Эко-Ford: как компания помогает оптовым клиентам «озеленить» автопарк

Стоит ли вкладываться в эко-транспорт? Чтобы предоставить data-driven ответ на этот вопрос, аналитики Ford создали математическую модель… на базе Excel. Об инновации концерна рассказывает руководитель направления систем бизнес-аналитики BIA Technologies Станислав Воронин.

Эко-оптимизация

Если вы следите за блогом, то уже знаете, что математическая оптимизация помогает снижать негативное влияние на окружающую среду — например, благодаря формированию оптимальных маршрутов и сокращению холостых пробегов автотранспорта (вот хорошая статья на эту тему). Еще больших эффектов можно добиться, если осознанно закладывать эко-показатели в математическую модель и делать их целевой функцией оптимизации. Именно такой подход уже не первый год применяется отделом продаж Ford.

Концерн предлагает своим клиентам внушительный ассортимент «зеленых» альтернатив традиционным автомобилям, ездящим на бензине. К ним относятся машины с биотопливом на этаноле или сжатым природным газом, машины, оснащенные системой непосредственного впрыска топлива в бензиновом двигателе, гибридные машины и электромобили. Хотя передовые технологии трансмиссии зачастую требуют больших первоначальных инвестиций, они снижают расход топлива на горизонте всего срока службы автомобиля.

Оптовые клиенты Ford (транспортные компании, крупные производители, государственные организации, муниципалитеты и т. п.) покупают сотни, а то и тысячи транспортных средств в год. На их долю приходится порядка 30% бизнеса компании. Работая с оптовыми клиентами, аналитики Ford заметили их растущий интерес к «зеленым» технологиям. Однако закупщики не всегда могут финансово оправдать перевод автопарка на экологически устойчивые альтернативы.

Чтобы помочь клиентам принять взвешенное решение на основе убедительных данных и предоставить своему отделу продаж идеальный инструмент для ведения переговоров, аналитический отдел Ford разработал модель планирования автопарка с акцентом на экономическую выгоду и обеспечение устойчивого развития — Ford Fleet Purchase Planner. Как система помогает оптовым клиентам стратегически инвестировать в более экологичные транспортные средства — расскажу чуть ниже. Но сначала сделаем шаг назад и посмотрим, с чего всё началось…

Калькулятор для сравнения транспортных средств

В 2009 году, в сотрудничестве с Azure Dynamics, Ford готовился пополнить продуктовую линейку своим первым электромобилем — компактным фургоном Transit Connect Electric. В этот момент внутренней команде аналитиков предложили разработать инструмент, который мог бы продемонстрировать клиентам, в чем заключаются преимущества Transit Connect Electric в сравнении с классической бензиновой версией серии Transit Connect.

Так был разработан калькулятор вредных выбросов и стоимости топлива. Он отвечал на все распространенные вопросы клиентов: насколько более экологична электрическая версия? являются ли объемы выбросов одинаковыми при езде, например, в Калифорнии и в Огайо? сколько мы сэкономим на топливе? вернем ли мы наши инвестиции до истечения срока службы автомобиля?

Когда аналитики Ford выпустили первую версию калькулятора, стало понятно, что клиенты заинтересованы в сравнении более широкого спектра технологий. Поэтому калькулятор был дополнен опциями с биотопливом и сжатым природным газом; а в 2013 году — появившейся тогда гибридной моделью C-Max Energi.

Калькулятор с самого начала задумывался как максимально user-friendly: разработанный в Excel, он позволяет клиентам самостоятельно выставлять фильтры и сравнивать модели авто. В таблице можно выбрать тип топлива и его цену; а при сравнении гибридных и электромобилей — указать собственное сочетание топливных долей исходного сырья (например, 25% угля, 15% атомной энергии, 10% нефти, 30% природного газа и 20% возобновляемых источников энергии). После того, как клиент добавит информацию об ожидаемом использовании автомобиля, включая годовой пробег и предполагаемый срок службы, калькулятор создает отчет, в котором сопоставляются стоимость топлива и объемы выбросов СО2. Причем помимо собственно выбросов от сжигания топлива в автомобиле, система учитывает также выбросы от производства требуемого вида топлива.

Помимо информации, вводимой заказчиком, основным источником данных для модели являются открытые базы Агентства по охране окружающей среды (Environmental Protection Agency, EPA), которое занимается установкой стандартов и ведением учета экономии топлива транспортными средствами. Используя эти данные об экономии топлива, расчет вредных выбросов и стоимости топлива для транспортного средства является простой задачей. Оба показателя являются функцией количества потребляемого топлива, которое напрямую зависит от числа пройденных за год километров и показателей экономии топлива для конкретного автомобиля.

Масштабирование модели на целый автопарк

Ford сотрудничает со многими крупными клиентами, чей автопарк насчитывает свыше 1000 транспортных средств. Исходя из этого, специалисты компании были заинтересованы в доработке калькулятора выбросов и стоимости топлива до полноценной оптимизационной системы анализа большого парка автомобилей.

Но для начала нужно было решить проблему нестыковки форматов данных. Дело в том, что практически каждая компания ведет учет своего автопарка в понятном ей формате, который редко совпадает с внешним видом данных в базе EPA.

Чтобы справиться с этим препятствием, аналитики Ford разработали инструмент для декодирования уникальных идентификационных номеров автомобилей VIN — они представляют собой строку из 17 символов, в которой зашифрованы все ключевые данные о транспортном средстве (год выпуска, марка, модель, рабочий объем двигателя и трансмиссия).

Полученные данные затем нужно вычистить, потому что любая нестыковка означает невозможность осуществления расчетов. Например, для системы, строки {год = 2022; производитель = Ford Motor Company; модель = F-150; цилиндр(ы) = 6} и {год = 2022; производитель = Ford Division; модель = F150; цилиндр(ы) = 6} представляются совершенно разными, хотя мы-то с вами понимаем, что речь идет об одной и той же модели авто.

Оптимизация закупок новых автомобилей

Поняв текущее состояние автопарка, мы получаем ориентир для планирования его обновления. Следующий шаг — определить, какие транспортные средства клиент должен рассматривать в качестве альтернативы. Чтобы облегчить эту задачу, в систему был встроен инструмент для автоматического выявления опций в совпадающих сегментах продуктовой линейки. Логика тут проста: если клиент хочет обновить партию малолитражек, вряд ли он будет менять ее на партию пикапов. Впрочем, если клиент действительно хочет радикально поменять тип транспорта, в системе также есть возможность соответствующей ручной настройки.

И это не единственная гибкая настройка в системе. Разработчики Ford хорошо понимают, что компании заказчиков отличаются по своим бюджетным структурам и бизнес-моделям, что, в свою очередь, отражается на том, как они измеряют свои затраты. Например, для компании по сдаче автомобилей в аренду важным показателем будет их стоимость при перепродаже, а вот эксплуатационные расходы на бензин или страховку, напротив, особой роли для них не играют (как правило, они ложатся на плечи тех, кто арендует машины). А вот у какой-нибудь строительной компании совершенно иная бизнес-модель: компания покупает пикапы и микроавтобусы и проезжает на них более 300 000 км в год, что делает расходы на топливо критически важным фактором при расчетах. Принимая это во внимание, специалисты Ford разработали планировщик закупок с возможностью выбора наиболее подходящего показателя затрат для той или иной бизнес-модели организации.

Чтобы система рассчитывала оптимальный вариант не только с точки зрения сокращения вредных выбросов, но и с точки зрения сокращения затрат, в ее основу было заложено сразу две модели оптимизации: одна целочисленная программа минимизирует затраты при соблюдении ограничений по выбросам, другая — минимизирует выбросы, выбирая наилучшую стратегию с учетом заданного порога стоимости.

Вместо одного-единственного оптимального/усредненного варианта на выходе система формирует наглядный график с границей Парето, с помощью которого клиент может найти идеальный для себя баланс между стоимостью и экологичностью. Каждая точка на графике представляет потенциальную покупку для клиента и связанные с ней общие затраты и улучшения экологической устойчивости в сравнении с текущим автопарком.

Помимо графика, система также представляет информацию в форме таблицы с числовыми данными по каждому варианту покупки (по каждой точке Парето), которые включают в себя цену автомобиля, эксплуатационные расходы и показатели устойчивого развития, которых можно добиться.

Вместе график и таблица предоставляют клиентам Ford обилие информации для принятия обоснованного решения по стратегии закупок. Как только клиент компании принимает решение о том, какие модели он хочет приобрести, система формирует подробный отчет по каждому транспортному средству. Отчет содержит строку для каждого транспортного средства в имеющемся автопарке, включая текущие выбросы и затраты на топливо для этого транспортного средства, рекомендуемый автомобиль на замену и соответствующие расчетные будущие выбросы и затраты на топливо. Впоследствии этот отчет может помочь закупщикам клиента обосновать для своего топ-менеджмента инвестиции в более экологичные транспортные средства.

Оптимизация с учетом индивидуального типа и манеры езды

Традиционно многие оптовые клиенты Ford упрощают свои решения о покупке, заказывая одну и ту же модель автомобиля для каждого блока задач. Это путь наименьшего сопротивления, но, как показывает практика, он не всегда оптимален.

Для примера специалисты Ford приводят кейс одного клиента, который планировал заменить все Ford 747 в своем автопарке на Ford Fusion EcoBoost. Используя калькулятор обновления автопарка, продавцы Ford показали, что эта стратегия значительно повысит экологическую устойчивость компании, поскольку она позволит добиться сокращения вредных выбросов в атмосферу на 8,2%. Несмотря на впечатляющую цифру, эксперты хотели узнать, может ли другая стратегия быть еще более выгодной, и провели дополнительный раунд оптимизационных расчетов для сравнения.

Оказалось, что водителей компании-заказчика можно разделить на три группы:

- большинство, 611 водителей, ездили на стандартном двигателе Ford Fusion объемом 2,5 л;

- 69 водителей, которые больше всего бы выиграли от более экологичного автомобиля, использовали гибридную модель Ford Fusion;

- и только 67 водителей уже использовали EcoBoost — модель авто, на которую компания планировала перевести всех своих водителей.

Оптимизация автопарка по критерию типа вождения помогла найти еще более экологичный, но все же рентабельный вариант, согласно которому 134 водителя компании следует пересадить на гибридные автомобили Ford Fusion, 25 — на автомобили EcoBoost, а оставшихся 588 водителей оставить (!) на стандартном двигателе объемом 2,5 л. При такой стратегии компании удастся сэкономить $250 000 по сравнению с первоначальной стратегией всеобщего перехода на EcoBoost и при этом сократить количество вредных выбросов сразу на 12%.

Чтобы понять, почему оптимизационная модель сопоставляет определенных водителей с конкретными транспортными средствами, рассмотрим три разных случая. Первый водитель живет в американском штате с низкими ценами на бензин и ездит преимущественно по трассам. Второй водитель живет в штате с высокими ценами на бензин и часто стоит в пробках. Третий живет в штате со средними ценами на бензин и ездит в равной мере как по городу, так и по междугородним трассам. Если посадить всех троих за одну и ту же модель автомобиля, водители тем не менее будут генерировать разные уровни выбросов в атмосферу и тратить разные суммы на топливо. Обычные двигатели более эффективны при езде по трассам, нежели по загруженному городскому трафику с пробками. Таким образом, первому водителю больше всего подойдет двигатель объемом 2,5 л, второму — гибридная модель, которая переходит в электрический режим при остановке, а третьему — EcoBoost.

Не последнюю роль в эффективности перехода на эко-автомобили играет также индивидуальная манера вождения. Например, работа кондиционера в пробке сокращает положительный эффект от «зеленых» технологий, а вот плавное эко-вождение (без резких ускорений и торможений), напротив, этот эффект увеличивает. Сравнение усредненных данных из баз EPA с реальным поведением своих водителей помогает клиентам Ford понять, как способы использования транспорта и паттерны вождения влияют на их ожидания от перехода на экологически осознанные альтернативы.

Заключение

Доработав изначальный калькулятор для сравнения разных моделей авто до полноценной оптимизационной системы, аналитики Ford предоставили своим клиентам гибкий инструмент для поддержки принятия решения об обновлении автопарка. Выбирая не просто лучший тип двигателя в масштабах всего парка, а конкретную модель автомобиля под каждого конкретного водителя, оптовые клиенты Ford не только достигают своих целей в области устойчивого развития, но зачастую превосходят их.

Сегодня менеджеры по работе с клиентами Ford регулярно используют калькулятор выбросов и стоимости топлива при ведении переговоров. Клиенты, которым требуется более тонко настроенная оптимизационная модель для всего автопарка, могут обратиться напрямую к аналитическому отделу Ford.

Для понимая эко-вклада описанной системы: в 2014 году Ford заключил соглашение с KONE, финским лидером по производству лифтов и эскалаторов, по замене к 2018 году имеющегося автопарка в 160 машин Ford Fusion на гибридную модель Ford Fusion. Переход позволил KONE сократить объемы выбросов СО2 на 850 тонн в год. Чтобы переработать это количество углекислого газа за один год, потребовалось бы несколько квадратных километров зрелого леса. И это результат оптимизации автопарка всего одной крупной компании.

P. S. Подробности кейса Ford можно найти в англоязычной статье научного журнала Interfaces за ноябрь–декабрь 2015 года.