עומסים ומגבלות

במדריך הזה מתוארים loadDemands ו-loadLimits וההקשר ביניהם.

כפי שצוין במגבלות של חלון זמן איסוף ואספקה, ההודעה OptimizeToursRequest (REST, gRPC) מכילה מספר מאפיינים שמציינים אילוצים בבעיה עם האופטימיזציה. כמה מאפייני OptimizeToursRequest מייצגים אילוצים של עומס.

לכלי רכב ולמשלוחים יש מאפיינים פיזיים שצריך להביא בחשבון כשמתכננים מסלול.

  • כלי רכב: המאפיין loadLimits מציין את העומס המקסימלי שהרכב יכול לטפל בו. אפשר לעיין במסמכי התיעוד של ההודעה Vehicle (REST, ‏ gRPC).
  • Shipments: המאפיין loadDemands מציין את עומס הנתונים שמשלוח מסוים צורך. עיינו במסמכי העזרה של ההודעה Shipment (REST, gRPC).

שני האילוצים האלה מאפשרים לכלי האופטימיזציה להקצות ביעילות משלוחים לכלי רכב באופן שיתאים בצורה הטובה ביותר לקיבולת הצי ולביקוש המשלוחים.

בהמשך המסמך נסביר בפירוט על loadLimits ו-loadDemands.

דרישות עומס ומגבלות: סוגים

כל אילוץ של דרישה ועומס מוגדר לפי סוג.

אתם יכולים לספק קבוצה משלכם של סוגי עומסי עבודה, כמו הדוגמאות הבאות:

  • משקל
  • עוצמת קול
  • מדידות לינאריות
  • שמות הפריטים או הציוד שנשלחים

במדריך הזה אנחנו משתמשים בweightKg כסוג לדוגמה.

גם Shipment.loadDemands וגם Vehicle.loadLimits משתמשים בסוג map של Protocol Buffers, עם מפתחות string שמייצגים את סוגי העומס.

ערכי Shipment.loadDemands משתמשים בהודעה Load (REST, ‏ gRPC). להודעה Load יש מאפיין amount יחיד שמייצג את נפח האחסון הנדרש כדי להשלים את המשלוח בסוג שצוין.

ערכי Vehicle.loadLimits משתמשים בהודעה LoadLimit (REST,‏ gRPC). להודעה LoadLimit יש כמה מאפיינים, כאשר maxLoad מייצג את קיבולת העומס המקסימלית של הרכב בסוג שצוין.

השדה loadDemands של משלוח צורך את השדה loadLimits של הרכב שהוקצה לו רק אם לשניהם יש מפתחות תואמים של סוגים של עומסי עבודה. לדוגמה, משלוח עם loadDemands של:

"loadDemands": {
  "weightKg": {
    "amount": 50
  }
}

נדרש 50 יחידות עומס מסוג weightKg כדי שהמשלוח יושלם. רכב עם loadLimits מתוך:

"loadLimits": {
  "weightKg": {
    "maxLoad": 100
  }
}

יכולים להשלים את המשלוח, כי הערך של maxLoad ברכב מסוג weightKg גדול מ-loadDemands של המשלוח מסוג weightKg או שווה לו. לעומת זאת, רכב עם loadLimits מתוך:

"loadLimits": {
  "equipmentRackStorage": {
    "maxLoad": 10
  }
}

יש לו באופן משתמע קיבולת weightKg ללא הגבלה בגלל שאין לו מגבלה על עומס weightKg, כך שהרכב לא מוגבל על ידי דרישת המשקל של המשלוח.

העברת מטענים בין משלוחים וכלי רכב

כשהמשלוחים נאספים ונשלחים באמצעות כלי רכב, ה-loadDemand של המשלוח עובר בין המשלוח לרכב. אפשר לראות את הטעינות של הרכב ברשומה של ההודעה OptimizeToursResponse (REST, gRPC)routes.transitions של רכב נתון. הרצף הוא:

  1. קיבולת העומס הנדרשת מוגדרת למשלוח כ-loadDemand.
  2. המשלוח נאסף על ידי הרכב שהוקצה לו, ו-vehicleLoads של הרכב עולה ב-loadDemand של המשלוח. ההעברה הזו מיוצגת על ידי visits.loadDemands חיובי בהודעת התגובה.
  3. הרכב מספק את המשלוח, ו-vehicleLoads של הרכב פוחת ב-loadDemand של המשלוח שנמסר. ההעברה הזו מיוצגת על ידי visits.loadDemands שלילי בהודעת התגובה.

הערך של vehicleLoads ברכב לא יכול לחרוג מהערך של loadLimits שצוין בשום שלב במסלול.

דוגמה מלאה עם דרישות עומס והגבלות

הצגת בקשה לדוגמה עם דרישות עומס ומגבלות

{
  "populatePolylines": false,
  "populateTransitionPolylines": false,
  "model": {
    "globalStartTime": "2023-01-13T16:00:00Z",
    "globalEndTime": "2023-01-14T16:00:00Z",
    "shipments": [
      {
        "deliveries": [
          {
            "arrivalLocation": {
              "latitude": 37.789456,
              "longitude": -122.390192
            },
            "duration": "250s"
          }
        ],
        "pickups": [
          {
            "arrivalLocation": {
              "latitude": 37.794465,
              "longitude": -122.394839
            },
            "duration": "150s"
          }
        ],
        "penaltyCost": 100.0,
        "loadDemands": {
          "weightKg": {
            "amount": 50
          }
        }
      },
      {
        "deliveries": [
          {
            "arrivalLocation": {
              "latitude": 37.789116,
              "longitude": -122.395080
            },
            "duration": "250s"
          }
        ],
        "pickups": [
          {
            "arrivalLocation": {
              "latitude": 37.794465,
              "longitude": -122.394839
            },
            "duration": "150s"
          }
        ],
        "penaltyCost": 15.0,
        "loadDemands": {
          "weightKg": {
            "amount": 10
          }
        }
      },
      {
        "deliveries": [
          {
            "arrivalLocation": {
              "latitude": 37.795242,
              "longitude": -122.399347
            },
            "duration": "250s"
          }
        ],
        "pickups": [
          {
            "arrivalLocation": {
              "latitude": 37.794465,
              "longitude": -122.394839
            },
            "duration": "150s"
          }
        ],
        "penaltyCost": 50.0,
        "loadDemands": {
          "weightKg": {
            "amount": 80
          }
        }
      }
    ],
    "vehicles": [
      {
        "endLocation": {
          "latitude": 37.794465,
          "longitude": -122.394839
        },
        "startLocation": {
          "latitude": 37.794465,
          "longitude": -122.394839
        },
        "costPerHour": 40.0,
        "costPerKilometer": 10.0,
        "loadLimits": {
          "weightKg": {
            "maxLoad": 100
          }
        }
      }
    ]
  }
}

הבקשה לדוגמה מכילה מספר פרמטרים הקשורים לטעינה:

  • ל-shipments[0] יש ביקוש עומס של 50 weightKg.
  • ל-shipments[1] יש ביקוש עומס של 10 weightKg.
  • ב-shipments[2] יש ביקוש עומס של 80 weightKg.
  • vehicles[0] יש מגבלה של 100 weightKg.

הצגת תגובה לבקשה עם דרישות עומס והגבלות

{
  "routes": [
    {
      "vehicleStartTime": "2023-01-13T16:00:00Z",
      "vehicleEndTime": "2023-01-13T16:43:27Z",
      "visits": [
        {
          "isPickup": true,
          "startTime": "2023-01-13T16:00:00Z",
          "detour": "0s",
          "loadDemands": {
            "weightKg": {
              "amount": "50"
            }
          }
        },
        {
          "shipmentIndex": 1,
          "isPickup": true,
          "startTime": "2023-01-13T16:02:30Z",
          "detour": "150s",
          "loadDemands": {
            "weightKg": {
              "amount": "10"
            }
          }
        },
        {
          "startTime": "2023-01-13T16:08:55Z",
          "detour": "150s",
          "loadDemands": {
            "weightKg": {
              "amount": "-50"
            }
          }
        },
        {
          "shipmentIndex": 1,
          "startTime": "2023-01-13T16:16:37Z",
          "detour": "343s",
          "loadDemands": {
            "weightKg": {
              "amount": "-10"
            }
          }
        },
        {
          "shipmentIndex": 2,
          "isPickup": true,
          "startTime": "2023-01-13T16:27:07Z",
          "detour": "1627s",
          "loadDemands": {
            "weightKg": {
              "amount": "80"
            }
          }
        },
        {
          "shipmentIndex": 2,
          "startTime": "2023-01-13T16:36:26Z",
          "detour": "0s",
          "loadDemands": {
            "weightKg": {
              "amount": "-80"
            }
          }
        }
      ],
      "transitions": [
        {
          "travelDuration": "0s",
          "waitDuration": "0s",
          "totalDuration": "0s",
          "startTime": "2023-01-13T16:00:00Z",
          "vehicleLoads": {
            "weightKg": {}
          }
        },
        {
          "travelDuration": "0s",
          "waitDuration": "0s",
          "totalDuration": "0s",
          "startTime": "2023-01-13T16:02:30Z",
          "vehicleLoads": {
            "weightKg": {
              "amount": "50"
            }
          }
        },
        {
          "travelDuration": "235s",
          "travelDistanceMeters": 795,
          "waitDuration": "0s",
          "totalDuration": "235s",
          "startTime": "2023-01-13T16:05:00Z",
          "vehicleLoads": {
            "weightKg": {
              "amount": "60"
            }
          }
        },
        {
          "travelDuration": "212s",
          "travelDistanceMeters": 791,
          "waitDuration": "0s",
          "totalDuration": "212s",
          "startTime": "2023-01-13T16:13:05Z",
          "vehicleLoads": {
            "weightKg": {
              "amount": "10"
            }
          }
        },
        {
          "travelDuration": "380s",
          "travelDistanceMeters": 1190,
          "waitDuration": "0s",
          "totalDuration": "380s",
          "startTime": "2023-01-13T16:20:47Z",
          "vehicleLoads": {
            "weightKg": {}
          }
        },
        {
          "travelDuration": "409s",
          "travelDistanceMeters": 1371,
          "waitDuration": "0s",
          "totalDuration": "409s",
          "startTime": "2023-01-13T16:29:37Z",
          "vehicleLoads": {
            "weightKg": {
              "amount": "80"
            }
          }
        },
        {
          "travelDuration": "171s",
          "travelDistanceMeters": 665,
          "waitDuration": "0s",
          "totalDuration": "171s",
          "startTime": "2023-01-13T16:40:36Z",
          "vehicleLoads": {
            "weightKg": {}
          }
        }
      ],
      "metrics": {
        "performedShipmentCount": 3,
        "travelDuration": "1407s",
        "waitDuration": "0s",
        "delayDuration": "0s",
        "breakDuration": "0s",
        "visitDuration": "1200s",
        "totalDuration": "2607s",
        "travelDistanceMeters": 4812,
        "maxLoads": {
          "weightKg": {
            "amount": "80"
          }
        }
      },
      "routeCosts": {
        "model.vehicles.cost_per_kilometer": 48.12,
        "model.vehicles.cost_per_hour": 28.966666666666665
      },
      "routeTotalCost": 77.086666666666659
    }
  ],
  "metrics": {
    "aggregatedRouteMetrics": {
      "performedShipmentCount": 3,
      "travelDuration": "1407s",
      "waitDuration": "0s",
      "delayDuration": "0s",
      "breakDuration": "0s",
      "visitDuration": "1200s",
      "totalDuration": "2607s",
      "travelDistanceMeters": 4812,
      "maxLoads": {
        "weightKg": {
          "amount": "80"
        }
      }
    },
    "usedVehicleCount": 1,
    "earliestVehicleStartTime": "2023-01-13T16:00:00Z",
    "latestVehicleEndTime": "2023-01-13T16:43:27Z",
    "totalCost": 77.086666666666659,
    "costs": {
      "model.vehicles.cost_per_hour": 28.966666666666665,
      "model.vehicles.cost_per_kilometer": 48.12
    }
  }
}

אילוצים נוספים על העומס משפיעים על הסדר של visits:

  1. shipment[0] נאסף
  2. shipment[1] נאסף
  3. shipment[0] נמסר
  4. shipment[1] נמסר
  5. shipment[2] נאסף
  6. shipment[2] נמסר

ההזמנה הזו משקפת את העובדה שאי אפשר לבצע שלוש משלוחים בו-זמנית ברכב כי loadDemands הכולל שלהן חורג מ-loadLimits של הרכב.

כל רשומת visits כוללת את השינוי בעומס הרכב כתוצאה מהשלמת Visit. ערכים חיוביים של עומס מייצגים טעינת משלוח, ואילו ערכים שליליים מייצגים פריקה של משלוח.

כל רשומה של transitions כוללת את עומס הרכב הכולל במהלך Transition. לדוגמה, לעמוד transitions[2] יש עומס weightKg של 60, שמייצג את העומסים המשולבים של shipment[0] ו-shipment[1].

האובייקטים של המדדים routes[0].metrics ו-metrics.aggregatedRouteMetrics כוללים את המאפיין maxLoads. הערך של סוג weightKg הוא 80, שמייצג את החלק במסלול הרכב שפתח את shipments[2] למיקום המשלוח.

אילוצים של מגבלת עומס רכה

בדומה לחלונות הזמנים שמפורטים בקטע אילוצים על חלונות זמנים לאיסוף ולמסירה, לאילוצים על מגבלת עומס יש וריאנט קשיח ווריאנט רך. המאפיין maxLoad של ההודעה LoadLimit מבטא אילוץ קשיח: אף פעם אסור שהרכב יישא עומס שחורג מהערך של maxLoad בסוג שצוין. המאפיינים softMaxLoad ו-costPerUnitAboveSoftMax מייצגים אילוץ רך, וכל יחידה שמחריגה מ-softMaxLoad יוצרת עלות של costPerUnitAboveSoftMax.

למגבלות של מגבלת עומס רכה יש כמה שימושים, למשל:

  • איזון בין המשלוחים לבין מספר כלי הרכב, מעבר למספר המינימלי הנדרש, כשהדבר משתלם מבחינה כלכלית
  • להביע את העדפת הנהג לגבי מספר הפריטים שהוא יכול לאסוף ולספק בנוחות במסלול נתון
  • טעינת רכבים מתחת לקיבולת הפיזית המקסימלית שלהם כדי להגביל את הבלאי ולצמצם את עלויות התחזוקה

מגבלות על עומסים כבדים וקלים אפשר להשתמש יחד. לדוגמה, מגבלת עומס קשיח יכולה לבטא את המשקל המקסימלי של המטען שרכב יכול לשאת בצורה בטוחה או את המספר המקסימלי של פריטים שיתאימו לרכב בו-זמנית, ומגבלת טעינה קלה יכולה להיות המשקל המקסימלי או מספר הפריטים שעלולים להטיל מס על היכולת של הנהג להכניס את כל הפריטים ברכב.