مدل‌سازی و حل مسئله مکان‌یابی هاب سلسله مراتبی چند وسیله‌ای با در نظر گرفتن محدودیت ظرفیت هابها

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی صنایع و مدیریت، دانشگاه صنعتی شاهرود، ایران.

2 دانشجوی ارشد

چکیده

مسئله مکان‌یابی هاب سلسله ‌مراتبی چند وسیله‌ای عبارت است از یافتن تعداد و محل استقرار چند نوع هاب در سطوح مختلف همراه با مسیرهای ارتباطی و وسایل حمل به‌گونه‌ای که هزینه تأسیس و حمل حداقل شود. در این مسئله معمولا گره‌های تقاضا به انواع هاب‌های مورد نظر با استفاده از وسایل نقلیه متفاوت تخصیص داده می‌شوند. بررسی تحقیقات گذشته نشان می‌دهد که مطالعات محدودی بر روی مسئله مکان‌یابی هاب سلسله مراتبی چند وسیله‌ای علی‌رغم اهمیت و کاربرد فراوان آن انجام شده است. ضمن آنکه در این تحقیقات محدود نیز محدودیت ظرفیت هاب به‌ عنوان یکی از واقعیت‌های کاربردی این مسئله درنظر گرفته نشده است. این محدودیت، تاثیر مهمی بر پیکربندی شبکه و برنامه‌ریزی جریان کالا در سطح شبکه خواهد داشت. در تحقیق حاضر، یک مسئله مکان‌یابی هاب سلسله مراتبی با در نظر گرفتن تنوع وسایل حمل و محدودیت ظرفیت هاب مورد مطالعه قرار می گیرد. لحاظ نمودن این شرایط در راستای نزدیکتر کردن این مسئله با شرایط دنیای واقعی است و نتایج حل آن می‌تواند برای محققان این حوزه مفید باشد. لذا پس از تشریح مسئله, متغیرهای تصمیم و پارامترهای این مسئله تعریف و سپس مدل ریاضی آن مطابق با شرایط فوق توسعه داده شده می شود. به منظور حل مسئله با توجه به ماهیت مدل که از نوع برنامه‌ریزی عدد صحیح مختلط است، از نرم‌افزار بهینه‌سازی GAMS استفاده شده است. همچنین جهت ارزیابی و تجزیه و تحلیل نتایج از داده‌های استاندارد وب سایت تحقیق در عملیات و مسائل واقعی تشریح شده در یکی از منابع استفاده شده است. براساس نتایج این تحقیق، دو پارامتر تعداد و ظرفیت هاب تاثیر زیادی بر مقدار تابع هدف (مجموع عوامل هزینه‌ای) و همچنین زمان حل مسئله دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Modeling and solving the hierarchical hub location problem considering several different vehicle and capacity for the hubs

نویسندگان [English]

  • Seyyed Mohammad Hasan Hosseini 1
  • Ali Akbar Hassani 1
1 Faculty of Industrial Engineering and Management, Shahrood university of technology, Shahrood, Iran.
چکیده [English]

The hierarchical hub location problem with different kind of vehicle aims to find the number of different needed hub and their location in several levels and also the vehicle and their path in order to minimize total cost of installing and transportations. In this paper, the hierarchical hub location problem considering capacity and verity of vehicles is studied. This condition leads the problem to real world and so the results can be useful for researchers and industrial managements. At first the problem is defined and then its parameters and variables are illustrated. After that a new mathematical model is developed for these new condition. This is a mixed integer problem and in order to be solved, the GAMS problem is used. Some standard problem that are illustrated in one of the references is used to evaluate and analysis the results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Location
  • hierarchical hub
  • multi vehicle
  • restricted the hub capacity

[1]    Drezner, Z., (2013). “Facility location. A survey of applications and methods”, Springer, New York.

[2]    O’Kelly, M.E., (1986). “The location of interacting hub facilities”, Transportation Science, (20): 92–105.

[3]    O’Kelly, M.E., (1987). “A quadratic integer program for the location of interacting hub facilities”, European Journal of Operational Research, (32): 393–404.

[4]    O’Kelly, M.E., Lao, Y., (1991). Mode choice in a hub-and-spoke network: a zero-one linear programming approach. Geographical Analysis (23): 283–397.

[5]    Campbell, J.F., (1994). “Integer programming formulations of discrete hub location problems”, European Journal of Operational Research, (72): 387–405.

[6]    Limbourg, S., Jourquin, B., (2009). “Optimal rail-road container terminal locations on the European network”, Transportation Research Part E, (45): 551–563.

[7]    Ishfaq, R., Sox, C.R., (2011). “Hub location-allocation in intermodal logistic networks”, European Journal of Operational Research (210): 213–230.

[8]    Meng, Q., Wang, X., (2011). “Intermodal hub-and-spoke network design: incorporating multiple stakeholders and multi-type containers”, Transportation Research, Part (45): 724–74.

[9]    Kara, B.Y., Tansel, B.C., (2001). “The latest arrival hub location problem”, Management Science, (47): 1408–1420.

[10] Yaman, H., Kara, B.Y., Tansel, B.C., (2007). “The latest arrival hub location problem for cargo delivery systems with stopovers”, Transportation Research Part B, (41): 906-919.

[11] Lin, C.C., Chen, S.H., (2004). “The hierarchical network design problem for time-definite express common carrier”, Transportation Research B, (38): 271–283.

[12] Lin, C.C. (2010). “The integrated secondary route network design model in the hierarchical hub-and-spoke network for dual express services”, International Journal of Production Economics (123): 20–30.

[13] Smilowitz, K.R., Daganzo, C.F. (2007). “Continuum approximation techniques for the design of integrated package distribution systems”, Networks, (50): 183–196.

[14] Chen, H., Campbell, A.M., Thomas, B.W. (2008). “Network design for time-constrained delivery”, Naval Research Logistics, (55): 493–515.

[15] Campbell, J.F. (2009). “Hub location for time definite transportation”, Computers and Operations Research, (36): 3107–3116.

[16] Sim, T., Lowe, T.J., Thomas, B.W., (2009). “The stochastic p-hub center problem with service-level constraints”, Computers & Operations Research, (36): 3166–3177.

[17]  غفاری نسب نادر، غضنفری مهدی، تیموری ابراهیم، (1392). طراحی شبکه لجستیک هاب استوار با درنظر گرفتن تقاضاهای تصادفی برای شرکت‌های ارائه دهنده خدمات لجستیکی. نشریه پژوهش‌های مهندسی صنایع در سیستم‌های تولید، 1(2): 107-97.

[18]  عیدی علیرضا، برزگر خالد، (1394). ارائه یک الگوریتم حل دقیق برای مسئله جایابی P هاب میانه با تخصیص r تایی. نشریه پژوهش‌های مهندسی صنایع در سیستم‌های تولید، 3(5): 71-61.

[19] Yaman, H., (2011). “Allocation strategies in hub networks”, European Journal of Operational Research, (211): 442–451.

[20] Alumur, S., Yaman, H., Kara, B.Y., (2012). “Hierarchical multimodal hub location problem with time-drfinite deliveries. Transportation deliveries”, Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, 48(6): 1107-1120.

[21] Glareh, Sh., Neamatian monemi, N. Nickel, S., (2015). “Multi-period hub location problems in transportation. Transportation deliveries”, Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, (75): 67-94.

[22] Puerto, J., Ramos, A.B., Rodríguez-Chía, A.M., Sánchez-Gil, M.C., (2016). “Ordered median hub location problems with capacity constraints”, Transportation Research Part C: Emerging Technologies, (70): 142-156.

[23] Mahmutogullari, A.I., Kara, B.K., (2016). “Hub location under competition”, European Journal of Operational Research, (250): 214-225.

[24] O'Connell, J.F., Bueno, O.E., (2016). “A study into the hub performance Emirates, Etihad Airways and Qatar Airways and their competitive position against the major European hubbing airlines”, Journal of Air Transport Management, In Press, Corrected Proof, Available online 27.