A methodology proposal to obtain operational parameter forecasts and operational risk assessment in container terminals

Abstract

Las terminales de contenedores son sistemas complejos en los que un elevado número de actores
económicos interactúan para ofrecer servicios de alta calidad bajo una estricta planificación y objetivos
económicos. Las conocidas como "terminales de nueva generación" están diseñadas para prestar
servicio a los mega-buques, que requieren tasas de productividad que alcanzan los 300 movimientos/
hora. Estas terminales han de satisfacer altos estándares dado que la competitividad entre terminales
es elevada. Asegurar la fiabilidad de las planificaciones del atraque es clave para atraer clientes,
así como reducir al mínimo el tiempo que el buque permanece en el puerto. La planificación de las
operaciones es más compleja que antaño, y las tolerancias para posibles errores, menores. En este
contexto, las interrupciones operativas deben reducirse al mínimo. Las principales causas de dichas
perturbaciones operacionales, y por lo tanto de incertidumbre, se identifican y caracterizan en esta investigación.
Existen una serie de factores que al interactuar con la infraestructura y/o las operaciones
desencadenan modos de fallo o parada operativa. Los primeros pueden derivar no solo en retrasos
en el servicio sino que además puede tener efectos colaterales sobre la reputación de la terminal, o
incluso gasto de tiempo de gestión, todo lo cual supone un impacto para la terminal. En el futuro
inmediato, la monitorización de las variables operativas presenta gran potencial de cara a mejorar
cualitativamente la gestión de las operaciones y los modelos de planificación de las terminales, cuyo
nivel de automatización va en aumento. La combinación del criterio experto con instrumentos que
proporcionen datos a corto y largo plazo es fundamental para el desarrollo de herramientas que ayuden
en la toma de decisiones, ya que de este modo estarán adaptadas a las auténticas condiciones
climáticas y operativas que existen en cada emplazamiento. Para el corto plazo se propone una
metodología con la que obtener predicciones de parámetros operativos en terminales de contenedores.
Adicionalmente se ha desarrollado un caso de estudio en el que se aplica el modelo propuesto
para obtener predicciones de la productividad del buque. Este trabajo se ha basado íntegramente en
datos proporcionados por una terminal semi-automatizada española. Por otro lado, se analiza cómo
gestionar, evaluar y mitigar el efecto de las interrupciones operativas a largo plazo a través de la evaluación del riesgo, una forma interesante de evaluar el effecto que eventos inciertos pero probables
pueden generar sobre la productividad a largo plazo de la terminal. Además se propone una
definición de riesgo operativo junto con una discusión de los términos que representan con mayor
fidelidad la naturaleza de las actividades y finalmente, se proporcionan directrices para gestionar los
resultados obtenidos. Container terminals are complex systems where a large number of factors and stakeholders interact
to provide high-quality services under rigid planning schedules and economic objectives. The socalled
next generation terminals are conceived to serve the new mega-vessels, which are demanding
productivity rates up to 300 moves/hour. These terminals need to satisfy high standards because competition
among terminals is fierce. Ensuring reliability in berth scheduling is key to attract clients, as
well as to reduce at a minimum the time that vessels stay the port. Because of the aforementioned,
operations planning is becoming more complex, and the tolerances for errors are smaller. In this
context, operational disturbances must be reduced at a minimum. The main sources of operational
disruptions and thus, of uncertainty, are identified and characterized in this study. External drivers
interact with the infrastructure and/or the activities resulting in failure or stoppage modes. The later
may derive not only in operational delays but in collateral and reputation damage or loss of time
(especially management times), all what implies an impact for the terminal. In the near future, the
monitoring of operational variables has great potential to make a qualitative improvement in the operations
management and planning models of terminals that use increasing levels of automation. The
combination of expert criteria with instruments that provide short- and long-run data is fundamental
for the development of tools to guide decision-making, since they will be adapted to the real climatic
and operational conditions that exist on site. For the short-term a method to obtain operational parameter
forecasts in container terminals. To this end, a case study is presented, in which forecasts of
vessel performance are obtained. This research has been entirely been based on data gathered from
a semi-automated container terminal from Spain. In the other hand it is analyzed how to manage,
evaluate and mitigate disruptions in the long-term by means of the risk assessment, an interesting
approach to evaluate the effect of uncertain but likely events on the long-term throughput of the
terminal. In addition, a definition for operational risk evaluation in port facilities is proposed along
with a discussion of the terms that better represent the nature of the activities involved and finally,
guidelines to manage the results obtained are provided.