问题

卡玛兹公司是独联体最大的重型卡车制造商。它不仅生产汽车，还生产公共汽车、拖车、卡车起重机和其他车辆。该公司 一项发展是交换式集装箱运输技术——“Kamatainer”。这种方法适用于起点和终点相距较远的情况。将路线被分成几段，每段线路上的集装箱由不同的拖拉机运输。因此，使用的卡车更少，发生故障的次数更少，交付货物所需的时间也更少。

在“Kamatainer”项目的框架内，该公司引进了一种新型的特殊半挂车KAMAZ牵引装置，可配备一个可拆卸的多用途集装箱。这种集装箱比标准集装箱更轻、更便宜、更宽敞、更易于重新装载。更换集装箱的过程只需要五到七分钟，因此车辆会更快地沿其路线行驶，将集装箱运送到另一辆车上，然后运载另一个集装箱返回其基地。

在项目的初始阶段，KAMAZ的管理层希望了解，与传统的运输方式相比交换式集装箱运输的有效程度。这就是该公司委托进行交通规划和未来路线仿真研究的原因。开发人员在KAMAZ供应网络中模拟了城市内和城际运输的实际过程，以比较交换车身交付方式与传统交付方式所需的拖拉机和集装箱数量，并进行运输仿真模型压力测试。开发人员选择AnyLogic运输优化软件作为建模工具，并利用其优势（一种基于智能体的仿真方法）来详细描述供应链中每个组件的行为。

城市内部交通建模

解决方案

在设计的模型中，开发人员反映了从供应商仓库到KAMAZ装配线设施仓库的各个组件的运输过程。这一过程涉及70辆卡车，每天最多可行驶200次。仿真模型展示了这一过程，并展示了使用“Kamatainer” 交换式集装箱运输技术。

该模型的主要智能体是拖拉机、装配线设备仓库和供应商仓库。可视化动画显示在仓库、拖拉机移动和供应商仓库集装箱装载过程的地理信息系统地图上。

城市内部交通规划软件（点击放大）

在工作日开始时，装配线设施仓库中的集装箱是空的，而供应商仓库中的集装箱是装满的。拖拉机将装配线设施仓库中的一个空集装箱交付给供应商仓库。之后，它从同一地点或最近的地点将已装载的集装箱运送到装配线设施仓库。在一些地点，拖车被用来一次运送两个集装箱。

该模型考虑了可能影响装运效率的因素，例如：

• 卡车行驶速度
• 仓库中的集装箱装载时间
• 集装箱装卸时间
• 一天开始时的空集装箱数量
• 司机工作时间

该模型在运行过程中积累了大量的可为以后交通资源规划和系统分析服务的统计数据。

对于仓库：

• 等待装载时供应商仓库中最大的空集装箱停机时间
• 等待发货时已装载集装箱的最大停机时间
• 最后的主体交换调度时间

对于拖拉机：

• 最后行驶终止时间
• 行驶次数
• 运输时间
• 装配线设备仓库和供应商仓库的最大停工时间和总停机时间

结果

运输优化模型有助于比较采用Kamatainer技术前后拖拉机数量、集装箱数量和运输成本。仿真建模表明，交换式集装箱运输技术将市内运输成本降低了9倍：

• 70辆卡车可替换为16辆拖拉机、13辆可拆卸的交换车身和80辆拖车。
• 所有货物交付均在一个工作班次内完成。
• 拖拉机停机时间占工作时间的3%。

城际交通建模

解决方案

“Kamatainer”技术也可以应用于城市之间的货物运输。建立了城际货物运输仿真模型，对该应用领域的技术性能进行了评价。

城际交通优化软件（点击放大）

地理信息系统地图上显示了以下智能体：

• 执行集装箱交换的网络点
• 拖拉机
• 司机
• 集装箱

设置拖拉机和司机在某些固定地点，并在他们自己和邻近地点之间运送货物。拖拉机可以利用拖车运输额外的集装箱。

在货物流动的初始路线点，集装箱堆积起来，等待发货。线路上下一个地点的拖拉机具有运输的优先权。这有助于减少相反方向的空车运行。

拖拉机司机轮班工作。每个司机在工作日的驾驶时间不超过8小时，只有在休息16小时后才能开始下一次驾驶。

成果

为了评估集装箱交换交付的效率，将实验结果与实际运输系统数据进行了比较：

• 所有货物只需要不到一半的拖拉机（46辆而不是116辆）。
• 交货时间减少了2.5倍（1.8个工作日而不是5天）。
• 每月的总运输成本减少了37%。

仿真模型表明，切换到集装箱交换交货方式可以减少拖拉机数量、运输时间和总运输成本。

从长远来看，城内和城际交通模型是一种交通规划工具和决策支持系统（DSS）。它们将有助于：

• 在扩大运输系统和规划新地点的同时，确定系统的瓶颈。
• 通过应用AnyLogic的可视化工具，更有效地解决短期和长期规划问题。
• 在制定装运计划时考虑到系统的性能。