Lehrstuhl fml
       Kontakt        Impressum und Datenschutz           English english

Optimierung von Entladestrategien bei der Schüttgut-Schiffsentladung

 

Ausgangssituation

Bei der Entladung von Schüttgutschiffen werden verschiedene Arten von Schiffsentladern eingesetzt, die sich in ihren Abmessungen, ihren Bewegungsmöglichkeiten und im verwendeten Förderprinzip unterscheiden. Neben diskontinuierlich arbeitenden Greifbaggern kommen zunehmend kontinuierliche Förderprinzipien (mechanisch, pneumatisch) zum Einsatz. Die erzielbare Förderleistung ist abhängig von den Eigenschaften des Entladers sowie von den Materialeigenschaften und der Erreichbarkeit der Ladung im Laderaum.

Abhängig von den Abmessungen des Schiffs und seiner Lage relativ zum Kai können die Entlader oft nicht die gesamte Grundfläche eines Laderaums erreichen. Durch Ladungsentnahme, Ballastoperationen und Tidenwechsel verändert sich im Verlauf des Entladevorgangs die Lage des Schiffs und damit der erreichbare Laderaum. Bei vielen mechanischen Förderprinzipien fällt zudem die Förderleistung bei sinkender Eintauchtiefe des Entladekopfs in die Ladung stark ab. Mit den betreffenden Förderprinzipien ist deshalb keine effiziente Restentleerung möglich. Insbesondere in der Restentleerungsphase werden deshalb Zuführgeräte (Bulldozer, Radlader, Bagger o.ä.) eingesetzt, um die verbleibende Ladung dem Entlader zuzuführen. Bei schlecht fließendem Schüttgut müssen die Zuführgeräte bereits in früheren Phasen zum Einsatz kommen. Ferner muss auf eine gleichmäßige Gewichtsverteilung über alle Laderäume geachtet werden, da das Schiff durch unzulässige Beladungszustände strukturelle Schäden erleiden kann.

Problemstellung

Vor Beginn eines Entladevorgangs muss eine geeignete Entladestrategie gefunden werden. Darin wird festgelegt, zu welchem Zeitpunkt ein bestimmter Entlader in einem bestimmten Laderaum eingesetzt werden soll. Außerdem wird der Einsatz des Personals und der Zuführgeräte disponiert.


Um eine für die jeweilige Entladeaufgabe optimale Entladestrategie zu finden, müssen zahlreiche Einflussgrößen und Wechselwirkungen berücksichtigt werden. Jeder Entlader soll unter den optimalen Betriebsbedingungen eingesetzt werden, damit die maximale Förderleistung erreicht werden kann. Zeiten mit geringer Förderleistung oder Förderunterbrechungen (z.B. Umpositionierung innerhalb eines Laderaums, Lukenwechsel, Ein- und Ausheben von Zuführgeräten) sollen möglichst vermieden werden. Neben der Begrenzung der strukturellen Belastung des Schiffs müssen zusätzlich auch gesetzliche Vorgaben (z.B. bzgl. Lärm- und Staubemissionen) und ökonomische Gesichtspunkte berücksichtigt werden. Bisher wird die Entladestrategie von den Betreibern des Schüttgutterminals in Absprache mit dem Kapitän meist nach Erfahrungswerten festgelegt. Zur Analyse und Optimierung bestehender Entladestrategien sowie zur Entwicklung von Strategien für neue Entladeaufgaben (z.B. andere Schiffsgrößen oder Ladungsarten) stehen keine geeigneten Werkzeuge zur Verfügung.

Zielsetzung

Es soll ein Verfahren entwickelt werden, welches bei der Ermittlung der optimalen Entladestrategie für einen Schüttgutfrachter Unterstützung bietet. Das Verfahren soll geeignet sein, eine Entladestrategie im Voraus zu analysieren und unterschiedliche Strategien zu vergleichen.
Durch den effizienteren Einsatz aller Betriebsmittel kann die Schiffsliegezeit verkürzt und Kosten reduziert werden.

Vorgehensweise

In der ersten Phase des Projekts wird eine Übersicht über die am Markt verfügbaren Schiffsentlader und Zuführgeräte erstellt. In Zusammenarbeit mit Herstellern und Umschlagbetrieben werden die Leistungsgrößen der einzelnen Maschinen ermittelt und in einer Datenbank hinterlegt. Anschließend werden einige real praktizierte Entladestrategien erfasst und die dabei tatsächlich erreichte Förderleistung bestimmt. Aus den gemessenen Werten und durch Simulation werden Korrelationen zur Berücksichtigung von weiteren maßgeblichen Einflussfaktoren entwickelt. Hierbei werden unter anderem die Abmessungen und die Relativposition des Schiffs, das Materialverhalten, die Verteilung der Ladung im Laderaum sowie die zum Lukenwechsel bzw. zum Ein- und Ausheben der Zuführgeräte benötigten Zeiten berücksichtigt.
Zur Demonstration des Verfahrens wird ein rechnergestütztes Funktionsmuster implementiert, mit dem unter Verwendung der in der Datenbank hinterlegten Schiffsentlader und Zuführgeräte eine Entladestrategie definiert werden kann. Für diese werden dann Kenngrößen berechnet, die einen Vergleich unterschiedlicher Strategien und somit eine kontinuierliche Verbesserung des Prozesses ermöglichen.

 

Download Projektblatt
Download Forschungsbericht
 
Download Demonstrator


Dieses Forschungsprojekt wurde im Auftrag der Forschungsgemeinschaft Bundesvereinigung Logistik (BVL) e.V. durchgeführt und aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e.V. (AiF) gefördert.

(zurück)

 

Ansprechpartner

Lehrstuhl fml
Technische Universität München
Boltzmannstraße 15
D-85748 Garching

 

/fml/images/Umschlag.JPG Kontakt

 

 Förderung

 

/fml/images/Forschung/Drittmittel/BMWi_web.jpg

 

Projektträger

/fml/images/Forschung/Drittmittel/AIFLogo.jpg

 

FV 17444 N

 

Forschungsvereinigung

 /fml/images/Forschung/Drittmittel/bvl_459.gif

 

Projektpartner

  • Bayernhafen GmbH & Co. KG
  • Bühler GmbH
  • Bulk Terminal Rostock GmbH
  • G.T.H. Getreide Terminal Hamburg GmbH & Co. KG
  • Hafen Straubing-Sand GmbH
  • J. Müller AG
  • K. Bindewald Kupfermühle GmbH
  • Louis Hagel (GmbH & Co. KG)
  • Schmidt-Seeger GmbH
  • Siemens AG
  • TKB-Spedition GmbH
  • trilogIQa
  • Zweckverband Donau-Hafen Deggendorf