Üç boyutlu konteyner yükleme karışık dağıtım toplamalı araç rotalama problemi için matematiksel model önerisi ve sezgisel tabanlı bir çözüm yaklaşımı
Mathematical model proposal and heuristic solution approach for a three-dimensional container loading and vehicle routing problem with mixed deliveries and pickups
Yazar: OZAN PEMBE
Danışman: PROF. DR. CEVRİYE GENCER
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering ; Ulaşım = Transportation

Özet:
Literatürde, dağıtım toplamalı araç rotalama problemleri için geliştirilen matematiksel modeller, müşterilerdeki yüklerin araçlara kapasite haricinde hacimsel olarak da yüklenip
yüklenemeyeceğine cevap vermemektedir. Dolayısıyla, yük hacimleri düşünülmeden geliştirilen
araç rotalama çözümleri gerçek hayatta kullanılamamaktadır. Bu çalışmada araç rotalama
probleminin yeni bir çeşidi olan "Üç Boyutlu Karışık Dağıtım Toplamalı Araç Rotalama ve
Konteyner Yükleme (KDTARP-3KY) Problemi" tanımlanmış ve probleme yönelik karışık tam
sayılı doğrusal bir model ve sezgisel tabanlı bir çözüm yaklaşımı önerilmiştir. Problemin amacı,bütün müşterilerin üç boyutlu yük taleplerinin heterojen tipteki araç filosu ile karşılanırken toplam dolaşım mesafesini en küçüklemektir. KDTARP-3KY problemi, müşteri taleplerinin karşılanması için olurlu bir yükleme ve rotalamanın optimizasyonunu gerektirmektedir. KDTARP-3KY problemine ilişkin literatürde herhangi bir test verisi mevcut değildir. Bundan dolayı modelin performansını değerlendirmek üzere test problemleri üretilmiştir. Test problemlerine yönelik ulaşılan sonuçlarda optimal çözüm, optimal olmayan geçerli çözüm ve çözümsüzlük durumlarıyla karşılaşılmıştır. KDTARP-3KY probleminin çözümünde müşteri sayısı arttıkça optimal çözümünün bulunması uzun zaman almakta ya da bulunamamaktadır. Bu nedenle kısa sürede çözüm veren "Tabu Arama" algoritmasının kullanıldığı sezgisel bir çözüm yaklaşımı önerilmiştir. Tabu arama sezgiselinde en iyi sonuç veren parametre setinin belirlenmesi için deneysel çalışma yapılmıştır. Sezgisel sonuçlar ve model sonuçları amaç fonksiyon değeri ve çözüm süresi kriterleri yönünden mukayese edilmiştir.

Abstract:
In literature, the mathematical models developed for vehicle routing problems with deliveries and pickups (VRPDP) do not consider the three-dimensional loading of goods to the loading area. Therefore, the solutions developed for VRPDPs do not fit to the real world problems. In this study, a new variant of VRP, "Three-dimensional Container Loading Vehicle Routing Problem with Mixed Deliveries and Pickups (VRPMDP-3L)" is presented. A mixed integer linear model and a heuristic solution approach is proposed. The aim of the problem is to minimize total travel distance while serving all customers by using a fleet of heterogeneous vehicles. The problem calls for an optimization of feasible loading and routing to satisfy customer demands. The model is tested with a scenario and the findings are discussed. To our knowledge, there is no test data in literature for this proposed problem. Thus, we generate test instances to evaluate the performance of the model. The results on the test instances indicate that optimal and non-optimal solutions are obtained. As the number of customers in VRPMDP-3L problem increases, it becomes difficult to reach an
optimal or a feasible solution. For this reason, a tabu search algorithm is proposed in his study in order to find solution in short times. An experimental study is done to find a parameter set which gives the best solutions. This study compares the results of heuristic and model's objective function values and CPU times.