JP5825128B2 - 出荷計画立案装置、出荷計画立案方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
しかしながら、このような船の寄港順を決める問題は、巡回セールスマン問題と呼ばれる求解が困難な部類の問題である。さらに、前述した出荷計画では、出荷計画を立案するのと同時に各船が寄港する港を決定する必要がある。よって、輸送コストを正確に考慮した最適化問題を解くことは非常に難しいという課題があった。
[第1の実施形態]
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、出荷計画立案装置100の機能的な構成の一例を示す図である。尚、出荷計画立案装置100のハードウエアの構成は、例えば、CPU、ROM、RAM、HDD、及び各種のインターフェースを備えた情報処理装置を用いることにより実現することができる。
注文情報入力部101は、例えば、オペレータによる入力装置の操作入力、外部装置とのネットワークを介した通信、又は可搬型の記憶媒体からの情報の読み出しに基づいて、注文(製品)の属性を示す注文情報を入力して記憶する。
図2は、注文情報200の一例を示す図である。
図2に示す例では、注文情報200は、製品No、揚地、重量、及び出荷期限日の各情報を含む。
揚地は、製品の出荷先を示す情報である。本実施形態において、製品の揚地とは、製品が船に積まれた後、当該製品が最初に降ろされる場所をいう。本実施形態では、製品を船で輸送する場合を例に挙げて説明するので、出荷岸壁のある港等が揚地となる。図2に示すように本実施形態では、揚地を大文字のアルファベット(A、B、・・・)により表すものとする。
重量は、製品の重量[ton]である。
出荷期限日は、製品を出荷する期限となる日である。ここでは、出荷計画の立案日当日を「0」、出荷計画の立案日のZ(Zは自然数)日後を「Z」として、出荷期限日を表すものとする。
注文情報入力部101は、例えば、CPUが、ROM等に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、外部から入力した注文情報200のデータをRAM等に記憶することにより実現される。
出荷財源マトリクス作成部102は、注文情報入力部101により入力された注文情報200に基づいて、出荷財源マトリクスを作成して記憶する。
図3は、出荷財源マトリクス300の一例を示す図である。
図3において、出荷財源マトリクス300は、出荷先別、出荷期限日別の注文量を表すものである。図3に示す例では、出荷財源マトリクス300は、揚地別・出荷期限日別の注文重量[ton]で表される。また、前述したように、「出荷期限日」が出荷計画の立案日当日である場合には、「出荷期限日」を「0」とし、「出荷期限日」が出荷計画の立案日のZ(Zは自然数)日後である場合には、「出荷期限日」を「Z」としている。
出荷財源マトリクス作成部102は、例えば、CPUが、ROM等に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、RAM等から注文情報200のデータを読み出し、注文情報200を、揚地別・出荷期限日別に集計して出荷財源マトリクス300を作成し、作成した出荷財源マトリクス300のデータをRAM等に記憶することにより実現される。
配船数上限値・出荷フラグ設定値入力部103は、例えば、オペレータによる入力装置の操作入力、外部装置とのネットワークを介した通信、又は可搬型の記憶媒体からの情報の読み出しに基づいて、出荷日別最大配船数(MaxShipCountj)と、出荷フラグ設定値(M)とを入力して記憶する。
出荷日別最大配船数(MaxShipCountj)と、出荷フラグ設定値(M)は、後述するようにして、船型別・揚地別・出荷日別・船番号別出荷量(loadAmountig,i,j,s)を算出する際の制約式における定数である((8)式、(6)式を参照)。
ここで、ig、i、j、sは、それぞれ船型、揚地、出荷日、船番号を表す。船型igとは、船の大きさ等の船の能力を示す情報である。本実施形態では、船型igを小文字のアルファベット(a、b、・・・)で表すものとする。また、出荷日iとは、製品を船に積み出荷する日を示す情報である。本実施形態では、出荷日iを立案日からの日数(0、1、・・・)で表すものとする。揚地jとは、製品を揚げる港を示す情報である。本実施形態では、揚地jを大文字のアルファベット(A、B、C・・・)で表すものとする。船番号sとは、その日に出荷元に配船する船の配船順を表す情報である。本実施形態では、船番号sが「0」、「1」、「2」、「3」の何れかの値をとるものとする。船番号sとして、「0」、「1」、「2」、「3」が割当てられた船は、それぞれ、その日の「1隻目の船」、「2隻目の船」、「3隻目の船」、「4隻目の船」となる。
出荷フラグ設定値(M)は、後述するように、船型別・揚地別・出荷日別・船番号別出荷量(loadAmountig,i,j,s)が0を上回るときに、0−1変数である出荷フラグloadDig,i,j,sの値を「1」にして(6)式を成立させるためのものである。出荷フラグ設定値(M)としては十分に大きな正の値を設定する。
配船数上限値・出荷フラグ設定値入力部103は、例えば、CPUが、ROM等に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、外部から入力した「出荷日別最大配船数400及び出荷フラグ設定値(M)」のデータをRAM等に記憶することにより実現される。
輸送コスト入力部104は、例えば、オペレータによる入力装置の操作入力、外部装置とのネットワークを介した通信、又は可搬型の記憶媒体からの情報の読み出しに基づいて、輸送コストに関する定数を入力して記憶する。
本実施形態では、輸送コストに関する定数として以下の情報を入力する。
・船型別・揚地別輸送費用(TransportCostig,i)
・割増運賃(Extracharge)
割増運賃(Extracharge)は、後述する輸送コスト評価値J2において、船が港に寄港する度に加算される、単位注文量当たりの割増運賃[円/ton]である((12)式の右辺第1項を参照)。図6は、割増運賃600の一例を示す図である。
図5及び図6に示すように、本実施形態では、単位注文量を1[ton]としている。
船型別・揚地別輸送費用(TransportCostig,i)と割増運賃(Extracharge)は、後述するようにして、船型別・揚地別・出荷日別・船番号別出荷量(loadAmountig,i,j,s)を算出する際の評価関数における定数である((14)式、(12)式を参照)。
輸送コスト入力部104は、例えば、CPUが、ROM等に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、外部から入力した「船型別・揚地別輸送費用500及び割増運賃600」のデータをRAM等に記憶することにより実現される。さらに、輸送コスト入力部104は、RAM等から、船型別・揚地別輸送費用500のデータを読み出して、揚地別最大輸送費用(MaxTransportCosti)を導出し、そのデータをRAM等に記憶することにより実現される。
寄港ルート候補入力部105は、例えば、オペレータによる入力装置の操作入力、外部装置とのネットワークを介した通信、又は可搬型の記憶媒体からの情報の読み出しに基づいて、寄港ルート候補(MixConditionig,i)と、船型別の最大積載量である出荷ロット(shipLotSizeig)とを入力して記憶する。
寄港ルート候補(MixConditionig,i)と、出荷ロット(shipLotSizeig)は、後述するようにして、船型別・揚地別・出荷日別・船番号別出荷量(loadAmountig,i,j,s)を算出する際の制約式における定数である((7)式、(1)式を参照)。
図7は、寄港ルート候補710(710a、710b)と、出荷ロット720(720a、720b)の一例を示す図である。図7に示すように、本実施形態では、出荷ロット720を、船型igの船の最大積載重量[ton]としている。
立案方針入力部106は、例えば、オペレータによる入力装置の操作入力、外部装置とのネットワークを介した通信、又は可搬型の記憶媒体からの情報の読み出しに基づいて、後述する評価関数Jに対する重み係数w2((9)式を参照)を入力して記憶する。
図8は、重み係数w1、w2の一例を示す図である。
後述するように、本実施形態では、出荷期限日違反量評価値J1と輸送コスト評価値J2との重み付き線形和で評価関数Jが表される((9)式を参照)。よって、出荷期限日違反量に対する重み係数w1と、輸送コストに対する重み係数w2とを設定する必要がある。ただし、本実施形態では、図8に示すように、出荷期限日違反量に対する重み係数w1の値を「1」に固定しておいて、出荷期限日違反量に対する重み係数w1との相対的な関係で輸送コストに対する重み係数w2の値を入力するようにしている。
立案方針入力部106は、例えば、CPUが、ROM等に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、外部から入力した重み係数w2のデータをRAM等に記憶することにより実現される。尚、本実施形態では、出荷期限日違反量に対する重み係数w1の値を「1」に固定したが、必ずしもこのようにする必要はない。すなわち、出荷期限日違反量に対する重み係数w1と輸送コストに対する重み係数w2とのそれぞれを入力するようにしてもよいし、輸送コストに対する重み係数w2の値を固定してもよい。
制約式設定部107は、出荷財源マトリクス作成部102により作成された出荷財源マトリクス300と、配船数上限値・出荷フラグ設定値入力部103により記憶された「出荷日別最大配船数400(MaxShipCountj)及び出荷フラグ設定値(M)」と、寄港ルート候補入力部105により記憶された「寄港ルート候補710(MixConditionig,i)及び出荷ロット720(shipLotSizeig)」とを用いて、出荷計画(船型別・揚地別・出荷日別・船番号別出荷量(loadAmountig,i,j,s))を算出する際の制約式を設定する。
本実施形態では、制約式設定部107は、以下の制約式を設定する。
制約式設定部107は、以下の(1)式の線形等式の制約式を設定する。
以上のように、(1)式は、出荷日jにおける船型ig、船番号sの船の積載量は、出荷日jに配船された「船型ig、船番号sの船」の最大積載量の合計値から、出荷日jに配船された当該船の空積載量を減算したものに等しくならなければならないことを表す。
制約式設定部107は、以下の(2)式の線形等式の制約式を設定する。
尚、(2)式のloadAmounti,j,sは、船番号sの船に積載される「揚地iを出荷先とする製品」の出荷日jにおける出荷量[ton]を表す決定変数(0以上の実数)である。
NonloadAmountiは、揚地iを出荷先とする製品の未出荷量[ton]を表す決定変数(0以上の実数)である。
loadOrderAmounti,jは、各出荷日jにおける「揚地iを出荷先とする製品の注文量」[ton]である。(2)式の右辺は、出荷財源マトリクス300の値を揚地i毎に合算することにより得られる。
制約式設定部107は、以下の(3)式〜(5)式の線形等式の制約式を設定する。
揚地i、出荷日j及び船番号sが同一の注文(製品)であっても出荷期限日rが異なるものがある。したがって、(3)式では、出荷期限日rが異なる「揚地i、出荷日j及び船番号sが同一の注文(製品)」の出荷量の合計値は、当該「揚地i、出荷日j及び船番号s」の注文(製品)の出荷量と等しくなければならないことを表す。
尚、(3)式のloadDeadAmounti,r,j,sは、出荷グループがiであり、出荷期限日がrであり、船番号がsである注文(製品)の出荷日jにおける出荷量[ton]を表す決定変数(0以上の実数)である。また、loadAmounti,j,sは、出荷グループがiであり、船番号がsである注文(製品)の出荷日jにおける出荷量[ton]を表す決定変数(0以上の実数)である。
揚地i、出荷日j及び船番号sが同一の注文(製品)であっても、積載される船の船型igが異なるものがある。したがって、(4)式では、船型igが異なる「揚地i、出荷日j及び船番号sが同一の注文(製品)」の出荷量の合計値は、当該「揚地i、出荷日j及び船番号s」の注文(製品)の出荷量と等しくなければならないことを表す。
尚、(4)式のloadAmountig,i,j,sは、出荷先が揚地iであり、船型ig、船番号sの船に積載される注文(製品)の出荷日jにおける出荷量[ton]を表す決定変数(0以上の実数)である。前述したように、このloadAmountig,i,j,sが出荷計画として求められる。また、このloadAmountig,i,j,sが求められると、その他の決定変数も求めることができる。
船型ig、船番号s及び出荷日jが同一の注文(製品)であっても、揚地iが異なるものがある。したがって、(5)式では、揚地iが異なる「船型ig、船番号s及び出荷日jが同一の注文(製品)」の出荷量の合計値は、当該「船型ig、出荷日j及び船番号s」の注文(製品)の出荷量と等しくなければならないことを表す。
尚、(5)式のloadAmountGig,j,sは、船型がigであり、船番号がsである注文(製品)の出荷日jにおける出荷量[ton]を表す決定変数(0以上の実数)である。
制約式設定部107は、以下の(6)式、(7)式の線形不等式の制約式を設定する。
(6)式では、出荷先が揚地iであり、船型ig、船番号sの船に積載される注文(製品)の出荷日jにおける出荷量(loadAmountig,i,j,s)が、出荷フラグ設定値(M)に、「0」又は「1」(出荷フラグ(loadDig,i,j,s))を乗算した値以下であることを表している。すなわち、(6)式は、出荷先が揚地iであり、船型ig、船番号sの船に積載される注文(製品)の出荷日jにおける出荷量(loadAmountig,i,j,s)が正の値である場合には、出荷フラグ(loadDig,i,j,s)が必ず「1」となる必要があるための制約である。よって、出荷フラグ設定値(M)は、出荷先が揚地iであり、船型ig、船番号sの船に積載される注文(製品)の出荷日jにおける出荷量(loadAmountig,i,j,s)として想定される最大の値以上の値を有する必要がある。
(7)式では、寄港ルート候補(MixConditionig,i)の値が「0」である場合(すなわち、船型igの船が揚地i向けの製品を積載不可能である場合)と、出荷フラグ(loadDig,j,s)の値が「0」である場合(すなわち、船型ig、船番号sの船に積載される製品を出荷日jに出荷しない場合)の少なくとも何れか一方の条件が成立する場合には、当該揚地i向けの、当該船型ig、当該船番号sの船に積載される製品を当該出荷日jに出荷することができないようにする(すなわち、出荷フラグ(loadDig,i,j,s)の値が必ず「0」となる)ための制約である。
尚、寄港ルート候補(MixConditionig,i)の値と、出荷フラグ(loadDig,j,s)の値とが共に「1」である場合には、当該揚地i向けの、当該船型ig、当該船番号sの船に積載される製品を当該出荷日jに出荷してもしなくてもよいことになる(すなわち、出荷フラグ(loadDig,i,j,s)の値は「0」でも「1」でもよいことになる)。
制約式設定部107は、以下の(8)式の線形不等式の制約式を設定する。
(a)寄港ルート候補入力部105により入力された出荷ロット(shipLotSizeig)を(1)式に設定
(b)出荷財源マトリクス作成部102により作成された出荷財源マトリクス300の値を揚地i毎に合計した値である揚地別・出荷日別注文量(loadOrderAmounti,j)を(2)式に設定
(c)配船数上限値・出荷フラグ設定値入力部103により入力された出荷フラグ設定値(M)を(6)式に設定
(d)寄港ルート候補入力部105により入力された寄港ルート候補(MixConditionig,i)を(7)式に設定
(e)配船数上限値・出荷フラグ設定値入力部103により入力された出荷日別最大配船数(MaxShipCountj)を(8)式に設定
制約式設定部107は、例えば、CPUが、ROM等に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、前述した定数の設定を行うことにより実現される。
評価関数設定部108は、出荷財源マトリクス作成部102により作成された出荷財源マトリクス300と、輸送コスト入力部104により入力された「割増運賃(Extracharge)、船型別・揚地別輸送費用(TransportCostig,i)」と、輸送コスト入力部104により導出された揚地別最大輸送費用(MaxtransportCosti)と、寄港ルート候補入力部105により入力された出荷ロット(shipLotSizeig)と、立案方針入力部106により入力された「輸送コストに対する重み係数w2」と、を用いて、前述した制約式に基づく制約を満たす範囲で、出荷期限日違反量を最小化し、輸送コストを最小化するための評価関数を設定する。
評価関数設定部108は、以下の(9)式の総合評価関数Jを設定する。
評価関数設定部108は、出荷期限日違反量評価値J1を以下の(10)、(11)式のように設定する。
図9は、目標出荷量の累積値(loadAmountRefi,j)と出荷量(loadDeadlineAmounti,r,j',s)の船番号s、出荷日j´についての累積値との関係の一例を示す図である。
図9において斜線で示す領域901は、出荷期限日rよりも前に先行して出荷した注文(製品)の出荷量の累積値である。一方、領域902は、目標出荷量(の累積値)(loadAmountRefi,j)に対する出荷量の累積値の不足分である。(9)式において、出荷期限日違反量評価値J1を最小化することは、図9に示す領域901を最小化する(出荷期限日rより先行する出荷量を最小化する)ことと、領域902を最小化する(出荷期限日r以降の出荷量の目標出荷量との差を最小化する)ことを意味する。
評価関数設定部108は、輸送コスト評価値J2を以下の(12)〜(14)式のように設定する。
また、(12)式の右辺第2項は、出荷先が揚地iである注文(製品)のうち、未出荷となっている量(揚地別未出荷量(NonloadAmounti))に、当該揚地iに注文(製品)を輸送する船の単位注文量当たりの輸送費用の最大値(すなわち、揚地別最大輸送費用(MaxtransportCosti))を乗じた値となる。この(12)式の右辺第2項により、重み係数w2の値が大きい場合であっても、輸送コストを下げるために(すなわち、輸送コスト評価値J2の値を最小化するために)、注文(製品)を出荷しないという出荷計画が立案されることを可及的に防止することができる。
(f)立案方針入力部106により入力された「輸送コストに対する重み係数w2」を(9)式に設定
(g)出荷財源マトリクス作成部102により作成された出荷財源マトリクス300から得られる目標出荷量の値(loadOrderAmounti,r)に基づく揚地別・出荷日別目標出荷量(loadAmountRefi,j)を(10)式に設定
(h)輸送コスト入力部104により入力された割増運賃(Extracharge)と、輸送コスト入力部104により導出された揚地別最大輸送費用(MaxtransportCosti)と、寄港ルート候補入力部105により入力された出荷ロット(shipLotSizeig)を(12)式に設定
(i)輸送コスト入力部104により入力された船型別・揚地別輸送費用(TransportCostig,i)を(13)式、(14)式に設定
評価関数設定部108は、例えば、CPUが、ROM等に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、前述した定数の設定を行うことにより実現される。
最適化部109は、例えば混合整数計画法による最適化計算を行って、制約式設定部107で定数の値が設定された制約式((1)式〜(8)式)に基づく制約を満たす範囲で、評価関数設定部108で定数の値が設定された評価関数((9)式)を最小にする決定変数(船型別・揚地別・出荷日別・船番号別出荷量(loadAmountig,i,j,s)等)を求める。尚、混合整数計画法では、(10)式のままでは解けないので、(10)式の絶対値を外した表現に(10)式を変換した上で計算を行う。
最適化部109は、例えば、CPUが、ROM等に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、決定変数(船型別・揚地別・出荷日別・船番号別出荷量(loadAmountig,i,j,s)等)を求め、その結果をRAM等に記憶することにより実現される。
出荷計画出力部110は、最適化部109による最適化計算により得られた出荷計画(船型別・揚地別・出荷日別・船番号別出荷量(loadAmountig,i,j,s))を表示装置に表示する。
図10では、例えば、出荷日が「0」の日(出荷計画立案日の当日)に、船型igがaであり、船番号sが0である船により、揚地iがAである注文(製品)を850[ton]出荷する計画であることを示している。
そして、オペレータによる入力装置の操作により、OKボタンが押下された場合には、図10に示す出荷計画1000で了承されたものとする。
一方、オペレータによる入力装置の操作により、NGボタンが押下された場合には、図10に示す出荷計画1000で了承されなかったものとする。この場合、オペレータは、制約式設定部107により設定される定数(例えば、出荷ロット(shipLotSizeig)、寄港ルート候補(MixConditionig,i)、出荷日別最大配船数(MaxShipCountj))、及び評価関数設定部108により設定される定数(例えば、重み係数w2、割増運賃(Extracharge)、出荷ロット(shipLotSizeig)、船型別・揚地別輸送費用(TransportCostig,i))のうち、変更可能なものとして予め設定された定数の中から、少なくとも1つの値を変更するための指示を行って、配船数上限値・出荷フラグ設定値入力部103、輸送コスト入力部104、寄港ルート候補入力部105、及び立案方針入力部106の少なくとも1つの記憶内容を更新させる。例えば出荷期限日をさらに遵守したい場合は、輸送コスト評価値J2に対する重み係数w2を小さくして、相対的に出荷期限日違反量評価値J1に対する重み係数w1を大きくすればよい。
出荷計画出力部110は、例えば、CPUが、ROM等に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、RAM等に記憶された出荷計画(船型別・揚地別・出荷日別・船番号別出荷量(loadAmountig,i,j,s))の表示データを生成して表示装置に出力することにより実現される。また、出荷計画出力部110は、例えば、CPUが、ROM等に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、オペレータにより了承された出荷計画(船型別・揚地別・出荷日別・船番号別出荷量(loadAmountig,i,j,s))のデータをHDD等に記憶する。
次に、図11のフローチャートを参照しながら、出荷計画立案装置100の動作処理の一例を説明する。ここでは、出荷フラグ設定値(M)、注文情報200、出荷日別最大配船数400(MaxShipCountj)、船型別・揚地別輸送費用500(TransportCostig,i)、割増運賃600(Extracharge)、寄港ルート候補710(MixConditionig,i)、出荷ロット720(shipLotSizeig)、重み係数w2(図8を参照)が、図11のフローチャートを開始する前に得られているものとして説明を行う。
次に、ステップS1102において、制約式設定部107は、出荷財源マトリクス300の値を揚地i毎に合計して揚地別・出荷日別注文量(loadOrderAmounti,j)を導出して記憶する。
次に、ステップS1104において、輸送コスト入力部104は、船型別・揚地別輸送費用500(TransportCostig,i)から、揚地別最大輸送費用(MaxTransportCosti)を導出する。
尚、ステップS1106の後にステップS1105の処理を行うようにしてもよい。
次に、ステップS1108において、出荷計画出力部110は、ステップS1107で得られた出荷計画(船型別・揚地別・出荷日別・船番号別出荷量(loadAmountig,i,j,s))と、OKボタン及びNGボタンとを含む画面(GUI)を表示装置に表示する。
一方、オペレータにより、NGボタンが押下された場合には、出荷計画がオペレータによって了承されなかったと判定し、ステップS1110に進む。そして、ステップS1110において、配船数上限値・出荷フラグ設定値入力部103、輸送コスト入力部104、寄港ルート候補入力部105、及び立案方針入力部106の少なくとも1つは、オペレータによる入力装置の操作に基づいて、変更可能なものとして予め設定された定数の少なくとも何れか1つを変更する。そして、変更後の内容でステップS1104以降の処理が実行される。
図12は、実施例・比較例による出荷計画に対する評価の一例を示す図である。図12では、同じ注文情報を使用して出荷計画を立案した結果を示している。
図12において「人」とは、人が試行錯誤により出荷計画を立案したことを示す。「実施例(ケース2)」とは、図7(a)に示したように、とり得る最大数の揚地iが設定された寄港ルート候補710aを採用して本実施形態で説明したようにして出荷計画を立案した結果を示す。「実施例(ケース1)」とは、図7(b)に示したように、とり得る最大数未満の数の揚地iが設定された寄港ルート候補710bを採用して本実施形態で説明したようにして出荷計画を立案した結果を示す。「比較例」は、特許文献1に記載の技術により出荷計画を立案した結果を示す。
以上のように本実施形態では、出荷計画(船型別・揚地別・出荷日別・船番号別出荷量(loadAmountig,i,j,s))を導出するための評価関数Jを、注文(製品)に対する出荷期限日違反量評価値J1と、注文(製品)の輸送コスト評価値J2との重み付き平均和で表した。
ここで、船に積載される注文(製品)の揚地iの数に応じた割増料金を、当該船の輸送にかかるコストに加算した金額を、全ての出荷日jに配船される船のそれぞれについて積算した値と((12)の右辺第1項)、同一の揚地iを出荷先とする注文(製品)の未出荷の量に、当該揚地iを出荷先とする注文(製品)を輸送するそれぞれの船の輸送にかかるコストのうち、最も高いコストを掛けた金額を、全ての揚地iのそれぞれについて積算した値と((12)式の右辺第2項)、を加算した評価値を輸送コスト評価値J2とした。
また、同一の船が輸送する注文(製品)の揚地iであって、オペレータによって予め設定された揚地iにおける船型別・揚地別・出荷日別・船番号別出荷量(loadAmountig,i,j,s)の値のみが0を超える値をとることを表す制約式を((7)式)、目的関数Jに対する制約条件として設定した。
さらに、船型別・揚地別・出荷日別・船番号別出荷量(loadAmountig,i,j,s)として0を超える値を有するものを制限することで、最適化計算における解の候補を絞りこむことができる。よって、輸送コストが最小となる出荷計画を、大規模な組合せ最適化問題を解くことなく高速に立案することが可能になる。よって、輸送コストが最小となる出荷計画を、より高速に立案することが可能になる。
例えば、図7(a)に示す寄港ルート候補710aのように、同一の船の揚地iの候補を、同じ経路を戻るような寄港ルートとならないような揚地iの(最低限の)候補で固定する場合には、最適化計算のたびに寄港ルート候補710aの入力を行うようにする必要はない。すなわち、図7(a)に示す寄港ルート候補710aの情報をHDD等に予め記憶するようにしてもよい。
また、本実施形態では、同一の船の揚地iの候補として、同じ経路を戻るような寄港ルートとならないような揚地iの(最低限の)候補を予め設定するようにしたが、出荷計画における同一の船の揚地iの候補を予め絞ることができるようにしていれば、必ずしもこのようにする必要はない(すなわち、図7における「1」及び「0」の与え方は、図7で説明した方法に限定されない)。
また、本実施形態では、輸送手段が船である場合を例に挙げて説明したが、輸送手段は、船に限定されない。例えば、トラックであってもよい。さらに、注文(製品)も厚板に限定されず、出荷先も港に限定されないことは勿論である。
また、本実施形態では、船型がig、船番号がsである船が、単位注文量当たりの注文(製品)を出荷日jに各揚地iに輸送するのにかかる費用(船型別・揚地別輸送費用TransportCostig,i×loadDig,i,j,s)のうち、最も高い費用を、船型別・出荷日別・船番号別輸送費用(vig,j,s)とした。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、船型別・出荷日別・船番号別輸送費用(vig,j,s)の代わりに、揚地iによらずに船型igに応じて定まる費用を採用してもよい。また、出荷日jによらずに揚地iや船型igに応じて定まる費用を採用してもよい。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。前述した第1の実施形態では、図9を用いて説明したように、出荷期限日違反量評価値J1を最小化するために、出荷期限日rより先行する出荷量の全て(領域901)と、出荷期限日r以降の出荷量の目標出荷量との差の全て(領域902)を最小化する場合を例に挙げて説明した。これに対して、本実施形態では、出荷期限日を含む所定の期間については、目標出荷量との差を考慮しないようにする場合を例に挙げて説明する。このように本実施形態と前述した第1の実施形態とは、出荷期限日違反量評価値J1を最小化するための構成及び処理の一部が主として異なる。したがって、本実施形態の説明において、前述した第1の実施形態と同一の部分については、図1〜図11に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
最適化部109は、(10)式の代わりに(15)式により設定された出荷期限日違反量評価値J1を用いて最適化計算を行う。
以上のように不感帯期間を設けることにより、出荷期限日rの近傍においては、注文(製品)の出荷期限日rに関する制約をなくすことができるので、出荷期限日よりも多港寄り数を優先した出荷計画を容易に立案することができる。
尚、本実施形態においても第1の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
注文情報取得手段(工程)は、例えば、注文情報入力部101が、注文情報200を入力して記憶することにより実現される。
重み係数取得手段(工程)は、例えば、立案方針入力部106が、輸送コストに対する重み係数w2を入力して記憶することにより実現される。
評価関数設定手段(工程)は、例えば、評価関数設定部108が、図11のステップS1106の処理を実行することにより実現される。
制約式設定手段(工程)は、例えば、制約式設定部107が、図11のステップS1105の処理を実行することにより実現される。
「輸送手段別の出荷先の候補を限定する為の制約式」は、例えば、(7)式により実現される。
「出荷日別の配船数を限定する為の制約式」は、例えば、(8)式により実現される。
最適化手段(工程)は、例えば、最適化部109が、図11のステップS1107の処理を実行することにより実現される。
出荷計画表示手段(工程)は、例えば、出荷計画出力部110が、図11のステップS1108の処理を実行することにより実現される。
「輸送手段毎に予め指定される輸送コスト、または輸送手段毎、出荷日毎に予め指定される輸送コストに、前記輸送手段のそれぞれに同時に積載される出荷対象製品の出荷先の数に応じた多港揚げ割増料金を加算した金額を、全ての出荷日、及びそれぞれの出荷日に使用される全ての輸送手段について積算した値」は、例えば、(12)式の右辺第1項により実現される。
「前記出荷対象製品のうちで、出荷計画に含まれない未出荷製品の量に、当該未出荷製品を出荷先まで輸送するそれぞれの輸送手段の輸送にかかるコストのうち、最も高いコストを掛けた金額を、全ての未出荷製品について積算した値」は、例えば、(12)式の右辺第2項により実現される。
「前記輸送手段別の出荷先の候補を限定する為の制約式として、同一の輸送手段が輸送する出荷対象製品の出荷先のうち、予め設定された出荷先における出荷先別・出荷日別・輸送手段別の出荷量の値のみが0(ゼロ)を超える値をとることを表す制約式」は、例えば、(7)式により実現される。
出荷先候補設定手段(工程)は、例えば、寄港ルート候補入力部105が寄港ルート候補710(MixConditionig,i)を入力して記憶することにより実現される。
変更手段(工程)は、例えば、立案方針入力部106が図11のステップS1110において、重み係数w2の値を変更することにより実現される。
Claims (13)
- 出荷先が異なる複数の製品であって、複数の輸送手段の何れかに積載されて出荷される出荷対象製品の、出荷先別・出荷日別・輸送手段別の出荷量を計画立案する出荷計画立案装置であって、
前記出荷対象製品の出荷量と、当該出荷対象製品の出荷期限日と、当該出荷対象製品の出荷先とを含む注文情報を取得する注文情報取得手段と、
前記注文情報に基づいて導出される前記出荷対象製品の出荷日毎の目標出荷量の累積値を表すステップ関数であって、出荷日が出荷期限日になるまでは0であり、出荷日が出荷期限日になると目標出荷量になるステップ関数の値と、当該出荷対象製品の計画期間内の出荷量の累積値との差の絶対値で表される出荷期限日違反量に対する評価の、前記出荷対象製品を輸送する輸送手段の輸送コストに対する評価とのバランスを表す重み係数と、前記出荷対象製品を輸送する輸送手段の輸送コストに対する評価の、前記出荷期限日違反量に対する評価とのバランスを表す重み係数とを取得する重み係数取得手段と、
前記出荷対象製品に対する前記出荷期限日違反量の評価値であって、前記出荷対象製品の計画期間内の出荷量の累積値と前記ステップ関数との差の絶対値である出荷期限日違反量評価値と、当該出荷対象製品を輸送する輸送手段の輸送コストの評価値である輸送コスト評価値とに、前記重み係数取得手段により取得された前記重み係数をそれぞれ乗じて加算した値である重み付き平均和で表される評価関数を設定する評価関数設定手段と、
前記評価関数に対する制約式として、輸送手段別の出荷先の候補を限定する為の制約式と、出荷日別の配船数を限定する為の制約式を設定する制約式設定手段と、
前記制約式を満たす範囲で前記評価関数を最小にする混合整数計画法による最適化計算を行う最適化手段と、
前記最適化手段による最適化計算の結果、前記制約式による制約を満たす範囲で前記評価関数の値が最小になったときの、前記出荷先別・出荷日別・輸送手段別の出荷量を含む出荷計画に係る情報を表示装置に表示する出荷計画表示手段と、を有し、
前記輸送コスト評価値は、輸送手段毎に予め指定される輸送コスト、または輸送手段毎、出荷日毎に予め指定される輸送コストに、前記輸送手段のそれぞれに同時に積載される出荷対象製品の出荷先の数に応じた多港揚げ割増料金を加算した金額を、全ての出荷日、及びそれぞれの出荷日に使用される全ての輸送手段について積算した値と、前記出荷対象製品のうちで、出荷計画に含まれない未出荷製品の量に、当該未出荷製品を出荷先まで輸送するそれぞれの輸送手段の輸送にかかるコストのうち、最も高いコストを掛けた金額を、全ての未出荷製品について積算した値と、を加算した値であることを特徴とする出荷計画立案装置。 - 前記輸送手段毎に予め指定される輸送コスト、または前記輸送手段毎、出荷日毎に予め指定される輸送コストは、当該輸送手段に積載される出荷対象製品の出荷先ごとに予め定められているコストのうち、最も高いコストであることを特徴とする請求項1に記載の出荷計画立案装置。
- 前記制約式設定手段は、前記輸送手段別の出荷先の候補を限定する為の制約式として、同一の輸送手段が輸送する出荷対象製品の出荷先のうち、予め設定された出荷先における出荷先別・出荷日別・輸送手段別の出荷量の値のみが0(ゼロ)を超える値をとることを表す制約式を設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の出荷計画立案装置。
- 前記同一の輸送手段が輸送する出荷対象製品の出荷先のうち、予め設定された出荷先は、前記輸送手段が、出荷元から最後の出荷先まで到着するまでの間に、同じ経路を戻ることがないようにすることができる複数の出荷先であることを特徴とする請求項3に記載の出荷計画立案装置。
- 前記同一の輸送手段が輸送する出荷対象製品の出荷先をオペレータによる入力操作に基づいて設定する出荷先候補設定手段を有し、
前記制約式設定手段は、前記出荷先候補設定手段により設定された出荷先における出荷先別・出荷日別・輸送手段別の出荷量の値のみが0(ゼロ)を超える値をとることを表す制約式を設定することを特徴とする請求項3又は4に記載の出荷計画立案装置。 - 前記出荷計画表示手段により出荷計画に係る情報が表示された後に、オペレータによる指示に基づいて、前記出荷期限日違反量に対する評価の、前記出荷対象製品を輸送する輸送手段の輸送コストに対する評価とのバランスを表す重み係数と、前記輸送コストに対する評価の、前記出荷期限日違反量に対する評価とのバランスを表す重み係数との少なくとも何れか一方を変更する変更手段を有し、
前記最適化手段は、前記制約式を満たす範囲で、前記変更手段により前記重み係数が変更された後の前記評価関数を最小にする混合整数計画法による最適化計算を行うことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の出荷計画立案装置。 - 出荷先が異なる複数の製品であって、複数の輸送手段の何れかに積載されて出荷される出荷対象製品の、出荷先別・出荷日別・輸送手段別の出荷量をコンピュータにより計画立案する出荷計画立案方法であって、
前記出荷対象製品の出荷量と、当該出荷対象製品の出荷期限日と、当該出荷対象製品の出荷先とを含む注文情報を取得する注文情報取得工程と、
前記注文情報に基づいて導出される前記出荷対象製品の出荷日毎の目標出荷量の累積値を表すステップ関数であって、出荷日が出荷期限日になるまでは0であり、出荷日が出荷期限日になると目標出荷量になるステップ関数の値と、当該出荷対象製品の計画期間内の出荷量の累積値との差の絶対値で表される出荷期限日違反量に対する評価の、前記出荷対象製品を輸送する輸送手段の輸送コストに対する評価とのバランスを表す重み係数と、前記出荷対象製品を輸送する輸送手段の輸送コストに対する評価の、前記出荷期限日違反量に対する評価とのバランスを表す重み係数とを取得する重み係数取得工程と、
前記出荷対象製品に対する前記出荷期限日違反量の評価値であって、前記出荷対象製品の計画期間内の出荷量の累積値と前記ステップ関数との差の絶対値である出荷期限日違反量評価値と、当該出荷対象製品を輸送する輸送手段の輸送コストの評価値である輸送コスト評価値とに、前記重み係数取得工程により取得された前記重み係数をそれぞれ乗じて加算した値である重み付き平均和で表される評価関数を設定する評価関数設定工程と、
前記評価関数に対する制約式として、輸送手段別の出荷先の候補を限定する為の制約式と、出荷日別の配船数を限定する為の制約式を設定する制約式設定工程と、
前記制約式を満たす範囲で前記評価関数を最小にする混合整数計画法による最適化計算を行う最適化工程と、
前記最適化工程による最適化計算の結果、前記制約式による制約を満たす範囲で前記評価関数の値が最小になったときの、前記出荷先別・出荷日別・輸送手段別の出荷量を含む出荷計画に係る情報を表示装置に表示する出荷計画表示工程と、を有し、
前記輸送コスト評価値は、輸送手段毎に予め指定される輸送コスト、または輸送手段毎、出荷日毎に予め指定される輸送コストに、前記輸送手段のそれぞれに同時に積載される出荷対象製品の出荷先の数に応じた多港揚げ割増料金を加算した金額を、全ての出荷日、及びそれぞれの出荷日に使用される全ての輸送手段について積算した値と、前記出荷対象製品のうちで、出荷計画に含まれない未出荷製品の量に、当該未出荷製品を出荷先まで輸送するそれぞれの輸送手段の輸送にかかるコストのうち、最も高いコストを掛けた金額を、全ての未出荷製品について積算した値と、を加算した値であることを特徴とする出荷計画立案方法。 - 前記輸送手段毎に予め指定される輸送コスト、または前記輸送手段毎、出荷日毎に予め指定される輸送コストは、当該輸送手段に積載される出荷対象製品の出荷先ごとに予め定められているコストのうち、最も高いコストであることを特徴とする請求項7に記載の出荷計画立案方法。
- 前記制約式設定工程は、前記輸送手段別の出荷先の候補を限定する為の制約式として、同一の輸送手段が輸送する出荷対象製品の出荷先のうち、予め設定された出荷先における出荷先別・出荷日別・輸送手段別の出荷量の値のみが0(ゼロ)を超える値をとることを表す制約式を設定することを特徴とする請求項7又は8に記載の出荷計画立案方法。
- 前記同一の輸送手段が輸送する出荷対象製品の出荷先のうち、予め設定された出荷先は、前記輸送手段が、出荷元から最後の出荷先まで到着するまでの間に、同じ経路を戻ることがないようにすることができる複数の出荷先であることを特徴とする請求項9に記載の出荷計画立案方法。
- 前記同一の輸送手段が輸送する出荷対象製品の出荷先をオペレータによる入力操作に基づいて設定する出荷先候補設定工程を有し、
前記制約式設定工程は、前記出荷先候補設定工程により設定された出荷先における出荷先別・出荷日別・輸送手段別の出荷量の値のみが0(ゼロ)を超える値をとることを表す制約式を設定することを特徴とする請求項9又は10に記載の出荷計画立案方法。 - 前記出荷計画表示工程により出荷計画に係る情報が表示された後に、オペレータによる指示に基づいて、前記出荷期限日違反量に対する評価の、前記出荷対象製品を輸送する輸送手段の輸送コストに対する評価とのバランスを表す重み係数と、前記輸送コストに対する評価の、前記出荷期限日違反量に対する評価とのバランスを表す重み係数との少なくとも何れか一方を変更する変更工程を有し、
前記最適化工程は、前記制約式を満たす範囲で、前記変更工程により前記重み係数が変更された後の前記評価関数を最小にする混合整数計画法による最適化計算を行うことを特徴とする請求項7〜11の何れか1項に記載の出荷計画立案方法。 - 請求項1〜6の何れか1項に記載の出荷計画立案装置の各手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
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