Sperrmüll auf Abruf: welches Fahrzeug welche Abholung übernimmt
Welches Fahrzeug holt welche gebuchte Abholung in welcher Reihenfolge, damit jede Abholung in ihrem gebuchten Zeitfenster liegt, mit wenigen Kilometern und wenigen Fahrten zum Wertstoffhof?
Ziehen dreht, Ziehen mit rechter Maustaste oder mit Umschalttaste verschiebt die Karte, Scrollen oder Zwei-Finger-Geste zoomt. Der Balken über jedem Fahrzeug zeigt seine Ladung. Ein Klick auf ein Fahrzeug oder eine Abholung zeigt die Zeile im Plan; Balken zeigen Details beim Überfahren. Plan berechnet mit einem Timefold-Modell.
Die Planungsfrage
Ein fiktives Entsorgungsunternehmen holt Sperrmüll auf Abruf ab. Ein Haushalt bucht eine Abholung, gibt an, was er bereitstellt (zum Beispiel ein Sofa, einen Kleiderschrank oder eine Waschmaschine), und wählt ein Zeitfenster: vormittags 07:00 bis 11:00 oder nachmittags 11:00 bis 15:00. An diesem Tag haben 80 Haushalte gebucht, 42 davon vormittags, mit je 1 bis 5 m³ und zusammen 174 m³.
Vier Kofferfahrzeuge mit Ladebordwand und einer Besatzung aus zwei Personen starten um 06:30 am Betriebshof, der zugleich Wertstoffhof ist. Ein Fahrzeug fasst 28 m³ Ladevolumen und 3,8 t Zuladung je Ladung. Passt die nächste Abholung nicht mehr, fährt es zum Wertstoffhof und lädt ab: Wiegen, dann Abkippen nach Stoffart, 20 Minuten. Eine Besatzung arbeitet höchstens 9 Stunden einschließlich 30 Minuten Pause.
Annahmen für dieses Beispiel: Das Einladen dauert 4 Minuten plus 3 Minuten je gebuchtem m³, und das gebuchte Volumen ist das Volumen auf dem Fahrzeug. Fahrzeiten sind Lkw-Fahrzeiten auf echten Straßen aus OpenStreetMap, dazu 2 Minuten je Stopp zum Einbiegen und Parken. Betriebshof, Haushalte und Buchungen sind fiktiv.
So planen wir
Das Timefold-Modell plant jedes Fahrzeug als Liste von Abholungen. Bei jeder Änderung rechnet es den Tag durch: Fahrzeiten auf dem Straßennetz, Warten bei zu früher Ankunft, die Ladezeit, die Ladung nach jedem Stopp nach Volumen und Gewicht, die Fahrt zum Wertstoffhof, sobald die nächste Abholung nicht mehr passt, und die Pause. Eine Abholung nach ihrem Zeitfenster und ein Arbeitstag über 9 Stunden sind harte Verstöße. Unter den gültigen Plänen bewertet das Modell Fahrzeugkilometer mit 1,10 € je km, die Zeit der Besatzung mit 1,07 € je Minute für zwei Personen und 15 € je Abladen.
Verglichen wird mit einem Plan aus festen Bezirken, berechnet mit derselben Simulation. Das Gebiet ist einmal in vier Bezirke rund um den Hof geteilt, einer je Fahrzeug. Jedes Fahrzeug holt zuerst die Vormittagsbuchungen seines Bezirks ab, dann die Nachmittagsbuchungen, jeweils in Buchungsreihenfolge. Der Timefold-Plan startet mit diesen Touren und verbessert sie 2 Minuten lang.
Was der Plan zeigt
| Kennzahl | Optimierter Plan | Vergleich: feste Bezirke, Abholungen in Buchungsreihenfolge |
|---|---|---|
| Abholungen pünktlich | 100 % +20 | 80 % |
| Fahrzeugkilometer | 411 km −418 | 829 km |
| Fahrten zum Wertstoffhof | 7 −1 | 8 |
Entscheidungen
- Fahrzeug je gebuchter Abholung
- Reihenfolge der Abholungen je Fahrzeug und damit, wann ein Fahrzeug zum Abladen zum Wertstoffhof fährt
Randbedingungen
- gebuchte Zeitfenster: vormittags 07:00 bis 11:00, nachmittags 11:00 bis 15:00
- Kapazität je Fahrzeug: 28 m³ Ladevolumen und 3,8 t Zuladung je Ladung, Abladen am Wertstoffhof in 20 Minuten
- Arbeitszeit der Besatzung: höchstens 9 Stunden ab 06:30 einschließlich 30 Minuten Pause
Ziel
jede Abholung im Zeitfenster, dann wenige Kilometer, wenige Fahrten zum Wertstoffhof und kurze Arbeitstage der Besatzungen
Fragen
Warum sind im Bezirksplan Abholungen zu spät?
Die Bezirke sind fest, die Buchungen nicht. An diesem Tag hat ein Bezirk 22 Buchungen, ein anderer 17. In Buchungsreihenfolge kreuzt ein Fahrzeug seinen Bezirk mehrmals: Lkw 1 fährt 261 km und ist um 17:52 noch unterwegs, und 16 von 80 Abholungen liegen nach ihrem Zeitfenster. Der Plan lässt die Fahrzeuge über Bezirksgrenzen hinweg in Tourenreihenfolge fahren. Alle 80 Abholungen sind pünktlich, das letzte Fahrzeug ist um 15:21 zurück.
Warum braucht der Plan trotzdem 7 Fahrten zum Wertstoffhof?
Die 174 m³ des Tages brauchen mindestens 7 Ladungen zu 28 m³. Der Bezirksplan braucht 8: Jedes Fahrzeug braucht zwei Ladungen, und die zweiten Ladungen haben nur 12 bis 22 m³. Im Plan laden drei Fahrzeuge einmal zwischen 10:15 und 10:30 und noch einmal am Ende des Tages ab, ein Fahrzeug braucht nur eine Ladung.
Spielt das Gewicht eine Rolle?
An diesem Tag ist jede Ladung zuerst nach Volumen voll. Keine Ladung wiegt mehr als 2,3 t der erlaubten 3,8 t. Das Modell prüft beides, denn an Tagen mit viel Holz oder vielen Elektrogeräten entscheidet das Gewicht.
Kann es neue Buchungen im Tagesverlauf einplanen?
Im Projekt ja. Erledigte Abholungen bleiben fest, eine neue Buchung oder ein ausgefallenes Fahrzeug wird in den offenen Teil des Tages eingeplant.
Weitere Anwendungsfälle
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