Hafenlogistik · Verständlich erklärt

Kühlcontainer-Stellplätze verständlich erklärt

Kühlcontainer halten ihre Ware nur kalt, solange sie am Strom hängen. Auf einem Lagerplatz gibt es dafür wenige Steckdosen, und gewöhnliche Container stellen sich gern darauf. Die Seite zeigt, was das Freihalten von Plätzen bringt und was es kostet.

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Teil 1 · Für Einsteiger

Ein Wort unbekannt? Das Begriffsverzeichnis erklärt es in wenigen Sätzen.

Container im Stapel, Strom nur an wenigen Stellen

Stellen Sie sich einen Lagerplatz vor. Dort stehen große Stahlkisten, Container genannt, in Stapeln, bis zu fünf übereinander. Ein Kran hebt immer nur den obersten Container weg. Braucht jemand einen unteren, muss der Kran die darüber zuerst woanders abstellen. Das heißt Umstapeln. Es kostet Kranzeit und bringt nichts voran.

Manche Container sind Kühlcontainer, im Hafen Reefer genannt. Sie haben einen Stecker. Ihre Ware bleibt nur kalt, solange er in einer Steckdose steckt. Steckdosen gibt es nur an den ersten paar Stapeln, dort in jeder Ebene eine. Wir nennen sie Steckdosenstapel und ihre Plätze Steckdosenplätze. Gewöhnliche Container brauchen keinen Strom. Sie dürfen überall stehen, auch auf einem Steckdosenplatz.

Daraus entsteht eine Falle. Der Kran kennt den Abholtag eines Containers nur ungefähr. Nach dieser Schätzung stellt er jeden Container so, dass er möglichst nichts zudeckt, das früher abgeholt wird. Auf Steckdosen achtet er dabei nicht. So belegen gewöhnliche Container nebenbei Steckdosenplätze. Kommt dann ein Kühlcontainer an, ist kein Steckdosenplatz mehr frei. Er muss ohne Strom woanders stehen.

Zu dieser Seite gehört ein Programm zum Ausprobieren im Browser, kurz Demo. Der erste Knopf ganz unten in diesem Teil öffnet es, der zweite führt zum zweiten Teil für Fachleute. Zum Verstehen brauchen Sie die Demo nicht. Die Aussagen in diesem Teil beschreiben ein vereinfachtes Rechenbild und keinen echten Hafen. Im Rechenbild steht ein Kühlcontainer ohne Strom so lange ohne Strom, bis er abgeholt oder beim Umstapeln versetzt wird. Dann sucht der Kran ihm nach denselben Regeln einen neuen Platz. In Wirklichkeit steckt man ihn schon vorher um, sobald ein Steckdosenplatz frei wird.

Drei Regeln, ein Regler

Das Rechenbild hat 8 Stapel zu je fünf Plätzen. Die ersten drei Stapel haben Steckdosen, zusammen 15 Steckdosenplätze. Ein Fünftel aller Container sind Kühlcontainer. Der Computer lässt 300 Container nacheinander ankommen und in zufälliger Reihenfolge wieder abholen. Das nennen wir einen Durchgang. Für die gewöhnlichen Container werden drei Regeln verglichen:

  • Steckdosen egal: Ein gewöhnlicher Container kommt dorthin, wo er am besten passt. Ob dort eine Steckdose ist, zählt nicht.
  • Steckdosen reserviert: Gewöhnliche Container stehen nur auf Stapeln ohne Steckdose. Nur wenn dort nichts mehr frei ist, dürfen sie auf die anderen.
  • Steckdosen-Puffer: Ein gewöhnlicher Container darf auf einen Steckdosenplatz, solange danach noch eine feste Zahl davon frei bleibt. Diese Zahl heißt Puffer.

Die drei Regeln sind in Wahrheit eine Regel mit einem Regler. Puffer null ergibt „egal“. Ein Puffer so groß wie alle Steckdosenplätze ergibt „reserviert“. Als Faustregel hat sich in mehreren geprüften Beispielen bewährt: so viele Steckdosenplätze freihalten, wie bei voller Belegung Kühlcontainer zu erwarten sind. Im Beispiel dürfen höchstens 28 Container gleichzeitig im Lager stehen, und ein Fünftel davon sind etwa 6. Bewiesen ist die Faustregel nicht.

Was 200 Durchgänge zeigen

Der Computer hat das Beispiel 200 Mal durchgespielt, jedes Mal mit anderer zufälliger Reihenfolge. In jedem Durchgang wurde gezählt, wie viele Kühlcontainer bei der Ankunft keinen Steckdosenplatz fanden. Dazu wurde gezählt, wie oft der Kran je abgeholtem Container umstapeln musste. Die Tabelle zeigt Mittelwerte über alle 200 Durchgänge. Die dritte Spalte sagt, um wie viel Prozent der Kran mehr umstapeln musste als bei „egal“.

RegelKühlcontainer ohne Strom je DurchgangUmstapelungen je abgeholtem Container, verglichen mit „egal“
Steckdosen egalgut einerAusgangswert
Steckdosen-Puffer (6 Steckdosenplätze freihalten)unter einem Zwanzigstel davonetwa 3 Prozent mehr
Steckdosen reserviertkeineretwa 20 Prozent mehr

Ohne Rücksicht auf die Steckdosen steht also im Mittel gut ein Kühlcontainer je Durchgang ohne Strom, und seine Ware wird warm. Alle diese Fälle gehen darauf zurück, dass gewöhnliche Container Steckdosenplätze belegt hatten.

Der Puffer beseitigt fast alle dieser Fälle und kostet nur wenige Prozent. Er sperrt die Steckdosenplätze nur dann, wenn sonst zu wenige frei blieben. Reservieren beseitigt alle, kostet aber viel mehr. Warum? Die gewöhnlichen Container haben dann weniger Stapel zur Auswahl, und diese Stapel füllen sich stärker. Der Kran findet seltener einen Stapel, auf dem ein Container nichts Früheres zudeckt. Also muss er öfter umstapeln. Das ist eine Deutung dieser Seite, die zu den Zahlen passt.

Wie viel das Reservieren kostet, hängt von der Zahl der Steckdosenstapel ab. Nehmen wir vier statt drei Steckdosenstapel und nur ein Zehntel Kühlcontainer. Es gibt dann wenig zu schützen, aber Reservieren nimmt den gewöhnlichen Containern vier von acht Stapeln. Reservieren kostet hier etwa die Hälfte mehr Umstapelungen.

Ein dritter Fall zeigt eine Grenze: zwei Steckdosenstapel und 30 Prozent Kühlcontainer. Ohne Regel stehen dann fast zehn Kühlcontainer je Durchgang ohne Strom. Mit Puffer oder mit Reservieren sind es noch knapp zwei. Der Grund: Zeitweise kommen mehr Kühlcontainer, als es Steckdosenplätze gibt. Nehmen wir an, ein Parkhaus hat zehn Ladesäulen, und elf Elektroautos wollen laden. Dann hilft keine Parkregel, es fehlt eine Säule. Hier fehlen Steckdosenstapel. Das Reservieren kostet in diesem Fall keine zusätzlichen Umstapelungen, denn die übrigen Stapel haben dort reichlich Platz.

Häufige Missverständnisse

  • „Weniger Umstapelungen in einem Durchgang heißt: die Regel ist besser.“ In einzelnen Durchgängen kam der Puffer sogar mit weniger Umstapelungen aus als „egal“. Das war Zufall der jeweiligen Reihenfolge. Erst der Mittelwert über viele Durchgänge zeigt, dass der Puffer etwas kostet.
  • „Je größer der Puffer, desto besser.“ Im Beispiel war der Strom ab etwa 5 freigehaltenen Plätzen fast gesichert. Die Faustregel nennt 6 und liegt damit knapp darüber. Jeder weitere Platz brachte kaum noch Schutz, kostete aber Umstapelungen. Ein größerer Puffer sperrt die Steckdosenplätze früher für gewöhnliche Container, und die haben dann weniger Auswahl.

Woran Sie das im Alltag erkennen

  • Im Café sind die Steckdosen von Leuten belegt, deren Handy schon voll ist, und wer seinen Laptop laden muss, geht leer aus.
  • Ein Bereich wird für Sonderfälle freigehalten und bleibt leer, während es auf dem übrigen Platz eng wird.
  • Im Zug sind alle Sitzplätze belegt, und keine Regel für die Platzvergabe schafft einen weiteren.

Wie ernst ist das Rechenbild zu nehmen?

Das Rechenbild zeigt, wie sich die drei Regeln zueinander verhalten, nicht die Zahlen eines echten Hafens. Gezählt wird nur die Ankunft ohne freien Steckdosenplatz. Setzt der Kran einen Kühlcontainer später beim Umstapeln auf einen Platz ohne Steckdose, zählt das nicht mit. Im Beispiel ohne Regel gab es davon mehrfach so viele wie gezählte Ankünfte (Nachrechnung dieser Seite). Die Zahlen oben beschreiben also nur einen Teil der Fälle ohne Strom.

Was Sie mitnehmen

  • Fragen Sie bei einer knappen Sache nicht nur, wer sie nutzen darf, sondern auch, ob es genug davon gibt.
  • Ein kleiner Freihalteteil schützte im Beispiel fast so gut wie ein Komplettverbot und kostete weit weniger.
  • Trauen Sie keinem einzelnen Durchgang. Erst viele zusammen zeigen, was eine Regel im Mittel kostet.

Hinweis: Alle Demos rechnen mit synthetischen oder frei verfügbaren Beispieldaten und laufen auf einem externen Anbieter (Datenschutz). Bitte geben Sie darin keine vertraulichen oder personenbezogenen Daten ein. Die Ergebnisse gelten für die jeweilige Demo-Instanz und lassen sich nicht ungeprüft auf reale Fälle übertragen; für darauf gestützte Entscheidungen übernehme ich keine Gewähr.

Teil 2 · Für Fachleute

Modell und Annahmen

Dieser Teil ist eigenständig lesbar. Gefragt ist, wie ein Stapelblock eines Containerterminals bewirtschaftet werden sollte, wenn ein Teil der Container Kühlcontainer (Reefer) sind: Sie brauchen Strom und dürfen nur auf Stapel mit Steckdosen. Stellen gewöhnliche Container (Normalcontainer) dort ab, fehlt der Platz, wenn der nächste Reefer kommt, und er steht ohne Strom. Beschrieben wird ein Simulationsmodell mit festen Voreinstellungen. Alle Zahlen sind Größenordnungen aus dieser Simulation, keine Messungen an echten Terminals.

  • Block: \(n\) Stapel der Höhe \(H\) (Lagen). Container kommen an und werden in anderer Reihenfolge wieder abgeholt; die Folge wird vorab erzeugt. In jedem Schritt kommt ein Container an, solange noch welche ausstehen und die Belegungsgrenze nicht erreicht ist (bei leerem Block immer, sonst mit fester Wahrscheinlichkeit, etwas über einhalb); andernfalls wird ein zufällig gewählter vorhandener Container abgeholt. Der Block startet leer, die Belegung erreicht die Grenze erst nach einer Anlaufphase. Gleichzeitig stehen höchstens \(N_{\max}\) Container im Block, die Belegungsgrenze Füllgrad mal \((n-1)\,H\), auf die nächste ganze Zahl gerundet (Voreinstellung achtundzwanzig): Bei dieser Grenze finden die Blocker beim Umstapeln stets Platz. Ein Lauf ist eine vollständige Ereignisfolge aus Ankünften und Abholungen. Voreinstellung: \(n = 8\), \(H = 5\), Füllgrad 80 %, 300 Container je Lauf.
  • Abfahrtsschätzung: Die Regeln kennen den Abholzeitpunkt nur als Schätzung mit relativem Fehler \(\sigma\) (Voreinstellung 50 % der mittleren Standzeit); die Formel steht unten.
  • Steckdosen und Reefer: Die ersten \(s\) Stapel (die Menge \(P\), Steckdosen-Stapel) haben in jeder Lage eine Steckdose, zusammen \(K = sH\) Steckdosen-Plätze. Voreinstellung: \(s = 3\), also \(K = 15\). Jeder Container ist unabhängig mit Wahrscheinlichkeit \(q\) ein Reefer (Voreinstellung 20 %).
  • Einlagerung eines Reefers: Bestfit unter den Steckdosen-Stapeln mit Platz. Ist keiner frei, steht der Reefer ohne Strom auf einem anderen Stapel (Bestfit über alle Stapel mit Platz) und bleibt ohne Strom, bis er abgeholt oder beim Umstapeln versetzt wird (Annahme; als Blocker wird er nach denselben Regeln neu platziert und kann dann wieder Strom bekommen). Bestfit wählt den Stapel mit dem kleinsten obersten Schätzwert, der noch mindestens so groß ist wie der des neuen Containers (leere Stapel zählen als unendlich), sonst den mit dem größten obersten Schätzwert; bei Gleichstand gilt der kleinste Stapelindex.
  • Umstapeln: Wird ein Container abgeholt, werden die über ihm liegenden Container einzeln auf andere Stapel gesetzt, nach denselben Regeln. Jeder Hub zählt als eine Umstapelung.
  • Drei Regeln, ein Parameter \(B\) (Puffer): Ein Normalcontainer darf auf einen Steckdosen-Stapel, solange danach mindestens \(B\) Steckdosen-Plätze frei bleiben. \(B = 0\) ist „Steckdosen egal“, \(B\) gleich allen \(K\) Plätzen ist „Steckdosen reserviert“. Referenz aller Vergleiche ist „egal“, nicht die Alltagsregel „niedrigster Stapel“; sonst würde ein Teil des Abstands (Bestfit gegen Höhenausgleich) den Steckdosen zugeschrieben.
  • Kennzahlen: \(U\) ist die Zahl der Reefer-Ankünfte ohne Strom, \(M/m\) die Zahl der Umstapelungen je abgeholtem Container (\(m\) ist die Zahl der Container eines Laufs). Weniger ist besser; beide werden nicht zu einer Zahl vermischt. \(U\) zählt nur Ankünfte: Reefer, die beim Umstapeln ohne Strom landen, bleiben außen vor (siehe Grenzen).

Die Formeln

Die Abfahrtsschätzung eines Containers \(c\) ist seine wahre Abholzeit \(e_c\) (Index seines Abholungsereignisses in der vorab erzeugten Folge) plus Rauschen; \(\bar d\) ist die mittlere Standzeit in Ereignisschritten (Mittel über die Container des Laufs von Abholindex minus Ankunftsindex), \(\varepsilon_c\) ist standardnormalverteilt:

\[\hat e_c = e_c + \sigma \bar d\, \varepsilon_c\]

Sei \(A\) die Menge der Stapel mit freiem Platz (beim Umstapeln ohne den Quellstapel) und \(f\) die Zahl freier Plätze auf \(P\). Ein Normalcontainer darf auf alle Stapel von \(A\), falls \(f - 1 \ge B\), sonst nur auf \(A \setminus P\); ist diese Menge leer, wieder auf \(A\). Ein Reefer nimmt \(A \cap P\) und, ist diese Menge leer, \(A\). Als Faustregel für den Puffer dient die erwartete Zahl Reefer im Block bei voller Belegungsgrenze \(N_{\max}\), höchstens alle Steckdosen-Plätze:

\[B^\ast = \min\big(K,\ \operatorname{round}(q \cdot N_{\max})\big)\]

Eine Reefer-Ankunft ohne Strom ist durch Normalcontainer blockiert (\(U_{\text{bl}}\)), wenn zu diesem Zeitpunkt mindestens ein Normalcontainer auf einem Steckdosen-Platz steht, sonst ist die Kapazität erschöpft (\(U_{\text{kap}}\)): alle Steckdosen-Plätze tragen Reefer.

\[U = U_{\text{bl}} + U_{\text{kap}}\]

Die Aufteilung ist eine Momentaufnahme und keine Aussage darüber, was eine andere Regel erreicht hätte. Regeln werden gepaart auf denselben Läufen \(b = 1, \dots, S\) verglichen: \(\Delta_b = X_{R}^{(b)} - X_{\text{egal}}^{(b)}\) ist die Differenz einer Kennzahl \(X\) zwischen einer Regel \(R\) und der Referenz „egal“; negativ ist besser. Ein Unterschied gilt als klar, wenn

\[|\bar\Delta| > 2\,\mathrm{SE}(\Delta)\]

gilt, wobei SE die Standardabweichung der \(\Delta_b\) geteilt durch \(\sqrt{S}\) ist. Das ist ein Sicherheitsabstand von zwei Standardfehlern, kein formaler Test, und es gibt keine Korrektur für mehrere Vergleiche.

Was aus dem Modell folgt

Die folgenden Aussagen sind Rechnungen dieser Seite am Modell, keine Messungen der Demo.

  • Eine Familie. Für \(B = 0\) gilt \(f - 1 \ge 0\) genau dann, wenn \(f \ge 1\). Ist \(f = 0\), enthält \(A\) ohnehin keinen Steckdosen-Stapel, also \(A \setminus P = A\). Der Normalcontainer sieht dann stets \(A\): „egal“. Für \(B \ge K\) ist \(f - 1 \ge B\) wegen \(f \le K\) unmöglich, es bleibt immer \(A \setminus P\) mit \(A\) als Rückfall: „reserviert“. Beide Randfälle sind Sonderfälle derselben Regel.
  • Wann ein Reefer ohne Strom steht. Genau dann, wenn bei seiner Ankunft \(f = 0\) gilt, denn nur dann ist \(A \cap P\) leer. Dann sind alle \(K\) Plätze belegt. Tragen sie weniger als \(K\) Reefer, steht mindestens ein Normalcontainer darauf: blockiert. Tragen sie nur Reefer: Kapazität erschöpft.
  • Was der Puffer sichert. Unmittelbar nach dem Einlagern eines Normalcontainers auf \(P\) sind mindestens \(B\) Steckdosen-Plätze frei, außer im Rückfall, wenn außerhalb von \(P\) nichts frei ist. Der Puffer hindert Normalcontainer also daran, die letzten Steckdosen-Plätze zu besetzen. Er verhindert nicht, dass später Reefer diese Plätze füllen, während früher eingelagerte Normalcontainer noch stehen. Ein kleiner Rest ist deshalb möglich.
  • Was kein Puffer ändert. Sind gleichzeitig mehr als \(K\) Reefer im Block, steht nach dem Schubfachprinzip mindestens einer ohne Strom, welche Regel auch gilt. Das sind die Kapazitätsfälle; sie gehen nur mit mehr Steckdosen-Plätzen (mehr Steckdosen-Stapel) oder weniger Reefern zurück. Die Aussage gilt für den Zustand zu einem Zeitpunkt. Ob daraus eine gezählte Ankunft ohne Strom wurde, hängt vom Hergang ab, denn ein Reefer kann auch beim Umstapeln ohne Strom landen.
  • Warum Reservieren Umstapelungen kostet (Deutung). Bestfit sucht unter den erlaubten Stapeln einen, dessen oberster Container später abgeholt wird. Je weniger Stapel erlaubt sind, desto seltener gibt es einen, und desto öfter wird später etwas Früheres zugedeckt. Reservieren nimmt den Normalcontainern \(s\) von \(n\) Stapeln. Bei voller Belegungsgrenze stehen im Mittel etwa \((1 - q)\,N_{\max}\) Normalcontainer im Block; die Belegung erreicht diese Grenze im Lauf erst nach einer Anlaufphase. In der Voreinstellung sind das gut zweiundzwanzig auf den fünfundzwanzig Plätzen der Stapel ohne Steckdose: fast voll. Bei sonst gleicher Voreinstellung sind es mit vier Steckdosen-Stapeln und 10 % Reefern gut fünfundzwanzig auf nur zwanzig Plätzen: Der Überschuss weicht in den Rückfall auf Steckdosen-Stapel aus. Mit zwei Steckdosen-Stapeln und 30 % Reefern sind es knapp zwanzig auf dreißig Plätzen: locker. Die gemessenen Aufschläge (Tabelle unten) sind für diese drei Fälle gleich geordnet wie die Auslastung: Voreinstellung rund ein Fünftel, vier Steckdosen-Stapel etwa die Hälfte, zwei Steckdosen-Stapel keiner (im Rauschband). Der Randfall ohne Reefer (achtundzwanzig Normalcontainer auf fünfundzwanzig Plätzen, Aufschlag knapp zwei Drittel) passt nicht in die Reihenfolge. Vier Punkte stützen also eine Deutung, belegen aber keine Ursache; die Größe des Aufschlags hängt nicht allein von diesem Verhältnis ab.

Befunde

Soweit nichts anderes steht, gilt die Voreinstellung (\(n = 8\), \(H = 5\), Füllgrad 80 %, 300 Container, \(\sigma = 50\) %), und die Werte sind Mittel je Lauf. Bis auf die Zeilen zur Familie und zur Faustregel (Vorab-Messreihe, Läufezahl nicht angegeben) sind die Werte Mittel über 200 Läufe mit festen Zufallsfolgen. Die Kurven in der Demo selbst mitteln nur über 30 Läufe, Urteil und Verteilung über 50; ihre Werte weichen deshalb von dieser Tabelle ab. Streuungen zeigt die Demo, hier stehen nur Mittelwerte. Bei 20 % Reefern und 300 Containern sind es rund sechzig Reefer je Lauf (Rechnung dieser Seite). Prozentwerte der Umstapelungen beziehen sich auf die Umstapelungen je Abholung von „egal“.

FrageBefund
Sind die drei Regeln eine Familie?Ja: Puffer 0 liefert „egal“, Puffer ab \(K\) liefert „reserviert“, bitgleich in 180 Läufen der Vorab-Messreihe und an 40 zufällig erzeugten Szenarien.
Wie viele Reefer stehen ohne Strom? (20 % Reefer, \(s = 3\), \(K = 15\), \(B = 6\))Je Lauf bei „egal“ 1,06, beim Puffer 0,01, bei „reserviert“ 0 (Angaben der README). Rechnung dieser Seite: Die genauen Mittel sind zweihundertdreizehn Ankünfte in 200 Läufen bei „egal“ und drei beim Puffer, also etwas mehr als die gerundeten Werte. Alle diese Ankünfte sind durch Normalcontainer blockiert.
Was kostet das an Umstapelungen? (gleiche Einstellung)Je Abholung „egal“ 0,778, Puffer 0,798 (+2,6 %), „reserviert“ 0,933 (+19,9 %). Der Aufschlag des Puffers ist klein, aber klar von null verschieden; ein Vorteil bei den Umstapelungen ist nicht belegt.
Ist Reservieren immer schlecht?Das hängt von den Steckdosen ab. Bei knappen Steckdosen kostet es nichts (\(s = 2\), 30 % Reefer: −1,6 %, im Rauschband). Je reichlicher sie sind, desto mehr: \(s = 3\) +19,9 %, bei 10 % Reefern und \(s = 4\) +51,5 %, ohne Reefer bei \(s = 3\) +66 %.
Wo liegt das Knie der Puffer-Kurve? (\(s = 3\))Der Strom ist ab \(B \approx 5\) fast gesichert (0,01); die Faustregel \(B = 6\) liegt knapp darüber. Rechnung dieser Seite: Kleine Reste bleiben bis \(B = 8\), null erst ab \(B\) gleich neun. Die Umstapelungen je Abholung steigen schon von \(B = 0\) an, ab etwa \(B\) gleich sieben steiler: \(B = 8\): 0,839, \(B = 10\): 0,883, \(B = 15\): 0,933.
Stimmt die Faustregel?Laut Vorab-Messreihe an zwölf Einstellungen (Reefer-Anteil 10 bis 40 %, 3 bis 5 Steckdosen-Stapel) höchstens 0,07 blockierte Ankünfte je Lauf; der Aufschlag an Umstapelungen gegen „egal“ liegt zwischen −5 % und +6 %, in zehn von zwölf Fällen höchstens +2 %. Rechnung dieser Seite mit dem veröffentlichten Quelltext (200 Läufe je Einstellung): Aufschlag zwischen etwa −4 % und +6 %, in nur acht von zwölf Fällen höchstens +2 %. Die Zeile ist damit nicht vollständig reproduziert. Negative Werte gelten nicht als Vorteil.
Was tun bei zu wenigen Steckdosen? (30 % Reefer, \(s = 2\))Selbst „reserviert“ lässt 1,83 Reefer ohne Strom (Kapazität erschöpft), „egal“ 9,54. Dieser Rest sind Kapazitätsfälle; ihn beseitigt mehr Steckdosen-Platz, also mehr Steckdosen-Stapel.

Was die Messung zeigt und wo ihre Grenzen liegen

Das zeigt die Messung:

  • Die Zahlen sind Mittel über viele zufällige, aber festgelegte Läufe. Der Ablauf ist ganzzahlig und kommt ohne Löser aus, laut Demo hängt das Ergebnis bei festen Zufallsfolgen nicht vom Rechner ab; die Schätzwerte sind aber Gleitkommazahlen, und die Gleichheit auf anderen Plattformen wurde hier nicht geprüft. Für diese Seite wurden die Zeilen der Voreinstellung, der beiden Grenzfälle (reichlich und knappe Steckdosen), des Falls ohne Reefer und die Werte der Puffer-Kurve mit dem veröffentlichten Quelltext nachgerechnet (Rechnung dieser Seite, nur eine Kontrolle, dass die Zahlen aus dem Quelltext folgen, keine unabhängige Prüfung); sie stimmen bis auf die Rundung überein.
  • Die Zähler stimmen mit einer unabhängigen, bewusst einfachen Nachrechnung auf 60 Zufallsszenarien überein. Zusätzlich wurde der Quelltext mit 103 absichtlich eingebauten Fehlern geprüft (Mutationstest: Er gilt als gut, wenn die Tests möglichst viele davon entdecken); zwei echte Lücken fielen dabei auf und sind geschlossen.
  • Ein scheinbarer Vorteil war ein Artefakt: Ein erster Messlauf zeigte den Puffer bei den Umstapelungen besser als „egal“ (−1 bis −3 %, mehrere Standardfehler). Ursache war die Reihenfolge, in der Bestfit die Kandidaten bei Gleichstand bekam. Mit einer einzigen festen Reihenfolge (Stapelindex) verschwand er, und die Grenzfälle der Familie treffen die Sonderregeln bitgleich.

Das zeigt sie nicht:

  • Strom nur als Ereignis bei der Ankunft: Ein Reefer ohne Strom bleibt es, bis er abgeholt oder beim Umstapeln versetzt wird; in der Praxis wird er umgesteckt. Gezählt wird das Ereignis, nicht die Dauer. Anschlussleistung, Temperaturklassen und Überwachungszeiten fehlen.
  • Nicht mitgezählt: Findet ein Reefer beim Umstapeln keinen Steckdosen-Stapel mit Platz, steht er danach ebenfalls ohne Strom. Das Modell zählt diese Fälle in einem eigenen Zähler, der in der Auswertung nicht erscheint. Rechnung dieser Seite, keine Messung der Demo (Voreinstellung, 200 Läufe, veröffentlichter Quelltext): Je Lauf sind es bei „egal“ im Mittel etwa sieben solche Ereignisse gegen gut eine gezählte Ankunft, beim Puffer etwa zwei Drittel eines Ereignisses, bei „reserviert“ weniger als ein Zehntel. Ein Ereignis ist keine Zahl verschiedener Container: Fast alle sind neue Stromverluste, der Rest Wiederholungen bei schon stromlosen Reefern; ein Reefer kann beim Umstapeln auch wieder an Strom kommen. Die Aussage „Puffer 0,01“ gilt für Ankünfte, nicht für den ganzen Lauf.
  • Zufallsmodell: Der Reefer-Anteil ist unabhängig je Container gezogen. Es gibt keine Ladungslisten und keine Gruppen nach Schiff oder Kunde. Reefer-Racks (einreihige Gestelle ohne Blockieren) sind ein anderes Lagerkonzept und nicht modelliert.
  • Modellwahlen: Die Lage der Steckdosen-Stapel (links) und die Reihenfolge bei Gleichstand in Bestfit verschieben alle Umstapelzahlen um 2 bis 4 %, nicht die Rangfolge der Regeln (gemessen, Steckdosen-Stapel links gegen rechts).
  • Faustregel: Sie ist an zwölf Einstellungen geprüft (siehe Befunde), nicht bewiesen. Sie setzt die volle Belegungsgrenze an, die ein Lauf erst nach einer Anlaufphase erreicht. \(N_{\max}\) rundet halbe Werte zur geraden Zahl, die Faustregel rundet halbe Werte auf; für die Voreinstellung ohne Wirkung.

Erweiterungen und Verweise

Bewusst nicht umgesetzt sind:

  • Die in den Grenzen genannten Punkte: Reefer-Racks, Anschlussleistung, Temperaturklassen, Umstecken nach Freiwerden einer Steckdose (Dauer ohne Strom statt Ereignis) und Reefer-Gruppen nach Schiff oder Kunde.
  • Steckdosen nur in den unteren Lagen und ein Abfahrtsprozess mit Gruppen.
  • Eine exakte Referenz auf kleinen Blöcken (IDA*-Suche mit Steckdosen-Nebenbedingung): Die Frage ist eine Regel-Frage, keine Optimalitätsfrage.

Der Block, die Ereignisfolge und die Umstapel-Regel Bestfit stammen aus der Stapelplanung (stapelplanung-demo); die Erzeugung ist bitgleich zu ihr.

Quellen

Die Quelle der Demo nennt keine Literatur und keinen Vergleich mit Praxisverfahren; Empfindlichkeit gegen \(\sigma\), \(H\) und \(n\) zeigt diese Seite nicht. Die Rechnungen dieser Seite (Randfälle der Familie, Auslastung der Stapel ohne Steckdose, nicht gezählte Stromverluste beim Umstapeln) sind keine Messungen der Demo.