JP4905137B2 - 運搬ルート生成装置、及び運搬ルート生成方法 - Google Patents

Description

本発明は、調達物流ネットワークの最適化計算を実施するための運搬ルート生成装置及び運搬ルート生成方法、並びにこの運搬ルート生成装置を備える物流ネットワーク最適化装置に関する。

近年の厳しい経済状況を背景に、多くの分野においてより一層のコストダウンが求められている。膨大な組合せのなかから最適なものを短時間で効率良く見つける組合せ最適化技術は、特に複雑なシステムにおける効率化に有効な技術である。近年、コンピュータの性能向上に伴い、組合せ最適化技術を用いてシステム全体の効率化と性能向上を図る試みが、物流業界をはじめとして、多くの分野に広がってきている。

例えば、この最適化技術の応用として、自動車生産系といった大規模生産系における物流の合理化技術がある。自動車生産系では、例えばエンジン工場からエンジンを出荷し、ミッション工場からミッションを出荷するなど極めて多くの出荷地点が存在している。また同一のエンジンが一の工場に入荷されたり他の工場に入荷されたりするなど、入荷地点も複数存在している。そして出荷地点と入荷地点の間は、荷運搬車両、例えばトラック等で荷物が運搬される。しかも、その荷の大部分は物流在庫を抑えるために、１日のうちに複数回に分けて運搬されている。この場合、とくに、荷運搬車両の積載率が高いこと、荷運搬車両の稼動率（回転効率）が高いこと、入荷地点に荷運搬車両が集中して到着しないことといったことが好ましい。これらの条件を満たすように、合理的なルートや合理的な運搬ダイヤが決定されることが好ましい。

例えば、特許文献１には、混載（一台の荷運搬車両が２以上の出荷地点で荷を積んだあとに一つの入荷地点に運搬することやあるいは一台の荷運搬車両が２以上の入荷地点に荷を運搬すること）の可能性を検討したうえで最適な運搬計画を算出することを目的とした装置が開示されている。

この特許文献１に記載の装置は、荷ごとにどの出荷地点Ｆからどの入荷地Ｔ点へどれだけの荷量Ｖを運搬するかを示す情報に基づいて、出荷地点Ｆと入荷地点Ｔの組合せ（Ｆ，Ｔ）ごとに総荷量ＶＴを算出する第１手段と、入荷地点Ｔを同じくして出荷地点Ｆを異にする組合せを入力する第２手段と、第２手段で入力された組合せについて、第１手段で算出された総荷量を集計する第３手段と、第２手段で入力された組合せについて最低運搬回数の最大値を算出する第４手段と、荷運搬車両の運搬能力を入力する第５手段と、第３手段で集計された総荷量と第５手段で入力された運搬能力とから運搬回数を算出する第６手段と、第６手段で算出された運搬回数と第４手段で算出された最低運搬回数とを比較する第７手段とを備え、第７手段で前者が後者以上とされたときには第２手段で入力された組合せに基づいてルートを決定し、前者が後者未満とされたときには前記第２手段で新たな組合せが再度入力される。

これにより、稼動時間や休憩時間をそれぞれに異にする出荷地点ごとの特性を考慮したうえで、好ましい納品スケジュールが得られるよう、複数の出荷地点Ｆ１，Ｆ２…から複数の入荷地点Ｔ１，Ｔ２…へ複数の荷運搬車両で荷を運搬する荷運搬車両群のルートを決定する。つまり、複数出荷拠点から複数入荷拠点に運搬する際に、最低必要な納入回数で、かつ積載率のよいルートを混載させる可能性を加味した上で運搬車両のルートダイヤを決定している。
特開平７−３３４７９７号公報

しかしながら荷物の引取り作業が連続して発生する場合には、引取り作業に要する時間が重なり、在庫が発生する時間帯が生じる場合があるという問題点がある。図２２（ａ）及び図２２（ｂ）はそれぞれ従来の引取りタイミング及び在庫推移を示す模式図である。ここで、荷物の引取りができる作業可能時間は、ｃｌｏｓｅ時間に挟まれた時間帯とする。すなわち、ｃｌｏｓｅ時間はその拠点の作業停止時間を示す。また、ここでは、荷物の引取り可能時間帯に２回の引取りを行なう例を示している。図２２（ａ）の左図に示すように、作業可能時間帯に所定間隔を置いて荷物を引き取る場合には、図２２（ｂ）の左図に示す在庫推移となる。一方、図２２（ａ）の右図に示すように荷物引取りタイミングが近くなると図２２（ｂ）の右図に示すように在庫が多くなってしまう。すなわち、従来は、引取り回数にのみに着目し、引取り作業が発生するタイミングを考慮していないため、本来目的であった在庫削減及び納入リードタイム（Ｌ／Ｔ）と物流コスト削減の両立を図ることができない。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、調達物流ネットワークの最適化計算を実施する際、出荷拠点からの引取りタイミングの平準化を考慮したルートを作成することができる運搬ルート生成装置、運搬ルート生成方法及び物流ネットワーク最適化装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる運搬ルート生成装置は、運搬ルート内で選択された複数の仕入先について、立寄り順序と各仕入先への立寄り回数とを決定する立寄り回数決定部と、前記複数の仕入先のうち荷量が最大の仕入先に対して、荷物の引取り作業時間が平準化するよう荷物の引取りタイミングを決定し、当該引取りタイミングに基づき他の仕入先に対する荷物の引取りタイミングを決定するタイミング決定部と、前記選択された複数の仕入先のうち、立寄りが非効率な仕入先を選択する非効率仕入先判定部とを有し、前記タイミング決定部は、前記非効率仕入先判定部の判定結果に応じて他の仕入先の引取りタイミングを決定するものである。

本発明においては、最大荷量の仕入先に対する荷物の引取り作業時間が平準化するよう各仕入先の引取りタイミングを決定するため、引取り回数を考慮しつつ、引取り作業を平準化して在庫削減を図ることができる。

また、本発明においては、非効率引取り先を判定することで、非効率引取り先には立寄らない等、作業効率を向上させることができる。

さらにまた、前記非効率仕入先判定部は、対象仕入先荷量／ルート内最大仕入先荷量と、１−（対象仕入先に立寄らない場合の走行距離／対象仕入先に立寄る場合の走行距離）との大小関係に基づき非効率仕入先か否かを判定することができる。これにより、仕入先の荷量及び仕入先の距離に応じた非効率仕入先を選別することができる。

さらに、各仕入先における荷量がその最小分割単位×オーダ数からなる場合、前記立寄り回数決定部は、全仕入先の荷量の総量、運搬車の積載可能荷量、及び最大荷量の仕入先におけるオーダ数に基づき、当該オーダ数／立寄り回数が整数になるよう立寄り回数を決定することができる。これにより、オーダ数を考慮した荷物の引取りが可能となり、より一層の在庫削減を図ることができる。

さらにまた、前記非効率仕入先判定部は、最大荷量の仕入先以外の仕入先の引取り回数を、当該仕入先のオーダ数／引取り回数が整数Ｆ（Ｆ≦立寄り回数）となるよう、各仕入先の引取り回数を決定することができ、最大荷量の仕入先以外の他の仕入先のオーダ数も考慮することで、他の仕入先における在庫の削減を図ることができる。

本発明にかかる運搬ルート生成方法は、運搬ルート内で選択された複数の仕入先について、立寄り順序と各仕入先への立寄り回数とを決定する立寄り回数決定工程と、前記複数の仕入先のうち最大荷量の仕入先に対する荷物の引取り作業時間が平準化するよう引取りタイミングを決定し、当該引取りタイミングに基づき他の仕入先に対する荷物の引取りタイミングを決定するタイミング決定工程と、前記選択された複数の仕入先のうち、立寄りが非効率な仕入先を選択する非効率仕入先判定工程とを有し、前記タイミング決定工程では、前記非効率仕入先判定工程の判定結果に応じて他の仕入先の引取りタイミングを決定するものである。

本発明においては、運搬ルート生成部が最大荷量の仕入先に対する荷物の引取り作業時間が平準化するよう各仕入先の引取りタイミングを決定して運搬ルート候補を生成するため、引取り回数を考慮しつつ、引取り作業を平準化して在庫削減を図ることができる。また、非効率引取り先を判定することで、非効率引取り先には立寄らない等、作業効率を向上させることができる。

本発明によれば、調達物流ネットワークの最適化計算を実施する際、出荷拠点からの引取りタイミングの平準化を考慮したルートを作成することができる運搬ルート生成装置、運搬ルート生成方法、及び物流ネットワーク最適化装置を提供することができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の形態は、本発明を、出荷拠点の在庫量を考慮した物流ネットワーク最適化装置及びその運搬ルート生成装置に適用したものである。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態にかかる物流ネットワーク最適化装置の模式図である。図１に示すように、本実施の形態にかかる物流ネットワーク最適化装置１は、入力情報として、荷量（運びたいもの）情報１１を入力すると、出力情報１２として、運行計画（運搬ルート情報）を出力する装置である。この物流ネットワーク最適化装置１には、荷量情報１１の他、環境情報１３、制約条件１４も入力される。物流ネットワーク最適化装置１は、荷量情報１１、環境情報１３及び制約条件１４に基づき、多数の運搬ルートを生成し、荷運搬車両の積載率が高いこと、荷運搬車両の稼動率（回転効率）が高いこと、入荷地点に荷運搬車両が集中して到着しないことなどの条件を満たすように、合理的なルートや合理的な運搬ダイヤが決定される。そして、本実施の形態にかかる最適化装置１は、特に、各仕入先における荷物の引取りタイミングの平準化を考慮したルートを作成する、後述するトリップ生成部を有する点を特長とする。

ここで、荷量情報１１は、仕入先から工場、工場から受入先毎の荷物の体積、重量、及び荷物の最小分割単位を示すオーダ数などの情報を含む。また、出力情報１２は、例えば発着時刻、仕入れ先・納入先への立寄り回数、積載荷量などの情報を含むルート情報（運行計画）である。

図２は、本実施の形態にかかる物流ネットワーク最適化装置のハードウェア構成の一例を示している。図２に示すように、物流ネットワーク最適化装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２及びＲＡＭ（Random Access Memory）１０３を有し、これらがバス１０４を介して相互に接続されたコンピュータからなる。このバス１０４にはまた、入出力インターフェイス１０５も接続されている。

入出力インターフェイス１０５には、キーボード、マウスなどよりなる入力部１０６、ＣＲＴ、ＬＣＤなどよりなるディスプレイ、並びにヘッドフォンやスピーカなどよりなる出力部１０７、ハードディスクなどより構成される記憶部１０８、モデム、ターミナルアダプタなどより構成される通信部１０９などが接続されている。入力部１０６より荷量情報１１や環境情報１３、制約条件１４などを入力し、出力部１０７より出力情報１２としてルート情報等を表示させる。

ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されているソフトウェアモジュールを構成する各種プログラム、又は記憶部１０８からＲＡＭ１０３にロードされたソフトウェアモジュールを構成する各種プログラムに従って各種の処理を実行する。例えば、本実施の形態にかかる物流ネットワーク最適化における各処理、例えば運搬ルート内で選択された複数の仕入先について、立寄り順序と各仕入先への立寄り回数とを決定する立寄り回数決定処理や、複数の仕入先のうち最大荷量の仕入先に対する荷物の引取り作業時間が平準化するよう引取りタイミングを決定し、当該引取りタイミングに基づき他の仕入先に対する荷物の引取りタイミングを決定するタイミング決定処理などの各処理を実施する。ＲＡＭ１０３にはまた、ＣＰＵ１０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。

通信部１０９は、図示せぬインターネットを介しての通信処理を行ったり、ＣＰＵ１０１から提供されたデータを送信したり、通信相手から受信したデータをＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０３、記憶部１０８に出力したりする。記憶部１０８はＣＰＵ１０１との間でやり取りし、情報の保存・消去を行う。通信部１０９はまた、他の装置との間で、アナログ信号又はディジタル信号の通信処理を行う。

入出力インターフェイス１０５にはまた、必要に応じてドライブ１１０が接続され、磁気ディスク１１１、光ディスク１１２、フレキシビルディスク１１３、又は半導体メモリ１１４などが適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータ・プログラムが必要に応じて記憶部１０８にインストールされる。

図３は、本実施の形態にかかる物流ネットワーク最適化装置を示すブロック図である。物流ネットワーク最適化装置１は、荷量情報記憶部１１ａに接続されたデータ取込／加工部２と、２点間時間距離情報記憶部２２及び輸送手段情報記憶部２４に接続された直行／中継選択部３と、拠点位置情報記憶部２１、２点間時間距離情報記憶部２２及び拠点情報記憶部２７に接続されたルート候補生成部４と、ＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗ情報記憶部２３、輸送手段情報記憶部２４、コスト情報記憶部２５、走行条件記憶部２６、拠点情報記憶部２７及び制約情報記憶部２８に接続されたトリップ生成部５と、輸送手段情報記憶部２４及び制約情報記憶部２８が入力される制約違反削除部６と、混合整数計画（Mixed Integer Programming）部７と、ルート情報記憶部１２ａに接続された結果出力部８とを有する。

ここで、拠点位置情報記憶部２１、２点間時間距離情報記憶部２２、ＴｉｍｅＷＩｎｄｏｗ情報記憶部２３、輸送手段情報記憶部２４、コスト情報記憶部２５、走行条件記憶部２６、拠点情報記憶部２７及び制約情報記憶部２８の各情報は、上述の環境情報１３に含まれるものとする。

拠点位置情報記憶部２１は、仕入れ先、納入先の各拠点位置の情報を保持している。２点間時間距離情報記憶部２２は、全拠点の任意の２点についての時間距離情報を保持している。ＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗ情報記憶部２３は、拠点毎のＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗを保持している。ＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗとは時間制約のことで、納入先などの各拠点における配送可能（取引可能）な時間の幅を示す。すなわち、各拠点の開店（Ｏｐｅｎ）乃至閉店（Ｃｌｏｓｅ）までの時間帯を示し、この時間外に荷物の引取りや、荷物の生産等は行なわれないものとする。

輸送手段情報記憶部２４は、輸送手段が何であるかの情報を保持しており、コスト情報記憶部２５は、各種コストを保持している。走行条件記憶部２６は、ドライバの走行可能条件及び時間を保持している。また、拠点情報記憶部２７は、最低納入回数や日当たり取り扱い可能荷量など、拠点に関する情報を保持している。さらに、制約情報記憶部２５は、ルート内最大立寄り仕入れ先数など、運用上の制約条件を保持している。

データ取込／加工部２は、荷量情報記憶部１１ａから荷量情報を取り込み、適宜加工する。直行／中継選択部３は、各拠点の２点間時間距離情報及び輸送手段情報に基づき、各拠点間を直行するか、他の拠点を中継するかを決定する。

ルート候補生成部４は、拠点位置情報、２点間時間距離情報及び拠点情報に基づき、複数の仕入先と納入先を選択し、どのように複数の仕入先を巡回して納入先に荷物を納入するかのルート候補を生成する。トリップ生成部５は、ＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗ情報、輸送手段情報、コスト情報、走行条件、拠点情報及び制約情報に基づき、仕入れ先での引取り平準化を考慮しルートを生成する運搬ルート生成装置として機能する。この処理についての詳細は後述する。制約違反削除部６は、輸送手段情報及び制約情報に基づき、制約違反のルートを削除する。ここで、ルート候補生成、トリップ生成、制約違反削除の一連の処理は、全仕入先分、繰り返し行なわれる。

そして、混合整数計画部７は、以上のようにして用意された多数の運搬ルートから、混合整数計画法により最適な運搬ルートを選択し、運搬ルート情報として出力する。本実施の形態においては、トリップ生成部５にて、各ルート候補について仕入れ先の引取り平準化に着目した運搬ルートを生成するため、結果として出荷拠点からの引取りタイミングの平準化を考慮した運搬ルートを生成することができる。

ここで、各ブロックにおける任意の処理は、上述したＣＰＵ１０１にコンピュータ・プログラムを実行させることにより実現することが可能である。この場合、コンピュータ・プログラムは、記録媒体に記録して提供することも可能であり、また、インターネットその他の伝送媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。

次に、本実施の形態にかかる物流ネットワーク最適化装置におけるトリップ生成部の処理（運搬ルート生成処理）について詳細に説明する。ここでは、説明の簡単のため、納入先Ｚ、仕入先Ａ〜Ｄに関するルートについて考えることとする。なお、納入先Ｚとしては、最終納入先だけでなく、一次納入先（中継地）も含まれる。図４は、納入先Ｚ、仕入先Ａ〜Ｄを示す模式図である。納入先Ｚ及び仕入先Ａ〜Ｄに関し、ルート候補生成部４により、図４右図になるように多数のルート候補が生成されている。ここで仕入先Ａ〜Ｄは、それぞれ６ｍ^３、６０ｍ^３、５０ｍ^３、９０ｍ^３の荷物があり、納入先Ｚにこれらの荷物を運搬するトレーラは７０ｍ^３の荷物を運搬することができるものとする。トリップ生成部５は、ルート候補生成部４が生成した各ルートに対し、トリップ生成処理を行い、各ルートについて、仕入先からの引取りタイミングの平準化を考慮した運行計画を生成する。本例では、候補６（仕入先Ａ、Ｂ、Ｄを回るルート）についてトリップ生成処理を行なった場合について説明する。

図５は、トリップ生成部を示す機能ブロック図である。トリップ生成部５は、運搬ルート内で選択された複数の仕入先について、立寄り順序と各仕入先への立寄り回数とを決定する立寄り回数決定部５１と、立寄る仕入先のうち最大荷量の仕入先における引取り作業時間が平準化するよう引取りタイミングを決定する第１引取りタイミング決定部としての最大荷量仕入先引取りタイミング決定部５２と、決定した最大荷量の仕入先の引取りタイミングに基づいて他の仕入先の引取りタイミングを決定する第２引取りタイミング決定部としてのその他仕入先引取りタイミング決定部５３とを有する。

最大荷量仕入先タイミング決定部５２は、最大荷量の仕入先での引取り作業時間のうち、運搬最初の引取り作業時間ｔ１と、運搬最後の引取り作業時間終了後の生産作業時間ｔｎとの合計値（ｔ１＋ｔｎ）が、その他の、引取り作業後の生産作業時間及び次の引取り作業時間の合計値（ｔ２、ｔ３、・・・ｔｎ−１）と等しくなるように平準化した状態で最大荷量の仕入先の引取りタイミングを決定する。その他仕入先引取りタイミング決定部５３は、最大荷量仕入先引取りタイミング決定部５２の決定結果に基づき、他の仕入先の引取りタイミングを決定する。

更に、後述するように、ルート候補内で選択された複数の仕入先のうち、立寄りが非効率な仕入先を選択する非効率仕入先判定部５４を有していてもよい。この場合、その他仕入先引取りタイミング決定部５３は、非効率仕入先判定部５４の判定結果に応じて他の仕入先の引取りタイミングを決定することで運搬ルートを決定する。例えば、非効率と判断された仕入先の立寄り回数を減らしたりする。

図６はトリップ生成部の処理を示すフローチャートである。先ず、立寄り回数決定部５１がルート候補内の立寄り順序を決定する（ステップＳ１）。この工程では、立寄り回数決定部５１が、最初に仕入先Ａ、仕入先Ｂ、仕入先Ｄ、納入先Ｚの４点に対し、ＴＳＰ（Traveling Salesman Problem 巡回セールスマン問題）を解く。巡回セールスマン問題とは、あるセールスマンが幾つかの都市を一度ずつ訪問して出発点に戻ってくるときに、移動距離が最短になる経路を求める問題をいう。図７はその模式図を示す。ここで周回の向きは、キャッシュフローがよいため、納入先Ａからの距離が遠い方を優先することにする。すなわち、本例においては、納入先Ｚからの距離が短い仕入先Ｂから回る周回Ｒ２ではなく、納入先Ｚからの距離が遠い仕入先Ｄから回る周回Ｒ１を選択する。ただし、運用上の都合により、荷量が多い仕入先に最初に立寄る、などといった変更も可能である。本例の場合は、納入先Ｚ→仕入先Ｄ→仕入先Ａ→仕入先Ｂ→納入先Ｚとなる。

次に、立寄り回数決定部５１はルート間最大仕入先を判定する（ステップＳ２）、本例の場合は、
仕入先Ａ（６ｍ^３）＜仕入先Ｂ（６０ｍ^３）＜仕入先Ｄ（９０ｍ^３）
となり、仕入先Ｄである。

次に、立ち寄り回数決定部５１は、立寄り回数を決定する（ステップＳ３）。立寄り回数は、
立寄り回数＝ルート内荷量合計÷輸送手段容量
により求めることができる。本例の場合、下記のようになる。立寄り回数はルート内荷量合計を輸送手段容量で運ぶための最小回数である。
（６＋６０＋９０）÷７０＝３便
なお、ステップＳ２におけるルート間最大仕入先を判定してから、ステップＳ３における立寄り回数を決定してもよい。

次に、最大仕入先引取りタイミング決定部５２は、この最大荷量の仕入先Ｄへの立寄りを平準化して配置することで、ルート間最大仕入先引取りタイミングを決定する（ステップＳ４）。図８は、その様子を示す模式図である。ハッチで示す時間帯は各仕入先が稼動していない（ｃｌｏｓｅの）時間帯である。具体的には、最大仕入先引取りタイミング決定部５２は、最大荷量の仕入先Ｄにおける引取り可能時間帯（稼動時間）（ＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗ）のうち、運搬最初の引取り作業時間ｔ１と、運搬最後の引取り作業時間終了後の生産作業時間ｔｎとの合計値（ｔ１＋ｔｎ）が、その他の、引取り作業後の生産作業時間及び次の引取り作業時間の合計値（ｔ２、ｔ３、・・・ｔｎ−１）と等しくなるように平準化した状態で仕入先Ｄの引取りタイミングを決定する。

本例では３便であるので、ｎ＝４となり、運搬最初の引取り作業時間ｔ１、当該引取り後の生産作業時間及び次の引取り作業時間の合計値ｔ２、同じく当該引取り後の生産作業時間及び最後の引取り作業時間の合計値ｔ３、当該最後の引取り作業時間終了後の生産作業時間ｔ４とすると、仕入先ＤのＯｐｅｎからＣｌｏｓｅまでの取引可能時間帯（ＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗ）を、
（ｔ１＋ｔ４）＝ｔ２＝ｔ３
となるよう区切り、荷物の引取りタイミングを平準化して配置する。

そして、図９に示すように、仕入先Ｄの引取りが（ｔ１＋ｔ４）＝ｔ２＝ｔ３を満足する状態で残りの仕入先Ａ、Ｂの引取りタイミングを決定する（ステップＳ５）。

本実施の形態においては、最大仕入先の引取りタイミングの平準化を優先して行なうことで、仕入先の引取り平準化に着目した運搬ルート候補の生成が可能となる。このようにトリップ生成部５で各ルート候補について生成される運搬ルート（運行計画）が最大仕入先の引取りタイミングの平準化を優先したものであるため、最終的に混合整数計画部７にて選択される運行計画も、最大仕入先の引取りタイミングの平準化を考慮したものとなり、在庫削減及び納入リードタイム（Ｌ／Ｔ）と物流コスト削減の両立を図ったものとすることができる。

実施の形態２．
次に本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態は、混合整数計画部７が更に良解を得るためのトリップ生成方法であって、実施の形態１にかかるトリップ生成部５において、荷量が少なく非効率な仕入先の引取りを中止することで、解空間を広げ、効率よく良解を得るものである。なお、本実施の形態及び後述する実施の形態３、４において、物流ネットワーク最適化装置及びトリップ生成部の構成は実施の形態１と同様である。

図１０は、本実施の形態にかかるトリップ生成部の処理を示すフローチャートである。ステップＳ１乃至Ｓ４は、上述の実施の形態１と同様、立寄り回数決定部５１及び最大荷量仕入先引取りタイミング決定部５２により、立寄り回数を決定し、ルート間最大荷量の仕入先の引取りタイミングを決定する処理を行なうものとする。ここで、本例においては、納入先Ｚ、仕入先Ａ〜Ｄの各拠点間の距離は図１１に示す距離を満たすものであるとする。本実施の形態においては、非効率の仕入先への立寄りを減らすことを目的とする。先ず、走行距離が増えると物流費が増大するため、走行距離はなるべく短くすることが好ましい。また、図１２の左右を比較すると、荷量が多い場合は、立寄り回数を増やすことで在庫削減効果が大きくなる（左図）が、荷量が少ない場合は、立寄り回数を増やしても在庫削減効果は小さい（右図）ことがわかる。

そこで、本実施の形態においては、ステップＳ４において最大荷量仕入先引取りタイミング決定部５２により、ルート間最大仕入先引取りタイミングを図８のように決定した後、非効率仕入先判定部５４が非効率仕入先の判定を行い、この非効率仕入先への立寄り回数を減らす処理を実行する（ステップＳ５−２）。

先ず、非効率仕入先判定部５４は、非効率仕入先を、荷量が少なく、距離的に無駄のある仕入先と定義し、下記式（１）を満足する場合に非効率仕入先と判定する。
対象仕入先荷量／ルート内最大仕入先荷量＜１−（対象仕入先に寄らない走行距離／対象仕入先にも立寄る走行距離）・・・（１）

例えば、仕入先Ａは、
対象仕入先荷量／ルート内最大仕入先荷量＝６／９０＝０．０６７
１−（対象仕入先に寄らない走行距離／対象仕入先にも立寄る走行距離）＝１−（（４０＋３０＋３０）／（４０＋５０＋４０＋３０））＝０．３７５
となり、式（１）を満たすため、非効率と判定することができる。

また、仕入先Ｂは、
対象仕入先荷量／ルート内最大仕入先荷量＝６０／９０＝０．６６７
１−（対象仕入先に寄らない走行距離／対象仕入先にも立寄る走行距離）＝１−（（４０＋５０＋６５）／（４０＋５０＋４０＋３０））＝０．０３１
となり、式（１）を満たさないため、非効率ではないと判定することができる。

この結果を考慮し、ステップＳ５において、その他の仕入先の引取りタイミングを決定する。本例においては、仕入先Ａは非効率と判定されたため、例えば図１３に示すように、１回目のみ、仕入先Ａに立寄り、２回目以降は立寄らないこととすることができる。

本実施の形態においては、非効率仕入先判定部５４により非効率仕入先を判定するので、荷量が少なく、距離が遠い仕入先への立寄りを減らすことができ、より効率的なルートの生成が可能となる。トリップ生成部５において、各ルートについて生成される運行計画が最大仕入先の引取りタイミングの平準化を優先しつつ、更に非効率の仕入先の立寄り回数を減らしたものであるため、混合整数計画部７は、更に効率がよいルート情報を生成（選択）することができる。

実施の形態３．
次に本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態は、更に良解を得るためのトリップ生成方法であって、実施の形態２にかかる物流ネットワーク最適化装置のトリップ生成部５において、ＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗが狭く非効率な仕入先の引取りを中止することで、解空間を広げ、効率良く良解が得るものである。

図１４は、本実施の形態にかかるトリップ生成部の処理を示すフローチャートである。ステップＳ４−２までは実施の形態２と同様の処理を実行する。そして、本実施の形態においては、ステップＳ４−２の後工程として、ステップＳ４−３を設け、非効率仕入先判定部５４は、基準仕入先と対象仕入先とのＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗを比較し、非効率と判定した場合には、その他仕入先引取りタイミング決定部５３が当該ルートにとって、非効率なＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗの仕入先への立寄り回数を減らすことでルート候補として生成できるルートを増やし、全体として良解を得るものである。

ここでは、図１５（ａ）に示すように、納入先ＢのＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗが狭い場合について考える。最大荷量の納入先Ｄの立寄りタイミングをずらす、すなわち全体の立寄りタイミングをずらすべきか（図１５（ｂ））、又は、仕入先Ｂの立寄りをやめるべきか（図１５（ｃ））の選択をすることができる。ここで、全体に影響を与えない、すなわち最大荷量の納入先Ｄの立ち寄りタイミングをずらさなくてよいのであれば納入先Ｂへ立寄りたいが、全体に影響を与える、すなわち細大荷量の納入先Ｄの立ち寄りタイミングを変更しなければならないならば、平準化が阻害されるため、仕入先Ｂには立寄りたくはない。よって、非効率仕入先判定部５４は、当該仕入先Ｂの重要度と、当該仕入先Ｂへの立寄りが全体に及ぼす影響度とを比較し、非効率仕入先か否かの判断をする。

まず、非効率仕入先判定部５４は、仕入先の重要度を基準仕入先との荷量比で判断する。基準仕入先は、本実施の形態においては、ルート内最大荷量の仕入先とする。また、非効率仕入先判定部５４は、仕入先が全体に及ぼす影響を基準仕入先とのＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗ比で判断する。すなわち、下記の式（２）の関係を満たす場合は、重要又は全体に影響を与えないため、全体の取引タイミングをずらすこととする。左辺は重要度、右辺は全体に及ぼす影響を示す。
対象仕入先荷量／ルート内最大仕入先荷量＞１−（ＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗ差／ルート内最大仕入先荷量）・・・（２）

一方、下記の式（３）の関係を満たす場合は、重要ではない、又は全体に影響を与えるため非効率仕入先と判断し、立寄らないこととする。同じく、左辺は重要度、右辺は全体に及ぼす影響を示している。
対象仕入先荷量／ルート内最大仕入先荷量＜１−（ＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗ差／ルート内最大仕入先荷量）・・・（３）

図１６は、ＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗ差を説明する模式図である。ここで、ＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗ差は下記のように算出する。
仕入先ＢのＯｐｅｎ時間（ａ１）−（仕入先ＤのＯｐｅｎ時間（ａ２）＋仕入先Ｄから仕入先Ｂまでの走行時間（ａ３））＝Ａ＞０、
（仕入先ＤのＣｌｏｓｅ時間（ｂ１）＋仕入先Ｄから仕入先Ｂまでの走行時間（ｂ２））−仕入先ＢのＣｌｏｓｅ時間（ｂ３）＝Ｂ＞０、
であれば、
ＴｉｍｅＷｉｎｄｏｅ差＝Ａ＋Ｂ

ここで、仕入先ＢのＯｐｅｎ時間（ａ１）＜（仕入先ＤのＯｐｅｎ時間（ａ２）＋仕入先Ｄから仕入先Ｂまでの走行時間（ａ３））である場合（Ａ＜０）、すなわち、仕入先ＤがＯｐｅｎして仕入先Ｂに移動するまでに仕入先ＢがＯｐｎｅする場合には、全体に影響を及ぼさないため、ＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗ差のＡは０とする。また、（仕入先ＤのＣｌｏｓｅ時間（ｂ１）＋仕入先Ｄから仕入先Ｂまでの走行時間（ｂ２））＜仕入先ＢのＣｌｏｓｅ時間（ｂ３）である場合（Ｂ＜０）、すなわち、仕入先ＤがＣｌｏｓｅしてから仕入先Ｂに移動しても仕入先ＢがＯｐｅｎしている場合には、全体に影響を及ぼさないため、ＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗ差のＢは０となる。ＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗ差が小さいほど全体に及ぼす影響小さくなる。

本実施の形態においては、非効率仕入先判定部５４が、ＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗ差及び荷量に基づき非効率判定を行なうことで、実行不可能な運搬ルートとして運搬ルートの対象外になっていたルートを、非効率か否かの判定に応じて新たな運搬ルートとすることができ、より良解を得る可能性を高くすることができる。

実施の形態４．
次に本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態は、更に良解を得るためのトリップ生成方法であって、実施の形態３にかかる物流ネットワーク最適化装置において、トリップ生成部５が運用上の都合で付与された分割最小単位（以下オーダ数という。）を考慮して効率がよい引取り回数を決定するものである。

先ず、オーダ数について説明する。図１７は、在庫推移を示す図であって、同一引取り回数下におけるオーダ数の影響を説明する図である。オーダ数は、分割最小単位であり、１回の引取りに可能な最小の荷量を示す。ここでは、荷量が４０ｍ^３で、３回引取りの場合について説明する。図１７（ａ）に示すように、４０ｍ^３で３回引取りの場合、オーダ数がない場合には、単純に３等分すればよいので、１回の引取り荷量は約１３．９ｍ^３となる。一方、オーダ数が４オーダと決まっている場合には、４０÷４で最小単位が１０ｍ^３となる。すなわち、１０ｍ^３単位でしか荷物を引取れない。したがって、図１７（ｂ）に示すように、例えば１回目と３回目は１０ｍ^３、２回目を２０ｍ^３とすることとなり、最大在庫は２０ｍ^３となってしまう。そこで、本実施の形態においては、立寄り回数決定部５１及びその他仕入先引取りタイミング決定部５３がこの在庫推移の山の高さを最も低くできるような立寄り回数、引取りタイミングを決定する。

図１８は、本例における仕入先及び納入先を示す模式図である。仕入先Ｐはオーダ数１、荷量が１０ｍ^３、仕入先Ｑはオーダ数が８、荷量が５０ｍ^３、仕入先Ｒはオーダ数が１２、荷量が１８０ｍ^３である。

図１９は、本実施の形態にかかるトリップ生成部の処理を示すフローチャートである。実施の形態１と同様に、立寄り回数決定部５１は、ステップＳ２において最大荷量の仕入先を判定し、ステップＳ３にて立寄り回数を決定する。本例では、
（１０＋５０＋１８０）÷５０＝５便
となるが、ここで、本実施の形態における立寄り回数決定部５１は、
最大荷量のオーダ数÷引取り回数（Ｆ）＝整数
となる最小値を引取り回数とする。

すなわち、立寄り回数決定部５１は、図２０のフローチャートに従って立ち寄り回数を決定する。すなわち、仕入先Ｒのオーダ数１２÷立ち寄り回数５を演算し（ステップＳ１１）、整数ではないので、（ステップＳ１２：Ｎｏ）、立ち寄り回数Ｆ＝Ｆ＋１、すなわち、Ｆ＝６とし（ステップＳ１３）、再びステップＳ１１を実行する。この場合、オーダ数÷立ち寄り回数＝２となり、整数となるので（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、立ち寄り回数は６回と決定する。なお、オーダ数が整数になるよう立ち寄り回数を定めると立ち寄り回数が不要に多くなる場合がある。この場合は、後段の混同整数計画部７において当該ルート候補のトリップは選択されない。ただし、例えば最大荷量に対する最大立寄り回数を定めておき、ステップＳ１３で最大立寄り回数に達した場合にはその値を立ち寄り回数に設定してもよい。この場合、各立寄りによりオーダ数ができるだけ平準化されるようにすればよい。

こうして、本例においては、最大荷量の仕入先Ｒのオーダ数は１２であるため、引取り回数Ｆ＝６回に決定する。その後、最大仕入先引取りタイミング決定部５２により、最大荷量の仕入先Ｒへの引取りタイミングが図２１に示すように決定される。

次に、実施の形態２、実施の形態３と同様に、非効率仕入先判定部５４は、非効率仕入先の判定をし、その他仕入先引取りタイミング決定部５３が非効率仕入先の立寄り数を決定する。本例においては、仕入先Ｐ、仕入先Ｑはいずれも非効率仕入先とされたものとする。この場合、先ず、他仕入先引取りタイミング決定部５３は最小可能引取り数を計算する。ここでは、仕入先Ｑを例にとって説明する。

トレーラは、６便、５０ｍ^３の荷物を積載可能であり、仕入先Ｒで毎回３０ｍ^３の荷物を引き取るため、毎回２０ｍ^３の荷物を載せることができる。そこで、最小引取り回数は下記のように求まる。
最小引取り数＝５０÷（５０−３０）＝２．５→３回
次に、他仕入先引取りタイミング決定部５３は、図２０のフローチャートにしたがって非効率仕入先立ち寄り回数を決定する。すなわち、仕入先Ｑのオーダ数８÷引取り回数３を演算し（ステップＳ１１）、整数ではないので、（ステップＳ１２：Ｎｏ）、引取り回数Ｆ＝Ｆ＋１、すなわち、Ｆ＝４とし（ステップＳ１３）、再びステップＳ１１を実行する。この場合、オーダ数÷引取り回数＝２となり、整数となるので（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、引取り回数は４回と決定する。

なお、引取り回数がステップＳ２にて決定した立寄り回数に達してもオーダ数÷引取り回数が整数にならない場合には、例えば引取り回数が６、オーダ数が８であれば、１便目及び４便目のオーダ数を２とするなど、引取りの際にオーダ数ができるだけ平準化されるようにする。この場合、他の仕入先におけるオーダ数も考慮して決定することが好ましい。例えば、オーダ数が整数にならない場合の各便及び平準化されたオーダ数の対応をテーブル等で保存し適宜参照するようにしてもよい。仕入先Ｐについても同様に求めることができ、本例においては引取り回数１回と決定される。

そして、他仕入先引取りタイミング決定部５３は、各仕入先の引取り回数及びオーダ数を考慮して、それぞれができるだけ平準化するよう各仕入先の引取りタイミングを決定する（ステップＳ５）。

本実施の形態においては、トリップ生成部５は、実施の形態１乃至３と同様に、最大仕入先の引取りタイミングの平準化を優先して行なうことで、仕入先の引取り平準化に着目したルート生成が可能となると共に、各仕入先について、オーダ数を考慮し、在庫削減効果が高い引取り回数で立寄ることができるため、必要最小限のコストで在庫量を抑制したことができる。

なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明の実施の形態１にかかる物流ネットワーク最適化装置の模式図である。 本発明の実施の形態１にかかる物流ネットワーク最適化装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１にかかる物流ネットワーク最適化装置を示すブロック図である。 納入先及び仕入先を示す模式図である。 本発明の実施の形態１にかかる物流ネットワーク最適化装置におけるトリップ生成部を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態１にかかる物流ネットワーク最適化装置におけるトリップ生成部の処理を示すフローチャートである。 ルート内立寄り順序決定処理により決定された立寄り順序を示す図を示す。 最大荷量の仕入先への立寄りを平準化して配置した様子を示す模式図である。 平準化された最大荷量の仕入先の立寄りに基づき決定された他の仕入先の立寄りタイミングを示す図である。 本発明の実施の形態２にかかる物流ネットワーク最適化装置におけるトリップ生成部の処理を示すフローチャートである。 納入先及び仕入先の各拠点間の距離を示す図である。 荷量及び立寄り回数による在庫削減効果を説明する図である。 非効率立寄り先へは立寄らない場合の立寄りタイミングを示す図である。 本発明の実施の形態３にかかる物流ネットワーク最適化装置におけるトリップ生成部の処理を示すフローチャートである。 納入先のＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗが与える全体の立寄りタイミングへの影響を説明する図である。 ＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗ差を説明する模式図である。 在庫推移を示す図であって、同一引取り回数下におけるオーダ数の影響を説明する図である。 仕入先及び納入先を示す模式図である。 本発明の実施の形態４にかかる物流ネットワーク最適化装置におけるトリップ生成部の処理を示すフローチャートである。 オーダ数に応じて立ち寄り回数を決定する方法を示すフローチャートである。 仕入先への取引タイミングを示す図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ従来の引取りタイミング及び在庫推移を示す模式図である。

符号の説明

２ データ取込／加工部２
３ 直行／中継選択部
４ ルート候補生成部
５ トリップ生成部
６ 制約違反削除部
７ 混合整数計画部
８ 結果出力部
１１ 荷量情報
１１ａ 荷量情報記憶部
１２ａ ルート情報記憶部
１２ 出力情報
１３ 環境情報
１４ 制約条件
２１ 拠点位置情報記憶部
２２ ２点間時間距離情報記憶部
２３ ＴｉｍｅＷｉｎｄｏｗ情報記憶部
２４ 輸送手段情報記憶部
２５ コスト情報記憶部
２５ 制約情報記憶部
２６ 走行条件記憶部
２７ 拠点情報記憶部
２８ 制約情報記憶部
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ バス
１０５ 入出力インターフェイス
１０６ 入力部
１０７ 出力部
１０８ 記憶部
１０９ 通信部
１１０ ドライブ
１１１ 磁気ディスク
１１２ 光ディスク
１１３ フレキシビルディスク
１１４ 半導体メモリ

Claims (8)

1. 運搬ルート内で選択された複数の仕入先について、立寄り順序と各仕入先への立寄り回数とを決定する立寄り回数決定部と、
   前記複数の仕入先のうち荷量が最大の仕入先に対して、荷物の引取り作業時間が平準化するよう荷物の引取りタイミングを決定し、当該引取りタイミングに基づき他の仕入先に対する荷物の引取りタイミングを決定するタイミング決定部と、
   前記選択された複数の仕入先のうち、立寄りが非効率な仕入先を選択する非効率仕入先判定部とを有し、
   前記タイミング決定部は、前記非効率仕入先判定部の判定結果に応じて他の仕入先の引取りタイミングを決定する
   運搬ルート生成装置。
2. 前記非効率仕入先判定部は、対象仕入先荷量／ルート内最大仕入先荷量と、１−（対象仕入先に立寄らない場合の走行距離／対象仕入先に立寄る場合の走行距離）との大小関係に基づき非効率仕入先か否かを判定する
   ことを特徴とする請求項１記載の運搬ルート生成装置。
3. 各仕入先における荷量がその最小分割単位×オーダ数からなる場合、
   前記立寄り回数決定部は、全仕入先の荷量の総量、運搬車の積載可能荷量、及び最大荷量の仕入先におけるオーダ数に基づき、当該オーダ数／立寄り回数が整数になるよう立寄り回数を決定する
   ことを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項記載の運搬ルート生成装置。
4. 前記非効率仕入先判定部は、最大荷量の仕入先以外の仕入先の引取り回数を、当該仕入先のオーダ数／引取り回数が整数Ｆ（Ｆ≦立寄り回数）となるよう、各仕入先の引取り回数を決定する
   ことを特徴とする請求項３記載の運搬ルート生成装置。
5. 運搬ルート内で選択された複数の仕入先について、立寄り順序と各仕入先への立寄り回数とを決定する立寄り回数決定工程と、
   前記複数の仕入先のうち最大荷量の仕入先に対する荷物の引取り作業時間が平準化するよう引取りタイミングを決定し、当該引取りタイミングに基づき他の仕入先に対する荷物の引取りタイミングを決定するタイミング決定工程と、
   前記選択された複数の仕入先のうち、立寄りが非効率な仕入先を選択する非効率仕入先判定工程とを有し、
   前記タイミング決定工程では、前記非効率仕入先判定工程の判定結果に応じて他の仕入先の引取りタイミングを決定する
   運搬ルート生成方法。
6. 前記非効率仕入先判定工程では、対象仕入先荷量／ルート内最大仕入先荷量と、１−（対象仕入先に立寄らない場合の走行距離／対象仕入先に立寄る場合の走行距離）との大小関係に基づき非効率仕入先か否かを判定する
   ことを特徴とする請求項５記載の運搬ルート生成方法。
7. 各仕入先における荷量がその最小分割単位×オーダ数からなる場合、
   前記立寄り回数決定工程では、全仕入先の荷量の総量、運搬車の積載可能荷量、及び最大荷量の仕入先におけるオーダ数に基づき、当該オーダ数／立寄り回数が整数になるよう立寄り回数を決定する
   ことを特徴とする請求項５乃至６のいずれか１項記載の運搬ルート生成方法。
8. 前記非効率仕入先判定工程では、最大荷量の仕入先以外の仕入先の引取り回数を、当該仕入先のオーダ数／引取り回数が整数Ｆ（Ｆ≦立寄り回数）となるよう、各仕入先の引取り回数を決定する
   ことを特徴とする請求項７記載の運搬ルート生成方法。

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