Este guia descreve loadDemands
e loadLimits
e como eles se relacionam
entre si.
Como mencionado em Restrições da janela de tempo de retirada e entrega, a
mensagem OptimizeToursRequest
(REST, gRPC) contém diversas
propriedades que especificam restrições no problema que está sendo otimizado. Várias
propriedades OptimizeToursRequest
representam restrições de carga.
Veículos e remessas têm propriedades físicas que precisam ser consideradas ao planejar uma rota.
- Veículos: a propriedade
loadLimits
especifica a carga máxima que o veículo pode processar. Consulte a documentação da mensagemVehicle
(REST, gRPC). - Envios: a propriedade
loadDemands
especifica a quantidade de carga que uma determinada envio consome. Consulte a documentação da mensagemShipment
(REST, gRPC).
Juntas, essas duas restrições permitem que o otimizador atribua adequadamente remessas a veículos de uma maneira que corresponda melhor à capacidade da frota e às demandas de remessa.
Este documento aborda loadLimits
e loadDemands
em detalhes.
Demandas e limites de carga: tipos
Você expressa cada demanda de carga e restrição de limite em termos de um tipo.
Você pode fornecer seu próprio conjunto de tipos de carregamento, como nos exemplos a seguir:
- weight
- volume
- medidas lineares
- nomes de itens ou equipamentos que estão sendo transportados
Neste guia, usamos weightKg
como um tipo de exemplo.
Shipment.loadDemands
e Vehicle.loadLimits
usam o tipo map
de buffers de protocolo, com chaves string
que representam os tipos de carga.
Os valores Shipment.loadDemands
usam a mensagem Load
(REST, gRPC).
A mensagem Load
tem uma única propriedade amount
que representa a capacidade
necessária para concluir o envio no tipo especificado.
Os valores Vehicle.loadLimits
usam a mensagem LoadLimit
(REST,
gRPC). A mensagem LoadLimit
tem várias propriedades, com maxLoad
representando a capacidade máxima de carga do veículo no tipo especificado.
O loadDemands
de uma remessa consome o loadLimits
do veículo atribuído somente se
os dois tiverem chaves de tipo de carga correspondentes. Por exemplo, uma remessa com
loadDemands
de:
"loadDemands": {
"weightKg": {
"amount": 50
}
}
requer 50 unidades de carregamento no tipo weightKg
para que o envio seja
concluído. Um veículo com loadLimits
de:
"loadLimits": {
"weightKg": {
"maxLoad": 100
}
}
pode conseguir concluir o envio, já que o maxLoad
do veículo no tipo weightKg
é maior ou igual ao loadDemands
do envio no tipo weightKg
. No entanto, um veículo com loadLimits
de:
"loadLimits": {
"equipmentRackStorage": {
"maxLoad": 10
}
}
tem implicitamente uma capacidade weightKg
ilimitada devido à ausência de um limite de carga weightKg
, de modo que o veículo não é limitado pela demanda de peso da remessa.
Transferência de carga entre remessas e veículos
À medida que as remessas são coletadas e entregues por veículos, o loadDemand
é transferido entre ela e o veículo. É possível conferir os carregamentos do veículo na entrada de mensagens OptimizeToursResponse
(REST, gRPC)routes.transitions
de um determinado veículo. A sequência é a seguinte:
- A capacidade de carga necessária é definida para a remessa como um
loadDemand
. - A remessa é retirada pelo veículo atribuído, e o
vehicleLoads
aumenta de acordo com o valor deloadDemand
da remessa. Essa transferência é representada porvisits.loadDemands
positivo na mensagem de resposta. - O veículo entrega a remessa, e o
vehicleLoads
diminui na quantidade deloadDemand
da remessa entregue. Essa transferência é representada porvisits.loadDemands
negativa na mensagem de resposta.
O vehicleLoads
de um veículo não pode exceder o loadLimits
especificado em nenhum ponto do trajeto.
Um exemplo completo com demandas e limites de carga
Confira um exemplo de solicitação com demandas e limites de carga
{ "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 } } } ] } }
O exemplo de solicitação contém vários parâmetros relacionados à carga:
shipments[0]
tem uma demanda de carga de 50weightKg
.shipments[1]
tem uma demanda de carga de 10weightKg
.shipments[2]
tem uma demanda de carga de 80weightKg
.vehicles[0]
tem um limite de carregamento de 100weightKg
.
Veja uma resposta à solicitação com demandas e limites de carga
{ "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 } } }
As restrições de carregamento adicionadas afetam a ordem de visits
:
shipment[0]
foi retiradoshipment[1]
foi retiradoshipment[0]
foi entregueshipment[1]
foi entregueshipment[2]
foi retiradoshipment[2]
foi entregue
Este pedido reflete que três remessas não podem ser concluídas pelo veículo ao
mesmo tempo porque o loadDemands
total excede o loadLimits
do veículo.
Cada entrada visits
inclui a mudança na carga do veículo resultante da conclusão do Visit
. Os valores de carga positivos representam o carregamento da remessa, enquanto os valores negativos representam o descarregamento da remessa.
Cada entrada de transitions
inclui a carga total de veículos durante o
Transition
. transitions[2]
, por exemplo, tem uma carga weightKg
de 60, representando as cargas combinadas de shipment[0]
e shipment[1]
.
Os objetos de métrica routes[0].metrics
e metrics.aggregatedRouteMetrics
incluem uma propriedade maxLoads
. O valor do tipo weightKg
é 80, que representa a parte do trajeto do veículo que transportou shipments[2]
para o local de entrega.
Restrições de limite de carga flexível
Assim como nos períodos descritos em Restrições das janelas de tempo de retirada e
entrega, as restrições de limite de carga têm variantes rígidas e flexíveis. A propriedade maxLoad
da mensagem LoadLimit
expressa uma restrição rígida: o veículo nunca pode transportar carga que exceda o valor de maxLoad
no tipo especificado. As propriedades softMaxLoad
e costPerUnitAboveSoftMax
expressam uma restrição
flexível, e cada unidade que exceder softMaxLoad
incorre em um
custo de costPerUnitAboveSoftMax
.
As restrições de limite de carga flexível têm vários usos, como:
- equilibrar remessas com mais veículos do que o número mínimo necessário quando for econômico
- Expressar a preferência do motorista pelo número de itens que podem retirar e entregar confortavelmente em um determinado trajeto.
- carregando veículos abaixo da capacidade física máxima para limitar o desgaste e reduzir os custos de manutenção
As restrições de limites de carregamentos rígidos e flexíveis podem ser usadas juntas. Por exemplo, um limite de carga rígida pode expressar o peso máximo de carga que um veículo pode transportar com segurança ou o número máximo de itens que cabem no veículo por vez, enquanto um limite de carga flexível pode ser o peso ou o número máximo de itens que exigiriam a capacidade do motorista de colocar tudo no veículo.