Modelado, simulación y optimización de procesos operacionales complejos de las infraestructuras logístico-portuarias: gemelos digitales del puerto
Optimización de procesos del sistema industrial-logístico-portuario, mediante el uso de técnicas de modelado, simulación, gemelo digital y optimización.
Investigador principal
Investigador
Sede
Tecnología
Modelización Matemática. Optimización. Simulación
Agentes agregados
Resumen de la propuesta
El proyecto está enfocado a la investigación y desarrollo de modelos matemáticos y técnicas de optimización que permitan la mejora de diferentes procesos operativos y logísticos en el marco de instalaciones portuarias. Al mismo tiempo, se abordará el desarrollo de gemelos digitales del sistema logístico-portuario, donde se integrarán los modelos y técnicas de optimización anteriores. De este modo se obtendrá una alta capacidad de simulación y análisis predictivo de escenarios, con conexión a datos reales, posibilitando la investigación de casos de mejora y la optimización del sistema, con casos de estudio aplicados especialmente al sistema logístico-portuario de Sevilla.
Objetivo del proyecto
Los objetivos que se persigue alcanzar mediante la realización del presente proyecto, y la línea de investigación doctoral asociada, son los siguientes:
1. Investigar y generar modelos de procesos operativos e infraestructuras del puerto de Sevilla y de la comunidad logística usuaria (gemelos digitales del puerto y de las cadenas logísticas y de transporte).
2. Desarrollar técnicas de optimización avanzadas basadas en modelos para la mejora de los procesos operativos logísticos-portuarios sobre los parámetros y escenarios habilitados por los modelos anteriores.
3. Investigar escenarios y casos concretos de mejora de rendimiento de la infraestructura logística (eficiencia, capacidad, costes, productividad, seguridad, medioambiente).
4. Contribuir a la mejora de técnicas de decisión y su integración en entornos operativos.
Resultados esperados e indicadores
Algunos de los resultados que se espera obtener durante la realización del proyecto son:
1. Elaboración de modelos digitales de sistemas ciberfísicos y su integración en plataformas operativas.
2. Simulación de casos reales aplicados al entorno del puerto de Sevilla.
3. Desarrollo e implementación de nuevas técnicas de optimización orientadas a la mejora de procesos logístico-portuarios.
4. Apoyo a la mejora del rendimiento de las infraestructuras logísticas, su eficiencia, capacidad, costes, productividad y seguridad.
5. Identificación y propuesta de nuevas soluciones que den soporte a la toma de decisiones.
6. Contribución a la transformación tecnológica y digitalización del puerto de Sevilla
Justificación potencial impacto tecnológico del proyecto (TRL)
El sector logístico-portuario en España se caracteriza por una operativa no centralizada de alta complejidad, con un bajo nivel de digitalización y optimización, y en la que intervienen múltiples actores. La investigación que se desarrollará en el marco de este proyecto, en conjunción con los denominados “Modelado y minería de procesos de negocio del sector logístico-portuario” y “Optimización meta-heurística y gestión de incertidumbre en simuladores de gemelos digitales de infraestructuras complejas logístico-portuarias “, proporcionará herramientas para conseguir una mayor eficiencia en los procesos que se desarrollan en este complejo escenario. Estos escenarios de mayor eficiencia serán el resultado de un análisis top-down que busca una coordinación más eficaz de los objetivos y actividades en los puertos y su entorno, unos modelos matemáticos construidos sobre la base de una minería bottom-up de procesos reales y el desarrollo/aplicación de algoritmos matemáticos de optimización sobre el escenario global.
Los resultados del proyecto pueden ser la base para el desarrollo por parte de Portel de nuevas funcionalidades en sus actuales sistemas que proporcionen mejoras destacables en la planificación y en los procesos operacionales en el contexto logístico-portuario, con participación de los distintos actores involucrados. Dichos sistemas permitirán la personalización de las soluciones y servicios proporcionados, el uso compartido de los recursos y la consideración de aspectos medioambientales. Este desarrollo contaría con un potencial de aplicación al menos a nivel nacional.
En el caso concreto del Puerto de Sevilla, que focaliza la actividad del proyecto y que es considerado un activo de gran valor para la ciudad, el proyecto conducirá a una mejora de su competitividad, productividad, eficiencia operativa y, en última instancia, a un incremento de la actividad portuaria. Al encontrarse alineados los objetivos del proyecto con los trazados en el Plan Estratégico del Puerto de Sevilla, es de esperar un alto potencial de aplicabilidad.
