بهینه یابی سبد سرویس در مسائل مسیریابی چند سطحی-چند محصولی-چند قرارگاهی وسایل نقلیه

مهرداد کارگری

چکیده

این رساله به مسئله مسیریابی وسیله نقلیه در شرکت‏های پخش و توزیع با تأکید بر کاهش هزینه های حمل و نقل می‏پردازد. به‏طور عموم، این شرکت‏ها اقلام مربوط به تقاضاهای واصله را به انبارهای میانی ارسال و پس از مراحل آماده سازی آنها را بین مشتریان (خرده فروشی ها) توزیع می‏کنند.از آنجاکه این هزینه حمل و نقل رقم قابل توجهی از هزینه‏های شرکت‏ها را به خود اختصاص می‏دهد، شرکت‏ها سعی برآن ‏دارند تا با کاهش این هزینه، مزیت رقابتی خود را در بازار تثبیت نمایند. ساختار مسئله مورد پژوهش در این رساله به این صورت است که متقاضیان درخواست های خود را به مرکز اصلی ارسال نموده و تقاضاها پس از بررسی و تجمیع با وسایل حملی که دارای ظرفیت بزرگتری هستند به مراکز میانی حمل می‏شوند، و پس از تخلیه و دسته بندی با استفاده از وسایل حمل با ظرفت کمتر به متقاضیان تحویل می‏گردند. تعیین بهینه تعداد قرارگاه‏ها یا مراکز میانی، مکان استقرارآنها، نحوه اختصاص متقاضیان به این مراکز، سبد سرویس محصولات و مسیریابی سبب کاهش هزینه های حمل و نقل و افزایش رضایت متقاضیان می‏گردد. برای مدلسازی این مسئله، مدلی ریاضی به منظور جانمایی، تخصیص و مسیریابی تحت عنوان مسئله مسیریابی وسایل نقلیه چند ایستگاهی- چند محصولی و چند سطحی با هدف حداقل نمودن هزینه‏های توزیع ارائه شده، که برای حل آن نیز الگوریتمی ابتکاری طراحی و پیشنهاد شده است. این الگوریتم با استفاده از تخصیص منابع محدود بر پایه آزادسازی ضرایب لاگرانژ، مسئله مسیریابی چند محصولی را به چند مسئله تک محصولی تبدیل می-کند. بعد از حل مدل ریاضی هریک از مسائل مسیریابی تک محصولی، با مقایسه ظرفیت تخصیص داده شده و مورد نیاز هر یک از محصولات، تسطیح منابع انجام می شود. عملیات تسطیح ظرفیت‏های باقیمانده تا زمانی انجام می‏گیرد که بهبود قابل توجهی در جواب مسئله ایجاد نشود، دراینصورت جواب مسئله اصلی حاصل شده است. در ادامه، به منظور انطباق مدل طراحی شده با واقعیت های موجود، از تکنیک های خوشه‏بندی برای تعیین تعداد بهینه مراکز توزیع استفاده می شود. در این بخش، با استفاده همزمان از معیارهای فاصله، میزان همزمانی سفارش و ارزش حجمی تقاضا، ابتدا خوشه‏بندی انجام پذیرفته و سپس بر طبق آن مسیریابی محاسبه می‏گردد. بر اساس مطالعه موردی و اعتبار سنجی انجام گرفته دراین تحقیق نشان داده شد که روش طراحی شده سبب استفاده مطلوب از منابع کمیاب، کاهش قابل توجه هزینه های توزیع، افزایش سرعت حل و تعیین بهینه تعداد مراکز توزیع با استفاده از تکنیک های خوشه بندی و ابزارهای داده کاوی می گردد. آزمایشات عددی انجام شده بر پایه داده‏های واقعی شرکت تهیه و توزیع قطعات و لوازم یدکی ایران خودرو (ایساکو)، نشانگر برتری الگوریتم طراحی شده نسبت به مدل دقیق برنامه‏ریزی خطی از ابعاد عملکرد محاسباتی و کیفیت جواب است. در واقع، نشان داده شده است که الگوریتم طراحی شده زمان حل مسائل را به میزان 5 برابر نسبت به زمان حل روش دقیق، کاهش داده، و به علاوه، بکارگیری مدل طراحی شده باعث کاهش 32 درصدی هزینه‏های حمل و نقل توزیع نسبت به شرایط واقعی می‏گردد. مدل و روش حل طراحی شده در این تحقیق علاوه بر آنکه کاهش هزینه‏های توزیع فراهم می‏آورد، می‏تواند در حوزهایی که پخش و توزیع اقلام از کارکردهای اساسی آنهاست مورد استفاده جدی قرار گیرد؛ که از جمله می‏توان به کاربردهای مدل طراحی شده در انواع مسائل حمل ونقل در شبکه بهداشت و درمان به ویژه ارتباطات مراکز بهداشتی و خانه‏های بهداشت، توزیع دارو، و پشتیبانی خدمات پزشکی درمنزل اشاره کرد

اساتید راهنما و مشاور

محمدمهدی سپهری، کمال چهارسوقی