بخشی از مقاله
چکیده
مسئله مسیریابی بهعنوان یکی از مراحل بنیادین توسعه سامانههاي مدیریت ترافیک حملونقل شهري مورد توجه پژوهشگران میباشد . در این پژوهش، مسئله مسیریابی - موجودي چند دوره اي با ارائه یک روش فرا ابتکاري جدید بر مبناي جغرافیاي زیستی بررسی و تحلیل میگردد . در این مسئله، برنامهریزي تولید در کنار مدیریت موجودي و برنامهریزي توزیع لحاظ گردیده و هدف کمینهسازي مجموع هزینههاي راهاندازي سامانه، توزیع و نگهداري موجودي میباشد.
به منظور جلوگیري از همگرایی به بهینه محلی و ارتقاء کارکرد الگوریتم بهینهسازي مبتنی بر جغرافیاي زیستی در مسائل مقید و با ابعاد بزرگ، در این پژوهش یک الگوریتم جدید با عملگر دینامیک مهاجرت پیشنهاد میگردد. با در نظر گرفتن مسائل نمونه مسیریابی-موجودي، عملکرد الگوریتم پیشنهادي نسبت به دیگر الگوریتمها از دیدگاه زمان اجرا و میانگین نتایج مقایسه شده است. ارزیابی آماري نتایج مبین کسب نتایج برتر با بهکارگیري الگوریتم پیشنهادي در حل مسائل مقید میباشد.
-1 مقدمه
امروزه با رشد سریع شهرنشینی و افزایش حجم تردد وسایط نقلیه و خودروها در کلانشهرهایی همانند شهر تهران، مسائل مربوط به مدیریت، راهوري و سامان دهی حمل ونقل شهري به یکی از مسائل چالشبرانگیز در مبحث لجستیک و زنجیره تأمین تبدیل شده است .[1] با نگاهی به پیامدها و هزینه هاي بیرونی برآمده از نا به سامانی اوضاع ترافیک درکلان شهر تهران - آلودگی هوا، افزایش مصرف سوخت،آس یبها ي زیست محیطی - و با توجه به شرایط حساس اقتصادي ایران با توجه به انقباض بودجه دولت در سال 94 - با توجه به ادامه افت ارزش پول ملی، ادامه رژیم تحریمها و افت قیمت نفت ایران - اهتمام بیشتر به مبحثبه سازي سامانه هاي حمل ونقل شهري بیش ازپیش موردنیاز است.
در بسیاري از تحلیل هاي مکانی، جهت کنترل و سامان دهی تردد خودروها در کلان شهرهایی نظیر تهران - با مشکلات عدیده در زمینه ترافیک و آلودگی هوا - و یا به منظور افزایش کارایی و بهره وري سامانه هاي حمل ونقل هوشمند - ITS - 1 با چالش تعیین مسیر بهینه یک ناوگان حملونقل در مسئله مسیریابی وسایل ﻧﻘﻠﯿﻪ - VRP2 - مواجه میشویم .[1] مسئله مسیریابی-موجودي یک تعمیم کاربردي از مسئله معروف مسیریابی وس یله نقلی ه می باشد که تصمیمات مربوط به کنترل موجودي و مسیریابی را جهت ارسال خدمات در هم ادغام نموده است .[2] در این مسئله هر فروشنده کنترل اندازه تحویل محصول به خرده فروشان و زمان بندي را در دست دارد، اما به آنها ضمانت میدهد که مشتریان با کمبود در رساندن محصول مواجه نخواهند شد .
در صورت مسئله سنتی تر زمان بندي که مشتریان درخواست خرید محصولات را به فروشندهم یدهند، کارایی به دلیلزمان بند ي کاهشیافته و به هزینه هاي متناظر با موجودي و توزی ع به شدت افزایش م یشود . ازاین رو، کاهش دادن هزینه هاي به کارگیري سامانه هاي خدمت رسانی شهري در مسائل کاربردي نه تنها ساده نیست، بلکه با افزایش خریداران این مسئله دشوارتر نیز میشود. با این توصیف، با به کارگیري مسئله مسیریابی-موجودي تحقق یا ن هدف امکان پذیر خواهد شد. این خواسته با برنامه ریزيبهینه توزیعی که وظیفه کمینهسازي مجموع هزینههاي مسیریابی-موجودي را بر عهده دارد، تأمین میگردد .[2]
جهت حل مسئله مسیریابی-موجودي تحقیقات بسیاري به انجام رسیده است. پژوهش هاي گوناگونی با تمرکز بر راهبرد ارسال مستقیم کالا از یک فروشنده به تنها یک گیرنده صورت گرفته که از این دسته میتوان به تحقیقات زیر اشاره نمود: لی و همکاران [3] افزون بر بررسی دقیق استراتژي ارسال مستق یم، کارایی آن را در شرایط مختلفی آزمایش کرده اند. کمبل و هاردین [4] از یک الگوریتم حریصانه براي تعیین کمینه تعداد وسایل نقلیه موردنیاز با استراتژي ارسال مستقیم استفاده کردند.
کلیوگت و همکاران [5] ب ا در نظر گرفتن استراتژي مستقیم، مسئله را در چارچوب یک فرآیند تصمیمگیري مارکوفی با گام زمانی گسستهمدل سازي نموده و با ارائه یک روش تقریبی بر مبناي برنامه ریزي پویا، این مسئله را پاسخ دادند. بارنز شوستر و بسک [6] نیز به بررسی روش ارسال مستقیم با در نظر گرفتن یک افق زمانی نامحدود می پردازند که در آن مدل خرید خردهفروشان یک تابع احتمال با توزیع مشخص و مقادیر کمبود مجاز میباشد.
ازآنجاکه این مسئله تعمیمی از مسئله مسیریابی وسایل نقلیه است، در رده مسائل ان پی سخت قرار میگیرد [6] و ازاین رو، الگوریتم هاي فرا ابتکاري با روش هاي جستجوي عمومی و محلی سراسري در تحقیقات گوناگونی جهت مواجه با این مسئله بکار گرفته و بررسی و مقایسه گردیده اند. بدین هدف، عزی ز و معین [7] این مسئله را با کمک یک الگوریتم ژنتیک ترکیبی و با در نظر گرفتن حالت چند محصولی و چند دوره اي و با چند تأمین کننده و تنها یک کارخانه مونتاژ و در جهت کمینه سازي مجموع همه هزنهی ها ي انتقال و انبار کردن موجودي بررسی نموده اند.
معین و همکاران [8] نیز در روش مشابه اي، یکالگور یتم ژنتیک را بهبود داده و نتایج آن را بهصورت دقیقی گزارش دادهاند. ژائو و همکاران [9] مسئله مسیریابی-موجودي را با یک زنجیره تأمین دو رده اي بر مبناي اساس الگوریتم جستجوي ممنوعه حل کردند. اسپارچی-الکازار و همکاران [10] تأثیر تغییر پارامترهاي مختلف الگوریتم ژنتیک جهت حل مسئله مسیریابی-موجودي با چند محصول را بررسی کردهاند.
در پژوهش حاضر مسئله مسیریابی-موجودي با وضعیت چند دوره اي و چند محصولی جهت کمینهساز ي مجموع هزینه هاي سامانه شامل هزینه هاي راه اندازي سیستم، توزیع و حفظ موجودي، از طریقبه کارگ یري یک روش جدید فرا ابتکاري حل می شود . کلیه محصولات از طریق یک ناوگان همسان از یک تولیدکنندهبه تیمی از خرده فروشان منتقل می شود. ظرفیت هر وسیله نقلیه محدود بوده و از استراتژي ارسال مستقیم استفاده شده است. زنجیره تبادلات میان دو بخش تولیدکننده و مشتریان توسط وسایل نقلیه و در یک دوره زمانی معین صورت می گیرد که این بدین معناست که هر وسیله تنها میتواندبا ی ک خریدار یا مشتري یا خرده فروش در تبادل کالا نماید.
همچنین هر خدمت یا محصول باید در طی یک عملیات ارسال به مشتري برسد. این در حالی است که ظرفیت ذخیره کالاها همچون ظرفیت تولید هر کالا محدود بوده و کمبود کالاها یا خدمات یک عمل غیر مجاز تلقی میگردد. مسئله توصیفشده یک حالت توسعهیافته از مسئله تعیین اندازه انباشت کالا با ظرفیت محدود و حالت چند محصولی، با ظرفیت تولید و هزینههاي ذخیره ثابت است. بیترن و یاناس نشان دادند که این مسئله یک مسئله از رده مسائل ان پی سخت بوده وازاین رو یافتن پاسخ آن با به کارگیري روشهاي دقیق و در زمان مناسب و معین و معقول امکان پذیر مین باشد ؛ بنابراین باید از روش هاي تکاملی و فرا ابتکاري جهت حل مسئله استفاده نمود.
در این مقاله، روش جدید الگوریتم رقابت تیم هاي ورزشی بهبود داده شده و جهت حل مسئله بکار گرفته شده و کارایی آن با دیگر مطالعات و الگوریتمهاي پیشین مقایسه شده است. ساختار این پژوهش بدین شرح است: پس از توضیحات ارائهشده و بررسی پیشینه پژوهش در این بخش، در بخش بعد، مدل ریاضی مسئله مطرح گردیده و در بخش سوم جزئیات پیاده سازي الگور یتم پیشنهاد ي در این مقاله بیان شده است، سپس در بخش دیگري، نتایج پیادهسازي هاي صورت گرفتهبه صورت مشروح گزارش شده است و سرانجام در بخش واپسین نتایج و دستاوردهاي پژوهش بیان میشود.
