique
de type Recherche Adaptative à Large Voisinage (ALNS)
2.3 Travaux de recherche liés au problème
traité 20
-Page 20-
est développée. Cette méthode a la
capacité de résoudre les problèmes d'optimisation dans un
terminal à conteneurs. En effet, la méthode ALNS est jugée
efficace quelque soit la taille du problème: 10, 20 et 100
conteneurs.
T. ÜNLÜYURT et C. AYDIN
(2012) proposent des stratégies de remanutention
améliorées à mettre en oeuvre dans la
récupération des conteneurs, une partie essentielle des
opérations des terminaux à conteneurs. Les auteurs introduisent
le problème en notant que la quantité de marchandises
chargés dans des conteneurs et transportées à
l'étranger a récemment augmenté en raison de
l'évolution des barrières commerciales entre les pays ainsi que
de la flexibilité et de la fiabilité de ce type de transport.
Les auteurs élaborent des stratégies pour
minimiser le temps total requis pour récupérer les conteneurs
d'une baie dans une séquence prédéterminée. Par
exemple, il peut y avoir d'autres conteneurs au-dessus du conteneur à
récupérer, et il peut y avoir d'autres endroits pour que ces
conteneurs soient déplacés. Les auteurs utilisent un algorithme
basé sur Branch and Bound, et proposent des heuristiques alternatives
qui donnent des solutions presque optimales. Ils ont testé les
algorithmes sur des configurations de 8000 baies générées
aléatoirement avec 200 combinaisons différentes de
paramètres [21].
Le sujet d'étude faite par Consuelo
PARRENO-TORRES, Ramon ALVAREZ-VALDES et
Rubén RUIZ (2019) est le problème de
pré-marshalling . Étant donné une configuration de baie
initiale, le problème de pré-rassemblement recherche une
séquence de travail qui minimise le nombre de mouvements
nécessaires pour obtenir une configuration finale dans laquelle les
conteneurs seront situés dans la baie n'ayant pas de conteneurs
bloquants. Cela peut entraîner des réductions drastiques du temps
de chargement car il n'est plus nécessaire d'effectuer des mouvements
improductifs dans les baies une fois que les navires sont accostés, ce
qui se traduit par des temps d'accostage plus courts, ils trouvent que c'est un
moyen efficace d'accélérer les opérations de
chargement/déchargement des navires au terminal à conteneurs.
En utilisant des modèles de programmation
linéaire entière, les auteurs proposent une approche prometteuse
pour résoudre le problème de pré-triage, ils ont
développé deux familles de modèles alternatives, ce qui
permet d'explorer différentes méthodes de résolution. De
plus,ils ont mis au point une procédure de solution itérative qui
ne dépend pas d'une borne supérieure difficile à obtenir
[20].
2.3 tableau récapitulatif des travaux de recherche
liés au problème traité 21
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