Long-term Maintenance Optimization for Fleets in Maritime Application

The purpose of this thesis is to investigate and plan the maintenance schedule for a fleet of vessels. Each vessel has a number of components requiring special workshops and/or specialist crew to perform maintenance. The components are essential for the function of the vessel and maintenance of the component is therefore an expensive task in terms of downtime. Maintenance is extra expensive if it is caused by an unexpected failure of a component. An optimal maintenance schedule is therefore of great interest, to increase reliability and to save costs. A rolling horizon approach for the fleet was considered as it is well suited to incorporate short term data in the optimization model. Two different models with perfect repair were investigated and compared for a single vessel with a single component and constant costs of maintenance. The more suitable model was then chosen and solved using a dynamic programming algorithm with time varying costs. The final methods for the fleet of vessels with multiple components used a heuristic method. The methods and results can be seen as a pre-study for future work within maintenance optimization for fleets.Syftet med detta examensarbete är att utreda och planera den optimala schemaläggningen av verkstadstider för en flotta med fartyg. Varje fartyg har flera komponenter som behöver speciella verkstäder och/eller specialister för att underhållas. Komponenterna är nödvändiga för driften av fartygen. Underhåll av komponenterna kräver därför att fartygen tas ur bruk vilket kan leda till stora kostnader. Kostnaderna är särskilt stora ifall någon av komponenterna oväntat havererar. Att schemalägga en flottas verkstadstider är därför av stort intresse för att öka tillförlitligheten och för att spara kostnader. För att kunna ta hänsyn till ny och aktuell data skapades modeller med ändlig tidshorisont. Två modeller jämfördes med konstanta kostnader för ett enstaka fartyg med en enstaka komponent. För en av modellerna skrevs en dynamisk programmeringsalgoritm som löste problemet för ett fartyg med tidsberoende kostnader. För optimering av flottans verkstadstider implementerades en heuristisk lösning med den dynamiska programmeringsalgoritmen som bas. Lösningen och resultaten ses som en förstudie för framtida arbeten inom optimal schemaläggning av flottors verkstadstider