Mitä on optimointi?

Kuljetusten optimointi perustuu matemaattiseen malliin ns. ajoneuvon reititysongelmalle (vehicle routing problem, VRP). Päätavoite on selvittää mitkä kuljetustehtävät annetaan kullekin ajoneuvolle ja asettaa ajoneuvoille parhaat reitit. Malli ratkaistaan erillisillä optimointialgoritmeilla joita akateemisessa maailmassa on tutkittu vuosikymmeniä. Viimeaikoina ovat algoritmit kehittyneet riittävän käyttökelpoisiksi ja myös tietokoneet ovat riittävän tehokkaita, joten kuljetussuunnittelijoille on nyt tarjolla tehokkaita välineitä.

Välineet

Tavallisesti optimointi on osa laajempaa kuljetustoiminnan ohjauksen kokonaisuutta (transportation management system, TMS). Optimoinnin avulla TMS voi tuottaa parempia kuljetusaikatauluja sekä reittejä, ja samaan aikaan vähentää ajamiseen tarvittavaa aikaa ja kokonaismatkaa. Optimointi saa aikaan nämä tulokset ajamalla algoritmeja mitkä etsivät parasta kokonaisratkaisua ottaen samalla huomioon kuljetusten reunaehdot. Näitä reunaehtoja ovat mm. aikaikkunat, kapasiteetit, pysähdysajat ja tehtävien yhteensopivuudet.

Suunnittelutilanteet

Tavallisesti optimoinnin avulla tehdään suunnittelua ennen kuin ajoneuvot lähtevät liikkeelle, vaikka edellisenä päivänä. Samaa menetelmää voi myös hyvin käyttää erilaisten toiminnan strategisten vaihtoehtojen selvittämiseen, kuten toimintojen ja toimipaikkojen kannattava sijoittelu.

Optimoinnista on myös hyötyä kun tilanteet ja tarpeet muuttuvat päivän aikana ja tarvitaan uudelleen suunnittelua. Tällaista jatkuvaa tai dynaamista suunnittelua tehdään kun, esim. päivän aikana tulee uusia kuljetustehtäviä tai kuljetuskalustolle ongelmia.

NFleet tukee sekä etukäteen tehtävää kuljetusten kokonaissuunnittelua että päivän aikana tehtävää jatkuvaa suunnittelua.

Optimointi on täysin liitettävissä osaksi muita toiminnanohjauksen järjestelmiä REST API -rajapinnan kautta, tarkempi dokumentaatio on luettavissa kehittäjille laaditulla sivustolla.

Tekninen yhteenveto

NFleet-optimointipalvelu ratkaisee ajoneuvon reititysongelman metaheuristisilla globaaleilla ja lokaaleilla hakualgoritmeilla. Laskenta ottaa huomioon
– noudot ja toimitukset vapaasti valittavissa sijainneissa,
– jakelu tai keräily yhdestä tai useammasta toimipaikasta,
– ajoneuvolla voi olla useita reittejä suunnitelmassa,
– aikaikkunat sekä noudoille että toimituksille,
– useita asetettavia rinnakkaisia kapasiteetteja (esim. paino, lukumäärä,
   tilavuus),
– ajoneuvojen ja kuljetustehtävien yhteensopivuus,
– ajoneuvon kustannukset,
– työ- ja ajoajan rajoitukset, sekä
– tieverkoston ominaisuudet (esim. yksisuuntaiset kadut ja risteysten
   kääntymissäännöt) ja nopeusrajoitukset.

Laskenta

Laskentaa on käytännössä testattu hyvin tuloksin todellisilla suunnitelmilla, joissa tehtäviä on ollut 2000 ja ajoneuvoja 100. Laskentaan tarvittava aika vaihtelee suurestikin riippuen kuljetusongelman monimutkaisuudesta (kuten yhteensopivuusrajoitteiden määrä), mutta yleensä pienemmät optimointitehtävät tällä hetkellä kestävät 3-5 min.

Tiekartat

Karttapohjana on OpenStreetMap ja optimointilaskenta on tuettuna useassa maassa, ks. kartat. Uusia maita lisätään laskennan piiriin tarpeen mukaan. Palvelu hyväksyy paikkatiedon joko koordinaatteina tai osoitteena.

Infrastruktuuri

Laskennan pilvipalvelun alustana toimii Microsoft Azure.