Zaman bağımlı araç rotalama problemi
The time dependent vehicle routing problem
Yazar: ÇAĞRI KOÇ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. İSMAİL KARAOĞLAN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering

Özet:
Günümüz rekabet ortamında işletmelerin, dağıtım süreçlerini eniyilemek ve etkin bir şekilde yönetmek amacıyla çeşitli kararlar alması gerekmektedir. Bu kararlardan en önemlilerinden birisi de tesislerden müşterilere gerçekleştirilecek olan rotalama kararlarıdır. Araç Rotalama Problemi (ARP), müşteri ihtiyaçlarını karşılamak için bir araç filosu ile en küçük maliyetli rotaların belirlenmesi problemidir.ARP için yapılmış çalışmaların çok büyük bir kısmında düğümler arası ulaşım süresinin sabit alındığı görülmektedir. Ancak, taşımacılıkta gün içerisinde taşımacılık yapan araçların hızı ve buna bağlı olarak da ulaşım süreleri kullanılan yol ve yolun kullanıma başlama zamanına, mevsimsel değişikliklere, hava koşullarına ve diğer etmenlere bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Dolayısıyla, araç rotalarının belirlenirken zamana bağlı hız verilerinin göz ardı edilmesi dağıtım maliyetlerinin artmasına ve müşteri memnuniyetsizliklerine neden olmaktadır. Zaman bağımlı ARP (ZB_ARP) olarak adlandırılan bu problemde ise, planlama periyodu boyunca araç hızları sabit alınmamakta, iki düğüm arasındaki ulaşım süresi aracın yola çıkış hızına bağlı olmakta ve müşteri talepleri tam olarak karşılanmaktadır.Bu tez çalışmasında Araç Rotalama Problemi kavramı ve çeşitleri genel olarak açıklanmış, ZB_ARP ayrıntılı olarak incelenerek tanımlanmış ve literatürde ZB_ARP ve çeşitleri için yapılmış çalışmalar kapsamlı bir şekilde araştırılarak her bir çalışmanın özellikleri detaylı olarak açıklanmıştır. Literatürde ilk olarak zamana bağlı hız fonksiyonu özelliğini ve zaman pencerelerini göz önüne alan, kesin hesaplama gerçekleştiren, doğrusal yapıya sahip yeni bir karma tamsayılı matematiksel model geliştirilmiştir. Literatürdeki test problemleri ve farklı ölçütler göz önüne alınarak üretilen değişik boyutlarda test problemleri üzerinde gerçekleştirilen deneysel çalışmalar sunulmuş ve yorumlanmıştır.Geliştirilen modelin, üretilen test problemleri dışında çeşitli parametrelerin değişmesinin oluşturacağı farklı koşullar altında performans ölçütü olarak nasıl tepki vereceğinin anlaşılması için farklı senaryo analizleri oluşturulmuştur. Oluşturulan 3 farklı senaryo analizinden elde edilen sonuçlar, yönetimsel bakış açısı göz önüne alınarak karar vericiler için yorumlanmıştır.

Abstract:
In today?s competitive environment, companies should make strategic and operational decisions to optimize and manage the processes in their distribution chain more efficiently. One of the most important decisions concerns the distribution of goods from facilities to the customers. The Vehicle Routing Problem (VRP) determines the minimum cost routes to meet customer demands with a vehicle fleet.The large part of the papers in the related literature, it is assumed that travel times are constant between nodes and this assumption is weak approximation of real-world conditions where travel times are variable in different time of day. In an urban environment, travel times between two nodes do not depend solely on the distance: traffic density seriously affect vehicle?s speed, resulting in great variations in travelling times, such as road accidents, weather conditions, rush hours and periodic or seasonal changes. In this problem which is called as the time dependent VRP (TD_VRP), vehicles speeds are not constant throughout the planning horizon, the travel time between two nodes must depend on the time of departure and demands of the customers must be fully met.In this thesis, the VRP concept and types are explained, the TD_VRP are defined and the literature of the TD_VRP has been given in detail. Firstly, a mixed integer linear programming (MILP) formulation for the TD_VRP is developed, based on time dependent travel speeds that satisfy the ?first-in-first-out? (FIFO) property and time windows for the customers. Computational results on a large set of instances, developed from literature while considering different conditions, are presented and interpreted.The performance and applicability of the model is assessed on three scenario analyses. The paper sheds light on the tradeoffs between various parameters such as demand, vehicle type and vehicle speed, and offers meaningful insight on economies of `time dependent? vehicle routing. Obtained results from three scenario analyses, interpreted for decision makers considering managerial insight.