18244

2022 دكتري

دكتري

صنايع

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1401

[هشت]، 154ص. : مصور، جدول، نمودار

1401/12/01

كتابنامه

مهندسي صنايع

مهندسي صنايع و سيستم ها

1401/12/03

2904861

يكي از چالش‌هاي مهم توزيع‌كنندگان، تحويل كالا به مشتريان با كمترين هزينه و با كيفيت مطلوب مي‌باشد. بدين منظور لازم است در مورد تخصيص كالاها به وسايل نقليه و همچنين نحوه چيدن آنها درون وسايل تصميم‌گيري شود. مسأله مسيريابي وسيله نقليه، مسيرهاي بهينه را با توجه به تابع هدف كه معمولاً كمينه‌كردن هزينه يا مسافت سفرها مي‌باشد، تعيين مي‌كند. اما ممكن است در عمل چيدن كالاهاي اختصاص يافته به مسيرها، امكان‌پذير نباشد. يكپارچه‌سازي مسأله مسيريابي وسيله نقليه و مسأله بارگذاري، باعث مي‌گردد مسيرهاي حاصل، در واقعيت قابل اجرا باشند. در اين رساله ادبيات موضوع مسائل بارگذاري كانتينر و همچنين مسائل يكپارچه مسيريابي وسايل نقليه و بارگذاري ارائه مي‌شود. سپس سه مسأله پيچيده و بزرگ با توجه به شرايط يك مورد مطالعاتي دنياي واقعي معرفي مي‌شود. ابتدا مسأله مسيريابي وسيله نقليه ناهمگون با تحويل تقسيم‌شده اجباري و محدوديت‌هاي بارگذاري سه‌بعدي بررسي مي‌شود. دراينجا يك الگوريتم ابتكاري مبتني بر توليد ستون پيشنهاد مي‌شود كه در آن از سه الگوريتم ابتكاري براي حل زيرمسأله و يك الگوريتم ابتكاري تركيبي براي بارگذاري استفاده مي‌شود. نتايج اجرا بر روي نمونه‌هاي ادبيات موضوع نشان مي‌دهد كه الگوريتم مي‌تواند جواب‌هايي بسيار نزديك به جواب‌هاي الگوريتم ادبيات موضوع در مدت زماني كوتاه توليد كند. در اين رساله نمونه‌هاي دنياي واقعي معرفي مي‌شود كه اندازه آنها چندين برابر نمونه‌هاي ادبيات موضوع مي‌باشد. نتايج اجراي الگوريتم پيشنهادي بر روي نمونه‌هاي دنياي واقعي در مقايسه با وضعيت فعلي مورد مطالعاتي، ميانگين هزينه كل حمل‌ونقل را 20 درصد و ميانگين تعداد وسايل نقليه را 36 درصد كاهش مي‌دهد. سپس شرايط بارگذاري در چندين سكو مطرح مي‌شود. ابتدا يك مسأله بارگذاري چندكانتينر با محدوديت‌هاي كاربردي و شرايط وجود چندين سكوي بارگيري معرفي مي‌شود. يك تعريف واقعي از شرايط بارگذاري مجدد ارائه و الگوهاي بارگذاري موقت براي كاهش هزينه بارگذاري مجدد طراحي مي‌شوند. براي حل مسأله يك الگوريتم ابتكاري مبتني بر توليد ستون پيشنهاد مي‌شود كه از جستجوي درختي براي حل زيرمسأله استفاده مي‌كند. الگوريتم پيشنهادي مي‌تواند نمونه‌هاي معيار با يك سكوي بارگيري را با اختلاف تنها 1.3% از بهترين نتايج ادبيات موضوع در مدت زمان كوتاه حل كند و نمونه‌هاي واقعي با چندسكوي بارگيري را در مدت زمان معقول حل كرده و هزينه كل را 21.6% نسبت به حالتي كه تنها يك سكوي بارگيري درنظر گرفته مي‌شود كاهش دهد. سپس يك مسأله مسيريابي وسيله نقليه ناهمگون تقسيم‌شده اجباري با محدوديت‌هاي بارگذاري سه‌بعدي و سكوهاي بارگيري بررسي مي‌شود و براي حل آن يك الگوريتم ابتكاري مبتني بر توليد ستون پيشنهاد مي‌شود كه از جستجوي درختي براي حل زيرمسأله استفاده مي‌كند. كارايي الگوريتم در حل نمونه‌هاي ادبيات موضوع با يك سكوي بارگيري و همچنين نمونه‌هاي واقعي با چند سكوي بارگيري نشان داده‌ مي‌شود. همچنين الگوريتم طراحي‌شده، نمونه‌هاي واقعي را با درنظر گرفتن يك سكوي بارگيري حل كرده، هزينه حمل‌ونقل را 23.8 درصد نسبت به روش حل ارائه‌شده براي مسأله اول كاهش مي‌دهد.

A major challenge for distributor companies is to deliver shipments efficiently to customers. Therefore, it is necessary to decide on the allocation of boxes to vehicles and also packing them inside the vehicles. The vehicle routing problem determines the optimal routes according to the objective function, which is usually minimizing the cost or distance of trips. But in reality, it may not be possible to pack the boxes assigned to the routes. Integrating the vehicle routing problem and the loading problem makes the obtained routes possible. This thesis presents the literature of the container loading problem as well as integrated vehicle routing and loading problem. Then three complex large problems are introduced according to the conditions of a real-world case study. First, the heterogeneous vehicle routing problem with forced split delivery and three-dimensional loading constraints is investigated. Here, a column generation-based heuristic algorithm is proposed, in which three heuristic algorithms are used to solve the subproblem and a hybrid algorithm is used for loading. Computational experiments on the literature instances indicate that the proposed algorithm can produce very near solutions to the literature algorithm’s solutions in significantly shorter running times. Thid thesis introduces real-world instances, several times larger than the existing benchmarks. The results of the proposed algorithm for real-world instances are effective, and compared to the current situation, it leads to a reduction of 20% in the average total cost of transportation. Also, the average number of vehicles is reduced by 36%. Then the loading situation at several docks is discussed. First, a multiple container loading problem with practical constraints and loading docks is introduced. A realistic definition of reloading conditions is presented, and temporary loading patterns are designed to reduce the reloading cost. A column generation-based heuristic algorithm is proposed that uses a tree search to solve the subproblem. The proposed algorithm can solve benchmark instances with one loading dock with only a 1.3% deviation from the literature's best results. It can also solve real-world instances with several loading docks in reasonable running times and reduce the total cost by 21.6% compared to the case where only one loading dock is considered. Then, introduces a forced split heterogeneous vehicle routing problem with three-dimensional loading constraints and loading docks is investigated, and a column generation-based heuristic algorithm is proposed that uses iterative tree search to solve the subproblem. The efficiency of the algorithm is shown in solving literature instances with one loading dock, as well as real-world instances with multiple loading docks. The designed algorithm reduces the average transportation cost of large real-world instances with one loading dock by 23.8% compared to the results of the literature algorithm.

حميد ميرمحمدي

حميد ميرمحمدي

حميد ميرمحمدي , كوروش عشقي , مصطفي زنديه