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ANALISI E SVILUPPO DI UN ALGORITMO DI PIANIFICAZIONE ORDINI DI UNA DITTA DI TRASPORTO CONTAINER SU CAMION

T E S I D I L A U R E A M A G I S T R A L E

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTEDIPARTIMENTO DI INGEGNERIA E ARCHITETTURA

ANNO ACCADEMICO 2015 - 2016

Laureando:Marco Furlanetto

Relatore:Prof.essa Maria Pia FantiCorrelatori:Prof. Walter UkovichDott. Massimiliano Nolich

CORSO DI STUDI IN INGEGNERIA INFORMATICA

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Sviluppo1. Il trasporto merci

2. Analisi del problema

3. Euristica proposta

4. Risultati ottenuti

5. Conclusioni

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Il trasporto merci•Svolto principalmente da compagnie di navigazione

•Unità base trasporto: container

•Impiego nel mondo dei trasporti grazie a Malcolm McLean (1956)

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Intermodalità•Scambio trasporto marittimo - terrestre → terminal portuale

•Scambio trasporto ferroviario - su strada → terminal interportuale

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Porto di Trieste Verona Quadrante Europa


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Analisi•Gestione spostamenti camion container da e verso terminal

•Assegnazione viaggio-autista a cura del pianificatore• Pianificazioni realizzate considerando solo ordini previsti per il

giorno dopo

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Tipologie viaggio•A dove prelevare il contenitore (porto o interporto)

•B dove caricare/scaricare la merce

•C dove depositare il contenitore (porto o interporto)

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Tipologie viaggioIMPORT EXPORT

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A

B

C

Prelievo container pieno

Scarico merce

Deposito container vuoto

A

B

C

Prelievo container vuoto

Carico merce

Deposito container pieno


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Tipologie viaggioROUNDTRIP

Punto A ≡ Punto C

ONEWAY

Punto A ≠ Punto C

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A

B

CB

CA


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Formulazione•Normative:• Max 13 ore lavoro/giorno• Max 9 ore guida/giorno (10 per 2 volte/settimana)• Max 4,5 ore guida consecutiva• Pausa 45 minuti o 30 + 15• Riposo notturno 11 ore (9 per 2 volte/settimana)

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Formulazione•Risoluzione sottoinsieme normative

• Riposo notturno (10 ore)

• Autista ≡ camion

•Autista in filiale entro fine settimana

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Euristica•Programmazione dinamica•Simao et al., An Approximate Dynamic Programming Algorithm for Large-Scale Fleet Management (2009)•Shi et al., The dynamic fleet management problem with uncertain demand and customer chosen service level (2014)• Non considerano riposo• Tipologie viaggio differenti

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Euristica•Orizzonte settimanale

•Ottimizzazione noti tutti ordini settimana

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LUNEDÌ MARTEDÌ MERCOLEDÌ GIOVEDÌ VENERDÌ

M P M P M P M P M P


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Struttura

•Generazione flotta camion

•Generazione insieme ordini

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FLOTTA CAMIO

N

INSIEME ORDINI

PIANIFICAZIONEASSEGNAZIONI

CAMION - VIAGGI


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Flotta camion•Definizione su file

• Filiale: Nome

•Autista: Codice, Filiale

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Insieme ordini•Complesso:

• Caratterizzazione ordine

•Algoritmo di generazione

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Caratterizzazione ordine•Punti ABC: Data, Ora, Coordinate

•Import / export

•Roundtrip / oneway

•Proprietario container: MAERSK, MSC, ecc..

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Ordine – scelta città

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ProvinciaNome Codice Latitudine Longitudine

Province e porti/interporti scelti arbitrariamente


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Algoritmo generatore

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OrdineIMPORT;ONEWAY;EVERGREEN;

MARGHERA;BAONE;PD;PADOVA INTERPORTO;

65,6;37,5;103,1;

24/10/2016;14:00;

24/10/2016;17:00;

27/10/2016;19:00;

12,224575;45,463936;

11,689241;45,244537;

11,938891;45,393041

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Visualizzazione•Pagina web (HTML, JavaScript)

•Python

•OpenLayers

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INSIEME ORDINI CONVERSIONE JSON PAGINA WEB


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Visualizzazione•IMPORT → BLU

•EXPORT → ROSSO

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Pianificazione •Definizione stato

•Definizione numero stage

•Programmazione settimanale

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Stato autista•Ora disponibilità

•Posizione attuale

•Ordini assegnati

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AUTISTA

CODICE

FILIALE

POSIZIONE

ORA DISPONIBILITÀ

ASSEGNAZIONI

ASSEGNAZIONI

ORD_1

ORD_2

…

ORD_N


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Ordini fattibili•ORD-1, ORD-2 fattibili quando vale:

•Se ORD-1 termina la sera si aggiunge il riposo

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Catena di ordini•Si definisce catena un insieme di ordini consecutivi fattibili

•Si definisce gruppo un insieme di catene

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GRUPPO


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Assegnazione•Assegnare agli autisti catene più lunghe• ꓯ gruppo:

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GRUPPO

FLOTTAALGORITMO

ASSEGNAZIONE ASSEGNAZIONI


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Algoritmo ungherese•Assegnazione autista - catena ordini → algoritmo ungherese ()

•Matrice : • : posizione attuale autista• : punto A primo ordine catena• : distanza in km

•Output: vettore di dimensione • Assegnazione autista - catena (per )

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MATRICE ALGORITMO UNGHERESE VETTORE


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Problema assegnazione•Numero autisti ≠ numero catene•Matrice ha dimensione •Si definisce (per ):

• valore fittizio

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Risultati•Ordini generati: 200•Flotta:

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FILIALE AUTISTITRIESTE 2PADOVA 1VERONA 1MILANO CERTOSA 1BOLOGNA 1GENOVA 1LA SPEZIA 1LIVORNO 2


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Risultati•La Spezia

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Risultati•Verona

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Risultati•10 esecuzioni con set ordini diversi

•200 ordini/esecuzione

•Media chilometri percorsi• Totali• Container pieno• Container vuoto• Senza container

•Numero ordini eseguiti

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Risultati

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Risultati

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Risultati•Maggioranza viaggi roundtrip

→ prestazioni invariate / peggiorano

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Risultati

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Risultati

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Lavoro svolto•Analisi letteratura sul problema•Generazione ordini•Visualizzazione ordini•Pianificazione•Visualizzazione pianificazione•Analisi dei risultati

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Conclusioni•Tempi elaborazione alti per stage > 4 (almeno 2 ore)

•Set ordini influenza molto pianificazione

• Viaggi roundtrip non migliorano risultati

•Più stage considerati → maggiore copertura geografica

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Sviluppi futuri•Aggiungere

• Dimensioni container

• Tipi merce

• Caratteristiche autista

• Normative

•Differente gestione catene

• Overlap catene

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