「全局最優(yōu)」背后:智能排線如何用算法破解“效率天花板”

「全局最優(yōu)」背后:智能排線如何用算法破解“效率天花板”

#Q1物流企業(yè)為什么需要從“人腦排線”轉(zhuǎn)向“智能排線”?

傳統(tǒng)排線的缺陷遠(yuǎn)不止“依賴人工經(jīng)驗(yàn)”,其本質(zhì)是缺乏對(duì)復(fù)雜約束的量化能力與動(dòng)態(tài)響應(yīng)機(jī)制,難以應(yīng)對(duì)規(guī)?;c復(fù)雜化的雙重挑戰(zhàn):

1.效率瓶頸:訂單、庫存、車輛數(shù)據(jù)分散在ERP、TMS等多個(gè)系統(tǒng),盡管部分企業(yè)已有部署,但因數(shù)據(jù)分散易存在數(shù)據(jù)孤島情況,數(shù)據(jù)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),排單時(shí)仍需要人工排查梳理,效率低且易出錯(cuò);

2.局部最優(yōu)陷阱:面對(duì)大規(guī)模訂單,人工無法窮舉所有組合,僅能基于有限變量做局部優(yōu)化,難以全局考量庫存、路線、車型等數(shù)十個(gè)變量,且依賴調(diào)度人員對(duì)班線的熟悉程度,易導(dǎo)致“拆單混亂”“空駛率高”,致使資源浪費(fèi);

3.可擴(kuò)展性差:傳統(tǒng)排線高度依賴人工經(jīng)驗(yàn),但人工經(jīng)驗(yàn)難以提煉為可量化規(guī)則,單個(gè)成熟排單邏輯無法快速復(fù)制至新業(yè)務(wù)、新線路。每拓展一次新場景,需重新經(jīng)歷數(shù)周試錯(cuò)周期,規(guī)?;时粐?yán)重制約。

智能排線不是簡單的工具替代,而是將“人腦經(jīng)驗(yàn)”升級(jí)為“企業(yè)數(shù)字資產(chǎn)”,將人工經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為可量化、可迭代的規(guī)則,破解“效率天花板”與“成本黑洞”的雙重困局,具備應(yīng)對(duì)新場景的可擴(kuò)展性,實(shí)現(xiàn)持續(xù)最優(yōu)。

1.效率與資源的最優(yōu)配置:

業(yè)務(wù)流程優(yōu)化:整合多系統(tǒng)數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)生成排單方案,減少人工干預(yù),提升排單效率

資源利用率最大化:通過動(dòng)態(tài)平衡車輛載重、路線密度、客戶時(shí)效,提升車輛滿載率

2.動(dòng)態(tài)響應(yīng)與敏捷性躍遷

系統(tǒng)秒級(jí)響應(yīng)并生成新方案,客戶履約準(zhǔn)時(shí)率直線提升

3.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)長期價(jià)值:

人腦經(jīng)驗(yàn)量化,實(shí)現(xiàn)長期價(jià)值沉淀

#Q2智能排線如何基于兩種不同的業(yè)務(wù)模式實(shí)現(xiàn)“雙輪驅(qū)動(dòng)”?

智能排線具備兩個(gè)核心使用場景,其一是多車多訂單情況下,如何對(duì)海量訂單做全局最優(yōu)分配;其二是一車多卸的精細(xì)化路徑規(guī)劃,這兩種場景都需要差異化算法設(shè)計(jì):

1.多車多訂單的全局最優(yōu)分配

適用場景:訂單量較大,需將多個(gè)訂單拆解后分配至多輛車,大幅降低車輛空駛率

可實(shí)現(xiàn):1.同時(shí)考慮車輛載重、庫齡、客戶分級(jí)等70+約束,實(shí)現(xiàn)全局優(yōu)化

2.基于在線優(yōu)化實(shí)現(xiàn)2分鐘內(nèi)方案刷新,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)插單

2.一車多卸的精細(xì)化路徑規(guī)劃

適用場景:單輛貨車需配送多個(gè)卸貨點(diǎn),優(yōu)化路線順序與裝載策略,縮短單趟配送時(shí)長。

可實(shí)現(xiàn):解決站點(diǎn)配送次序問題,用戶可動(dòng)態(tài)平衡車輛載重、路線密度、客戶時(shí)效,支持“裝貨連續(xù)、卸貨分散”等復(fù)雜裝卸策略,優(yōu)化多裝多卸路線

#Q3智能排線如何在不同行業(yè)的復(fù)雜物流場景中實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)適配?

1.從業(yè)務(wù)方面來說:

基本上所有的物流場景,都能抽象成 :什么【車輛/型】以什么【次序】在什么【時(shí)間】到達(dá)哪個(gè)【站點(diǎn)】完成什么動(dòng)作【裝/卸】什么【貨物類型】多少【貨量】停留多長【時(shí)間】是否考慮【返程】的問題。

2.從運(yùn)籌優(yōu)化(解決方案)視角上來說:

以上問題可以用目標(biāo)函數(shù)+約束項(xiàng)進(jìn)行定義。

整體的目標(biāo)函數(shù),可以看作是不同方向上懲罰函數(shù)的組合。站點(diǎn)未配送的懲罰,選擇不同路徑的懲罰,車輛不均衡的懲罰,未達(dá)到最低限制的懲罰等。對(duì)懲罰值的靈活配置,可求解出符合期望的路線。

客戶的硬性要求使用約束項(xiàng)控制。像車輛上的容量(體積、重量、貨箱數(shù))、最大運(yùn)行里程/時(shí)間、區(qū)域限制、最大拼點(diǎn)、裝載的貨物類型等;門店上的時(shí)間窗口、車型要求、配送次序等;倉庫上的垛口等。

我們只需要解決上面描述的問題,基本就解決了物流場景中的大多數(shù)問題。然而對(duì)于不同行業(yè)、甚至不同客戶都有自己個(gè)性化的場景。對(duì)于個(gè)性化的場景,我們會(huì)根據(jù)具體的場景增加約束或者修改目標(biāo)函數(shù),再使用前置或者后置算法使其可以用標(biāo)準(zhǔn)的算法解決。

「全局最優(yōu)」背后:智能排線如何用算法破解“效率天花板”

以下為某快消和藥品企業(yè)的具體案例:

1.某快消物流企業(yè):

復(fù)雜場景:

人工調(diào)度模式對(duì)人的依賴性強(qiáng)且存在誤差,當(dāng)貨量大,門店多時(shí),排線時(shí)間周期長,難以100%合理安排裝載的貨物;

原有調(diào)度模式無法適應(yīng)門店擴(kuò)張速度,其貨主穩(wěn)定保持每年新增數(shù)千家門店的增長速度,原有人工排線調(diào)度模式無法保證排線效率,且整個(gè)區(qū)域線路較固定,新增門店重新排線需1-2個(gè)月,人工和時(shí)間成本高;

原有調(diào)度模式不足以支撐體系外業(yè)務(wù),該物流企業(yè)同時(shí)為快消、餐飲、電商等企業(yè)提供倉儲(chǔ)、分揀、城市配送及省際干線等服務(wù),原有調(diào)度模式不足以支撐體系外業(yè)務(wù);

部分人員弄虛作假導(dǎo)致成本問題,原先的人工調(diào)度計(jì)劃線路固定,但司機(jī)運(yùn)費(fèi)按里程計(jì)算,部分司機(jī)弄虛作假,故意繞路增加費(fèi)用,導(dǎo)致公司財(cái)務(wù)成本增加。

解決方案:

G7易流以獨(dú)有的GIS時(shí)空算法+大數(shù)據(jù)技術(shù)+人工智能為技術(shù)核心,通過智能調(diào)度+訂單排線,設(shè)置車型、門店等約束條件,以及降低里程、縮短配送時(shí)間、降低配送費(fèi)等優(yōu)化目標(biāo),智能系統(tǒng)接收訂單、貨量、品類、車輛、倉庫、門店等數(shù)據(jù)后同時(shí)訪問百度、高德等地圖獲取貨車地圖、路況數(shù)據(jù)、軌跡經(jīng)驗(yàn)線路等,結(jié)合大數(shù)據(jù)及算法分析智能生成配送計(jì)劃。

客戶效益:

降低運(yùn)輸成本:平臺(tái)上線后僅一周,總里程降低約14%,滿載率提升11%,總車次減少約10%;

提高調(diào)度效率:此前人工排線耗時(shí)至少1小時(shí),基于智能排線方案可實(shí)現(xiàn)1分鐘給出完整配送方案,整個(gè)流程從依賴人的干預(yù)向依賴流程、算法、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變。

2.某農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸企業(yè)

現(xiàn)狀:

多級(jí)運(yùn)輸,調(diào)度復(fù)雜:該企業(yè)運(yùn)輸業(yè)務(wù)分為干線運(yùn)輸、支線運(yùn)輸和配送運(yùn)輸,擁有20個(gè)產(chǎn)地倉,5個(gè)前置倉,年趟次量超過15000次,多裝多卸需求旺盛。

人工操作效率較低:業(yè)務(wù)員每天需要從產(chǎn)業(yè)鏈系統(tǒng)拉取的實(shí)時(shí)庫存和實(shí)時(shí)銷售訂單進(jìn)行智能排單管理(庫存匹配),確認(rèn)發(fā)貨倉(單倉發(fā)貨/多倉發(fā)貨),鎖定銷售訂單對(duì)應(yīng)的發(fā)貨倉庫、庫齡和發(fā)貨量,并推薦運(yùn)輸車型,再由承運(yùn)商進(jìn)行車牌號(hào)上報(bào)。

解決方案:

將業(yè)務(wù)拆分,第一部分為庫存匹配,第二部分為推薦車輛并排線。庫存匹配中會(huì)考慮先進(jìn)先出(庫存)、先報(bào)先發(fā)(訂單)、近距離優(yōu)先、緊急客戶、vip客戶優(yōu)先的原則。在滿足硬性約束的基礎(chǔ)上以優(yōu)先級(jí)之和為目標(biāo),建立整數(shù)規(guī)劃模型求得最優(yōu)解。分配完庫存之后,業(yè)務(wù)員確認(rèn)分配結(jié)果,確認(rèn)完成之后進(jìn)行智能排線,應(yīng)用智能調(diào)度程序,以總路線里程最短為目標(biāo)進(jìn)行求解。

智能排單數(shù)據(jù)流梳理

G7易流成熟的智能排單產(chǎn)品,可將客戶真實(shí)業(yè)務(wù)場景進(jìn)行算法建模,再結(jié)合云計(jì)算的無限可擴(kuò)展的算力,將能極大解決該企業(yè)的排單難題。在客戶需求基礎(chǔ)上,我們?yōu)樵撈髽I(yè)梳理出了智能排單數(shù)據(jù)流,提高物流效率:

「全局最優(yōu)」背后:智能排線如何用算法破解“效率天花板”

從傳統(tǒng)人工排線的效率瓶頸到智能排線的場景適配升級(jí),我們已看到技術(shù)革新的必要性與行業(yè)實(shí)踐的多樣性。下篇我們將深入智能排線的核心技術(shù)架構(gòu)、落地實(shí)施路徑及客戶價(jià)值創(chuàng)造,揭秘算法模型如何揭開物流調(diào)度“全局最優(yōu)”的神秘面紗,敬請(qǐng)期待!

最后,特別致謝趙凡、趙鑫、蘇曉楠三位技術(shù)同學(xué),感謝他們?cè)诩夹g(shù)支持與資料共享上的傾囊相助,為本文提供了專業(yè)且扎實(shí)的技術(shù)根基!

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