Εισαγωγή αβεβαιότητας στη βελτιστοποίηση βασικών χαρακτηριστικών πλοίου

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία χρησιμοποιείται ένα μοντέλο πλοίου τύπου Bulk Carrier το οποίο με δεδομένα έξι βασικά χαρακτηριστικά του πλοίου (μήκος, πλάτος, κοίλο, βύθισμα, συντελεστή γάστρας και ταχύτητα) δίνει μια εκτίμηση όλων των βασικών τεχνοοικονομικών μεγεθών που χρειάζονται για την αξιολόγηση μιας επένδυσης που συμπεριλαμβάνει την αγορά και την χρήση ενός πλοίου για ένα δεδομένο χρονικό διάστημα, στα αρχικά στάδια της σχεδίασης ενός πλοίου. Με χρήση αυτού του μοντέλου, ελέγχεται πως επηρεάζει η αβεβαιότητα που υπάρχει ως προς το τελικό αποτέλεσμα κάποιων στοιχείων των οποίων έχει γίνει μια αρχική εκτίμηση (πχ. κόστος πλοίου) και γενικότερα η αβεβαιότητα σε διάφορες παραμέτρους (π.χ. μήκος διαδρομής ταξιδιού, το οποίο είναι πιθανό να αλλάξει κατά την διάρκεια της ζωής του πλοίου) την βελτιστοποίηση των έξι προαναφερθέντων μεταβλητών στα αρχικά στάδια της σχεδίασης ενός πλοίου τύπου Bulk Carrier. Γίνεται δηλαδή μία στοχαστική βελτιστοποίηση των κύριων διαστάσεων, του συντελεστή γάστρας και της ταχύτητας του πλοίου. Στη συνέχεια, διερευνούνται τα οφέλη μιας τέτοιας σχεδίασης έναντι μίας σχεδίασης που προέκυψε από ντετερμινιστική βελτιστοποίηση, στην οποία δεν λαμβάνεται υπ’ όψιν τυχόν απόκλιση των μεγεθών που καθορίζονται ή υπολογίζονται στο μοντέλο. Στόχος της διπλωματικής εργασίας είναι η σχεδίαση ενός πλοίου, του οποίου τα κέρδη είναι λιγότερο επιρρεπή στις μεταβολές των αβέβαιων μεταβλητών.

In this diploma thesis a bulk carrier model is used in order to define some technical and economical elements that are important for the evaluation of an investment that includes the purchase and usage of a ship for a specific period of time. Those elements are calculated by using six basic characteristics of the ship: Length, Breadth, Depth, Draft, Speed and block coefficient. With this model, an attempt is made to investigate how uncertain factors (ship cost, round trip miles etc.) once included in the estimations made at an early stage of the ship design, can affect the result of an optimization of these six parameters, primarily based on economic criteria. This stochastic optimization is compared with deterministic solutions in order to evaluate its benefits. The aim of this thesis is the design of a ship whose profit is more robust when the uncertain variables differ from their estimated values.