汽車貨運業線上型車輛派遣模式之評估與分析

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汽車貨運業線上型車輛派遣模式之評估與分析

學生:沈鈺荃 指 導 教 授 : 張 靖

摘 要

汽 車 貨 運 業 車 輛 派 遣 之 運 作 須 考 量 實 際 作 業 環 境 因 素 限 制 及 無 法 預 知 未 來 訂 單 產 生 需 求 之 情 況 , 故 汽 車 貨 運 業 車 輛 派 遣 問 題 是 一 複 雜 度 頗 高 之 即 時 動 態 型 問 題 。 目 前 國 內 業 者 多 以 人 工 方 式 進 行 車 輛 派 遣 作 業,人 工 經 驗 法 則 求 解 即 時 動 態 問 題,其 求 解 效 率 及 品 質 是 有 限 的。

本 研 究 針 對 整 車 貨 運 業 提 出 一 符 合 實 務 需 求 之 線 上 型 自 動 車 輛 派 遣 模 式 , 所 採 用 的 「 線 上 型 車 輛(訂單)派 遣 模 式 」 是 以 時 段 分 割 的 方 式 將 整 個 營 業 時 段 分 割 為 若 干 個 時 間 長 度 相 同 的「 次 時 段 」,或 先 將 整 個 營 業 時 段 分 割 為 時 間 長 度 不 同 的 離 、 尖 峰 時 段 , 再 將 各 個 離 峰 或 尖 峰 時 段 分 割 為 若 干 個 時 間 長 度 相 同 的「 次 時 段 」,在 每 一 次 時 段 將 所 有 需 要 派 遣 的 車 輛(訂單)模式化為指派問題(Assignment Problem)利用匈牙利 法(Hungarian Method)求出最佳車輛(訂單)派遣。本研究利用模擬派遣 分 析 , 使 用 相 同 屬 性 資 料 比 較 目 前 一 般 貨 運 業 現 行 人 工 單 一 訂 單 循 序 派 遣 模 式 與 本 研 究 的 所 提 出 之「 時 段 切 割 批 量 處 理 派 遣 模 式 」;測 試 結 果 顯 示 本 研 究 之 車 輛 派 遣 模 式 在 「 延 遲 時 間 」、「 延 遲 筆 數 」 及 「 行 駛 距 離 」 上 皆 較 優 。

研 究 中 亦 針 對 不 同 情 境 類 型 進 行 模 式 參 數 分 析。本 研 究 所 提 之「 時 段 切 割 批 量 處 理 派 遣 模 式 」 在 自 行 設 計 之 題 庫 下 進 行 派 遣 模 擬 分 析 後 所 得 模 式 參 數 測 試 結 果 顯 示 了 : 在 各 情 境 類 型 下 , 以 批 量 處 理 時 間 參

數 為 15 分鐘時較優;在訂單緩衝時間參數上會隨著車輛數與訂單數比

的 不 同 而 有 不 同 的 趨 勢,但 以 平 均 來 計 是 以 訂 單 緩 衝 時 間 為 60 分鐘時 較 優 。

關 鍵 詞 : 車 輛 派 遣 、 線 上 型 模 式 、 匈 牙 利 演 算 法

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誌 謝

碩 士 論 文 的 完 成 首 要 感 謝 恩 師 張 靖 博 士 的 悉 心 指 導 與 教 誨 。 張 老 師 是 我 見 過 最 豪 邁 、 風 趣 、 大 方 及 最 會 照 顧 學 生 的 好 好 老 師 。

論 文 口 試 期 間 , 承 蒙 交 通 部 運 輸 研 究 所 林 繼 國 博 士 及 本 系 蘇昭銘老師不吝指教與斧正,寶貴的意見使得本論文能夠更臻完 備 充 實 ; 所(系)上老師在課業上的指導,亦充實學生專業領域知 識,學生在此由衷感謝!

研 究 所 期 間 , 感 謝 同 門 師 兄 弟(姐 妹 ): 泰 琳 、 Dr.B、 美 玲 及 研 究 室 成 員:Dean、小松、志峰、大長、生德、思葦、雞姐、凱怡、碧真、

蔡 阿 姨、曉 菁、Mark 哥的一路陪拌;使我能克服種種困難而完成論文,

在 此 一 並 致 謝 。

最 後 , 我 要 將 此 論 文 獻 給 我 摯 愛 的 雙 親 與 家 人 , 由 於 你 們 在 精 神 與 物 質 上 的 支 持 與 鼓 勵 , 使 我 在 求 學 路 上 走 的 更 平 穩 、 順 心 。 謹 以 此 論 文 獻 給 所 有 關 心 我 的 親 朋 好 友 !

沈 鈺 荃 謹 至 於 新 竹 中 華

中 華 民 國 九 十 三 年 六 月

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目 錄

摘 要 ... i

誌 謝 ... ii

目 錄 ... iii

圖 目 錄... v

表 目 錄... vi

第 一 章 緖論 ... 1

1.1 研究背景與動機 ... 1

1.2 研究目的 ... 2

1.3 研究範圍 ... 2

1.4 研究流程 ... 3

第 二 章 問題陳述與文獻回顧 ... 5

2.1 研究問題陳述 ... 5

2.1.1 汽車貨運業之說明 ... 5

2.1.2 汽車貨運產業之車輛派遣法則 ... 7

2.2.1 線上型問題 ... 10

2.2 車輛派遣問題 ...11

2.3 小結... 15

第 三 章 線上型車輛派遣模式探討 ... 17

3.1 問題描述 ... 17

3.1.1 人工作業派遣缺點 ... 17

3.1.2 理想派遣模式 ... 18

3.2 模式構建 ... 19

3.2.1 模式之假設 ... 22

3.2.2 派遣模式之運作 ... 22

3.2.3 演算法應用 ... 24

3.3 目標函數設計 ... 28

3.4 模式運算模組 ... 31

第 四 章 派遣模式之評估與分析 ... 36

4.1 模擬派遣環境之建立 ... 36

4.1.1 最短距離路線成本矩陣之產生 ... 36

(8)

4.1.2 測試題庫產生步驟 ... 38

4.2 批量處理模式之評估 ... 40

4.3 模式參數之評估與分析 ... 41

第 五 章 結論與建議 ... 51

5.1 結論... 51

5.2 後續研究建議 ... 52

參 考 文 獻 ... 53

(9)

圖目錄

圖 1.1 研究流程圖 ... 4

圖 2.1 整車貨運型態車輛派遣示意圖 ... 6

圖 2.2 責任分區車輛派遣制流程圖 ... 8

圖 2.3 派遣中心制車輛派遣流程圖 ... 9

圖 3.1 考量訂單緩衝時間之批量處理派遣模式運作流程圖 ... 24

圖 3.2 單一車輛使用時間記錄示意圖 ... 31

圖 3.3 時窗限制判斷流程圖 ... 34

圖 4.1 服務收送點位圖 ... 37

圖 4.2 顧客點位分佈圖 ... 39

圖 4.3 50-150 類型各參數組合之延遲時間 ... 48

圖 4.4 50-200 類型各參數組合之延遲時間 ... 48

圖 4.5 50-250 類型各參數組合之延遲時間 ... 49

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表目錄

表 2.1 台灣地區目前汽車貨運業的各種經營型態 ... 6

表 2.2 派車作業類型優缺比較 ... 10

表 3.2 成本方陣示意表 ... 30

表 3.1 車輛使用時間記錄表 ... 32

表 4.1 最短路徑矩陣示意表 ... 37

表 4.2 顧客點位起迄距離表 ... 39

表 4.3 不同派遣模式及測試題庫屬性表 ... 40

表 4.4 不同派遣模式之模擬派車結果 ... 41

表 4.5 調整後成本方陣示意表 ... 43

表 4.6 各類型題庫之屬性表 ... 43

表 4.7 各類型模擬派車結果總表 ... 44

表 4.8 50-150 類型模擬派車結果表 ... 45

表 4.9 50-200 類型模擬派車結果表 ... 46

表 4.10 50-250 類型模擬派車結果表 ... 47

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第一章 緖論

1.1 研究背景與動機

隨 著 區 域 經 濟 成 長 與 貿 易 增 加 、 供 應 鏈 整 合 觀 念 演 進 、 資 訊 與 通 訊 技 術 發 展 訊 速 等 因 素 影 響 下 , 汽 車 貨 運 業 者 紛 紛 將 其 公 司 營 運 作 業

導 入 e 化,藉此提昇企業經營效率與競爭力。目前已有少部業者在派

遣 作 業 上 利 用 全 球 衛 星 定 位 系 統(Global Positioning System,GPS)、地 理 資 訊 系 統(Geographic Information Systems,GIS)與先進通訊技術來 輔 助 派 遣 作 業 的 進 行。汽 車 貨 運 業 為 了 提 高 競 爭 力,紛 紛 導 入 GPS 技 術 來 提 供 客 戶 對 於 所 托 運 貨 物 的 追 蹤 及 監 控 功 能,且【1】的調查中也 顯 示 了 國 內 貨 運 市 場 在 未 來 對 於 GPS 的相關應用的需求有提高之趨 勢 。

在 過 去 汽 車 貨 運 業 者 以 人 工 方 式 執 行 車 輛 調 派 或 派 遣 時 , 往 往 要 求 顧 客 訂 單 必 須 在 訂 單 要 車 服 務 時 間 之 前 一 天 或 前 幾 天 告 知 貨 運 業 者 , 不 接 受 當 日 的 訂 單 , 主 要 原 因 是 為 了 簡 化 車 輛 派 遣 作 業 , 通 常 人 工 方 式 的 車 輛 派 遣 作 業 都 是 在 顧 客 訂 單 要 車 時 間 的 前 一 天 進 行 車 輛 派 遣 。 隨 著 市 場 的 競 爭 當 日 下 訂 單 當 日 要 車 的 需 求 愈 來 愈 多 , 此 即 所 謂

「 即 時 性 訂 單 」,是 指 客 戶 下 單 時 間 與 要 求 服 務 時 間 為 同 一 天,使 得 車 輛 派 遣 作 業 必 須 隨 新 的 訂 單 到 來 而 隨 時 調 整 以 應 付 即 時 需 求 。 國 內 汽 車 貨 運 業 的 車 輛 派 遣 作 業 之 困 難 度 愈 來 愈 複 雜 , 除 了 因 為 接 受 即 時 性 的 訂 單 而 對 於 未 來 訂 單 產 生 的 需 求 無 法 預 先 得 知 外 , 尚 需 考 慮 到 實 際 作 業 環 境 因 素 對 派 車 作 業 的 限 制 , 例 如 車 輛 數 是 否 足 夠 、 車 輛 待 貨 時 間 、 道 路 交 通 狀 況 及 突 發 狀 況 等 , 故 國 內 的 汽 車 貨 運 業 車 輛 派 遣 是 一 複 雜 度 高 之 線 上 型 問 題 。

由 於 接 受 即 時 性 的 訂 單 , 國 內 汽 車 貨 運 業 之 特 性 在 於 客 戶 的 需 求 隨 著 時 間 逐 一 出 現 , 且 當 需 求 出 現 時 , 派 遣 人 員 僅 知 道 現 有 的 顧 客 需 求 資 訊 , 對 於 未 來 的 需 求 則 一 無 所 悉 , 因 此 稱 為 線 上 型 問 題 【9】。線 上 型 問 題 求 解 方 式 能 夠 同 時 隨 著 即 時 資 訊 及 環 境 條 件 的 改 變 而 重 新 求 解,相 較 於 離 線 型(Off-Line)問題的求解,線上型求解更能符合實務作 業 之 現 況 要 求 。 在 本 研 究 中 , 所 謂 線 上 型 的 車 輛 派 遣 模 式 是 考 慮 訂 單 需 求 逐 一 出 現 的 特 性 及 訂 單 服 務 完 成 時 間 不 確 定 下 的 求 解 模 式 與 而 非

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離 線 型 模 式 的 一 次 考 慮 全 部 的 訂 單 及 不 考 慮 其 訂 單 產 生 之 先 後 順 序 來 進 行 求 解 。

目 前,國 內 汽 車 貨 運 產 業 車 輛 的 調 度 派 遣,尚 處 於 人 工 作 業 階 段,

車 輛 的 調 度 派 遣 依 賴 著 派 遣 人 員 的 經 驗 法 則 , 但 是 以 人 工 經 驗 來 求 解 這 複 雜 度 較 高 的 線 上 型 車 輛 派 遣 問 題 , 其 求 解 效 率 及 品 質 相 當 有 限 。 另 一 方 面 , 對 於 新 進 派 遣 人 員 經 驗 不 足 下 , 其 求 解 效 率 及 品 質 更 為 有 限 , 本 研 究 認 為 現 況 車 輛 派 遣 的 方 式 , 有 頗 大 改 善 空 間 。 一 般 來 說 , 車 輛 的 派 遣 效 率 會 牽 引 著 運 輸 成 本 的 增 減 , 有 效 率 的 派 遣 車 輛 可 使 得 單 一 貨 車 之 載 貨 率 提 升 及 減 少 空 車 運 轉 率 。 故 貨 運 車 輛 派 遣 的 優 劣 對 於 業 者 的 經 營 成 本 及 獲 取 利 潤 影 響 甚 大 。

國 內 的 相 關 貨 運 研 究 大 多 是 針 對 車 輛 路 徑 的 規 劃 問 題 , 少 有 對 實 務 的 線 上 型 派 遣 問 題 進 行 探 討 。 然 而 , 實 務 上 的 車 輛 派 遣 需 考 量 到 訂 單 需 求 的 位 置 、 數 量 、 時 窗 限 制 及 可 用 車 輛 數 , 並 無 法 利 用 靜 態 方 法 或 模 式 來 求 解 。 因 此 , 本 研 究 以 整 車 貨 運 型 態 的 汽 車 貨 運 產 為 研 究 對 象 , 將 構 建 出 一 適 合 國 內 整 車 貨 運 型 態 的 汽 車 貨 運 業 的 線 上 型 車 輛 派 遣 模 式 。 另 一 方 面 , 利 用 所 撰 寫 模 擬 派 車 程 式 進 行 探 討 所 提 模 式 中 之 不 同 參 數(緩 衝 時 間 、 訂 單 批 量 處 理 時 間)對 於 運 輸 成 本 影 響 , 期 有 助 於 實 務 上 汽 車 貨 運 產 業 車 輛 派 遣 問 題 之 改 善 與 解 決 。

1.2 研究目的

本 研 究 主 要 目 的 如 下 :

一 、 對 國 內 汽 車 貨 運 業 的 車 輛 派 遣 作 業 進 行 暸 解 並 分 析 其 缺 失 所 在 。 二 、 建 立 符 合 國 內 整 車 貨 運 型 態 的 汽 車 貨 運 業 線 上 型 車 輛 派 遣 模 式 。 三 、 撰 寫 模 擬 派 車 程 式 , 進 行 所 研 派 遣 模 式 中 不 同 參 數 對 於 運 輸 成 本

影 響 , 並 加 以 分 析 結 果 。 1.3 研究範圍

本 研 究 所 建 立 之 車 輛 派 遣 模 式 可 對 「 一 部 車 指 派 一 張 訂 單 」 問 題 型 態 進 行 求 解 。 凡 車 輛 指 派 問 題 可 轉 為 一 部 車 指 派 一 張 訂 單 之 型 態 ,

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皆 適 用 本 研 究 之 車 輛 派 遣 模 式 。 舉 例 來 說 : 有 多 張 訂 單 的 起 迄 位 置 及 服 務 時 窗 接 近 且 貨 量 加 總 在 車 容 量 範 圍 之 內 , 可 透 過 適 當 的 介 面 轉 換 取 出 代 表 性 的 起 迄 點 , 將 多 張 訂 單 合 併 為 一 張 訂 單 , 如 此 一 來 即 可 利 用 本 研 究 模 式 進 行 求 解 。 本 研 究 之 範 圍 可 歸 納 出 下 列 二 點 :

一 、 本 研 究 所 提 之 車 輛 派 遣 模 式 適 於 「 一 部 車 指 派 一 張 訂 單 」 問 題 型 態 , 只 要 可 將 求 解 問 題 轉 為 相 同 型 態 , 皆 適 於 本 研 究 之 模 式 。 二、本 研 究 所 提 之 車 輛 派 遣 模 式 的 運 作 須 在 GPS(訂單收、送點與車輛

經 緯 度 資 料)與 GIS 整合之環境下下進行,故不適於未導入 GPS 與 GIS 整合技術之業者。

1.4 研究流程

本 研 究 之 研 究 流 程 圖 如 圖 1.1 所示。各項研究步驟如下所示:

一 、 研 究 動 機 與 目 的

首 先 探 討 本 文 之 研 究 背 景 與 目 的 。 二 、 相 關 文 獻 回 顧

蒐 集 國 內 外 相 關 文 獻 、 資 料 研 究 回 顧 及 針 對 汽 車 貨 運 產 業 進 行 調 查 、 特 性 分 析 後 , 以 了 解 業 者 車 輛 派 遣 方 式 及 其 缺 失 所 在 。 三 、 線 上 型 派 遣 模 式 之 建 立

經 由 文 獻 回 顧 及 產 業 特 性 調 查 後 , 進 行 線 上 型 的 車 輛 派 遣 模 式 之 設 計 與 建 立 。

四 、 撰 寫 模 擬 派 車 模 式

利 用 程 式 語 言 搭 配 資 料 庫(Data Base)來撰寫車輛派遣的模擬 程 式 。

五 、 模 式 參 數 分 析 與 評 估

在 取 得 實 際 業 者 營 運 資 料 後 , 利 用 其 顧 客 經 緯 度 資 料 產 生 題

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庫 , 以 供 進 行 車 輛 派 遣 模 式 之 實 際 派 車 模 擬 時 之 用 , 並 針 對 所 提 派 遣 模 式 中 之 參 數 進 行 分 析 及 評 估 ,

六 、 結 論 與 建 議

提 出 本 研 究 之 結 論 與 建 議 , 以 供 後 續 研 究 之 參 考 。

圖 1.1 研究流程圖

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第二章 問題陳述與文獻回顧

本 章 主 要 探 討 汽 車 貨 運 產 業 現 況 車 輛 派 遣 模 式 , 以 了 解 汽 車 貨 運 業 界 派 車 模 式 的 法 則 及 分 析 其 派 車 法 則 可 能 的 缺 失 。 另 一 方 面 回 顧 車 輛 派 遣 相 關 文 獻 , 以 作 為 本 研 究 車 輛 派 遣 模 式 設 計 之 參 考 。

2.1 研究問題陳述 2.1.1 汽 車 貨 運 業 之 說 明

根 據 我 國 公 路 法 第 三 十 四 條 , 將 公 路 貨 物 運 輸 業 分 成 汽 車 貨 運 業 、 汽 車 路 線 貨 運 業 與 汽 車 貨 櫃 貨 運 業 三 種 。 另 外 汽 車 運 輸 業 管 理 規 則 第 一 百 零 八 條 將 貨 運 業 依 據 承 載 貨 物 之 型 態 分 成「 整 車 」與「 零 擔 」 兩 種 。 所 謂 整 車 貨 物 係 指 按 照 車 輛 之 載 重 量 收 費 者 稱 之 ; 而 零 擔 貨 物 則 是 以 按 照 車 輛 所 載 貨 物 之 件 數 及 每 件 重 量 來 計 算 運 費 。 一 般 而 言 , 汽 車 貨 運 業 所 運 送 之 貨 物 型 態 多 屬 於 大 宗 整 車 貨 品 , 又 可 稱 為 「 整 車 貨 運 業 」。

汽 車 貨 運 產 業 可 歸 類 為 服 務 業 , 它 提 供 給 顧 客 「 運 送 貨 物 」 的 服 務 來 賺 取 利 潤 , 而 車 輛 即 為 主 要 營 運 的 資 源 , 亦 是 營 運 主 要 成 本 的 來 源 。 車 輛 運 輸 成 本 廣 義 的 包 含 有 人 事 費 用(駕 駛 員 薪 資)、 維 修 費 用 、 燃 料 費 用 及 折 舊 費 用 等 。

汽 車 貨 運 業 在 接 受 其 顧 客 所 下 之 訂 單 後 , 必 須 派 遣 車 輛 在 顧 客 的 要 求 服 務 時 間 前 到 達 所 指 定 地 點 進 行 服 務 , 並 由 此 地 點 載 運 貨 物 至 另 一 地。若 為 整 車 貨 運 型 態 時,車 輛 的 運 送 服 務 是 必 須 完 成 一 個 任 務(訂

單)的收送服務後,再進行下一任務的收送服務,在兩個任務的銜接上

必 須 考 量 到 服 務 時 窗 問 題(Time Window),如圖 2.1 所示。而非整車貨 運 型 態 則 是 不 限 制 其 收 送 順 序 但 必 須 考 量 到 車 容 量(Vehicle capacity) 限 制 及 不 同 任 務 服 務 時 窗 問 題 , 如 圖 2.2 所示。

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圖 2.1 整車貨運型態車輛派遣示意圖

O1、D1 為服務顧客 1 之訂單的起迄點,O2、D2 為服務顧客 2 之 訂 單 的 起 迄 點 ,O3、D3 為服務顧客 3 之訂單的起迄點。在車輛 1 接 受 兩 張 訂 單 任 務 , 而 顧 客 1 的要求服務時間較顧客 2 為早時,車輛 1 必 須 在 前 往 O1載 運 貨 物 至 D1後,再 前 往 O2載 運 貨 物 至 D2 ,不准許 有 O1至 O2之 情 形 發 生 。

就 目 前 汽 車 貨 運 業 之 組 織 管 理 主 要 可 區 分 為 三 種 型 態(如表 2.1 所

示 【1】):真實性企業組織型態、家族型管理型態及靠行營業型態。

表 2.1 台灣地區目前汽車貨運業的各種經營型態

經 營 型 態 真 實 性 企 業 家 族 型 管 理 靠 行 營 業 車 隊 組 成 完 全 公 司 自 有 1.公司自有

2.接受靠行 完 全 接 受 靠 行 負 責 人 特 色 負 責 人 兼 車 主 負 責 人 只 擁 有 部 份 車

推 派 車 主 一 人 代 表 司 機 來 源 全 為 雇 用 1.公司雇用

2.靠行車主 全 為 靠 行

業 務 來 源 完 全 公 司 提 供 1.公司提供業務

2.靠行車主自攬 業 務 完 全 自 攬 資 料 來 源 :【1】

真 實 性 企 業 型 態 之 組 織 健 全 , 人 事 、 營 運 等 管 理 均 採 制 度 化 , 公 司 具 相 當 規 模 , 目 前 此 類 公 司 之 數 量 相 當 少 ; 家 族 型 管 理 型 態 之 組 成

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是 由 親 戚 、 兄 弟 姊 妹 等 家 族 成 員 共 同 經 營 , 規 模 屬 於 中 等 , 且 往 來 客 戶 多 屬 常 客 ; 靠 行 營 業 型 態 為 大 多 數 貨 運 公 司 屬 之 經 營 型 態 。 靠 行 之 形 成 , 主 要 是 因 為 法 令 規 定 成 立 公 司 之 投 資 過 於 龐 大 , 部 份 業 者 根 本 無 法 正 式 設 立 營 運,乃 將 自 有 車 輛 寄 靠 別 人 車 行(即將車輛登記為車行

所 有),而私下與車行訂定契約,以明確劃分彼此間的權益。

2.1.2 汽 車 貨 運 產 業 之 車 輛 派 遣 法 則

本 研 究 經 由 對 汽 車 貨 運 業 者 們 的 實 際 訪 談 及 現 場 觀 察 其 派 車 流 程 及 法 則 , 明 顯 發 現 汽 車 貨 運 業 者 的 車 輛 派 遣 流 程 及 法 則 會 因 其 公 司 本 身 的 經 營 型 態(客 戶 類 型 、 訂 單 產 生 頻 率 等)而 會 有 所 差 異 , 大 致 上 可 將 國 內 貨 運 業 者 車 輛 派 遣 作 業 方 式 歸 納 出 典 型 的 二 大 類 , 分 別 為 責 任 分 區 制 及 派 遣 中 心 派 車 制 , 以 訂 單 、 客 戶 種 類 、 營 運 車 輛 、 薪 資 計 算 及 車 輛 派 遣 流 程 進 行 分 別 說 明 , 如 下 所 示 :

一 、 責 任 分 區 制

(一) 訂 單 、 客 戶 種 類 : 為 營 運 區 域 範 圍 較 大 且 以 無 特 定 客 戶 為 居 多 。 在 訂 單 產 生 上 , 通 常 為 即 時 的 需 求(即訂單產生後需立即 進 行 服 務)。

(二) 營 運 車 輛 : 車 輛 皆 是 屬 於 本 身 公 司 所 有 , 維 修 、 保 養 亦 是 由 公 司 負 責 。

(三) 薪資計算:駕駛員的薪水是依據服務客戶數(訂單數)的績效來 計 算。駕 駛 員 需 自 行 開 發 市 場、保 持 所 負 責 區 域 之 客 戶 來 源 。 (四) 車 輛 派 遣 流 程 : 責 任 分 區 制 顧 名 思 義 , 是 將 其 業 者 營 運 區 域

劃 分 為 數 個 主 要 區 域 , 數 個 主 要 區 域 再 劃 分 為 數 個 服 務 區 。 每 個 服 務 區,分 配 有 一 組 駕 駛 員 來 進 行 服 務。當 訂 單 產 生 時 , 立 即 判 斷 訂 單 是 屬 於 那 一 區 的 服 務 範 圍 , 即 將 此 訂 單 交 由 負 責 此 區 的 一 組 駕 駛 員 來 進 行 服 務 。 通 常 同 一 組 的 駕 駛 員 會 再 區 分 範 圍,即「 每 個 駕 駛 員 都 會 有 其 服 務 範 圍 」。當 負 責 該 筆 訂 單 的 駕 駛 員 無 法 接 單 時 , 會 尋 求 同 組 內 其 他 駕 駛 員 的 支 援 。 當 同 組 內 的 駕 駛 員 可 支 援 時 , 該 筆 訂 單 即 轉 給 支 援 的 駕 駛 員 ; 若 同 組 內 的 駕 駛 員 無 法 支 援 時 , 即 尋 求 組 外 的 駕 駛 員 支 援 。 當 組 外 駕 駛 員 可 支 援 時 , 該 筆 訂 單 即 轉 給 支 援 的 駕 駛 員 ; 若 組 外 駕 駛 員 無 法 支 援 時 , 即 放 棄 該 筆 訂 單 。 責 任 分 區

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制 的 詳 細 流 程 , 如 圖 2.2 所示。

依據訂單區域判斷 由哪一組司機員進

行服務 訂單產生

小組內依司機員個 別負責區域,進行

訂單服務

訂單區域所屬負責 司機是否可接單

進行訂單服務

尋求同組內司機支援

同組內司機是否可 支援

尋求組外司機支援

組外司機是否可支援

放棄訂單 是

圖 2.2 責任分區車輛派遣制流程圖 二 、 派 遣 中 心 派 車 制 :

(一) 訂 單 、 客 戶 種 類 : 客 戶 種 類 可 分 為 契 約 式 的 特 定 客 戶 、 無 契 約 一 般 固 定 客 戶 及 少 部 份 的 不 固 定 客 戶 ; 在 訂 單 產 生 方 面 , 大 部 份 為 當 日 的 需 求(訂 單 產 生 時 間 與 需 服 務 的 時 間 為 同 一

天),但仍有少部份的訂單是為事先已知(訂單產生時間在需服

務 的 時 間 為 前 一 天)。對於事先已知之訂單,車輛派遣在訂單 已 知 當 日 的 營 業 結 束 前 將 其 指 派 出 去 。

(二) 營 運 車 輛 : 其 營 運 車 輛 大 部 份 是 屬 於 公 司 所 有 , 但 亦 有 少 部 份 外 來 靠 行 車 , 車 輛 的 維 修 及 保 養 由 車 輛 持 有 人 負 責 。 (三) 薪 資 計 算 : 駕 駛 員 的 薪 水 是 依 據 其 所 服 務 的 訂 單 筆 數 、 服 務

里 程 數 來 計 算 的 。 由 於 此 類 型 的 車 輛 指 派 是 由 派 遣 人 員 以 人

(19)

工 的 方 式 決 定 , 所 以 派 車 人 員 尚 需 考 慮 到 派 車 公 平 性 的 問 題 來 進 行 車 輛 指 派 。

(四) 車 輛 派 遣 流 程 : 其 派 車 法 則 主 是 以 派 遣 人 員 掌 握 所 有 車 輛 的 動 向 及 狀 態 , 以 經 驗 法 則 來 進 行 車 輛 的 派 遣 。 當 需 要 即 時 服 務 的 訂 單 產 生 時 , 派 遣 人 員 依 據 訂 單 需 求 量 的 大 小 , 判 斷 場 站 內 車 輛 是 否 足 夠 服 務 該 筆 訂 單 。 若 有 , 直 接 指 派 場 站 內 的 車 輛 進 行 服 務 ; 若 無 , 派 車 人 員 會 依 已 派 出 車 輛 所 服 務 訂 單 的 起 迄 點 加 上 經 驗 判 斷 來 挑 選 車 輛 進 行 指 派 , 若 所 挑 選 出 之 車 輛 經 詢 問 後 , 無 法 進 行 該 筆 訂 單 服 務 , 則 派 車 員 會 重 新 尋 找 車 輛 進 行 指 派 , 直 到 找 到 可 服 務 該 筆 訂 單 的 車 輛 ; 若 派 車 員 無 法 找 到 可 服 務 該 筆 訂 單 的 車 輛 時 , 即 尋 求 外 來 車 輛 支 援 。 派 遣 中 心 制 的 詳 細 派 車 流 程 , 如 圖 2.3 所示。

圖 2.3 派遣中心制車輛派遣流程圖

綜 上 所 述 , 在 本 研 究 實 地 訪 察 後 , 將 其 業 界 的 派 車 作 業 分 為 上 述 二 大 類(責 任 分 區 制 及 派 遣 中 心 派 車 制), 每 類 的 派 車 作 業 因 限 於 公 司 主 政 者 觀 念 、 經 營 型 態 亦 有 優 缺 之 處 , 本 研 究 探 討 其 優 缺 之 處 , 整 理

如 表 2.2 所示。經由探討其各類型的派車作業後,發現依派遣人員的

(20)

經 驗 法 則 進 行 車 輛 指 派 , 可 能 會 發 生 公 平 性 、 正 確 性 或 是 效 率 不 定 等 問 題 。 本 研 究 認 為 業 界 現 況 的 派 車 作 業 仍 有 很 大 改 善 空 間 。

表 2.2 派車作業類型優缺比較 派 車 作 業

類 型 優 點 缺 點

責 任 分 區 制

1.訂 單 歸 屬 區 域 明 確,簡 化 派 車 作 業 。

2.駕 駛 員 對 於 所 負 責 區 域 路 況 熟 悉 度 高 。

3.薪 資 採 績 效 制,駕 駛 員 工 作 效 率 較 高 。

1.若 尋 找 不 到 支 援 車 輛 , 造 成 訂 單 的 損 失 。

2.支 援 車 輛 不 一 定 為 最 佳 的 (路 況 熟 悉 度 、 離 要 服 務 點 的 遠 近)。

3.區 域 劃 分 有 可 能 造 成 服 務 訂 單 成 本 的 浪 費(A 車 的 訂 單 剛 好 產 生 在 B 車 附 近,但 是 B 車 不 得 去 服 務 )。

派 遣 中 心 派 車 制

1.派 遣 中 心 制 對 於 顧 客 服 務 品 質 較 高 。

2.統 一 調 度 車 輛,對 於 營 運 車 輛 的 調 派 較 具 彈 性 。

3.車 輛 行 踨 較 易 掌 握 。

1.人 事 較 不 易 管 理 。

2.人 為 派 車 造 成 駕 駛 接 單 數 不 一 , 產 生 公 平 性 問 題 。 3.場 站 內 無 車 時 , 需 依 派 車 員

經 驗 法 則 進 行 派 車,派 車 效 率 有 限 。

2.2 相關文獻回顧 2.2.1 線 上 型 問 題

在 進 行 線 上 型 問 題 探 討 前 , 必 須 先 了 解 到 動 態 型 問 題(Dynamic Problem), 在 目 前 的 運 輸 與 作 業 研 究 領 域 中 動 態 型 問 題 比 線 上 型 問 題 有 更 多 的 文 獻 資 料 。 依 Psaraftis【23】之定義:問題之資訊,是在路 線 決 定 的 同 時 才 同 步 更 新 或 是 告 知 決 策 者 , 則 稱 此 類 車 輛 路 線 問 題 為 動 態 型 問 題 , 或 稱 為 即 時 (Real-time)、 或 線 上 (On-line)型 問 題 。 而 Powell 等人【21】從問題、模式、及應用來說明動態問題之含義:動 態 問 題 , 是 指 其 參 數 , 具 有 一 個 以 上 為 時 間 的 函 數 者 ; 動 態 模 式 , 是 指 可 以 直 接 結 合 不 同 事 件 隨 著 時 間 變 動 的 互 相 影 響 者 ; 動 態 應 用 , 是

(21)

指 當 接 獲 最 新 資 訊 時 , 模 式 即 被 重 複 的 求 解 者 。Psaraftis 將 動 態 (Dynamic)、即時(Real-time)、 與 線 上 (On-line)視 為 同 義 字 , 但 不 同 學 者 對 於 這 三 個 名 稱 的 解 釋 不 全 相 同。例 如 在 Powell 等人的定義中,動 態 的 意 義 就 顯 得 較 為 廣 義 。 而 針 對 於 線 上 型(On-line)之 探 討 , 梅 明 德

【9】,將線上型問題、模式與應用的定義如下:

一 、 線 上 型 問 題(On-line problem)

問 題 中 事 件 的 資 訊 隨 著 時 間 的 順 序 , 逐 一 由 未 知 變 為 已 知 , 且 各 事 件 及 整 個 問 題 的 結 果 必 須 在 問 題 進 行 之 同 時 逐 步 完 成 。 二 、 線 上 型 模 式(On-line model)

在 需 求 資 料 出 現 的 時 刻 , 不 能 改 變 此 時 之 前 的 結 果 , 亦 不 預 測 未 來 可 能 出 現 的 需 求 , 只 考 慮 當 時 所 知 的 部 份 資 訊 , 並 能 反 應 當 時 最 新 一 筆 資 料 進 入 的 變 化 及 影 響 。

三 、 線 上 型 應 用(On-line application)

從 事 件 發 生 的 觀 點 , 線 上 型 應 用 是 隨 著 所 關 注 事 件 的 發 生 同 步 進 行 , 不 斷 進 行 模 式 求 解 並 且 在 事 件 時 效 之 內 立 即 提 供 回 應 , 因 此 具 有 即 時 性(Real time)要求,事件發生的順序,也會影響求解 的 結 果 。 相 對 的 , 離 線 型 應 用(Off-line application)則 是 在 事 件 結 束 之 後 , 從 事 後 的 觀 點 重 新 審 視 整 個 問 題 , 沒 有 時 效 性 且 事 件 發 生 的 順 序 也 與 求 解 無 關 。

本 研 究 之 車 輛 派 遣 模 式 考 量 到 「 對 未 來 訂 單 需 求 不 確 定 性 」、「 訂 單 完 成 時 間 之 提 早 或 延 誤 處 理 」 及 納 入 「 未 執 行 之 延 誤 訂 單 交 換 機 制 」,根 據 梅 明 德 君 之 所 定 義,本 研 究 提 出 的 車 輛 派 遣 模 式 可 稱 為 線 上 型 之 模 式 。

2.2 車輛派遣問題

車 輛 派 遣(Dispatching)問 題 主 要 是 在 探 討 如 何 在 有 限 資 源 下 運 用 車 輛 來 達 成 任 務 , 而 使 得 總 運 輸 成 本 最 小 。

(22)

運 具 指 派 的 分 類 上 , 陳 春 益 【11】的研究中,將運具指派問題詳

細 分 為 16 個類型,其分類原則是以運具指派問題本身作業特性及有無

考 量 時 間 變 動 因 素(靜 態 、 動 態)來 加 以 區 分 , 其 運 具 指 派 作 業 特 性 包 括 有 時 間 要 素(考量單一規劃期或是多規劃期)、空間要素(考量運具的 起 迄 點 相 同 及 不 同)、運具型式要素(考量運具型式為唯一或是多元)及 運 輸 任 務 要 素(考 量 運 具 指 派 任 務 為 單 一 或 是 多 份 任 務), 陳 春 益 君 更 進 一 步 將 這 16 個運具指派問題,歸納出 8 個主要類型,如下列點所述:

一 、 不 考 量 起 迄 時 間 之 運 具 指 派 問 題(靜態)

類 型 1:起迄點相同、多元運具、單份任務之運具指派問題。

類 型 2:起迄點相同、多元運具、多份任務之運具指派問題。

類 型 3:起迄點不同、多元運具、單份任務之運具指派問題。

類 型 4:起迄點不同、多元運具、多份任務之運具指派問題。

二 、 考 量 起 迄 時 間 之 運 具 指 派 問 題(動態)

類 型 5:起迄點相同、單元運具、多份任務之運具指派問題。

類 型 6:起迄點相同、多元運具、多份任務之運具指派問題。

類 型 7:起迄點不同、單元運具、多份任務之運具指派問題。

類 型 8:起迄點不同、多元運具、多份任務之運具指派問題。

林 恩 仕 【7】 建 立 一 以 派 遣 中 心 為 基 礎 的 預 拌 混 擬 土 車 之 派 車 模 式 , 此 模 式 以 多 預 拌 廠 供 應 多 工 地 之 型 態 為 考 量 , 利 用 基 因 演 算 法 及 電 腦 模 擬 方 式 求 解 各 預 拌 廠 之 預 拌 混 擬 土 車 至 不 同 工 地 之 出 車 順 序 。

翁 大 哲【8】建立了一套多場站的動態車輛指派,此系統之核心是

以 投 標 系 統(Bidding System)為其演算法,再加上所提出之車輛路徑規 劃 模 組 , 來 作 為 其 研 究 的 車 輛 指 派 後 之 路 徑 規 劃 的 機 制 。 其 研 究 核 心 之 『 投 標 系 統 』 亦 有 運 用 在 製 造 系 統 之 動 態 排 程 與 無 人 搬 運 車 之 指 派 上 ; 投 標 的 定 義 是 指 彼 此 間 建 立 契 約 與 協 定 的 活 動 。 但 是 投 標 系 統 之

(23)

運 作 是 由 智 慧 個 體 以 網 路 的 型 式,透 過 契 約(Contract)的方式而達成決 策 的 制 定 , 契 約 是 指 通 過 雙 向 的 資 訊 交 流 而 彼 此 選 擇 對 方 而 為 立 , 其 間 亦 可 能 經 過 談 判(Negotiate)過 程 【 6】。 此 多 場 站 的 動 態 車 輛 指 派 系 統 相 較 於 業 界 實 際 派 車 情 形 相 異 較 大,故 較 不 適 於 實 務 問 題 上 之 應 用。

在 Bausch【16】等人的研究中,詳述了美國 Mobil 石油公司油品 運 送 的 車 輛 派 遣 問 題 並 指 出 運 輸 業 的 成 本 是 依 車 輛 裝 載 大 小 、 場 站 的 數 量 、 和 車 輛 繞 行 的 路 徑 及 時 間 而 決 定 。 其 公 司 的 經 營 型 態 為 從 油 品 製 造 工 廠 配 送 產 品 到 各 個 顧 客 , 該 公 司 在 全 國 有 設 有 十 個 油 品 製 造 工 廠,意 謂 每 張 訂 單 的 起 點 皆 為 這 十 個 點 的 其 中 一 個,訂 單 的 迄 點(客戶) 則 遍 及 全 國 各 地 。

此 研 究 中 指 出 該 公 司 導 入 一 個 輔 助 派 遣 系 統 且 該 系 統 每 年 為 公 司 節 省 了 約 一 百 萬 美 元 。 該 公 司 的 油 品 配 送 車 隊 為 混 合 車 隊(多 車 種 ),

設 有 一 派 遣 中 心 採 統 一 式 的 派 遣 。 此 外 , 由 於 配 送 點 遍 及 全 國 而 形 成 製 造 工 廠 與 配 送 點 間 的 距 離 範 圍 不 一,所 以 在 卡 車 的 配 送 計 劃 表(班表) 上 有 三 種 情 況 , 如 下 列 點 所 示 :

一、本 地 區 域 配 送:為 本 地 的 送 貨 區 域 內 可 找 到 Source(十個油品工廠 之 一),此型態可被定義為內部地理範圍(Geographic Region)配送 或 是 Source(十個油品工廠之一)半徑範圍內配送。

二 、 跨 日 區 域 配 送 : 訂 單 的 配 送 可 能 在 本 地 配 送 區 域 的 外 圍 , 但 是 無 法 在 同 日 內 送 達 的 型 態 。

三 、 集 散 區 域 配 送 : 由 於 配 送 區 域 離 Source(十個油品工廠之一)的距 離 過 大 , 所 以 在 配 送 區 域 與 Source 之間找一個地點(Pool)並在此 處 進 行 卡 車 的 拖 曳 車 箱 交 換,由 Source 出發的滿載油品拖車與進 行 訂 單 服 務 完 後 的 空 拖 車 進 行 交 換 。

此 研 究 所 探 討 之 車 輛 派 遣 輔 助 系 統 是 依 所 需 派 遣 資 料(Dispatch Data)如訂單來源、卡車特性及數量、地理位置的參考及配送作業的工 作 天 數 等 等 的 資 料 輸 入 後 , 進 行 系 統 運 算 而 產 生 結 果 後 由 調 派 員 進 行 人 工 的 判 別 來 進 行 檢 查 , 最 後 再 進 行 車 輛 的 指 派 。

在 Powell【20】及研究中指出所謂的動態指派問題多運用於運輸

(24)

與 物 流 等 領 域 , 例 如 指 派 計 程 車 服 務 旅 客 、 指 派 警 察 出 巡 緊 急 狀 況 、 指 派 卡 車 司 機 接 送 貨 物 等 。 這 類 問 題 的 需 求 特 性 在 一 天 內 是 持 續 且 隨 機 出 現 的,且 須 有 一 調 度 員 去 指 派 司 機 服 務 顧 客 需 求。Powell 提出一 考 量 未 來 需 求 預 測 及 結 合 動 態 指 派 模 式(Dynamic assignment model),

建 立 一 個 混 合 網 路 模 式(Hybrid network model),求解司機員的調度或 是 整 車 運 輸(TL)的需求指派,並配合系統模擬方式,分析即時調度的 問 題 特 性 。

在 Rego【24】的研究中,針對一實務問題,使用兩階段(Two-Phase) 的 演 算 法(Two-Phase)來求解箱形卡車(Tank Truck)的派遣問題,所提出 之 演 算 法 核 心 為 塔 布 搜 尋(Tabu Search)的應用。所求解的問題屬性如 下 列 點 所 示 :

一 、 此 實 務 問 題 之 公 司 服 務 範 圍 遍 及 整 個 歐 洲 。

二 、 有 200 個送貨點(Delivery Points)及從 7 個撿貨點(Pickup Points) 配 送 未 加 工 的 材 料 。

三 、 每 個 箱 形 卡 車 會 在 到 達 訂 單 的 送 貨 點 而 完 全 卸 下 貨 物 。

四 、 每 個 送 貨 點 必 須 在 早 上 接 收 貨 物 和 每 個 卡 車 必 須 在 兩 個 星 期 內 回 到 原 出 發 的 場 站 。

五 、 社 會 限 制 方 面 , 限 制 其 連 續 開 車 的 時 限 、 司 機 的 休 息 時 段 和 車 輛 行 駛 速 率 的 限 制 。

六、顧 客 每 個 月 的 訂 單 時 間 不 規 律 且 送 貨 日 不 固 定,但 是 估 計 有 40%

~50%的訂單會在五個工作天前是已知的。

七 、 送 貨 點 與 終 端 站 的 距 離 平 均 為 400 到 600 公里,但是每個送貨點 離 終 端 站 的 距 離 的 範 圍 為 2 到 2000 公里。

八 、 訂 單 的 狀 態 會 有 其 它 的 因 素 影 響 而 改 變 , 如 訂 單 的 臨 時 提 前 或 取 消 。

此 研 究 之 演 算 法 , 在 第 一 個 階 段(First Phase) 先 利 用 分 解 法

(25)

(Decomposition)對 一 連 串 的 運 輸 問 題 (Transportation Problem)來 決 定 一 組 可 行 路 徑 並 求 得 路 線 的 順 序 , 此 階 段 的 目 標 函 數 為 最 小 化 的 路 線 成 本。在 求 得 一 組 可 行 路 徑 順 序 後,第 二 個 階 段(Second Phase)則是利 用 塔 布 搜 尋(Tabu Search)來改善第一階段的初始路徑。

在 Ichoua【19】等人的研究中,利用塔布搜尋(Tabu Search)求解 一 考 慮 動 態 需 求 的 收 送 貨 問 題 應 用 問 題(如 快 遞 、 急 件 服 務), 所 求 解 問 題 範 圍 及 假 設 如 下 列 點 所 示 :

一 、 車 輛 的 繞 行 路 徑 , 必 須 由 固 定 場 站 出 發 , 最 後 回 到 原 場 站 。 二 、 每 一 個 需 求 點 剛 好 只 能 被 一 輛 車 所 服 務 。

三 、 不 考 慮 容 量 限 制(假設運送物品皆為小品項,如快遞信件)。

四 、 每 一 個 服 務 點 , 皆 有 其 時 窗 限 制 , 且 為 軟 時 窗 。 五 、 成 本 之 計 算 考 量 到 延 遲 成 本 及 車 輛 路 線 成 本 。

此 研 究 提 出 一 個 最 佳 化 程 序(Optimization procedure),而此最佳化 程 序 之 核 心 演 算 法 即 為 Tabu Search。當有新的需求點產生時,透過當 前 車 輛 位 置 下 一 目 的 地,與 新 的 需 求 點 之 間 的 關 係,透 過 Optimization procedure 更改車輛原計畫之路徑,產生一包含服務新需求點的最佳化 路 徑 。

2.3 小結

經 由 上 述 相 關 的 文 獻 探 討 、 現 況 汽 車 貨 運 產 業 車 輛 派 遣 模 式 分 析

及 GPS 相關知識及應用介紹後,可歸納出下列二點:

一 、 汽 車 貨 運 產 業 人 工 經 驗 的 車 輛 派 遣 方 式 存 在 著 求 解 效 率 、 品 質 、 派 遣 公 平 性 及 新 進 派 遣 人 員 不 易 上 手 等 問 題 。 本 研 究 認 為 要 解 決 現 況 車 輛 派 遣 之 問 題 , 必 須 將 派 遣 作 業 自 動 化 。 自 動 化 的 定 義 不 僅 僅 是 將 現 況 派 遣 法 則 電 子 化 , 而 是 更 進 一 步 的 套 用 理 論 基 礎 的 自 動 化 派 遣 作 業 。

二 、 在 國 內 外 相 關 研 究 中 , 大 多 為 針 對 靜 態 問 題 車 輛 路 線(途 程)問題 進 行 探 討 研 究 , 近 年 來 才 有 對 於 動 態 或 是 線 上 型 的 問 題 進 行 研 究

(26)

探 討 。 相 對 於 實 務 問 題 的 線 上 型 求 解 的 研 究 則 顯 得 更 為 少 量 。

(27)

第三章 線上型車輛派遣模式探討

本 章 描 述 派 遣 模 式 設 計 之 概 念 、 特 色 及 所 應 用 之 演 算 法 。 為 解 決 線 上 型 問 題 求 解 資 訊 不 足 之 困 難 點 , 因 此 本 研 究 以 批 量 處 理(Batch Procedure)的方式進行思考與設計,進而提出以時段分割方式的「考量 訂 單 緩 衝 時 間 之 批 量 處 理 」 車 輛 派 遣 模 式 。

3.1 問題描述

3.1.1 人 工 作 業 派 遣 缺 點

在 第 二 章 經 由 對 業 界 派 車 法 則 分 析 後 , 利 用 人 工 作 業 及 使 用 「 經 驗 法 則 」 來 派 遣 車 輛 有 著 下 列 幾 項 缺 點 :

一 、 人 腦 記 憶 有 限 , 派 遣 人 員 無 法 掌 握 全 部 車 輛 的 位 置 及 其 訂 單 服 務 狀 態(到 場 、 離 場 、 上 貨 、 卸 貨 等), 而 導 致 有 可 能 指 派 服 務 成 本 較 高(行駛較遠)之車輛來進行訂單的服務。

二 、 在 客 戶 的 訂 單 到 達 以 後 , 派 遣 人 員 對 於 何 時 去 處 理(派遣)該 訂 單 的 時 間 並 無 很 明 確 的 準 則 。 若 提 早 太 多 時 間 進 行 派 遣 將 有 可 能 造 成 車 輛 資 源 的 浪 費 ; 若 接 近 訂 單 要 求 服 務 時 間 時 才 進 行 派 遣 則 可 能 造 成 訂 單 延 誤 時 間 的 產 生 。

三 、 派 車 人 員 依 經 驗 法 則 進 行 車 輛 派 遣 時 , 若 對 於 工 作 負 荷 突 然 的 增 加(如 訂 單 大 量 產 生 等), 在 面 對 較 為 廣 大 的 服 務 區 域 、 較 多 車 輛 數 , 無 法 做 出 較 佳 的 車 輛 派 遣 組 合 。

四 、 依 靠 經 驗 法 則 派 遣 車 輛 方 式 , 對 於 新 進 派 遣 人 員 的 教 育 訓 練 時 間 較 久 且 剛 上 手 之 新 進 派 遣 人 員 可 能 在 其 經 驗 不 足 下 而 造 成 更 多 成 本 的 浪 費 。

五 、 人 工 派 遣 作 業 流 程 簡 化 。 由 於 人 腦 記 憶 力 及 處 理 資 料 大 小 有 限 , 若 業 者 營 運 車 隊 及 服 務 訂 單 數 較 為 龐 大 時 , 將 車 輛 或 是 訂 單 平 分 給 多 位 派 遣 人 員 進 行 處 理 。 以 作 業 研 究 的 觀 點 來 看 , 將 問 題 拆 成 多 個 子 問 題 求 解 結 果 必 會 比 一 次 考 量 全 部 問 題 求 解 結 果 來 得 差 。

(28)

人 工 作 業(經 驗 法 則 )的 派 遣 方 式 在 面 對 營 業 規 模 較 小 的 車 輛 派 遣 問 題 或 許 還 能 應 付 , 但 面 對 規 模 較 大 、 訂 單 較 多 的 車 輛 派 遣 往 往 無 法 有 效 率 且 正 確 的 派 遣 車 輛 來 滿 足 訂 單 的 需 求 。 另 一 方 面 , 訂 單 的 需 求 隨 著 時 間 累 加 後 而 逐 一 出 現 且 派 遣 作 業 的 進 行 受 到 環 境 因 素 所 影 響 , 常 有 預 計 完 成 訂 單 發 生 延 誤 之 情 形 或 是 因 突 發 事 件 而 使 得 派 遣 組 合 必 須 調 整 情 況 發 生 。 派 遣 模 式 的 設 計 必 須 考 量 到 實 務 情 況 , 適 於 實 務 現 況 的 派 遣 模 式 須 具 備 此 機 制 。

3.1.2 理 想 派 遣 模 式

針 對 於 汽 車 貨 運 業 , 一 個 理 想 的 車 輛 派 遣 模 式 應 具 備 下 列 特 性 : 一 、 理 論 根 據 的 演 算 核 心

車 輛 派 遣 模 式 主 要 是 在 求 得 訂 單 與 車 輛 的 組 合 優 解 。 若 以 採 用 具 理 論 的 演 算 法 當 為 整 個 模 式 之 核 心,對 於 所 求 解 結 果 應 較 佳。

二 、 合 乎 現 況 所 需

車 輛 派 遣 模 式 設 計 需 符 合 於 目 前 汽 車 貨 業 實 際 作 業 所 需 。 例 如 延 誤 訂 單 的 處 理 或 是 調 整 派 遣 組 合 的 機 制 等 。

三 、 可 依 訂 單 需 求 週 期 特 性 進 行 模 式 的 調 整

實 際 情 況 下 , 汽 車 貨 運 業 的 訂 單 需 求 是 呈 現 一 個 週 期 分 配 , 可 以 是 為 每 天 、 每 週 、 每 月 或 是 每 季 的 時 段 週 期 。 舉 例 來 說 : 以 每 天 週 期 來 看 , 它 可 能 是 早 上 一 開 始 營 業 及 下 午 快 結 束 前 訂 單 最 多 ; 以 每 週 週 期 來 看 , 它 可 能 是 星 期 一 及 星 期 五 訂 單 最 多 。 理 想 的 車 輛 派 遣 模 式 應 具 備 可 依 訂 單 需 求 週 期 性 的 不 同 進 行 模 式(參 數)調整。

四 、 可 依 據 管 理 者 的 需 求 進 行 模 式 的 調 整

理 想 的 派 遣 模 式 應 具 備 有 調 整 求 解 目 標 的 機 制 , 管 理 者 或 是 決 策 者 可 依 實 際 情 況 的 不 同 來 進 行 模 式 求 解 目 標 的 調 整 。 舉 例 來 說 : 在 訂 單 需 求 突 然 增 大 、 車 輛 不 足 下 , 可 將 模 式 的 求 解 目 標 設

(29)

為 「 總 延 遲 筆 數 最 少 」 來 提 高 對 於 整 體 顧 客 的 服 務 。 一 般 來 說 , 求 解 目 標 有 「 總 行 駛 距 離 最 短 」、「 總 延 遲 筆 數 最 少 」 及 「 總 延 遲 時 間 最 少 」 三 種 。

3.2 模式構建

為 解 決 線 上 型 問 題 資 訊 不 足 、 動 態 性 高 與 需 要 即 時 性 服 務 等 困 難 點,因 此 本 研 究 車 輛 派 輛 模 式 以 批 量 處 理(Batch Procedure)的方式進行 思 考 與 設 計 , 進 而 提 出 以 時 段 分 割 方 式 的 「 考 量 訂 單 緩 衝 時 間 之 批 量 處 理 」 車 輛 派 遣 模 式 。 本 研 究 利 用 「 緩 衝 時 間(Buffer Time)」及「批 量 處 理(Batch Procedure)」之概念及特性,將依時性逐一出現之訂單以

「 考 量 其 訂 單 緩 衝 時 間 的 方 式 作 批 量 處 理 」,而 緩 衝 時 間 及 批 量 處 理 方 式 如 下 所 示 :

一 、 緩 衝 時 間(Buffer time)

整 體 來 看 , 緩 衝 時 間 旨 在 於 預 留 某 個 長 度 的 時 間 來 預 防 突 發 狀 況 的 發 生 , 以 確 保 目 的 達 成(例如:提早搭車來預防交通阻塞,

以 確 保 準 時 到 達 目 的 地),其在汽車貨運業的車輛派遣應用方式為 當 訂 單 出 現 時 , 可 依 據 顧 客 要 求 服 務 時 間 而 給 予 「 給 定 一 個 長 度 的 時 間 」 前 來 進 行 車 輛 的 指 派 , 而 研 究 中 稱 這 個 「 某 個 長 度 的 時 間 」 為 訂 單 緩 衝 時 間 。 當 訂 單 產 生 時 , 即 利 用 緩 衝 時 間 的 觀 念 判 斷 此 張 訂 單 緩 衝 時 間 點 。 舉 例 來 說 , 當 訂 單 要 求 服 務 之 時 間 為 10:00, 給 予 之 緩 衝 時 間 為 60 分 鐘 , 此 張 訂 單 的 緩 衝 時 間 點 (BT 時 間 點)為 09:00。

二 、 批 量 處 理(Batch procedure)

線 上 型 較 離 線 型 問 題 求 解 的 困 難 處 在 於 需 求 資 訊 是 隨 時 間 逐 一 出 現 的 , 無 法 全 盤 考 量 。 而 本 研 究 以 時 段 分 割 方 式 產 生 將 營 業 時 段 分 割 為 多 個「 次 時 段 」,再 將「 次 時 段 」內 訂 單 作 批 量 處 理 。 批 量 處 理 可 避 免 只 利 用 單 一 需 求 資 訊 即 進 行 車 輛 的 指 派 而 所 可 能 錯 失 時 間 相 近 卻 更 有 利 的 車 輛 。

本 研 究 所 採 用 的 「 線 上 型 車 輛(訂 單)派 遣 模 式 」 是 將 整 個 營 業 時 段 分 割 為 若 干 個 時 間 長 度 相 同 的「 次 時 段 」,或 先 將 整 個 營 業 時 段 分 割

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為 時 間 長 度 不 同 的 離 、 尖 峰 時 段 , 再 將 各 個 離 峰 或 尖 峰 時 段 分 割 為 若 干 個 時 間 長 度 相 同 的「 次 時 段 」,在 每 一 次 時 段 將 所 有 需 要 派 遣 的 車 輛 ( 訂 單 ) 模 式 化 為 指 派 問 題 (Assignment Problem) 利 用 匈 牙 利 法 (Hungarian Method)求出最佳車輛(訂單)派遣。一個完整的派遣模式有

下 列 5 項問題必須考慮,同時透過模擬來決定相關的參數值。

一 、 每 一 「 次 時 段 」 可 供 派 遣 的 車 輛 數 與 訂 單 數 必 須 相 同 : 由 於 每 一 次 時 段 將 所 有 需 要 派 遣 的 車 輛 與 訂 單 之 間 派 遣 問 題 已 模 式 化 為 指 派 問 題 , 同 時 利 用 匈 牙 利 法 求 出 最 佳 車 輛(訂 單 )派 遣 , 因 此 可 供 派 遣 的 車 輛 與 訂 單 數 必 須 相 同。「 次 時 段 」長 度 為 派 遣 模 式 重 要 參 數 , 其 值 大 小 受 訂 單 發 生 之 機 率 分 配 與 分 配 穩 定 性 影 響 。

二 、 由 於 匈 牙 利 法 解 指 派 問 題 必 須 要 求 每 一 「 次 時 段 」 可 供 派 遣 的 車 輛 與 訂 單 數 相 同 , 在 實 際 計 算 過 程 中 一 定 會 發 生 可 供 派 遣 的 車 輛 數 大 於 或 小 於 訂 單 數 之 情 形 。 當 可 供 派 遣 的 車 輛 數 大 於 訂 單 數 時 , 增 設 虛 擬 訂 單 使 兩 數 相 同 ; 同 樣 地 , 當 可 供 派 遣 的 車 輛 數 小 於 訂 單 數 時 , 增 加 可 供 派 遣 的 車 輛 數 使 兩 數 相 同 。

三 、 每 一 「 次 時 段 」 可 供 派 遣 的 車 輛 之 決 定 是 依 據 預 測 貨 車 平 均 速 度 與 不 違 背 各 訂 單 所 要 求 的 時 間 窗 為 原 則 來 決 定 可 供 派 遣 的 車 輛 數,若 無 法 滿 足 各 訂 單 所 要 求 的 時 間 窗,則 以 延 誤 最 少 優 先 考 慮。

四 、 每 一 「 次 時 段 」 所 需 派 遣 的 訂 單 : 是 以 每 一 訂 單 的 「 訂 單 要 車 時 間 」 加 「 緩 衝 時 間 」 所 落 在 的 次 時 段 來 決 定 , 例 如 某 訂 單 之 「 訂 單 產 生 時 間 」 為 11:10、「訂單要車時間」為 14:20,假設「緩衝 時 間 」 為 60 分鐘,則兩者相加為 15:20;此訂單將在含蓋 15:20 時 間 之 次 時 段 作 車 輛(訂 單)派 遣 。 訂 單 要 車 時 間 與 訂 單 產 生 時 間 之 間 距 時 間 為 3 小時 10 分。緩衝時間為派遣模式重要參數,其值 似 乎 是 愈 大 愈 佳 , 提 早 派 遣 較 不 易 產 生 延 誤 , 然 而 其 值 超 過 某 一 門 檻 值 , 便 是 太 早 派 遣 使 效 益 有 限 。 訂 單 要 車 時 間 與 訂 單 產 生 時 間 之 間 距 時 間 的 機 率 分 配 會 影 響 派 遣 成 本 , 如 果 其 平 均 值 太 小 , 表 示 每 筆 訂 單 的 訂 單 要 車 時 間 與 訂 單 產 生 時 間 之 間 距 時 間 小 , 派 遣 不 當 容 易 發 生 延 誤 。

五 、 指 派 問 題 為 一 成 本 最 小 化 之 0-1 整數規劃問題,本研究可依據管 理 者 實 際 需 求 來 設 置 其 目 標 函 數 。 當 管 理 者 需 求 為 作 業 成 本 最 低 時 , 則 目 標 函 數 可 設 定 為 總 旅 行 時 間 或 距 離 最 少 ; 當 管 理 者 同 時 考 慮 作 業 成 本 與 服 務 品 質 時 , 則 目 標 函 數 可 設 定 為 總 旅 行 時 間 加

(31)

總 延 誤 時 間 最 少 之 多 目 標 函 數 , 兩 項 成 本 亦 可 以 不 同 的 權 重 來 加 總 ; 若 管 理 者 只 考 慮 顧 客 服 務 品 質 時 , 則 目 標 函 數 可 設 定 為 總 延 誤 訂 單 數 最 少 。

然 而 , 批 次 內 之 訂 單 指 派 在 利 用 演 算 法 求 解 所 得 之 結 果 可 視 為 暫 時 性 的 結 果 , 待 後 續 資 訊 進 入 後 , 被 指 派 之 訂 單 仍 有 機 會 改 變 成 更 好 的 結 果(延 遲 時 間 減 少)。 批 次 時 間 的 決 定 可 以 利 用 重 複 模 擬 求 解 的 方 式 找 出 不 同 情 境 下 之 最 適 批 次 大 小 , 這 亦 是 本 研 究 重 點 之 一 。

經 由 業 者 訪 談 後 , 發 現 其 訂 單 需 求 為 依 時 性 的 逐 漸 出 現 且 整 個 派 遣 作 業 的 進 行 受 到 環 境 因 素 而 有 所 影 響 , 常 有 預 計 完 成 訂 單 的 時 間 與 實 際 訂 單 完 成 時 間 相 異(提 早 完 成 或 延 誤)之 情 形 或 是 因 突 發 事 件 而 使 得 派 遣 組 合 必 須 調 整 情 況 發 生 。 大 多 數 相 關 研 究 假 設 無 實 務 影 響 因 素 。 本 研 究 為 合 乎 現 況 , 派 遣 模 式 內 納 入 了 「 提 早 完 成 或 延 誤 訂 單 處 理 」 及 「 未 執 行 延 誤 訂 單 交 換 機 制 」。 說 明 如 下 :

一 、 提 早 完 成 或 延 誤 訂 單 處 理

針 對 於 實 務 問 題 , 當 指 派 車 輛 進 行 訂 單 服 務 時 , 訂 單 完 成 的 時 間 會 因 實 際 作 業 環 境 因 素 所 產 生 之 事 件 影 響(車輛待貨、交通擁

擠),而造成與預期完成時間相異之情形發生,本研究利用「車輛

使 用 時 間 記 錄 表 」 記 錄 每 個 車 輛 在 接 受 任 務 指 派 後 , 所 使 用 的 之 時 間 區 段 。 當 有 車 輛 服 務 訂 單 提 早 完 成 或 延 遲 情 況 發 生 時 , 即 更 新 該 車 輛 之 車 輛 使 用 時 間 記 錄 表 。 而 車 輛 使 用 時 間 記 錄 表 之 功 能 在 於 提 供 模 式 運 算 求 得 新 增 訂 單 與 所 有 車 輛 之 間 的 成 本(延 遲 時

間、行 駛 時 間)。當訂單提早被完成時,進行更新車輛使用記錄表

後 , 空 出 原 本 所 佔 住 之 部 份 時 間 區 段 , 這 將 使 得 派 遣 組 合 有 機 會 更 佳 ; 當 訂 單 完 成 時 間 被 延 誤 時 , 更 新 車 輛 使 用 時 間 記 錄 表 後 , 若 發 現 會 造 成 下 筆 訂 單 的 延 誤 時 , 模 式 可 將 進 行 「 未 執 行 延 誤 訂 單 交 換 之 機 制 」。

二 、 未 執 行 延 誤 訂 單 交 換 之 機 制

在 「 車 輛 使 用 時 間 記 錄 表 」 中 , 當 判 斷 出 有 未 執 行 之 延 誤 訂 單 時 , 即 將 原 指 派 之 組 合 取 消 , 更 新 車 輛 使 用 時 間 記 錄 表 後 , 依

(32)

此 訂 單 內 容 進 行 再 次 求 解 。 3.2.1 模 式 之 假 設

本 研 究 依 據 研 究 內 容 、 對 象 及 主 題 , 作 一 派 遣 模 式 假 設 , 以 確 保 模 式 的 完 整 性 , 如 下 列 點 所 示 :

一 、 本 研 究 派 遣 模 式 是 針 對 「 一 部 車 指 派 一 張 訂 單 」 問 題 型 態 , 只 要 可 將 求 解 問 題 轉 為 相 同 型 態 , 皆 適 於 本 研 究 之 模 式 。

二、當 車 輛 服 務 完 被 指 派 之 任 務 後,不 須 回 到 原 出 發 場 站。即 車 輛 j 到 達 並 服 務 完 顧 客 i 之 後,並不 立 即 離 開,而 是 等 到 下 一 個 顧 客 的 最 晚 出 發 時 間 到 達 時,才 離 開 顧 客i前 往 下 一 個 顧 客 進 行 服 務;若 在 車 輛 j 在 服 務 完 顧 客i之 後 尚 未 給 予 新 任 務 時 , 則 將 在 顧 客i之 處 等 候 新 的 任 務 指 派 。

三、以 平 均 時 速 估 算 車 輛 j 至 顧 客i兩 點 間 之 行 駛 時 間Tij,及 不 考 慮 交 通 條 件 變 化 影 響 及 突 發 狀 況 。 行 駛 時 間 計 算 如 式(3.1),其中dij車 輛 j 至 顧 客i之 距 離 ;V為 平 均 時 速 。

V

Tij =dij (3.1)

四 、 車 輛 在 接 受 任 務 指 派 後 , 任 務 「 一 旦 執 行 」 即 不 得 再 更 改 任 務 內 容 或 是 與 其 他 車 輛 交 換 任 務 。

五 、 所 有 顧 客 要 求 服 務 之 起 迄 點 經 緯 度 資 料 為 已 知 , 但 訂 單 於 何 時 何 地 產 生 為 事 前 未 知 。

3.2.2 派 遣 模 式 之 運 作

本 研 究 提 出 一 自 動 車 輛 派 遣 系 統 來 代 替 傳 統 人 工 派 車 的 作 業 方 式 , 以 「 考 量 其 訂 單 緩 衝 時 間 之 批 量 處 理 」 車 輛 派 遣 模 式 , 此 模 式 運 作 方 法 為 先 將 營 運 時 間 以 時 段 切 割 的 方 式 區 分 為 數 個 批 次 處 理 時 間 區 段,每 個 區 段 皆 相 距 時 間 量 t*。當訂單產生時,給予其訂單處理緩衝 時 間(Buffer time),進而求出訂單的緩衝處理的時間點(BT),將訂單歸

(33)

入 所 屬 批 次 處 理 區 段 , 待 該 批 次 處 區 段 之 處 理 時 間 點 到 達 時 , 採 批 量 處 理(Batch procedure)的方式進行車輛派遣。然而在每個批次處理區段 內 累 積 有n張 訂 單 , 該 區 段 之 處 理 時 間 點 到 達 時 即 形 成 m部 車 輛 指 派 去 服 務n張 訂 單 以 及 整 車 貨 運 型 態(一張訂單一部車去服務),為一指派 問 題。本 研 究 利 用 匈 牙 利(Hungarian Method)演算法進行m部 車 與n張 訂 單 配 對 求 解 , 匈 牙 利 演 算 法 詳 細 步 驟 及 說 明 於 3.3 節。派遣模式運 作 流 程 如 圖 3.1 所示。運作流程步驟如下列點說明:

步 驟 一 : 參 數 設 定 。

1. 設定營業時間的起始點與結束點。

2. 訂單的緩衝時間及批次處理時間。

步 驟 二 : 訂 單 是 否 在 t 時間點產生,意謂當下有無訂單產生。若有進 行 步 驟 三 ; 若 無 , 進 行 步 驟 五 。

步 驟 三 : 給 予 訂 單 Buffer Time,並計算此筆訂單的緩衝處理時間點。

步 驟 四 : 依 訂 單 的 緩 衝 時 間 點 , 存 入 所 屬 批 次 處 理 時 間 列 表 。

步 驟 五 : 判 斷 批 次 處 理 時 間 點 是 否 或 等 於 t 時間點(現在時間點)。若 是 , 進 行 步 驟 六 ; 若 否 , 進 行 步 驟 八 。

步 驟 六 : 取 出 該 批 次 處 理 內 之 訂 單 , 計 算 所 有 車 輛 與 批 次 訂 單 間 之 成 本 , 經 轉 換 調 整 成 本 後 , 進 行 匈 牙 利 演 算 法 求 解 。

步 驟 七 : 將 匈 牙 利 求 解 結 果 , 進 行 車 輛 與 訂 單 的 配 對 派 遣 。

步 驟 八 : 判 斷 t 時間點是否有已知的未執行延誤訂單。若是則進行步 驟 九 ; 若 否 則 進 行 步 驟 十 。

步 驟 九 : 當 判 斷 出 有 未 執 行 之 延 誤 訂 單 時 , 即 將 原 指 派 之 組 合 取 消 , 依 此 訂 單 內 容 進 行 再 次 求 解 。

步 驟 十 :t 時間=t 時間+δt。

步 驟 十 一 : 判 斷 t 時間點是否為營業結束時間點。若是,流程結束;

(34)

若 否 , 進 行 步 驟 二 。

圖 3.1 考量訂單緩衝時間之批量處理派遣模式運作流程圖

3.2.3 演 算 法 應 用

本 研 究 針 對 整 車 貨 運 型 態 的 汽 車 貨 運 業 的 車 輛 派 遣 進 行 探 討 , 其 營 運 作 業 方 式 為「 一 張 訂 單 指 派 一 部 車 輛 進 行 服 務 」,所 以 可 將 其 派 遣 問 題 特 性 模 式 化 為「 指 派 問 題 」。指 派 問 題 為:假 設 有n件 不 同 的 工 作 及n位 人 員 , 分 派 每 位 人 員 恰 好 執 行 一 個 工 作 , 每 個 工 作 恰 好 有 一 位 人 員 來 執 行 。 但 因 種 種 因 素 , 每 位 人 員 完 成 各 項 工 作 的 所 需 成 本 並 不 相 同 , 指 派 問 題 即 是 在 研 究 如 何 將 n件 工 作 分 派 給n位 人 員 , 而 使 得

(35)

總 成 本 最 小 【5】。對應於整車型態的汽車貨運業,在營業的某個時段 內 有n張 不 同 訂 單 給 予n輛 車 進 行 服 務 , 每 張 訂 單 皆 派 遣 一 輛 車 進 行 服 務 , 而 各 車 輛 在 同 一 時 間 內 只 能 在 服 務 一 張 訂 單 。 故 整 車 貨 運 型 態 汽 車 貨 運 業 的 車 輛 派 遣 問 題 可 利 用 指 派 問 題 解 法 進 行 某 個 時 段 內 訂 單 與 車 輛 的 最 佳 化 組 合 。 本 研 究 提 出 一 自 動 車 輛 派 遣 系 統 來 代 替 傳 統 人 工 派 車 的 作 業 方 式。本 研 究 即 以 指 派 問 題 最 佳 化 解 法-匈牙利演算法為 派 遣 系 統 演 算 法 之 核 心 。

本 研 究 之 派 遣 模 式 以 批 量 處 理(Batch procedure) 之 概 念 進 行 設 計,由 於 整 車 貨 運 型 態 之 特 性(一部車在同一時段下,只服務一位顧客) 本 研 究 利 用 成 本 轉 換 的 方 法 , 將 批 次 內 訂 單 與 車 輛 組 合 轉 為 可 用 作 業 研 究 中 的 指 派 問 題 解 法 來 進 行 求 解 。 為 符 合 指 派 問 題 之 定 義 , 應 用 模 式 需 滿 足 下 列 假 設 :

一 、 指 派 對 象 的 數 目 與 任 務 的 數 目 相 同(此數目以n表 示)。

二 、 指 派 對 象 只 能 剛 好 分 派 一 項 任 務 。

三 、 每 項 任 務 只 能 剛 好 由 一 位 對 象 所 服 務 。 四 、 指 派 對 象i執 行 任 務 j 的成本是

COST 。

ij

五 、 問 題 的 目 標 是 要 找 出 此n種 分 派 方 式 , 使 得 總 成 本 最 小 。

當 所 應 用 模 式 不 符 合 假 設 3 時,可以運用虛擬指派對象(Dummy assignee),或是虛擬任務(Dummy task)來符合假設。

指 派 問 題 一 般 化 數 學 規 劃 式 如 下 所 示 : 目 標 式 :

∑∑

= =

= n

i n

j ij ijx c Z

Minimize

1 1 (3.2)

決 策 變 數 :

(36)

指派對象i執行任務j

其它

= 0 1 xij

(3.3)

限 制 式 :

= n =

j

xij 1

1

(3.4)

= n =

i

x

ij 1

1

(3.5)

式(3.2)為目標式,求指派組合成本最小化;式(3.3)表示

x 為 二 元

ij 變 數,若 指 派 對 象 i 執行任務 j 則

x

ij =1,否 則

x

ij =0;式(3.4)及式(3.5) 為 限 制 每 個 對 象 只 能 服 務 一 項 任 務 及 每 個 任 務 只 能 被 一 個 對 象 所 服 務 。

指 派 問 題 雖 為 0-1 整數規劃問題,但解指派問題最有效率的方法 是 匈 牙 利 演 算 法 法【5】。匈牙利演算法是由 Kuhn 在 1955 年提出,此 演 算 法 是 Kuhn 基於 König 和 Egerváry 所提示之概念發展而來,因此 Kuhn 將所發展之演算法命名為「匈牙利演算法」。匈牙利演算法求解 步 驟 如 下 :

步 驟 一 : 傳 入 成 本 矩 陣 。

步 驟 二 : 檢 查 是 否 為 對 稱 矩 陣 。 若 非 對 稱 , 適 當 加 入 虛 擬 列 或 行 , 讓 成 本 矩 陣 形 成 對 稱 矩 陣(n×n)。 而 虛 擬 的 列 或 行 , 其 元 素 值 均 為 0。

步 驟 三 : 成 本 矩 陣 中 , 各 列 值 減 掉 該 列 最 小 值 , 接 著 各 行 值 減 掉 該 行 最 小 值 , 得 簡 化 後 成 本 矩 陣 。

步 驟 四 : 利 用 簡 化 後 成 本 矩 陣 中 的 0 元素來指派,記錄已指派的 0 元 素 。 指 派 時 原 則 有 :

1. 自僅有一個 0 的列或行開始,記錄該 0 元素後,刪去該 0 元 素 所 在 的 所 在 列 及 所 在 行 。 重 覆 進 行 。

(37)

2. 若每一列、行均有一個以上的 0 元素,則自有最少 0 的列 或 行 開 始 。

指 派 時 , 反 覆 及 有 系 統 的 找 尋 可 指 派 的 0 元素,即可指派數 的 最 大 值 。

步 驟 五 : 求 得 步 驟 4 之最大可指派數 p個 元 素 後 :

1. 若 p=n,則 已 求 得 最 佳 解。並 可 對 照 原 成 本 矩 陣 求 得 最 小 總 成 本 。

2. 若 p<n, 則 以 最 少 直 線 數 劃 去 簡 化 後 成 本 矩 陣 中 所 有 的 0 元 素 。 直 線 是 指 鉛 直 線 與 水 平 線 , 不 包 含 斜 線 。

步 驟 六 : 求 得 未 被 劃 去 元 素 中 最 小 值(Min)。

1. 未被劃去之元素值減去Min。 2. 被劃一次者,其元素值不變。

3. 有重覆劃到者,其元素值加上Min。 步 驟 七 : 得 到 新 的 簡 化 矩 陣 , 並 回 到 步 驟 四 。

匈 牙 利 演 算 法 以 傳 入 的 成 本 值

COST 去 求 解 訂 單 i 與 車 輛 j 組

ij 合 的 成 本 最 小 , 不 同 的 目 標 函 數 可 由 不 同

COST 調 整 設 計 來 達 成

ij (詳述於 3.3 節)。而本研究的模式中,將車輛 j 指派執行訂單 i 的 成 本 皆 化 為 以 時 間 單 位 來 計 算 , 車 輛 j 指 派 執 行 訂 單 i 的 成 本 (

COST )算 式 如 式 (3.6)所 示 。

ij

ij ij

ij

T W Delay

COST

= + ⋅ (3.6) 其 中 ,

T :車 輛 j 到 達 訂 單 i 的 行 駛 時 間。車 輛 j 到 達 訂 單 i 的 行 駛 距 離 除 以

ij

平 均 時 速V 即 可 得

T , 算 式 如 式 (3.7)所 示 。

ij

(38)

V

T

ij =

dij

(3.7)

W : 本 研 究 所 設 計 之 權 重 。 為 求 解 不 同 目 標 函 數 , 調 整 行 駛 時 間 (

T )與 延 遲 時 間 (

ij

Delay )比 重 之 用 。

ij

Delay : 車 輛 j 去 服 務 訂 單 i 的 延 遲 時 間 。

ij

本 研 究 的

COST 設 計 考 量 了 旅 行 時 間 (距 離 )與 訂 單 延 遲 之 間 關 係

ij 並 設 計 權 重W。 經 由

COST 的 調 整 , 管 理 者 可 決 定 不 同 之 目 標 函 數 ,

ij 詳 述 下 節 3.3。

3.3 目標函數設計

指 派 問 題 為 一 成 本 最 小 化 之 0-1 整數規劃問題,本研究可依據管 理 者 實 際 需 求 來 設 置 其 目 標 函 數 。 當 管 理 者 需 求 為 作 業 成 本 最 低 時 , 則 目 標 函 數 可 設 定 為 總 旅 行 時 間 或 距 離 最 少 ; 當 管 理 者 同 時 考 慮 作 業 成 本 與 服 務 品 質 時 , 則 目 標 函 數 可 設 定 為 總 旅 行 時 間 加 總 延 誤 時 間 最 少 之 多 目 標 函 數 , 兩 項 成 本 亦 可 以 不 同 的 權 重 來 加 總 ; 若 管 理 者 只 考 慮 顧 客 服 務 品 質 時 , 則 目 標 函 數 可 設 定 為 總 延 誤 訂 單 數 最 少 。

本 研 究 利 用

COST 成 本 調 整 設 計 的 方 式 來 達 成「 總 旅 行 時 間 (距 離 )

ij 最 短 」 或 「 總 延 遲 時 間 最 少 」 之 目 標 函 數 , 分 述 如 下 :

一 、 總 旅 行 距 離(時間)最短

以 最 短 總 旅 行 距 離(時間)為求解目標時,只考慮車輛 j 服務訂 單 i 的 行 駛 距 離

d (或 旅 行 時 間

ij

T )而 不 考 慮 車 輛 j 服 務 訂 單 i 的 延

ij 遲 時 間

Delay , 故 將 延 遲 時 間 的 權 重

ij W 調 整 為 0 使 得

ij ij

ij

T Delay

COST

= +0⋅ , 即

COST

ij =

T

ij

訂 單 與 車 輛 組 合 的 求 解 上 , 在 完 全 不 考 慮 訂 單 的 延 遲 時 間 因 素 後 , 將 有 可 能 造 成 訂 單 延 遲 筆 數 及 延 遲 時 間 的 增 加 , 但 其 車 輛 的 總 旅 行 距 離 為 最 短 。 其 執 行 步 驟 說 明 如 下 :

步 驟 一 : 求 出 各 車 輛( j )與 批 次 內 各 訂 單 (i)之 間 的 距 離dij、 行 駛

(39)

時 間 V

Tij =dij 及 延 遲 時 間Delayij

步 驟 二 : 建 立 初 始 成 本 方 陣 , 將 批 次 內 各 訂 單 與 各 車 輛 之 間 的 成 本 轉 換 為 時 間 成 本 後 存 入 初 始 成 本 方 陣 中 , 存 入 成 本 之 算 式 為

ij ij

ij

T Delay COST

= +0⋅

步 驟 三 : 建 立 匈 牙 利 成 本 矩 陣 。 若 批 次 內 訂 單 數 小 於 所 有 車 輛 數 時 則 增 加 虛 擬 訂 單,虛 擬 訂 單 的 成 本 值COSTij皆 設 為 0;若批次內 訂 單 數 大 於 所 有 車 輛 數 時 則 增 加 虛 擬 車 輛 , 虛 擬 的 成 本 值

COSTij皆 設 為 0。

步 驟 四 : 進 行 匈 牙 利 演 算 法 求 解 。

步 驟 五 : 利 用 求 解 結 果 , 進 行 車 輛 與 批 次 內 訂 單 配 對 指 派 。 二 、 總 延 遲 時 間 最 少

以 總 延 遲 時 間 最 少 為 求 解 目 標 時 , 經 由

COST 的 調 整 後 將 以

ij 尚 未 被 延 遲 訂 單 為 優 先 指 派 。 在

COST 的 調 整 上 是 將 延 遲 時 間 的

ij 權 重W設 為 一 個 很 大 的 正 數 , 其 目 的 在 於 突 顯 訂 單 車 輛 組 合 為 延 遲 的 成 本 遠 大 於 未 延 遲 的 訂 單 車 輛 組 合 , 以 確 保 在 進 匈 牙 利 演 算 法 求 解 時 會 以 未 延 遲 的 訂 單 車 輛 組 合 為 優 先 。 所 有 車 輛 j 所 有 訂 單 i 的 成 本COSTij即 為 成 本 方 陣 , 示 意 如 表 3.2 所示。假設將延遲 時 間 的 權 重 設 為 1000,而各車輛 j 與各訂單i之 間 的 成 本 值

COST

ij 的 計 算 方 式 可 依 據 調 整 後 的 算 式

COST

ij =

T

ij+1000⋅

Delay

ij算 式 即 可 求 出。以 O1、V1組 合 來 說:COST11等 於 車 輛 1 行駛到訂單 1 的行 駛 時 間(50 分鐘)+權重(1000)乘上車輛 1 行駛到訂單 1 的延遲時間 (10 分鐘),COST11=10050。

Figure

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