零部件物流MilkRun优化系统实现.docx
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零部件物流MilkRun优化系统实现
第三章零部件物流Milk-Run优化系统实现
3.1基于Arc-GIS软件的milk-run路径可视化
1.建立上海路网GIS原始图
通过建立上海电子地图信息数据库,将数据库导入到ArcMap软件当中,得出以下上海路网GIS原始图,图层当中包括上海的一到六级道路,一级河流,省界
图3-1上海路网GIS
2.选取嘉定西区作为循环路线试验区（如图红绿点为不同的供货商）
通过GIS坐标拾取系统,在坐标系统上获取各个供货商的坐标信息,建立供货商坐标点数据库,将该数据层导入GIS软件当中,显示如下图所示
图3-2嘉定西区供货商坐标点
3.选定了两条循环取货的路线（其中最左下角的红点为总机厂）
路线一:
通过Matlab等算法算出循环取货的最优路线,并利用ArcMap中的图形绘制功能,将最优路线可视化,显示在上海市地理信息系统中,如下图所示
图3-3循环取货路线一
路线二:
图3-4环取货路线二
路线综合:
图3-5循环取货综合路线
3.2基于集装箱大师的装配方案优化
3.2.1以满载率为主要指标装配方案
根据XXXX物流公司技术人员的描述，目前通常采用的是在每条Milk-run路径上所安排的运输车辆无限制的条件下，实现货物全部运输完的目标。
然而在实际运作过程中，由于要考虑运输成本，往往是在有限运输车辆的前提下，以运输车辆的装载率最高作为衡量运输成本的重要标志。
XXXX物流公司希望车辆装载率达到85%是比较理想的状态，当然装载率肯定是越高越好。
然而在车辆的实际运营中，发现装载率远远没有达到这样的标准，其原因是多方面的。
其中最重要的原因在于汽车的零部件众多，一家供应商提供的零部件产品也是多种类的，零部件的包装尺寸也不尽相同。
这家供应商所供应的零部件就达到了27种，而每种零件的包装尺寸是不同的。
因此运输卡车在其Milk-run路径上实施循环取货时，在哪些供应商中对哪些零部件进行装箱操作能够满足运输卡车的配载实现最大装载率的要求。
为解决以上问题，利用集装箱大师软件，将这些问题综合在一起进行考虑，以提供比较科学完备的决策支持。
表：
某供应商提供的零部件种类及包装尺寸
零件标识
供应商代码
包装长（mm）
包装宽（mm）
包装高（mm）
装箱数/包装
1
10000
1280
900
685
150
2
10000
1280
900
685
300
3
10000
1280
900
685
400
4
10000
1280
900
685
300
5
10000
1280
900
685
300
6
10000
1280
900
685
400
7
10000
1280
900
685
300
8
10000
1280
900
685
300
9
10000
1280
900
685
300
10
10000
1280
900
685
360
11
10000
1280
900
685
1200
12
10000
1280
900
685
720
13
10000
1280
900
685
400
14
10000
1280
900
685
200
15
10000
1280
900
685
50
16
10000
1280
900
685
100
17
10000
1280
900
685
50
18
10000
1280
900
685
100
19
10000
1280
900
685
300
20
10000
1280
900
685
50
21
10000
1280
900
685
300
22
10000
1280
900
685
300
23
10000
1280
900
685
200
24
10000
1280
900
685
300
25
10000
1280
900
685
300
26
10000
620
430
270
150
27
10000
1280
900
685
500
表3-1零部件信息
利用集装箱大师对汽车零部件的装配进行合理优化，仍然以嘉定西区为例，根据之前已经的得出的不同路径，分别对每条路径上需要装载的汽车零部件种类以及数量进行统计。
并将其具体尺寸等数据输入集装箱大师软件，得出以下若干装配方案。
选用不同的集装箱会得出不同的满载率，结合实际情况选择较优方案。
3.2.2Loadmaster集装箱大师介绍
LoadMaster装箱大师集装箱软件致力于为客户提供高度优化的集装箱装箱方案，帮助客户降低货物运输环节的费用。
适用于计算货柜装柜、集装箱拼箱、卡车装箱、火车装箱、纸箱装箱、托盘装箱。
用户实践证明，经过装箱大师集装箱装箱软件智能优化后的装箱方案，配载率平均可以达到95％以上，使集装箱配载率提高了10%--15%。
集装箱大师装配具有以下几种优点：
（1）、保证货物安全装箱：
支持货物六种摆放方式，设置货物摆放方式的同时可以设置位置优先级别。
（2）、装箱大师集装箱计算软件计算货物装集装箱，实现的是货物在集装箱的堆放位置及方式的最佳组合，保证集装箱空间利用最大化。
（3）不同目的地的货物有集装箱装载的先后要求，利用装箱大师集装箱计算软件，通过装载优先级的设置，实现货物的先装后卸
3.2.3项目装箱方案
第一步：
将excel中供应商公司的零部件集装箱型号导入集装箱大师软件中。
图3-6零部件导入
第二步：
将不同供应商的货物一次装箱的货物数量导入集装箱大师软件中。
不同货物分别用不同的颜色表示。
图3-7颜色区分
第三步：
选择不同的装箱车，进行以满载率为指标的对比分析。
集装箱类型一：
长：
5860，宽：
2320，高：
2350.
图3-8方案一
集装箱利用率为81.60%，可以进一步优化。
集装箱类型二：
长：
5890mm，宽：
2345mm，高：
2400mm。
图3-9方案二
集装箱利用率为85.09%，基本达到要求，可以进一步选择其他类型的集装箱进行装配比较。
集装箱类型三：
长：
5900mm，宽：
2340mm，高：
2350mm。
图3-10方案三
此种类型的集装箱利用率达到88.97%，基本达到了最优化的要求。
XXXX公司可能也会有很多不同类型的集装箱，这样可以利用集装箱大师对不同型号的装箱车进行满载率的对比，选择装箱率高的型号。
3.2.4结合Milk-Run路径的装箱方案优化
综合考虑路径优化以及装配优化,得出最终的milk-run优化方案。
根据每条路径上历经的供应商汇总得出所需运载的货物的种类、数量以及尺寸等信息，并利用集装箱大师软件给出不同的装配方式，以满载率作为重要指标，选择合理的集装箱的大小。
同时得出具体的摆放货物的方式，以供司机参考，使得满载率最高。
Milk-Run优化路线
供应商零部件信息获取
集装箱大师装箱方案
满载率最高的装箱方案
与路线匹配性是否高
否
降低满载率选择新方案
是
确定最优装箱方案
图3-11装箱方案路线图
LoadMaster装箱大师集装箱软件是一款专业计算集装箱装货的集装箱计算软件，装箱大师集装箱计算软件自由设计版主要可以计算货物装集装箱方式以及计算集装箱装载量，还可以计算货物按比例装集装箱，自上市以来备受广大用户朋友的信赖。
由于精力和时间有限，目前本项目是直接采用的此种软件，以后有机会还会自主研发集装箱大师的优化软件插件，克服现有的集装箱大师的一些缺点，高货物装卸的安全和效率。
3.3Milk-Run配送服务评估系统
如何说明决策系统所给出的运输方案是最好的，在实际运营中无法比较。
所以迫切需要建立一个科学、客观的评价体系，来对优化方案进行分析和评价。
不同的驾驶员特性不同，不同型号车辆动力系统各异，因此针对XXXX物流运输公司的驾驶员、供应商、运行车辆，本项目建立了一个评估系统，以提高运输和运行效率，进而提高XXXX物流运输公司的经济效益。
3.3.1评估指标
由于供应链管理是以用户需求为动力，以一体化集成管理为手段，这就要求供应链的成员企业注重合作，形成战略性合作关系。
而供应商的评价则是形成战略性合作的前提，是保障供应链成功运营的基础。
供应链条件下供应商评估过程必须考虑多方面因素，最重要的是访问供应商的零部件信息，集装箱大小等因素。
定期访问供应商，根据变化制定出相应的物流方案。
在循环取货中，起着重要作用的无疑还有驾驶员，驾驶员的一举一动都代表着公司的形象，驾驶员的个人技术水平决定是事故率的大小，所以选择质量水平高的司机有着至关重要的作用。
选拔出合适的司机后，需要进行培训，加强关于供应商的商品知识和服务。
由于车辆动力系统和质量水平各异，选择符合XXXX物流公司进行货物运输要求的车辆同样具有很大的重要性。
以下表格主要介绍供应商、驾驶员、车辆的评估细则。
要素
第1阶段
第2阶段
第3阶段
供应商
供应商信息
定期访问供应商
供应商分析
供应商的物流改善方案
供应商与驾驶员
问候、接待态度
语言、服装
事故（货物、车辆）与违期处理（索赔对策）
小心地装卸货物
供应商问讯访问
通过兼任推销工作驾驶员的揽货。
关于供应商的商品知识与服务。
驾驶员
迟到缺勤对策
消除不平不满
问候、服装
实施标准化作业
定期会议
防止事故教育
车辆、驾驶技术教育
通过小集团自主管理
培养兼任推销职能的驾驶员
单位时间劳动生产率
工资、福利制度
驾驶员与车辆
检查开工情况
洗车、点名
日报的记入与上报
速度图管理
改善单位车辆成本
依靠驾驶员的简单维修
运行效率的测定与管理
单位时间效率的测定与管理
车辆
定期检查和整改
实施事前修理
把握和管理分车型费用
把握和管理分车型损益
研究车辆的合理化
车型结构与替换规划
表3-2评估细则
3.3.2评估数据采样
根据以上标准可以对需要评估的对象进行数据采样，在运输司机进行循环取货时，可以对每一个循环回路上的车辆运送的时间、装载率、事故率等因素进行采样分析。
然后将采集到的每个循环回路上的运输时间和装载率进行概率分布的分析，有助于主机厂的高效率装配方案的制定。
指标
内容
①运行效率
出勤率
装载率
实车率
运行效率
运行效率=出勤率×装载率×实车率
将这些指标与平均值或者行业标准相比较，对于所管理的车辆，针对货物的装载情况、实车比例等进行检查，作为设立标准的基础。
②运输效率
单位时间运量
每次运量
每天运量
每运行公里运量
对于各台车辆运输量，根据时间、运行次数、运行公里进行测定，判断各台车辆运输量是否合理，作为配车计划的基准设定的基础数据。
③有效工作
劳动时间
实作业时间
运行时间
在关于时间效率的分析中，可能对于联系直接效益的有效运行率的测定与驾驶员管理，发挥指导作用的标准时间给出适当的指示。
④车辆运行
实勤天数
在对于运行效率影响因素之一的车辆运行分析中，研究运行效率低的原因，确定改善方案，同时通过设定运行率标准，用于乘务员、配车管理等。
休车天数
乘务员休息
车检-修理
没有货物、其他
表3-3评估采样
为了方便获取驾驶员在每个循环回路的时间，本项目自主开发了基于手机端的系统。
详细见第四章。
3.4XXXX物流零部件配送的InformationSharingSystem
汽车物流信息技术匮乏在信息数据处理与共享方面，由于信息系统的不够完善，库存管理成本升高。
目前许多生产厂的库房仍采用人工信息管理的方式，这不仅意味着较高的人工成本，同时信息的实时性差、供应链流程时间过长，成为中国汽车物流成本居高不下的一个重要原因。
因此，我们设计了服务于XXXX零部件配送的ISS系统，添加了上述的路径可视化，装配方案的优化，评估系统，紧急系统，以及订单的管理，同时进行了整合，以XXXX实例出发，以周到简便为旨。
正常情况下主机厂调度
主机厂
配送司机
供应商
数据库存储，visualstudio展示
基础数据
GIS系统
集装箱大师
实时信息查询
XXXX物流汽车零部件配送
紧急情况下主机厂调度
主机厂技术人员
司机供应商信息反馈
技术小组算法研究，公司高层开会
紧急调度指令下达：
（1）调整路线，避开异常情况（大雾时段、造桥、阻塞路段等）；
（2）调整路线，提前出发，将差异时间计算在内；（3）命令就近路线司机进行紧急援救；（4）申请供应商自运，或利用外部车辆（如租赁出租车）进行运输
XXXX物流零部件配送InformationSharingSystem
信息的分享和反馈
3.4.1ISS系统框架和技术路线
3.4.2ISS日常配送子系统
图3-12ISS系统框架图
这是一款基于visualstudio并且结合SQL数据库、GIS地理信息系统以及相关算法、集装箱相关软件、实时路况与天气查询、实时信息反馈的一款综合性的，全面的信息共享程序。
如图是这个system中的SQL数据库的一些信息的导入和创建
图3-13数据库数据导入与创建
ISS系统既解决的主机厂与供应商之间的协调关系，同时也解决了主机厂和配送司机之间的联系困难的问题。
主机厂，供应商，配送司机的所有信息都可以在这个程序上共享，同时相互之间的特殊情况也可以及时的让对方知道，这样就可以高效率的解决零部件配送过程中间的一些问题，从而使相应的运输成本得到减少，安全性提高，配送效率也会大大的加强。
模块一：
登陆模块
图3-14登陆界面
这是XXXX物流零部件配送的InformationSharingSystem的登陆界面。
整个登陆界面简单、明了。
一共分为两个身份的登陆，一种身份是XXXX零部件主机厂的登陆，其中有两类人：
XXXX物流主机厂技术人员、XXXX物流主机厂配送司机；另外一种身份是各个供应厂商，每个供应商都有自己相应的密码。
XXXX物流技术人员主要负责在程序上发布一些实时信息，司机与供应商可以及时的了解到；同时技术人员又负责了解司机与供应商的反馈信息，然后通过与公司高层的讨论，设专家小组能够尽快的解决问题，在system中发布，这样配送司机和供应商可以及时采取相应的措施。
司机登陆程序，可以查询修改自己的详细信息如手机号、货车编号；可以了解零线其他司机的信息求的帮助；可以查询到自己配送路径与装车方案，当然也可以自己反馈路况信息等。
供应厂商登陆，则主要了解主机厂的零部件数量要求，最大程度上满足JIT生产，减少物流运输中的仓储成本，实现效率的提高，在了解需求进行生产的同时，供应商也可以修改自己的零件信息。
当然，供应商同时能够向主机厂反馈一些特殊情况，使得主机厂与供应商能够最快速的找到解决方法。
模块二：
主机厂登陆界面
图3-15主机厂登陆界面
这是XXXX物流主机厂的登陆界面。
这个界面使得主机厂技术人员和配送司机能够非常清晰的了解到所有配送厂商的信息和所有零部件的信息。
与此同时，这个程序还链接了上海实时路况信息滚动发布和天气发布，以便于技术人员和司机做好相应的准备工作，减少运输过程中不必要的一些麻烦。
此中的紧急情况在稍后会了解到。
模块三：
配送司机的登陆界面
图3-16配送司机登陆界面
图3-17GIS路径图
图3-18实际装箱图
这是运输配送司机的登陆界面。
一是可以修改自己的个人详细信息，二是可以了解自己这个阶段的配送任务：
包括使用的车型，配送的详细路径，总路程和时间要求，这样的任务发布方式可以使司机更好的完成配送任务，提高效率。
其中软件的一大亮点就是司机的及时路况信息的反馈，由于运输配送过程中会发生很多不确定的因素如（1、杰必机电至安亭物流总厂路段修路2、路段有活动举行30分钟）司机如果遇到这样的情况可以及时的反映给主机厂，这样主机厂技术人员既可以在收到反馈之后很快的做出新的调度方案，司机就可以尽量少浪费时间，减少运输中的成本；同样可以得到一个很多司机的反馈信息总览，让所有司机得到体醒，自己可以做出相应的一些微小的调整，这样的方式十分贴合实际，而且问题也得到了处理。
下面两张图分别为，数据库结合GIS系统所得到的实际配送路径的路网图，和数据库结合集装箱优化大师所得到的详细的集装箱装配方案。
其中GIS系统又以蚂蚁算法为基础，得到了此司机的最优化路径选择，是MILK-RUN使零部件的正常运输成本、零部件运输过多可能造成的仓储成本和零部件运输过少可能造成的生产线停产成本三者之和达到最小，求得它的最优解的目标得到了很好的实现。
集装箱大师优化的配载方案有好几个，系统自动选择体积利用率最高的方案，当然如果有什么特殊的实际情况，司机可以根据其他方案进行一些细微的调整。
模块四：
供应商登陆界面
图3-19供应商登陆界面
这是供应商登陆的界面。
相应的供应商登陆，只能查询到自己公司的信息。
如图是上海尚翔汽车胶管有限公司登陆进来，就会显示上海尚翔汽车胶管有限公司您好的提示，所以只能查询到自己公司的零部件信息。
我们还在程序中设置了按照零件号查询检索的功能。
在业务编辑板块供应商可以修改自己公司的零部件信息，以及相应的装箱数和装车量，以便于主机厂技术人员进行集装箱装配方案的确定。
与司机反映情况一致，供应商也可以反馈一些特殊情况下的信息，如（1、零件号为180121051的零件冷却水软管由于特殊原因下午3点至5点不能提供2、生产线待修，所有零件提供晚一个小时）以便于主机厂的算法实现。
3.4.3Milk-Run配送服务评估子系统
模块一：
定位方式与开发环境
评估子系统中的定位功能使用了GPS以及network定位技术，可以精确到以米为单位的地理位置，在绝大多数智能手机或者车载端上都具备硬件条件。
定位时程序会在两种定位技术中选择误差较小的数据记录，使用户在遮蔽物内一般也能取得定位数据。
开发环境：
JDK版本：
jdk1.7.0_13Eclipse版本：
Java_Juno_SR2——客户端；JavaEE_juno_SR2——服务器。
（4.2）AndroidSDK版本：
Android2.3.3-4.0.3服务器版本:
apache-tomcat-7.0.37
模块二：
关于司机或车辆的评估系统展示
这是配送服务的评估子系统的界面，XXXX公司只需选择已经通过算法选择的配送路径，每点击一次计算，即从相应的司机中获得他的此次配送时间的采样，并加以记录。
最终可以根据存放在数据库中的配送时间，即可以输出相应配送路径的时间曲线，从而可以评估出较好的司机或者车辆。
3.4.4ISS紧急配送的应急方案子系统
模块一：
异常配送紧急调度界面
图3-22紧急情况调度界面
这是介于system2中的紧急情况调度上的界面。
这边可以综合配送司机与供应商反馈的信息进行总览，方便技术人员应对突发情况的线路总体的优化，同时也能给司机和供应商了解到这些突发信息，这是这个InformationSharingSystem的基本意义所在。
接下来的编辑窗口就是主机厂下达的紧急调度指令，司机和供应商根据发布的指令要进行紧急操作。
司机也可以根据线路改变查看查询到GIS实际路网的信息。
模块二：
异常配送下的应急方案
⏹异常配送发生原因
1、路况原因：
由于一直以来，城市道路的意外情况发生的频率十分高，常常发生道路检修或是大桥新建的情况。
而且，如果遇到高峰时段，道路十分拥挤，堵车现象很严重，配送司机在配送路程中经常耽搁比往常更久的时间。
若有什么重大活动，有些道路会面临着管制的情况，某个时间段不允许卡车通过。
2、天气状况：
对于汽车零部件配送天气也是一个不小的因素，如遇到大雾大雪天气，配送过程肯定不会那么容易，路程时间往往较长，甚至之前的路段完全不能行使。
3、人为因素：
配送司机有时也会发生各种情况，如身体突然不适，就只能另外找配送司机。
配送司机对于配送的一些相关流程必须十分清楚，遇到一些小的突发情况应该能够自我解决。
配送车辆在路程中会发生一些机械故障，配送司机应能够进行一些简单的修理。
⏹优化方案
一、调整路线，避开异常情况（大雾时段、造桥、阻塞路段等）；
调整路线，提前出发，将差异时间计算在内；
命令就近路线司机进行紧急援救；
申请供应商自运，或利用外部车辆（如租赁出租车）进行运输。
二、对配送司机进行专业培训，汽车零部件配送也是物流的一种，那么司机的工作态度和职业素养对于配送过程也具有重大的意义。
例如，司机必须具有处理一般卡车机械故障的能力，具有对于运送零部件安全性的责任意识，一些路况和地理信息要十分了解，最好选取当地的司机进行配送。
三、考虑需求和时间的弹性度的问题，对于零部件的订单量应该稍大于主机厂的需求量，以保证生产线在特殊情况下得以正常的运转；同样的，对于司机的时间要求也需要有一个弹性的要求，弹性度的大小需要技术人员根据实际成产能力定量制定，需要考虑一些司机在路途中可能耽误的时间，以免耽误成产。
3.5ISS系统的二次开发
由于我们在3.4章节所设计的ISS系统目前仅限于在特定环境下运行，为了扩大系统的适用范围，我们针对已开发的ISS系统，重新进行了网页端的程序系统设计。
同时可以租赁服务器，以便于车载端和手机端的开发。
3.5.1二次开发技术路线
JavaEE
网页端
（算法、WebService方法）
WSDL
（WebService、概述文件）
传递
调用
传递
调用
Java车载
Android端应用
图3-24技术路线图
3.5.2网页端系统部分展示
图3-25网页端司机登陆界面
司机登录界面（供应商和主机厂登录界面类似），通过输入注册的司机的ID号和密码，进入各自主界面
图3-26网页端供应商主界面
供应商的主界面，和主机厂的类似，也能显示零件的信息等，但是只能显示这个供应商的零件。
紧急情况处理界面中也能上传缺货，货物延迟等问题，以供系统调用。
3.6小结
汽车物流信息技术匮乏在信息数据处理与共享方面，由于信息系统的不够完善，库存管理成本升高。
目前许多生产厂的库房仍采用人工信息管理的方式，这不仅意味着较高的人工成本，同时信息的实时性差、供应链流程时间过长，成为中国汽车物流成本居高不下的一个重要原因。
基于这些问题，我们实现了零部件汽车物流优化系统，系统主要包括六个方面：
以提高运行效率为主的Milk-Run路径可视化；以提高满载率为主的装配方案优化；以提高运输效益为主的配送状况评估；以提高配送供应链耦合性的信息共享和反馈模块；以应对突发事件和降低供应链断裂可能性为主的应急配送决策；再加入供应商和主机厂之间的订单管理，这些模块的合理整合，便是我们整个系统的一个原型。
同时，我们也在着手开发webservice，以使这个系统能够用于手机端和车载段，真正的服务于XXXX。
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