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优化，风险评估和应变能力液化天然气运输系统
摘要
目的——本文旨在解决如何系统性地解决漏洞在海上交通系统使用一个正式的脆弱性中断风险的评估方法,建立定量措施和测试的缓解措施。这些定量数据成本效率计算,可以获得且不需要过多的资源。
设计/方法/方法——供应链仿真使用启发式方法，规划工具提供了一个量化的减轻影响的措施。这是用来丰富海上供应链脆弱性评估基于风险的方法。蒙特卡洛模拟是用来随机模拟中断的性质。
结果——海上的模范评估液化天然气(LNG)运输系统说明了潜在的提供定量数据的成本和减轻影响的措施,为更精确的成本效率估计提供了基础。
研究局限性/意义——这个模拟是一个简化的版本，一个真正的交通系统建模的运输系统和实现正式的脆弱性评估框架。然而,作者认为本文解释方法和潜在的结果。
实际影响 - 从业员提供了一种方法来得到破坏成本和成本/效率更精确的量化数据缓解措施，对减少供应链的脆弱性为投资决策提供背景资料。
独创性/价值 - 风险评估方法和海上供应链库存问题演进模拟的组合是一个新事物。量化漏洞，中断和海上交通系统缓解措施效果的影响有助于建立一个小研究区。
关键词： 供应链风险、海上运输、液化天然气、舰队路由和调度,蒙特卡罗模拟、供应链管理、海上运输
- 介绍
世界经济论坛发布的年度报告当前和新兴的全球风险。2008年,能源安全,
两个四个新兴超优化指出全球风险(经济论坛,2008)。能源是至关重要的世界经济,大多数国家依赖能源进口。世界经济论坛警告社会脆弱性中断能源供应继续:“风险管理也必须考虑联系和遥远的可能性。低率,高严重性事件(。发生”(经济论坛,2009)。系统性风险全球基础设施是强调在2010年的报告(论坛,2010):
有必要平衡额外私人费用，操作更加安全可能产生不利公司的同益底线影响
降低全球风险;即私人效率之间的折衷.2011年报告强调资源的安全性，其能源，
作为观赏五大关键风险之一。
天然气供应至关重要的社会依赖于它用于工业生产和发电,大概40%是用于工业用途和美国能源信息机构(EIA,2010)预计,2035年发电用天然气36%。相互分享的交易天然气运输船舶的液化天然气(LNG)。EIA预计运输液化天然气卷增加2.4倍,从2260亿到5380亿立方米之间的2007年和2035年。液化天然气是天然气冷却成液体形式,从而压缩600倍。运载液化天然气从5立方米增加到到1980年的3500万立方米在1980年,1980年预计到5500万年将达到5500万立方米,总交易数量在4.83亿年达到4.83亿立方米。这些系统复杂和紧密联系,使他们容易破坏性事件。失败在关键基础设施大对社会影响,应该适当的解决。
能源安全的目的是确保能源供应需要被覆盖,这些系统可以承受中断供应和适应变化的影响降到最低终端用户。尽管优化一般好,最小化浪费的资源管理好,无条件的生产和运输系统的优化引入风险和漏洞暴露在系统的能力执行它的任务。
优化工具允许结构化分析复杂问题,数学公式的问题有效利用有限的资源。最近的进步算法和启发式允许的设计和操作复杂的和更有效的全球供应链,利用供应链协同效应在地理位置、功能和时间(夏皮罗等人,1993)。然而,认识到它是至关重要的优化模型解决的数学问题是制定模型不能取代人类的判断”(夏皮罗等人,1993)。
特别是,优化实际问题的工具通常设计在一个确定的环境中,假设世界是可预测的,可变性有限的。然而,有一个对低频的越来越多的关注高影响力的场景(Berle 等人,2011 a,b;亨德里克斯和Singhal,2005;Kleindorfer萨阿德,2005;然而,2005 a,b;塔勒布,2007)。这些情况很少发生,但当他们做的,他们供应造成大问题链。使大量这样的可能场景总可能产生重大影响,尽管小才能避免这些事件的发生。极端的例子是1994年神户地震(张,2000年)和2002年洛杉矶码头锁定(谢菲,2005 b),都与巨大的影响业务和基础设施。这两个在操作中包含的问题(或)方法通常应用的研究。
本文解决了优化之间的差距基于数学模型和交通系统供应链风险评估这些系统。在本质上,风险评估方法被用来改善处理不确定性决策规划大而复杂的供应链吗?
风险管理包括一系列众所周知的方法识别、评估和管理风险和不确定性。好处风险评估的方法包括讨论的余地不确定性,专家可以用来填补空白数据,“世界观”可以接受,并不是所有的因素是已知的,,量化可能是困难的,它可能需要
简化,计算可能非常昂贵的劳动力资源。
从一开始,或与静态和社区工作确定的问题。这是相关的许多问题,作出了很大贡献资源利用率。然而,现实世界中有相当大的不确定性。同时,如果问题是基于一个真实的场景中,最有可能的新信息和约束将会出现。如果模型仍应是相关的,它需要被更新。在本质上,或类型沿着两个轴的问题可分为:确定性与随机和静态和动态问题(Sta°lhane,2011)。随机仍然是一个发展中技术和计算变得复杂和计算要求。另外,或方法不容易包括低频高影响力的风险。
模拟真实的生活场景中,一个允许随机模型调查复杂的系统,包括罕见的场景。蒙特卡罗模拟在一个模型中引入随机数。通过重复分析大量的时候,系统的属性变得明显。本文运用风险评价方法来确定什么可能出错海上的供应链,以及如何处理中断。来确定中断和减轻影响的措施的影响,蒙特卡罗方法或工具被用来量化效果。
方法的目的不是给展示最终的答案如何风险分析和数学规划可以集成的工具。相反,这是一个这部小说概念纸呈现方法。这篇论文是基于两个研究问题:
问题1：风险评估方法结合结果从舰队规划提供更多的洞察在海上建立弹性供应链吗？
问题2：组合风险评估方法和确定性优化软件提供新的见解不确定性下供应链计划的问题吗?
交通在其液态天然气的液化天然气作为说明的例子,社会的依赖海上交通系统的脆弱性系统。高成本投资的液化天然气供应链基础设施和操作提供了强大的动力
创建精益和紧密耦合的系统,增加资源利用率,从而降低成本。
下面,定义相关的先前的研究方法是在第二节,系统定义和仿真设置在第三节,结果和讨论第四部分和第五部分的结论。
- 背景
2.1 定义
供应链的任务作为吞吐量机制的商品,在困难,保护家属破坏性后果的事件(Berle 等人,2011年)。在海上供应链风险管理,给定一个供应链的任务重点,漏洞的定义交通系统的属性,可能削弱或限制忍受的能力,处理和生存威胁和破坏性事件,来自系统内外边界(Berle 等人,2011),由Asbjoslash;rnslett和灵感
Rausand(1999)。
根据行业标准,风险可以定义为:三联体的场景,也许事件的频率和后果造成负面影响(卡普兰和灰吕,1981)。弹性是供应链的能力来处理中断在服务供应链的能力产生重大影响的使命。弹性处理中断的后果,不是关于防止中断发生。然而,努力创建一个弹性系统是由中断之前发生(Berle等人.,2011)。
2.2相关文献
供应链风险管理的研究领域越来越集中在过去的十年里,看到评论Manuj和Mentzer(2008),居uml;ttner(2005)和Vanany et al。(2009)。其他相关研究包括论文供应链中断(乔普拉,2004年,克雷格头et al .,2007;克莱因dorf萨阿德,2005),供应链脆弱性(Asbjoslash;rnslett,2008;啄,2008;和供应链的灵活性和弹性(Ponomarov霍尔科姆,2009;唐·汤姆林,2008)。更实际的方法对供应链风险管理工作簿中发现供应链风险由克兰菲尔德大学(克兰菲尔德,2003),和在供应链理事会再保险公司在风险管理模型(Morrow,2009)。
以前的文献有限在海上被发现供应链风险管理。巴恩斯和Oloruntoba(2005)从安全风险管理的概述的角度来看,Bichou和盖瑞(2004)关注港口绩效管理和港口供应的作用链。卡伯恩和De Martino(2003)类似的研究港口海事供应链的角色。李和Cullinane(2003)评估经济意味着船主可能部署减少他们对海上风险的脆弱性。Panayides(2006)带来的一般讨论集成海上物流和全球供应链管理特定的集装箱运输段内。Panayides还建议或观点的整合海上物流在他对未来的建议研究,这是本文的目标。
评论船路由问题包括Ronen(1983，1993),克里斯琴森et al。(2004),Broslash;nmo et al .(2007)和Korsvik(2009)。鉴于许多决策存在不确定性,无视这可能导致劣质或错误的决策,包括是很重要的在交通系统建模的不确定性(Kleywegt
夏皮罗,2001;Ruszczynski和夏皮罗,2003)。一个这样的方法是随机优化方法,提供了一个富有建模方法,但仍处于开发阶段。然而,总有一个:“的现实主义之间的权衡优化模型,“温顺的问题”,这样就可以解决(Kleywegt和夏皮罗,2001)。近期相关文献液化天然气运输的优化问题包括Andersson et al。(2010),描述一个垂直整合的库存管理问题液化天然气供应链,Rakke et al。(2011),提供一个启发式创建年度交付项目现货市场的存在。
蒙特卡罗方法已应用于一些供应链问题:你et al。(2009)研究化学供应链问题,展示一个随机模型如何援助管理在降低金融风险的可变性客户的需求,货运和能源价格。Applequist等人(2000)使用蒙特卡罗模拟模型的经济风险和回报的供应链设计和投资规划项目的不确定性。供应链中断使用蒙特卡罗模拟和离散事件吗模拟由施密特和辛格(2009),允许测试中断和量化的影响后果一家大型消费品公司的供应链。
2.3相关风险评估方法
风险分析方法可能涉及定性和定量的方法。在开始之前，一个问题的系统的定义和该系统的限制约束的任务在手有形的。一般来说，在正式的脆弱性评估（公允价值会计；伯利等人，2011A）框架的说明表，对系统的危害，应先定性描述到的背景下，无论是在事业和结果方面的概述。
公允价值会计框架是基于正式的安全评估框架，用来描述安全评价的理性和系统性风险的方法（IMO，供应链管理：国际期刊卷18，3，253，264，20132002；克里斯坦森，2005）。这个框架的适应是伯利等人描述。（2011A），认为有很多的连接安全和海事风险评估可靠性工程获得直接和FSA在海上供应链了解漏洞船风险评估。
最初，定性的方法给理由的构建和描述交通系统可能会崩溃，而不是需要的资源和信息的精确性和故障，危害抽搐通常概率，可能的后果，这些影响。通常，一个定性的方法将使用清单，专家判断和头脑风暴。
在这个过程中，当尽可能广泛的危害和潜在故障的范围，选择的关键风险是必要的，以限制手头的任务。半定量方法用定量的方法，但不实际使用的参数，如概率和后果的确切数字。相反，定量可能是使用尺度，例如，通过排名的概率规模从1到5。这些方法包括初步危害分析（PHA）、故障模式、影响及危害性分析（FMECA）、危险与可操作性分析（HAZOP）。
定量方法提供了潜在的风险，因为输入数据是正确的。定量风险评估的例子包括故障和事件树，和方法比如，定量风险分析（vanem et al.，2008）。然而，获得这样的定量数据是困难的，特别是复杂的系统，具有有限的历史数据。为此，数量相关数据将通过模拟或使用方法得到的。从模拟的定量结果返回到风险模型。
艾文和克里斯滕森（2005）和艾文等人。（2007）给出一个整体的方法，在海洋工业中的风险研究，以及如何系统地解决这个问题，在一个结构化的框架，如VATN（2011）。rausand（2011）和rausand和Hoslash;Yland等人的（2004）风险管理教材提供洞察风险管理方法。提出了相应的风险评估方法，贝罗W.
PHA是一个初始的半定量分析的目的是找出所有潜在的危险和意外事件可能导致事故（rausand和Hoslash;Yland，2004）。FMECA方法检测确定设备的功能，功能失效模式和原因，此类故障的后果（Kristiansen，2005）。HAZOP是一种细致和全面的风险识别方法OD，常用于部门如工艺系统和软件开发（Kristiansen，2005）。HAZOP已应用到供应链的问题，例如adhitya等人。（2009）比较其使用的供应链是一个化学加工厂。
故障树分析使用布尔逻辑图形之间的逻辑关系模型，设备故障，人为错误和外部，并引起感兴趣的特定灾难事件，一也被称为顶事件（Kristiansen，2005）。事件树分析使用决策树模型的一个初始事件能够造成的后果感兴趣的可能结果（Kristiansen，2005）。故障实例和事件在液化天然气运输树木可以在vanem等被人发现。（2008）。
2.4相关优化/规划方法
大多数船舶的路由和调度问题，可以制定的数学程序，可以解决通过使用一个商业的国会议员求解。然而，由于这些问题的复杂性，最真实的生活实例不能解决的最优性，而无需花费数小时或数天。因此，启发式的解决方案方法通常被用来代替。这些方法可以提供良好的（但不一定是最佳）的解决方案，在合理的时间。
涡轮路由器
涡轮路由器是基于启发式的决策支持系统由MARINTEK为了帮助航运企业通过解决复杂的船舶调度管理他们的舰队（发哥rholt和lindstad，2007）。目前，
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