Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Моделирование производственного плана движения транспортных средств для FTL перевозок

Работа №144934

Тип работы

Дипломные работы, ВКР

Предмет

математика

Объем работы34
Год сдачи2024
Стоимость4800 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
12
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 3
Постановка задачи 4
Глава 1. Обзор предметной области 5
1.1. Перемещение между городами 5
1.2. Транспортные средства 5
1.3. Заказы 6
1.4. Расходы 7
1.5. Уникальные ограничения 8
1.6. 0-1 Целочисленное линейное программирование 8
Глава 2. Алгоритм на основе потоковой модели 10
2.1. Мотивация 10
2.2. Обозначения 10
2.3. Формальная модель 12
2.4. Препроцессинг 17
2.5. Эвристики 19
Глава 3. Алгоритм на основе задачи о назначениях 23
3.1. Мотивация 23
3.2. Генерация цепочек заказов 23
3.3. Итоговая модель 25
3.4. Эвристики 26
Глава 4. Детали имплементации 28
4.1. Парсер входных данных 28
4.2. Солвер для 0-1 целочисленного линейного программирования 28
4.3. Тестирование 29
Глава 5. Сравнение алгоритмов 30
Выводы 33
Заключение 33
Список литературы 35

Моделирование производственного плана движения транспортных средств для перевозок с полной загрузкой прицепа (далее будем называть FTL перевозки) — одна из бизнес задач, возникающих в транспортных компаниях. Одной из таких компаний является ООО «БиАйЭй-Технолоджиз». В рамках моей дипломной работы мне предстоит разработать решение этой бизнес задачи с дополнительными ограничениями, характерными для упомянутой выше компании.
Задачи из этой области начали появляться уже в 1959 году — так в задачу коммивояжёра (Travelling salesman problem) были до­бавлены новые ограничения, связанные с попытками приблизить модель к реальности. Но несмотря на это данная область активно развивается и до сих пор, например, диссертация, рассматривающая оптимизацию количества транспортных средств в задачах, схожих с моей, была опубликована в 2016 году. Для большинства задач из этой области характерно, что для них извест­ны алгортимы нахождения оптимального решения, но они не используются на практике, потому что работают слишком медленно на объемах данных, с которыми приходится иметь дело реальным компаниям. Из-за чего на прак­тике применяются эвристические подходы, которые уже не дают гарантий на оптимальность, но работают быстро на физических данных.
Открытых материалов по моей задаче нет, из-за специфики ограниче­ний, поэтому в последующих главах мной будут рассмотрены схожие задачи, и на основе анализа решений этих задач я разработаю решение поставленной задачи.
Постановка задачи
Целью данной работы является разработка программы для составле­ния плана движения транспортных средств для FTL [4] перевозок. Важно заметить, что составленный план не обязан максимизировать прибыль. Для тестирования скорости работы программы будет использована часть реальных данных компании ООО «БиАйЭй-Технолоджиз» за 2022 год. Для достижения этой цели были выделены следующие задачи:
1. Изучение подходов к решению схожих задач.
2. Разработка и имплементация алгоритма, который будет получать мак­симально возможную прибыль, для дальнейшего тестирования.
3. Разработка и имплементация эвристического алгоритма.
4. Разработка валидатора, при помощи которого будет проверяться кор­ректность решений, сгенерированных программой.
5. Имплементация парсера таблиц с входными данными в формате .xlsx .

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


скорения второго решения, хоть оно и оказалось намного быстрее первого.
В литературе упоминается, что решение задачи о назначениях может быть сведено к решению задачи о максимальном потоке в графе — Maximum flow problem. Сама же задача о максимальном потоке может быть решена при помощи линейного программирования, отсюда, если нам также удастся све­сти наше расширение задачи о назначениях к задаче о максимальном потоке, мы получим, что можно использовать не модель 0-1 целочисленного линей­ного программирования, а модель линейного программирования, задача о решении которой лежит в классе сложности P или задач, для которых существует полиномиальный алгоритм решения. Задача же о решении 0-1 целочисленного линейного программирования NP-полна (класс), так как задача о 0-1 целочисленном программировании, описанная во втором пунк­те списка Ричарда Карпа из 21-ой NP-полной задачи, сводится к ней. Класс сложности NP содержит класс сложности P, вопрос о равенстве этих классов сложности остаётся одной из ключевых открытых проблем тео­ретической информатики. Из всего этого можно сделать вывод, что солверы целочисленного линейного программирования, как минимум, не легче солве- ров линейного программирования. Для нас же самое главное, что на практике солверы линейного программирования работают намного быстрее солверов целочисленного программирования.
Также возможна дальнейшая работа над увеличением прибыли от пла­нов перевозок, генерерируемых моим решением. Этому может поспособство­вать получение доступа к планам компании ООО «БиАйЭй-Технолоджиз», например, для тех же данных за 2022-ой год, которые были предоставлены мне для тестирования.


[1] Dantzig, George Bernard; Ramser, John Hubert, The Truck Dispatching Problem, 1959, URL:https://doi.org/10.1287/mnsc.6.1.80
[2] Travelling salesman problem, URL:https://en.wikipedia.org/wiki/ Travelling_salesman_problem (дата обр. 22.05.2024)
[3] Nurhan Dudakli, Fleet size optimization under certain environment, MsC, Dokuz Eylul University, Department of Industrial Engineering, Izmir, January 2016.
[4] (Full) Truckload shipping, URL:https://en.wikipedia.org/wiki/ Truckload_shipping (дата обр. 22.05.2024)
[5] XLSX, URL:https://en.wikipedia.org/wiki/Office_Open_XML (дата обр. 22.05.2024)
[6] (0-1) Integer (linear) programming, URL:https://en.wikipedia.org/ wiki/Integer_programming (дата обр. 22.05.2024)
[7] Linear programming, URL:https://en.wikipedia.org/wiki/Linear_ programming (дата обр. 22.05.2024)
[8] Ponce-Ortega, Jose; Ochoa-Barragan, Rogelio; Marquez, Cesar, Optimization of Chemical Processes, Linear Programming, 2024, URL: https://doi.org/10.1007/978-3-031-57270-8_3
[9] Simplex algorithm, URL:https://en.wikipedia.org/wiki/Simplex_ algorithm (дата обр. 22.05.2024)
[10] Hall, Julian, Linear Programming solvers: the state of the art, 2019, URL:https://www.maths.ed.ac.uk/hall/Tokyo19/
[11] Vehicle routing problem, URL:https://en.wikipedia.org/wiki/ Vehicle_routing_problem (дата обр. 22.05.2024)
[12] Toth, Paolo; Vigo, Daniele, The Vehicle Routing Problem, 2002, URL: https://doi.Org/10.1137/1.9780898718515
[13] Maximum flow problem, URL:https://en.wikipedia.org/wiki/ Maximum_flow_problem (дата обр. 22.05.2024)
[14] Assignment problem, URL:https://en.wikipedia.org/wiki/ Assignment_problem (дата обр. 22.05.2024)
[15] Steger, Angelika, Assignment Problem with Constraints, 2005
... всего 23 источников


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ