Алгоритм доставки груза

Целью доставки груза, помимо главного,- его перемещения, является также минимизация транспортных издержек дистрибьютора при организации отправок партий грузов большому количеству клиентов.

В современных условиях для формирования маршрутов движения транспортных средств (ТС) широко используется специализированное программное обеспечение ГИС-класса.

Сегодня на нашем рынке представлено достаточно много фирм, предлагающих свои программные продукты для решения задач транспортной логистики. Наибольшим успехом на российском рынке пользуются «Деловая карта» (разработчик - ООО «Фирма «ИНГИТ», Санкт-Петербург, Россия) и Top-Logistic (разработчик - «Компания «TopPlan», Санкт-Петербург, Россия).

Функциональные возможности этих программных продуктов и их аналогов довольно близки. Продажная цена одной лицензии для установки программы на локальном компьютере колеблется от 500 до 2000 долларов США. Окупаются эти программные продукты, по мнению разработчиков, за два-три месяца.

Основными недостатками этих программных пакетов является невозможность сформировать маршруты в автоматическом режиме, если имеется несколько грузоотправителей для данного количества грузополучателей и если число формируемых маршрутов велико. Например, для ПО Top-Logistic - свыше 100. Как правило, в дистрибутивных сетях крупных компаний решаются задачи именно такого масштаба и сложности. Поскольку «в лоб» решить данную задачу не представляется возможным, предлагается проводить декомпозицию (дробление) общей задачи маршрутизации мелкопартионных грузов.

С другой стороны, данные компьютерные программы легко и быстро справляются с задачами в локальных системах доставки, т.е. в таких системах, где клиенты расположены недалеко друг от друга и их обеспечение осуществляется с одного и того же места (базы, склада).

На практике специалисты по логистике также часто используют приближенные методы решения задач, подразумевающие реализацию определенного алгоритма, а также оценку времени доставки груза.

Для соответствующих блоков алгоритма предлагается использовать следующие методы:

1. Для решения транспортной задачи – метод аппроксимации Фогеля, являющийся способом составления первого допустимого плана.

2. Для составления маршрутов – метод воображаемого луча (метод Свира).

3. Для решения задачи коммивояжера – ускоренный метод «ветвей и границ» (решение ведется только по одной «ветке», без проверки на оптимальность других).

4. Вместо моделированиясоставляющих перевозочного процесса проводится оценка интервалов времени прибытия транспортного средства и времени окончания разгрузки для каждого потребителя по формулам (время доставки груза «точно вовремя» - Т_тв) для верхней и нижней границ.

Чтобы решить транспортную задачу методом Фогеля необходимо в каждой строке и столбце определить два наименьших элемента и определить абсолютную разность между ними.

Затем выбрать наибольшую величину разности и в клетку с минимальным элементом занести максимально возможную загрузку, учитывая при этом ресурсы поставщика и спрос потребителя. При наличии двух одинаковых наибольших разностей загрузку записывают в клетку, имеющую наименьший элемент.

Если окажется, что спрос потребителя полностью исчерпан. То данная строка и столбец из дальнейшего рассмотрения исключается. Операция повторяется до тех пор, пока не будет составлена допустимая программа распределения.

Набор пунктов в маршрут выполняется методом Свира.

Так, согласно методу Свира, воображаемый луч, исходящий из пункта погрузки, вращаясь по (или против) часовой стрелки, «стирает» изображения пунктов разгрузки. Маршрут считается сформированным, если включение следующего пункта приведет к превышению объема перевозки над грузоподъемностью транспортного средства.

Порядок объезда пунктов на маршруте предлагается определять ускоренным методом «ветвей и границ».

Для определения временных интервалов прибытия подвижного состава в пункты маршрутов необходимо воспользоваться следующими формулами:

1. Т_тв = Т_н + Т_с+ а_р* q_тс - для верхней границы

2. Т_тв = Т_н - Т_с + а_р* q_тс - для нижней границы,

где Т_с - среднее значение доставки объема груза, в ч;

q_тс - среднеквадратичное отклонение времени доставки груза, в ч;

а_р - квантиль нормального распределения, соответствующий вероятности P.

Величины Т_с и q_тс определяются по формулам:

3. Т_с = ΣТ_еj;

4. q_тс = √ Σq_j*q_j + 2Σr_ij*q_i*q_j,

где Т_еj –среднее значение времени доставки груза к j–му потребителю, в ч;

q_j – среднеквадратичное отклонение времени доставки груза к j-му потребителю, ч;

r_ij - коэффициент парной корреляции между временем на выполнение i-ой и j-ой поездок.

Итак, алгоритм планирования доставки грузов включает пять этапов планирования, каждый из этих этапов представлен соответствующим блоком или группой блоков.

Блок 1. Формирование базы данных, которая включает сведения о количестве транспортных средств, их типе и грузоподъемности; количестве грузоотправителей и грузополучателей; ограничениях, накладываемых грузоотправителем и грузополучателем на партию груза, которая может быть отправлена и получена соответствующим субъектом; временных ограничениях по доставке грузов в пункты назначения и их вывозу из пунктов отправления; затратах на перемещение единицы груза от каждого отправителя каждому получателю и другие.

Блок 2. Определение транспортно-технологической системы (ТТС) доставки грузов.

Предлагается выделять две ТТС доставки грузов: глобальную и локальную. Локальная система доставки уже определена выше.

Блок 3. Решение классической транспортной задачи.

Если доставка осуществляется из нескольких пунктов и/или клиенты расположены далеко друг от друга, то данная система является глобальной системой доставки в масштабе данного города. Следовательно, необходимо провести декомпозицию общей задачи на ряд подзадач, каждая из которых является локальной.

Для этого предлагается, во-первых, решить задачу об оптимальном закреплении поставщиков и потребителей однородной продукции. Данная задача формулируется и решается как классическая транспортная задача.

Очевидно, что решение данной задачи имеет смысл в том случае, если каждый заказ конкретного клиента может быть отгружен из любого склада, т.е. склады являются многономенклатурными, отсутствует их жесткая специализация.

Блок 4. Использование процедуры кластерного анализа методом k -средних. Метод k -средних принадлежит к группе итеративных методов кластерного анализа. Сущность их заключается в том, что процесс классификации начинается с задания некоторых начальных условий (количество образуемых кластеров, порог завершения процесса классификации и т.д.).Метод k -средних удобен для обработки больших статистических совокупностей, так как его вычислительный алгоритм является быстродействующим.

Блок 5. Разработка маршрута, т.е. с использованием упомянутых выше или аналогичных им программных продуктов ГИС-класса решается задача маршрутизации движения ТС для каждой группы клиентов.

Подводя итог, необходимо отметить, что для занятия ВЭД предприятию необходимо вести на более высоком уровне не только свою бухгалтерскую и финансовую отчетность, но и грамотно организовывать работу своих транспортных подразделений. Сотрудники отела логистики должны своевременно и адекватно реагировать на изменения в тарифах фирм-перевозчиков, местонахождении новых контрагентов, а также поддерживать в надлежащем состоянии собственный автопарк.

И несмотря на то, что высокая конкуренция среди товаропроизводителей заставляет их искать все новые и новые оптимальные пути решения транспортных задач по доставке продукции конечному потребителю (а во ВЭД – иностранному партнеру), нельзя забывать о том, что с каждым днем решение подобных задач упрощается благодаря разработке и внедрению новых программных продуктов, строительству складских систем и комплексов и появлению на нашем рынке специализированной погрузочно-разгрузочной техники.