OBIETTIVI FORMATIVI

The Course introduces to optimization models and methods for the solution of decision problems, with particular attention to models and problems arising in Maritime. In particular the focus will be on route planning, cargo loading and stowage, flow management.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L’insegnamento si propone di presentare la materia nei suoi aspetti teorici, metodologici ed applicativi al fine di fornire allo studente conoscenze sui modelli e le metodologie applicabili e sugli strumenti risolutivi utilizzabili. La parte di laboratorio teorico-pratico si prefigge di far acquisire allo studente le conoscenze e le capacità per utilizzare software specifico per risolvere i problemi pratici affrontati.

I problemi affrontati a lezione sono di interesse per la professione di ufficiali di macchina e di coperta. In particolare verranno presentati, sia da un punto di vista teorico che con l’applicazione e sviluppo di casi di studio, problemi di stivaggio e carico di diverse tipologie di navi, pianificazione delle rotte, gestione del flusso di persone a bordo in situazioni di emergenza, tecniche di ricerca e soccorso.

Con riferimento ai risultati di apprendimento, al termine dell’insegnamento lo studente dovrà avere acquisito competenze che gli permettano di comprendere, descrivere e risolvere diverse tipologie di problemi relativi al trasporto marittimo di merci e persone tramite modelli e metodi di ottimizzazione e utilizzando, con una certa padronanza, gli ambienti software di riferimento. Nello specifico, al termine dell’insegnamento, lo studente dovrà:

• Conoscere e comprendere i principali strumenti e metodi di ottimizzazione che gli permettano di individuare la decisione migliore da prendere in diversi contesti applicativi in ambito marittimo.
• Conoscere gli elementi principali di un problema di scelta in termini di decisori coinvolti, tipologia dei dati a disposizione, variabili, vincoli e obiettivi.
• Applicare le conoscenze acquisite per descrivere, formalizzare e risolvere problemi anche diversi da quelli proposti a lezione utilizzando i corretti modelli e metodi di ottimizzazione appresi.
• Utilizzare sia sul piano concettuale che su quello operativo le conoscenze acquisite con autonoma capacità di valutazione e di ragionamento critico, sviluppando modelli originali applicabili nel contesto lavorativo in cui si troveranno ad operare.
• Aver acquisito una terminologia e un linguaggio tecnico corretto per comunicare in modo chiaro gli elementi principali del processo decisionale e del metodo di ottimizzazione utilizzato.
• Aver sviluppato capacità di apprendimento che gli consentiranno di approfondire ed applicare in modo autonomo le principali tematiche della disciplina nel contesto lavorativo in cui si troveranno ad operare.

PREREQUISITI

Mathematics and Algebra

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali, laboratori in aula informatica con utilizzo di software applicativi, attività a piccoli gruppi su casi di studio e sviluppo di progetti.

Nel caso del perdurare dell'emergenza sanitaria le modalità di didattica a distanza e/o blended veranno comunicate sul sito aulaweb del corso (necessaria e consigliata l'iscrizione).

Si consigliano gli studenti lavoratori e gli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali di contattare il docente all’inizio del corso per concordare modalità didattiche e d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali

PROGRAMMA/CONTENUTO

In ogni parte dell’insegnamento la trattazione teorica, volta a fornire i contenuti metodologici di base, sarà affiancata dalla parte pratica di laboratorio, svolta in aula informatica, attraverso l'utilizzo di adeguati strumenti software (excel, lindo) per formalizzare e risolvere i problemi pratici affrontati.

Parte I:

• Introduzione alla Ricerca Operativa e al problem solving: dai problemi reali ai modelli matematici.
• Classificazione dei modelli di ottimizzazione. Ottimizzazione non vincolata e vincolata, lineare, non lineare, intera e binaria.
• Introduzione alla programmazione lineare.
• Il problema del trasporto.
• Utilizzo di Excel e Lingo per la formulazione e risoluzione di problemi di ottimizzazione.

Parte II:

• Problemi di ottimizzazione su reti.
• I Grafi: proprietà, definizioni e terminologia di base
• Modelli di cammino minimo e percorso ottimo
• Modelli di flusso massimo e flusso di costo minimo
• Tecniche reticolari per la gestione dei progetti.
• Utilizzo di Excel per la formulazione e risoluzione dei problemi di ottimizzazione su rete.
• Pianificazione delle rotte, tecniche di ricerca e soccorso, gestione dei piani di emergenza e flusso di persone a bordo, gestione dei progetti drydock.

Parte III:

• Introduzione alla programmazione lineare intera (PLI) e mista (MIP).
• Utilizzo di variabili binarie e vincoli logici
• Problemi di set covering, set partitioning e set packing
• Utilizzo di Excel e Lingo per la formulazione e risoluzione di problemi di PLI e MIP.
• Lo stivaggio e il carico di diverse tipologie di navi, crew scheduling and movement.

Parte IV:

• Metodi previsionali della domanda (forecasting), modelli di regressione lineare e media mobile.
• Metodi di previsione e gestione delle scorte: Il modello del lotto economico.
• Utilizzo di Excel e Lingo per la gestione delle scorte e del magazzino a bordo.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

I testi e le eventuali dispense integrative saranno comunicati all’inizio delle lezioni e pubblicati su Aulaweb