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混凝土电杆多点配送调度算法

发布时间:2023-09-29 23:42:25 人气:

老周在嘉祥县红旗水泥制品有限公司负责物流调度,最烧脑的问题之一就是多点配送。一张订单往往要送好几个工地,一辆车怎么跑才能路程最短、时间最省、客户都满意?靠人工凭经验排,客户点少的时候还凑合,客户点多了就容易顾此失彼。混凝土电杆多点配送调度,本质上是一个数学优化问题,虽然达不到学术研究的高度,但掌握一些基本算法思路,对实际工作还是很有帮助的。

多点配送调度的核心目标,通常是在满足车辆容量约束、客户时间窗约束的前提下,规划行驶路线使总里程最短或总成本最低。这在运筹学里被称为车辆路径问题(Vehicle Routing Problem, VRP)。对于电杆运输来说,车辆容量约束主要是载重和货台长度限制,不能超载也不能超长;时间窗约束是客户要求的到货时间段,比如上午九点前或下午两点后;另外还有些客户有卸货设备限制,只能用吊车不能用叉车,这些都要在调度时考虑进去。

最简单的调度算法是最近邻算法。从配送中心出发,每次选择距离当前位置最近且未访问的客户,直到所有客户都被访问完,最后返回配送中心。这种算法直观易懂、计算简单,但缺点是容易陷入局部最优,后面的客户可能越走越远,总里程不一定最短。老周他们公司的调度员在手工排单时,不自觉地就用到了这种思路,先送近的再送远的。不过实际中还要结合时间窗和装车顺序调整,不能机械套用。

稍微高级一点的是节约算法(Saving Algorithm)。其基本思想是,如果两个客户由同一辆车配送,相比于分别派两辆车配送,可以节约一段从配送中心往返的里程。计算所有客户两两组合的节约值,按节约值从大到小排序,依次将客户合并到同一条路线上,同时检查是否违反车辆容量和时间窗约束。节约算法比最近邻算法效果好一些,计算量也不大,适合中小规模的问题。老周他们公司尝试过用Excel表格实现简化版的节约算法,十个客户点以内效果不错。

Sweep算法(扫掠算法)是另一种直观的方法。以配送中心为原点,计算每个客户相对于原点的极坐标角度,按角度从小到大排序,然后像扫掠一样,从角度最小的客户开始,逐个加入当前路线,直到车辆容量或时间窗限制不允许再加入为止,然后开启下一条路线。这种算法适合客户点围绕配送中心分布的情况,路线形状呈扇形,不容易交叉。老周觉得,这种算法在电杆配送中挺实用,因为很多客户的工地确实是围绕工厂区域分布的。

对于更大规模或更复杂的调度问题,上述启发式算法可能不够用了,需要借助专业的优化软件。市面上有一些物流路径优化软件,内置了遗传算法、模拟退火算法、蚁群算法等元启发式算法,能够在合理时间内找到接近最优的解。老周他们公司目前规模还不算大,十个客户点以上的多点配送订单不多,暂时没上专业软件。但老周一直在关注这方面的技术发展,等业务量大了,考虑引进一套TMS系统中的路径优化模块。

实际调度中,算法计算出来的理论最优解,往往不能直接执行,还需要人工调整和优化。原因是数学模型很难涵盖所有现实约束。比如某条理论最优路线要经过一座限高桥梁,电杆车过不去;比如两个客户虽然在地理上很近,但分属不同标段,工地之间不互通;比如某个客户虽然时间窗允许晚点,但项目经理催得急,希望第一个送。这些现实因素,算法算不出来,要靠调度员的经验和现场信息来调整。

老周他们公司的做法是"算法辅助、人工决策"。对于复杂的多点配送订单,先用简单的节约算法或扫掠算法生成一个初步方案,作为参考;然后调度员结合客户优先级、道路条件、装卸效率、司机熟悉程度等因素,对方案进行调整优化。最后生成的派车单,既吸收了算法的科学性,又兼顾了实际的可操作性。这种模式比纯粹靠经验排单效率高,又比完全依赖算法更接地气。

调度算法的效果评估也很重要。老周他们公司每月统计多点配送订单的实际行驶里程,与算法给出的理论里程对比,分析偏差原因。如果偏差长期较大,说明算法模型或约束条件设置有问题,需要调整。同时收集司机和客户的反馈,了解路线执行中的实际问题,作为改进算法的输入。持续迭代优化,调度水平才能逐步提高。

老周还提到,随着车联网和大数据技术的发展,未来的调度算法会更智能。实时路况信息可以动态调整路线,避免拥堵;历史配送数据可以训练预测模型,预估各客户的实际卸货时间;电子围栏可以自动识别车辆是否按时到达。这些技术的应用,将使电杆配送调度从"事后分析"走向"实时优化",效率提升空间还很大。

结语

混凝土电杆多点配送调度算法,从简单的最近邻、节约算法到复杂的元启发式算法,为企业提供了科学的决策工具。实际应用中,应结合企业规模和业务特点,选择合适的方法,并以"算法辅助、人工决策"的模式,在科学性和可操作性之间找到平衡。

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