Analisi e simulazione della logistica di un centro intermodale in un sistema di trasporto merci

1.3 Analisi e commento della letteratura 2
svolte come pure puo individuare schematicamente gli attori impegnati in quest'o-pera. L'utilizzo dei database permette di gestire i dati disponibili in modo semplice,catalogandoli. Ne consegue una loro visione schematica ed aggiornata, accessibilea tutti coloro che ne devono far uso. Dopo un'attenta analisi del sistema si passaalla simulazione del processo mediante un opportuno software, che permette di averesotto controllo i tempi impiegati per compiere le diverse operazioni. La simulazionedel processo consente cosdivalutare i cambiamenti nelle operazioni a seguito dellevariazioni dei parametri o a seguito di vericarsi di eventi imprevisti, quali forma-zione o riduzione delle code, aumento o diminuzione della capacita produttiva edaltro ancora.1.3 Analisi e commento della letteraturaIl lavoro si compone di quattro parti: descrizione del problema, analisi del sistema,progettazione del supporto informatico e simulazione del processo. Per ciascuna diesse si e fatto uso di un'opportuna bibliograa.Nella prima parte, denominata descrizione del problema,sie ricorso alla consulta-zione del libro \Scienze delle decisioni per i trasporti" [1] con particolare riferimentoal Cap. 15 \Il trasporto bulk, il trasporto container ed il quadro internazionale" edal Cap. 16 \Modelli applicativi per la gestione di un porto marittimo", nei qualiviene descritta la logistica interna ad un porto: le principali operazioni svolte neiporti, tipi di navi in circolazione e come viene movimentata la merce all'interno delporto, nonche il suo collegamento con l'esterno della zona portuale. Nel dettaglio idati riportati sono quelli forniti da un'agenzia marittima di Trieste.Per la seconda parte, denominata analisi del sistema di trasporto, si e ricorso allinguaggio UML utilizzando i testi: \UML Distilled" [2] che da una breve descrizione di come usare questo lin-guaggio, senza entrare troppo nei dettagli; \The Unied Modelling Language Reference Manual" [3] che indica come svol-
1.3 Analisi e commento della letteratura 3
gere una corretta analisi del sistema e come passare dall'analisi al disegno deidiagrammi UML; \UML Semantics", [4] che fornisce tutti i dettagli per una corretta rappresen-tazione dei diagrammi UML.I testi utilizzati sono ricchi di esempi che permettono di comprendere meglioin che modo creare i diagrammi necessari a rappresentare un determinato sistemamediante l'UML.Per una corretta interpretazione di cio che si intende per la programmazioneorientata ad oggetti e stato consultato il Savy, \Da C++ a UML" [5]. La trattazionesulla programmazione orientata agli oggetti e presente anche negli altri testi di UMLe di Visual Basic riportati nella bibliograa, i quali danno sopratutto una descrizionesenza l'utilizzo del codice.Nella terza parte, denominata progettazione del supporto informatico,sie ricorsoa due testi per la generazione delle nestre grache in Visual Basic: \Visual Basic 6" [9] spiega i principi della programmazione in Visual Basic; \Visual Basic 6 Tutto&Oltre" [10] e dedicato a coloro che conoscono gia questolinguaggio e si soerma su una descrizione dettagliata degli oggetti di uso piucomune, come appunto quelli relativi all'interfacciamento con i database.Esempi simili si trovano anche su siti internet dedicati alla programmazione inVisual Basic. Per la creazione dei database si e ricorso invece ai seguenti testi: \Manuale di Access" [6] che spiega in maniera dettagliata come realizzare idatabase relazionali in ambiente Access; testo \Guida a SQL" [8] che descrive i database relazionali e spiega il linguaggioSQL;Nella quarta parte, denominata simulazione, sono stati utilizzati: i due manuali del programma di simulazione eM-Plant [15] e [16], che forni-scono la descrizione degli oggetti presenti nel linguaggio;
1.4 Contenuti del lavoro 4
 il testo \Queueing systems" [13] per la parte relativa alla teoria delle code.1.4 Contenuti del lavoroPartendo dall'analisi del problema si da una descrizione dettagliata del sistema ditrasporto in tutte le sue parti mediante l'utilizzo dei diagrammi UML.Successivamente si descrive il software sviluppato per gestire su supporto infor-matico tutto il sistema. In particolare si analizzano le interfacce grache sviluppatecon il Visual Basic le interfacce grache e l'utilizzo di database per il salvataggioed il trattamento dei dati. I database sono stati sviluppati con Microsoft Access egestiti con strumenti di Visual Basic.Come ultimo passo si presenta il modello del sistema realizzato con eM-Plantelerelativesimulazioni. Queste permettono di visualizzare la formazione delle code e distudiare la stabilitadelsistema, nonche di valutare eventuali ritardi che si possonovericare nel caso non venissero rispettati alcuni tempi di servizio consolidati innatura e presi come base perlasimulazione.
Capitolo 2Descrizione del problema
In questo capitolo si descrive il funzionamento di un sistema di trasporto merci servi-to dalle navi traghetto. Vengono elencate tutte le operazioni che l'agente marittimopone in essere nelle varie fasi di arrivo merce, attracco nave, carico e scarico merce epartenza della nave. Successivamente vengono elencate le caratteristiche del sistemain esame riportando i dati relativi alle rotte compiute dalle navi. Analizzando le va-rie fasi compiute da questi mezzi di trasporto verra impostato il lavoro da svolgerenei capitoli successivi.2.1 Il trasporto marittimoLe navi impiegate nel trasporto delle merci vengono suddivise pertipodicaricodatrasportare in due grandi categorie (vedi [1] Cap.15):Navi Bulk Cargo: sono navi che trasportano merce alla rinfusa come carichi secchio carichi liquidi. Una nave di questo tipo puo trasportare un solo tipo merceoppure avere stive separate che permettono di imbarcare carichi combinati.Questi tipi di navi trasportano partite sopra le 2-3.000 tons;Navi General Cargo: sono navi che trasportano merce varia o \altra" merce se-condo la dizione delle statistiche internazionali, le cui partite non superano le
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2.1 Il trasporto marittimo 6
2-3.000 tons. I principali tipi di carichi da queste imbarcati sono i containers,i palletts e wheeled cargo o merci su ruote.Le merci montate su ruote vengono imbarcate sulle navi chiamate Ro/Ro (Rollon Roll o) ossia navi con grandi portelloni, generalmente a poppa, che si apronodavanti alle banchine per far entrare ed uscire i veicoli. Questo tipo di trasportorientra nella categoria del general cargo.L'arrivo della nave traghetto, ed in genere di tutte le navi, e programmato conlargo anticipo. L'ETA(expecting time of arrival - tempo previsto per l'arrivo) dellanave viene comunicato alle autorita portuali per minimizzare la loro attesa in ra-da, programmare un eventuale intervento degli ormeggiatori (alcune navi di grandestazza non possono eettuare la manovra di attracco autonomamente) e predisporreil posto di immagazzinamento del carico, nel caso di navi traghetto i camion, indi-rizzandoli al piazzale piu vicino destinato all'attracco della nave. Gia all'entrata nelporto si acquisiscono tutti i dati del camion per quanto riguarda la targa, il tipo dicarico e la destinazione. La loro elaborazione e una conseguenza della \comunica-zione" necessaria a pianicare l'intermodalitache muove le merci e pianica le sostescegliendo le soluzioni piu eÆcienti e piu economiche.Il porto puo essere equiparato ad una fabbrica e possono essere usate le stessetecniche di ricerca operativa per controllare il 
usso dei camion e per diminuire ilpiu possibile la loro sosta sui piazzali, coinvolgendo anche il sistema dei trasportiesterni al porto. Cos come per una fabbrica le merci ferme in porto comportanodei costi. Come l'attivita di trasporto navale e terrestre, dove il prodotto-servizio ecostituito dalla consegna puntuale della merce, e resa simile alla produzione di unacatena di montaggio, cos lo specico nodo portuale all'interno di questa catena esottoposto ad uno stesso tipo di logica che controlla l'imbarco e sbarco dei camioncon una scansione di tempi anche essa simile a quella della fabbrica. Riassumendodunque si puo aermare che il ciclo dei camion che vengono imbarcati - sbarcatidalle navi e regolato come la produzione di una fabbrica specializzata per quantitadiscrete.
2.2 Descrizione del sistema 7
Il terminal portuale e un sistema aperto da una parte verso l'avanmare ed il portodi partenza delle navi, dall'altra verso l'hinterland (entroterra) e cioe attraverso lagate (ingresso-uscita del porto) del terminal verso le strade ferrate, camionabili oacquee.2.2 Descrizione del sistemaUna volta descritto a grandi linee il funzionamento di un porto, con particolare at-tenzione alla movimentazione delle merci caricate su camion, si prosegue analizzandonei particolari un sistema di trasporto specico, come quello gestito da un agentemarittimo nel porto di Trieste. La descrizione riportata in seguito sara la base perl'analisi UML svolta nel capitolo 3. Sara quest'ultima a fornire tutte le specichenecessarie a realizzare un supporto informatico ed a denire i database necessariall'immagazzinamento dei dati. I dati cos suddivisi potranno essere utilizzati confacilita nell'ultima parte del lavoro, quello della simulazione.Il sistema posto sotto esame equellodiunagente marittimo che opera nel portodi Trieste e che coordina la movimentazione delle merci caricate su camion e im-barcate su navi traghetto (ossia navi Ro/Ro) che compiono la tratta tra il porto diTrieste e tre porti della Turchia. I camion che sbarcano a Trieste si dirigono ver-so l'hinterland (principalmente verso l'Austria e la Germania). I camion impiegatiper il trasporto sono quelli composti da motrice e semirimorchio. Questo tipo dimezzo consente di imbarcare anche il semirimorchio soltanto, lasciando la motrice aterra. Nel caso in esame il carico della nave e composto per il 51% da motrice consemirimorchio, mentre per il 49% dal solo semirimorchio. Il diverso tipo di caricocomporta anche una diversa gestione del personale addetto alla guida dei veicoli,degli autotrasportatori, nonche dei mezzi stessi. Le risorse umane e non vengonopertanto impiegate nei due modi seguenti: Per quanto riguarda i camion imbarcati, ossia quelli composti da motrice esemirimorchio, il tragitto tra Trieste e la Turchia (e viceversa) avviene sepa-ratamente per i mezzi e gli autotrasportatori. Questi infatti non compiono il
2.2 Descrizione del sistema 8
viaggio con la nave, ma in aereo. Una scelta del genere e dettata principal-mente dall'impossibilita di orire agli autisti il trasporto via mare, dato che lenavi impiegate non sono abilitate al trasporto passeggeri. Con questo tipo diomologazione si hanno anche minori restrizioni sulla possibilita di trasportaremerce pericolosa. Inoltre vengono ridotti determinati costi legati alla men-sa o ai servizi di altra natura e viene aumentata la capacita di carico dellenavi in quanto non viene occupato spazio per le cabine. Utilizzando per iltrasferimento degli autotrasportatori l'aereo si riduce anche il loro periodo diinoperativita, che sulla nave sarebbe di tre giorni circa. Per quanto riguarda invece i semirimorchi imbarcati, si rende necessario l'uti-lizzo di due 
otte di motrici: una in Europa e una in Turchia, venendo menocos la necessita di far compiere agli autotrasportatori ogni volta il viaggio fraTrieste e la Turchia. La 
otta di motrici in Europa e condotta da autisti dinazionalita turca che permangono in Europa per un periodo di tre mesi.Il trasporto misto, quello via mare tra due citta distanti e quello via terra da unodei due porti no a destinazione e viceversa e da privilegiare ove possibile percheeingrado di orire tempi di trasferimento piu costanti, dato il minor traÆco presente inmare rispetto a quello sulle strade. Per compiere lo stesso tragitto vengono impiegatitre giorni via mare, da due a sei giorni via terra. Il tempo di percorrenza via mare puovenire alterato dalle cattive condizioni atmosferiche, rimanendo pero meno aleatoriodi quello via terra. C'e da considerare inoltre un'altra componente rilevante, ed equella legata al numero di conni da attraversare. Via terra l'attraversamento diogni conne richiede del tempo aggiuntivo, mentre via mare si saltano i passaggiintermedi. Tuttavia solo il 50% circa del traÆco da e per la Turchia avviene viamare.Per quanto riguarda il tragitto dei camion da Trieste verso le citta europee, unaparte di questi passa per l'Austria. A causa di problemi legati al numero di transitisu gomma in questo Paese, vengono formati ogni giorno sei treni che attraversanol'Austria con un servizio del tipo \autostrada viaggiante".
2.2 Descrizione del sistema 9Riassumendo dunque il percorso delle le merci, si puodireche i camion auisconodall'hinterland della Turchia ad uno dei tre porti: Istanbul (Haydarpasa), Istanbul(Europa), Cesme, vengono l imbarcati sulle navi che fanno periodicamente scalo eseguono la rotta verso il porto di Trieste. Le navi sono in totale dodici. A Triestei camion vengono sbarcati e partono verso destinazioni dell'Europa centrale. Iltragitto viene poi compiuto anche nel verso opposto. Cos facendo le navi arrivanoe partono sempre cariche.2.2.1 Il tragitto via marePer quanto riguarda il tragitto via mare, questo segue le tre rotte con orari presta-biliti: Istanbul (Hayrdarpasa) - Trieste con nove navi, di cui una a cadenza ssasettimanale, il marted, mentre le altre otto una volta ogni otto giorni; Istanbul (Europa) - Trieste con una nave a cadenza ssa settimanale, il mar-ted; Cesme - Trieste con due navi a cadenza ssa settimanale, il mercoled ed ilsabato;In totale quindi il sistema di trasporto prevede dodici navi con undici toccatesettimanali nel porto di Trieste. Le navi sono tutte di tipo Ro/Ro, ossia abilitate alsolo trasporto di camion e semirimorchi ed hanno una capacita di 200 camion circa.Il tempo impiegato da ogni nave per compiere il viaggio tra un porto e l'altro e di72 ore ed il tempo di permanenza in porto per le operazioni di imbarco e sbarcoe di 12 ore. La velocita di crociera e tra i 16 e i 18 nodi (un nodo = 1.853 metriall'ora). La scelta di fare il viaggio una volta ogni otto giorni al posto dei sette perotto navi su dodici e dettata dagli eventuali imprevisti di ogni genere che si possonovericare, come ad esempio le cattive condizioni atmosferiche presenti sopratuttod'inverno che possono rallentare la velocita della nave.
2.2 Descrizione del sistema 102.2.2 Le autorita e le persone coinvolteLa gestione di un centro intermodale coinvolge un gran numero di gure tra cuisocieta che gestiscono la movimentazione delle merci, persone addette allo smista-mento di pratiche burocratiche, le autorita portuali, la dogana ecc. Ognuna di questegure viene denita attore del sistema. Gli attori coinvolti nel sistema di trasportoin esame si possono dividere nelle seguenti categorie:Armatore: l'armatore e colui che dispone della nave o in qualita di proprietario,o in qualita di noleggiatore. Le navi del sistema di trasporto in esame nonappartengono ad un armatore soltanto, ma ad un pool di armatori.Autotrasportatori: sono quelli che eettuano il trasporto su gomma.Dogana: Nel Porto di Trieste per i soli transiti e presente 24 ore su 24 e 7 giornisu 7. I documenti arrivano in aereo 2 giorni prima della nave e la pratica, conla nave in porto, consiste solamente nella verica dell'avvenuto arrivo dellamerce con timbro e rma.Terminalista: si occupa di gestire il terminale di imbarco e di sbarco, predispo-nendo gli spazi necessari al parcheggio dei camion, organizzandoli in modotale da favorire le operazioni di smistamento. Il suo ruolo e comunque moltoimportante nello stivaggio dei container, in quanto deve seguire un piano benpreciso, programmando il loro posizionamento secondo il loro peso, l'ordinecon cui devono essere caricati sulla nave ecc. Per contratto deve garantire unlimite massimo di tempo entro cui eettuare queste operazioni.Agente marittimo: rappresenta l'armatore e ne cura gli interessi provvedendo atutte le sue necessita. Deve percio trovare merce da imbarcare, seguire quel-la che deve essere sbarcata, essere in contatto con l'autorita portuale per leoperazioni di ormeggio della nave, eettuare tutte le pratiche burocratiche siaall'arrivo che alla partenza, nonche essere disponibile all'equipaggio e aron-tare tutti i problemi che possono sorgere a bordo durante la permanenza dellanave nel porto.
2.2 Descrizione del sistema 11Spedizioniere: e colui che si occupa del carico nel periodo tra lo sbarco dalla naveed il suo inoltro alla destinazione nale e viceversa. Lo spedizioniere lavoraper conto del proprietario della merce, sia esso il venditore o il compratore.Nel porto il suo ruolo e quello di assistere gli autotrasportatori nella fase disdoganamento e nell'indirizzarli verso la destinazione prestabilita.2.2.3 Le operazioni al terminalLe operazioni al terminal sono quelle di imbarco e di sbarco dei camion, nonchequelle di attracco delle navi. Esse avvengono nel seguente modo:Imbarco: All'arrivo dei veicoli in porto, questi vengono registrati e viene eettuatoun pre-booking. In questa prima fase si controlla l'eettivo arrivo del camionche viene immediatamente parcheggiato. Poi si eettua il booking vero eproprio e si consegna la carta d'imbarco all'agente marittimo. A questo puntoil camion aspetta il suo turno per salire a bordo. E possibile che riesca a partireanche lo stesso giorno, ma di solito si imbarca nel giro di 24 ore. Il criteriodi imbarco segue la politica FCFS (First Come, First Served). L'imbarco deicamion sulla nave avviene il due modi. Nel primo caso la motrice dopo essersalita col semirimorchio sulla nave si sgancia da quest'ultimo e torna a terra,mentre nel secondo caso vi rimane imbarcata.Sbarco: Ogni automezzo per poter circolare necessita di 5 documenti. General-mente questi vengono spediti via e-mail da un porto all'altro. Nel caso incui uno dei due porti non sia dotato di posta elettronica, i documenti devonoarrivare in aereo due giorni prima dell'arrivodellanave. Se i documenti sonoa posto, il mezzo appena sbarcato e in grado di ripartire ad espletamento dellepratiche doganali, che richiedono un tempo di 3 minuti circa. Viceversa, se idocumenti non dovessero essere a posto, l'autista deve eettuare di personatutte le operazioni necessarie allo sdoganamento con i documenti originali insuo possesso.
2.3 Impostazione del problema 12Attracco delle navi: All'arrivo della nave nel porto di destinazione, l'attracco av-viene immediatamente se la banchina destinatale e libera, altrimenti la navedeve attendere il completamento delle operazioni di sbarco e imbarco dellanave che la aveva preceduta e che e ancora attraccata.2.3 Impostazione del problemaTenendo conto del lavoro svolto dall'agente marittimo in questione, si vuole svilup-pare un sistema informatico che gestisca la raccolta dei dati relativi agli imbarchi esbarchi ed agli arrivi e partenze delle navi. Il supporto informatico dovra permet-tere l'inserimento ed il salvataggio di tutti i dati relativi agli autotrasportatori, aicamion, alle navi e quant'altro utile alla gestione del sistema di trasporto. Questaparte verra realizzata ricorrendo all'utilizzo dei database e del linguaggio di pro-grammazione Visual Basic, che permette di rendere l'accesso al database piuchiaroe semplice. I dati da gestire verranno individuati nella prossima fase, che e quelladi analisi. Inne i dati raccolti verranno utilizzati da un programma di simulazione,atto ad individuare qualsiasi collo di bottiglia del sistema, o a studiarne l'evoluzioneal variare di alcuni parametri. La simulazione permette infatti di riassumere tuttoil sistema in un modello, riportando le operazioni svolte ed il tempo da esse richie-sto. Si riesce cos ad individuare il tempo necessario per il completamento di tuttele operazioni che avvengono nell'arco di un tempo relativamente lungo (uno o duemesi) in un tempo molto breve (qualche ora al massimo). Il tempo necessario allasimulazione varia al variare della complessita del modello, nonche delle prestazionidella macchina su cui viene eettuata la simulazione.La simulazione e utile per svariate situazioni, come ad esempio per poter gestiregli imprevisti, o per vedere se in seguito a determinate modiche si formano dellecode eccessivamente lunghe. Si potracosavere una conferma o meno sull'eventualedecisione da prendere per modicare il sistema. Una modica da apportare potrebbeessere quella di ampliamento o di potenziamento del sistema. Il modello e infatti ingrado di individuare il punto dovee sensato apportare dei potenziamenti. Per vedere
2.3 Impostazione del problema 13
se questi porteranno dei beneci o meno e suÆciente modicare opportunamente ilmodello ed eseguire le simulazioni. Si avra cos un paragone tra le due realta.Partendo da un modello di simulazione si constatera che le modiche da apportarerichiedono uno sforzo minimo ed orono soluzioni apprezzabili.I risultati che si ottengono dalle simulazioni sono tanto piu attendibili, quantopiu il modello elaborato rispecchia quello reale. L'importante e quindi realizzare unmodello il piu possibile preciso.