Richieste e limiti di carico

Questa guida descrive loadDemands e loadLimits e il loro rapporto tra loro.

Come indicato in Limitazioni relative alla finestra temporale di ritiro e consegna, il messaggioOptimizeToursRequest (REST, gRPC) contiene una serie di proprietà che specificano i limiti del problema da ottimizzare. Diverse proprietà OptimizeToursRequest rappresentano limitazioni di carico.

I veicoli e le spedizioni hanno proprietà fisiche che devono essere prese in considerazione quando si pianifica un itinerario.

  • Veicoli: la proprietà loadLimits specifica il carico massimo che il veicolo può gestire. Consulta la documentazione del messaggio Vehicle (REST, gRPC).
  • Spedizioni: la proprietà loadDemands specifica il carico consumato da una determinata spedizione. Consulta la documentazione del messaggio Shipment (REST, gRPC).

Insieme, questi due vincoli consentono all'ottimizzatore di assegnare in modo appropriato le spedizioni ai veicoli in modo che corrispondano al meglio alla capacità del parco veicoli e alle richieste di spedizione.

Il resto del documento illustra loadLimits e loadDemands in dettaglio.

Carichi e limiti: tipi

Ogni vincolo di limite e domanda di carico viene espresso in termini di tipo.

Puoi fornire il tuo set di tipi di caricamento, come gli esempi riportati di seguito:

  • peso
  • volume
  • misurazioni lineari
  • nomi di articoli o attrezzature trasportati

Questa guida utilizza weightKg come tipo di esempio.

Sia Shipment.loadDemands che Vehicle.loadLimits utilizzano il tipo Protocol Buffers map, con chiavi string che rappresentano i tipi di caricamento.

I valori Shipment.loadDemands utilizzano il messaggio Load (REST, gRPC). Il messaggio Load ha una singola proprietà amount che rappresenta la quantità di capacità necessaria per completare la spedizione nel tipo specificato.

I valori Vehicle.loadLimits utilizzano il messaggio LoadLimit (REST, gRPC). Il messaggio LoadLimit ha diverse proprietà, con maxLoad che rappresenta la capacità di carico massima del veicolo nel tipo specificato.

Il loadDemands di una spedizione consuma il loadLimits del veicolo assegnato solo se i due hanno chiavi di tipo di carico corrispondenti. Ad esempio, una spedizione con loadDemands di:

"loadDemands": {
  "weightKg": {
    "amount": 50
  }
}

per il completamento della spedizione sono necessarie 50 unità di carico del tipo weightKg. Un veicolo con loadLimits di:

"loadLimits": {
  "weightKg": {
    "maxLoad": 100
  }
}

potrebbe essere in grado di completare la spedizione, poiché il valore maxLoad del veicolo nel tipo weightKg è maggiore o uguale al valore loadDemands della spedizione nel tipo weightKg. Tuttavia, un veicolo con loadLimits di:

"loadLimits": {
  "equipmentRackStorage": {
    "maxLoad": 10
  }
}

ha implicitamente una capacità weightKg illimitata a causa dell'assenza di un limite di carico weightKg, pertanto il veicolo non è vincolato dalla domanda di peso della spedizione.

Trasferimento del carico tra spedizioni e veicoli

Quando le spedizioni vengono ritirate e consegnate dai veicoli, il valore loadDemand della spedizione viene trasferito tra la spedizione e il veicolo. Puoi visualizzare i carichi del veicolo nella voce routes.transitions del messaggio OptimizeToursResponse (REST, gRPC) per un determinato veicolo. La sequenza è la seguente:

  1. La capacità di carico richiesta è definita per la spedizione come loadDemand.
  2. La spedizione viene ritirata dal veicolo a cui è assegnata e il vehicleLoads del veicolo aumenta dell'importo del loadDemand della spedizione. Questo trasferimento è rappresentato da visits.loadDemands positivo nel messaggio di risposta.
  3. Il veicolo consegna la spedizione e il relativo vehicleLoads diminuisce dell'importo del loadDemand della spedizione consegnata. Questo trasferimento è rappresentato da visits.loadDemands negativo nel messaggio di risposta.

Il vehicleLoads di un veicolo non può superare il loadLimits specificato in nessun punto del percorso.

Un esempio completo con richieste e limiti di carico

Visualizza un esempio di richiesta con richieste di carico e limiti

{
  "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
          }
        }
      }
    ]
  }
}

La richiesta di esempio contiene diversi parametri relativi al caricamento:

  • shipments[0] ha una richiesta di carico di 50 weightKg.
  • shipments[1] ha una domanda di carico di 10 weightKg.
  • shipments[2] ha una domanda di carico di 80 weightKg.
  • vehicles[0] ha un limite di caricamento di 100 weightKg.

Visualizza una risposta alla richiesta con richieste di carico e limiti

{
  "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
    }
  }
}

I vincoli di caricamento aggiunti influiscono sull'ordine di visits:

  1. shipment[0] viene ritirato
  2. shipment[1] viene ritirato
  3. shipment[0] viene pubblicato
  4. shipment[1] viene pubblicato
  5. shipment[2] viene ritirato
  6. shipment[2] viene pubblicato

Questo ordine indica che il veicolo non può completare tre spedizioni contemporaneamente perché il loro loadDemands totale supera il loadLimits del veicolo.

Ogni voce visits include la variazione del carico del veicolo risultante dal completamento del Visit. I valori di carico positivi rappresentano il caricamento della spedizione, mentre quelli negativi ne rappresentano lo scarico.

Ogni voce transitions include il carico totale del veicolo durante il Transition. Ad esempio, transitions[2] ha un carico weightKg pari a 60, che rappresenta i carichi combinati di shipment[0] e shipment[1].

Gli oggetti metrica routes[0].metrics e metrics.aggregatedRouteMetrics includono una proprietà maxLoads. Il valore per il tipo weightKg è 80 e rappresenta la parte del percorso del veicolo che ha trasportato shipments[2] alla sua destinazione di consegna.

Vincoli di limite di carico soft

Come per le finestre temporali descritte in Vincoli relativi alle finestre temporali di ritiro e consegna, i vincoli relativi al limite di carico hanno varianti rigide e flessibili. La proprietà maxLoad del messaggio LoadLimit esprime un vincolo rigido: il veicolo non deve mai trasportare un carico superiore al valore maxLoad nel tipo specificato. Le proprietà softMaxLoad e costPerUnitAboveSoftMax esprimono un vincolo soft, con ogni unità che supera softMaxLoad che comporta un costo di costPerUnitAboveSoftMax.

I vincoli del limite di carico soft hanno diversi utilizzi, ad esempio:

  • bilanciare le spedizioni su più veicoli rispetto al numero minimo necessario se è conveniente farlo
  • esprimere la preferenza del conducente per il numero di articoli che può ritirare e consegnare comodamente su un determinato percorso
  • caricare i veicoli al di sotto della loro capacità fisica massima per limitare l'usura e ridurre i costi di manutenzione

I vincoli di limite di carico hard e soft possono essere utilizzati insieme. Ad esempio, un limite di carico rigido potrebbe indicare il peso massimo del carico che un veicolo può trasportare in sicurezza o il numero massimo di articoli che possono essere caricati contemporaneamente in un veicolo, mentre un limite di carico flessibile potrebbe essere il peso o il numero massimo di articoli che metterebbero alla prova la capacità del conducente di far stare tutto nel veicolo.