1. 1 研究背景與動機
在現今這個強調提升企業競爭力的現實社會，時間價值成為各個行業不斷強調的重 點。對快遞服務業者而言，運務員們所進行的作業是否能達成公司所交付的任務，已成 為勝敗與否的重要條件，但應該如何縮短運送距離以有效率的方式將貨件送達目的地，
如何減少顧客等候的時間以完成被託付的任務，又應該如何分配每位運務員的勞役以追 求公平均等，儼然已成了競爭激烈的快遞市場中，提高自身在市場中所佔地位的致勝因 素。
快遞服務業根據貨件送達之目的地的不同，可區分為市內快遞，城際快遞，以及國 際快遞。市內快遞由於起訖點都位於相同區域，因此取貨完成後不一定須要折返回到集 散點，在相關條件允許之下，可考慮取完貨之後就直接送件，亦可選擇統一回到集散點 後再分送。而城際快遞與國際快遞的服務作業則必須分為兩部份，一部份為快遞運務員 取件作業結束後，返回集散點場站，經過分類處理後再行送貨；而另一部份是從外地將 貨件送達目的地所在之處的場站後，再行送達目的地的送件作業。一般而言，送件作業 因為具有預先可知的特性，每天待送的貨件與其相關資訊在運務員出發前便已獲知，若 顧客未提出修改，則不會再有變動，因此送件作業是屬於靜態問題。而取件作業的需求 點則是隨時隨地都有可能產生，故此類問題型態是屬於動態車輛調派問題。
雖然面臨這樣一個分秒必爭，錙銖必較的快遞市場，快遞服務業者們仍舊盡量給予 顧客更寬裕的截件時間，以顧客需求彈性為調度。為了達成這些目標，快遞服務業者便 必須壓縮自身運送貨件的時間，因此亦惟有完整且即時的路線規劃，更有效率且靈活的 調度支援，方能在履行顧客交付的任務，提供最佳的輸配送服務的同時，相對降低自身 的成本，在服務顧客與業者利益的天秤上取得平衡。
目前快遞服務取件作業方式，多數是採用劃分責任區的方式，每位運務員都有規定 的取件服務區域。不過若面臨即時需求點產生時，運務員的取件路線便會隨著有所變動，
如果責任區域內即時產生的需求點越多，則該運務員的旅行路線距離也就越長，顧客等 待時間亦隨之增加；如果責任區域內即時的需求點較少，則會造成人力資源的閒置，兩 種情況相較之下更衍生出勞役分配不均的情況。因此，在有限的人力資源配置下，該如 何有效率的派遣運務員，才能縮短顧客等待的時間，減少運務員勞役不均的問題，以及 降低隨著旅行距離而增加的營運成本？本研究將針對這個議題，透過系統模擬的方式來 進行分析並給予合理的建議。
1. 2 研究內容與範圍
本研究之範圍是針對含有服務時間範圍(Time Horizon)之動態多旅行推銷員問題 (Dynamic Multiple Traveling Salesman Problem, DM_TSP)。嘗試運用即時的資訊，在不同 需求特性下，建立一快速且合理的動態派遣策略。本研究中需求特性將分別考慮時間與 空間兩部份，在時間部份考慮均勻連續與尖峰需求型之分佈，而空間部份考慮均勻與不 同需求密集區域之分佈，根據不同的需求特性，動態劃分多位運務員的服務責任區，並 搭配不同的動態派遣策略，測試在不同需求環境下的結果表現。
本研究問題內容定義為快遞服務系統的市內取件作業，系統內有K位運務員供每日
營運所需，作業流程上規定一固定的接單與取件之服務時間，路線規劃為單純取件，不 考慮送件，於服務範圍中責任區的劃分最多可劃分為K個區塊(K位運務員)，且每位運 務員皆無容量限制。每日需求皆為營運後才會陸續揭露，且具有時間與空間上不同分佈 的需求特性，藉由動態派遣之策略，以期望於規定時間內滿足所有顧客需求。
本研究目標訂定有三個方向，其一，期望有效降低車輛旅行距離；其二，促使顧客 等待服務時間與車輛回應時間最小化，藉以提升服務品質；其三，衡量每位運務員的分 工是否均等，進而評估運務員勞役程度是否公平。
本研究是以系統模擬的方式對不同動態情境進行分析，在需求特性上會以不同的時 間與空間分佈來比較多位運務員在不分區，傳統的固定分區，以及動態分區的表現，並 嘗試於兩種分區策略間交叉搭配或加入其他派遣策略。最後對於不同需求特性下，分析 不同績效指標的表現，來選擇合適的動態派遣策略，做為往後實務上決策之參考。
1. 3 研究方法與流程
本研究之問題特性為一動態多旅行推銷員問題，需求點無法事先得知，所以無法像 傳統的靜態車輛路線問題可求出最佳解，而且此一動態問題，資料情境皆較為複雜，目 前也未有文獻提出關於動態車輛路線問題相關之標竿題庫，所以本研究將利用系統模擬 的方式進行分析，來研究動態派遣策略對於不同需求特性下的適用性。
本研究的重點在於研擬不同需求特性下，多位快遞運務員的動態劃分責任區與策略 派遣，因此於路線建構方面，運用較簡單之啟發式解法(Heuristics)，如最近鄰點插入法 (Nearest Neighbor, NN)，期望能有效產生適合之車輛派遣策略。而在顧客分區上，主要 採用k-medoids 分群法，期望在獲得即時訊息後，就能迅速產生顧客點分區結果。因此，
本研究流程與執行步驟如下：
(1) 相關文獻蒐集與回顧：
蒐集與回顧目前國內外關於動態車輛派遣策略與顧客分區之應用情況，並就目 前已有動態車輛問題策略的相關文獻，吸收其所提出的方法論與策略概念。
(2) 動態系統需求特性之情境分析：
本研究中需求特性除了考慮空間上不同需求密集區域之分佈，亦考慮尖峰與離 峰時段之需求時間分配特性，並測試不同的派遣策略對於不同需求特性下的績 效表現。
(3) 動態派遣策略與路線建構研擬：
由於實際的運務員大都屬於劃分固定的責任區，本研究提出以動態劃分責任區 的策略為主軸，再根據劃分後各個責任區內需求特性的不同，搭配合理可行的 派遣策略，並以不分區為比較基準進行測試。在各個派遣策略的路線建構，採 用較簡單的啟發式演算法，以期望能產生迅速且即時的結果；最後再依據不同 特性的情境，分析出合適的策略。
(4) 實驗設計與情境模擬：
本研究利用模擬方式產生不同需求特性的樣本資料，其中考慮需求點的時間與
空間之分佈特性，期望在每種情境中能產生100 組隨機樣本，促使測試結論更
為客觀。
(5) 系統模擬模式測試：
利用所建構出的求解模組進行電腦程式撰寫，以C#程式語言撰寫需求點產生，
以及動態派遣之模擬模式。
(6) 績效評估與結果分析：
本研究之績效指標可分為：
甲、 營運成本(平均服務每位顧客之車輛的移動距離)。
乙、 服務水準(平均每位顧客的等待時間)。
丙、 勞役分配(每位運務員服務顧客數量的差異程度)。
藉由模擬後，整理各個策略對於不同需求特性下的結果，其並根據不同的績效 指標來選擇較合適的策略。
(7) 結論與建議：
所有模擬實驗結束後，根據結果整理並歸納出具體結論，並就未來可能的重點 項目與後續研究提出建議。
因此本研究之研究流程圖可以圖1. 1 表示：
圖1. 1 研究流程示意圖1 問題定義
文獻回顧 動態車輛路線問題
文獻回顧 資料分群法
文獻回顧 模擬模式
模擬系統問題定義
需求面特性建構 1.空間分佈 2.時間分佈
供給面特性建構 1.路線建構 2.派遣策略
情境樣本產生
建立系統模擬模式
模式測試
結果分析與績效評估 營運成本 服務水準 勞役分配
結論與建議 YES
NO