Egy járatrendszer felülvizsgálati projekt tapasztalatai

Egy járatrendszer felülvizsgálati projekt tapasztalatai Dr. Tokodi Jenő 1. Bevezetés A Budapesti Műszaki Egyetem Közlekedésüzemi Tanszéke az elmúlt 20 év során számos logisztikai témájú kutatási-fejlesztési munkában vett részt. E munkák során kialakultak azok a modellezési-irányítási technikák, amelyek általános érvényűeknek tekinthetők. Figyelembe véve az egyes rendszerek sajátosságait, e módszerekből összeállított eljárásbank alkalmassá vált különböző szállításirányítási logisztikai feladatok megoldására. Az alkalmazott eljárások főként a klasszikus operációkutatási módszerek valamilyen szempontból specifikált, a gyakorlati alkalmazás igényeinek megfelelően átalakított, számítógépes megvalósításra előkészített adaptációja. A kutatások eredményeképpen a TOUROPT 3.1 nevű közúti szállításirányítási programcsomagot dolgoztuk ki, amelyet számos magyar vállalatnál sikeresen alkalmaztunk. A járattervező modell célfüggvénye az ügyfelek minimális összfutással és üresfutással történő kiszolgálása úgy, hogy a járatok különböző peremfeltételeknek (úthálózat, járművek, megrendelés állomány, időbeli korlátozások stb.) megfeleljenek. E paramétereket a rendszer működése során folyamatosan aktualizálja. A rendelkezésre álló adatbázisokból kiindulva a járatszerkesztő rendszer a következő lépcsőkben végzi az optimalizálást: a tervezési adatok előkészítése; 1. tervezési lépcső: járműdiszpozíció elvégzése, egyedi járatok optimalizálása; 2. tervezési lépcső: a járatok útvonalának megtervezése, a járműveknek a kiindulási pontra való visszavezénylése, a járatok időbeli lefutásának megtervezése (menetrendkészítés); járattervek grafikus és listázott megjelenítése (képernyőn és nyomtatón); szükség esetén az elkészült járattervek intuitív változtatása. A rendszerbe épített matematikai optimalizálás nemcsak kibernetikai alapokon, hanem heurisztikusan kezelt peremfeltételek halmazán is nyugszik. Alkalmas hosszútávú stratégiai járattervezésre és napi taktikai járattervezési feladatok megoldására. A rendszer futtatható egyedi számítógépen és számítógép hálózaton, működtethető önállóan vagy nyilvántartási rendszerbe 1. oldal, összesen: 9

illesztve. Ennek segítségével az elosztási irányítás összefogott, egységes struktúrájú, áttekinthető és gyors adatforgalmat biztosít a felhasználók számára. 2. A projekt paramétereinek lehatárolása 2.1. A fuvarigények jellemzői Az elmúlt év tavaszán a PRÍMAGÁZ-HUNGÁRIA Rt. azzal a kéréssel kereste fel a Tanszéket, hogy logisztikai rendszerük átvilágítása kapcsán vizsgáljuk felül terítőjárataikat. Ehhez rendelkezésre bocsátotta a vállalat egy mintakörzetének, a Budapest-Esztergom- Komárom-Bana-Réde-Szárliget települések által körülhatárolt régió forgalmi és teljesítési adatait (1. ábra). A projekt célkitűzése javaslattétel kidolgozása a járatrendszer korszerűsítésére, illetve a meglévő kiszolgálási rendszer tartalékainak feltárása volt. 1. ábra. A minta körzet úthálózatának grafikus megjelenítése A forgalmi jellemzőket a vállalatnál ún. gyakorisággal írják le. A gyakoriságok a havi szállítások munkanapok szerinti megoszlását jelentik. A forgalmi adatokat ezekből a gyakoriságokból határoztuk meg. A budapesti központi depó kapacitását végtelennek tételezzük fel, azaz nem számolunk azzal, hogy itt nincs elegendő palack a járatok teljesítéséhez. A mintarendszeren elemzésre kerülő fuvarigények kiszámításakor a következő szempontokat vettük figyelembe: 2. oldal, összesen: 9

a megrendeléseket a vevőkód azonosítóval jellemezzük, azaz a járatszerkesztésben az igényeket a vevőkóddal listázzuk vissza; vannak olyan települések, amelyeken több cseretelep működik. Ezek közül a cseretelepek közül csak azokat választottuk szét és tekintettük különböző térképi pontoknak, amelyek forgalmi gyakorisága különböző; a mintaként kapott 2001. februári fuvarigény adatbázis elemzése azt mutatta, hogy a szállítások gyakoriságát tekintve négy domináns igénytípus működik a rendszerben, mégpedig: 2x hetente, 1x2 hetente, 1x1 héten és 1x3 hetente (az egyéb típusok elhanyagolhatók a többihez képest). Ezeket az igényeket kell munkanapokra kiosztani és a meglévő járműállományra diszponálni. Mivel a fuvarigények alakulására egyéb információnk nincs, az igényeket egyenletesen osztottuk ki a munkahetek és -napok között, ugyanakkor összevontuk az alacsony szállítási igényeket, hogy minél hatékonyabb jármű kihasználás legyen elérhető. Az 1. táblázat a fuvarigények munkanapokra való szétosztásának stratégiáját mutatja. A táblázat utolsó sorában összegeztük az egyes tervezési munkanapokra kiosztott igényeket származási forrásuk szerint. Az összevonásból az látszik, hogy négy különböző típusú járat keletkezett: az I.-gyel jelölt járatokban a heti kétszeri igények, a II.-vel jelölt járatokban a heti kétszeri és a heti 1-szeri igények stb. kerülnek teljesítésre. Tehát a járatszerkesztő rendszert az I.-IV. típusú megrendelés állományra kell futtatni. 1. táblázat. A fuvarigények munkanapokra való kiosztásának egy lehetséges stratégiája Megnevezés Előfordulás 1. munkahét 2. munkahét 3. munkahét 4. munkahét Számítási mód 2x hetente I. II. III. IV. Σ(i+2*ii+iii)/8 1x2 hetente III. Σ(i+2*ii+iii)/2 1x1 héten II. IV. Σ(i+2*ii+iii)/4 1x3 hetente IV. Σ(i+2*ii+iii) Igények száma 1 2 2 2 1 3 2 2 8 szállítás/hó Járattípusok I. II. III. II. I. IV. III. II. 2*I+3*II+2*III+I V = 1 hónap 3. oldal, összesen: 9

2.2. A kiszolgáló járműpark jellemzői A minta körzetben két jármű típust alkalmaznak. Az egyik IVECO típusú tehergépjármű, amelynek befogadó képessége 383 db egységpalack, a másik AVIA típusú, amelynek kapacitása 220 db egységpalack. A minta körzetben 2 db AVIA és 1 db IVECO típusú jármű áll rendelkezésre. A továbbiakban ezt a jármű hármast nevezzük egy jármű poolnak. A TOUROPT 3.1 rendszer bemenő adata a járművek száma, és a járművek egység palackban értelmezett kapacitásai. A PRÍMAGÁZ-HUNGÁRIA Rt.-től kapott adatszolgáltatás szerint a járművek átlagos haladási sebessége 40 km/óra, a cseretelepeken átlagos rakodási idő: 20 perc. A következő járműparkot jellemző adat a cseretelepek maximális száma járatonként. A szállításirányítási rendszerek ezt a paramétert annak függvényében kezelik, hogy minden ügyfélhez való megérkezéskor a rakodás mellett el kell végezni a szükséges ügyviteli munkát (fuvarlevelek érvényesítése, számlák kezelése, kapu be- és kilépő okmányok kezelése stb.). A gyakorlatban ennek a paraméternek az értéke 10-15 közötti (pl. az amerikai ESRI ArcLogistic Route 2.0 programcsomagban e paraméter kezdeti értéke 15). A PRÍMAGÁZ-HUNGÁRIA Rt. minta körzetében végzett előzetes futtatások szerint a rendszer kiegyenlített a bemenő paraméterek szerint: a diszpozíciók döntési tényezői közül a jármű kapacitás, a munkaidő korlát és a járművenkénti megrendelések száma nagyjából egyszerre válik döntési tényezővé, ha növelni engedjük az utóbbi két tényező értékét. Ugyanakkor a kialakuló diszpozíciókban a legtöbb megrendelést tartalmazó járat 10 térben különböző megrendelést tartalmaz. Ezen megfontolások alapján a járatonkénti térben különböző megrendelések számát 10-re vesszük fel. A járművekre vonatkozó időbeli korlátozásokat a járatok indulásának és visszaérkezésének idő adataiból határozzuk meg. A PRÍMAGÁZ-HUNGÁRIA Rt. adatszolgáltatása szerint a járatok reggel 6-7 óra között indulnak és este 18-19 óra között érkeznek vissza. A vállalat logisztikai központ vezetőjével folytatott egyeztetések alapján a jármű vezetők munkaidejének felső korlátját is figyelembe véve a kiszolgálási időablak nagyságát 10 órában rögzítjük. 3. A kiválasztott elosztási körzet járattervezése 4. oldal, összesen: 9

3.1 A járattervező program futtatásának eredményei Az előző pontokban vázolt bemenő adatbázisokra lefuttattuk a feladatra adaptált TOUROPT 3.1 programcsomagot, amely a járatokat a minimális szállítási teljesítmény; maximális jármű kapacitás kihasználás és az ügyfelek legkorábbi felkeresése célfüggvényeivel egyidejűleg optimalizálja. A járatokat a program az I.-IV. típusokra állította össze, figyelembe véve a topológiai modellt, a fuvar igényeket, valamint a járműpark paramétereit. A jármű poolokat az 1. táblázat szerint vettük fel először annyi munkanapra, amennyi az előzetes számításokból várható, majd a rendszert lefuttatva a szükséges munkanapok számát pontosítottuk. Így alakult ki a járattípusonként szükséges jármű poolok száma, amelyekből meghatározható a teljes havi forgalom teljesítéséhez szükséges munkanapok száma. A PRÍMAGÁZ-HUNGÁRIA Rt. adatszolgáltatása szerint járművenként napi két forduló is végrehajtható. Ezért az olyan járatpárok, amelyek azonos típusú járműre vonatkoznak, és időszükségletük összege - megnövelve az összevonások miatt néhányszor 20 perccel megnövelt rakodási időkkel a 10...10,5 óra időablakba belefér, egy járműre terhelhetők. Ezáltal csökkenthető a szükséges munkanapok száma. Példaként a II. típusú járatok tervezésének eredményeit foglaljuk össze. Ezeket a járatokat havonta háromszor kell teljesíteni, tehát 3 gépkocsi poolból indulunk ki. A fuvarigények korábban vázolt összevonása szerint 40 db igényt kell teljesíteni ebben a járattípusban. A 2. táblázatban a TOUROPT 3.1 által szolgáltatott optimalizált menetrendek összegzett adatait foglaltuk össze. Mivel 1 db II. típusú igényhez 3 db jármű pool kell, és a havi forgalomban 3-szor kell II. típusú igényt teljesíteni, 3*3=9 munkanap szükséges a II. típusú járatok teljesítéséhez. 2. táblázat. A II. típusú járatok összegzett jellemző adatai Jármű pool 1. 2. 3. Járat azonosító 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 5. oldal, összesen: 9

Jellemzők Kapacitás 220 383 220 220 383 220 220 383 220 Megrendelések Szentendre Pomáz Dömös Esztergom Kesztölc Kertváros Dorog Tokodaltáró Tát_1 Tokod Sárisáp Lábatlan Süttő Epöl Máriahalom Héreg Naszály Ács Baj Szomor Vértestolna Tata_2 Tarján_2 Tata_1 Vértesszőlős Nagyigmánd Bábolna Tatabánya_2 Tatabánya_3 Kocs Tatabánya_1 Tárkány Környe Kömlőd Vértessomló Kisbér Oroszlány_3 Oroszlány_2 Bakony.sz.hely Bokod Időszükséglet (óra, perc) 3ó 28p 4ó 58p 4ó 52p 8ó 27p 7ó 27p 3ó 19p 4ó 55p 7ó 53p 6ó 11p Rakomány (egység palack) 184 375 216 209 247 161 192 374 175 Távolság (km) 99 119 143 246 204 120 171 222 206 Összesen: 2133 db egység palack, 1530 km, 51ó 35p, 9 jármű. A 2. táblázatból kitűnik, hogy egyes járatokban jelentős időbeli tartalékok vannak, így lehetőség lesz összevonásokra. A TOUROPT 3.1 programcsomag minden egyes járatot grafikusan is megjelenít. Példaként a 2. ábrán egy ilyen menetrend látható. 2. ábra. Példa egy menetrend grafikus megjelenítésére 3.2 A járművek átlagos kihasználtsági értékének meghatározása A kiszolgáló rendszer által szállított mennyiség a futtatási eredményekből és a szállítások számából határozható meg. A szállító járművek kapacitása az elindított jármű poolok számából és az egyes járművek egység palackban kifejezett kapacitásaiból számítható. Az összes jármű kihasználtsága az összes szállított mennyiség és az összes jármű kapacitás hányadosaként áll elő. A vizsgált diszpozíció optimalizált járatainak átlagos jármű kihasználtsági tényezője: η = 85 %, ami jelentős kapacitás kihasználás növekedést jelent a vállalat jelenlegi mutatójához képest. 6. oldal, összesen: 9

3.3 A járatok munkanapokba való besorolása A diszpozíció változat kiértékelésének utolsó lépése a keletkezett járatok munkanapokra való besorolása. Ennek elkészítésekor a következő szempontokat követtük: a járatok szükséges számát az 1. táblázat szerint kell felvenni, figyelembe véve a futtatási eredményeket, és azokból adódó jármű megtakarításokat; a munkanapok kiosztásakor külön vettük figyelembe az egyedi szállításokat igénylő nagyfogyasztókat (Tatabánya); a járatokat egyenletesen osztottuk ki a munkanapok között; mivel a minta adatbázis egy februári adatsorra támaszkodik, addig végeztünk összevonásokat, míg legfeljebb 4*5 = 20 munkanapba nem tudtuk sorolni az összes járatot; az eredmény táblázatokban kapott összevonási lehetőségek mellett egyéb járatokat is összevontunk. További elemzésekkel egyéb összevonások is kezdeményezhetők voltak (pl. járművek munkanapok közötti cseréje). Mindezek alapján elkészült a járatszerkesztés eredményének járművenkénti és munkanaponkénti 4 munkahétbe való besorolása. 4. Értékelés A járattervezés eredményei azt mutatták, hogy a cseretelepek igényeinek összevonása nem rontja a járművek kihasználtságát (η = 85 %). Általában ugyanis az jellemző, hogy a sok, térben elszórt, kisebb igényre nagyobb kihasználtsági tényező adódik, mint a kevesebb, nagyobb igényre. A TOUROPT 3.1 programcsomagban alap kiépítettségben két további szolgáltatás is benne van, amelyek a meglévő adatbázis alapján további elemzésekre, vizsgálatokra adnak lehetőséget: Számos esetben merül fel annak kérdése, hogy a rendszerbe tartozó igények hányadrészét gazdaságos saját járművel, illetve bérfuvarozással teljesíteni (outsourcing kérdése). Ehhez a járattervezés menüpontban egyrészt ki lehet jelölni a térbeli szempontból értelmezett résztartományt, másrészt forgalom részesedés is megadható. A 7. oldal, összesen: 9

kétféle szempont tetszőlegesen variálható egymással, akár egyidejűleg is; Az elosztási övezeten belül Cluster analízissel optimalizálható a bázis telep/telepek térbeli helyzete. Ehhez az optimum pontot/pontokat a rendszer a kiszolgáló járatok szállítási teljesítményének előzetes optimalizálása alapján határozza meg. A program modulban bemenő adat a telepítendő depók száma, és a rendszer tervezési alternatívákat készít a telepítésről. (Kísérletképpen lefuttattuk e program modult az egyes járattípusok igényeire, és 1 depó esetén több változatban is rendszer a PRÍMAGÁZ-HUNGÁRIA Rt. által korábban használt, de más okokból bezárt tatabányai bázistelepet hozta ki optimális elosztóközpontként.) A TOUROPT 3.1 programcsomag a jelen kutatási feladatban alkalmazott stratégiai járattervezési feladatok mellett napi taktikai járattervezésre is alkalmas. Ebből a célból a programcsomag on-line illeszthető vállalati nyilvántartási, megrendelés kezelési, illetve integrált vállalatirányítási rendszerhez. Az alkalmazáshoz interface programokat készítettünk már többféle ERP 1 -rendszerhez, amely a pillanatnyi megrendelés állományt a programcsomag által kezelhető formában előállítja és a programcsomag számára hozzáférhetővé teszi. Ekkor a rendszer automatikusan tölti fel magát az aktuális megrendelés állománnyal. On-line alkalmazás esetén a rendszerben keletkezett járatok teljes dokumentációja (szöveges és grafikus menetrendek, kiértékelő listák) közvetlenül nyomtathatók, és ezek bizonylatokként a gépkocsi vezetők kezébe adhatók a fuvarlevelek, a kapubárcák stb. kiegészítő okmányaiként. A jelenleg kialakításra került járatrendszer tapasztalatai alapján a PRÍMAGÁZ- HUNGÁRIA Rt. többi bázis telepére hasonló technikával kialakíthatók optimalizált járatok. A jelen tanulmányban elkészített optimalizált járatterveket összevetettük az Rt. által az adott körzetben végrehajtásra kerülő tényleges járatokkal. Ennek eredményeképpen a vállalat hatékony javaslatot dolgozott ki logisztikai rendszerének korszerűsítésére. 1 Enterprise Resources Planning, vállalati erőforrástervező rendszer 8. oldal, összesen: 9

Irodalom [1] Prezenszki J. Tokodi J.: Logisztikai központok vonzáskörzete kiszolgálásának számítógépes közúti szállításirányítási rendszere. Hétköznapi logisztika - A logisztikai szemlélet erősödése a gazdaságban. Az MLBKT V. éves kongresszusa. Siófok, Hotel Aranyhíd, 1997. november 6. p. 77-99. [2] Tokodi J.: Logisztikai szoftverek és alkalmazásuk. Loginfo, Budapest, 7. k. 1998. 3. sz. május-június, p. 16-20. [3] Tokodi J.: A logisztikai informatika elméleti kérdései. Supply Chain Management, Budapest, IV. évf. 11. sz. 2000. december. Magyarul: p. 24-25., angolul: p. IX-X. [4] Prezenszki J. Gál Gy. Tokodi J.: Logisztikai központok irányítási feladatai, az integrált irányítás fokozatos megvalósításának elve és módszere. Logisztikai Évkönyv, 1998. p. 95-101. [5] Tokodi J.: A térinformatika szerepe a logisztikai információs rendszerben. Logi - Tech 2000; Logisztika a Gyakorlatban Nemzetközi Szakkiállítás. Logisztika térinformatikai támogatással című workshopon elhangzott előadás. Budapest, 2000. szeptember 19-21. Budapest, SOTE Nagyvárad téri Elméleti Tömb, p. 13. [6] Tokodi J.: Logisztikai központok információs rendszerei. Spedinfo 2000 - Szakmai Nap "Az árufuvarozás informatikai támogatásáról". 2000. december 13. MTESZ Székház, Budapest, V. ker., Kossuth tér 6/8. p. 20. [7] Tokodi J.: Theoretical Issues of Integrated Logistics Information System. A közép- és keleteurópai országok áruszállítási logisztikája - Németország, Lengyelország, Magyarország részvételével. Workshop a Golden Tulip The New Yorker Hotelben Deutz-Mülheimer Straβe 204. 51063 Köln, 2001. november 29-30. p. 7. [8] Molnár L. Kovács P. Magyar I. Tokodi J.: A PRÍMAGÁZ-HUNGÁRIA Rt. cseretelep kiszolgáló járatrendszerének felülvizsgálata. Készült a PRÍMAGÁZ-HUNGÁRIA Rt. megbízásából. Budapest, 2001. június 30. p. 75. [9] Graf, H-P.; Pflieger, S.; Hahn, D.: Ellátási lánc menedzsment - szállítási logisztika. OMIKK Műszaki Gazdasági Információ, Logisztika, 2000. 5. sz. p. 55-57. [10] Möller, Ch.; Kaczmarek, M.: Áruforgalmi központok bekapcsolása az integrált ellátási láncokba. OMIKK Műszaki Gazdasági Információ, Logisztika, 2001. 2. sz. p. 33-42. 9. oldal, összesen: 9