İki aşamalı yer seçimi ve eş-zamanlı topla dağıt araç rotalama problemleri ve çözüm yaklaşımları
Two echelon location routing problem with simultaneous pickup and delivery and solution approaches
Yazar: ECE ARZU YILDIZ
Danışman: PROF. DR. FULYA ALTIPARMAK ; DOÇ. DR. İSMAİL KARAOĞLAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering

Özet:
Son yıllarda şehir lojistiği kavramının önem kazanmasıyla lojistik ağlar çok aşamalı olarak tasarlanmaya başlamıştır. Çevresel sorunlar konusunda farkındalığın artmasıyla da ileri ve geri yöndeki lojistik faaliyetleri birleştirme eğilimi oluşmuştur. Ayrıca, maliyet etkin lojistik ağların tasarlanması için tesis yerleşim yerleri ve dağıtım rotaları kararlarının birlikte ele alınması gerekliliği ortaya çıkmıştır. Bu tezde iki aşamalı, ileri ve geri yönde lojistik faaliyetlerin eş-zamanlı olarak gerçekleştirildiği lojistik ağ tasarımı problemi ele alınmıştır. Literatürde ilk kez bu tezde ele alınan bu problem, İki Aşamalı Yer Seçimi ve Eş-Zamanlı Topla Dağıt Araç Rotalama Problemi (2A/YS-ETDARP) olarak adlandırılmıştır. 2A/YS-ETDARP, ana ve ara depoların yerlerinin ve her iki aşamada topla-dağıt faaliyetlerini eşzamanlı gerçekleştirecek araç rotalarının toplam maliyeti enazlayacak şekilde belirlenmesi olarak tanımlanır. Günlük hayatta bu problem ile depozitolu içecek firmalarının ve market zincirlerinin dağıtım sistemlerinde karşılaşılmaktadır. Bu tezde, 2A/YS-ETDARP'ın çözümü için düğüm tabanlı bir matematiksel model geliştirilmiş ve geçerli eşitsizlikler kullanılarak güçlendirilmiştir. Ayrıca, problemin farklı durumları için matematiksel modelin uyarlamaları yapılmıştır. 2A/YS-ETDARP, NP-zor problemdir. Bu nedenle, küçük ve orta boyutlu problemleri çözmek için Dal-Kesme algoritmasına (DK) dayalı bir kesin çözüm algoritması geliştirilmiştir. Büyük boyutlu problemlere kısa sürelerde iyi kalitede çözüm üretebilmek için de Değişken Komşu Arama ve İteratif Yerel Arama algoritmalarına dayalı karma bir sezgisel algoritma (İYA_DKA) önerilmiştir. Bu sezgisel algoritma, DK'da üst sınırları iyileştirmek amacıyla da kullanılmıştır. Literatürden uyarlanan veri setleri üzerinde yapılan sayısal analizler ile İYA_DKA ve DK algoritması ile makul süreler içerisinde iyi kalitede çözümlere ulaşılabildiği görülmüştür.

Abstract:
In recent years, the concept of city logistics has gained importance and logistics networks have been designed in multiple echelons. With the increase in environmental awareness, a tendency has emerged to combine forward and backward logistics activities. Additionally, a necessity of combining facility location and routing decisions has occurred to design cost-effective logistics networks. In this thesis, a two-echelon logistics network design in which forward and reverse logistic activities are performed simultaneously is considered. This problem, studied firstly in this thesis, is called Two Echelon Location Routing and Simultaneous Pickup and Delivery Problem (2E-LRPSPD). The 2E-LRPSPD can be defined as determining the location of main and intermediate depots and designing vehicle routes to be used for simultaneous pickup and delivery activities at both echelons to minimize total cost. A node-based mathematical model is developed to solve the problem and it is strengthened by using valid inequalities. In addition, mathematical model is adapted for three different versions of the 2E-LRPSPD. The 2E-LRPSPD is an NP-Hard problem. Thus, an exact solution algorithm based on branch & cut (BC) is proposed to solve small- and medium-size problems. A heuristic algorithm based on Iterated Local Search (ILS) and Variable Neighborhood Search (VNS) algorithms, ILS_VNS, is also developed to solve large-size problems in a short computation time. Meanwhile, the ILS_VNS is implemented to tighten upper bounds for the BC algorithm. The performances of the BC and ILS_VNS are investigated on test instances derived from literature. Numerical analyses show that good quality solutions are obtained in reasonable times by ILS_VNS and BC algorithms.