زمان‌بندی کامیون‌ها در بارانداز عبوری توسط ارائه‌کننده خدمات لجستیکی طرف چهارم با درنظرگرفتن هزینه‌های ثابت و هزینه‌های معطلی

بختیاری, مصطفی; نصیری خونساری, محمدمهدی; جولای, فریبرز

زمان‌بندی کامیون‌ها در بارانداز عبوری توسط ارائه‌کننده خدمات لجستیکی طرف چهارم با درنظرگرفتن هزینه‌های ثابت و هزینه‌های معطلی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشجوی دکتری گروه مهندسی صنایع، پردیس البرز، دانشگاه تهران، تهران، ایران

² دانشیار دانشکده مهندسی صنایع، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

³ استاد دانشکده مهندسی صنایع، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

خدمات لجستیکی طرف چهارم یا PL4 یک مدل عملیاتی تجاری است که در آن مدیریت زنجیره تأمین و تدارکات بهطور کامل به یک ارائه‌دهنده خدمات خارجی برون‌سپاری می‌شود. این طرف شریک مسئول نظارت بر کل زنجیره تأمین، از جمله ارزیابی، طراحی، ساخت، اجرا و اندازه‌گیری راه‌حل‌های فروشگاه خواهد بود. یکی از شرکا بر هماهنگی انبارها، شرکت‌های حمل‌ونقل، حمل‌ونقل و نمایندگان نظارت می‌کند درحالی‌که زنجیره تأمین را از طرف فروشگاه مدیریت می‌کند. در این مقاله یک مسئله زمان‌بندی کامیون‌های ورودی و خروجی در یک سیستم چندین درب انبار عبوری با درنظرگرفتن هزینه‌های ثابت انتخاب و انعقاد قرارداد با ناوگان حمل‌ونقل و نیز هزینه‌های انتظار کامیون‌ها در صف در بارانداز عبوری بررسی می‌شود. مسئله مورد بررسی به‌صورت یک مسئله برنامه‌ریزی ریاضی تک‌هدفه جهت کاهش هزینه‌های حمل‌ونقل از تأمین‌کننده به بارانداز عبوری، هزینه‌های انتقال از بارانداز عبوری به خرده‌فروشان، هزینه‌های ثابت جهت انتخاب و عقد قرارداد با ناوگان‌های موردنظر و نیز حداقل کردن زمان انتظار کامیون‌ها در بارانداز عبوری فرموله می‌شود. در این مسئله علاوه بر تمرکز بر کاهش این هزینه‌ها، انتخاب ناوگان‌های مناسب‌تر و همچنین انتخاب و تخصیص وسایل نقلیة هر ناوگان جهت حمل کالا از هر تأمین‌کننده و همچنین تخصیص وسیلة نقلیة مناسب جهت حمل کالا برای هر خرده‌فروشی باتوجه‌به ظرفیت‌های متنوع وسایل حمل‌ونقل و نیز مقدار سفارشات متنوع هر خرده‌فروش محاسبه می‌شود. همچنین تخصیص مناسب کامیون‌ها به درب‌ها در بارانداز عبوری و نیز توالی و جایگاه کامیون‌ها در صف و زمان‌بندی حضور در بارانداز و ترک بارانداز عبوری محاسبه می‌شود. یک مدل برنامه‌ریزی عدد صحیح مخلوط برای این مسئله پیشنهادی فرمول‌بندی می‌شود. باتوجه‌به اینکه این مدل از نوع NPHard بوده و توانایی حل مسائل بزرگ را ندارد، مدل فراابتکاری الگوریتم ژنتیک نیز برای حل مسائل بزرگ‌تر توسعه داده شد و سپس جهت تأیید صحت و عملکرد مؤثر روش فراابتکاری پیشنهاد شد. مثال‌های متعددی در سه اندازه کوچک، متوسط و بزرگ و در هر اندازه تعداد 30 مثال بررسی و در نرم‌افزار GAMS کد شده است و نتایج حاصل از حل دقیق در نرم‌افزار گمز و حل فراابتکاری که در MATLAB کد شده است در جدولی درج و تحلیل‌های آماری انجام شده است. در پایان تحلیل حساسیت مفصلی بر روی خروجی مثال‌های عددی انجام شده است که نشان می‌دهد روش پیشنهاد شده کاملاً مورد تأیید بوده و در ابعاد کوچک بسیار نزدیک بهروش دقیق عمل می‌کند، با این تفاوت که روش فراابتکاری پیشنهاد شده توانایی حل مسائل بزرگ‌تر را نیز دارا می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.20089198.1402.25.80.4.0

موضوعات

سیستم های بسته‌بندی و توزیع

عنوان مقاله [English]

Scheduling of Trucks at The Cross-Dock By The 4th Party Logistics Service Provider, Taking Into Account Fixed Costs and Waiting Costs

نویسندگان [English]

Mostafa Bakhtiari ¹
Mohammad Mahdi Nasiri ²
Fariborz Jolai ³

¹ Ph.D student of Industrial Engineering Faculty, Alborz Campus, University of Tehran, Tehran, Iran

² School of Industrial Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran

³ Industrial Engineering school, university of tehran

چکیده [English]

In this paper, the scheduling of inbound and outbound trucks in a cross-dock is investigated. The objective is to minimize the total cost of transportation from the supplier to the cross-dock, transfer costs from the cross-dock to the retailers, fixed costs for selecting and contracting with the desired fleets, and also the waiting time of the trucks at the cross-dock. Also, the selection of more suitable fleets, as well as the selection and allocation of vehicles for each fleet to transport goods from each supplier, as well as the allocation of the appropriate vehicle to transport goods for each retail store, are calculated according to heterogeneous vehicles and the various orders of each retailer. Also, the appropriate allocation of trucks to the doors, the sequence of trucks in the queue, and the arrival time and departure time of the vehicles are calculated. A MIP model is formulated. Since this model is NP-Hard, the meta-heuristic method of the genetic algorithm is also presented to solve larger problems. Then, to confirm the effectiveness, several examples are examined and the results obtained from solving the mathematical model, and the meta-heuristic solution are compared. In the end, a detailed sensitivity analysis has been performed on the outputs, which shows that the proposed method is fully approved and works very close to the exact method in small dimensions, with the difference that it has the ability to solve larger problems as well.

کلیدواژه‌ها [English]

Cross Dock
Truck Scheduling
4PL
Fleet Selection
Fixed Cost

مراجع

Moody, "Labour and the contradictory logic of logistics," Work Organisation, Labour & Globalisation, 2019.
Ghafari Turan, c. Mahmoudi, and M. Mossadegh Khah, "Providing a new and comprehensive conceptual model framework for logistics integration," Scientific Journal of SCM, vol. 23, no. 70, pp. -, 2021. [Online]. Available: https://scmj.ihu.ac.ir/article_206698_d826f15956e2bea71f66b81c17712213.pdf (In persian).
F. A. Vis and K. J. Roodbergen, "Positioning of goods in a cross-docking environment," Computers & Industrial Engineering, vol. 54, no. 3, pp. 677-689, 2008/04/01/ 2008, doi: https://doi.org/10.1016/j.cie.2007.10.004.
G. T. And. H. Badali, "Transit Docking Operations of Current Researches Compared to Industrial Experiences," SCM Scientific Journal of Imam Hossein University, 2016.
F. Yu, P. Jewpanya, and A. A. N. P. Redi, "Open vehicle routing problem with cross-docking," Computers & Industrial Engineering, vol. 94, pp. 6-17, 2016/04/01/ 2016, doi: https://doi.org/10.1016/j.cie.2016.01.018. (In persian)
Sh. And. P. Samui, "Using the JIT port analysis method to optimize the layout of the transit dock in the system," Imam Hossein University Supply Chain Management Scientific Journal, 2022.
Nassief, I. Contreras, and B. Jaumard, "A comparison of formulations and relaxations for cross-dock door assignment problems," COR journal, vol. 94, pp. 76-88, 2018.
Madani-Isfahani, R. Tavakkoli-Moghaddam, and B. Naderi, "Multiple cross-docks scheduling using two meta-heuristic algorithms," Computers & Industrial Engineering, vol. 74, pp. 129-138, 2014.
B. Fonseca, T. H. Nogueira, and M. G. Ravetti, "A hybrid Lagrangian metaheuristic for the cross-docking flow shop scheduling problem," EJOR, vol. 275, no. 1, pp. 139-154, 2019.
M. N. Kh. And. F. Shahrabi, "Scheduling and routing of vehicles in a stable transit dock," University of Tehran thesis, 2018.
Behnamian, S. M. T. Fatemi Ghomi, F. Jolai, and P. Heidary, "Location-allocation and scheduling of inbound and outbound trucks in multiple cross-dockings considering breakdown trucks," JOIE, vol. 11, no. 1, pp. 51-65, 2018.
R. Tootkaleh, S. F. Ghomi, and M. S. Sajadieh, "Cross dock scheduling with fixed outbound trucks departure times under substitution condition," CAIE, vol. 92, pp. 50-56, 2016.
Berghman, C. Briand, R. Leus, and P. Lopez, "The truck scheduling problem at cross-docking terminals," 04/01 2012.
Khalili-Damghani, M. Tavana, F. J. Santos-Arteaga, and M. Ghanbarzad-Dashti, "A customized genetic algorithm for solving multi-period cross-dock truck scheduling problems," Measurement, vol. 108, pp. 101-118, 2017/10/01/ 2017, doi: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2017.05.027.
Heidari, S. H. Zegordi, and R. Tavakkoli-Moghaddam, "Modeling truck scheduling problem at a cross-dock facility through a bi-objective bi-level optimization approach," JIM, vol. 29, no. 5, pp. 1155-1170, 2018/06/01 2018, doi: 10.1007/s10845-015-1.3-160
M. Fathollahi-Fard, M. Ranjbar-Bourani, N. Cheikhrouhou, and M. Hajiaghaei-Keshteli, "Novel modifications of social engineering optimizer to solve a truck scheduling problem in a cross-docking system," CIE, vol. 137, p. 106103, 2019/11/01/ 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.cie.2019.106103.
M. T. Fatemi Ghomi, S. Rahmanzadeh, and M. Sheikh Sajadieh, "Cross dock scheduling under multi-period condition," JISE, vol. 12, no. 4, pp. 208-226, 2019.
Motaghedi-Larijani, "Solving the number of cross-dock open doors optimization problem by combination of NSGA-II and multi-objective simulated annealing," WFSC, vol. 128, p. 109448, 2022/10/01/ 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.asoc.2022.109448.
Köylüoglu and K. Krumme, "Kriterienfindung für nachhaltige Geschäftsprozesse in der Logistik."
Fassetta, Implementing Cross-Docking Facilities Within a Third-Party Logistics Provider. University of Johannesburg (South Africa), 2020.
Becker et al., "Geschäftsmodelle in der digitalen Welt," Digitale Transformation von Geschäftsmodellen–Ein konzeptioneller Bezugsrahmen. Bamberg: Springer Gabler, pp. 15-3, 2019.
Xu, Y. Liu, and M. Chen, "Optimisation of partial collaborative transportation scheduling in supply chain management with 3PL using ACO," ESA, vol. 71, pp. 173-191, 2017.
Molavi, A. Shahmardan, and M. S. Sajadieh, "Truck scheduling in a cross docking systems with fixed due dates and shipment sorting," CIE, vol. 117, pp. 29-40, 2018.
M. Nasiri, A. Rahbari, F. Werner, and R. Karimi, "Incorporating supplier selection and order allocation into the vehicle routing and multi-cross-dock scheduling problem," IJPR, vol. 56, no. 19, pp. 6527-6552, 2018.
Rijal, M. Bijvank, and R. de Koster, "Integrated scheduling and assignment of trucks at unit-load cross-dock terminals with mixed service mode dock doors," EJOR, vol. 278, no. 3, pp. 752-771, 2019/11/01/ 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.ejor.2019.04.028.
Shahabi-Shahmiri, S. Asian, R. Tavakkoli-Moghaddam, S. M. Mousavi, and M. Rajabzadeh, "A routing and scheduling problem for cross-docking networks with perishable products, heterogeneous vehicles and split delivery," CIE, vol. 157, p. 107299, 2021/07/01/ 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.cie.2021.107299.
Qiu, D. Zhou, Y. Du, J. Liu, P. M. Pardalos, and J. Qiao, "The two-echelon production routing problem with cross-docking satellites," TRE, vol. 147, p. 102210, 2021/03/01/ 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.tre.2020.102210.
Theophilus, M. A. Dulebenets, J. Pasha, Y.-y. Lau, A. M. Fathollahi-Fard, and A. Mazaheri, "Truck scheduling optimization at a cold-chain cross-docking terminal with product perishability considerations," CIE, vol. 156, p. 107240, 2021/06/01/ 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.cie.2021.107240.
Gunawan, A. T. Widjaja, P. Vansteenwegen, and V. F. Yu, "A matheuristic algorithm for the vehicle routing problem with cross-docking," WFSC, vol. 103, p. 107163, 2021/05/01/ 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.asoc.2021.107163.
Rostami, S. Avakh Darestani, and M. Movassaghi, "Modelling cross-docking in a three-level supply chain with stochastic service and queuing system: MOWFA algorithm," Algorithms, vol. 15, no. 8, p. 265, 2022.