近年來，隨著民眾飲食習慣改變，低溫食品的需求量與日俱增。吳芸蕙（民 93）指出，
依據經濟部統計處及工研院經資中心(IEK)推估，國內廠商在低溫食品的產值(包括冷藏及冷 凍)約為新台幣 1,400 至 1,600 億元左右。此外，工研院經資中心亦調查低溫食品在零售通路 所佔之比重各有不同，至 2000 年總計低溫市場營業規模已超過 2000 億元（郭儒家，民 93a）。
當食品保溫範圍不同時，傳統的物流業者係使用不同溫層的車輛分別依據各物品需要的 溫度進行配送，或必須加購冷凍車輛，往往造成車輛使用率降低與投資成本增加。目前，國 內物流服務業不止面臨到配送物品具備多樣少量的特性。更必須將不同溫度的物品一起配送 才更具競爭力，因此全溫層保鮮宅配服務的多溫共配系統因應而生。全溫層保鮮宅配之溫度 控制定義為：熱食(60℃以上)、常溫品(一般環境溫度)、鮮食(恆溫 18℃)、冷藏品(0℃~+7℃)、
冰溫品(-2℃~+2℃)、冷凍品及冰品(-18℃以下保存)、超低溫品(-30℃以下保存)等七大類。
郭儒家（民 93b）指出：目前國內對於全溫層保鮮宅配服務的運作方式共有四種方式，
分別為傳統多車配送、機電共用式保冷櫃配送、機械式冷凍車廂區隔配送、抽換式配送蓄冷 保溫櫃。表 1 彙整此四種全溫層保鮮宅配服務的各項系統特性；由表 1 可知，後三種運作方 式即屬於多溫共配系統。
全溫層保鮮服務的多溫共配系統主要源自於日本，而台灣除了引進日本所使用之機電共 用式保冷櫃共配系統外，亦自行開發了另外兩種多溫共配系統：機械式冷凍車廂區隔共配系 統與抽換式蓄冷保溫箱共配系統。機械式冷凍車廂區隔共配系統乃將車廂區隔成三個溫層空 間（常溫、冷藏、冷凍），並使用以引擎驅動的機械壓縮式冷凍機組來維持所需的溫度；抽換 式蓄冷保溫箱共配系統則是將物品放入不同溫度的保溫箱中，再將保溫箱放入常溫配送車輛 進行配送。目前，國內物流業者大多使用機械式冷凍車廂區隔共配系統來進行配送服務，而 抽換式蓄冷保溫箱共配系統則是近年來由工研院能資所新研發的一種技術。
除此之外，顧客對多溫配送之需求不一，而實務上的廠家之自有配送車隊多為多車種之 車隊，若能搭配全溫層保鮮服務的多溫共配系統，可使此系統能更為廣泛地應用，亦可藉由 不同車型的車輛使業者方便調度，更能彈性運用車輛。如此一來，不僅可提高服務品質，增 加車輛使用率及降低投資成本，運輸成本亦會跟著降低。
表 1 全溫層保鮮宅配服務系統比較表 系統種類 傳統多車配送 機電共用式保
冷櫃配送
機械式冷凍車 廂區隔配送
抽換式配送蓄 冷保溫櫃 系統特色
使 用 多 種 溫 度 車 輛 各 別 配 送，無法共配
使 用 電 冰 箱 式 保 冷 櫃 及 機 械 式冷凍箱
車 廂 區 隔 多 種 溫域，車引擎驅 動冷凍機組
抽 換 式 蓄 冷 保 溫櫃之多溫，無 冷凍動力運載
集配車 常溫車
機械式冷凍車
冷凍車 車廂隔間
常溫車 蓄冷箱保溫櫃
營業所 冷凍庫
電冰箱保冷櫃 冷凍冷藏庫 常溫車
蓄冷箱保溫櫃
集散轉運 冷凍庫
電冰箱保冷櫃
常溫車 冷凍車
常溫車 蓄冷箱保溫櫃 設
備 需 求
轉運中心 冷凍庫
電冰箱保冷櫃 冷凍冷藏庫 凍結機
保溫櫃
不同溫域 單車單溫 多溫 多溫 多溫
不同溫域 單車單溫 多溫 多溫 多溫
共配 不可 可 可 可
冷凍系統 個別車用冷凍機 個別車用
櫃用冷凍機 個別車用冷凍機 集中式一般 用冷凍機
故障率 高 高 高 低
均溫性 低
(機械冷凍)
低 (機械冷凍)
低 (機械冷凍)
高 (冷融材料)
溫度彈性 低 高
(設定溫控)
高 (設定溫控)
高 (抽換多溫蓄冷
器)
空間彈性 低 中 低 高
操作成本 高 中 高 低
系 統 比 較
技術來源 日本 台灣 台灣(工研院)
資料來源：郭儒家（民 93b）
有鑑於此，本研究乃針對上述「機械式冷凍車廂區隔」與「抽換式蓄冷保溫箱」兩種多 溫共配系統進行其車輛路線問題之構建與測試分析。本研究發現目前學術界用來解決配送路 線安排的「車輛路線問題(Vehicle Routing Problem，VRP)」模式並不能直接應用在此多溫共 配問題上。因此本研究將其視為一衍生性的車輛路線問題，稱之為「多車種多溫共配車輛路 線問題」(Heterogeneous Multi-temperature Fleet Vehicle Routing Problem, HMFVRP)。除了分析 上述問題之車輛路線特性外，本研究還發展一套可求解 HMFVRP 之啟發式解法，並設計多種 情境之例題來測試 HMFVRP 之適用情形。
本文後續章節安排如下：第二節簡要回顧低溫物流配送與多車種車輛路線問題之相關文 獻；第三節提出兩種多溫共配系統之 HMFVRP 問題定義，並說明啟發式解法的設計細節；第 四節為實驗設計與例題測試結果之分析；最後於第五節彙整本研究之結論與後續研究建議。
二、文獻回顧
本 節 分 別 針 對 低 溫 物 流 配 送 (Cold Logistics Distribution) 與 多 車 種 車 輛 路 線 問 題 (Heterogeneous Fleet Vehicle Routing Problem, HFVRP)之相關文獻進行簡要回顧問題特性，以 做為後續定義問題及研擬啟發式解法的基礎。
2.1 低溫物流配送相關文獻
由於低溫物流之多溫共配系統屬於新型態的研究類型，其相關文獻相當少見，目前只有 李長駿（民 93）首度探討將抽換式蓄冷保溫箱應用於多溫共配系統的可行性與效益，其他低 溫物流相關的文獻則未說明其使用何者運輸設備，並將其視為易腐品之配送來處理。
曾敏雅（民 87）以生鮮漁貨及低溫產品配送為例，由於配合農產品凌晨買賣之特性，為 確保新鮮與時效性，因此多採夜間配送。本文納入即時動態路網資料考量，亦考量由車載容 量與配送距離、載重量及耗油成本而得知的配送成本，求解物流中心與多個顧客之間的最佳 配送路線。在考慮在即時資訊下，於都會區進行夜間配送加入紅綠燈號誌的變化情況，找出 在配送順序已知的情形下，因為行車車速的改變、路口號誌燈變換影響下，最短路徑並非一 成不變，必須視交通狀況而有所改變。
王保元（民 89）使用混合型時窗，而且將行駛成本與懲罰成本一併納入目標函數中，可 同時考慮車輛配送路線之運輸成本，以及違反客戶要求送達時間所造成的各項顯性與隱性成 本，以構建 VRPTW 模式，並以基因演算法求解。
王耿彬（民 90）則延伸王保元之研究，亦應用遺傳演算法求解低溫冷凍物流中心之車輛 配送排程問題，將問題分解為一個分群主問題及數個巡迴子問題，在求解巡迴子問題利用自 行提出的單一配送車輛排程演算法，在效果上面皆比插入法與人工排班好，亦證實採模型分 解會對比原始模型直接求解要來的有效率。
洪聖峰（民 92）對於低溫物流的實際配送情形在運送時間和產品的保存上存有「隨機」
的特性，所以構建隨機性車輛路線問題(Stochastic Vehicle Routing Problem with Time Windows, SVRPTW)為基礎，延伸分析因產品腐敗所造成之存貨成本、冷凍車消耗之能源成本以及車輛 固定成本，進一步建構軟性時間窗之成本函數，最後發展演算法求解構建模式，並針對主要 參數進行敏感度分析。
Tarantitlis & Kiranoudis（2001；2002）分別針對易腐性物品(如：新鮮蔬果、牛奶、肉類 等)提出如何有效率配送。以新鮮牛奶配送問題為例（Tarantitlis & Kiranoudis, 2001），其問題 定義為多車種車輛路線問題：Heterogeneous Fixed Fleet Vehicle Routing Problem (HFFVRP)，
替某間公司之現有車隊，其配送路線進行改善，以提高服務品質。Tarantitlis & Kiranoudis
（2002）又以新鮮肉品配送問題為例，以某間公司之原有的兩個配送中心為中心場站，為該 公司之原有向他人承租之車隊，對其配送路線進行改善，故該車隊在完成任務後，不需返回 原中心場站。作者將該問題定義為開放式多場站車輛路線問題：Open Mulit-Depot Vehicle Routing Problem (OMDVRP)，以改良式的門檻接受法－The List Base Threshold Accepting (LBTA)演算法求解，結果替該公司之路線成本改善了近 17％。
李長駿（民 93）以抽換式蓄冷保溫櫃(Multi-temperature Storage Box)應用於全溫層保鮮宅 配服務的多溫共配系統為研究對象，假設配送時將物品放入蓄冷保溫櫃，再將保溫櫃負載於 車廂內來配送物品，以取代冷凍車在低溫物流配送。其將多溫共配車輛路線問題定義為 Multi-temperature Storage Box Vehicle Routing Problem (MSBVRP)，並採用改良式節省法來產 生起始解，以 2-OPT 節線交換、1-0 節點交換、1-1 節點交換及 2-1 節點交換來改善起始解。
2.2 多車種車輛路線問題之定義與解法回顧
多車種車輛路線問題為車輛路線問題之衍生，其差異在其為多種不同型態的車輛所組成 的車隊，每條路線能選擇不同負載容量的車種，其車輛成本隨著車輛型態不同而有所不同，
總成本亦會隨著所使用指派車輛的不同而有所增減。由於客戶需求不穩定，目前幾乎為所有 的物流業的自有服務車輛不只單一型，故多車種車輛路線問題較傳統車輛路線問題更貼進實 務。以下為多車種車輛路線問題之解法回顧：
Ghetsens & Golden（1986）針對多車種車輛路線問題，將其定義為 FSCVRP(The fleet size and composition vehicle routing problem)問題。作者結合下限法(lower bound procedure)提出一 個新的兩階段啟發式(two-stage heuristic)的方法求解，將距離場站較遠的點優先指派給容量較 大的車輛，但此方法只適用在規模較小的問題。本研究目的為求固定成本(添置車輛所增加的 成本)與路線成本最小，並利用例題做測試，結果較優近 1％。
Salhi & Rand（1993）將多車種車量路線問題定義為VFMVRC，即Vehicle Fleet Mix Vehicle Routing Composition Problem。其提出的擾動法(Perturbation Procedures)可算是一種兩階段之鄰 域搜尋法；該法先任選單一車種產生VRP路線，再以配對法將VRP路線修正為可行的起始解，
然後藉由七種複雜的擾動模組進行車種間與路線間之交換改善。
張祖明（民 83）將多車種車輛路線問題定義為 FSMVRP，即 Fleet Size and Mixed Vehicle Routing Problem。其使用 Bruce Gloden 的(MGT+OrOPT)與 Salhi & Rand 的擾動法做結合，發 展出創新的啟發式解法：MGORSR 與 MGSROR 兩種。主要分為三階段求解，第一階段均以
MGT(巨網切割法)求解起始解，第二與第三階段則分別採用不同之先後順序執行改良後的 OrOPT 交換法與修正後的 Salhi & Rand 擾動法。並與文獻上的測試題庫做比較，此兩種新啟 發式方法，分別得到與現有最佳解之平均誤差為 1.04％與 0.73％。
Gendreau（1999）採用 Tabu Search 與 GENIUS 法混合求解多車種車輛路線問題，主要是 應用在歐基里德平面。先使用 GENIUS 法做為主要求解工具，接著採用有著調適性的記憶結 構機制(Adaptive Memory Procedure)及及渴望水準(Aspiration Criterion)的 Tabu Search，避免落 入區域最佳解。本研究目的為求總成本最小，並與 Golden 在 1984 年題庫中之 12 個標竿例題 做比較，皆獲得較好的解。
卓裕仁（民 90）提出「包容性深廣度搜尋（Generic Intensification and Diversification Search, GIDS）」的巨集演算法以應用在求解 HVRP 問題，其中多起始解構建（MIC）包含「加權起 始（Weighted Initialization, WI）」與「鄰域搜尋（Neighborhood Search, NS）」兩個模組，深度 包容搜尋（GSI）設計了 G1 與 G2 兩個包容搜尋（Generic Search）模組，廣度擾動搜尋（PSD）
則僅有「成本擾動（Cost Perturbation, CP）」模組。
Tarantitlis & Kiranoudis（2001）針對希臘的易腐性食物：新鮮牛奶以及肉類配送問題分 別做探討，在新鮮牛奶配送問題方面，將多車種車輛問題其定義為 HFFVRP(Heterogeneous fixed fleet vehicle routing problem)的問題，除了擁有多種車型的車隊外，其各型車輛的數量是 固定的。其針對這些問題分別提出改良式的門檻接受法(Threshold Accepting Algorithm；TA)
－門檻具有回溯機制的 BATA(Backtracking Adaptive Threshold Accepting Algorithm)求解，目的 為求解運輸成本最小。作者亦在之後的文獻（2004）針對此種方法做更進一步的說明，並與 其他作者比較，亦有較好的效果。
2.3 小結
從上述文獻探討中得知，多溫共配之車輛路線問題屬於台灣獨有之研究課題。之前研究 者大多以低溫食品配送模式為主要研究議題，而在國內之相關研究針對低溫食品有保存期限 的問題以及為滿足顧客需求而將低溫食品的配送模式認定是「時窗限制車輛路線問題 (VRPTW)」。但是「時窗限制車輛路線問題」中的時窗限制是指車輛到達與離開必須在顧客 要求之時間上下界之內。而如何維持低溫食品配送的品質是物流公司本身的責任，時間窗卻 必須遵從顧客要求，兩者並無絕對關係。故在文獻探討中，可以發現在國外學者研究低溫物 流配送相關問題時，並無加入「時窗限制」。而在國內研究中除李長駿（民 93）將多溫共配 車輛路線問題(MFVRP)特定獨立出來定義為 MSBVRP 之外，國內外文獻仍未深入探討多溫共 配車輛路線問題。
另外，在多車種車輛路線問題部分，相關的國內外文獻探討越來越多，而在經過實務訪 談亦可發現，大部份物流配送業者所使用之車隊是由多種型式車輛所組成的車隊，故無論是 在學術研究上，或是實務應用上，皆是一個值得重視的研究大方向。
因此，本研究除了針對工研院所研發出抽換式蓄冷箱之多溫共配系統，另外亦加入機械 式冷凍車廂區隔配送之多溫共配系統，將此兩種系統加入多車種限制，並設計一啟發式解法 來進行例題測試分析。