ارائه یک مدل یکپارچه و روش حل برای زمان‌بندی تولید و مسیریابی وسائل نقلیه در یک زنجیره‌تأمین دوسطحی با هدف کاهش مصرف سوخت

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی صنایع، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی صنایع، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

با توجه به افزایش روزافزون جمعیت و به دنبال آن افزایش مصرف سوخت در صنایع تولیدی و سیستم‌های حمل‌ونقل، جهان امروز با دو چالش کمبود سوخت و انتشار آلاینده‌های زیست محیطی ناشی از مصرف سوخت مواجه است. از این‌رو اتخاذ راهکارهایی که می‌تواند مصرف سوخت را در این سازمان‌ها کاهش ‌دهد؛ غیر قابل اجتناب است در این مقاله یک مدل ریاضی جدید برای ترکیب دو مسئله زمان‌بندی و مسیریابی در یک زنجیره تأمین دو سطحی ارائه شده است. وسائل نقلیه در سیستم توزیع این زنجیره تأمین به صورت چند سفری مد‌‌ل‌سازی شده‌اند؛ به عبارتی دیگر هر وسیله نقلیه در یک دوره برنامه‌ریزی می‌تواند چندین بار مورد استفاده قرار بگیرد، مدل ارائه شده اثر سرعت و بار و مشخصات فنی وسیله نقلیه بر میزان مصرف سوخت را نیز در نظر می‌گیرد. هدف مسئله، تعیین توالی بهینه تولید، مسیریابی و تعیین سرعت انتقال در هر مسیر توزیع توسط وسائل نقلیه به منظور کمینه کردن هزینه‌های مصرف سوخت و هزینه‌های دیرکرد و زودکرد می‌باشد. در پایان با توجه به نمونه مسائل طراحی شده برای این مدل، با مقایسه‌ی نتایج حاصل از حل دقیق و ابتکاری مدل به ارزیابی کارایی این الگوریتم ابتکاری پرداخته شده است. نتایج حاصل نشان می‌دهد توالی تولید، نحوه توزیع سفارش مشتریان و سرعت وسیله نقلیه می‌تواند تاثیر زیادی در میزان مصرف سوخت داشته باشد. در انتها نتایج حاصل از تحلیل مثالهای عددی و بینش‌های مدیریتی آمده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


-بهشتی نیا، م.، فیض، د. و سدادی، ف. (1397) "یکپارچگی مسئله مسیریابی وسایل نقلیه با زمان‌بندی حمل و نقل و تولید در زنجیره تأمین". فصلنامه علمی- پژوهشی مهندسی حمل و نقل، سال نهم، شماره چهارم،549-570

-علینقیان، م. و  نادری پور، م. (1396) "کاهش مصرف سوخت در مسیریابی وسائط نقلیه با در نظر گرفتن ترافیک شهری، مطالعه موردی: یک شرکت توزیع در اصفهان"، فصلنامه مهندسی حمل و نقل، سال هفتم، شماره سوم،ص. 499-522

-ذگردی، ح. و بهشتی نیا، م. (1388) "یکپارچگی زمانبندی حمل و نقل در زنجیره تأمین با وسائط نقلیه دارای ظرفیت‌های متفاوت"، پژوهشنامه حمل و نقل، شماره سوم، ص.233-244.

-توکلی مقدم،  ر.،  یزدانی، م. و ملاعلیزاده زواردهی، ص. (1391) "زمان‌بندی یکپارچه تولید و حمل هوایی در زنجیره تأمین با در  نظر گرفتن زمان های آماده‌سازی وابسته به توالی"،  نشریه بین المللی مهندسی صنایع  و مدیریت تولید، شماره سوم،  ص.  352-362.

-جمیلی، ن و رنجبر، م. (1395) "زمانبندی یکپارچه تأمین، تولید و توزیع در یک زنجیره تأمین"، نشریه بین المللی مهندسی صنایع  و مدیریت تولید، دوره بیست و هفتم، شماره چهارم،   ص. 529-546.

-نوروزی، ن، رزمی، ج. و عمل نیک، م. (1391) "مسئله مسیریابی وسائط نقلیه با هدف کاهش سوخت مصرفی و تعداد وسائط نقلیه توسط الگوریتم بهبود یافته بهینه سازی انبوه ذرات"،  نشریه تخصصی مهندسی صنایع، شماره یک،  ص. 105-112.

 

  -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).

-Cakici, E, Mason S.J.  and Kurz,  M. E. (2012) “Multi-objective analysis of an integrated supply chain scheduling problem”, International Journal of Production Research, Vol.50, No.2, pp. 2624–2638.

-Chang C.-T. and Chang C.-C. (2000) “A linearization method for mixed 0–1 polynomial programs”, Computers and Operations Research, Vol. .27, pp.1005-1016.

-Cheikh,  M., Ratli M., Mkaouar O. and Jarboui B. (2015) “A variable neighborhood search algorithm for the vehicle routing problem with multiple trips”, Electronic Notes in Discrete Mathematics, Vol. 47, pp. 277–284.

-Cheng, T. C. E.  and Kahlbacher, H. G. (1993) “Scheduling with delivery and earliness penalties”, Asia-Pacific Journal of Operational Research, Vol. 10, No, 2, pp 145–152.

-Chen, Z. and Vairaktarakis, G. (2014) “Integrated scheduling of production and distribution operations”, Management Science, Vol. 51, No. 4, pp. 12-22.

-Demir, E., Bektas, T. and Laporte, G. (2012) “An adaptive large neighborhood search heuristic for the Pollution-Routing Problem”, European Journal of Operational Research, Vol. 223, pp. 346–359.

-Demir, E., Bektas, T. and Laporte, G. (2011) “A comparative analysis of several vehicle emission models for road freight transportation”, Transportation Research Part D, Vol.16, pp. 347–357.

-Fleischmann, B. (1990) “The vehicle routing problem with multiple use of vehicles”, Working Paper, University Hamburg Germany.

-Francois .V, Arda .Y, Crama .Y. and Laporte .G. (2016) “large neighborhood search for multi-trip vehicle routing” European Journal of Operational Research (in press)

-Kara,  I.,  Laporte,  G. and Bektas,  T. (2004) “A note on the lifted Miller-Tucker-Zemlin sub tour elimination constraints for capacitated vehicle routing problem”, European Journal of Operation Research, Vol.158, pp.793-795.

-Labatt, S. and White, R. R. (2011) “Carbon finance: the financial implications of climate change”, London: John Wiley & Sons.

-Marufuzzaman M. and Ekşioğlu, Hernandez R. (2014) “Environmentally friendly supply chain planning and design for biodiesel production via wastewater sludge”, Transportation Science, Vol. 48, pp. 555-574.

-Miller,  C. E., Tucker, A. W. and Zemlin, R. A. (1960) “Integer programming formulations and traveling salesman problems”, Journal of the Association for Computing Machinery Vol.7, pp.326–329

-Palmer, A. (2007) “The development of an integrated routing and carbon dioxide emissions model for goods vehicles”, PhD Thesis, supervisor: Dr John Towriss, School of Management, Cranfield University

-Turkensteen, M. (2017) “The accuracy of carbon emission and fuel consumption computations in green vehicle routing”, European Journal of Operational Research, pp1-35.

-Ullrich, Ch. A. (2013) “Integrated machine scheduling and vehicle routing with time windows”, European Journal of Operational Research, Vol. 227, pp.152–165.

-Wang, Z., Liang, W. and Hu X. (2014) “A metaheuristic based on a pool of routes for the vehicle routing problem with multiple trips and time windows”, Journal of the Operational Research Society, Vol. 65, pp.37–48

-Wassn, N., Wassan, N., Nagi,  C. and Salhi, S. (2016) “The multiple trip vehicle routing problem with backhauls: formulation and a two-level variable neighborhood search” , Computers & Operations Research, Vol. 78, pp.454-467