Újrahasznosítási logisztika 7. Gyűjtőrendszerek számítógépes tervezése
A tervezési módszer elemei gyűjtési régiók számának, lehatárolásának a meghatározása, régiónként az 1. fokozatú gyűjtőhelyek elhelyezésének meghatározása, a 2. fokozatú gyűjtőhelyek számának meghatározása, az 1. fokozat gyűjtőjáratainak és gyűjtési stratégiájának a kidolgozása, az egyes gyűjtési fokozatoknál az adott járattípushoz és stratégiához a logisztikai jellemzők meghatározása: gyűjtőeszköz megválasztás, gyűjtőeszköz-szám szükséglet, szállítójárművek típusa, száma, tárolókapacitás szükséglet, gyűjtési átfutási idő, a gyűjtési rendszer tervezéséhez, áttervezéséhez, irányításához szükséges információs rendszer kialakítása, gyűjtési logisztikai rendszer értékelési szempontjainak kialakítása.
A tervezési módszer célfüggvénye
A tervezési módszer fő lépései vevőközpont elhelyezési változatok képzése, gyűjtési pontok hozzárendelése a vevőközpontokhoz (útminimalizálás), járattervezés az elhelyezési változatok esetén, az elhelyezési változatok összehasonlítása, az optimális elhelyezési változat kiválasztása, gyűjtőközpont helyének meghatározása.
A járattervezési módszer algoritmusa 1. START Felvesszük a járatkapacitást C 0 Felvesszük az évi gyűjtési periódusok számát c Választunk egy induló gyűjtési helyet (adott az éves gyűjtési mennyiség - Q 1 ) C. * Q1 q 1 = χ D. Nem q * 1 C0 Igen Leterheljük a járművet * C = q 1 Vonaljáratot indítunk * * q = q 1 1 C0 B. Vesszük a következő gyűjtési helyet (adott az éves gyűjtési mennyiség - Q i ) A. Igen * C + qi C Nem C = C + * 0 q i
A járattervezési módszer algoritmusa 2. Igen A. * C + qi = C 0 Nem B. Nem Van még Q i? Igen Bevezetünk egy járatkihasználtsági tényezőt ϕ H Nem C + q C 0 * i < ϕ H Igen Körjáratot indítunk Vesszük a következő gyűjtési helyet Kiszámítjuk a körjárat úthosszát Kiszámítjuk a körút súlyozott kihasználási tényezőjét: ϕ υ 2k = p k ϕ = 1 q C l υ υ ϕ ( ϕ + 1) ϕ ( ϕ + 1) pk υ 0 lϕ ( ϕ + 1) ϕ = 1 Nem Van még q i? Igen Vesszük a legközelebbi Nem Igen C. q gyűjtési pontot kv < q 0 D.
Példa a tervezési módszer működésére F F F F VK C VK F F F VK F F
Kiindulási paraméterek a gyűjtendő termékek paraméterei (összesen évi kb. 100.000 db), a gyűjtőjáratok paraméterei (a kapacitás 40 db. járatonként), a gyűjtési ciklusok jellemzői (évi 52 ciklus ), a források jellemzői (63 forrás).
Vevőközpont elrendezési változat képzés A program lehetőséget nyújt tetszőleges számú változat megvizsgálására, ami jelenthet teljes leszámítolást, véletlen számokkal generált változatokat, speciális módszerekkel generált változatokat: genetikus algoritmus, gradiens módszer, stb.
Vevőközpontok hozzárendelése a régiókhoz
Az 1. vevőközpont változat és a források hozzárendelése
A 2. vevőközpont változat és a források hozzárendelése
Vevőközpont elrendezési változatok értékelése
A gyűjtőközpont optimális helyének meghatározása
Az optimált gyűjtőrendszer
Összehasonlító paraméterek különböző vevőközpont fogadókapacitások esetén
A vizsgált működtetési stratégiák 1. stratégia: A gyűjtőhelyekről (GYH j ) meghatározott készletszint elérése után történik az elhasznált termékek és kiszállítása. 2. stratégia: A gyűjtőközpontokban (GYK k ) a készletszint meghatározott mértékű csökkenése indukálja az elhasznált termékek beszállítását. A szállítások időbeni sorrendje a gyűjtőhelyek kapacitásának függvénye.
A különböző stratégiák értékelése A VK i -ból való kilépéstől a GYH j -be, illetve a GYH j -ből való kilépéstől a GYK k -ba történő belépésig az átlagos átfutási idő minimális legyen Rendelkezésre álló kapacitások egyenletes kihasználása α Optimális szállítási költségek t T1 + ts1 + tt 2 + ts 2 min! m n p 1 ϕ i= 1 j= 1 k= 1 ( ϕ1 ϕ1 i ) + α 2 ( ϕ 2 ϕ 2 j ) + α3 ( ϕ3 3k ) K sz = h g ( k0 + k1 Gγλ ) λ= 1 γ= 1 l γλ
A járattervezés matematikai modellje a stratégiáknál
Az 1. stratégia szimulációs algoritmusa START Bemenő paraméterek megadása B A j-edik ciklus paramétereinek aktualizálása A Véletlenszám generálás Az i-edik gyűjtőhelyi beszállítás aktualizálása Az i-edik gyűjtőhely készletszintjének lekérdezése Szállítójárat hozzárendelése i = i + 1 Elérte-e a készlet a jelzőszintet? igen nem B j = j + 1 igen A gyűjtőközponti kiszállítás aktualizálása Kimenő paraméterek meghatározása Van-e még ciklus? nem Szállítandó mennyiség kiszámítása Értékelő paraméterek kiszámítása Szállítási út meghatározása STOP Az i-edik gyűjtőhely készletének aktualizálása A gyűjtőközpont készletének aktualizálása Van-e még gyűjtőhely? igen Véletlenszám generálás nem A
A 2. stratégia szimulációs algoritmusa START Bemenő paraméterek megadása C A A j-edik ciklus paramétereinek aktualizálása j = j + 1 Szállítandó mennyiség kiszámítása Véletlenszám generálás i = i + 1 Szállítási út meghatározása Az i-edik gyűjtőhelyi beszállítás aktualizálása Az i-edik gyűjtőhely készletének aktualizálása Van-e még gyűjtőhely? igen A gyűjtőközpont készletének aktualizálása nem Véletlenszám generálás Nagyobb-e a GYK készlete a felső jelzőszintnél? nem B A gyűjtőközponti kiszállítás aktualizálása igen Kimenő paraméterek meghatározása Kisebb-e a GYK készlete az alsó jelzőszintnél? nem C igen Van-e még ciklus? A legnagyobb gyűjtőhely készlet megkeresése B nem Értékelő paraméterek kiszámítása Szállítójárat hozzárendelése STOP A
A szimulációs vizsgálat kiértékelése A legfontosabb kimenő paraméterek: gyűjtőhelyek készlete (T ij ), beszállítások a gyűjtőhelyekről a gyűjtőközpontba (Q skj ), gyűjtőközpont készlete (T kj ), járatszámok (J ikj ), szállítási távolságok (S ij ).
5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 A gyűjtőközpont készletének alakulása az 1. stratégia esetén Gyűjtőközpont készlet Ciklus
2250 2200 2150 2100 2050 2000 1950 1900 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 A gyűjtőközpont készletének alakulása a 2. stratégia esetén Gyűjtőközpont készlet Ciklus
A stratégiák összehasonlítása a szimulációs eredmények alapján 1. Járatszámok összehasonlítása Járatszám 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1 2 3 4 5 Véletlenszám sorozat gyh gyk
A stratégiák összehasonlítása a szimulációs eredmények alapján 2. Szállított mennyiségek összehasonlítása Mennyiség 90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 1 2 3 4 5 gyh gyk Véletlenszám sorozat
A stratégiák összehasonlítása a szimulációs eredmények alapján 3. Járathosszak összehasonlítása 250000 200000 Járathossz 150000 100000 50000 gyh gyk 0 1 2 3 4 5 Véletlenszám sorozat
A stratégiák összehasonlítása a szimulációs eredmények alapján 4. Gyűjtőhely készlet maximumok összehasonlítása 500 Készlet maximum 400 300 200 100 0 1 2 3 4 5 gyh gyk Véletlenszám sorozat
A stratégiák összehasonlítása a szimulációs eredmények alapján 5. Gyűjtőközpont készlet maximumok összehasonlítása 5000 Készlet maximum 4000 3000 2000 1000 0 1 2 3 4 5 Véletlenszám sorozat gyh gyk
A stratégiák összehasonlítása a szimulációs eredmények alapján 6. Járatkapacitás kihasználtságok összehasonlítása 120 Járatkapacitás kihasználtság 100 80 60 40 20 gyh gyk 0 1 2 3 4 5 Véletlenszám sorozat