四、實驗設計與例題測試結果分析 4.1 測試例題產生與實驗設計
4.2 測試結果分析
4.2.2 實驗二:起始解與最佳結果之分析
本節針對起始解之路線成本與改善後最佳結果之路線成本進行比較。四種類型測試例題 (RM、RS、CM、CS)之平均改善率加以整理分析,表 7 則顯示四種不同類型測試例題之平均 改善率。
由表 7 得知,四種不同測試例題類型改善後最佳結果之平均改善率介於 9.47%與 13.58%
之間,其中以 CS 及 RS 類型的測試例題之平均改善率較高。由此可見,當場站居邊(CS、
RS)的例題類型在 LFVRP 模式中,能進行改善的空間較多且較容易。
表 7 四種不同類型測試例題之平均改善率
RM RS CM CS
SF1 12.41% 13.42% 10.47% 13.43%
SF2 15.12% 16.01% 12.20% 18.85%
SF3 12.72% 12.08% 11.36% 15.03%
SF4 9.05% 7.88% 4.89% 12.99%
SF5 12.32% 13.43% 10.65% 13.47%
SF6 11.56% 13.56% 10.58% 11.99%
SF7 9.84% 9.62% 7.85% 11.18%
SF8 8.66% 8.98% 7.80% 11.70%
總平均 11.46% 11.87% 9.47% 13.58%
五、結論與建議
5.1 結論
一、證實 LFVRP 模式是可行的
本研究對於 LFVRP 模式進行求解後,由所得之最佳結果與傳統 VRP 已知最佳解比較之 後,約有四題測試例題的路線成本優於 VRP 已知最佳解,其中 A63、A79、CE32 這三個測 試例題均為場站居邊型,另外在所有例題中所需要使用到的車輛數也比傳統 VRP 之已知最佳 解來得少,二者結果之比較表,如表 8 所示,故 LFVRP 模式是可行的。
表 8 LFVRP 優於傳統 VRP 之例題比較表 例題 LFVRP
最佳結果
VRP
已知最佳解 成本誤差 LFVRP 車輛數
VRP 已知最 佳車輛數 K440 11902.8 12250.06 -2.84% 5 11
A63 1345.21 1401 -3.98% 6 9 A79 1626.05 1763 -7.77% 5 10 CE32 643.61 835 -22.92% 2 4 二、適用於場站居邊(RS、CS)的測試例題類型
根據起始解穩定度及平均改善率來看,則以均勻隨機-場站居邊(RS)和聚落-場站居 邊(CS)二種類型的測試例題較佳,故本研究之 LFVRP 模式比較適用於此二種類型的測試 例題。再加上本研究之 LFVRP 模式僅有一個指定點,第一類路線若完成後,必須經過指定點,
對於場站居中的測試例題來說,並非每輛車都與指定點為同一邊,第一類路線的車輛必須行 經指定點後,才能進行第二類路線的配送,故可能會造成車輛行駛成本的浪費。
三、LFVRP 模式可提高車輛使用率並減少車輛數
由於 LFVRP 模式利用大型車接駁貨物的方式,來增加每條路線的承載量,每條路線的承 載量為二台小型車的容量,故可以減少小型車的車輛數,也可以增加小型車的使用率,使得 在小型車可使用年限內,達到最完整的使用,亦可減少小型車的購買成本。
5.2 建議
一、多指定點 LFVRP 或連續指定點 LFVRP
由於本研究建立之 LFVRP 模式僅選擇一個指定點。若想要更加符合實際狀況,可將 LFVRP 模式之指定點數量,依照顧客點分佈及場站位置來決定指定點數量。當指定點的數量 增加,依照所有顧客點的總需求量,進而決定大型車的數量及路線。
二、可增加使用巨集啟發式方法
使用啟發式解法有可能會陷於區域最佳解之中,所以未來可以考慮增加巨集啟發式方法 (例如:門檻 TA 等),來避免陷入區域最佳解,進而提升解題之績效。
三、未來可考慮增加其他限制納入 LFVRP 問題(例如:最大路線時間、同時收送、時間窗等)
現今物流業者為提高顧客滿意度,已有發展指定時間到達取貨的服務,故可以在 LFVRP 模式中增加時窗的限制;另外,現在的物流業者幾乎都是同時收貨及送貨。故為了更符合實 際狀況,可將 LFVRP 模式增加一些新的限制條件來進行求解。
四、實務應用需考量車輛成本之影響
本研究之 LFVRP 模式經過例題測試後,發現此模式可以增加車輛之使用率,進而減少車
輛數。但本研究在進行求解 LFVRP 模式,僅計算路線成本,並沒有將車輛成本考慮在內。故 在實務應用時,除了要考慮路線成本外,亦要考慮車輛成本,以同樣顧客散佈位置來看,LFVRP 模式之小型車和大型車的車輛成本是否優於目前配送模式之車輛成本。
參考文獻
王生德(民 92),「以巨集啟發式方法求解時窗限制回程取貨車輛路線問題(VRPBTW)之研究」, 中華大學科技管理研究所碩士論文。
卓裕仁(民 90),「以巨集啟發式方法求解多車種與週期性車輛路線問題之研究」,交通大學 運輸工程與管理學系所博士論文。
卓裕仁、張高文、高崇明(民 91),「時效性商品配送車隊組成與配送策略之研究」,發表於 中華民國第七屆運輸網路研討會。
吳志仁(民 92),「一般化卡車拖車路線問題」,交通大學運輸科技與管理學系碩士論文。
涂紓瑜、賴淑娟、黎燕萍(民 90),「時間限制 VRP 之應用研究-以網路訂購便當之配送車隊 排程為例」,中華大學交通與物流管理學系畢業專題報告。
高崇明(民 94),「多場站車輛路線問題巨集啟發式方法之研究」,中華大學科技管理研究所 碩士論文。
張靖、卓裕仁、黃勇智(民 90),「時間限制車輛途程模式應用於網路訂購便當車隊途程規劃 之探討」,發表於中國工業工程學會九十年度年會暨學術研討會,高雄。
劉建宏(民 94),「含時窗限制式卡車與拖車途程問題之研究」,中央大學土木工程學系碩士 論文。
蔡裕峰(民 91),「軸輻式物流網路區位與途程之啟發式解法,高雄第一科技大學運輸與倉儲 營運系所碩士論文。
韓復華、卓裕仁(民 90),「網路節點服務 TSP 與 VRP 問題回顧」,運輸網路分析,頁 202-223 Bodin,L.,Golden ,B.L.,Assad,A.,and Ball,M.(1983),“Routing and ScheduleofVehicle and
Crew:theStateofArt,”Computers & Operations Research, Vol. 10, No. 2, pp.63-211.
Chao,I.(2002),“A Tabu Search Method fortheTruck and TrailerRouting Problem,”Computers&
Operations Research, Vol.29, pp.33-51.
Christofides, N.and Eilon, S. (1969), “An Algorithm for Vehicle Dispatching Problem,” Operational Research Quarterly, Vol.20, pp.309-318.
Christofides, N., Mingozzi, A., and Toth, P. (1979), Combinatorial Optimization, John Willey &
Sons, Inc.
Gerdessen,J.(1996),“VehicleRouting Problem with Trailers,”European Journal of Operational Research, Vol.93, pp.135-147.
Scheuerer, S. (2006), “A Tabu Search Heuristic for the Truck and Trailer Routing Problem,” Computers & Operations Research, Vol.33, pp.894-909.
Solomon, M. (1983), Vehicle Routing and Scheduling with Time Window Constraints: Models and Algorithms, Ph.D. Dissertation, Dept. of Decision Sciences, University of Pennsylvania.
Toth, P. and Vigo, D. (2002), The Vehicle Routing Problem: Monographs on Discrete Mathematics and Applications, SIAM, Philadelpia, PA.
Díaz, B. (2006), http://neo.lcc.uma.es/radi-aeb/WebVRP/, Collaboration between AUREN and the Languages and Computation Sciences department of the University of Málaga.
計畫成果自評
一、本計畫之研究內容及項目,皆與原計畫書之內容一致,相符程度達 95%,並能達成 預期目標。
原計畫書內容 成果報告內容
研 究 目 的
針對抽換式蓄冷保溫櫃應用於全溫層保 鮮配送服務的方式(以下簡稱:多溫共配 系統)為研究對象,探討此多溫共配系統 之車輛路線排程問題。本研究也針對「指 定點接駁(Linehaul-Feeder)」的配送方 式進行探討;藉由建立「多溫共配」與
「指定點接駁」的車輛路線排程模式,
進而發展適當的啟發式求解方法,並透 過實驗設計與測試例題進行數值分析,
以驗證上述兩種新模式的績效與可行 性。
分別針對「多溫共配(Multi-temperature Fleet ) 」 與 「 指 定 點 接 駁
(Linehaul-Feeder)」兩種特殊的物流配 送方式進行研究,並提出其車輛路線排 程模式,進而發展適當的啟發式求解方 法,最後再透過實驗設計與測試例題進 行數值分析,以驗證上述兩種新模式的 績效與可行性。
研 究 內 容
1. 文獻蒐集與回顧 2. 實務業者訪談
3. 問題特性分析與定義 4. 測試例題產生
5. 巨集啟發式演算法設計 6. 電腦程式撰寫
7. 例題測試與結果分析 8. 結論與建議
1. 文獻蒐集與回顧 2. 實務業者訪談
3. 問題特性分析與定義 4. 測試例題產生 5. 啟發式演算法設計 6. 電腦程式撰寫
7. 例題測試與結果分析 8. 結論與建議
研 究 成 果
1. 完成多溫共配 VRP 與指定點接駁 VRP 之問題特性與解題關鍵因素分析,並 建立其數學規劃模式
2. 完成相關文獻之蒐集與回顧,整理出 各種巨集啟發式方法所運用到的巨集 策略及其適用情形,以強化 GIDS 方法 的解題能力,並設計出適合多溫共配 VRP 與指定點接駁 VRP 之巨集策略與 求解機制
3. 完成實務廠商之訪談,蒐集到蓄冷保 溫箱之成本資料,以助於產生具代表 性的測試例題;並藉由多階段的實驗 設計與參數設定,有系統地進行各項
1. 完成多溫共配 VRP 與指定點接駁 VRP 之問題特性與解題關鍵因素分析,並 建立其數學規劃模式(詳見本報告第 三節與附件)
2. 完成相關文獻之蒐集與回顧,整理出 與多溫共配及指定點接駁相關之研究 文獻(詳見本報告第二節),並設計出 適合多溫共配 VRP 與指定點接駁 VRP 之啟發式求解機制(詳見本報告第四 節)
3. 完成實務廠商之訪談,蒐集到蓄冷保 溫箱之成本資料,以助於產生具代表 性的測試例題;並藉由多階段的實驗
測試,分析解題績效
4. 完成期末報告之撰寫,並將研究成果 發表於國際或國內學術期刊上
設計與參數設定,有系統地進行各項 測試,分析解題績效(詳見本報告第 五節)
4. 完成期末報告撰寫,並完成四篇相關 論文,其中兩篇更已分別發表於國際 學術期刊及國內學術研討會上(詳見 計畫成果自評第二項)
二、研究成果之學術或應用價值
本計畫的研究成果將有助於國內從事車輛路線相關問題求解與啟發式演算法之研 究人員參考,進而提升相關領域在理論上的解題績效。在實務的應用價值方面,國內的 低溫物流業者(例如:統昶、全日、星巴克),宅配業者(大榮宅配、統一速達、TNT),
甚至郵局的優鮮配低溫配送業務,皆可應用本研究發展的多溫共配車輛路線問題或指定 點接駁車輛路線問題等模式與求解方法,來改善其物流配送作業之效率、降低物流成本。
對於參與本研究之人員與研究生,可建立其在相關領域的專業知識與技能,並藉由 研究成果的發表與交流,達到知識分享之目的。如下所列,本計畫相關之成果已完成了 四篇學術論文(詳見成果報告附件);本計畫的經費與研究內容也先後協助了三位研究 生完成其碩士論文,以及一組大學部學生的畢業專題。
(1) Cho, Y.J. and Li, C.C., “Application of Multi-temperature Refrigerated Container to Improve the Distribution of Cold Logistics,” Journal of the Eastern Asia Society for
Transportation Studies, Vol.6, pp.2794-2808, 2005.
(2) 卓裕仁、黃嘉芬、陳玫君、林思余,「蓄冷保溫箱應用於多溫共配系統之最適規格分 析」,中華民國運輸學會第二十屆學術研討會論文集(光碟版),淡江大學(台北劍潭),
複合運輸與物流類(編號 05-4),455 至 472 頁,民國 94 年 11 月。
(3) 卓裕仁、許雅雯,「多車種多溫共配車輛路線問題之測試與分析」,中華民國運輸學 會第二十一屆學術研討會,民國 95 年 12 月(全文審查中)。
(4) 卓裕仁、張耘翠,「指定點接駁車輛路線問題之構建與解法設計」,中華民國運輸學 會第二十一屆學術研討會,民國 95 年 12 月(全文審查中)。
(5) 李長駿,多溫共配系統之路線排程問題研究,中華大學科技管理研究所運輸科技與 物流管理組碩士論文,民國 93 年 6 月。
(6) 許雅雯,應用啟發式方法求解多車種多溫共配車輛路線問題,中華大學科技管理研 究所運輸科技與物流管理組碩士論文,民國 95 年 7 月。
(7) 張耘翠,指定點接駁車輛路線問題之構建與解法研究,中華大學運輸科技與物流管 理學系暨研究所碩士論文,民國 95 年 7 月。
(8) 黃嘉芬、陳玫君、林思余,蓄冷保溫箱應用於多溫共配系統之最適規格分析,中華 大學運輸科技與物流管理學系畢業專題報告,民國 95 年 1 月。