O OptimizeToursRequest aplica restrições em:
- Remessas, afetando como elas são realizadas
- Veículos, afetando como as rotas de veículos são calculadas
- Globalmente, afetando veículos e remessas.
Este guia se concentra em uma restrição de envio essencial: janelas de tempo.
Os períodos são um tipo de restrição que você fornece na mensagem
OptimizeToursRequest (REST, gRPC) para especificar
limites baseados em tempo para atividades de envio. Esse tipo de restrição influencia
quando e como um frete pode ser realizado, bem como a atribuição de veículo
para o frete. Com essas restrições, o otimizador dá preferência aos veículos que melhor atendem às restrições de tempo da remessa.
Restrições de envio: janelas de tempo
Você especifica quando uma retirada ou entrega pode ocorrer na mensagem Shipment.VisitRequest da seguinte maneira:
- Use a propriedade
timeWindowsna mensagem (REST, gRPC) - Especifique o horário de início e término na mensagem
TimeWindow(REST, gRPC).
Exemplo de solicitação com restrições de período
O exemplo aqui ilustra três envios diferentes, cada um com uma
janela de entrega. Para simplificar, este exemplo define intervalos de tempo apenas em deliveries, mas eles também podem ser aplicados a retiradas. É possível especificar vários períodos, mas este exemplo usa apenas um por entrega VisitRequest.
Confira um exemplo de solicitação com janelas de tempo
{ "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", "timeWindows": [ { "startTime": "2023-01-13T18:00:00Z", "endTime": "2023-01-13T19:00:00Z" } ] } ], "pickups": [ { "arrivalLocation": { "latitude": 37.794465, "longitude": -122.394839 }, "duration": "150s" } ], "penaltyCost": 100.0 }, { "deliveries": [ { "arrivalLocation": { "latitude": 37.789116, "longitude": -122.395080 }, "duration": "250s", "timeWindows": [ { "startTime": "2023-01-13T18:00:00Z", "endTime": "2023-01-13T18:30:00Z" } ] } ], "pickups": [ { "arrivalLocation": { "latitude": 37.794465, "longitude": -122.394839 }, "duration": "150s" } ], "penaltyCost": 20.0 }, { "deliveries": [ { "arrivalLocation": { "latitude": 37.795242, "longitude": -122.399347 }, "duration": "250s", "timeWindows": [ { "startTime": "2023-01-13T17:30:00Z", "endTime": "2023-01-13T18:00:00Z" } ] } ], "pickups": [ { "arrivalLocation": { "latitude": 37.794465, "longitude": -122.394839 }, "duration": "150s" } ], "penaltyCost": 50.0 } ], "vehicles": [ { "endLocation": { "latitude": 37.794465, "longitude": -122.394839 }, "startLocation": { "latitude": 37.794465, "longitude": -122.394839 }, "costPerHour": 40.0, "costPerKilometer": 10.0 } ] } }
Exemplo de resposta com restrições de janela de tempo
No exemplo de resposta, os horários de início e término do veículo são 17:35:50 e 18:17:24, respectivamente. Esses horários refletem a minimização do tempo necessário para operar o veículo especificado na solicitação como costPerHour, atendendo a todas as restrições de janela de tempo. Usar 17:35:50 como horário de início elimina a necessidade de o veículo esperar em um local de visita até que a janela de tempo da visita comece. Isso aparece na resposta como zero valores de waitDuration.
Confira uma resposta à solicitação de exemplo com intervalos de tempo
{ "routes": [ { "vehicleStartTime": "2023-01-13T17:35:50Z", "vehicleEndTime": "2023-01-13T18:17:24Z", "visits": [ { "isPickup": true, "startTime": "2023-01-13T17:35:50Z", "detour": "0s" }, { "shipmentIndex": 1, "isPickup": true, "startTime": "2023-01-13T17:38:20Z", "detour": "150s" }, { "shipmentIndex": 2, "isPickup": true, "startTime": "2023-01-13T17:40:50Z", "detour": "300s" }, { "shipmentIndex": 2, "startTime": "2023-01-13T17:50:09Z", "detour": "0s" }, { "shipmentIndex": 1, "startTime": "2023-01-13T18:00:00Z", "detour": "796s" }, { "startTime": "2023-01-13T18:07:35Z", "detour": "1520s" } ], "transitions": [ { "travelDuration": "0s", "waitDuration": "0s", "totalDuration": "0s", "startTime": "2023-01-13T17:35:50Z" }, { "travelDuration": "0s", "waitDuration": "0s", "totalDuration": "0s", "startTime": "2023-01-13T17:38:20Z" }, { "travelDuration": "0s", "waitDuration": "0s", "totalDuration": "0s", "startTime": "2023-01-13T17:40:50Z" }, { "travelDuration": "409s", "travelDistanceMeters": 1371, "waitDuration": "0s", "totalDuration": "409s", "startTime": "2023-01-13T17:43:20Z" }, { "travelDuration": "341s", "travelDistanceMeters": 1312, "waitDuration": "0s", "totalDuration": "341s", "startTime": "2023-01-13T17:54:19Z" }, { "travelDuration": "205s", "travelDistanceMeters": 636, "waitDuration": "0s", "totalDuration": "205s", "startTime": "2023-01-13T18:04:10Z" }, { "travelDuration": "339s", "travelDistanceMeters": 1276, "waitDuration": "0s", "totalDuration": "339s", "startTime": "2023-01-13T18:11:45Z" } ], "metrics": { "performedShipmentCount": 3, "travelDuration": "1294s", "waitDuration": "0s", "delayDuration": "0s", "breakDuration": "0s", "visitDuration": "1200s", "totalDuration": "2494s", "travelDistanceMeters": 4595 }, "routeCosts": { "model.vehicles.cost_per_hour": 27.711111111111112, "model.vehicles.cost_per_kilometer": 45.95 }, "routeTotalCost": 73.661111111111111 } ], "metrics": { "aggregatedRouteMetrics": { "performedShipmentCount": 3, "travelDuration": "1294s", "waitDuration": "0s", "delayDuration": "0s", "breakDuration": "0s", "visitDuration": "1200s", "totalDuration": "2494s", "travelDistanceMeters": 4595 }, "usedVehicleCount": 1, "earliestVehicleStartTime": "2023-01-13T17:35:50Z", "latestVehicleEndTime": "2023-01-13T18:17:24Z", "totalCost": 73.661111111111111, "costs": { "model.vehicles.cost_per_hour": 27.711111111111112, "model.vehicles.cost_per_kilometer": 45.95 } } }
Os intervalos de tempo ordenaram o visits do veículo para que as entregas com os intervalos de tempo mais cedo sejam feitas primeiro.
shipments[2]é entregue às 17h50shipments[1]é entregue às 18hshipments[0]é entregue às 18h07
O exemplo de solicitação especifica restrições de período rígidas, exigindo que as entregas sejam concluídas dentro desses períodos. Se não for possível ou econômico concluir um VisitRequests de uma remessa em qualquer uma das janelas de tempo, o otimizador vai pular a remessa. Se o frete tiver um
penaltyCost, o otimizador vai adicioná-lo aos custos informados na resposta
metrics. Caso contrário, a propriedade skippedMandatoryShipmentCount da mensagem OptimizeToursResponse (REST, gRPC) vai aumentar.
Se você mudar as janelas de tempo movendo a janela de shipment[1] várias horas depois (de 18h para 21h), os resultados serão diferentes, conforme ilustrado nos exemplos a seguir.
Confira um exemplo de solicitação com intervalos de tempo que não podem ser atendidos
{ "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", "timeWindows": [ { "startTime": "2023-01-13T18:00:00Z", "endTime": "2023-01-13T19:00:00Z" } ] } ], "pickups": [ { "arrivalLocation": { "latitude": 37.794465, "longitude": -122.394839 }, "duration": "150s" } ], "penaltyCost": 100.0 }, { "deliveries": [ { "arrivalLocation": { "latitude": 37.789116, "longitude": -122.395080 }, "duration": "250s", "timeWindows": [ { "startTime": "2023-01-13T21:00:00Z", "endTime": "2023-01-13T21:30:00Z" } ] } ], "pickups": [ { "arrivalLocation": { "latitude": 37.794465, "longitude": -122.394839 }, "duration": "150s" } ], "penaltyCost": 20.0 }, { "deliveries": [ { "arrivalLocation": { "latitude": 37.795242, "longitude": -122.399347 }, "duration": "250s", "timeWindows": [ { "startTime": "2023-01-13T17:30:00Z", "endTime": "2023-01-13T18:00:00Z" } ] } ], "pickups": [ { "arrivalLocation": { "latitude": 37.794465, "longitude": -122.394839 }, "duration": "150s" } ], "penaltyCost": 50.0 } ], "vehicles": [ { "endLocation": { "latitude": 37.794465, "longitude": -122.394839 }, "startLocation": { "latitude": 37.794465, "longitude": -122.394839 }, "costPerHour": 40.0, "costPerKilometer": 10.0 } ] } }
Confira uma resposta ao segundo exemplo de solicitação com janelas de tempo, em que uma remessa é ignorada.
{ "routes": [ { "vehicleStartTime": "2023-01-13T17:37:49Z", "vehicleEndTime": "2023-01-13T18:09:49Z", "visits": [ { "isPickup": true, "startTime": "2023-01-13T17:37:49Z", "detour": "0s" }, { "shipmentIndex": 2, "isPickup": true, "startTime": "2023-01-13T17:40:19Z", "detour": "150s" }, { "shipmentIndex": 2, "startTime": "2023-01-13T17:49:38Z", "detour": "0s" }, { "startTime": "2023-01-13T18:00:00Z", "detour": "946s" } ], "transitions": [ { "travelDuration": "0s", "waitDuration": "0s", "totalDuration": "0s", "startTime": "2023-01-13T17:37:49Z" }, { "travelDuration": "0s", "waitDuration": "0s", "totalDuration": "0s", "startTime": "2023-01-13T17:40:19Z" }, { "travelDuration": "409s", "travelDistanceMeters": 1371, "waitDuration": "0s", "totalDuration": "409s", "startTime": "2023-01-13T17:42:49Z" }, { "travelDuration": "372s", "travelDistanceMeters": 1348, "waitDuration": "0s", "totalDuration": "372s", "startTime": "2023-01-13T17:53:48Z" }, { "travelDuration": "339s", "travelDistanceMeters": 1276, "waitDuration": "0s", "totalDuration": "339s", "startTime": "2023-01-13T18:04:10Z" } ], "metrics": { "performedShipmentCount": 2, "travelDuration": "1120s", "waitDuration": "0s", "delayDuration": "0s", "breakDuration": "0s", "visitDuration": "800s", "totalDuration": "1920s", "travelDistanceMeters": 3995 }, "routeCosts": { "model.vehicles.cost_per_kilometer": 39.95, "model.vehicles.cost_per_hour": 21.333333333333332 }, "routeTotalCost": 61.283333333333331 } ], "skippedShipments": [ { "index": 1 } ], "metrics": { "aggregatedRouteMetrics": { "performedShipmentCount": 2, "travelDuration": "1120s", "waitDuration": "0s", "delayDuration": "0s", "breakDuration": "0s", "visitDuration": "800s", "totalDuration": "1920s", "travelDistanceMeters": 3995 }, "usedVehicleCount": 1, "earliestVehicleStartTime": "2023-01-13T17:37:49Z", "latestVehicleEndTime": "2023-01-13T18:09:49Z", "totalCost": 81.283333333333331, "costs": { "model.shipments.penalty_cost": 20, "model.vehicles.cost_per_hour": 21.333333333333332, "model.vehicles.cost_per_kilometer": 39.95 } } }
Neste exemplo, a janela de tempo posterior fez com que shipment[1] fosse ignorado,
porque o tempo extra de operação do veículo necessário para concluir a entrega da
remessa dentro da janela de tempo especificada excedeu o custo de penalidade da remessa.
O custo da penalidade para shipment[1] aparece em metrics.costs, e o índice em skippedShipments.
Restrições flexíveis de janela de tempo
Como mencionado brevemente em Parâmetros do modelo de custo, as janelas de tempo podem ser aplicadas como restrições flexíveis. As restrições flexíveis diferem das restrições rígidas da seguinte maneira:
- Restrições rígidas: não podem ser violadas, e o otimizador não oferece uma solução que viole a restrição, mesmo que isso signifique pular uma remessa.
- Restrições flexíveis: podem ser violadas, o que significa que o otimizador pode fornecer uma solução que viola uma restrição flexível. No entanto, o otimizador também aplica um custo a qualquer violação. Você fornece esse custo como uma propriedade adicional na janela de tempo, geralmente como um custo por hora para cada hora antes ou depois da janela de tempo em que a atividade ocorre.
Os períodos são suavizados usando softStartTime ou softEndTime em vez de startTime ou endTime, respectivamente, e definindo costPerHourBeforeSoftStartTime ou costPerHourAfterSoftEndTime.
Use restrições de janela de tempo flexíveis quando as retiradas ou entregas devem ocorrer dentro de um período especificado, mas não são absolutamente necessárias. Você pode usar restrições de janela de tempo rígidas e flexíveis juntas para expressar objetivos de negócios. Exemplo:
- Janela de tempo rígida: indica o horário de funcionamento de um cliente, como das 9h às 17h.
- Janela de tempo flexível: indica o período de entrega ou retirada que corresponde à notificação enviada ao cliente, como das 9h às 13h.
Neste exemplo, a restrição de horário de início da entrega que foi ignorada porque a janela de tempo começou muito tarde é flexibilizada. Os outros envios também tiveram os horários de término das janelas de tempo reduzidos.
Confira um exemplo de solicitação com janelas de tempo fixas e flexíveis.
{ "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", "timeWindows": [ { "startTime": "2023-01-13T18:00:00Z", "softEndTime": "2023-01-13T19:00:00Z", "costPerHourAfterSoftEndTime": 2.0 } ] } ], "pickups": [ { "arrivalLocation": { "latitude": 37.794465, "longitude": -122.394839 }, "duration": "150s" } ], "penaltyCost": 100.0 }, { "deliveries": [ { "arrivalLocation": { "latitude": 37.789116, "longitude": -122.395080 }, "duration": "250s", "timeWindows": [ { "softStartTime": "2023-01-13T21:00:00Z", "endTime": "2023-01-13T21:30:00Z", "costPerHourBeforeSoftStartTime": 2.0 } ] } ], "pickups": [ { "arrivalLocation": { "latitude": 37.794465, "longitude": -122.394839 }, "duration": "150s" } ], "penaltyCost": 20.0 }, { "deliveries": [ { "arrivalLocation": { "latitude": 37.795242, "longitude": -122.399347 }, "duration": "250s", "timeWindows": [ { "startTime": "2023-01-13T17:30:00Z", "softEndTime": "2023-01-13T18:00:00Z", "costPerHourAfterSoftEndTime": 2.0 } ] } ], "pickups": [ { "arrivalLocation": { "latitude": 37.794465, "longitude": -122.394839 }, "duration": "150s" } ], "penaltyCost": 50.0 } ], "vehicles": [ { "endLocation": { "latitude": 37.794465, "longitude": -122.394839 }, "startLocation": { "latitude": 37.794465, "longitude": -122.394839 }, "costPerHour": 40.0, "costPerKilometer": 10.0 } ] } }
Confira uma resposta ao exemplo de solicitação com janelas de tempo rígidas e flexíveis
{ "routes": [ { "vehicleStartTime": "2023-01-13T17:48:35Z", "vehicleEndTime": "2023-01-13T18:24:28Z", "visits": [ { "isPickup": true, "startTime": "2023-01-13T17:48:35Z", "detour": "0s" }, { "shipmentIndex": 1, "isPickup": true, "startTime": "2023-01-13T17:51:05Z", "detour": "150s" }, { "shipmentIndex": 2, "isPickup": true, "startTime": "2023-01-13T17:53:35Z", "detour": "300s" }, { "startTime": "2023-01-13T18:00:00Z", "detour": "300s" }, { "shipmentIndex": 1, "startTime": "2023-01-13T18:07:42Z", "detour": "493s" }, { "shipmentIndex": 2, "startTime": "2023-01-13T18:17:27Z", "detour": "873s" } ], "transitions": [ { "travelDuration": "0s", "waitDuration": "0s", "totalDuration": "0s", "startTime": "2023-01-13T17:48:35Z" }, { "travelDuration": "0s", "waitDuration": "0s", "totalDuration": "0s", "startTime": "2023-01-13T17:51:05Z" }, { "travelDuration": "0s", "waitDuration": "0s", "totalDuration": "0s", "startTime": "2023-01-13T17:53:35Z" }, { "travelDuration": "235s", "travelDistanceMeters": 795, "waitDuration": "0s", "totalDuration": "235s", "startTime": "2023-01-13T17:56:05Z" }, { "travelDuration": "212s", "travelDistanceMeters": 791, "waitDuration": "0s", "totalDuration": "212s", "startTime": "2023-01-13T18:04:10Z" }, { "travelDuration": "335s", "travelDistanceMeters": 1204, "waitDuration": "0s", "totalDuration": "335s", "startTime": "2023-01-13T18:11:52Z" }, { "travelDuration": "171s", "travelDistanceMeters": 665, "waitDuration": "0s", "totalDuration": "171s", "startTime": "2023-01-13T18:21:37Z" } ], "metrics": { "performedShipmentCount": 3, "travelDuration": "953s", "waitDuration": "0s", "delayDuration": "0s", "breakDuration": "0s", "visitDuration": "1200s", "totalDuration": "2153s", "travelDistanceMeters": 3455 }, "routeCosts": { "model.shipments.deliveries.time_windows.cost_per_hour_after_soft_end_time": 0.58166666666666667, "model.shipments.deliveries.time_windows.cost_per_hour_before_soft_start_time": 5.7433333333333332, "model.vehicles.cost_per_hour": 23.922222222222221, "model.vehicles.cost_per_kilometer": 34.55 }, "routeTotalCost": 64.797222222222217 } ], "metrics": { "aggregatedRouteMetrics": { "performedShipmentCount": 3, "travelDuration": "953s", "waitDuration": "0s", "delayDuration": "0s", "breakDuration": "0s", "visitDuration": "1200s", "totalDuration": "2153s", "travelDistanceMeters": 3455 }, "usedVehicleCount": 1, "earliestVehicleStartTime": "2023-01-13T17:48:35Z", "latestVehicleEndTime": "2023-01-13T18:24:28Z", "totalCost": 64.797222222222217, "costs": { "model.vehicles.cost_per_kilometer": 34.55, "model.shipments.deliveries.time_windows.cost_per_hour_before_soft_start_time": 5.7433333333333332, "model.shipments.deliveries.time_windows.cost_per_hour_after_soft_end_time": 0.58166666666666667, "model.vehicles.cost_per_hour": 23.922222222222221 } } }
No exemplo com apenas restrições de período rígidas, shipment[1] foi completamente ignorado. Ao flexibilizar o período de entrega, ele é entregue antes do horário de início do período. Da mesma forma, ao flexibilizar os horários de término das
outras entregas, foi possível entregar shipment[2] depois do fim da janela de tempo.
Ao mesmo tempo, os custos e os envios totais mudaram:
totalCost: diminuiu de 81.283 para 64.797- total de envios concluídos: aumentou de 2 para 3
O otimizador encontrou uma solução menos cara porque as restrições de janela de tempo foram flexibilizadas em comparação com o exemplo anterior.
Por fim, a propriedade metrics.costs também inclui uma nova chave para indicar o custo real incorrido com base no produto da restrição e no período em que a janela de entrega foi perdida. Ou seja:
costPerHourBeforeSoftStartTimede 2,0 e- o tempo entre a entrega real e o início do período: 2,83583 horas
Resultado:
model.shipments.deliveries.time_windows.cost_per_hour_before_soft_start_time:
5.6716666666666669.
Com elas, é possível fazer uma análise de custo para ver a troca entre restrições rígidas e flexíveis, que podem ser usadas para ajustar as restrições e se adequar melhor às regras de negócios específicas. Nesse caso, o custo total é menor que shipment[1].penalty_cost de 20,0. O otimizador identificou que é mais econômico entregar o envio antes do que pular o envio.