Beter plannen met multi-agents

Promovendus onderzoekt methode voor betere logistiek Rotterdamse haven

De logistiek in de Rotterdamse haven is zeer gecompliceerd. Conventionele planningsmethoden zijn voor verbetering vatbaar. Promovendus Albert Douma zoekt een oplossing in ‘multi-agentsystemen’.

Honderden rivierschepen vragen in het Rotterdamse havengebied dagelijks een terminalplaats voor het lossen en laden van containers. Het gaat per schip niet om één, maar vaak om meerdere terminals. Conventionele planningsmethoden voor het plannen van deze terminal bezoeken schieten tekort. Dit komt onder meer doordat deze methoden uitgaan van centrale sturing, waardoor deelnemende partijen hun autonomie over de eigen operaties deels moeten opgeven. Dit is niet acceptabel. Promovendus ir. Albert Douma zoekt de oplossing door gebruik van multi-agentsystemen.

Douma verricht zijn onderzoek aan de Faculteit Bedrijf, Bestuur en Technologie van de Universiteit Twente. Het onderzoek vindt plaats binnen het Transumo-project voor transitie naar duurzame mobiliteit. Binnen dat project, dat tot 2009 loopt, werken 150 partijen samen. Douma’s agent-benadering is niet uniek, maar wel origineel. De benadering komt uit de biologie, waar mieren, groepen vogels of groepen vissen zonder centrale sturing tot intelligente gedragsregeling komen. “Kijk in het najaar naar een groep spreeuwen”, stelt Douma. “Het zwermen van deze vogels kan gemodelleerd worden op basis van drie regels: niet tegen elkaar aanvliegen, bij elkaar blijven en elkaar volgen. Mieren zijn ook een goed voorbeeld. Hoewel ze geen leider hebben en elke mier autonoom handelt op basis van zijn functie en kennis, zijn ze in staat nesten te bouwen en voorraden aan te leggen voor de winter. In feite kan elke mier gezien worden als een agent en een mierenkolonie als een multi-agentsysteem.

Het planningprobleem in de Rotterdamse haven denkt Douma met soortgelijke agenttechnologie op te lossen. In de haven heb je een reeks spelers. Dat zijn niet alleen de rivierschepen met de behoefte aan een zo kort mogelijke omlooptijd, maar ook de terminals, die de kadebezetting willen optimaliseren. “Voorlopig concentreren we ons op deze twee spelers”. Andere spelers zijn de zeeschepen en de reglementerende havenautoriteit. De honderden binnenvaartschepen die dagelijks van de ene naar de andere terminal varen, vormen de bulk van het probleem. Tot nu toe wordt die complexe logistieke stroom met de telefoon of de fax gedirigeerd. Het kan veel effectiever.

Zowel voor de binnenvaartschepen als de terminals ontwikkelt en toetst Douma intelligente agenten. Het idee is dat elke terminal of binnenvaartschip zijn eigen software-agent heeft die voor hem de kadeplanning of de terminalbezoeken regelt. De agent wordt zo gemodelleerd dat deze handelt in het belang van zijn eigenaar. Iedere agent is uniek en heeft een eigen identiteit. De agenten communiceren met elkaar om tijden overeen te komen waarop een schip een terminal kan bezoeken. Een vraag kan zijn: “Kan ik 07/11 om 22.30 met 23 containers bij je terecht?” Het antwoord is dan bijvoorbeeld “Om 0.20 kun je beginnen en om 1.10 ben je gelost”. Daarbij houden de agenten rekening met de ladinggegevens, maar ook met de eigenschappen van het schip et cetera.

Op die manier kan de beheersing van de complexe logistieke processen op macroniveau geregeld worden. Douma werkt binnen het Transumo-project Diploma samen met onderzoekers van de Universiteit Twente, TU Delft, Erasmus en het bedrijf INITI8 aan prototypes en simulaties. Momenteel zijn scenario’s in ontwikkeling. De werking van die scenario’s wordt gesimuleerd en uit de uitkomsten moet blijken wat aantrekkelijke oplossingen zijn. Een van de belangrijkste doelstellingen van Transumo is transitie naar de praktijk. Het is dan ook zeker de bedoeling dat het multi-agentsysteem over een aantal jaren daadwerkelijk wordt ingevoerd in de haven. Douma heeft een goudvink in zijn bereik, want het probleem is niet uniek voor de Rotterdamse haven. Het speelt overal in de logistiek.