JP3945707B2 - 輸送問題解決装置、輸送問題解決方法、及びそのプログラムと記録媒体 - Google Patents
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Description
従来、地域輸送問題の最適解を求めるソルバーと幹線輸送問題の最適解を求めるソルバーとはそれぞれ別個に存在する(例えば、非特許文献1参照。)。ところが、地域輸送問題と幹線輸送問題とはモデルが大きく異なっているので、これらを同一の手法で解くことはできなかった。このため、end−to−end物流問題を解く場合には、end−to−end物流の入力を地域輸送部分と幹線輸送部分とに予め振り分けて、それぞれを個別のソルバーで独立に解く方法がとられていた。
例えば、end−to−end輸送要求の輸送可能時間帯(輸送要求の発生時刻から、納期までの間)の最初と最後の一定時間(例えば24時間)を、集荷の地域輸送と配送の地域輸送とにそれぞれ割り当てた後に、割り当てられた時間に基づいて地域輸送問題を解き、残りの時間に基づいて幹線輸送問題をそれぞれ独立に解いていた。
IBM東京基礎研究所、研究分野プロジェクト、ビジネスソリューション、ロジスティクス最適化、[online]、[2003年10月21日検索]、インターネット<URL:http://www.trl.ibm.com/projects/optsim/logiopt/index.htm>
例えば、地域輸送の割り当て時間を短く設定しすぎると輸送できない要求が出てしまい、逆に長く設定しすぎると幹線輸送に割り当てられる時間が必要以上に短くなり、幹線輸送部分の最適性が低くなるという課題がある。
しかしながら、上記従来の方法では、荷物毎の集配日が予め決められてしまうので、地域輸送の集配日に関して最適化の余地がなく、地域輸送の車両数を最適化(最小化)することができないという課題もあった。
図5は、地域輸送のモデルの一例を示す。本図の例は、集配拠点300に属する3台の輸送手段が、複数の集配地点200を巡回する例を示す。例えば輸送車両1は、集配拠点300から出発し、4ヶ所の集配地点200を順に回って荷物を集荷、あるいは配送する。なお、本図は輸送車両の経路の一例を示すにすぎない。地域輸送計算部30は、集配地点200の集合、輸送要求の集合、及び輸送車両の集合の入力に応じて輸送車両のそれぞれが巡回する複数の集配地点200を選択し、選択した各集配地点200を輸送車両が最も効率よく巡回するルートを決定する。また、一般に地域輸送には、集荷及び配送の輸送要求が混在している。このため、地域輸送問題の出力が幹線輸送問題の入力となり、同時に幹線輸送の出力が地域輸送問題の入力になる。
図6は、所要時間行列の一例を示す。所要時間行列は、集配地点及び複数の集配地点のそれぞれの間における輸送の所要時間を定義する。例えば本図の例は、集配拠点から集配地点Aの移動(あるいは集配地点Aから集配拠点への移動)に10分かかることを示す。
図11は、幹線輸送問題の入力である輸送要求集合の一例を示す。輸送要求集合は、輸送要求IDのそれぞれに対応付けて、出発地、目的地、輸送可能時間帯、及び重量等の属性が設定されている。各輸送要求は、輸送可能時間帯の範囲内で出発地から目的地まで輸送されることが要求される。
図13は、幹線輸送問題の出力である輸送要求スケジュールの一例を示す。輸送要求スケジュールは、輸送要求IDのそれぞれに対応付けて、幹線輸送の起点となる集配拠点から幹線輸送の終点となる集配拠点までの輸送経路、ならびに輸送に用いられる輸送手段IDとを定義する。
20 変換部
30 地域輸送計算部
40 幹線輸送計算部
42 輸送手段変換部
44 輸送要求変換部
46 輸送モデル変換部
50 出力部
100 輸送問題解決装置
200 集配地点
300 集配拠点
900 CPU
910 ROM
920 RAM
930 通信インターフェイス
940 記憶装置
950 フレキシブルディスク・ドライブ
960 CD−ROMドライブ
970 入出力チップ
975 グラフィック・コントローラ
980 表示装置
982 ホスト・コントローラ
984 入出力コントローラ
986 入力装置
990 フレキシブルディスク
995 CD−ROM
1000 コンピュータ
Claims (12)
- 地域ごとに存在する集配拠点に所属する輸送手段が前記集配拠点に所属する複数の集配地点を巡回しながら荷物を集荷及び配送する地域輸送と、複数の地域の前記集配拠点間における荷物の輸送要求を各集配拠点間に割り当てられた輸送手段で輸送する幹線輸送とからなる物流を最適化する輸送問題を解く輸送問題解決装置であって、
前記集配拠点に属する前記複数の集配地点を代表する地域代表節点を前記幹線輸送のモデルに追加し、前記集配拠点に属する前記複数の集配地点と前記集配拠点との間の地域輸送を、当該集配拠点と前記地域代表節点との間の幹線輸送として前記幹線輸送のモデルの一部に組み込む変換部と、
複数の輸送要求が入力された場合に、前記地域輸送が前記幹線輸送に組み込まれたモデルである変換モデルに基づいて前記輸送問題を解くことにより、幹線輸送部分における荷物毎の輸送計画を求める幹線輸送計算部と、
前記幹線輸送計算部が求めた前記輸送計画を出力する出力部と
を備える輸送問題解決装置。 - 前記幹線輸送計算部は、前記集配拠点及び前記地域代表節点間の荷物毎の輸送可能時間帯をさらに求め、
前記幹線輸送計算部が解いた前記集配拠点及び前記地域代表節点間の荷物毎の輸送可能時間帯と、前記地域輸送のモデルとに基づいて、前記地域輸送における荷物毎の輸送計画を求める地域輸送計算部
を更に備え、
前記出力部は、前記地域輸送計算部が求めた前記荷物毎の輸送計画を更に出力する、請求項1に記載の輸送問題解決装置。 - 前記幹線輸送計算部は、前記地域輸送計算部が求めた前記地域輸送の前記輸送計画から荷物毎の地域輸送に必要な時間を抽出し、当該地域輸送に必要な時間を当該荷物の物流の全体に与えられた時間帯から差し引き、差し引き後の時間帯と前記地域代表節点を追加する前の幹線輸送のモデルとに基づいて更に幹線輸送問題を解き、新たに得られた前記幹線輸送問題の解で、前回得た前記幹線輸送問題の前記輸送計画を置き換え、
前記出力部は、前記幹線輸送計算部によって置き換えられた結果の解を出力する、請求項2に記載の輸送問題解決装置。 - 前記地域輸送計算部は、前記新たに得られた前記幹線輸送問題の解から各荷物の前記集配拠点における集配時間を抽出し、抽出した前記集配時間と前記地域輸送のモデルとに基づいて前記地域輸送における荷物毎の輸送計画を更に求め、新たに求めた前記輸送計画で、前回求めた前記輸送計画を置き換え、
前記出力部は、前記地域輸送計算部によって置き換えられた結果の前記輸送計画を出力する、請求項3に記載の輸送問題解決装置。 - 前記変換部は、前記幹線輸送のモデルにおける前記集配拠点と前記地域代表節点との間に2つの中間節点をさらに追加し、
前記幹線輸送計算部は、前記集配拠点から前記地域代表節点への配送と前記地域代表節点から前記集配拠点への集荷とが、前記2つの中間節点を同一の順序で輸送されるように前記輸送問題を解く、請求項1に記載の輸送問題解決装置。 - 前記幹線輸送計算部は、前記2つの中間節点間の輸送にかかる所要時間として、当該集配拠点に所属する各輸送手段が集配地点を巡回する際の平均巡回時間を用いる、請求項5に記載の輸送問題解決装置。
- 前記幹線輸送計算部は、前記2つの中間節点間の輸送手段にかかるコストとして、当該輸送手段が前記集配地点を巡回する際のコストを用いる、請求項5に記載の輸送問題解決装置。
- 前記幹線輸送計算部は、前記2つの中間節点と前記集配拠点、及び前記2つの中間節点と前記地域代表節点の間の輸送にかかるコスト及び所要時間をそれぞれ0として前記輸送問題を解く、請求項5に記載の輸送問題解決装置。
- 前記幹線輸送計算部は、前記集配拠点に所属する輸送手段の最大積載量に1より大きい係数を乗じた値を、当該輸送手段に対応する前記2つの中間節点間の輸送手段における最大積載量として用いる、請求項5に記載の輸送問題解決装置。
- 地域ごとに存在する集配拠点に所属する輸送手段が前記集配拠点に所属する複数の集配地点を巡回しながら荷物を集荷及び配送する地域輸送と、複数の地域の前記集配拠点間における荷物の輸送要求を各集配拠点間に割り当てられた輸送手段で輸送する幹線輸送とからなる物流を最適化する輸送問題を解く輸送問題解決方法であって、コンピュータが、
前記集配拠点に属する前記複数の集配地点を代表する地域代表節点を前記幹線輸送のモデルに追加し、前記集配拠点に属する前記複数の集配地点と前記集配拠点との間の地域輸送を、当該集配拠点と前記地域代表節点との間の幹線輸送として前記幹線輸送のモデルの一部に組み込む変換ステップと、
複数の輸送要求が入力された場合に、前記地域輸送が前記幹線輸送に組み込まれたモデルである変換モデルに基づいて前記輸送問題を解くことにより、前記幹線輸送問題に於ける荷物毎の輸送計画を求める幹線輸送計算ステップと、
前記幹線輸送計算ステップで求められた前記輸送計画を出力する出力ステップと
を備える輸送問題解決方法。 - 地域ごとに存在する集配拠点に所属する輸送手段が前記集配拠点に所属する複数の集配地点を巡回しながら荷物を集荷及び配送する地域輸送と、複数の地域の前記集配拠点間における荷物の輸送要求を各集配拠点間に割り当てられた輸送手段で輸送する幹線輸送とからなる物流を最適化する輸送問題を解くコンピュータ用のプログラムであって、
前記集配拠点に属する前記複数の集配地点を代表する地域代表節点を前記幹線輸送のモデルに追加し、前記集配拠点に属する前記複数の集配地点と前記集配拠点との間の地域輸送を、当該集配拠点と前記地域代表節点との間の幹線輸送として前記幹線輸送のモデルの一部に組み込む変換機能と、
複数の輸送要求が入力された場合に、前記地域輸送が前記幹線輸送に組み込まれたモデルである変換モデルに基づいて前記輸送問題を解くことにより、前記幹線輸送問題に於ける荷物毎の輸送計画を求める幹線輸送計算機能と、
前記幹線輸送計算機能により求められた前記輸送計画を出力する出力機能と
を前記コンピュータに実現させるプログラム。 - 請求項11に記載したプログラムを記録した記録媒体。
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