مسئله مکان‌یابی- مسیریابی سبز چند هدفه به منظور بهبود در شبکه پول‌رسانی بانک: مطالعه موردی

مزینانی, مصطفی; توکلی مقدم, رضا; بزرگی امیری, علی

doi:10.22119/jte.2021.77700.1980

مسئله مکان‌یابی- مسیریابی سبز چند هدفه به منظور بهبود در شبکه پول‌رسانی بانک: مطالعه موردی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشجوی دکتری، گروه مهندسی صنایع، پردیس البرز، دانشگاه تهران، کرج، ایران

² استاد، دانشکده مهندسی صنایع، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

³ دانشیار، دانشکده مهندسی صنایع، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

10.22119/jte.2021.77700.1980

چکیده

عملیات پول‌رسانی از خزانه به شعب و خودپردازهای موجود در سطح شهر، از فرآیندهای کلیدی در سیستم بانکداری می‌باشد. عوامل متعددی مانند محل خزانه، ناوگان حمل، مسیرهای انتقال و پراکندگی جغرافیایی شعب و خودپردازها، توزیع تقاضای پول، رضایت مشتریان، در انجام بهینه فرآیند انتقال پول مؤثر است. همچنین امروزه مسائل زیست‌محیطی به‌خصوص مبحث انتشار گازهای گلخانه‌ای موردتوجه قرار گرفته است. در این مقاله، یک مدل جدید از مسئله مکان‌یابی - مسیریابی وسایل نقلیه برای شبکه پول‌رسانی بانک توسعه داده‌ شده است به‌طوری‌که هم‌زمان سه هدف کاهش میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای، کاهش هزینه‌های مکان‌یابی و مسیریابی و افزایش رضایت مشتریان را در نظر می‌گیرد. با توجه به NP-hard بودن مسائل مکان‌یابی - مسیریابی جهت حل مدل، یک الگوریتم ژنتیک چندهدفه جدید مبتنی بر روش پرومته ارائه‌ شده و نتایج حل برای مسائل واقعی بانک سامان با الگوریتم‌های ژنتیک برمبنای مرتب‌سازی نامغلوب و رقابت استعماری چند هدفه مقایسه شده است. مقایسه نتایج الگوریتم‌ها، کارایی الگوریتم پیشنهادی را برای مسئله مورد نظر نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.20086598.1401.13.3.1.3

موضوعات

مهندسی صنایع

عنوان مقاله [English]

Multi-objective pollution location-routing problem for improvement of a banking cash distribution network: A case study

نویسندگان [English]

Mostafa Mazinani ¹
Reza Tavakkoli-Moghaddam ²
Ali Bozorgi-Amiri ³

¹ Ph.D. Student, Department of Industrial Engineering, College of Alborz, University of Tehran, Tehran, Iran

² Professor, School of Industrial Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran

³ Associate Professor, School of Industrial Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran

چکیده [English]

One of the key processes in the banking system, is cash distribution from Treasury Branches and ATMs in the city. Treasury location, fleet, routes, geographical distribution of branches and ATMs, the distribution of money demand, customer satisfaction, are some of the influential factors in optimizing the money transfer process. Furthermore, today’s environmental issues, especially the issue of greenhouse gas (GHG) emissions, have been concentrated. In this paper, a new model of the location-routing vehicles for a bank cash distribution network is developed, in which three objectives of reducing GHG emissions, reducing costs of location-routing, and increasing customer satisfaction are considered simultaneously. Regarding to the difficulty of finding optimal solutions in such integrated models of location-routing problems, a multi-objective genetic algorithm-based on Prometheus methods are proposed. The obtained results are compared with the non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-II) and multi-objective imperialist algorithm (MOICA). The comparison of these results shows the performance of the proposed algorithm for the given problems.

کلیدواژه‌ها [English]

Cash Distribution Network
Pollution and Location Routing Problem
PROMETHEE Method
Genetic Algorithm

مراجع

- سید فرید قنادپور، فاطمه زندیه، مسئله مسیریابی وسایل نقلیه مبتنی بر نظریه بازی با هدف کاهش ریسک حمل کالای ارزشمند، فصلنامه مهندسی حمل‌ونقل/ سال یازدهم/ شماره اول/پاییز 1398

- عاطفه کهفی، رضا توکلی مقدم، حل مدل مسیریابی وسایل نقلیه چند انباره مبتنی بر کاهش ریسک با استفاده از یک الگوریتم خفاش چندهدفه، فصلنامه مهندسی حمل‌ونقل / سال ششم / شماره سوم / بهار 1394.

- عاطفه کهفی، سیدمحمد سیدحسینی، رضا توکلی مقدم، ارائه و حل مدل دوهدفه مکانیابی- مسیریابی کمانمحور چند دورهای با پنجره زمانی مبتنی بر کاهش ریسک سرقت کالای ارزشمند (مطالعه موردی خزانه بانک)، فصلنامه مهندسی حمل‌ونقل /1397.

- مزینانی، مصطفی.، عبادی، محسن.، ربیعی، میثم.، (1389). مبانی تحقیق در عملیات، جلد 1، چاپ اول، تهران: نشر پیوند نو.

- Alumur, S. and Kara, B.Y. (2007) “A new model for the hazardous waste location-routing problem”, Computers and Operations Research, Vol. 34, pp. 1406-1423.

- Barth, M., Younglove, T. and Scora, G. (2005) “Development of a heavy-duty diesel modal emissions and fuel consumption model”, Technical Report, UC Berkeley: California Partners for Advanced Transit and Highways (PATH).

- Barth, M. and Boriboonsomsin, K. (2008) “Real-world CO2 impacts of traffic congestion”, Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, Vol. 2058, No. 1, pp. 163-171.

- Bektas, T. and Laporte, G. (2011) “The pollution-routing problem”, Transportation Methodological, Vol. 45, No. 8, pp. 1232–1250.

- Boonsam, Prat, Suthikarnnarunai, Nanthi, Chitphaiboon, Whetisak. (2011) “Assignment problem and vehicle routing problem for an improvement of cash distribution”, Proceedings of the World Congress on Engineering and Computer Science, pp. 19-21.

- Bozkaya, B., Salman, F. S. and Telciler, K. (2017) “An adaptive and diversified vehicle routing approach to reducing the security risk of cash‐in‐transit operations”, Networks, Vol. 69, No. 3, pp. 256-269.

- Brans, J.P. L’ingénierie de la decision. (1982) “Elaboration d’instruments d’aide à la décision. La méthode PROMETHEE. In: Nadeau, R., Landry, M. (eds.) L’aide à la décision: Nature, Instruments et Perspectives d’Avenir, pp. 183–213. Presses de l’Université Laval, Québec.

- Caballero, R. González, M. Guerrero, F. Molina, J. and Paralera, C. (2007) “Solving a multi objective location routing problem with a metaheuristic based on tabu search Application to a real case in Andalusia”, .European Journal of Operational Research, Vol. 177, pp.1751-1763.

- Demir, E., Bekta¸ T. and Laporte, G. (2012) “An adaptive large neighborhood search heuristic for the pollution-routing problem”, European Journal of Operational Research, Vol. 223, No. 2, pp. 346-359.

- Demir, E., Bekta¸ T. and Laporte, G. (2014) “The bi-objective pollution-routing problem”, European Journal of Operational Research, Vol. 232, No. 3, pp. 464-478.

- Drexl, M. and Schneider, M. (2015) “A survey of variants and extensions of the location-routing problem”, European Journal of Operational Research, Vol. 241, pp. 283-308.

- Eshtehadi, R., Fathian, M., Demir, E., (2017) “Robust solutions to the pollution-routing problem with demand and travel time uncertainty”, Transportation Research Part D: Transport and Environment, Vol. 51, pp. 351-363.

- Govindan, K., Jafarian, A., Khodaverdi, R. and Devika, K. (2014) “Two-echelon multiplevehicle location-routing problem with time windows for optimization of sustainable supply chain network of perishable food”, International Journal of Production Economics, Vol. 152, pp. 9-28.

- Hassan-Pour, H., Mosadegh-Khah, M. and Tavakkoli-Moghaddam, R. (2009) “Solving a multi-objective multi-depot stochastic location-routing problem by a hybrid simulated annealing algorithm”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, Vol. 223, pp. 1045-1054.

- Koc, C. (2016) “A unified-adaptive large neighborhood search metaheuristic for periodic location-routing problems”, Transportation Research Part C: Emerging Technologies, Vol. 68, pp. 265-284.

- Koc, C. and Karaoglanb, I. (2016) “The green vehicle routing problem: A heuristic based exact solution approach”, Applied Soft Computing, Vol. 39, pp. 154-164.

- Koc, C., Bektas, T., Jabali, O. and Laporte, G. (2015) “The feet size and mix location-routing problem with time windows: Formulations and a heuristic algorithm”, European Journal of Operational Research, vol. 248, No. 1, pp. 33-51.

- Martínez-Salazar, I.A., Molina, J., Ángel-Bello, F., Gómez, T. and Caballero, R. (2014) “Solving a bi-objective transportation location routing problem by metaheuristic algorithms”, European Journal of Operational Research, Vol. 234, pp. 25-36.

- Mazinani, M., Ghazi, S.E., Ghazi, N.E. and Ghaseminejad, A. (2011) “Proposing new models for finding the most efficient DMUs in DEA”, International Journal of Management Science and Engineering Management, Vol. 6, No. 6, pp. 403-407.

- McKinnon, A. (2007) “CO2 Emissions from Freight Transport in the UK., Report prepared for the Climate Change Working Group of the Commission for Integrated Transport”, London.

- Mirmohammadi, S.H., Babaee Tirkolaee, E., Goli, A. and Dehnavi-Arani, S. (2017) “The periodic green vehicle routing problem with considering of time-dependent urban traffic and time windows”, International Journal of Optimization in Civil Engineering, Vol. 7, No. 1, pp. 143-156.

- Prodhon, C. and Prins, C. (2014) “A survey of recent research on location-routing problems”, European Journal of Operational Research, Vol. 238, pp. 1-17.

- Radojiˇci´c, N. Djeni´c, A. Mari´c, M. (2018). “Fuzzy GRASP with Path Relinking for the risk-constrained cash-in-transit vehicle routing problem”. Applied Soft Computing, Vol. 72, pp.486-497.

- Salhi, S. and Rand, G. (1989) “The effect of ignoring routes when locating depots”, European Journal of Operational Research, Vol. 39, pp. 150-156.

- Suthikarnnarunai, N., Boonsam, P., Wattanalertrak, W., Engchuan, K. and Taprab, C. (2013) “Cash distribution using skip concept for heuristics vehicle routing methodology”, Proceedings of the World Congress on Engineering and Computer Science, Vol. 2, pp. 23-25.

- Talarico, L., Sörensen, K., and Springael, J. (2013). “The risk-constrained cash-in-transit vehicle routing problem with time window constraints”, In 14th Workshop of the EURO Working Group “EU/ME: the Metaheuristics Community,” Hamburg, Germany, pp.104-109.

- Talarico, L., Sörensen, K. and Springael, J. (2015 a). “Metaheuristics for the risk-constrained cash-in-transit vehicle routing problem”, European Journal of Operational Research, Vol. 244, pp. 457-470.

- Talarico, L., Sörensen, K. and Springael, J. (2015 b). “A biobjective decision model to increase security and reduce travel costs in the cash‐in‐transit sector”, International Transactions in Operational Research, Vol. 24, No. 1-2, pp. 59- 76.

- Talarico, L., Springael, J., Sörensen K. and Talarico, F. (2017) “A large neighbourhood metaheuristic for the risk-constrained cash-in-transit vehicle routing problem”, Computers and Operation Research, Vol. 78, pp. 547-556.

- Tavakkoli-Moghaddam, R., Makui, A. and Mazloomi, Z. (2010) “A new integrated mathematical model for a bi-objective multi-depot location-routing problem solved by a multi-objective scatter search algorithm”, Journal of Manufacturing Systems, Vol. 29, pp. 111-119.

- Tavakkoli-Moghaddam, R., Gazanfari, M., Alinaghian, M., Salamatbakhsh, A. and Norouzi, N. (2011) “A new mathematical model for a competitive vehicle routing problem with time windows solved by simulated annealing”, Journal of Manufacturing Systems, Vol. 30, No. 2, pp. 83-92.

- Topaloglu, E., Dasci, A. and Eken, M.H. (2015) “A hierarchical model for cash transfer system design problem”, Computer Science, Vol. 9335, pp. 31-45.

- Webb, M. (1968) “Cost functions in the location of depots for multi-delivery journeys” Operational Research Quarterly, Vol. 19, No. 3, pp. 311-320.

- Yan, Sh., Wang, S.S., Wu, M.W., (2012) “A model with a solution algorithm for the cash transportation vehicle routing and scheduling problem”, Computers & Industrial Engineering, Vol 63, pp. 464-473.