Der Optimizer – die automatische Disposition in mobileX-Dispatch

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Instandhaltungsvorgang

Neben der manuellen Planung per Drag-and-drop können Disponenten bei der Planung der Einsätze ihrer Techniker auch die automatische Disposition in mobileX-Dispatch, den Optimizer, nutzen. Die vollautomatische Planung verteilt alle Aufträge und Vorgänge auf die zur Verfügung stehenden Ressourcen - ohne Ausnahmen und Einschränkungen durch den Disponenten. Bei der halbautomatischen Planung legt der Disponent zunächst einen bestimmten Zeitraum für die Optimierung fest. Dies kann ein langer Zeitraum von mehreren Wochen und Monaten sein oder auch nur ein bestimmter Tag. Dann definiert er, welche Arten von Aufträgen oder Vorgängen, welche Standorte oder Ressourcengruppen geplant oder auch von der automatischen Planung ausgeschlossen werden sollen.

Herausforderung optimale Tourenplanung

Die Planung von optimalen Touren wird umso anspruchsvoller, je mehr Techniker und Einsätze zu verplanen sind und je mehr Rahmenbedingungen und Planungsziele dabei berücksichtigt werden müssen. Deswegen benötigt die Zuordnung von Aufträgen zu Technikern in der Theorie sehr viel Rechenzeit. In der Informatik wird dies als MDVRPTW (Multi Depot Vehicle Routing Problem with Time Windows) bezeichnet. Es handelt sich hierbei um ein NP-vollständiges Problem, das heißt um ein schwieriges Problem, das sich mit Hilfe heutiger Computer nicht effizient vollständig lösen lässt.
Da die zur Verfügung stehende Planungszeit im täglichen Einsatz begrenzt ist und nicht alle möglichen Kombinationen von Vorgängen berechnet werden können, nutzt der Optimizer bestimmte Annahmen (Heuristiken), um hinreichend gute Touren zu generieren. Solche heuristischen Verfahren basieren auf Erfahrungen und können mit begrenztem Wissen und in kurzer Zeit zu praktikablen Lösungen kommen. Diese werden dann mit Hinblick auf die Kostenfunktion immer weiter optimiert.

Kostenfunktion und Parametrisierung

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Kostenparameter im Optimizer

Die Kostenfunktion definiert in jedem möglichen Planungsszenario die Kosten hinsichtlich bestimmter Parameter. Dies sind Faktoren, die für ein Unternehmen bei der Planung eine wichtige Rolle spielen. Diese sind von Unternehmen zu Unternehmen unterschiedlich und richten sich nach der individuellen Geschäfts-, Service- und Dispositionsstrategie. Zu den Faktoren der Parametrisierung, also der Optimierung hinsichtlich der Kosten- und Nutzen-Zielwerte, gehören zum Beispiel:

• Planbare Zeit des Technikers
• Standort des Technikers
• Fähigkeiten / Qualifikationen des Technikers
• Ladekapazitäten von Fahrzeugen
  
• Service-Level-Agreements
• Vereinbarte Zeiten
• Voraussichtliche Dauer von Vorgängen

Der Optimizer hilft also dabei, sich bei der Verteilung der Vorgänge einem Optimum anzunähern. Was das Optimum ist, beschreibt das Unternehmen, indem es den einzelnen Faktoren bestimmte Kosten zuweist. Dies können zum Beispiel sein:

• Jede Minute, die ein Techniker fährt, kostet 3,50 Euro.
• Jeder Vorgang, der nicht geplant werden kann, kostet 100 Euro.
• Wenn nicht der bevorzugte Techniker geplant werden kann, dann ist das ein Qualitätsverlust gegenüber dem Kunden. Dieser wird mit 50 Euro pro Vorgang bewertet.
• Wenn ein Vorgang nicht in den SLA-Zeiten verplant werden kann, dann kostet jede Stunde darüber hinaus 20 €.

Ziele der automatischen Disposition

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Je länger der Optimizer rechnet, desto optimaler und günstiger werden die Routen. 

Je komplexer das oder die Ziel(e) der Einsatzplanung sind, desto mehr Kostenparameter beeinflussen dessen Erreichung. Da diese Parameter auch gegensätzlich sein können (kürzeste versus schnellste Strecke), gilt es diese entsprechend zu priorisieren und in der Oberfläche des Optimizer entsprechend zu gewichten. Mögliche Ziele der optimierten Planung können sein:

• Kürzere Fahrtzeiten -> Optimierung auf schnellste Strecke
• Weniger CO2-Belastung -> Optimierung auf kürzeste Strecke
• Niedrigere Kosten -> Optimierung auf kürzeste und schnellste Strecke, hohe First-time-fix-rate
• Hohe Kundenzufriedenheit -> Optimierung auf kurze Zeitfenster, Wunschtermine, schnelle Termine, bevorzugte Techniker, hohe First-time-fix-rate
• Optimale Ressourcenauslastung -> Optimierung auf wenig Überstunden, kurze Fahrtzeiten, hohe First-time-fix-rate, Skillmatching

Kartenintegration und Berechnung der optimalen Routen

Für die Berechnung der Touren nutzt der Optimizer die digitale Straßenkarte von PTV. Über die Geokoordinaten des Ausgangspunktes und der Ziele berechnet der PTV-Server die Entfernungen und damit die Reisezeiten für alle möglichen Routen. Daraus berechnet der Optimizer die nach der Kostenfunktionen bestmöglichen Routen. Bei der Berechnung fließen zum einen Geschwindigkeitsprofile von Ressourcen ein, die für bestimmte Fahrzeuge hinterlegt sind. Auch historische Verkehrsdaten mit tageszeitabhängigen oder saisonalen Profilen für Strecken - wie zum Beispiel Rush Hour - können dabei berücksichtigt werden. Das Transportgut kann ebenso eine Rolle bei der Tourenplanung spielen. Wenn es sich zum Beispiel um einen Gefahrenguttransport handelt, darf dieser nur auf bestimmten Straßen fahren.