第四章、 車輛途程規劃及準則權重調查
4.1 車輛途程規劃步驟
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第四章、車輛途程規劃及準則權重調查
本章將深入探討本研究之詳細步驟，首先說明當汽車貨運業者需求量過多、
自有車輛無法滿足時，以最小化總成本為目標，利用禁忌搜尋法規劃配送路線，
並且決定委外的點集合。同時發放問卷，調查汽車貨運業者欲委外任務時，所考 量對方各項能力之重要程度，利用網路程序分析法(ANP)計算各準則權重，最後 再透過 VIKOR 排序法選擇最適合之委外對象。
4.1 車輛途程規劃步驟
禁忌搜尋法之概念與步驟已於 3.2.6 一節中闡述。以下說明本研究禁忌搜尋 法之建構程序。首先確認是否需要委外
4.3.1 確認是否需要委外
由於汽車貨運公司的需求量並不固定，可能會有需求量過多的情形，所以本 研究要先確認現有的車輛是否能滿足所有的訂單需求，若不需要委外，則直接進 行下個步驟建構起始途程。
在實務界中，一般業者若有貨物需要委託汽車貨運公司運送，通常只要在前 一天告知汽車貨運業者即可，然後業者必須每天計算自有車輛是否能夠滿足運輸 需求。而在取貨送貨時間方面，貨運業者通常可以與客戶協調，所以本研究在確 認是否需要委外的階段，暫不考慮時窗問題。又每個運輸任務的貨物特性不同，
例如需要冷凍的貨物無法與常溫貨物共同運送，所以本研究考量常溫、冷藏、冷 凍等三種溫度特性的貨車，分別計算所需的運送空間。詳細步驟如下：
(1) 依照自有車輛的車種，計算每一種溫度特性的車輛總承載量。
(2) 依照訂單需求的溫度特性，計算每一種溫度特性的需求量。
(3) 依照不同溫度特性，計算步驟(2)減去步驟(1)的結果。
(4) 如果步驟(3)的結果大於零，表示需要進行委外，繼續建構起始途程。
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4.3.2 起始途程建構
在起始途程的建構，本研究考量車輛種類、時窗、同時收送貨、車容量限制 等因素，由於過去關於 VRPPC 之研究並未考量相同之限制，所以在演算法的設 計上會略做修正，關於起始解的建構，本研究是以最短距離為策略，當完成每一 條途程的規劃時，也是完成初步的需求點分群。步驟如下：
(1) 從場站出發，依序找距離最近的點加入途程，且要符合自有車輛種類限 制，直到達到車輛容量限制為止，並依此為該車輛的起始配送順序。
(2) 依序完成每台車輛的配送路線，沒有分配到自有車輛的訂單需求，則委 外給其他運輸業者配送，完成起始解的建構。
(3) 計算起始解之總成本，包含固定出車成本、車輛行駛成本、時窗等待成 本、晚到懲罰成本、以及委外成本。
(4) 將起始解紀錄至禁忌名單中。本研究紀錄方式為一途程中，若點 i 後面 接著點 j，則將點 j 紀錄至點 i 的禁忌名單中，下次不可再重複接同樣的 點，而禁忌名單之大小採用 Glover 提出的魔術數字(magic number)7。
4.3.3 最佳化程序
在起始解中，有自有車輛的配送路線，以及委外的訂單任務，而在最佳化程 序中，本研究先進行途程內的交換，再進行途程間的交換，如果鄰近解優於目前 的最佳解，則將此鄰近解作為新的最佳解，反之則保留目前的最佳解。
由於本研究的初始解建構策略是以最小距離為優先，也就是在同一車輛的途 程中，每一點的距離都不算遠，但由於每一點都有時窗限制，也就是會影響車輛 的配送順序，所以進行途程內的交換，改變配送順序，檢查對於降低該途程的成 本是否有幫助，如 圖 4. 1 所示。
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圖 4. 1 途程內的交換 圖片來源：本研究
而途程間的交換則是參考J. Euchi, and H. Chabchoub (2010)的 1-exchange，分 為移動(Shift)與交換(Swap)兩種方法，「移動」為訂單任務從原本的車輛途程R1 中，移動到另一車輛的配送途程R2；而「交換」則是將兩途程R1、R2 中的需求 點i1、i2移除，並重新分別插入到R2、R1中，完成交換。主要進行自有車輛途程 之間（R1、R2）的移動與交換，以及自有車輛和委外名單（R1、O）之移動與交 換，如下 圖 4. 2 至 圖 4. 5，其中 0 表示場站。
圖 4. 2 兩途程間的移動 圖片來源：本研究
0 1 2 3 4 5 0
R1
交換
0 1 5 3 4 2 0
R1
0 1 2 3 4 5 0
0 6 7 8 9 0
R1
R2
移動
0 0
2
3 4 5
R1 1
0 6 7 8 9 0
R2
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圖 4. 3 兩途程間的交換 圖片來源：本研究
圖 4. 4 自有車輛配送途程移動至委外名單 圖片來源：本研究
圖 4. 5 自有車輛配送途程與委外名單交換 圖片來源：本研究
0 1 2 3 4 5 0
7 8 9
6 R1
O
交換 R1
O 6 4 8 9
0 1 2 3 7 5 0
0 1 2 3 4 5 0
7 8 9
6 R1
O
移動
0 1 3 4 5 0
R1
O 6 7 8 9 2
0 1 2 3 4 5 0
0 6 7 8 9 0
R1
R2
0 1 9 4 5 0
R1
0 6 7 8 3 0
R2
2
交換
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最佳化程序之步驟如下：
(1) 利用產生起始解的方式產生新的現行解，由於有禁忌名單的存在，所以 現行解不會與起始解相同。若現行解之成本比起始解低，則將現行解設 為目前之最佳解。
(2) 接著進行途程內之交換，隨機將途程內其中兩點進行交換，若會降低整 個途程的成本，那就取代最佳解，並更新禁忌名單。
(3) 利用上述說明的 1-exchange，分別進行途程與途程間、途程與委外需求 點間的移動(shift)與交換(swap)，若過程中有找到比最佳解成本更低的 解，則取代原本之最佳解。
a. 隨機選取欲進行移動/交換之途程 R1、R2，而這兩個途程必須滿足 車輛種類相同之要求。
b. 在 R1、R2中，隨機選取欲進行移動/交換的需求點，若符合車輛容 量限制、禁忌名單，則進行移動/交換。
c. 隨機選取欲進行移動/交換之途程 R1，將與委外需求點集合 O 進行 移動/交換。
d. 在 O、R1中，隨機選取欲進行移動/交換的需求點，若符合車輛容 量限制、禁忌名單，則進行移動/交換。
(4) 重複進行步驟(1)到(3)。
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