CN102073941A - 一种分布协同装载优化的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布协同装载优化的方法和系统，运输管理系统按照分组标准、排序标准和能力标准生成最优路线规划运输计划；仓库控制系统按照运输计划分配站台和车辆资源；无线射频系统根据实际装车情况，校正运输计划。采用了本发明的技术方案，能够充分掌控和有效均衡资源，从而达到节约企业人力、物力和财力。

Description

一种分布协同装载优化的方法和系统

技术领域

本发明涉及企业信息系统技术领域，尤其涉及一种分布协同装载优化的方法和系统。

背景技术

消费品连锁零售行业大多是区域性采购、市区集中配送。配送中心和门店地理位置固定，门店分布商圈周边，运输路线固定。同时存在城市交通管制、车辆限行、门店道路等制约车辆运输等因素。配送中心到门店，要考虑大店、综超、便利店。商品包装规格繁多，大店按托盘、箱包装，小店拆零，车辆装载系统化困难。门店由于促销档期等因素，各门店日配送量不定，各运输线路的门店配送量有高峰和低谷，因此不能固定门店装车量和配送频率。季节性新增汰换商品频繁，使得采集正确的商品基础信息比较困难。

以上因素决定了配送门店路径的线性关系转变为区域关系，在一个配送区域内部，可以进行配送组合成为一个相同的运输线路，即将配送线更改为配送面，这样来支持相同区域内部门店货量大或货量少时多种配送组合；在配送区域内部，再根据门店配送箱数、重量、体积等多条件进行配送门店线路和装载的组合；同时在运输区域中定义门店配送顺序，指导RF装车做到先到后装的操作功能。

首先需运输人员根据历史订单情况、送货车辆的装载量、门店分布情况、交通线路情况、最短路径等因素进行线路组合优化，形成最佳送货路线，保证最低的送货成本及最高的送货效率，形成固化城区运输路线，同时系统支持调度人员可对生成的路线进行灵活调整，使其更符合实际情况。

目前的运输管理主要采用人工的方式。运输调度根据拣配、集货情况现场调度车辆运输，手工出具《司机行程表》及装车图，现场调度装车情况。待运输到店返回后将经过门店签字的《司机行程表》收集到运输文员，运输文员根据《司机行程表》手工记录到Excel中核算运费及出具运输统计报表，次月初根据《司机行程表》与承运商对账。

但是这种人工管理运输，存在以下的缺点：

1、人工问题，配送中心运输调度、装车、对账、结算、统计分析各个环节完全是人工作业。错误率比较大，无法运输过程管控，统计报表出具难。

2、无法充分利用、车辆站台、卸货门等物理资源。由于没有系统支持，调度员对运输资源无法掌握的全面、准确。导致运输资源调度有序性降低。

3、运输KPI和承运商KPI很难精准出具。由于仓库管理系统(WMS)是一个系统，运输完全手工，所以，出具一些与商品交货数量、价值等相关的报表时数据需要手工加工，准确性低，出具时间长。

发明内容

本发明的目的在于提出一种分布协同装载优化的方法和系统，能够充分掌控和有效均衡资源，从而达到节约企业人力、物力和财力。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种分布协同装载优化的方法，包括以下步骤：

A、运输管理系统按照分组标准、排序标准和能力标准生成最优路线规划运输计划；

B、仓库控制系统按照运输计划分配站台和车辆资源；

C、无线射频系统根据实际装车情况，校正运输计划。

还包括以下步骤：

预约系统管理车辆资源、站台资源和承运商资源时间和状态。

采用贪心算法解决背包问题的方式执行运输计划。

一种分布协同装载优化的系统，包括运输管理系统、仓库控制系统、无线射频系统和PI接口平台，运输管理系统、仓库控制系统和无线射频系统分别与PI接口平台连接，其中，

运输管理系统用于制定运输计划、运费定价、运费核算和承运商结算；

仓库控制系统用于根据运输计划、车辆资源、车辆装载能力、承运商和站台可用性约束逻辑进行分配；

无线射频系统用于根据实际装车情况，校正运输计划；

PI接口平台用于提供运输管理系统与仓库控制系统之间的接口、仓库控制系统与无线射频系统之间的接口。

还包括预约系统，预约系统与PI接口平台连接，预约系统用于管理车辆资源、站台资源和承运商资源时间和状态，PI接口平台还用于提供仓库控制系统与预约系统之间的接口。

采用了本发明的技术方案，装载率提升10％-15％，每年节省油耗量27％，二氧化碳排放量降低12％，平衡运输资源，提高运输资源利用率，提供了完整的运输计划、信息查询、成本结算和统计功能，通过提供各种报表，为各环节的KPI统计提供依据。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中分布协同装载优化的系统的结构示意图。

图2是本发明具体实施方式中分布协同装载优化的流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

图1是本发明具体实施方式中分布协同装载优化的系统的结构示意图。如图1所示，该分布协同装载优化的系统包括运输管理系统(transport management system，TMS)101、仓库控制系统102、无线射频系统103、预约系统104和PI接口平台105。运输管理系统、仓库控制系统、无线射频系统和预约系统分别与PI接口平台连接。

运输管理系统制定运输计划、运费定价、运费核算和承运商结算。

仓库控制系统根据运输计划、车辆资源、车辆装载能力、承运商和站台可用性约束逻辑进行分配。

无线射频系统根据实际装车情况，校正运输计划。

预约系统管理车辆资源、站台资源和承运商资源时间和状态。

PI接口平台用于提供运输管理系统与仓库控制系统之间的接口、仓库控制系统与无线射频系统之间的接口，以及仓库控制系统与预约系统之间的接口。

通过IDOC数据格式相互通讯，同时支持发送方主叫实时及手动发送数据，无线射频系统、预约系统通过web service方式，按照SOA模式进行接口设计与实现。

而且主要应用到一些中、短程局域性物联网技术：

(1)GIS应用。主要按区域、固定路线测算最佳路径及送货门店顺序。

(2)无线RF应用。MOTOROLA的无线RF广泛在配送应用，不仅仅是数据的采集功能，还扩展了校正运输计划的功能。使交货单、运输计划完全匹配。

(3)无线网络应用。配送中心大量安装了无线网络路由器、收发器等网络设备，给终端无线使用提供稳定、安全、便捷的基础条件。

图2是本发明具体实施方式中分布协同装载优化的流程图。如图2所示，分布协同装载优化的流程包括以下步骤：

步骤201、运输管理系统按照分组标准、排序标准和能力标准生成最优路线规划运输计划；

步骤202、仓库控制系统按照运输计划分配站台和车辆资源；

步骤203、预约系统管理车辆资源、站台资源和承运商资源时间和状态。

步骤204、无线射频系统根据实际装车情况，校正运输计划。

其中，分组标准：

使用分组标准，可以指定交货必须共享的数据，以便可以分组到一个装运计划中去。分组标准有路线、装运点、送达方、承运商等78个扩展标准。建立分组后系统将使用该分组，用于将交货分组到装运计划中。例如：设定北京东区的路线为一分组，那么该区域的门店交货信息放入一个装运计划中。

系统逻辑示例：

要将来自不同运送地点的交货分组到不同的装运。这意味着使用运送地点作为分组标准。然而，应允许两个例外：

从运送地点’0001’到’0004’的交货可以分组到一个装运中。

从运送地点’0020’到’0025’的交货也可以分组到一个装运中。

为此，选择运送地点作为标准并在细节屏幕上建立运送地点分组。在本示例中，需要建立如下分组：

1、分组：运送地点’0001’到运送地点’0004’

2、分组：运送地点’0020’到运送地点’0025’

所有其他值分到单独分组中。

如果选择此最后这一选项，将单独处理所有其他运送地点。在本示例中，当处理分组标准时，系统将如下进行：

对于每个交货，系统确定运送地点属于哪个分组。为此，系统将顺序检查所有分组。如果系统找到了一个合适的分组，将结束检查过程。所以如果有两个交叠分组，则第一个分组优先。

如果运送地点不属于任何指定的分组，则为该运送地点分配一个自己的新分组编号。如果已经选择了将所有其他值分到单独分组中，则系统将为每个运送地点创建一个新的(内部)分组编号。然而，如果已经选择了将所有其他值分组到一个分组中去，系统将分配一个通用分组编号给所有不属于任何指定分组的运送地点。

若有省略所有其余值，不考虑交货并且不放到任何装运中去。

系统将分组所有的交货到一个有相同分组编号(遵守“运送地点”标准)的装运中去。既然在本例中，所有从运送地点’0001’到’0004’的交货被分配了相同的分组编号，则将分组它们到一个装运中。

如果已经指定了一个以上的分组标准，这些标准将通过一个AND操作连接起来。这意味着必须满足所有的分组标准。

示例：

已经指定了运送地点和路线作为分组标准。结果，装运将只包括那些有相同运送地点和相同路线的交货。当然，也可以为这些标准的每个标准建立分组。

排序标准：

通过指定排序标准，可以以特定排序分配到一个装运计划的交货。通过建立分组，可以定义相当复杂的交货顺序。例如，使用送达方(门店)作为排序标准，您可能要列出所有有一个以6开头的门店的交货，然后是所有以3开头的门店的交货，然后是那些以7开头的，然后是以4开头的，等等。

能力标准：

通过指定每个装运的最大限度，可以考虑能力标准，包括重量、体积、交货数量。

例如，如果已经指定最大重量为30吨，系统将如下处理：

基于先前指定的分组标准，系统已经分组交货到装运中。系统也已经以(或多或少)特定的顺序排序了交货。对于每个装运，系统将现在检查是否超过了最大重量。如果情况是这样，则需要拆分装运。

为此，系统在一个按部就班的基础上将一个装运中的所有交货的重量相加起来。如果一个交货导致超出最大重量，则将忽略此交货。

一个装运中忽略的装运将分组到一个新装运中去。然而，仍然为此新装运执行最大重量检查。

如果已经在最大重量的基础上又指定了一个最大容积或最大数量的交货，系统将在上述的每一步中检查所有指定的标准，如果其中的一个标准没有满足，则忽略相应的交货(如果超过了交货的最大数量，系统将直接创建一个新的装运凭证)。

如果已经指定了“重量”、“体积”或“交货数量”的最小值，则一个装运只有在不低于这些最小值的情况下才构成装运。通过这种方法，可以确保有效使用已创建的装运。所有没有处理的交货因此对于新的计划运行是可用的，既然它们不再任何装运中。在此新的运行中，可以因而定义其他集合标准。

注意：如果已经指定了一个最大重量，系统将自动按照重量(以降序)排序交货，帮助确保以最大能力使用装运(然而，系统不执行优化)。交货的原始排序标准将不会受到影响，因为重量只作为一个内部排序标准加入。同样结果适用于最大体积。

系统算法逻辑：

考虑装车的复杂性，为了达到提升性能因素，计划执行采用贪心算法解决背包问题的思路。不从整体最优上加以考虑，得出的仅是在某种意义上的局部最优解，或者是整体最优解的近似解。在考虑到配送业务量很大，算法必须及时高效。按照分组标准，重量、体积等能力标准来计算分配交货单对应到运输计划。

具体算法解析如下：

N种商品和一辆载重为M的货车。已知第I种商品的重量为WI，其体积为PI，要求计算出结果使得装入货车中的商品最多。即∑PI最大，约束条件是装入的商品总重量不超过货车装载量：∑WI≤M。系统将交货单中的每种商品重量、体积按交货单进行汇总，然后按交货单的重量从小到大排序。将交货单信息放入数组集合，数组集合作为贪心目标函数的入参传入，经过一系列排列、组合、迭代逻辑判断等运算。得出哪些符合分组标准的交货单小于货车装载量可以放入一个运输计划中，哪些交货单大于了货车装载量而应放入新的装运计划，即使放入新的装运计划也是要执行相同的函数逻辑。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种分布协同装载优化的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、运输管理系统按照分组标准、排序标准和能力标准生成最优路线规划运输计划；

B、仓库控制系统按照运输计划分配站台和车辆资源；

C、无线射频系统根据实际装车情况，校正运输计划。

2.根据权利要求1所述的一种分布协同装载优化的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

预约系统管理车辆资源、站台资源和承运商资源时间和状态。

3.根据权利要求1所述的一种分布协同装载优化的方法，其特征在于，采用贪心算法解决背包问题的方式执行运输计划。

4.一种分布协同装载优化的系统，其特征在于，包括运输管理系统、仓库控制系统、无线射频系统和PI接口平台，运输管理系统、仓库控制系统和无线射频系统分别与PI接口平台连接，其中，

运输管理系统用于制定运输计划、运费定价、运费核算和承运商结算；

仓库控制系统用于根据运输计划、车辆资源、车辆装载能力、承运商和站台可用性约束逻辑进行分配；

无线射频系统用于根据实际装车情况，校正运输计划；

PI接口平台用于提供运输管理系统与仓库控制系统之间的接口、仓库控制系统与无线射频系统之间的接口。

5.一种分布协同装载优化的系统，其特征在于，还包括预约系统，预约系统与PI接口平台连接，预约系统用于管理车辆资源、站台资源和承运商资源时间和状态，PI接口平台还用于提供仓库控制系统与预约系统之间的接口。

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