Океан возможностей: оптимизация морских маршрутов

Руководитель направления систем бизнес-аналитики BIA Technologies Станислав Воронин рассказывает, как греческая компания Danaos создала инновационную систему для оптимизации судоходных маршрутов и увеличила выручку от своего флота контейнеровозов на миллионы долларов.

Греция занимает первое место в мире по тоннажу принадлежащих ей судов и второе (после Китая) по их количеству. Одной из ведущих судовладельческих компаний в Греции является Danaos Corporation, основанная в 1972 году. Во флоте Danaos — 69 крупнотоннажных контейнеровозов вместимостью от 2 200 до 13 100 TEU. Компания фрахтует свои суда по долгосрочным контрактам с фиксированными ставками крупнейшим грузоперевозчикам в мире. Каждый год суда Danaos перевозят миллионы контейнеров, преодолевают миллионы миль между тысячами портов и потребляют миллионы тонн мазута.

Один из главных секретов успеха Danaos Corporation — в активной разработке и внедрении собственных инновационных технологий. Одна из них — оптимизационная система ORISMA (Operations Research In Ship MAnagement — Исследование операций в управлении судами) — получила номинацию на международную математическую Премию Франца Эдельмана.

До появления ORISMA большинство судовладельческих компаний опирались на алгоритмы, целью которых была минимизация расхода топлива. Однако наименьший расход топлива на конкретном маршруте — еще не гарантия максимально эффективного использования всего флота и глобальной выгоды для компании. Эти алгоритмы не учитывали такие важные факторы, как работа экипажа, затраты времени, простои, стоимость рисков, погодные условия и маркетинговые прогнозы. ORISMA учитывает их все. Строго говоря, ORISMA — это даже не одна система, а целый блок инструментов, многомодульная интегрированная платформа, созданная для оптимального управления судами с учетом множества самых разнообразных вводных.

Нестабильный и высококонкурентный характер морского судоходства создает множество проблем для процесса оптимизации. Danaos преодолевает эти трудности, используя максимально возможный объем достоверных данных, получаемых как из внутренних учетных систем, так и из внешних источников (например, с рынка фрахта и бункеровки).

Целевая функция ORISMA — максимизировать доход от использования всего флота, а не чистую прибыль от рейса конкретного судна. Разные модули системы находят оптимальные решения по целому ряду задач:

• Распределение контейнеровозов по имеющимся заявкам: не всегда оптимальное судно — это первое свободное судно, находящееся ближе всего к порту погрузки; помимо дистанции, система должна учитывать характеристики контейнеровоза (вместимость, возраст, объем потребляемого топлива), ожидаемые операционные издержки и минимизацию простоев в рамках всего флота компании.
• Планирование рейсов с целью максимизации прибыли: здесь система должна учитывать общий план фрахтования и специфические условия тайм-чартеров (к ним относятся, например, штрафы за задержку или бонусы за прохождение по особо опасным водам); кроме того, система указывает промежуточные пункты назначения, которые могут служить для судов точками ожидания; при появлении новых вводных, суда могут быть перенаправлены в альтернативные порты; если же какая-то заявка неожиданно отменилась, система выбирает порт, в котором с наибольшей вероятностью появится следующая работа для судна, и контейнеровоз отправляется прямиком туда, чтобы сэкономить время и сократить простой.
• Определение скорости движения: классическая проблема в судоходстве — поиск компромисса между экономией затрат на топливо и экономией времени; если плыть медленнее, можно существенно сэкономить топливо, но потерять несколько дней в пути; в период повышенного спроса эти несколько дней могут вылиться в пропущенные заявки и, следовательно, потери для бизнеса; для определения оптимальной скорости система анализирует текущую ситуацию на рынке, мониторит цены на топливо и прогнозирует будущий спрос.
• Выстраивание маршрутов с целью экономии на топливе: этот модуль системы обрабатывает метеорологический прогноз с горизонтом в две недели и выстраивает оптимальные маршруты, которые идут в обход зон с высоким сопротивлением (зыбью, течениями или ветровой волной).
• Планирование бункеровки с целью минимизации затрат: чтобы рассчитать оптимальный план бункеровки, система должна учесть разницу в стоимости топлива у разных бункерных поставщиков, наличие нужного типа топлива в конкретном месте бункеровки, характеристики судна (тип потребляемого топлива, вместимость бака, расход топлива на милю), текущие остатки топлива и объем топлива, требуемый для преодоления заданной дистанции.

В первый год эксплуатации системы, Danaos Corporation получила дополнительные доходы в размере $1,3 миллиона за счет экономии времени и $3,2 миллиона за счет экономии топлива. Благодаря одному только модулю планирования бункеровки, компания добилась экономии в 3% (приблизительно $100 000 за 10-дневный рейс) при том же расходе топлива. Стоит отметить, что в этот год компания тестировала систему и применяла ORISMA для оптимизации управления лишь 30-ю контейнеровозами, то есть менее чем половиной своего флота.

Но преимущества внедрения системы не ограничиваются финансовой выгодой. ORISMA помогла компании снизить выбросы углекислого газа, повысить безопасность на борту (за счет лучшего прогнозирования и обхода опасных погодных условий) и увеличить уровень удовлетворенности клиентов.

ORISMA — по-настоящему прорывная система для морской отрасли. Оценив на собственном бизнесе все ее преимущества, Danaos решила вывести продукт на внешний рынок. Желающие нашлись сразу, и уже через полгода система использовалась для планирования маршрутов 250 судов других компаний.

P. S. Подробности кейса Danaos можно найти в англоязычной статье научного журнала Interfaces за январь–февраль 2013 года.