خانه / مقاله-یادداشت / زمان‌بندی ارسال کالا در مکان یابی هاب (ترجمه مقاله)
زمان‌بندی ارسال کالا در مسائل مکان‌یابی هاب

زمان‌بندی ارسال کالا در مکان یابی هاب (ترجمه مقاله)

جهت حمایت از ما، لطفا امتیاز این پست را از طریق ستاره های بالا مشخص کنید (فقط بر روی ستاره ها کلیک کنید)

عنوان فارسی مقاله: زمان‌بندی ارسال کالا در مکان یابی هاب

عنوان انگلیسی مقاله: Shipment scheduling in hub location problems

چکیده

در این مقاله، ما تصمیمات زمان‌بندی ارسال کالا را در مسایل مکان یابی هاب در نظر می‌گیریم. هدف ما تعیین مکان‌های بهینه هاب، ساختار شبکه هاب و تعداد گزارش‌ها برای عملیات بر روی شبکه مرکزی و همچنین زمان ارسال هر رساتا از یک مرکز است. ما سه مدل برنامه‌ریزی عدد صحیح مختلط برای نسخه‌های مختلف این مشکل ایجاد می‌کنیم، بسته به اینکه آیا هزینه‌های نگهداری اعمال می‌شوند و اینکه آیا وسایل نقلیه از انواع مختلف هستند یا نه. ما تاثیر تصمیمات زمان‌بندی ارسال کالا و هزینه‌های نگهداری بر پیکر بندی‌های شبکه مرکزی، تصمیمات مسیریابی و هزینه کل شبکه را بررسی می‌کنیم. ما مدل‌ها را از یک مجموعه داده جدید با داده‌های واقعی حل می‌کنیم.مکان یاب هایی که انتخاب میکنیم بسیار مهم هستند گرچه ممکن است مکان یابها همه دیر یا زود نتیجه یکسانی بدهند. نتیحه نهایی یکسان و راه های رسیدن متفاوتی داریم.ارسالها با دقت باید انجام شوند. بنابراین با توجه به اینکه ممکن است یکسری از مکان یابها ما را زودتر به نتیجه و هدف خود نزدیک کنند بهترین و سریعترین مکان یاب انتخاب شود.

مقدمه

تاسیسات مرکز سوئیچینگ، مرتب‌سازی و یا اتصال و یکپارچه‌سازی یا اتصال را فراهم می‌کنند. مدل‌های مکانی هاب در بسیاری از کاربردها مانند حمل و نقل هوایی، حمل و نقل زمینی، پستی و تحویل بسته به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. آن‌ها ساختار بهینه برای شبکه مرکزی و تصمیمات مسیریابی را با حداقل هزینه‌های کلی فراهم می‌کنند. شبکه تحویل قطعه از ساختار شبکه هاب – محور استفاده می‌کند که در آن دفاتر شعبه معمولا به عنوان مبدا/مقصد یا گره‌های اتصال می‌شوند. قطعه ها از دفتر شاخه اصلی از طریق حداقل یک مرکز که به عنوان یک مرکز عملیات شناخته می‌شود، به دفتر شعبه گیرنده منتقل می‌شوند. هر شعبه به یک مرکز عملیات واحد اختصاص داده می‌شود.

این یک تخصیص واحد در مقاله است قطعه در دفاتر شعبه که معمولا در فواصل کوتاه برای رسیدن به مرکز عملیات اصلی سفر می‌کنند , تعطیل می‌شوند . آن‌ها با قطعات دیگری که بر روی وسایل نقلیه با ظرفیت‌های زیاد و به سوی مراکز عملیات گیرنده قرار دارند، محکم می‌شوند. هر شرکت حمل بسته معمولا از ناوگان خصوصی خود برای خدمت به لینک‌های بین هاب استفاده می‌کند. رشد رقابت باعث می‌شود تا شرکت‌های حمل و نقل مانند FedEx، UPS و DHL خدماتی مانند همان روز و یا تحویل روز بعد ارایه کنند. چنین خدماتی در پاسخ به برنامه‌های فوری بار و فقط در زمان تولید ارایه می‌شوند که در آن کارایی هزینه نیز مهم است. شبکه‌های توزیع بسته ساختار شبکه هاب را اتخاذ می‌کنند تا هزینه‌های حمل و نقل را کاهش دهند. آن‌ها از صرفه‌جویی در مقیاس از طریق یکپارچه‌سازی حمل بار در تاسیسات هاب استفاده می‌کنند.

برای انجام این کار، شرکت‌های تحویل باید محموله‌های بین هاب ها را زمان‌بندی کنند. محموله‌های منحصر به فرد ممکن است در مرکز تسهیلات قرار داده شود تا بار نهایی را در یک زمان بعدی ارسال نمایند. بدین ترتیب، با زمان‌بندی موثر کالا، اقتصاد مقیاس را می توان مورد استفاده قرار داد. معرفی زمان‌بندی ارسال کالا به مسایل موقعیت هاب، برای طراحی مناسب شبکه ¬ های هاب ضروری است، چون تصمیمات یکپارچه‌سازی ممکن است در محل هاب بهینه تاثیر داشته باشند. با وجود این، این موضوع در مقالات تا به امروز مورد بررسی قرار نگرفته است.

کریمی و Setak (۲۰۱۶) یک مساله مکان هاب ناقص را با محدودیت‌های زمانی سرویس مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. آن‌ها یک مدل برنامه‌ریزی عدد صحیح را برای تصمیم‌گیری در مورد مکان‌های تسهیلات هاب، تخصیص گره‌های غیر هاب به گره‌های هاب، و زمان حرکت در گره‌ها پیشنهاد دادند. فرض بر این است که اتصالات مستقیم مجاز هستند و هیچ محدودیت ظرفیتی بر روی هاب وجود ندارد. آن‌ها با انجام مجموعه‌ای از مراحل پیش‌پردازش، اندازه مشکل را کاهش دادند. آن‌ها مدل خود را با استفاده از CPLEX بر روی نمونه‌هایی از مجموعه داده‌های AP و CAB  و همچنین مجموعه داده‌های جدید به نام شبکه جاده‌های ایران (irn) حل کردند. به عنوان بهترین دانش نویسندگان، ما اولین تلاش در مدل‌سازی همزمان تصمیمات در مورد موقعیت هاب با آن دسته از زمان‌بندی ارسال کالا است. مقیاس اقتصاد از طریق تحکیم بار در مراکز، با زمان‌بندی ارسال کالا بین این مراکز به دست می‌آید. یک محموله منسجم ممکن است توسط بار انباشته شود که در هاب ها بیش از یک یا چند دوره زمانی نگه‌داشته می‌شود. ما ظرفیت وسایل نقلیه را در نظر می‌گیریم و در مورد تعداد گزارش‌ها در هر لینک درون هابی در طول هر دوره زمانی، علاوه بر مکان‌های هاب، تصمیم می‌گیریم. ما مدل‌های ریاضی را برای نسخه‌های مختلف این مکان مرکزی و مساله زمان‌بندی ارسال کالا ایجاد می‌کنیم. هدف ما در این مقاله ارایه یک ابزار تصمیم‌گیری برای یک مساله برنامه‌ریزی استراتژیک در حین اتخاذ تصمیمات عملیاتی، از جمله مسیریابی جریان و تعیین فرکانس حمل و نقل وسایل نقلیه است. در صورتی که مسایل سطح تصمیم‌گیری عملیاتی نیز مورد توجه قرار گیرند، تصمیمات استراتژیک بهتر می‌توانند اتخاذ شوند. ما به طور ضمنی فرض می‌کنیم که مقادیر پارامترها برای نشان دادن افق برنامه‌ریزی مورد نظر برای این مساله موقعیت استراتژیک تعیین یا انتخاب می‌شوند. نقش این مقاله چند برابر شده‌است . ما زمان‌بندی ارسال کالا و تصمیم‌گیری در مورد مشکلات موقعیت هاب را معرفی می‌کنیم. ما با در نظر گرفتن هر دو یک ناوگان همگن و ناهمگن، مشکل را تحت هر دو هزینه نگهداری ناچیز و غیر قابل اغماض فرمول‌بندی می‌کنیم. تحقیقی که در این مقاله ارایه شده‌است، زمان‌بندی ارسال کالا به مدل‌های مکان هاب را ادغام می‌کند. همچنین یک مجموعه داده جدید ایجاد می‌کنیم، که منعکس‌کننده شرایط واقعی است، تا مدل‌ها را آزمایش کرده و حساسیت شبکه‌های مرکزی ناشی از تغییرات پارامتر را تحلیل کنیم. بقیه این مقاله به شرح زیر سازماندهی شده‌است. در بخش ۲، تعریف مشکل رسمی، نشانه گذاری و فرمول‌های ریاضی برای موقعیت هاب و مساله زمان‌بندی ارسال کالا ارایه می‌کنیم. بخش ۳ نتایج آزمایش‌های محاسباتی با مدل‌های پیشنهادی را در بر می‌گیرد. ما اظهارات نهایی خود را در بخش ۴ ارایه می‌کنیم.

تعریف مساله و فرمول ریاضی

در این بخش، ما ابتدا مکان هاب تخصیص و مساله زمان‌بندی ارسال کالا را تعریف کرده و سپس سه فرمول ریاضی مختلف برای آن پیشنهاد می‌کنیم. اولین مدل در زمانی قابل‌اجرا خواهد بود که هزینه‌های نگهداری در تاسیسات هاب قابل اغماض باشند، در حالی که دومی هزینه‌های نگهداری در تاسیسات هاب را در بر می‌گیرد. در مدل سوم، ما امکان استفاده از انواع مختلف وسایل نقلیه را در نظر می‌گیریم.

موقعیت مرکزی و مساله زمان‌بندی ارسال کالا

مشکل این است که یک شبکه تحویل بسته را برای خدمت به مجموعه‌ای از گره‌های تقاضا که توسط N نشان داده می‌شوند، طراحی کنیم. چندین مطالعه موقعیت مرکزی فرض می‌کنند که تعدادی از مکان‌های هاب پتانسیل شناسایی می‌شوند. به همین ترتیب، H را برای نشان دادن مجموعه‌ای از مکان‌های هاب کاندید تعریف می‌کنیم. یک شبکه مرکزی باید با تعیین اینکه در کدام یک از مکان‌های کاندید یک مرکز عمل خواهد کرد طراحی شود و نوده‌ای مورد تقاضا را به آن هاب تخصیص دهد. قرار است در یک افق برنامه‌ریزی مشخص در این شبکه مرکزی برنامه‌ریزی شود. افق برنامه‌ریزی، T، محدود است و در دوره‌های زمانی T، یعنی t=1 ، گسسته شده‌است. فرض بر این است که افق برنامه‌ریزی نسبتا کوتاه است (به طور مثال، دو روز در نظر گرفتن یک سرویس تحویل روز بعد، یا چند روز)، از اینرو تصمیمات مکان و تخصیص در طول زمان تغییر نمی‌کنند. هر گره درخواستی می‌تواند جریان را به هر گره دیگری از طریق این شبکه ارسال کند، که به عنوان فرض ترافیک کامل شناخته می‌شود. مقدار بار، wij که از گره N منشا گرفته و مقدر شده‌است گره j را در مبدا خود در ابتدای افق زمانی در دسترس قرار دهد. تمامی گره‌ها از طریق یک نود هاب منفرد جریان را ارسال و یا دریافت می‌کنند که به عنوان تخصیص واحد شناخته می‌شود. باربری از گره تقاضای اصلی به مرکز آن در طول دوره زمانی اول ارسال می‌شود. به دلیل فواصل کوتاه بین گره‌های تقاضا و هاب های مربوطه، فرض می‌شود که بار بدون از دست دادن جامعیت، در مراکز اصلی در زمان t=1 در دسترس قرار می‌گیرد. برنامه‌های ارسال کالا تنها در داخل شبکه بین هاب مشخص می‌شوند. در ابتدا، ما فرض می‌کنیم مجموعه‌ای از وسایل نقلیه همگن که بر روی لینک‌های بین هاب عمل می‌کنند، هر کدام با ظرفیت محدود. مهم است که توجه داشته باشید که در این مقاله، اصطلاح خودرو نشان‌دهنده یک نهاد خاص برای حمل و نقل است. بین هر دو مرکز در شبکه، گفته می‌شود که حمل کالا توسط یک وسیله نقلیه انجام می‌شود. در مثال‌های عددی زیر، حرکت‌های درون هاب توسط هواپیما رخ می‌دهد. در این زمینه، “وسیله نقلیه” در نتیجه نشان‌دهنده یک هواپیما است. مشکل این است که در مورد تعداد گزارش‌های وسایل نقلیه تصمیم بگیرید. هر وسیله نقلیه از یک لینک بین هاب از k H تا l H در زمان ترانزیت عبور می‌کند. از این رو، جریان ورود به یک پیوند بین قطب (k، l)در زمان t T در زمان t + kl وارد می‌شود. مقالات موجود در جریان شبکه دینامیک فرض می‌کند که جریان در طول زمان، افق زمانی T را دارد. فرض می‌کنیم که آخرین باری که جریان می‌تواند وارد پیوند بین هاب ( k , l )  شود T kl .  است. به محض رسیدن به هاب ، بار تخلیه بار، مرتب شده، یا بلافاصله یا در یک دوره بعد بارگیری می‌شود و بر روی وسایل نقلیه بار می‌شود . اگر بار در یک مرکز هاب باقی بماند تا در یک دوره زمانی بعدی ارسال شود، پس هزینه‌های نگهداری موجودی ممکن است متحمل شود. در هر دوره زمانی، ما باید مقدار بار را تعیین کنیم تا از هر مرکز و تعداد وسایل نقلیه ارسال شود تا در هر لینک بین قطب پخش شود. مشکل این است که شبکه مرکزی را طراحی کرده و ارسال یک شرکت ارسال بسته را با حداقل هزینه کلی برنامه‌ریزی کنید. در یک عملیات سرویس حمل و نقل، تنظیم برنامه معمولا براساس یک فرکانس دل‌خواه است. بر این اساس ، فرکانس که در آن وسایل نقلیه از هاب ارسال می‌شوند را تعیین می‌کنیم . فرض بر این است که این شرکت ناوگان خصوصی خود را برای خدمت به لینک‌های بین هاب بکار می‌برد. هزینه ثابت برای پخش یک وسیله نقلیه و یک هزینه حمل و نقل متغیر در هر واحد فاصله شامل سوخت، بلند مدت و هزینه‌های تعمیر و نگهداری منظم وجود دارد. با توجه به فاصله بین گره‌ها، هزینه‌های حمل و نقل متغیر را می توان برای هر سفر وسیله نقلیه محاسبه کرد. با وارد کردن هزینه‌های ثابت از پیش تعیین‌شده و هزینه‌های متغیر خودرو به عنوان منابعی برای اقتصاد مقیاس، هزینه کل وارده بر لینک‌های بین هاب توسط تعداد بسته‌های وسیله نقلیه که زمان لینک‌های بین قطب و مجموع هزینه‌های ثابت خودرو و هزینه‌های متغیر است محاسبه می‌شود. از طرف دیگر، مسیریابی جریان بر روی لینک تخصیص، یعنی پیوندهایی که مبدا یا مقصد، غیر قطبی است، هزینه متناسب با مقدار جریان را تحمیل می‌کند. مجموعه و پارامترهای مورد نیاز برای فرمولاسیون به شرح زیر تعریف می‌شوند.

  • مجموعه

N مجموعه‌ای از گره‌های تقاضا.

 H مجموعه‌ای از گره‌های هاب کاندید را تنظیم کنید.

T  تنظیم دوره‌های زمانی .

  • پارامتر

Wij  جریان از گره i به مقصد j N در ابتدای افق برنامه‌ریزی نشات می‌گیرد.

ظرفیت یک وسیله نقلیه که به یک لینک درون هاب کمک می‌کند.

fk هزینه راه‌اندازی ثابت همراه با مکان‌یابی تاسیسات هاب در گره k H.

f  هزینه ثابت برای فرستادن یک وسیله نقلیه.

ckl  هزینه حمل و نقل متغیر از مرکز k H به هاب ۱ H شامل هزینه‌های عملیاتی خودرو می‌باشد.

cij هزینه ارسال یک واحد جریان از گره i به j N در یک اتصال اختصاصی.

kl زمان گذار بین هاب k H و هاب ۱ H.

برای ساده کردن نماد، Oi کل جریان از گره i را نشان دهید که در ابتدای افق زمانی موجود است. به فرض تخصیص تکی، Oi j Nwij=  به همین ترتیب، Di  = j Nwji، که در آن دی نشان می‌دهد کل جریان به گره i است. توجه داشته باشید که تمام پارامترهای هزینه باید با توجه به طول افق برنامه‌ریزی اندازه‌گیری شوند. در دو بخش بعدی، ما فرمول ریاضی مختلف این مساله را معرفی می‌کنیم.

فرمول‌بندی مساله بدون هیچ هزینه نگه داری

ما در ابتدا فرض می‌کنیم که هزینه‌های نگهداری بار در تاسیسات هاب قابل اغماض هستند. از آنجا که افق برنامه‌ریزی کوتاه مدت فرض شده‌است، ممکن است منطقی باشد که فرض کنیم نگه داشتن بار برای یک دوره حتی کوتاه‌تر (به عنوان مثال، برای یک روز) در یک مرکز هاب هیچ هزینه‌ای ندارد. در این راستا، ما متغیرهای زیر را برای فرموله کردن مشکل تعریف می‌کنیم.

محدودیت مکان یابی هاب

1xkk =  نشان‌دهنده این است که گره k H یک نقطه مرکزی است. H در آغاز دوره زمانی t.

zt  تعداد گزارش‌ها مورد نیاز از مرکز k H به مرکز l H در زمان t T.

rit  مقدار کل جریان که از گره i N نشات می‌گیرد، و در نود میانی، k H تا پایان دوره زمانی T.

مساله مکان‌یابی مرکز حمل و نقل با هیچ هزینه نگه دارنده به صورت فرموله شده‌است.

مساله مکان یابی هاب بدون هزینه نگهداری

تابع هدف (۱)نشان‌دهنده هزینه کلی شبکه متشکل از هزینه‌های راه‌اندازی برای مکان‌یابی تسهیلات مرکزی، هزینه‌های ثابت و متغیر حمل و نقل است. محدودیت‌ها (۲) نشان می‌دهند که هر نود یا مرکزی است و یا به یک‌گره مرکزی تخصیص می‌یابد. رابطه (۳) تضمین می‌کند که هر گره به یک مرکز عملیاتی اختصاص‌داده شده‌است. معادلات (۴)(۶) به حفاظت جریان اشاره دارد. محدودیت‌ها (۴) مقدار کل بار در دسترس را محاسبه می‌کند که باید تا پایان دوره زمانی اول در یک‌گره مرکزی حمل شود. رابطه (۵)نشان‌دهنده واگرایی جریان است که برای هر دوره به جز اول، نوشته شده‌ است. محدودیت‌ها (۶) اطمینان می‌دهد که تمام تقاضا در مرکز مقصد تا پایان افق برنامه‌ریزی موجود است. در معادله (۷) تعداد کل گزارش‌ها نقلیه مورد نیاز در هر لینک بین هاب را محاسبه می‌کند. روابط (۸) (۱۱) نشان‌دهنده عدد دودویی، عدد صحیح نامنفی و متغیرهای واقعی هستند.

فرمول‌بندی مساله با هزینه‌های نگهداری

در فرمولاسیون قبلی، ما بعد زمان را به یک مساله مکان هاب در آوردیم که زمان‌بندی حمل و نقل را ممکن می‌ساخت. با این حال، این مدل ممکن است منجر به نگه داشتن بار در تاسیسات هاب برای برخی دوره‌های افق برنامه‌ریزی شود. در یک برنامه کاربردی کلی‌تر، هزینه نگه داشتن بار در هاب ممکن است قابل‌چشم‌پوشی نباشد. بنابراین، برای یک شرکت حمل و نقل، نگهداری هزینه‌های حمل و نقل در هاب ممکن است مهم شود. در واقع، توازن بین هزینه‌های نگهداری و هزینه‌های حمل و نقل، طراحی بهینه شبکه‌های هاب را تعیین می‌کند. برای پرداختن به این موضوع، ما یک فرمول دیگر برای این مساله پیشنهاد می‌کنیم. فرض کنید که ظرفیت نگهداری در هر واحد در گره قطب، k H در تمام دوره‌های زمانی ثابت باقی می‌ماند. هزینه‌های نگهداری را می توان با در نظر گرفتن درصد ارزش موجودی در هر واحد زمان محاسبه کرد. علاوه بر این، ممکن است هزینه‌های پردازش اضافی در هنگام نگهداری موارد وجود داشته باشد. فرض بر این است که چنین هزینه‌هایی در هزینه‌های نگهداری تعبیه شده‌است. با توجه به فرضیات و متغیرهای قبلی، ما باید متغیرهای تصمیم اضافی زیر را برای پی‌گیری میزان بار نگه داشتن بار در هر مرکز هاب در طول هر دوره زمانی معرفی کنیم: vkjit تقاضا از گره i که به نود j N، در طول T T از طریق هاب k H به عنوان آخرین قطب در مسیر است. qit مقدار بار ناشی از گره i ان، در طول زمان T T، در یک مرکز داده‌شده k H در نظر گرفته می‌شود. ما مساله مکان هاب مربوط به مکان هاب را با هزینه نگه داری (SSHLPH) به شرح زیر پیشنهاد می‌کنیم.

مدل مکان یابی هاب با در نظر گرفتن نگهداری

آخرین عبارت در تابع هدف (۱۲)هزینه‌های نگهداری را حساب می‌کند. محدودیت‌ (۱۳)تضمین می‌کند که تقاضاهای بین همه جفت‌های گره برآورده می‌شود. تساوی (۱۴)مقدار بار ناشی از یک‌گره منفرد را محاسبه می‌کند که در هر مرکز در هر دوره زمانی در نظر گرفته می‌شود. محدودیت‌ها (۱۵)و (۱۶)عدم منفی بودن مقادیر نگهداری شده را تضمین می‌کنند. در یک محیط کلی‌تر، یک مجموعه هتروژن از وسایل نقلیه، که هر کدام دارای ظرفیت‌های متفاوتی هستند، ممکن است در لینک‌های بین هاب در دسترس باشند. برای بررسی این وضعیت، ما می‌توانیم مدل SSHLPH را با تغییر پارامترها و متغیرهای مربوطه گسترش دهیم. اجازه دهید M [ ] مجموعه انواع وسایل نقلیه که برای خدمت به لینک‌های بین هاب موجود هستند را نشان دهیم، با ظرفیت m، m M. اجازه دهید FM نشان‌دهنده هزینه ثابت برای پخش یک وسیله نقلیه از نوع Mm باشد. هزینه حمل و نقل متغیر هزینه حمل و نقل متغیر از مرکز k H به هاب ۱ H برای یک وسیله نقلیه از نوع M را نشان می‌دهد. برای همه متغیرهای تصمیم دیگر، ما باید تنها یک متغیر جدید را به شرح زیر تعریف کنیم. zt تعداد گزارش‌ها نوع خودروی مورد نیاز از اتومبیل، هاب k H به هاب l H در زمان t T. تعداد دفعاتی که یک وسیله نقلیه تیپ M را می توان در زمان t ارسال کرد.

مدل مکان‌یابی مرکز حمل و نقل با هزینه‌های نگهداری و انواع وسایل نقلیه مختلف (SSHLPHV)را می توان به صورت زیر فرموله کرد:

مدل مکان‌یابی مرکز حمل و نقل با هزینه‌های نگهداری و انواع وسایل نقلیه مختلف (SSHLPHV)

سومین دوره در تابع هدف (۱۷)کل هزینه ارسال کالا به لینک‌های بین هاب، با در نظر گرفتن همه انواع وسایل نقلیه را محاسبه می‌کند. محدودیت‌ها (۱۸)تعداد گزارش‌ها هر نوع وسیله نقلیه مورد نیاز در هر لینک درون هاب را محاسبه می‌کند. محدودیت‌ها (۱۹)تضمین می‌کنند که تعداد گزارش‌ها هر نوع وسیله نقلیه از تعداد گزارش‌ها موجود تجاوز نخواهد کرد. روابط (۲۰) داخلی بودن متغیرها را تضمین می‌کنددر بخش بعدی، ما تحلیل‌های محاسباتی فرمولاسیون های پیشنهادی را ارایه می‌دهیم.

تحلیل محاسباتی

در این بخش تست‌های محاسباتی گسترده‌ای از مدل‌های SSHLP، SSHLPH و SSHLPHV انجام خواهیم داد. ما با تشریح روش خود برای تخمین و تولید داده‌های مشکل در بخش ۳.۱ شروع می‌کنیم. ما نتایج مدل‌های SSHLP و SSHLPH را به ترتیب در بخش‌های ۳.۲ و ۳.۳ گزارش می‌کنیم. در بخش ۳.۴، ما حساسیت مدل‌ها را بیشتر در رابطه با تقاضا و طول افق برنامه‌ریزی مورد بحث قرار می‌دهیم. در نهایت، نتایج مدل SSHLPHV در بخش ۳.۵ ارایه شده‌است.

مجموعه داده مکان یابی هاب برای ارسال کالا

تخمین پارامتر و تولید داده

ما یک مجموعه داده جدید را ایجاد کردیم که به عنوان مجموعه داده جریان هوایی ایالات‌متحده (USAF)، با ۱۵ گره (۲۲۵ جفت D – D)و ۲۰ گره (۴۰۰ O – D)به منظور آزمایش مدل‌های مکانی هاب مربوط به برنامه ریزی ارسال شد. این مجموعه داده‌ها در Masaeli (۲۰۱۷)موجود است. موقعیت نوده‌ای مورد تقاضا در این مجموعه داده‌ها مربوط به اولین ۱۵ و ۲۰ شهر در هیات هوانوردی شهری (CAB)است که در “O” (۱۹۸۷)مورد استفاده قرار گرفت (ضمیمه را برای فهرستی از آن ۲۰ شهر با شماره گره مربوطه مشاهده کنید). ما مقادیر تقاضاهای (wij)را از چارچوب تحلیل باربری (۲۰۱۶)استخراج کردیم که توسط مرکز تحلیل حمل و نقل توسعه داده شده‌است. این چارچوب ارزش‌های جریان‌های کالا که بین مبدا و مقصد داخلی در آمریکا حمل می‌شوند را فراهم می‌کند. داده‌های جریان با ارزش و وزن برای ۳۴ نوع کالای مختلف و هفت نوع حمل و نقل گزارش شده‌اند. در زمان این مطالعه، داده‌های موجود برای سال ۲۰۱۴ بود. ما در میان هفت حالت حمل و نقل تنها حمل و نقل هوایی را در نظر گرفتیم. برای هر جفت از شهرها، مقادیر جریان بیش از همه کالا را برای محاسبه تقاضای کلی بین هر جفت از گره‌ها در مجموعه داده USAF جمع کردیم. ما مجموعه‌ای از مکان‌های هاب کاندید را از میان مجموعه گره‌های تقاضا ایجاد کردیم. ما یکی از معیارهای مهم گره – اهمیت را برای مجموعه داده CAB، برای انتخاب مکان‌های امیدبخش برای هاب ها، به کار بردیم. ما از سنجه (Oi + Di)استفاده کردیم که در آن Ci = j N dij. برای یک‌گره داده‌شده i N، مجموع جریان ورودی و خروجی نشان‌دهنده بزرگی تقاضا در گره می‌باشد. Ci، شاخص مرکزیت نود را نشان می‌دهد، که با جمع فواصل اقلیدسی بین گره i و تمامی نوده‌ای دیگر محاسبه می‌شود. به عنوان مثال، با اعمال اندازه اهمیت گره بر روی مجموعه داده USAF با ۱۵ گره، هشت شهر اول به عنوان مکان‌های مرکزی بالقوه به ترتیب نزولی از اهمیت خود در لوس‌آنجلس، میامی، شیکاگو، ممفیس، دالاس، آتلانتا، دیترویت، و کلیولند قرار دارند. لیست مکان‌های هاب کاندید برای ۲۰ گره تقریبا یک‌سان باقی می‌ماند، به جز اینکه سه شهر اخیر با نیویورک، فیلادلفیا و بوستون جایگزین شده‌اند. ما دو نوع متفاوت از هواپیماهای باربری را در نظر می‌گیریم تا در شبکه بین هاب عمل کنند: B۷۴۷ – F و B۷۴۷ – ۱۰۰. هزینه ثابت برای هر ارسال (f)با هزینه‌های خرید / اجاره هواپیما مرتبط است. ما هزینه خرید ۲۷۰ میلیون دلار برای B۷۴۷ – اف و ۲۳۶ میلیون دلار را برای B۷۴۷ – ۱۰۰ برآورد کردیم. ما فرض می‌کنیم که طول عمر یک هواپیما ۲۰ سال است و به طور متوسط چهار پا را در روز تغییر می‌دهد. سپس هزینه ثابت برای هر ارسال با تقسیم هزینه خرید توسط [ ۲۰ (سال)۳۶۵ روز (روز)۴ بار محاسبه می‌شود]. هزینه حمل و نقل متغیر به ازای هر وسیله نقلیه مربوط به هزینه‌های عملیاتی است که شامل عملیات‌های پرواز، تعمیر و نگهداری و هزینه سوخت در هر هواپیما می‌شود. ما مقادیر هزینه ثابت و هزینه متغیر در هر پرواز براساس هزینه و ویژگی‌های عملیاتی هواپیما گزارش‌شده توسط Coyle و همکاران (۲۰۱۱)را تخمین زدیم. ما زمان سفر بین شهرها را با استفاده از میانگین سرعت گشت ۵۶۰ و ۵۵۶ مایل در ساعت برای B۷۴۷ – F و B۷۴۷ – ۱۰۰ محاسبه کردیم (airliners، ۲۰۱۷). هزینه حمل و نقل متغیر برای هر وسیله نقلیه برای یک جفت مقصد – مقصد (ckl)با ضرب هزینه‌های عملیاتی ساعتی که در Coyle و همکاران (۲۰۱۱)توسط زمان سفر ارایه شده‌است محاسبه می‌شود. ما برآورد تعدیل‌شده از تورم را با استفاده از عوامل تورم گزارش‌شده توسط دفتر آمار (۲۰۱۷)انجام دادیم. ما هزینه را با استفاده از یک تغییر قیمت تجمعی ۱۵ درصد برای سال‌های ۲۰۱۵ – ۲۰۰۷ (برابر با متوسط نرخ تورم مرکب ۱.۷۵ درصد در سال)پیش‌بینی کردیم. جدول ۱ مقادیر هزینه ثابت برای هر پرواز و ظرفیت هواپیماها را نشان می‌دهد. ما فرض می‌کنیم که چگالی مواردی که حمل می‌شوند (یعنی بسته‌های)تقریبا یکنواخت هستند، به طوری که حجم برابر با وزن است. ما ارزش هزینه‌های حمل و نقل را بر لینک‌های تخصیص (cij)براساس متوسط هزینه‌های عملیاتی حمل و نقل در هر مایل، که توسط موسسه تحقیقاتی حمل و نقل آمریکا (۲۰۱۵)گزارش شده‌است، مشخص می‌کنیم. فرض بر این است که ظرفیت یک کامیون با ظرفیت متوسط برابر با ظرفیت متوسط یک کامیون بزرگ مستقیم است. این ظرفیت به عنوان ۱۴۰۰۰ پوند در نظر گرفته شده‌است، همانطور که توسط FedEx (۲۰۱۷)گزارش شده‌است. از این رو هزینه عملیاتی حمل و نقل به میزان ۰.۲۴ دلار در هر تن تخمین زده می‌شود. جدول ۲ هزینه هر تن هر تن از هر نوع هواپیما در برابر یک کامیون را با تعدادی از جفت‌های مبدا – مقصد مقایسه می‌کند. توجه داشته باشید که مقادیر گزارش‌شده در ستون سوم و چهارم تحت عنوان “هزینه هواپیما” در مدل‌های ما مورد استفاده قرار نمی‌گیرند و فقط برای اهداف مقایسه ارایه می‌شوند. از جدول ۲ مشاهده می‌کنیم که بعد از فاصله معینی، در حدود ۱۹۰۰ مایل، ارزان‌تر است.

مجموعه داده های سری دوم مکان یابی هاب

جدول ۲ همچنین هزینه متغیر برای هر پرواز (ckl)را برای نمونه O – D نمونه فراهم می‌کند. برای یک جفت O – D داده‌شده، ckl را می‌توان به عنوان فاصله ۱۴.۶۵۸ و فاصله ۷.۹۶۷، برای B۷۴۷ – F و B۷۴۷ – ۱۰۰ محاسبه کرد. هزینه اعزام پرواز می‌تواند با اضافه کردن هزینه ثابت برای هر پرواز به هزینه متغیر تخمین زده شود و توسط (فاصله ۹۲۴۷ + ۱۴.۶۵۸)و (۸۰۸۲ + ۷.۹۶۷)برای B۷۴۷ – F و B۷۴۷ – ۱۰۰ بیان شود. برای آزمایش مقادیر مختلف هزینه نگهداری، چهار نوع محصول را انتخاب کردیم که طیف وسیعی از مقادیر را از بین ۳۴ نوع ارایه‌شده توسط چارچوب تحلیل باربری (۲۰۱۶)پوشش می‌دهند. اینها دارویی، الکترونیک، پلاستیک یا لاستیک و مبلمان هستند. هزینه‌های نگهداری سالانه محاسبه می‌شوند و به عنوان درصدی از ارزش آیتم موجودی گزارش می‌شوند (سیلور و همکاران، ۲۰۱۷). با فرض اینکه درصد هزینه نگهداری ۲۵ درصد از ارزش دلار مورد نظر در سال است، و با ۳۶۵ روز در سال، هزینه نگهداری هر تن در روز را برای هر گروه در جدول ۳ محاسبه می‌کنیم. مقادیر حاصل نشان‌دهنده چهار کلاس هزینه نگه داری از بالا به پایین هستند. برای تحلیل تاثیر هزینه راه‌اندازی ثابت تسهیلات هاب در محل، مسیریابی و تصمیم‌گیری تحت عنوان مسیریابی وسبله نقلیه، ما هزینه‌های راه‌اندازی هاب مختلف مانند ۵۰۰۰، ۱۰۰۰۰، ۲۵۰۰۰، برای همه k H می باشد به صوریکه برای تمامی مسیرهایی که آن وسیله نقلیه در حرکت است هزینه هایی متفاوت دارد. برای محاسبه زمان سفر برای هر پا، ۲.۵ ساعت به زمان گشت زنی هواپیما اضافه می‌شود تا زمان از دست رفته در طول عملیات بارگیری و تخلیه و ۳ ساعت دیگر برای مرتب‌سازی و سایر زمان‌های پنهان اضافه شود. ما در ابتدا یک افق برنامه‌ریزی سه دوره زمانی را در نتایج محاسباتی خود در نظر می‌گیریم. هر دوره مربوط به یک نیمه روز است. ما زمان سفر را به نزدیک‌ترین تعداد دوره‌ها دور می‌زنیم. ما همچنین چندین آزمایش عددی را با چهار دوره زمانی (۲ روز)انجام می‌دهیم. ما هر سه مدل را حل می‌کنیم: آن‌هایی که برای مکان هاب مربوط به حمل و نقل (SSHLP)، محل هاب مربوط به حمل و نقل با هزینه‌های نگهداری (SSHLPH)، و محل هاب مربوط به حمل و نقل با هزینه‌های نگهداری و وسایل نقلیه ناهمگن (SSHLPHV) است. نسخه CPLEX بر روی یک سرور با ۱۶ xAMD Opteron ۲.۶۱ GHz و RAM استفاده می‌شود. به منظور دستیابی به نتایج قابل قبولی در یک مقدار منطقی از زمان محاسباتی، ما یک محدوده زمانی CPU پنج ساعته را برای مجموعه داده ۱۵ شهر اعمال می‌کنیم. برای مجموعه داده‌های ۲۰ شهر، ما محدوده زمانی CPU تا ۸ ساعت را تنظیم کردیم و همچنین یک فاصله بهینه از ۲.۰۰ % تنظیم کردیم. برای این موارد ۲۰ شهر، حل‌کننده CPLEX زمانی به پایان می‌رسد، زمانی که شرایط زمانی یا زمانی برقرار باشد.

درباره ی مدیر سایت

کارشناسی مهندسی صنایع/کارشناسی ارشد مهندسی صنایع-صنایع/مسلط به مباحث تصمیم گیری چند شاخصه (MADM) در محیط های قطعی و فازی و خاکستری/ مسلط به نرم افزار های Super Decision - Expert Choice - Visual Promethee

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

جهت مشاوره و اجرای پروژه های تصمیم گیری و موارد مربوط به خرید از محصولات فروشگاه با شماره 09338859181 تماس و یا در واتساپ پیام دهید
+