JPH04318666A - 配送路の決定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は物品を配送する車両の運
行順序を決定するために利用する。本発明はオペレーシ
ョン・リサーチ（ＯＲ）で巡回セールスマン問題として
知られる解法を利用する技術であって、複数ｎの配送先
にその配送先から指定された時間範囲を守れるように車
両を運行して物品の配送をする順序を合理的に決定する
装置に関する。

【０００２】本発明はプログラム計算機を用いることを
前提とするものであり、本発明の装置はそのプログラム
が実装された計算機である。本願出願人は本発明の論理
を具現化したコンピュータ・プログラムの要部をパッケ
ージとして製造販売することを意図している。

【０００３】ここで巡回セールスマン問題とは、複数ｎ
の配送先に対し一つの配送先ｉから別の配送先ｊへの移
動所要時間（ｔｉｊ）　が分かっているときに、それぞ
れの配送先をちょうど一度づつ経由する巡回路のうち最
短時間のものを見出す問題であり（岩波書店：情報科学
辞典１９９０年）、その解法は広く知られている。巡回
セールスマン問題を数の大きいｎについて実行するため
にはプログラム計算機を利用することが必要であり、巡
回セールスマン問題を解くための計算機用プログラムも
一般に入手することができる。

【０００４】

【従来の技術】近年小売店には計算機を利用した商品管
理システム（ＰＯＳ）が広く普及した。小売店ではＰＯ
Ｓを利用して陳列販売する商品が品切れにならないよう
に、その卸売元に商品の数量と配送時刻を指定して注文
する商習慣が行われるようになった。卸売元ではこれに
応えるために、指定する配送時刻にある程度の幅をもた
せるように小売店と折衝するとともに、小売店の要求ど
おりにしかもできるだけ配送経費を小さくして配送を行
うことが必要になっている。現実には配送の注文に対し
て翌日もしくは半日後には、指定時刻の範囲に所望のと
おりの商品および数量を配送する取引契約が行われてい
る。

【０００５】商品を配送する卸売元では、どのように発
生するかあらかじめ予測できない要求に対して合理的に
、すなわち配送経費を最も小さくして対応するためにプ
ログラム計算機を利用して配送順序を決めることが行わ
れている。従来からこのために計算機に巡回セールスマ
ン問題を具体的に与え解くことが行われてきた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来から知ら
れている巡回セールスマン問題およびその解法には、配
送先から配送時刻の指定が行われ、これを条件として満
足するように配送を行うとの思想はない。また、従来の
巡回セールスマン問題およびその解法では、配送先に滞
在する時間を変動しない固定的な時間とすることはでき
るが、物品の積み降ろしに要する時間が配送する物品の
量に応じて変化する場合には必ずしも合理的に対応する
ことができない。すなわち、従来の巡回セールスマン問
題およびその解法では現実に発生している要求を合理的
に満足するように処理することができなくなっている。

【０００７】さらに、上記配送時刻の指定を条件として
巡回セールスマン問題を解くと、現実にきわめて多数の
場合について演算を実行することが必要になる。このす
べての条件について演算を実行し、その得られた解を比
較評価することになると、多大な時間を要して現実的で
なくなる。

【０００８】本発明はこれを改良するもので、配送先か
ら配送時刻をあるていどの時間幅をもって指定され、配
送先に滞在する時間に変動がある場合にも合理的に対応
することができ、多数の条件についてすべてを実行する
ことなく不要な演算を早めに省略切り捨てて、短い時間
で演算評価を実行できる配送順序の決定装置を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の観点はプ
ログラム計算機を用いて実行する方法の発明である。本
発明の方法は、複数ｎの配送先について、その配送先の
ｉ番目からｊ番目（ただし、ｉ≠ｊであって、０≦ｉ≦
ｎ，０＜ｊ≦ｎ＋１であり、ｉ＝０は出発点でありｊ＝
ｎ＋１は帰着点とする）への所要時間（ｔｉｊ）　と、
各配送先の滞在時間（ｔｉ）　とが条件として与えられ
たとき、出発時刻および巡回順序の解をプログラム計算
機を用いて求める装置である。本発明では前記条件の一
つとして、各配送先に到着すべき時刻の範囲が加えられ
るところに一つの特徴がある。

【００１０】本発明では、巡回の最初に立ち寄る配送先
を前記ｎの配送先についてそれぞれ固定したｎ枚の分枝
表を用意し、その最初に立ち寄る配送先の到着すべき時
刻からそのｎ枚の分枝表について出発時刻の順にソート
する手段と、その順に巡回セールスマン問題を解き、前
記条件を満足する解があれば暫定解として保持し、前記
条件を満足する解がないときにはその分枝表についてそ
れ以降の探索を中止して次の分枝表について巡回セール
スマン問題を解く手段とを備えたことを特徴とする。

【００１１】さらに、順次得られる解を評価するために
、一つの分枝表について巡回セールスマン問題を解きそ
の解を既に保持されている暫定解と比較する手段と、既
に保持されている暫定解より良い解であるときには暫定
解をその解と入れ替える手段とを含むことができる。

【００１２】さらに、問題を分割して演算する必要があ
る場合について、新しい暫定解について時間待ちが必要
なところがあるか否かを判定する手段を含み、時間待ち
が必要なところがある場合には問題を分割するために、
既に固定された配送先の次に立ち寄る配送先までを固定
した新たなｉ枚の分枝表を生成し、そのｉ枚の分枝表を
今の分枝表と置き換える手段と、前記ｎ枚の分枝表のう
ち未だ演算を実行していない分枝表の上に重ね、その分
枝表について順に巡回セールスマン問題を解く手段とを
備えることができる。

【００１３】さらに、新たなｉ枚の分枝表を新たに固定
したｉ個の配送先へ行くに必要な待ち時間の短いものか
ら順にソートする手段を含むことができる。

【００１４】

【作用】配送先は得意先であり、その総数は長い間には
増減があっても毎日変動するものではない。しかし当日
の配送先はその当日の配送注文があったところであり毎
日変動する。したがって得意先について、一定の区域を
区切って、例えば川であるとか鉄道であるとか、あるい
は行政区画にしたがうなどの外部的な条件を利用して１
台の車両で配送が可能な一定の区域を区切っておく。そ
してその区域内の得意先の全部について、あらかじめそ
の間の移動所要時間を調査してデータとしてテーブルに
入力しておく。

【００１５】この得意先の中からその日の配送注文を受
けたところ（ここでは複数ｎの配送先とする）がその当
日の配送先となる。配送の注文には配送の時刻が何時何
分から何時何分までの間というように指定される。注文
された物品の量からその配送先で積み降ろしをするため
に要する時間が決まり所要滞在時間が決まる。現実には
所要滞在時間は余裕をもたせた時間として１０分単位あ
るいはもっとおおまかな単位で決めることがよい。配送
先の名称（または記号）、配送の指定時刻（時間範囲を
含む）および所要滞在時間をデータとして入力する。

【００１６】そのデータにしたがって、演算は自動的に
実行され、最初の巡回先を仮に固定して巡回セールスマ
ン問題を解き、最初の巡回先を当日巡回する予定のすべ
ての配送先について変更しながら暫定解を求める。その
暫定解のうちから最も合理的な解を選択してそれが当日
の巡回順序となる。一般に最も合理的な解は全部の配送
を完了するまでの時間が最も短時間である解になる。

【００１７】その解は出力装置から表として印字出力さ
れる。その印字出力には、巡回する配送先の名称または
記号がその巡回の順序に記録され、それぞれの配送先へ
の到着予定時刻および出発予定時刻が記録される。配送
を実行する運転者はその印字出力された紙を持って出発
する。

【００１８】本発明の装置が配送物品の管理装置と連動
する場合には、その印字出力に各配送先に届ける物品の
種類と数量を併記するように構成することができる。

【００１９】ここで本発明のロジックあるいはアルゴリ
ズムについて説明する。本発明の基本は分割して最適解
を探索演算することにある。先ず最初に訪問する配送先
を１店だけ固定した分枝表を配送すべき店の数ｎ枚用意
して、それぞれに一つの店の名前を書き込む。すなわち
最初は１枚の分枝表には１つの店だけが書かれている状
態にある。そしてこの分枝表１枚について固定された巡
回先を最初に巡回する巡回路の中で最適なものを見つけ
、それをすべての分枝表に載っている場合について比べ
れば最適な巡回路がわかる。

【００２０】配送先の時刻指定がある場合の配送路決定
については直接に計算する方法がないので、時刻指定を
無視した巡回セールスマン問題（ＴＰＳ）を利用する。 巡回セールスマン問題を解いた解は時刻指定の条件を満
たしているかどうかはわからない。時刻指定の条件を満
たしていないなら、それはまだ計算の規模が大きすぎる
ことを表しているので、分枝表の書き直しが必要になる
（これは次に述べる）。しかし、もし時刻指定の条件を
満たしているならばその分枝表については最短の解にな
っている。そうなるとその分枝表についてはそれ以上の
探索は必要ない。

【００２１】ここで分枝表の書き直しについて説明する
。巡回セールスマン問題を解いたときの解が時刻指定の
条件をみたしていないときには、さらに問題を分割する
必要がある。１枚の分枝表について、次に巡回すること
が可能であってまだ書き込まれていない店の数だけ用意
して、その次に巡回することができる店を１つづつ書き
加える。そうすると、もとの１枚の分枝表といま作った
分枝表全部は同じ問題になるので、これをそっくり取り
替える。巡回セールスマン問題を解くときに分枝表に書
かれている部分がはじめの巡回店になるように制限する
と、元の１枚の分枝表では時刻指定の条件を満たさなか
った解が今度は満たすようになるかも知れない。そうし
て時刻指定の条件を満たす解が発見できるか、あるいは
次に述べる条件を満たして探索不要になるまで分枝表を
書換えて探索を続ける。

【００２２】探索不要となる条件は、次に挙げる二つの
条件のうちどちらかを満たしていればその問題について
は解がないか、解があっても最適ではないことがわかる
ので、それ以上は探索する必要がない。その一つは分枝
表に記載されたとおりに時刻指定の条件を満たすように
巡回してゆくと、残りの店に直接向かっても時刻指定の
じっうけんに間に合わない場合である。このときはその
分枝表には解はないことになる。もう一つは時刻指定の
条件を無視して巡回セールスマン問題を解いたのに、解
として出てきたものが、すでに知られている解より悪か
った場合である。これは巡回セールスマン問題が時刻指
定の条件を満たしているか否かにかかわらず、すでに知
られている解よりよい解が得られないことがわかったこ
とであるから、これ以上その分枝表について探索を行う
必要がなくなる。多数の分枝表があるとき、どの分枝表
から探索演算をはじめるかは演算回数を少なくするため
に重要な問題である。本発明のアルゴリズムでは次のよ
うに順序を定めるのがよい。先ず、新しくできた分枝表
を優先する。同時に複数の分枝表ができたときには、分
枝表の中で最後に固定した配送先に行くときに必要な待
ち時間の小さい順に並べてその順序とする。待ち時間は
、その店の訪問許容時刻からその前の店の出発可能時刻
および移動時間を差し引いたものである。さらに待ち時
間が等しい場合には移動時間が短い順に並べる。

【００２３】

【実施例】図１は本発明を実施するためのプログラム計
算機のハードウエア構成図である。中央処理装置１には
入力装置としてＣＲＴ表示装置２およびキーボード３が
接続され、さらに中央処理装置１には記憶回路４が接続
されこの記憶回路４にプログラムおよびテーブルが記憶
されている。この中央処理装置１には外部記憶回路とし
てディスク駆動装置５が接続され、出力装置として印字
出力装置６が接続される。さらにこの装置は通信制御装
置７および通信回線８を介して受注管理装置その他の装
置と接続されている。

【００２４】図２は本発明を実施するための作業を説明
するフローチャートである。本発明を実施するにははじ
めに得意先である配送先について地図の上でゾーン別に
区分する。これは原則的に人手により経験に基づいて行
うものであって、川あるいは山などの地形的な要素、行
政区画その他から、１台の車両で配送できるゾーンを設
定する。そのゾーンにより区分された配送先についてゾ
ーン毎に配送先のリストを作る。

【００２５】つぎに一つのゾーンに着目して、そのゾー
ンの中にある全てについて、そのｉ番目とｊ番目との間
の移動所要時間ｔｉｊのテーブルを作る。これはそのゾ
ーンの中にあって、配送の注文が発生すると考えられる
全ての配送先について、その二つづつの組毎にその間の
移動所要時間をキーボードから入力する。これも実際に
は経験に基づいて手作業により実際的な時間を入力する
ことになる。

【００２６】ここまでの作業は得意先に変更がないかぎ
り１回だけやっておけばよい。得意先に変更がある場合
にはその部分だけ追加して作業すればよい。

【００２７】つぎに、毎日の注文の受付締切時刻の後に
、受注管理装置からその物品の在庫があって配送可能で
あるとの連絡を受けたものについて、それぞれ配送要求
データを入力装置から入力する。これは、ＣＲＴ表示装
置の画面を見ながら注文のあった配送先ごとに配達指定
時刻を例えば、Ａ店８：００〜９：３０，１０分、Ｂ店
８：００〜１１：５０，１５分、というように入力する
。ＣＲＴ表示装置の画面にはそのゾーンに属する全部の
得意先が表示されていて、その中から当日に配送を行う
ことが必要な店について、配達指定時刻および滞在時間
を投入することにより実行される。多くは毎日の配達指
定時刻は店毎に一定であるから、前日の表示について単
純に当日の配達の有無および滞在時間を変更指定してゆ
けばよい。

【００２８】これは記憶回路に一時記憶され演算が実行
される。演算の結果、複数の暫定解が得られ、その暫定
解をＣＲＴ表示装置の画面に表示させて選択を行い、選
択された解について印字した表を得る。

【００２９】図３は演算についてのプログラムの処理フ
ローチャートである。その中で問題の分割、新分枝表の
生成、新分枝表のソートについての部分を図４に詳しく
説明する。これは上で説明したアルゴリズムの具体的な
一例である。

【００３０】図５は演算の実行状態をさらに具体例で説
明する図である。図５（０）は初期条件の設定であり、
出発および帰着点となる基地をＸとし、配送先をＡ〜Ｆ
とし、それぞれの配送先に配送指定時刻を時間幅を持っ
て記入する。図５（１）のようにはじめに配送先Ｄを第
一の配送先として仮に設定し、巡回セールスマン問題を
解く。すなわち巡回順序をＤＥＢＡＣＦとすることによ
り配送先Ｆで到着時刻に間に合わないことがわかる。つ
ぎに図５（２）のように巡回順序をＤＢＡＣＦＥとする
とやはり配送先Ｆで間に合わないことがわかる。このよ
うにして図５（４）および（５）で解があり、これらを
暫定解として記憶する。

【００３１】次に図５（６）に示すように最初の配送先
をＣとして同様に巡回セールスマン問題を解く。この場
合にも解が見つかりこれを暫定解とする。これを繰り返
してすべてのケースについてトライしてみることになる
。

【００３２】最初の配送先のすべてについて演算が終わ
ると、その暫定解を読み出して比較し暫定解の中からと
るべき解を評価選択する。

【００３３】図６は本発明実施例装置の印字出力の一例
を示す。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば配
送先で配送時刻を時間幅をもって指定する場合にも、ま
た配送先の滞在時間が一律でない場合にも、配送順序を
合理的に演算することができる。本発明によればそのた
めの探索演算を合理的に省略できるから、短い時間で現
実的に結果を得ることができる。この結果により配送に
要する作業工数は小さくなり、顧客の要求に応えるシス
テムが得られ、配送車両の削減、作業人員の削減、ひい
ては配送コストの逓減をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例装置のハードウエア構成図。

【図２】本発明を実施するための作業手順を示す図。

【図３】本発明実施例装置の制御プログラムのフローチ
ャート。

【図４】そのフローチャートの中の部分を詳しく説明す
るフローチャート。

【図５】本発明実施例の演算手順を説明する図。

【図６】本発明実施例の印字出力の例。

【符号の説明】

１　　中央処理装置 ２ＣＲＴ表示装置 ３　　キーボード ４　　記憶回路 ５　　ディスク駆動装置 ６　　印字出力装置 ７　　通信制御装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　プログラム計算機を備え、複数ｎの配
   送先について、その配送先のｉ番目からｊ番目（ただし
   、ｉ≠ｊであって、０≦ｉ≦ｎ，０＜ｊ≦ｎ＋１であり
   、ｉ＝０は出発点でありｊ＝ｎ＋１は帰着点とする）へ
   の所要時間（ｔｉｊ）　と、各配送先の滞在時間（ｔｉ
   ）　とが条件として与えられたとき、出発時刻および巡
   回順序を巡回セールスマン問題を解くことにより求める
   手段を備えた配送路の決定装置において、各配送先に到
   着すべき時刻の範囲が前記条件の一つとして加えられ、
   巡回の最初に立ち寄る配送先を前記ｎの配送先について
   それぞれ固定したｎ枚の分枝表が用意され、その最初に
   立ち寄る配送先の到着すべき時刻からそのｎ枚の分枝表
   について出発時刻の順にソートする手段と、その順に巡
   回セールスマン問題を解き、前記条件を満足する解があ
   れば暫定解として保持し、前記条件を満足する解がない
   ときにはその分枝表についてそれ以降の探索を中止して
   次の分枝表について巡回セールスマン問題を解く手段と
   を備えたことを特徴とする配送路の決定装置。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の配送路の決定装置にお
   いて、一つの分枝表について巡回セールスマン問題を解
   きその解を既に保持されている暫定解と比較する手段と
   、既に保持されている暫定解より良い解であるときには
   暫定解をその解と入れ替える手段とを含むことを特徴と
   する配送路の決定装置。
3. 【請求項３】　　請求項１記載の配送路の決定装置にお
   いて、新しい暫定解について時間待ちが必要なところが
   あるか否かを判定する手段を含み、時間待ちが必要なと
   ころがある場合には問題を分割するために、既に固定さ
   れた配送先の次に立ち寄る配送先までを固定した新たな
   ｉ枚の分枝表を生成し、そのｉ枚の分枝表を今の分枝表
   と置き換える手段と、前記ｎ枚の分枝表のうち未だ演算
   を実行していない分枝表の上に重ね、その分枝表につい
   て順に巡回セールスマン問題を解く手段とを備えたこと
   を特徴とする配送路の決定装置。
4. 【請求項４】　　新たなｉ枚の分枝表を新たに固定した
   ｉ個の配送先へ行くに必要な待ち時間の短いものから順
   にソートする手段を含む請求項３記載の配送路の決定装
   置。