Bu sayfanın kapsamı
Gerçek bir ağ tasarımı kararı, gerçek mesafe matrisi, gerçek hacim verisi, arazi ve kira maliyetleri, işgücü erişimi ve yol altyapısı verilerini birlikte gerektirir ve genellikle bir optimizasyon yazılımıyla çözülür.
Bu sayfa o kararı vermeyi değil, kararın arkasındaki matematiği ve ödünleşmeleri anlatmayı hedefliyor. Buradaki hesaplar bir ağ tasarımı üretmez; hangi büyüklüklerin birbirine nasıl bağlı olduğunu gösterir. Bu ayrımın baştan konması gerekiyor, çünkü aynı formüller gerçek veri olmadan kullanıldığında kesinlik izlenimi veriyor.
İki temel mimari
| Noktadan noktaya | Hub-spoke | |
|---|---|---|
| Yapısı | Her şube her şubeyle doğrudan bağlantılı | Tüm şubeler bir veya birkaç merkeze bağlı |
| Teslim süresi | Kısa — aktarma yok | Uzun — en az bir aktarma |
| Doluluk oranı | Düşük | Yüksek |
| Bağlantı sayısı | Kareyle büyür | Doğrusal büyür |
| Kırılganlık | Dağınık — bir hat koparsa etkisi sınırlı | Merkezde toplanmış — merkez durursa ağ durur |
| Uygun olduğu durum | Az sayıda nokta, yüksek çift bazlı hacim | Çok nokta, düşük çift bazlı hacim |
Kargo ve dağıtım sektörünün hub-spoke mimarisini benimsemesinin sebebi son satırda: şube sayısı yüksek ve herhangi iki şube arasındaki günlük hacim tek bir araç dolduracak düzeyin çok altında. Bu koşullarda doğrudan bağlantı, boş araç taşımak anlamına geliyor.
Son satırdan bir önceki ise mimarinin bedeli. Hub-spoke, tüm akışı tek bir noktada topladığı için o noktayı kritik hale getiriyor; iş sürekliliği açısından bakıldığında merkez, RTO'sunun en kısa olması gereken varlık.
Bağlantı sayısı
n nokta arasındaki doğrudan bağlantı sayısı n × (n − 1) ÷ 2 ile büyür; tek merkez üzerinden ise yalnızca n bağlantı gerekir.
| Şube sayısı | Noktadan noktaya | Tek merkez | Oran |
|---|---|---|---|
| 10 | 45 | 10 | 4,5 |
| 30 | 435 | 30 | 14,5 |
| 50 | 1.225 | 50 | 24,5 |
| 81 | 3.240 | 81 | 40,0 |
Oran sütunu, mimarinin neden ölçekle birlikte zorunlu hale geldiğini gösteriyor. On noktalı bir ağda doğrudan bağlantı 4,5 kat fazla hat gerektirirken, seksen bir noktada bu oran 40'a çıkıyor. Noktadan noktaya mimari küçük ölçekte savunulabilir, büyük ölçekte savunulamaz hale geliyor.
Doluluk oranı
Bağlantı sayısı tek başına bir maliyet değil; maliyet, o bağlantıların ne kadar dolu çalıştığından geliyor.
30 şube, günlük 14.340 gönderi
Araç kapasitesi 1.100 gönderi. Hacmin şube çiftleri arasında eşit dağıldığı varsayılıyor.
Çift başına akış = 14.340 ÷ 435 = 33,0 gönderi
Doluluk = 33,0 ÷ 1.100 = %3,0
Tek merkez: 30 hat
Hat başına akış = 14.340 ÷ 30 = 478 gönderi
Doluluk = 478 ÷ 1.100 = %43,5
İki sayının aynı çıkması tesadüf değil: aynı hacim daha az hatta toplandığında hat başına akış aynı oranda artıyor. Hub-spoke mimarisinin temel kazancı da bu — konsolidasyon.
%3,0 doluluk oranının pratik anlamı şu: noktadan noktaya çalışan bir ağda araçların neredeyse tamamı boş taşınır. Tek merkezli yapıda %43,5 hâlâ düşük görünüyor ama tek bir aktarma karşılığında elde edilen bu iyileşme, mimarinin bedelini fazlasıyla karşılıyor.
Kaç merkez
Merkez sayısı arttıkça son kilometre mesafesi kısalıyor ama sabit maliyet ve aktarma karmaşası artıyor. Bu ödünleşmenin matematiği bir karekök ilişkisine dayanıyor.
Bir alan m merkeze bölündüğünde merkez başına alan A ÷ m olur; ortalama mesafe ise alanın kareköküyle orantılı küçülür. Dolayısıyla merkez sayısını dört katına çıkarmak ortalama mesafeyi yalnızca yarıya indirir.
| Merkez sayısı | Merkez başına alan | Ortalama mesafe |
|---|---|---|
| 1 | 780.000 km² | 441,6 km |
| 2 | 390.000 km² | 312,2 km |
| 4 | 195.000 km² | 220,8 km |
| 8 | 97.500 km² | 156,1 km |
| 16 | 48.750 km² | 110,4 km |
| 25 | 31.200 km² | 88,3 km |
4 → 16 merkez: mesafe 220,8 → 110,4 km, azalma %50,0 (merkez maliyeti yine 4 kat)
Tablonun söylediği şey net: her dört katlanmada mesafe yarılanıyor. Maliyet dört kat artarken kazanç iki kat artıyor, yani azalan getiri söz konusu. Bu ilişki öğrenme eğrisindeki ve kuyruk teorisindeki kanal kararındaki örüntüyle aynı yapıda; üçünde de ek birimin getirisi giderek azalıyor.
Doğru merkez sayısı bu eğrinin nerede kesiştiğine bağlı: merkez başına sabit maliyet ile kazanılan taşıma ve süre tasarrufu. Sabit maliyet yüksekse az merkez, hizmet süresi taahhüdü sıkıysa çok merkez.
Konum kararı
Merkez sayısı belirlendikten sonra konum sorusu geliyor. En basit yöntem hacim ağırlıklı ağırlık merkezi.
Ağırlık merkezi = Σ(hacim × koordinat) ÷ Σ(hacim)
Her lokasyonun koordinatı, o lokasyonun hacmiyle ağırlıklandırılarak ortalaması alınır.
Altı şube için ağırlık merkezi
| Şube | Enlem | Boylam | Hacim |
|---|---|---|---|
| A | 41,02 | 28,98 | 2.850 |
| B | 40,19 | 29,09 | 4.100 |
| C | 39,93 | 32,86 | 1.950 |
| D | 38,42 | 27,13 | 1.600 |
| E | 37,87 | 32,49 | 2.240 |
| F | 40,77 | 29,94 | 1.600 |
Hacim ağırlıklı merkez = (39,8244 ; 29,9880)
Hacim ağırlıksız basit ortalama = (39,7000 ; 30,0817)
Fark ≈ enlemde 14 km, boylamda 8 km
İki hesap arasındaki fark, hacim ağırlıklandırmasının neden gerekli olduğunu gösteriyor. Basit ortalama tüm şubeleri eşit sayar; oysa B şubesi tek başına toplam hacmin %28,6'sını taşıyor ve merkez doğal olarak ona doğru kaymalı.
Yöntemin sınırları da açık. Kuş uçuşu koordinat kullanıyor, yol ağını ve gerçek sürüş mesafesini dikkate almıyor; VRP sayfasında belirtildiği gibi gerçek sürüş mesafesi düz çizgiden %20–40 uzun. Ayrıca çıkan nokta bir tarla ya da göl olabileceği için sonuç bir konum değil, arama merkezi olarak kullanılır.
Sık karşılaşılan hatalar
Bağlantı sayısı matematiğini hesaba katmamak. Şube sayısı arttıkça doğrudan bağlantı sayısı kareyle büyüyor; küçük ölçekte işleyen bir mimari büyük ölçekte savunulamaz hale geliyor.
Doluluk oranını ölçmemek. Hat sayısı bir maliyet göstergesi değil; maliyet, o hatların ne kadar dolu çalıştığından geliyor.
Merkez sayısını doğrusal düşünmek. Merkez sayısını dört katına çıkarmak mesafeyi yalnızca yarıya indiriyor. Azalan getiri hesaba katılmadığında yatırım fazla yapılıyor.
Ağırlık merkezini hacimle ağırlıklandırmamak. Basit ortalama tüm noktaları eşit sayar; örnekte bu fark 14 km'ye çıkıyordu.
Kuş uçuşu mesafeyle karar vermek. Gerçek sürüş mesafesi belirgin biçimde uzun ve yol ağına bağlı; ağırlık merkezi yalnızca arama başlangıcı olarak kullanılır.
Merkez kırılganlığını ihmal etmek. Hub-spoke mimarisi tüm akışı tek noktada topluyor; o nokta için iş sürekliliği planı olmadan kurulan ağ tek bir olayla duruyor.