Крупной компании, специализирующейся на грузовых перевозках, потребовалось четыре года, чтобы новая экспертная система заработала должным образом.

Крупной компании, специализирующейся на грузовых перевозках, потребовалось четыре года, чтобы новая экспертная система заработала должным образом. Сейчас ее руководство пожинает плоды своей настойчивости.

Компания: Con-Way Transportation Services (www.con-way.com)

Штаб-квартира: Анн Арбор (шт. Мичиган, США)

Основной вид деятельности:грузовые перевозки

Годовой оборот: 2 млрд. долл.

Общая численность: 17 тыс.

Ключевые факторы успеха:
  • Вовлечение пользователей в процесс внедрения системы обеспечило точную постановку задач.
  • Выбор для тестирования и пробного использования системы самого крупного и сложного бизнес-подразделения компании.
  • Неторопливое, методичное развертывание системы гарантировало ее качество.
  • Проектирование системы, дополняющей бизнес-модель компании, вместо адаптации модели к системе.
Экспертная система - это собственная разработка Con-Way Transportation, ee авторы: архитектор технологий поддержки принятия решений Йа Фен Ду, директор по операциям Дуглас Стотлар и Майкл Кучински, директор Con-Way Central Express по управлению линейными маршрутами и грузопотоком.

Анн Арбор (шт. Мичиган), 17:09, обычный рабочий день, вторник, конец 1996 года.

Диспетчеру линейных маршрутов Con-Way Central Express, Марти Робинсону приходится собирать и сортировать груды распечаток с мэйнфрейма, показывающих, какие грузы нужно перевезти между 200 пунктами по территории Соединенных Штатов и Канады в течение следующих 12 часов. Робинсон просматривает тоннаж, доступных водителей и грузовики, вместимость трейлеров на каждом из порученных ему 40 пунктах. Подобно остальным семи диспетчерам, он должен составить план маршрутов для перевозки 50 тыс. партий тяжелых грузов на 2100 трейлерах от пунктов их нынешнего местонахождения до промежуточных сборных центров. Следующая смена доставит грузы со сборных центров до пунктов их назначения.

Принятая в Con-Way модель управления маршрутами — перевозка грузов в сборные центры, дальнейшее их перемещение на большие расстояния из одного сборного центра в другой с последующим перераспределением по пунктам назначения — требует много времени и усилий со стороны диспетчера. Робинсон вынужден идти на компромисс между своевременной доставкой (в этом состоит естественное ожидание заказчика) и общей эффективностью перевозок. С тем чтобы эффективность не снизилась, он должен составить кратчайшие маршруты и максимизировать загруженность трейлеров, удостоверившись при этом, что водители, не защищенные профсоюзом, смогут добраться до дома, когда их смена закончится. Робинсон располагает небольшим количеством времени на планирование маршрутов, ему необходимо также напечатать инструкции для отдельных грузовых терминалов и работающих там водителей. Но есть загвоздка: два груза для доставки из Индианаполиса в Луисвилл (шт. Кентукки) не помещаются в трейлеры.

Робинсон может переправить грузовик из Тера-От (шт. Индиана) в Индианаполис, чтобы тот забрал оба груза, но ему пришлось бы вернуться пустым в Тера-От. Это 210 км порожнего пробега.

Он обращается к коллеге: «У тебя есть кто-нибудь, кто мог бы заехать в Индианаполис за двумя грузами?»

Нет, у него уже не хватает водителей для Цинциннати. Робинсон мог бы продолжить планировать, но он не может терять время и соглашается на порожний рейс. Теперь все внимание Робинсон переключает на север, в Чикаго.

В действительности работа диспетчеров линейных маршрутов Con-Way еще сложнее. Так, Робинсон работает в текущий момент только с 85% заказов на доставку груза. Остальные поступают уже в то время, как он начинает составлять план маршрутов. А снежная буря, о которой он еще не слышал, наглухо заблокирует один из городов — это еще одна преграда в реализации его планов.

Исключительная сложность выбора оптимальных маршрутов — главная причина, по которой компания Con-Way Transportation Services решила в 1996 году автоматизировать работу диспетчеров. Результатом двухлетних мучительных разработок и еще двух лет сознательного медленного развертывания стала автоматизированная система line-haul. Каждый день эта экспертная система систематизирует в среднем 80 тыс. клиентских заказов, составляя план доставки через все сборные центры и определяя, какой груз следует поместить в какую машину, — и все это за семь минут. Возросшая эффективность перевозок возместила 3-миллионные инвестиции в течение двух последующих лет.

Даже если бы прибыль была значительно меньше, Con-Way все равно вложила деньги в проект просто потому, что в таких условиях невозможно работать. Было сложно найти желающих на должность диспетчера. Процедуры и бизнес-правила, которым следовали сотрудники, не были документированы, это создавало опасную зависимость компании от знаний диспетчеров. Автоматизированная система в любом случае сделала бы работу диспетчеров более быстрой и последовательной, позволив им использовать высвободившееся время для выявления конфликтов, препятствующих своевременной доставке грузов. И Con-Way могла бы продлить время приема заказов на ночную доставку, позволив клиентам делать их хотя бы до конца рабочего дня. Это стало бы весомым конкурентным преимуществом, поскольку предприятия-заказчики получили бы возможность не подстраивать свои бизнес-процессы под график грузоперевозчика.

Адаптация системы, а не бизнес-модели

В 1996 году директор по управлению линейными маршрутами Con-Way Central Express Джон Лабри обратился к консультантам Мичиганского университета с просьбой изучить перспективы создания экспертной системы. В то время в FedEx и в других компаниях существовали модели оптимизации маршрутов перелетов, но технология, применимая для управления линейными маршрутами не полностью загруженного автотранспорта, все еще была предметом исследований университетских лабораторий. В Con-Way очень быстро обнаружили, что группа из Мичигана, да и другие сторонние разработчики, потребовали бы, чтобы компания модифицировала свою довольно необычную бизнес-модель, для того чтобы привести ее в соответствие с системой. Con-Way планирует все маршруты доставки из начального местоположения груза, а не использует модель «от конечного пункта», и все ее водители отправляются домой в конце своей смены.

«Все доступные альтернативы требовали, чтобы мы изменились, а мы были убеждены, что наша модель работала очень хорошо и давала решающее конкурентное преимущество», — говорит Дуглас Стотлар, директор по операциям Con-Way Transportation.

Богатый опыт помог Con-Way стать бессменным лидером транспортных перевозок. Компания приняла рискованное решение разработать собственную экспертную систему, начав ее внедрение с самого крупного и наиболее сложного бизнес-подразделения, Central Express. Руководить разработкой было поручено сотруднику компании Йа Фен Ду (в свое время Ду, выходец из Китая, занимался конструированием ракет для китайской армии).

«Я полагал, мне потребуется шесть месяцев, но чтобы получить резерв во времени, сказал, что нужен год», — с хитрой ухмылкой признается Ду. В конечном же счете на то, чтобы разработать, протестировать и внедрить систему в Con-Way Central, ушло почти пять лет и 3 млн. долл. Задержка произошла из-за того, что трудно было извлечь бизнес-логику из сознания диспетчеров, кодировать ее в формат правил экспертной системы и затем привести эту систему в рабочее состояние. Долгое время система выбирала маршруты, которые нельзя было назвать оптимальными; трейлер направлялся далеко в сторону от своего пути либо водитель оказывался слишком далеко от дома в конце своей смены. Взаимосвязи всех параметров были настолько сложны, что исправление одной ошибки приводило к появлению двух новых проблем. На вылавливание мелких ошибок на каждой итерации зачастую уходили месяцы.

Стараниями пользователей

Прошло два года с тех пор, как экспертная система в Con-Way Central Express была запущена в эксплуатацию. Однако неугомонный Ду с неизменной улыбкой на лице по-прежнему рвется к своему компьютеру, чтобы поработать над изменениями, которые будут учтены при дальнейшем развертывании системы. Ду признается, что его типичной ошибкой в ходе разработки было то, что, в очередной раз поговорив с диспетчером, он спешил представить незаконченную систему в подтверждение концепции.

«Я должен был проводить больше времени с диспетчерами и сам пытаться делать их работу», — говорит Ду, в настоящее время занимающий должность архитектора технологий поддержки принятия решений. После неудачи демо-версии Ду попытался совместить в системе различные стили и предпочтения в вариантах решения проблем, свойственные множеству диспетчеров. Диспетчеры засыпали его неимоверным количеством правил.

«Спустя какое-то время у нас были сотни правил, — говорит Ду. — Это срывало все планы, и я был близок к тому, чтобы отказаться от этой затеи, поскольку думал, что так мы никогда не добьемся нужного результата».

Количество строк кода в системе оптимизации достигло 250 тыс. (сегодня оно составляет 100 тыс.). В конце концов начальник Ду, Стотлар, кажущийся в свои 40 лет чересчур молодым для директора по операциям для компании с оборотом в 2 млрд. долл., сказал: «Достаточно».

«Мне пришлось их приостановить; мы просто тонули в частных фактах и правилах», — вспоминает Стотлар.

Но время, которое Ду провел с диспетчерами, не прошло даром. Эти люди легко могли испугаться проекта и саботировать его. Вместо этого они помогали Ду в построении системы и в конце концов сделали ее более объективной.

«Надо было, чтобы диспетчеры приняли ее, иначе вы не получите ничего, кроме отчуждения», — считает Майкл Кучински, вступивший в должность директора по управлению линейными маршрутами в Con-Way Central, после того как Лабри получил повышение и возглавил Con-Way Western. Кучински действовал как рулевой, чтобы «сохранять правильное отношение к делу» и напоминать диспетчерам, что «есть свет в конце туннеля». Кучински уверен, что со временем они действительно поняли, как много для них значит новая система, особенно после того, как сбой компьютеров трижды вынуждал их возвращаться к планированию маршрутов вручную.

«Каждую ночь это экономит время, которое мы используем на проверку информации о заказах, на анализ проблем и управление изменениями», — говорит Робинсон, оказавший значительную помощь в тестировании системы. Система фиксирует клиентские запросы на доставку груза в течение дня, включая заказы, поступающие в 17:15. Она оповещает диспетчеров при появлении подозрительных данных, чтобы те подтвердили или исправили их (например, в таких ситуациях, когда объемы груза и удельный вес не соответствуют друг другу). Затем система в течение семи минут оптимизирует маршрутный план для 95% поступивших за день заказов на ночную доставку грузов. Диспетчеры, которых теперь обучают как аналитиков по управлению маршрутами движения, отсылают план через Web-интерфейс, решая проблемы с нехваткой водителей и определяя маршруты в исключительных обстоятельствах.

Выгоды

Автоматизированной системе оптимизации маршрутов ежедневно удается обеспечивать рост эффективности на 1-3% больше по сравнению с результатами, которых можно достичь, если планировать маршруты вручную. Например, при сравнении двух ночей, в которые нужно было перевезти одинаковый груз, Con-Way Central использовал на 111 трейлеров и 68 водителей меньше, проделал на 42,5 тыс. км меньший путь со средней загрузкой трейлера на 167 кг больше. Стотлар говорит, что изначально считал, что разница будет более внушительной, но Кучински и Робинсон ожидали лишь скромного улучшения. Но все согласятся, взглянув на эти цифры: постоянно растущие доходы очевидны. Ежегодно экономится от 4 до 5 млн. долл. благодаря уменьшению числа водителей, расстояний, проходимых трейлерами, убытков из-за перегрузок, а также увеличению нагрузки каждого трейлера. В Con-Way Central сократилась численность диспетчерского персонала до трех человек, и по мере роста бизнеса она будет сохраняться на этом уровне.

В то же время заказчики явно выиграли. Первый аспект — это сокращение времени доставки. В Con-Way относят 99% своевременно доставленных грузов на счет автоматизированной системы оптимизации маршрутов, однако нет сомнения, что освобождение диспетчеров от планирования маршрутов дает им больше времени для предотвращения задержек.

Еще один аспект — более поздний предельный срок представления заказов.

«Это существенное преимущество над конкурентами, а также огромное психологическое преимущество, поскольку это конец рабочего дня, — говорит Кэтлин Керли, профессор школы менеджмента Бостонского университета. — В Con-Way не продают расширенное время своим клиентам; здесь хотят избежать перегрузки звонками в последнюю минуту. Но когда клиент находится в критической ситуации, ему всего лишь надо до конца рабочего дня позвонить в Con-Way и сказать: ?Мне действительно необходимо доставить этот груз?».

Эксперты полагают, что в бизнесе, подобном бизнесу Con-Way, есть небольшое число способов максимизировать стратегическую ценность.

«Увеличение грузовой вместимости — вот название их игры, и они этого добились», — говорит Глейзер, директор информационной службы Partners HealthCare System.

Внедрение новой системы в других региональных операционных центрах Con-Way также потребовало времени. Параллельно с системой, подвергавшейся постоянным модернизациям, в течение года в Con-Way Central работали вручную диспетчеры. Затем уже за действующей системой более года осуществлялось пристальное наблюдение с целью выяснить, насколько последовательно она справляется с работой. Размеренный темп и внедрение системы в первую очередь в крупнейшем операционном центре Con-Way сделали ее способной обрабатывать любые исключительные ситуации.

«Нет ничего важнее для компании, чем система оптимизации маршрутов; сбой никакой другой системы не мог бы поставить нас на колени быстрее, чем сбой line-haul», — говорит Стотлар.

Даже допущение возможной неудачи было угрозой некрепкой вере персонала Con-Way в данный проект.

«Если бы с системой оптимизации маршрутов в какой бы то ни было момент произошли длительные неполадки, это нанесло бы огромный удар, — говорит Кучински. — Создалось бы ощущение, что мы просто не в состоянии ее автоматизировать».

Черный ящик ИТ

Вице-президент по информационным услугам Жаклин Барретта удостоверяется, что новая экспертная система соответствует корпоративным стандартам Con-Way

Несмотря на неторопливый темп и благоразумное вовлечение пользователей, Con-Way Transportation совершила классическую ошибку: были выравнены ИТ-стратегия и стратегия бизнеса. Ду осуществил технический проект и кодирование модели оптимизации самостоятельно, затем отдал ее в ИТ-департамент и сказал: ?Вот она. Вам остается изобразить все остальное?».

«Все остальное» означало интеграцию модели оптимизации маршрутов Ду с остальными компонентами информационной системы, включая существующее приложение планирования грузов и базу данных Oracle, разработку нового интерфейса с обеспечением поддержки и управлением последующей выгрузкой. Передача этой работы ИТ-департаменту из 150 человек была решением, по мнению Жаклин Барретта, вице-президента по информационным услугам Con-Way Transportation, не совсем верным.

«Мы были весьма этим обеспокоены. Ду очень талантлив, и немногие люди обладают подобными способностями. Мы бы предпочли начать свою часть работы заранее, чтобы удостовериться, что правильно поняли модель», — говорит Барретта. Она отмечает, что до сих пор существует недостаток в документации, и модель оптимизации не следует многим общепринятым ИТ-стандартам, что затрудняет ее поддержку. Также есть риск, что изменения в приложениях, фиксирующих и передающих заказы на доставку груза, среди прочего могут оказать непредвиденное воздействие на модель Ду.

Барретта поручила одному из своих сотрудников как следует разобраться в модели оптимизации маршрутов и отправила его на курсы. В то же время штатные сотрудники ИТ-департамента все еще относились к модели как к неприкосновенному «черному ящику» и регулярно обращались к Ду для ее диагностики и решения проблем.

Несмотря на все эти трудности, четыре сотрудника, в задачи которых входила эксплуатация системы оптимизации маршрутов, приступили к работе. В марте 2002 года команда координатора данного проекта Скотта ван Винкла начала использовать Web-интерфейс, который позволил диспетчерам видеть генерируемый системой план маршрутов на экране. Вслед за этим они начали развертывание системы в Con-Way Western Express, которое необходимо было завершить в декабре 2002 года, рассматривая одного из диспетчеров Central как «посла пользователей». В этот раз уже не было мучительного извлечения бизнес-правил из голов диспетчеров.

Тем не менее поскольку направления перевозок на западе региона более разбросаны, чем в центральном регионе, системы нуждалась в некоторых наладках. Опять-таки, пришлось выдержать давление со стороны диспетчеров, им хотелось, чтобы внесенные изменения соответствовали их индивидуальным предпочтениям. Даже из Con-Way Central раздавались голоса тех, кто все еще пытался вставить дополнительные модификации. Барретта быстро научилась подвергать просьбы об изменениях внимательному структурированному анализу, требуя документацию по заказам и установления приоритетов предложенных менеджерами обоих регионов изменений системы.

В обязанность ИТ входит гарантия того, что критически важные приложения никогда не сломаются. Мониторы производительности MQSeries, непрерывно сканирующие систему, способны определить пороговые значения, что может означать проблемы в потоке заказов. При достижении пороговой величины информация передается на пейджеры сотрудников ИТ-департамента. Выход из строя сервера IBM WebSphere, управляющего системой, приведет к автоматическому подключению сервера, использующегося для разработок. Каждый день через систему проходит около 105 тыс. заказов на доставку грузов с пиком во второй половине дня. Программная архитектура, базирующаяся на J2EE, рассчитана не только на обеспечение текущего объема перевозок, но и на рост бизнеса.

Планы предусматривают строительство «мостов оптимизации» внутри всей компании. Когда система оптимизации будет действовать во всех четырех региональных операционных центрах Con-Way, каждый из них сможет связываться с другими и благодаря этому, например, брать свободный трейлер и водителя из южного региона и направлять для работы в центральный. Это и целый ряд других усовершенствований — в частности, учет в маршрутном плане погодных условий и моделирование эффекта от добавления новых распределительных центров — уже запрограммированы.

Вера в долгосрочную стратегию

Оглядываясь назад, к моменту рождения своего проекта, Ду подчеркивает, насколько сильна была вера Стотлара и генерального директора Con-Way Джеральда Деттера в проект как в наиболее критический фактор успеха компании.

«Временами все казалось не так уж безоблачно, но они никогда не теряли уверенности, — говорит Ду. — Они повторяли мне, что неважно, сколько времени это займет, главное, чтобы я продолжал работать. Столько людей доверились мне, и это подстегивало».

«Мы постоянно продвигались вперед, этого было достаточно, чтобы не потерять надежду на общий успех», — добавляет Стотлар. Вера в успех проекта поддерживалась и тем, что в Con-Way не позволяли возобладать стремлению к краткосрочной максимизации возврата от инвестиций. Когда Стотлара спрашивают, дали бы в Con-Way добро на такое затяжное внедрение сегодня, когда экономия стоит на первом плане и многие компании отказались инвестировать во все, что не обещает окупаемости в течение шести месяцев, он, не колеблясь, отвечает: «Несомненно».

«Мы поняли стратегическую ценность проекта, этого было достаточно, и нас не сбил с толку коэффициент окупаемости инвестиций, — говорит он. — Если вы управляете исключительно с точки зрения ROI, то, возможно, очень быстро сдались бы при осуществлении этого проекта. И это было бы ошибкой».

Richard Pastore. Cruise Control: Maximum Workflow Efficiency. CIO, February 1, 2003

Компания Con-Way Transportation Services максимизировала эффективность круглосуточных грузоперевозок, разработав экспертную систему, которая позволила автоматизировать процедуры оптимального планирования маршрутов движения грузов. Система способна решать значительную часть сложных задач, встающих перед диспетчерами, последовательно направлять грузы, используя меньшее количество транспортных средств, выбирая более короткие маршруты и намного увеличивая среднюю загрузку каждого конкретного трейлера по сравнению с планированием маршрутов вручную.

Принцип действия: оптимизация линейных маршрутов

Заказы клиентов на перевозку грузов принимаются и проходят первичную обработку посредством программного обеспечения обработки сообщений IBM MQSeries, которое установлено на мэйнфрейме. MQ Messaging передает данные в приложение управления линейными маршрутами line-haul, написанное на языке Java и работающее на платформе Windows 2000. Приложение позволяет диспетчерам просматривать и систематизировать данные о водителях, грузовиках, объеме и весе трейлеров, которые хранятся в базе данных Oracle. Затем это приложение направляет необходимые данные в экспертную систему, работающую на сервере Sun. Лежащая в основе системы модель оптимизации маршрутов объемом в 100 тыс. строк кода на языке С++ позволяет найти оптимальный путь для 95% грузов, которые компания перевозит ежедневно.