Pakettouren mit Zustellungen und Abholungen in Zeitfenstern planen
Welches Zustellfahrzeug stellt welche Pakete in welcher Reihenfolge zu und holt welche ab, damit jeder Kunde im gebuchten Zeitfenster bedient wird, kein Fahrzeug je überladen ist und der Tag früh endet?
Ziehen dreht, Ziehen mit rechter Maustaste oder mit Umschalttaste verschiebt die Karte, Scrollen oder Zwei-Finger-Geste zoomt. Jedes Fahrzeug zeigt, wie voll es ist: Zustellungen leeren die Anzeige, Abholungen füllen sie. Ein Pin wird grün, wenn der Stopp im Zeitfenster bedient ist, und rot, wenn er zu spät ist. Pins, Fahrzeuge und Balken zeigen Details beim Überfahren. Plan berechnet mit einem Timefold-Modell.
Die Planungsfrage
Eine fiktive Zustellbasis in einer ländlichen Gegend schickt an einem Dienstag sechs Zustellfahrzeuge los: vier Diesel-Transporter mit 4.800 Litern Laderaum für Pakete und 900 kg Zuladung und zwei E-Transporter mit 3.600 Litern, 650 kg und 110 km nutzbarer Reichweite. Der Tag hat 378 Stopps. 270 Zustellungen gehen an Haushalte, etwa jede fünfte mit einem gebuchten Zeitfenster von 2 Stunden, die übrigen jederzeit. 44 Zustellungen gehen an Betriebe, die Pakete während ihrer Öffnungszeit von 09:00 bis 16:00 annehmen. Auf denselben Touren holen die Fahrzeuge 36 Retouren bei Haushalten ab und die ausgehenden Pakete von 28 Läden und kleinen Onlinehändlern, je 5 bis 26 Pakete, in Zeitfenstern von 11:00 bis 13:00, von 13:00 bis 15:00 oder von 15:00 bis 17:00.
Die Fahrer beginnen um 07:30 und laden bis 08:00. Ein Fahrzeug fährt mit allen Paketen seiner Zustellungen an Bord los. Jede Zustellung schafft Platz, jede Abholung belegt wieder Platz. Laderaum (Liter) und Zuladung (kg) müssen an jedem Punkt der Tour reichen. Annahmen für dieses Beispiel: Ein Stopp dauert 2,4 bis 6 Minuten (Weg zur Tür, Klingeln, Scannen, ein Nachbar, wenn niemand zu Hause ist), Transporter fahren 12 % langsamer als Autos, und die Pause von 45 Minuten beginnt nach dem ersten Stopp, der nach 11:30 erreicht wird. Jedes Fahrzeug ist um 17:30 zurück an der Zustellbasis.
So planen wir
Das Timefold-Modell plant jedes Fahrzeug als eine Liste von Stopps. Bei jeder Änderung wird die Tour auf dem echten Straßennetz simuliert: Das Fahrzeug fährt um 08:00 mit allen Zustellungen voll beladen los, fährt jeden Stopp an, wartet, wenn ein Zeitfenster noch nicht offen ist, lädt die Pakete aus oder ein, und der Fahrer macht Pause. Die Ladung wird bei der Abfahrt und nach jedem Stopp geprüft. Ein Stopp nach seinem Zeitfenster zählt nach Minuten. Fahrerzeit von 07:30 bis zur Rückkehr, Kilometer, Warten am Straßenrand und das Ende der letzten Tour kosten.
Verglichen wird mit einer verbreiteten Arbeitsweise, berechnet mit derselben Simulation. Jedes Fahrzeug hat einen festen Bezirk, so zugeschnitten, dass jedes Fahrzeug an einem durchschnittlichen Tag gleich viel Arbeit hat. Der Fahrer stellt in Sortierreihenfolge zu (der nächste Stopp zuerst), lässt einen Stopp mit noch geschlossenem Zeitfenster für später und holt die Abholungen am Ende der Tour. Pakete, die nicht passen, gehen an das Fahrzeug mit dem meisten Platz. Der Timefold-Plan startet mit einem leeren Plan und verbessert ihn 5 Minuten lang.
Was der Plan zeigt
| Kennzahl | Optimierter Plan | Vergleich: feste Bezirke, Sortierreihenfolge, Abholungen am Ende |
|---|---|---|
| Stopps im Zeitfenster | 100 % +4,8 | 95,2 % |
| Fahrerstunden | 35,4 h −18,8 | 54,2 h |
| letztes Fahrzeug zurück | 15:55 | 16:55 |
Entscheidungen
- Zustellfahrzeug für jede Zustellung und Abholung
- Reihenfolge der Stopps jeder Tour und damit die Ankunftszeiten und die Ladung an jedem Punkt
Randbedingungen
- Zeitfenster: gebuchte 2-Stunden-Fenster bei Haushalten, Öffnungszeiten von Betrieben, Abholfenster von Läden und Onlinehändlern
- Laderaum und Zuladung an jedem Punkt der Tour: Zustellungen schaffen Platz, Abholungen füllen das Fahrzeug
- Fahrerschicht ab 07:30, zurück an der Zustellbasis bis 17:30, mit 45 Minuten Pause
Ziel
jeder Stopp im Zeitfenster, wenige Fahrerstunden und Kilometer, das letzte Fahrzeug früh zurück
Fragen
Woher kommen die Daten?
Die Straßen sind echt (OpenStreetMap). Die Zustellbasis, die 378 Stopps, die Pakete, die Zeitfenster und die Fahrzeuge sind erzeugt und plausibel. Im Projekt kommen die Stopps aus der Sortieranlage und den Sendungsdaten, die Zeitfenster aus der Buchung oder den Kundenstammdaten.
Warum sind im Vergleich Stopps zu spät?
Die Abholungen warten bis zum Ende der Tour. Bis dahin haben 14 der 28 Abholungen bei Betrieben ihr Zeitfenster verpasst, die meisten am Mittag. Auch 4 gebuchte Zustellungen sind zu spät. Außerdem warten die Fahrzeuge insgesamt 17 Stunden am Straßenrand, bis Zeitfenster öffnen. Der Plan bedient alle 378 Stopps im Zeitfenster und wartet insgesamt 3 Stunden.
Warum bleibt ein Fahrzeug an der Zustellbasis?
Der Bezirksplan schickt alle sechs Fahrzeuge los. Der Plan braucht fünf, und eines davon fährt nur eine kurze Morgentour mit 21 Stopps mit frühen Zeitfenstern und ist um 09:35 zurück. Zusammen arbeiten die Fahrer 35,4 Stunden statt 54,2, und die Fahrzeuge fahren 185 km statt 297. Vier Fahrzeuge verlassen die Zustellbasis bis auf den letzten Liter voll, und am Nachmittag füllen die Abholungen sie wieder.
Kann es während des Tages neu planen?
Ja. Bediente Stopps bleiben fest. Eine neue Abholung, ein ausgefallenes Fahrzeug oder eine gesperrte Straße werden mit denselben Regeln eingeplant.
Weitere Anwendungsfälle
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