不确定环境下运营规划的科学方法

本文探讨了某机构物流研究团队如何运用机器学习和优化模型解决最后一公里配送的复杂问题,包括车辆部署策略、疫情应对措施以及电动化转型挑战,通过结合数据驱动和物理模型实现精准预测。

不确定环境下运营规划的科学方法

当某机构宣布将采购10万辆定制电动送货车辆作为气候承诺的一部分时,某机构物流研究组织的科学家团队承担了制定最佳部署策略的挑战。基于模拟某机构货运量及各城市电力可用性等外部参数的复杂模型,该团队正在制定逐步实现整个车队电动化的计划。

这只是物流研究科学团队处理的众多最后一公里配送相关项目之一。最后一公里即产品到达客户门口的最后一程。团队开发模型预测每路线货运量(SPR)及分布情况(即特定城市中单个司机每日平均配送包裹量,预测范围从数周至数年)。这些模型有助于预测需要购买的货车数量及不同尺寸,以满足预期需求。

动态环境中的预测挑战

鉴于运营的动态特性,开发这些模型面临多重科学挑战。 volume持续增长,但每路线货运量并非线性增加。新配送站频繁启用导致各站覆盖地理区域变化,车站可能采用不同类型车辆并调整运营时间,路网变更也会影响行驶时间。

团队采用自下而上的方法从邮政编码层级建立基础模型,确保能够直接考虑站点管辖范围的变化。纯机器学习方法不足时,团队开发结合机器学习与基于物理的优化模型,以处理缺乏训练数据的新场景。

混合建模方法的优势

当某站点新增大型货车(此前仅中小型货车)时,虽无训练数据,但模型核心采用分析和优化组件仍能预测大型货车的每路线货运量。团队通过每月重复运行模型进行航向校正,使模型持续学习变化参数,始终获取最新预测图景。

实地协作与模型优化

科学团队与现场人员紧密合作,通过站点访问和随车观察保持对业务演进的了解。当模型预测与实际数据出现差异时,团队通过深入分析代码和数据发现症结(如新邮政编码区配送模式变化),及时调整模型。

应对疫情突发状况

对于车辆采购等重大决策,团队通常进行16个月周期的预测。但2020年预测时模型未考虑疫情因素,导致预测偏差。团队通过升级预测模型纳入新增货量,并执行场景分析验证已采购车辆是否满足需求。提前进行的超额预算策略在此次危机中发挥了关键作用。

电动化转型与团队协作

车队电动化带来新挑战:车辆电池续航、电力消耗优化、极端天气应对等。团队通过成员多元背景(数据专家、SQL/Python编程、机器学习、优化建模、蒙特卡洛模拟等领域)协同攻克难题。每项目由2-3人协作完成,结合数学解决方案与实施能力的平衡。

该领域研究远超车辆路径规划范畴,需要持续创新应对不断出现的挑战,这也使得参与团队工作具有极高的专业回报价值。

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