Application of Vehicle Routing Problem with Simultaneous Pickup and Delivery

Year 2020, Volume: 4 Issue: 1, 55 - 73, 13.03.2020

Bahadir Gülsün , Cemal Kazim Gonca

https://doi.org/10.31200/makuubd.633052

Abstract

In
an increasingly global competitive environment, companies use a variety of ways
to manage their supply chain processes in the most efficient and effective
manner. One of the important methods is to design the distribution networks
correctly. Important components in the distribution network design are the
location selection of facilities and routing of vehicles. Where possible, two
decisions in site selection and routing should be considered together to
minimize the cost of distribution. However, in practice, there are many
different and weighty factors that affect the choice of place in many sectors,
but the changing needs over time may lead to changing routing points. In
addition, in the absence of this study at the beginning, since the cost of
displacement will be much higher, only studies can be considered as routing
problem.

Vehicle-routing
problem can be defined as product distribution or collection to specific
customers from one or several points. In these problems, effective use is aimed
by taking into consideration the constraints such as vehicle capacities and
customer service time. Vehicle routing problems are real life problems in many
areas. This situation has been beneficial in carrying out studies on this
subject and presenting algorithms that yield productive results.

To
solve the problem encountered in this study, the model was created as a vehicle
routing problem with simultaneous pickup and delivery. Vehicle routing problem
with simultaneous pickup and delivery; It is a problem that the distribution
and collection demands of the customers are met simultaneously by setting a
specific route for vehicles with the same starting and ending points (firm).
Within the scope of this study, routing problem on creating logistics services
for 20 customers in 8 different cities over the factory was discussed. The
company that is the subject of the problem is provided by the cargo logistics
companies in the present case. In order to reduce costs, efforts were made to
establish the company's own logistics network. The aim of this study is to keep
the total distance traveled to a minimum by using the minimum number of
vehicles, and to minimize the costs. Linear programming was used for problem
solving and the solution was reached via GAMS. 

Keywords

Distribution Networks, Vehicle Routing, Cyclic Vehicle Routing, Vehicle Routing Problem with Simultaneous Pickup and Delivery

Eş Zamanlı Topla-Dağıt Döngüsel Dağıtım Modeli ve Endüstriyel Bıçak Bileme Fabrikası Örnek Uygulaması

Abstract

Giderek
artan küresel rekabet ortamında şirketler, tedarik zinciri süreçlerini en
verimli ve etkin şekilde yönetmek için çeşitli yöntemlere başvurmaktadır. Bu
konuda önemli yöntemlerden biri dağıtım ağlarının doğru tasarlanması
yönündedir. Dağıtım ağı tasarımında önemli bileşenler tesislerin yer seçimi ve
araçların rotalanmasıdır. Mümkünse, dağıtım maliyetini en aza indirmek
amacıyla, yer seçimi ve rotalama problemindeki iki karar beraber dikkate
alınmalıdır. Ancak, pratikte birçok sektörde yer seçimini etkileyen çok daha
farklı ve ağırlığı fazla faktörler bulunabilmekle beraber, zamanla değişen
ihtiyaçlar rotalama noktalarının değişmesine neden olabilmektedir. Ayrıca bu
çalışmanın başlangıçta yapılmadığı durumlarda, yer değiştirme maliyeti çok daha
yüksek olacağı için, çalışmalar sadece rotalama problemi olarak ele
alınabilmektedir.

Araç
rotalama problemi, bir veya birkaç noktadan, belirli müşterilere ürün dağıtımı
veya toplanması olarak tanımlanabilir. Bu problemlerde, araç kapasiteleri ve
müşterilerin servis süresi gibi kısıtlar dikkate alınarak etkin kullanım
hedeflenmektedir. Araç rotalama problemleri, birçok alanda gerçek hayatta
karşılaşılan problemlerdir. Bu durum bu konuda çalışmalar yapılmasını ve
verimli sonuçlar ortaya koyan algoritmalar sunulmasında fayda sağlamıştır.

Bu
çalışmada ise, karşılaşılan problemin çözüme ulaşması adına, model eş zamanlı
topla-dağıt döngüsel araç rotalama problemi olarak kurgulanmıştır. Eş zamanlı
topla-dağıt döngüsel araç rotalama problemi; müşterilerin dağıtım ve toplama
taleplerinin, başlangıç ve bitiş noktaları aynı (işletme) olacak şekilde
araçlar için belirli bir rota belirlenerek eş zamanlı olarak karşılandığı bir
problemdir. Bu çalışma kapsamında, endüstriyel bıçak bileme fabrikası üzerinden
8 farklı şehirde 20 müşteriye lojistik hizmet oluşturulması üzerine rotalama
problemi ele alınmıştır. Probleme konu olan şirket, mevcutta var olan yöntemde
ürün lojistiği kargo firmaları ile sağlanmaktadır. Maliyetleri düşürmek adına
şirketin kendi lojistik ağının kurulması üzere çalışma yapılmıştır. Bu
çalışmada, minimum sayıda araç kullanımı ile toplam kat edilen mesafenin
minimumda tutulması ile birlikte, kısıtlar göz önüne alınarak, minimum maliyet
hedeflenmiştir.  Problem çözümü için
doğrusal programlama kullanılmış ve GAMS üzerinden çözüme ulaşılmıştır. 

Keywords

Dağıtım ağları, Araç rotalama, döngüsel araç rotalama, eş zamanlı topla dağıt döngüsel araç rotalama

References

• [1] Düzakın, E., Demircioğlu M. (2009). Araç Rotalama Problemleri ve Çözüm Yöntemleri
• [2] Çetin, S., Gencer, C. (2010). Kesin Zaman Pencereli Eş Zamanlı Dağıtım Toplamalı Araç Rotalama Problemi: Matematiksel Model
• [3] Karaoğlan, İ. (2009). Dağıtım Ağları Tasarımında Yer Seçimi ve Eşzamanlı Topla-Dağıt Araç Rotalama Problemleri
• [4] Atmaca, E. (2012). Bir Kargo Şirketinde Araç Rotalama Problemi ve Uygulaması
• [5] Göksal F. P., Karaoğlan İ., Altıparmak F. (2013). A hybrid discrete particle swarm optimization for vehicle routing problem with simultaneous pickup and delivery
• [6] Yazgan, H. R., Büyükyılmaz R. G. (2017). Eş zamanlı topla dağıt araç rotalama problemine sezgisel bir çözüm yaklaşımı
• [7] Bayrak A., Özyörük B. (2017). Bölünmüş talepli eş zamanlı topla dağıt araç rotalama problemi için karşılaştırmalı matematiksel modeller
• [8] Dantzig, G.B., Ramser, J.H. (1959). The truck dispatching problem
• [9] Toth P., Vigo D. (2002) The vehicle routing problem
• [10] Salhi S., Nagy G. (1999) A cluster insertion heuristic for single and multiple depot vehicle routing problems with backhauling
• [11] Min H., Current J., Schilling D. (1992) The multiple depot vehicle routing problem with backhauling
• [12] Min H. (1989) The multiple vehicle routing problem with simultaneous delivery andpick-up points
• [13] Dethloff J. (2001) Vehicle routing and reverse logistics: The vehicle routing problem with simultaneous delivery and pick-up
• [14] Casco D.O., Golden B.L., Wasil E.A. (1988) Vehicle routing with backhauls: Models, algorithms, and case studies
• [15] Nagy G., Salhi S. (2005) Heuristic algorithms for single and multiple depot vehicle routing problems with pickups and deliveries
• [16] Tang, F. A., Galvao, R. D. (2002) Vehicle routing problems with simultaneous pick-up and delivery service
• [17] Yürek S. S. (2012) Bir otomotiv fabrikasında ürünlerin tedarikçilerinden döngüsel sefer uygulaması ile toplanması problemi
• [18] Khan, M.S., Siddiqui, A.S. (1998) The Radius Method: A Modified Heuristic For The Vehicle Routing Problem