第三章 問題定義與啟發式解法
第二節 啟發式解法設計
載容量後，其運量分別為 S1 運送 105 噸需要 3 輛車與 S2 運送 65 噸需要 2 輛 車，合計共需要 5 輛車，與原本最佳補數量所需要的 6 輛車少了 1 輛車，進而 可以減少一輛車的成本，如圖 7 所示。
圖 7 運輸問題
本研究因預拌業的產品(混凝土)特性有時間上的限制條件，故而將各顧客所 指定的服務時間，依照時間先後將其由最早至最晚排序，並以最早的顧客開始 派遣車輛，當每台車服務完一次後，才進行第二次的指派，若該所屬預拌廠中 車輛皆不符合在該時限內派車，故在時間限制條件允許下，可以請其他預拌廠 派車支援。下述為問題求解步驟說明與流程圖(圖 9)：
開始
產生顧客需求
存貨控制管理
檢查存貨量
計算補貨量 轉換成 車隊規模
構建下游收送 路線 車輛指派
不足
結束 足 顧客點分群
圖 9 問題求解流程圖 一、產生顧客需求
用隨機亂數產生顧客編號、需求時間及需求量(圖 10)。
(一) 需求時間
以亂數選取的方式產生，每天 8 小時共 480 分鐘之需求時間。
(二) 需求量
以亂數產生 1~24 噸需求量，再將其轉換成預拌車輛數。本研究依交通 法規的限制，預拌車每車載重以 4 米至 6 米為上限，本研究將每車容量載 重上限設為 4 米，故每個顧客點最多需要 6 輛預拌車。
圖 10 產生顧客需求範例 二、顧客點分配
利用預拌廠與顧客點，各點之間的距離，將所有顧客點分配給離最近之預 拌廠。
三、存貨控制管理
利用產生顧客需求(步驟 1)所產生的需求量，計算每日原料消耗量，以有效 控制預拌廠之原料存貨量。
四、檢查存貨量
檢查預拌廠原料存貨量是否足夠，若是足夠則開始構建下游收送貨路線，
若當原料存貨量降至最大存貨水準的 30%(即再訂購點)時則原料存貨量將無法 滿足訂單需求，必頇開始進行補貨作業並計算上游補貨數量，其補貨公式為：
原料補貨數量 Q = 最大存貨水準 S 減去目前存貨水準。
五、構建路線
每個顧客點都有各自的需求量，即可換算需要多少台預拌車來服務，因此 本研究將訂單需求量轉換成所需運送趟次數，每一個趟次即為一條小路線(由預 拌廠出發至營建工地再回至預拌廠，所構建而成)，再將每一個趟次設為一個派 遣點，例如需求量為 10 則有 10 條相同出發地、目的地及其他相同需求條件(如 需求時間、顧客編號等)之小路線(趟次)，亦為 10 個派遣點並給與編號，再將所 有派遣點依照訂單需求時間排序，並設置數個限制條件。
圖 11 構建路線範例 六、車輛派遣
(一) 選擇時間點最早的派遣點開始派遣。
(二) 當派遣點滿足限制條件時，將派遣車輛去服務，並再執行下一個 派遣點。
(三) 若下一派遣點亦滿足限制條件。
1. 且符合時間限制條件，則該車輛繼續服務下一派遣點。
2. 若不符合時間限制條件，則派遣其他車輛去服務。
(四) 若無法滿足限制條件，則重新派遣一輛車去服務。
(五) 重複步驟 6.3 與步驟 6.4，直至所有派遣點皆納入路線中。
(六) 若車輛的工作時間超過最大工作時間則不再派遣任務，直至所有 車輛派遣完成。
本研究在起始解構建模組設計方面，採用先分配後派遣的兩階段方法，第 一階段分配是以顧客點離哪個預拌廠最近則分配至該預拌廠所服務範圍內，第 二階段派遣則是再依訂單時間先後排序來派遣車輛。起始解步驟簡述如下：
一、先將所有顧客點分派給離最近的預拌廠(圖 12)，並將計算顧客點至該預 拌廠的矩陣距離。
二、將所有顧客點訂單需求量換算成運送趟次數，每一趟次即需要一輛預拌 車服務，再依照顧客的服務時間先後排序。
三、開始執行，並以最早的時間點顧客開始派遣車輛，並頇在其時限內完成；
如無法在其時間限制內完成，則改派其他車輛。
四、重複步驟 3 的派遣準則，直至所有顧客皆派遣完畢。
圖 12 顧客分配範例
在起始解構建模組方面，由於預拌業的產品特性較於特殊有時間上的限制 (初凝現象)，所以本研究在構建路線時必頇考量到顧客訂單需求時間及所在位 置，是否可以在 1.5 小時前送達並澆置完成，以防混凝土因初凝現象而產生凝 固，使得無法滿足該次訂單並影響其成本效益；故本研究將以時間先後為優先 做為起始路解路線構建方式。其流程如下圖 13 所示：
開始
計算場站與顧客點各點之間的距離
構建一條新路線Rn
結束
將P接在路線Rn中 並將P從N集合中移除 從N中挑選一個時間點最早的P
Rn= Rn+1 將 P依照DT先後排序
將顧客點需求切割為所需運送之趟次數 將每一趟次視為一個獨立的派遣點P
N是否為空集合
至少有一個 Rn的ST < P的DT
P為Rn之起點 DT+Twp> ST
Rns> 0
將P設為Rn之起點 並將P從N集合中移除 是
否
否
是
是
否
是
否
是
否
P:所有派遣點之集合，P={1,2,3,....,p}
DT:為派遣點之需求時間 N:尚未被服務過的派遣點集合
Rn:所構建之路線 亦是車輛編號 n=1,2,...,n ST:為Rn之開始服務時間
Tij:為點 i至點j所需要之時間
W:所有預拌廠之集合，W={1,2,...w}
Rns: 為判斷路線Rn是否已有起點. 預設所有 Rn皆無起點 ,s = 0 ,若有起點s = 1
圖 13 起始解路線構建流程圖