JP2003137437A - 輸送計画作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】大規模な物流網構築では、単に数学的に最適な
輸送計画が求められるのではなく、経済、社会、環境な
ど人間の多面的な価値判断が必要である。 【解決手段】各種情報を入力する入力手段と、物流セン
ターや配送先などの拠点位置と、物流センターから配送
先へ輸送する荷物に関する荷物情報と、輸送に利用する
トラックなどの情報からなる輸送便情報と、拠点間の距
離を格納する距離情報と道路地図情報と、輸送ルート情
報を格納する記憶手段と、上記情報に基づいて輸送ルー
トを生成するルート生成手段と、ルート生成手段で作成
されたルート情報を主表示、出力する結果出力手段から
構成される。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、物流システムにお
いて、トラック等の輸送手段を用いるような輸送（配
送）計画の作成方法およびシステムに関する。 【０００２】 【従来の技術】物流システムでの輸送計画作成は、いわ
ゆる巡回セールス問題に該当する問題であり、様々な解
法が提案されている。単純な解法としては構成的にルー
トを作成するNN(Nearest Neighbor)法やNI(Nearest Ins
ertion)法（山本芳嗣、久保幹雄著 巡回セールスマン
問題への招待、pp.69-711997、朝倉書店）や、初期解を
改良して、より最適性の高いルートを求める2opt法（山
本芳嗣、久保幹雄著 巡回セールスマン問題への招待、
p.94、1997、朝倉書店）やLK法 (茨木 俊秀著、離散最
適化法とアルゴリズム、p.86、1993、岩波書店)などが
挙げられる。 【０００３】また、数学的に厳密な最適解を求められる
DP(Dynamic Programming)や多面体アプローチ（茨城俊
秀著、最適化の手法、pp.71-103、共立出版、1993）を
用いた解法や、実用問題に現れる複雑な制約条件に対応
するために、遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithm:
以下 GAと略す)(北野宏明著、遺伝的アルゴリズム、199
3年産業図書出版)、（特開平7-105180）や、Simulated
Annealing法、タブーサーチなどのメタヒューリスティ
クス（Colin R. Reeves編、モダンヒューリスティク
ス、日刊工業新聞、1997）を用いた方式も開発されてい
る。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】特に企業が物流の戦略
レベルでの意志決定支援を行うためには、多くの条件を
変えて、コストなどの要因を詳細に判断する必要があ
る。このような意志決定は、数学的な最適化だけで行え
るものではなく、経済面、社会面、環境面などの多面的
な人間の判断が必須である。このような目的で人間が多
数の条件を変えて、物流コストを含む条件の判断を効率
よく行うためには、物流計画を作成して実際にそのコス
トなどを評価する必要がある。また、この物流計画の作
成には対話的な処理性能が要求される。つまり、生成さ
れる計画の最適性と同時に、実用的な速度で計算するこ
とも必要である。 【０００５】人間の専門家が輸送計画を作成する場合に
は、必ずしも最適解を求めているわけではないが、大き
な誤差を含む計画を作成して、実用上の問題をきたすこ
とはない。しかし上記の計算機による解法は、数学的に
高い最適性の解を得られる場合もあるが、大きな誤差を
含む解を生成することもあり、実行速度と共に実用化す
る上での課題であった。 【０００６】具体的には、NN法やNI法を用いただけで
は、計算時間は短いが、解の精度が悪く実用上問題であ
る。2opt法も高速であるが、十分な精度を得ることはで
きない。DP法による厳密解法は、計算に長時間を要する
ため実用規模の問題に適用することはできない。多面体
アプローチによる厳密解法は、拠点数が多い大規模巡回
セールスマン問題にまで適用可能であるが、実行には時
間がかかり、対話的な処理性能を要求する場面には適用
できない。 【０００７】Simulated Annealing法は、理論的には最
適性の高い解を求めることができるが、そのためには、
やはり計算に時間を要する。 【０００８】GAを巡回セールスマン問題に適用して、膨
大な巡回順序の組み合わせの中から、効率よく定義した
目的関数を最適化する解を求めることも行われている
（特開平7-105180）。 【０００９】しかし、GAで最適性の高い解を得るために
は、初期集団に十分多様な解が含まれている必要があ
る。傾向の偏った初期集団を用いると、局所的な最適解
に陥り、十分な精度を得ることができない。一方、初期
集団の作成を、完全にランダムな方法で行うと、その後
の交差や突然変異などの遺伝的操作による解の収束が非
常に遅くなると言う問題が生じる。更に、GAで用いる交
差や突然変異も、完全にランダムな操作だけで構成した
のでは、効率的な解の探索を実現することができなかっ
た。 【００１０】このように、GAを用いて物流スケジュール
を作成する場合にも、実用的な速度性能と、作成される
計画の最適性を同時に保証することが課題として残され
ていた。このため、本発明は上記問題点を解決して、人
間の専門家が作成するのと同等精度の解を、対話的な利
用が可能な時間内で求める手段を提供することを目的と
する。 【００１１】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、少なくとも入出力装置と処理装置と記憶
装置を有した輸送計画作成を行うシステムであって、物
流拠点、配送先などの拠点の位置情報を入力する拠点情
報登録ステップと、各荷物の荷物量、配送先を含む荷物
情報を入力する荷物情報登録ステップと、輸送便の積載
量限界含む輸送便情報を入力する輸送便情報登録ステッ
プと、輸送計画の評価における余剰時間、走行距離など
の優先順位を含む目的情報を入力する目的情報登録ステ
ップと、これらの情報から輸送便が回るべきルートを作
成するルート作成ステップと、作成結果を出力する計画
出力ステップとを備えることを特徴とする。 【００１２】また、本発明には、拠点情報登録ステップ
と、荷物情報登録ステップと輸送便情報登録ステップと
目的情報登録ステップで入力された条件に合致する輸送
計画を、遺伝的アルゴリズムにより作成する。GAは、上
記条件を満足する複数の輸送計画案を作成する初期ルー
ト生成ステップと、その初期ルートを改良するルート改
良ステップからなることも含まれる。 【００１３】本発明には、上記のGAを用いた輸送計画作
成ステップの初期ルート集団の作成ステップに関わるも
のも含まれる。GAで最適性の高い解を求めるためには、
初期集団に充分ランダムな個体が含まれていなければな
らない。特定の傾向を有する解だけで構成されている
と、例え初期解の最適性が高くても、解の探索プロセス
で局所最適解に陥る可能性が高まり、実用面で要求され
る最適性を実現できなくなってしまう。 【００１４】また、初期解を完全にランダムに構成した
のでは、与えられた制約条件を満足できない、いわゆる
致死遺伝子が大量に発生して探索効率が落ちてしまう。
また、たとえ初期解が、制約条件を満足できたとして
も、最適性の低い解集団だけから出発したのでは、GAの
交差や突然変異などの遺伝的操舵での解集団の改良効率
が悪く、実用的なシステムに要求される、対話的な応答
速度などの応答性能と、実用的な精度を確保した解を求
めることの両立が図れなくなってしまう。このため、ラ
ンダム生徒共に、最適性の高い解を得て、それらの解か
ら諸奇襲ｄなんを構成することでGAによる解の収束速度
の向上を図ると共に、解の精度の下限保証を与えるもの
である。 【００１５】初期解集団のランダム性を確保するため
に、まず、配送先拠点をランダムな順序に並べ、そのラ
ンダムな順序に従って、構成的な巡回セールスマン問題
の解法であるNI法で配送ルートを作成する。NI法を用い
ることで、精度の下限保証を与えると共に、ランダム性
のある初期集団を作成する。 【００１６】本発明には、上記のGAによる輸送計画作成
ステップの首記ルート集団作成ステップに係わるものも
含まれる。計算機による機械的な手法を用いて作成した
輸送ルートは、数学的な最適性は高くても人間の専門家
が作成したルートとは大きく形状が異なり、実用化を図
る上での問題であった。このため、最適性と共に、人間
の作成したルート形状に近いルートを作成する手法が求
められている。請求項3で説明しランダムに配送先を並
べ、その順序でNI法を用いてルートを作成すると、拠点
間の距離を考慮しないため、図1(a)に示すようなジグザ
グの多いルートを生成してしまう。人間がルートを作成
する場合には、ルートが滑らかになるように、作成した
ルートに近い、配送先拠点をある程度優先してルート作
成を行うので図1(b)に示すような、ジグザグの少ない滑
らかなルートを作成する。 【００１７】本発明は、このようなジグザグの発生を抑
止するために、初期集団の中に、図1(b)に示したような
ジグザグの少ない解を、上記に示した解法による初期解
と混ぜるものである。 【００１８】つまり、上記の初期解構築法で、図2に示
すように二つの拠点AB間に、新しい配送先Cを追加する
場合、AB間の距離とAC間とCB間距離の和の比を計算し
て、この比が、一定以上ならば、拠点Cの挿入は行わ
ず、次の配送先の挿入に移る。挿入が行われなかった配
送先は、始めに定めたランダムな順序による挿入が終わ
った後に、再度NI法により行う。このような、初期解作
成方法を用いることで、ジグザグの少ないルートを初期
集団に加えることができる。 【００１９】本発明には、上記2のGAによる輸送計画作
成ステップの首記ルート集団作成ステップに係わるもの
も含まれる。これは、本発明を更に、改良したものであ
り、ジグザグの多いルートの発生を抑止して、精度の高
いルート作成を実現するものである。 【００２０】つまり、上記の方式で、始めに設定したラ
ンダムな順序での挿入が行えなかった配送先を、挿入に
よる距離の増加比率の許容範囲を緩和して、再度の挿入
を試みる。この再挿入でも、挿入の行えなかった配送先
が残った場合には、再度許容範囲の緩和を行う。このよ
うに距離の増加比率の許容範囲を段階的に緩和すること
でジグザグが少なく最適性の高いルートを作成する。 【００２１】本発明には、上記のGAによる輸送計画作成
ステップのルート改良ステップに用いる遺伝子の交差法
に関するものも含まれる。 【００２２】GAで、効率よく精度の高い解を求めるため
には、問題の特徴に合った交差や突然変異などの遺伝子
操作を用いる必要がある。単純な2点交差や、ランダム
な値の交換による突然変異だけを用いたのでは、ランダ
ム探索と変わるものではない。巡回セールスマン問題に
適用するGAでは、その交差で子遺伝子を作成する場合
に、二つの親遺伝子の良い特徴を子遺伝子に継承する必
要がある。巡回セールスマン問題では、巡回順序を子に
継承することで、良好な特徴の遺伝が行える。この巡回
順序を継承した、高速な交差処理を行い、短時間で良好
な解を得るために、次の交差法（以下NI交差法と呼
ぶ。）を用いる。 【００２３】まず、ランダムに二つの遺伝子を取り出
す。次に、またランダムに二つの遺伝子の交差点を1箇
所定める。一方の遺伝子の、交差点より前半の遺伝子で
構成されるルートに、もう一方の遺伝子の先頭から、ル
ート中に現れない配送先を取り出し、それをルートにNI
法で挿入する。 【００２４】このようにして、二つの遺伝子で表現され
るルートから、新しいルートを作成する。 【００２５】本発明には、遺伝子の交差処理で、新しい
遺伝子を作成するNI法で、マルチステップNI法を用いる
ことで、解の精度を向上させるものも含まれる。 【００２６】本発明には、上記のGAによる輸送計画作成
ステップのルート改良ステップに用いる遺伝子の突然変
異処理に関するものも含まれる。突然変異処理も、交差
処理とともに突然変異処理でも問題の特性に合った処理
を用いる必要がある。また局所解に陥ることを防止し
て、より精度の高い解を得るためには、必ずしも、解を
改良するだけでなく、解の大きな変更も必要である。 【００２７】このために、次の突然変位方式を用いる。
まず、ランダムにルート中の一点を選択する。次に、ラ
ンダムに距離を決め、先に決めたルート中の一点と、そ
の点からの距離が、このランダムに決定した距離よりも
近くにあるルート中の拠点をルートから削除する。次
に、ルートから削除した拠点をNI法により再挿入する。 【００２８】本発明には、上記で説明した突然変異処理
で、NI法による再挿入に代わり、マルチステップNI法を
用いて再挿入後のルートの最適性を高めるものも含まれ
る。 【００２９】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。本実施形態では、輸送トラックが物
流センターを出発して、荷物を複数の配送先拠点へ輸送
するための計画を作成するものとする。 【００３０】図2は、本実施形態のシステムを示す全体
構成図である。本システムは、入力装置(201)、プリン
タなどの出力装置(202)、ディスプレイなどの表示装置
(203)、処理装置(204)、および記憶装置(209)を備え
る。処理装置(204)は、入力処理部(206)、ルート生成部
(207)、および結果出力部(208)を含む一連のプログラム
(205)を実行する。 【００３１】また、記憶装置(209)には、拠点情報(21
0)、荷物情報(211)、輸送便情報(212)、距離情報(21
3)、道路地図(214)、および、これらから作成される輸
送ルート情報(115)が格納される。また、拠点情報(210)
は、主に物流センターや荷物の配送先拠点の位置を示す
データが格納されている。 【００３２】図3は、図2中の拠点情報(210)の一例を示
している。拠点情報には、物流センターや荷物の配送先
拠点の位置情報を格納する。具体的には、物流センター
や配送先拠点を一意に識別する拠点ID(301)、拠点の名
称(302)、拠点の位置を示す緯度(303)と経度(304)等が
格納される。 【００３３】図4は、図2中の荷物情報テーブル(211)の
一例を示している。荷物情報には、輸送の対象となる各
荷物に関する情報を格納する。具体的には、個々の荷物
に1から順次付与した荷物インデックス(401)、荷物を一
意に識別する荷物ID(402)、荷物の配送先を示す配送先
拠点ID(403)、荷量(404)からなる。 【００３４】図5は、図2中の輸送便情報(212)の一例を
示している。輸送便情報には、利用するトラックの積載
重量に関する能力や限界についての情報を格納する。具
体的には、トラックの種類を一意に識別するトラック種
別ID(501)、その種類のトラックの積載重量限界値(50
2)、積載容量限界値(503)、および、そのトラックの物
流センターからの出発時間(503)と配送業務を終える終
了時間(504)からなる。 【００３５】図6は、図2中の距離テーブル(213)の一例
を示している。距離テーブル(213)は、ルート生成で必
要になる、拠点間のトラックなどの輸送便での走行距離
に関する情報を格納する。具体的には、出発拠点のID(6
01)と到着拠点のID(602)、その拠点間の距離(603)と拠
点間の所要時間(604)からなる。 【００３６】道路地図(214)は、上記距離テーブルの作
成に必要な拠点間距離の計算や結果の出力に用いるため
の輸送区域の道路情報を示す。 【００３７】図7は、図2中のルート生成部(207)で用い
る遺伝的アルゴリズムによる輸送ルート算出で用いる遺
伝子表現の一例を示している。遺伝子には、トラックな
どの輸送便で配送する荷物の荷物インデックス(701)が
それぞれ格納される。 【００３８】図8は、図2中の輸送ルート情報(215)の一
例を示している。輸送ルート情報は、本発明に係る方法
によって作成される輸送計画中でトラックが巡回する拠
点や、その順序を示す情報を格納する。具体的には、ト
ラックの物流センターの出発時刻(801)や配送先拠点の
拠点ID(802)と、その拠点への到着時間(803)を格納す
る。また、合計荷物量(807)や総走行距離(808)を格納す
る。 【００３９】図9は、図2中の処理装置(204)が実行する
プログラム(205)の概要を示すフローチャートである。
まず入力処理ステップ(901)で、拠点情報(110)、荷物情
報(111)、トラック情報(112)等の輸送計画を作成するた
めに必要な情報をユーザが入力する。 【００４０】この処理の詳細は図１０で後述する。次の
ルート生成ステップ(902)は、入力処理ステップで与え
られた条件に合致する輸送計画を決定する。ここで輸送
計画の決定とは、入力された全ての荷物を配送先に届け
るトラックが従うスケジュール(輸送ルート情報)を決定
することを指す。この処理の詳細は図11で後述する。次
に、結果出力処理ステップ(903)では、作成したルート
を出力する。この処理の詳細は図１８で後述する。 【００４１】図10は、図9中の入力処理ステップ(901)の
詳細を示すフローチャートである。まず、拠点情報登録
ステップ(1001)で、拠点情報(110)の登録を行う。次
に、荷物情報登録ステップ(1002)で、荷物情報(111)の
登録を行う。次にトラック情報登録ステップ(1003)で、
輸送便情報登録(115)の登録を行う。次に距離テーブル
生成処理(1004)で拠点間の距離とトラックによる走行所
要時間を道路地図(114)を参照して生成する。なお、道
路地図(114)は予め用意されているものとする。 【００４２】図11は、図9中のルート生成処理(902)の詳
細を示すフローチャートである。ルートの生成処理は、
GAを用いている。複数の初期解からなる初期解集団を作
成する(1101)。この処理の詳細は図15で後述する。次に
GAにより解集団の改良を行う(1102)。この処理の詳細は
図16で後述する。この解集団の改良処理によって、解集
団の少なくとも一部分は変化し、(1102)〜(1105)の処理
の繰り返しによって解集団は最適な解へ近づく。(1102)
の処理の後、解集団の評価を行う(1103)。評価はルート
情報から算出される輸送距離などの要素に対して行い、
その結果によって解集団中の個々の解に対して順位を付
ける。 【００４３】次に、ルート生成処理の終了条件を満たし
ているかのチェックを行う(1104)。この終了条件は、計
算時間の制限や、GAの計算世代数の制限、目標として与
えた評価値の達成などの条件からなる。ここ（1104）で
終了条件が満たされていない場合、解集団の中から、(1
103)で行った評価順位によって、次の遺伝的処理を行う
解集団を決定し(1105)、(1102)に戻る。(1102)の処理に
よって解集団が増加した場合、(1105)の処理で評価値の
良い個体を選定することによって解集団の大きさは一定
に保たれる。(1104)で終了条件が満たされている場合、
その時点で解集団の中で、最も評価が高い解を最良の解
として出力し(1106)、ルート生成処理を終了する。 【００４４】図12は、図11中の初期解集団生成処理(110
1)や遺伝的処理による解集団の改良(1102)に用いるNI法
（最近隣挿入法）の処理の詳細を示すフローチャートで
ある。 【００４５】この処理では、予め配列Rの各要素に各荷
物の荷物情報テーブル中のインデックスを格納する。ま
た、配列Rに格納されている荷物インデックス数を変数L
ENに設定する。新たに追加する荷物の荷物インデックス
を変数Dに事前に設定する。まず、変数Lminに荷物イン
デックスがDの荷物の配送先をR[0]からR[LEN]で表され
るルートの最後に追加した場合の総距離を代入する (12
01) 。 【００４６】次に、変数PにLEN+1を代入する(1203)。次
に変数Iに1を代入する（1204）。次に、(1206)から(121
1)の処理をIが(LEN+1)を越えるまで繰り返す(1205)。こ
の(1206)から(1211)の繰り返し処理では、変数Dで指定
された荷物を配列Rで表されるルートのI番目の拠点の直
後に挿入した場合の走行距離を求め、その中で走行距離
が最小となるIを求め、その位置に荷物の配送先を挿入
する。 【００４７】具体的には、まず、変数Dで指定される荷
物を配列Rで表されるルートのI番目挿入した場合のルー
トの総距離を変数Lに代入する(1206)。次に変数Lminの
値と変数Lの値を比較する（1208）。LがLminよりも小さ
い場合には変数PにIの値を代入する（1209）。次にLmin
に変数Lの値を代入する(1210)。 【００４８】次に、変数Iに1を加えて(1211)次の挿入位
置について(1205)から(1211)の処理を繰り返す。 【００４９】次に、変数Pで示される挿入位置に変数Dで
示される荷物の配送先を追加する。具体的に、次の処理
を行う。まず、変数Iに変数LENの値を代入する(1212)。
次に変数Iの値と荷物の挿入位置を表す変数Pの値を比較
する(1213)。もし、IがP以上であればR[I+1]にR[I]の値
を代入する(1214)。次にIの値から1を減算して(1215)、
ステップ(1213)から(1215)の処理を繰り返す。次に、R
[P]にDの値を代入する(1215)。 【００５０】図13は、本発明で用いるマルチステップNI
法の処理フローである。予め配列Mには、マルチステッ
プNI法の各段階で、一拠点のNI法による挿入時に許容す
る距離の増分比率を設定する。この値は、M[1]<M[2]<M
[3]<…と単調増加になるように設定する。また変数Max
には、配列Mに設定した増分比率数を設定する。また、
変数LENには、挿入先ルートに登録済みの配送先数を設
定する。 【００５１】まず、変数Iに1を代入する（1301）。次
に、IとMaxを比較する(1302)。もしIが小さければ、M
[I]の増分比率で挿入処理を行う(1303)。この挿入処理
の詳細は図14に示す。次に、変数Iに1を加え(1302)、(1
303)の処理を繰り返す。 【００５２】図15は、図14の挿入処理（1303）の詳細を
示すフロー図である。まず、ルートに未挿入な配送先
で、かつ、増分比率M[I]でルートへの挿入を試みていな
い配送先が残されているかチェックする(1401)。 【００５３】もし、配送先が残されていれば、それら配
送先の中から一つの配送先をランダムに選択する。この
配送先の荷物テーブルのインデックスを変数Jに設定す
る(1402)。次に、配送先の挿入候補位置を示す変数Kに1
を、Pに0を代入する(1403)。次に、KとLEN+1を比較する
(1404)。Kの値がLEN+1を越えていなければ、その位置へ
の挿入可能性のチェックを行う。 【００５４】つまり、以下の処理を行う。変数L1にルー
ト上の(Ｋ-1)番目の配送先とＫ番目の配送先の距離を代
入する(1405)。もしＫがLEN+1の場合には、ルートの最
後への追加になるので、ルート中のK番目の配送先とし
て物流センターを用いて距離を算出する。次に、変数L2
に、(K-1)番目の配送先と追加する配送先間の距離と、
追加する配送先とK番目の配送先の距離の和を代入する
（1406）。次にL1*M[I]と(L2-L1)を比較する(1407)。 【００５５】もし、(L2-L1)が大きければ、その配送先
は、ルートのK番目とＫ+1番目の間への挿入は行わな
い。次に、Kに１を加え（1414）、ルート中の次の位置
への挿入可能性のチェックに移る。 【００５６】(1407)の比較で(L2-L1)が小さければ、そ
の地点への挿入によるルート長の増分が、他の挿入位置
に比べて少ないか否かを判定する。つまり、変数Pと0を
比較する(1408)。Ｐの値が0ならば、PにＫの値を代入し
(1409)、L0にL2-L1の値を代入する（1410）。Pの値が０
でないならば、L0の値とL2-L1の値を比較する（141
1）。もしL0の値が大きければP1にKを代入し（1412）、
L0にL2-L1の値を代入する(1413)。 【００５７】(1404)の判定処理で、KがLEN+1よりも大き
ければ、ルート中の全ての位置のチェックが終わったの
で、挿入可能ならばルートへの挿入を行う。これは以下
の処理を行う、変数Pに挿入可能位置が記録されている
場合、つまり、変数Pの値が0か否かを判定する（141
5）。Pの値が０であれば、条件を満足する挿入位置が無
いので、次の配送先の処理に移る。Pの値が0でなけれ
ば、その位置への挿入を行う(1416)。次に変数Ｌに1を
加え次の配送先の処理に移る。 【００５８】図1５は、図11中の初期解集団生成処理(11
01)にランダムNI法を用いた場合の詳細を示すフローチ
ャートである。この処理は、請求項3に記載した発明に
対応する。なお、一つの解には一つのトラックの巡回ス
ケジュール(これをルートと呼ぶ)が登録されている。ま
た、解集団は複数の解を含んでいる。 【００５９】変数SIZEには、予め初期集団に登録する遺
伝子の個体数を設定しておく。また、変数LENにはルー
トに登録される配送先拠点の数を設定しておく。 【００６０】まず、変数Iに0を代入する(1501)。次にI
がSIZEよりも小さい間、(1353)から(1509)の処理を繰り
返してSIZEで指定された個数の遺伝子を生成する。 【００６１】まず各要素に値が設定されていない空の遺
伝子を記憶するエリアを生成する(1503)。ルートの出発
地点が物流センターであることを示すために、この遺伝
子の0番目の要素には値0を設定する。次に、変数Jに1を
代入する(1504)。 【００６２】次に、JとLENの値を比較する(1505)。も
し、JがLEN以下の場合には、(1506)から(1508)の処理を
繰り返す。つまり、荷物情報(211)からI番目の遺伝子に
登録されていない、荷物インデックスをランダムに一つ
選択して、その荷物インデックスの値を変数dに代入す
る(1506)。次に荷物インデックスがdの荷物をNI法でI番
目の遺伝子で表現されるトラックルートに追加する(150
7)。次に、変数Jに1を加え(1505)から(1508)の処理を繰
り返す。一つの遺伝子の生成が終われば、変数Iに1を加
えて(1509)、(1502)から(1509)の処理を繰り返して順次
遺伝子の生成を行う。 【００６３】図16は、本発明のマルチステップNI法を用
いた初期集団の生成方法ＷＰ示す図である。つまり、図
11中の初期集団精製処理(1101)のマルチステップNI法を
用いた場合の詳細フローである。図変数SIZEには、予め
初期集団に登録する遺伝子の個体数を設定しておく。ま
ず、変数Iに1を代入する（1601）。次にIがSIZEよりも
小さいか判定する(1602)。IがSIZE以下ならば まず各
要素に値が設定されていない空の遺伝子を記憶するエリ
アを生成する(1603)。ルートの出発地点が物流センター
であることを示すために、この遺伝子の0番目の要素に
は値0を設定する。次に、荷物テーブルに登録されてい
る配送先を図13、14で詳細を示したマルチステップNI法
で空ルートに挿入してルートを作成して、I番目の遺伝
子に記録する(1604)。次に、変数Iに1を加えて次の遺伝
子の生成に移る。 【００６４】図17は、図11中の遺伝的処理による解集団
の改良(1102)の詳細を示すフローチャートである。遺伝
的処理は、解集団の変化、改良を行うGAの中心的な処理
である。まず、解集団の中から1つの解を選び(1701)、
交差処理を行うかどうかのチェックを行う(1702)。交差
処理とは、二つの異なる解から、両者の性質を継承した
新しい解を作成する処理である。交差処理を行うか否か
は、所定の確率でランダムに決定する。交差処理を行う
場合、解集団から異なるもう一つの解を選び(1705)、選
んだ二つの解を元にして作った、新たな解を解集団に加
える(1706)。この処理の詳細は、図16で後述する。 【００６５】次に、突然変異処理を行うかどうかのチェ
ックを行う(1703)。突然変異処理とは、一つの解を部分
的に変化させて、新しい解を作成する処理である。突然
変異処理を行うか否かも、所定の確率でランダムに決定
する。突然変異処理を行う場合は、その解の一部を変化
させて作った新たな解を解集団に加える(1707)。この処
理の詳細は図17で後述する。 【００６６】次に、全て（所定の条件を満たすものとし
てもよい）の解に対して(1502)と(1503)のチェックを行
ったかどうかを調べ(1504)、まだチェックしていない解
がある場合は(1501)の処理に戻る。全ての解に対してチ
ェックを終えている場合には処理を終了する。 【００６７】図18は、図17中の交叉処理、つまりNI交差
法の詳細を示すフローチャートである。変数Nには遺伝
子のサイズ、つまり荷物情報テーブルに登録されている
荷物数である。 【００６８】まず、解集団から選択された二つの遺伝子
を配列G1,G2にコピーする(1801)。次に、交叉位置を示
す変数Pに1以上N以下の整数をランダムに選択して代入
する(1802)。次に配列G1のP番目以降の要素に-1を代入
する(1803)。 【００６９】次に変数Iに1を代入する(1804)。次にIがN
以下の間、(1806)から(1808)の処理を繰り返す。具体的
には、G2[I]の値が配列G1中の要素に含まれているか否
かを判定する(1806)。もし含まれていない場合には、G2
[I]の値の荷物インデックスの荷物の配送先をG1の配列
で表される配送ルートに追加する(1807)。次に変数Iに1
を加えて(1808)、処理を繰り返す。 【００７０】(1807)の追加には図12に示したNI法や図1
3、14に示したマルチステップNI法を用いる。 【００７１】図19は、図17中の突然変異処理の詳細を示
すフローチャートである。変数Nには遺伝子のサイズを
設定しておく。 【００７２】まず、突然変異対象に選択された遺伝子を
配列Gにコピーする(1901)。次に、変数Lに物流センター
と、その物流センターから最も遠い配送先拠点との距離
を代入する(1902)。次に、変数Rに0以上0.3以下の実数
をランダムに選択して設定する(1903)。次に、変数L1に
LとＲの積を代入する（1904）。次に、変数Pに1以上N以
下の正の整数をランダムに選択して代入する(1905)。次
に、変数Iに1を代入する(1906)。変数Jに0を代入する(1
907)。Iの値がN以下の場合に(1909)から(1912)の処理を
繰り返す。 【００７３】具体的には、G[P]に対応する配送先拠点と
G[I]に対応する配送先拠点間の距離を距離テーブルを参
照して求め、その値がL以下か判定する(1909)。もし配
送先拠点間の距離が、L以下の場合には、H[J]にG[I]の
値を代入し、G[I]には-1を代入する(1910)。次にＪに１
を加える(1911)。次に、Iに1を加える(1912)。 【００７４】次に、配列Gの中で、値が-1の要素を配列
中から削除する(1913)。次に、配列Hに格納されている
荷物インデックスの荷物をGで表される配送ルートに追
加する(1914)。 【００７５】この(1914)での配送ルートの追加には、図
12に示したNI法や図13、14に示したマルチステップNI法
を用いる。 【００７６】図20は、図９中の結果出力処理(９03)の詳
細を示すフローチャートである。まず各輸送便の通過拠
点を地図上に表示する(2001)。次に、ルート生成処理(9
02)によって得られたルートとその評価値を、表やグラ
フを作成して表示する(2002)。次に印刷指示があればグ
ラフや表を印刷する(2003)。 【００７７】なお、上記実施の形態では、輸送トラック
では、トラックが物流センターで荷物を積み込み、配送
先拠点を巡回して荷物を届ける配送ルートを作成する場
合を例に説明したが、本発明は、荷物を各拠点から物流
センターに届ける場合にも同様に適用できる。 【００７８】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
戦略レベルでの物流計画作成など、条件を変えたシミュ
レーションに要求される、精度の高い輸送計画を、高速
に作成することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】配送ルートの例を示す図である。 【図２】本実施形態のシステムを示す全体構成図であ
る。 【図３】本実施形態中でユーザによって入力され、配送
ルート作成に用いられる拠点情報の構成の一例を示す図
である。 【図４】本実施形態中でユーザによって入力され、配送
ルート作成に用いられる荷物情報の構成の一例を示す図
である。 【図５】本実施形態中でユーザによって入力され，配送
ルート作成に用いられる輸送便情報の構成の一例を示す
図である。 【図６】本実施形態で配送ルート作成に用いられる拠点
間の距離テーブルの一例を示す図である。 【図７】本実施形態中で配送ルート作成に用いられる遺
伝的処理に用いられる遺伝子データの一例を示す図であ
る。 【図８】本実施形態中で作成される輸送トラック情報の
例を示す図である。 【図９】本実施形態の全体的な処理を示すフローチャー
ト図である。 【図１０】本実施形態の入力処理の詳細を示すフローチ
ャート図である。 【図１１】本実施形態のルート生成処理を示すフローチ
ャート図である。 【図１２】本実施形態のルート生成処理中に用いる、Ｎ
Ｉ法による処理の詳細を示すフローチャート図である。 【図１３】本実施形態のルート生成処理中に用いる、マ
ルチステップＮＩ法による処理を示すフローチャート図
である。 【図１４】本実施形態のルート生成処理中に用いる、マ
ルチステップＮＩ法での挿入処理の詳細を示すフローチ
ャート図である。 【図１５】本実施形態のルート生成処理中に用いる、ラ
ンダムＮＩ法を用いた遺伝的処理の初期集団作成処理の
詳細を示すフローチャート図である。 【図１６】本実施形態のルート生成処理中に用いる、マ
ルチステップＮＩ法を用いた遺伝的処理の初期集団作成
処理の詳細を示すフローチャート図である。 【図１７】本実施形態の遺伝的処理を示すフローチャー
ト図である。 【図１８】本実施形態で用いる遺伝的処理の交差処理の
詳細を示すフローチャート図である。 【図１９】本実施形態の遺伝的処理中に用いる、突然変
異処理の詳細を示すフローチャート図である。 【図２０】本実施形態のルート出力処理の詳細を示すフ
ローチャート図である。 【符号の説明】 ２０１…入力装置、２０２…出力装置、２０３…表示装
置、２０４…処理装置、２０９…記憶装置、２０６…入
力処理部、２０７…ルート生成部、２０８…結果出力
部、２０５…プログラム、２１０…拠点情報、２１１…
荷物情報、２１２…トラック情報、２１４…道路地図、
２１５…輸送ルート情報

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野山 隆 神奈川県横浜市中区尾上町６丁目81番地 日立ソフトウェアエンジニアリング株式会 社内 (72)発明者 鶴田 節夫 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内 Ｆターム(参考） 5H180 AA15 BB15 BB20 EE02 EE05 FF01 FF11 FF22 FF32

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】少なくとも入出力装置と処理装置と記憶装
   置を有した輸送計画作成を行うシステムを利用した輸送
   計画作成方法であって、 輸送における拠点となる施設の位置情報を入力する拠点
   情報登録ステップと、 前記輸送での各荷物の荷物量、配送先拠点を含む荷物情
   報を入力する荷物情報登録ステップと、 前記輸送に用いられる輸送手段の積載量限界を含む輸送
   便情報を入力する輸送便情報登録ステップと、 前記荷物情報および郵送便情報情報から前記輸送手段の
   運行計画を作成する計画作成ステップと、 作成された前記作成計画を出力する計画出力ステップと
   を備えた輸送計画作成方法。