智能調(diào)度讓物流更高效:聊聊調(diào)度系統(tǒng)設計

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在物流運輸業(yè)務中,調(diào)度環(huán)節(jié)的存在,可以有效地實現(xiàn)運力的合理分配。那么,怎樣才能設計出合理的調(diào)度系統(tǒng),以支撐運輸業(yè)務的正常運轉(zhuǎn)?本篇文章里,作者結(jié)合自身經(jīng)驗,對調(diào)度模式和調(diào)度系統(tǒng)設計做了拆解和總結(jié),一起來看看吧。

調(diào)度即為運輸業(yè)務中,貨物與運力的匹配環(huán)節(jié)。調(diào)度系統(tǒng)是業(yè)務系統(tǒng)基礎屬性,鏈接上游OMS系統(tǒng),下游司機/車隊系統(tǒng);或調(diào)度模塊內(nèi)嵌到TMS系統(tǒng)中,做單獨的操作模塊。

隨著數(shù)據(jù)的積累,派車規(guī)則的總結(jié)完善,越來越多的調(diào)度系統(tǒng)力求實現(xiàn)智能調(diào)度即自動派車的功能,依托算法或規(guī)則配置,優(yōu)化運力分配。

調(diào)度系統(tǒng)的核心,一是派車的準確度高,系統(tǒng)匹配出的為派車的最優(yōu)解;二是操作的便捷高效性,調(diào)度目前還有大量人工操作的場景,系統(tǒng)的使用便捷交互流暢是非常重要的;三是數(shù)據(jù)的積累及可視化展現(xiàn),歷史數(shù)據(jù)的宏觀微觀展示,均可以在多個環(huán)節(jié)對調(diào)度策略進行優(yōu)化指導。

一、搶單和派單

調(diào)度模式簡而言之分為兩種,搶單和派單。

1. 搶單

搶單的邏輯較為簡單,將符合條件的活放到資源池中,司機自行篩選以及預定訂單。這種模式基礎的要求是司機端有完善的產(chǎn)品而且司機愿意配合使用;司機搶到的單,理論講一定可以運,延伸對司機的管控,比如主動撤單率高的司機和履約情況良好的司機區(qū)別收入或評分,適用于有固定運力,司機管控較為完善的運輸公司;針對信息匹配平臺,及時記錄搶單及放單行為,完善推薦匹配策略。

搶單的弊端,就是訂單及運力分配的不均勻,平臺公司無法強管控如利潤、客戶服務等。

例如好客戶的好訂單,被“壞司機”搶到,可能影響平臺口碑;再例如“壞客戶”的壞訂單,被好司機搶到,可能影響司機的運輸體驗或收入,會加大司機對平臺的抱怨程度;搶單模式不靈活,給平臺角色的自由度較大,因而很難精細化管理。很多運輸公司選擇用固定路線或固定運力池作為搶單模式的場景,用搶單代替固定的排班,通過減少場景來加強管控。

2. 派單

派單的邏輯可以很深入,也可以很簡單。

簡單的派單,就是調(diào)度人員找到訂單,選派合適的司機,調(diào)度過程即結(jié)束。這其中需要考慮司機是否有時間接單,不會和上一單或下一單有重疊即可,這也是大部分TMS系統(tǒng)所實現(xiàn)的程度。再進一步,司機端多考慮一步,是否讓已分派的司機撤單或設置司機需點擊接單的模式,上下游互選后履約成立,這也是網(wǎng)絡貨運平臺要求的履約模式。這一步往往會設置反饋,不接或撤單的原因,便于日后數(shù)據(jù)分析。

數(shù)據(jù)及規(guī)則積累到可量化的程度,即可嘗試自動調(diào)度。基礎的自動調(diào)度,即把調(diào)度人員的派車規(guī)則轉(zhuǎn)換成為系統(tǒng)語言,自動推薦運力;到策略層,即會考慮路徑規(guī)劃,多因素相互影響的算法。

調(diào)度考慮的因素列舉起來有如下:司機作息、運輸是否可成立、定向匹配、司機偏好、司機收入、平臺利潤、平臺報價、第三方服務等等。要精確的量化以上條件,必須對三部分數(shù)據(jù)進行建模分析,即司機畫像、車輛基礎信息維護、地址畫像。

  • 司機畫像標記司機的收入要求、運輸偏好遠途近途、運輸習慣休息時間等;
  • 車輛基礎信息,如核定載質(zhì)量、軸數(shù)、燃油類型、國五國六等,以此來判斷運輸能否成立;
  • 地址畫像,能否走國道、是否有山路、是否有高臺等屬性,依次直接可作為運力篩選條件使用。

1)調(diào)度順序模型

初步探索自動調(diào)度,首選建立一個匹配的順序模型,即把上述條件順次排列依次匹配,觸發(fā)到即停止匹配。下面簡單舉一個順序模型的例子:司機作息>定向匹配>收入>…

第一優(yōu)先級:司機作息;即保證司機有能力接這單活,如果司機還在途或需要休息,調(diào)度無法成立。

簡單舉例,如司機在途一個往返150公里的訂單,默認可以當天返程,后一天的單理論可以繼續(xù)派此司機;另一個簡單的維度是時間,同樣往返150公里的訂單,默認司機可接20小時后的訂單,也是理論成立;精細一些的分析方向,依靠貨車導航精確判斷司機返程情況,或根據(jù)歷史訂單及歷史路徑選擇,精確估算到達時間。

第二優(yōu)先級:定向匹配;即合約司機或固定路線司機優(yōu)先匹配。

例如一些專線司機,只跑某一條路線,即可在其作息允許的基礎上,直接匹配分派。這個模式必須留一個兼容性,固定司機可用數(shù)量為0時,系統(tǒng)觸發(fā)正常匹配邏輯,否則會導致無車可派的情況。如若多個固定司機對應一個路線,進入下一條條件的判斷。

第三優(yōu)先級:收入,司機收入和公司平臺收入。大部分運輸公司和司機的合作模式,都會有保證最低收入的限制,所以系統(tǒng)需將這個權重影響到自動調(diào)度中。廣義區(qū)分,近途訂單收入少,遠途訂單收入多,所以針對最低收入較低的司機,派近途訂單的權重高于遠途訂單的權重,反之亦然。針對社會車輛或臨時合作的車輛,平臺收入的優(yōu)先級高于司機收入的優(yōu)先級。

物流平臺調(diào)度環(huán)節(jié)的收入,即為既定派車價-司機運費,司機運費越低,平臺收入越高(此處暫不展開其他維度 僅舉例說明),保證平臺總體利潤最大化,是高優(yōu)條件,但是收淡旺季、油價波動等因素的印象,會導致平臺利潤最大化的條件“不是最優(yōu)解”,年度利潤最大不等于每天或每月的利潤最大,多因素的波動也會影響利潤的計算取舍。

第四優(yōu)先級 … 不同企業(yè)可自行選擇。

以上為較為簡化的順序模型,企業(yè)可以根據(jù)自身的情況,設置個性化的權重。如果是TMS或調(diào)度的SAAS平臺,可將優(yōu)先級做為可配置項,按需設置。

2)算法示例

自動調(diào)度的另一個方向,是用算法來進行路徑規(guī)劃選擇,一般會細分到某一行業(yè)或領域,如城市配送、干線配送或醫(yī)療行業(yè)、服裝行業(yè)等,都是在場景下尋找路徑的最優(yōu)解,綜合路徑、路況、路橋費等因素,計算最優(yōu)選擇。常用的如路徑規(guī)劃算法、遺傳算法、蟻群算法等。下面簡述兩個算法的應用邏輯。

遺傳算法是一種模擬自然選擇和遺傳機制的優(yōu)化算法,具體來說,遺傳算法可以通過以下步驟進行物流派車調(diào)度:

  1. 個體編碼:將物流車輛的行駛路線和配送計劃轉(zhuǎn)化為染色體編碼,例如使用二進制編碼或者排列編碼。
  2. 初始化種群:隨機生成一組初始染色體,作為種群的初始狀態(tài)。
  3. 適應度函數(shù):定義適應度函數(shù),即評價染色體的好壞程度。在物流派車調(diào)度中,適應度函數(shù)可以根據(jù)物流車輛的行駛距離、時間、成本等綜合因素進行評價。
  4. 選擇操作:根據(jù)適應度函數(shù)對種群進行選擇,從中選擇適應度較高的染色體進行進化。
  5. 交叉操作:將選出的染色體進行交叉操作,生成新一代染色體。
  6. 變異操作:對新一代染色體進行變異操作,以增加種群的多樣性。
  7. 替換操作:將新一代染色體替換原始種群中適應度較低的染色體,以保證種群的進化方向。
  8. 迭代操作:重復進行選擇、交叉、變異和替換操作,直到達到預定的停止條件,例如達到最大迭代次數(shù)或者適應度達到一定的閾值。

蟻群算法是一種基于模擬螞蟻覓食行為的優(yōu)化算法,蟻群算法可以通過以下步驟進行物流派車調(diào)度:

  1. 螞蟻模擬:將物流車輛視為螞蟻,通過模擬螞蟻的覓食行為來尋找最佳的配送路徑和配送計劃。
  2. 路徑選擇:螞蟻在搜索過程中,通過釋放信息素和選擇路徑的方式,尋找最佳的路徑。釋放信息素的方式是將信息素分布在路徑上,選擇路徑的方式是根據(jù)路徑上的信息素濃度進行選擇。在物流派車調(diào)度中,信息素可以表示為物流車輛的行駛距離、時間、成本等綜合因素。
  3. 更新信息素:當螞蟻完成路徑選擇后,需要將路徑上的信息素進行更新,以影響其他螞蟻的選擇。在物流派車調(diào)度中,可以根據(jù)物流車輛的行駛距離、時間、成本等綜合因素,更新路徑上的信息素濃度。
  4. 重復迭代:重復進行路徑選擇和更新信息素操作,直到達到預定的停止條件,例如達到最大迭代次數(shù)或者信息素濃度達到一定的閾值。
  5. 通過以上的邏輯,自動調(diào)度模型已經(jīng)跑通,進一步可以加強運營管理和數(shù)據(jù)監(jiān)控。特別說明一點,自動調(diào)度的基礎建設是一個較為復雜且研發(fā)量較大的模塊,如果企業(yè)想自建的話,首先考慮企業(yè)的訂單量是否可以支持模型跑通,例如一個小三方每月一兩萬單的數(shù)量,就沒有必要做自動調(diào)度模塊,其次考慮投入產(chǎn)出比,投入較大進而ROI較低,可以橫向比較是否要做,做到什么程度。

關于監(jiān)測數(shù)據(jù),檢測自動調(diào)度系統(tǒng)運行情況的指標,基礎的就是自動調(diào)度成功率=衡量系統(tǒng)是否能匹配到運力,自動調(diào)度接受率=衡量系統(tǒng)是否匹配的準,可以建立漏斗模型進一步分析再哪個環(huán)節(jié)需要改進,粗略的說,自動調(diào)度接受率超過10%可以說方向就是對的,超過30%已經(jīng)及格,超過60%是相當不錯的程度,初期的預測可以大致依此作為預測目標基數(shù)或階段。

二、調(diào)度支撐模塊

調(diào)度的背后有幾個支撐模塊,報價模型、司機評分和客戶分級。報價模型衡量調(diào)度的可行性,在上述例子中涉及利潤的環(huán)節(jié)均需要報價模型的支撐。司機評分考核司機的服務情況,類似滴滴專車快車的概念,可以區(qū)分定價影響分派??蛻舴旨壷饕獏^(qū)分客戶,可以精細化運營“保大客戶”等運營策略。

1. 報價模型

物流公司的報價模式,常用成本定價法。從成本的基礎上加上利潤部分,作為對外報價,差值即為最終利潤。

首先確定公司的成本結(jié)構(gòu),包括運輸成本、人工成本、燃料成本等,做加法后即為運輸成本價。在確定成本結(jié)構(gòu)后,需要設定利潤要求,以保證公司的盈利能力,使用一次函數(shù)模型即可,例如y=kx+b,x為成本,k為利潤系數(shù),b為附加利潤值,得出的y即為客戶報價。其中k、b均為可延展參數(shù),均可由多個參數(shù)疊加。

建立市場變化參數(shù),監(jiān)測市場變化,包括油價波動、淡旺季等因素,及時更新成本結(jié)構(gòu)和利潤要求。通過實時監(jiān)測和分析市場變化,可以及時調(diào)整市場變化參數(shù),定價實時跟隨市場波動。淡旺季同比大概穩(wěn)定,初期可固定參數(shù)降權考慮;油價波動可直接與國際油價表保持一致。

制定價格策略,根據(jù)基準價格、成本結(jié)構(gòu)和利潤要求,制定相應的價格策略。價格策略可以根據(jù)貨物類型、運輸距離、發(fā)貨時間等因素進行分類,以滿足不同的客戶需求。定價策略和業(yè)務類型緊密相關,例如快遞快運按重泡比的計費方式、大宗商品按重量考慮虧噸漲噸的場景、首重+續(xù)重的計費方式、階梯定價等等。

根據(jù)以上模型,實時更新價格策略,根據(jù)市場變化及時調(diào)整價格參數(shù),計算實時準確報價。

2. 司機評分

司機評分按網(wǎng)絡貨運的官方要求,貨主可直接評價司機,但實際運營中,多建立司機、貨主、平臺三方互評的評級機制,各方加權平均的結(jié)論為最終評分。

評分項圍繞運輸環(huán)節(jié)展開,例如準點情況、駕駛安全、貨物安全、服務態(tài)度、專業(yè)技能等等,評分項公司可以自行細分。

評分后的結(jié)果,需要做歸一化的處理,保證分值的規(guī)范性。另外,分值的有效性需要考慮,例如前三個月或前半年的分數(shù),是否可以代表目前司機的服務情況,依此思路設計評分的更新機制。司機紅線、退出機制需要提前設置。例如司機私自吞貨或司機毆打客戶等等紅線條例,觸發(fā)扣分甚至退出機制。

3. 客戶分級

客戶分級參數(shù)直接影響報價、調(diào)度。例如大客戶或重要客戶的報價,略低于市場價,并且該客戶的貨,需要調(diào)度保證可以匹配運力,甚至需要預留120%的運力給大客戶。不同的分級的客戶,制定不同的運營策略,用分級參數(shù)影響報價及自動調(diào)度的計算。

客戶如何分級是個頂層的議題,財務可以說利潤率高的是好客戶,業(yè)務可以說貨量大的是好客戶,老板可以說他的朋友公司是好客戶,各角色對好客戶的定義不盡相同。如果用歷史數(shù)據(jù)來測算結(jié)論,未必可以涵蓋全部訴求場景。初期的分級可以直接設置為高權限操作手動選擇,線下約定更新頻次及機制,以此來簡化系統(tǒng)及場景。

三、調(diào)度系統(tǒng)交互

調(diào)度系統(tǒng)的交互設計,可以嘗試脫離常規(guī)的列表表單的設計,因為其有大量圖形結(jié)合的場景,可在一張地圖上完成操作,即運輸可視化。主要包含以下幾方面內(nèi)容:運力監(jiān)控、地圖打點標記、路徑規(guī)劃/歷史路徑查看、延伸場景。

  • 運力監(jiān)控;物流企業(yè)對運力的在途行駛、車輛狀態(tài)等的監(jiān)控,標記在地圖一目了然。常用的實現(xiàn)方式有兩種,一是車上放置硬件獲取實時定位,二是對接北斗獲取定位。
  • 地圖打點標記;調(diào)度對部分地址會進行標記,輔助操作。例如某天同市的出口訂單標記紅色的點,聚合顯示數(shù)量,以便于預留運力。系統(tǒng)可保留篩選項,靈活打點標記,做好聚合放大縮小的信息展示。
  • 路徑規(guī)劃/歷史路徑查看;針對某地址的路徑查看,可輔助調(diào)度選擇行駛路徑估算到達時間等。可對路線進行進行標簽建模,快速展示核心信息。
  • 延伸場景較為綜合例如集裝箱運輸常用的匹配運輸、分段運輸?shù)?,通過上述地點標記、運力監(jiān)控功能的結(jié)合,輔助調(diào)度實現(xiàn)兩個小箱拼車或長途分段的操作。

四、寫在最后

自動調(diào)度是很多物流公司信息化的白月光,它就在那里,好像能夠一夠又好像去之甚遠。

我自己曾經(jīng)帶著二十多個研發(fā),大干兩個月搞出來了一個自動調(diào)度1.0版,調(diào)度成功率僅1%,存在無數(shù)詬病,被老板噴、被調(diào)度噴、被司機噴…仿佛自動調(diào)度是個偽命題,通過不斷地迭代調(diào)度成功率緩慢提升,過程及其痛苦。

但不可忽視的一點,調(diào)度本身存在太多無法系統(tǒng)化公式化的場景,充斥著人情世故及私人交易。另一個角度如果都實現(xiàn)了自動化,傳統(tǒng)的調(diào)度崗位就不存在了么?所以調(diào)度人員內(nèi)心也不希望自動派車的結(jié)果那么準自然也不會那么配合…

總之確定立項自動調(diào)度前,一定做好打硬仗的準備。以上經(jīng)驗均為實踐中來,也歡迎各同行多多交流指正~

本文由 @謝宇 原創(chuàng)發(fā)布于人人都是產(chǎn)品經(jīng)理。未經(jīng)許可,禁止轉(zhuǎn)載。

題圖來自Unsplash,基于 CC0 協(xié)議

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評論
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  1. 寫在最后的內(nèi)容,感觸良多!

    來自上海 回復
  2. 郵箱或者其它聯(lián)系方式留一下?有具體項目希望能合作。我郵箱:wangjianpro@163.com

    來自江蘇 回復
  3. 很實際,什么時間交流一下,共同探討一下智能調(diào)度

    來自天津 回復
    1. 多多交流??

      來自北京 回復
    2. 郵箱可以發(fā)下嗎

      來自河南 回復
    3. 可以呀 多多交流

      來自北京 回復
  4. B端的調(diào)度有希望么?

    來自四川 回復
    1. 需要看下運力池和業(yè)務單量的數(shù)量級,如果訂單不多或者有限運力,其實自動調(diào)度系統(tǒng)更像是司機的排班系統(tǒng)。從這個角度思考的話,系統(tǒng)會簡單很多。

      來自北京 回復
  5. 寫的很好,最后總結(jié)的也很真實。

    來自遼寧 回復
    1. 感謝??多多交流~

      來自北京 回復