RetailGur_TRA_DP8. Доставка топлив с нефтебаз на АЗС автоцистернами. Штрафы за непоставки. Учет объемов автоцистерн и объемов заказов от АЗС. Планирование поставок, логистика, ритейл. Сутки.

По разным оценкам от 30% до 50 % всех затрат на логистику связано с транспортными издержками. Оптимизация маршрутов при строгом соблюдении сроков поставок позволяет сократить как затраты на эксплуатацию, так и товарно-производственные запасы на складах.

Определение необходимого и достаточного (с заданным запасом) парка бензовозов для устойчивого и гарантированного обеспечения топливом всей сети АЗС:

•  тактическое планирование – на ближайшее время,

•  стратегическое – в перспективе – с учетом появления новых АЗС в регионе сбыта.

Кроме того, можно оптимизировать:

•  тактику и стратегию закрытия существующих АЗС (спрос мал, а затраты на доставку велики) и строительства новых АЗС с учетом их расположения и затрат на доставку топлива с нефтебаз,

•  эффективность и расположение новых нефтебаз.

•  политику замещения – доставку с нефтебаз других компаний с взаимозачетом с целью экономии затрат на доставку.

•  формирование цен с учетом затрат на доставку, близких к минимальному.

•  транспортные потоки нефтепродуктов с учетом спроса в регионе сбыта (линейное программирование)

Кроме названных статических задач, возможно решение динамических задач календарного планирования.

кратко

Задача состоит в минимизации затрат на доставку топлив с нефтебаз на АЗС автоцистернами (бензовозами) с учетом штрафов за непосещение АЗС. Основные требования: один бензовоз назначается не более, чем на один маршрут, включающий доставку на одну или несколько АЗС, причем АЗС входит в несколько маршрутов, но посетить ее можно не более одного раза. Горизонт планирования – сутки.

Возможна постановка задачи с жесткими маршрутами — сформированными заранее псевдо-рейсами, или гибкими — формируемыми на лету, в процессе оптимизации. В случае гибких маршрутов нужно запретить некоторым бензовозам доставку на часть АЗС. Возможно, это еще быстрее и эффективнее.

Далее исходными данными служат не АЗС и машины, а жесткие маршруты и бензовозы.

Вариантом расписания/простоя назовем пару – «бензовоз-маршрут», описывающую назначение бензовоза на маршрут или простой.

Вариантом доставки/недоставки топлива на АЗС назовем тройку «АЗС-бензовоз-маршрут», где вариант расписания бензовоз-маршрут включает АЗС.

Затраты на доставку для пары бензовоз-маршрут ξ; штраф за недоставку на АЗС ζ.

Задача дискретной оптимизации относится к классу NP трудных, переборных задач высокой размерности. Поскольку планирование ежесуточное, время расчета не должно превышать 5 минут.

В рассмотренном реальном примере количество АЗС ≈ 100, бензовозов ≈ 100, допустимых маршрутов ≈ 3 000, допустимых вариантов расписания — пар «бензовоз-маршрут» ≈ 100 000, вариантов доставки ≈ 200 000. Полная размерность – число вариантов решения ≈ 2200 000, т.е. порядка 1060 000, это 10 с 60 тысячами нулей.

кратко

Доставка дизельного топлива с учетом объемов потребностей и объема бензовозов

Стадия одна.

Установками являются бензовозы, доставляющие ДТ на АЗС. Бензовоз имеет определенный объем цистерны. Операциями установки являются доставка до конкретной АЗС и возврат на нефтебазу, с которой начинается маршрут и ею же заканчивается. Потоками являются ДТ, доставленное на АЗС, которое полностью удовлетворяет ее потребности в топливе.

Емкости отражают загрузку бензовозов топливом и потребности АЗС, удовлетворяемые доставкой.

В качестве цены переналадок выбрано расстояния между пунктами (1 = 0,1 мили). Маршрут изначально не задан, и формируется из отдельных участков доставки от нефтебазы до АЗС и от АЗС до АЗС. Ценами операции штрафуется простой бензовоза на нефтебазе.

Условия

•  Объемов бензовозов достаточно для доставки топлива всем АЗС.

•  На одну АЗС может доставить только один бензовоз, что моделируется альтернативностью операций доставки и длительностями – запрещением доставки на уже посещенную АЗС.

Критериями задачи являются:

•  «Выполнение» — обеспечение максимально полного удовлетворения потребностей АЗС (доставка на все АЗС). При достаточном числе бензовозов вырожден, при их недостаточном количестве, будет существенным.

•  «Переключение» — обеспечение минимально возможного по длине маршрута доставки ДТ на АЗС для определенного значения критерия «Выполнение».

кратко

Рисунок. Общий вид потоковой схемы объекта «с именами»

кратко

Задача состоит в минимизации длины маршрута доставки ДТ с нефтебазы на АЗС несколькими бензовозами.

Условия

•  АЗС имеет потребность в ДТ, выраженную в литрах;

•  Бензовоз имеет максимально возможный перевозимый объем — 4500 литров;

•  Бензовоз может доставлять на столько АЗС, сколько потребностей он сможет удовлетворить, маршруты заранее не известны.

•  Задаются потребности в топливе (в литрах) для каждого клиента

•  Задаются расстояния (в милях) между каждой АЗС, а также и Нефтебазой

Расстояния между точками маршрута, заданные в матрице переналадок:

Рисунок. Фрагмент формы – матрица переналадок операций

кратко

Автоцистерны, перевозяцие дизельное топливо с нефтебазы на АЗС:

Рисунок. Фрагмент формы – стадия, установка, операция, поток

Загрузка автоцистерн:

Рисунок. Фрагменты формы – стадия, емкость

Потребности АЗС в дизельном топливе:

Рисунок. Фрагменты формы – стадия, емкость

Примечание. Ограничениями на емкости задается требование удовлетворения потребностей в топливе для всех АЗС в полном объеме

кратко

Фрагменты расписания

Рисунок. Фрагмент расписания выполнения операций

Изменение загрузки автоцистерн:

Рисунок. Фрагмент расписания уровня запасов в емкостях

Удовлетворение потребностей АЗС в топливе:

Рисунок. Фрагмент расписания уровня запасов в емкостях

Опорожнение автоцистерн по шагам маршрута:

Рисунок. Гистограммы изменения состояния емкостей

Итоговое опорожнение автоцистерн за весь маршрут:

Рисунок. Гистограммы изменения состояния емкостей

Удовлетворенные потребности АЗС по шагам маршрута:

Рисунок. Гистограммы изменения состояния емкостей

Итоговые удовлетворенные потребности:

Рисунок. Гистограммы изменения состояния емкостей

Объяснения решения

Рисунок. Фрагмент трассы объяснений хода рассуждений Решателя DP

кратко