a new hybrid algorithm for vehicle routing problem: case of auto part company โดย...
TRANSCRIPT
แนวทางการจดเสนทางเดนรถกรณศกษาการประยกตใชตวแบบ Vehicle Routing Problem (VRP) เพอปรบปรง การขนสงชนสวน
รถยนต บรษทผผลตชนสวนรถยนตแหงหนง
นายลกษณพเชษฐ คชวตร
5710427016
LM7
ความส าคญของงานวจย
ประมาณการความตองการ
เตรยมวตถดบ รบค าสงซอ ผลตสนคา สงมอบสนคา
ขอจ ำกด
ระยะทำง
เสนทำง
เวลำ
วธกำรจดกำร
ผชอ
ผขาย
JIT
จดประสงคของการศกษา
• ศกษาระบบการสงซอ ความเหมาะสมของวธการขนสงในปจจบน เสนทางการเดนรถปจจบน และต าแหนงทตงโรงงานของซพพลายเออร
• พฒนาตวแบบการเดนรถดวย VRP Model ทมความเหมาะสมและ น ามาประยกตใชกบกรณศกษาน
• ท าการค านวณคาใชจาย ระยะทางเพอ หาจดเสนทางเดนรถขนสงสนคาเพอใหไดคาใชจายทเหมาะสมในการขนสงสนคาและหาจ านวนรถทตองใช เพอจดเตรยมวาจางในแตละวน และเวลารบสงทเหมาะสม
• น าผลการศกษามาใชกบขอมลกรณศกษาในปจจบน เพอเปรยบเทยบตนทนการขนสงและเปนทางเลอกใหกบบรษท
ขอบเขตการศกษา
วตถดบ Suppliers บรษท
ผประกอบรถบรรทกขนาดใหญ
ผประกอบรถยนต
ผประกอบรถจกรยานยนต
ผประกอบรถเพอการเกษตร
ระบบขนสงชนสวน
ประเภทและความจของรถ
อตราคาบรการขนสง
ต าแหนงทตง
ระยะทางระหวางจด ปรมาณงานสนคา
คาใชจายในการขนสง
ประโยชนทคาดวาจะไดรบ
• ทราบถงรปการจดเสนทางทเหมาะสมในการแกปญหาในอนาคต
• น าเสนอแนวทางทเหมาะสมในการจดเสนทางขนสงเพอรบสนคาของบรษททซพพลายเออร
• วธการประยกตใชทฤษฎทางการจดการเสนทางกบกรณศกษา
• การแกปญหาหรอคนหาแนวทางใหมนอกเหนอจากทฤษฎ
• ผประกอบการและผสนใจ สามารถใชผลงานวจยเปนแนวทางในการวางแผนและปรบกลยทธ พฒนาตวแบบและวธใหสอดคลองกบการด าเนนกจการของตวเอง
• เปนขอมลเบองตนในการตดสนใจดานนโยบายการขนสงในอนาคต
แนวคด ทฤษฎ และงานวจยทเกยวของ
ล ำดบ กลม รปแบบปญหำ งำนวจยตวอยำง
1 การจดเสนทาง ( VRP) Sweep Algorithm Yoshiaki SHIMIZU, Tatsuhiko SAKAGUCHI and Jae-Kyu YOO (2016)
Saving Algorithm พอเจตน จตพพฒนพงษ และชมพล มณฑาทพยกล (2552)
Vinicius W.C. Morais , Geraldo R. Mateus, and Thiago F. Noronha (2014)
2 การบรรทกสนคาและการจดการขนสงสนคา การค านวณจ านวนโหลด ปรชาและมาโนช (2551)
วธการศกษาและขนตอนการวจย
เกบขอมลทวไปและขอมลทเกยวของ
กจการ ลกษณะสนคา และภาชนะบรรจ
ปรมาณความตองการ
ระยะทางและเสนทาง
ขอจ ากด คาใชจายในการ
ขนสง
สรปขอมล วเคราะหปญหาจากขอมล
เกบขอมลเพมเตม ปรบปรงขอมล
ตงสมมตฐานและขอก าหนด
จดรบสนคา จ านวนสถานทรบ
สนคา เสนทาง อตราคาขนสง อนๆ
ด าเนนการวจย การสมตวอยาง การใช VRP พนฐาน
วเคราะหปญหา การปรบปรง VRP
สรปผล เปรยบเทยบ วเคราะหผล
ปรมาณความตองการ • ปรมาณค าสงซอหนวยเปนชนตอวน ระยะเวลา 1 ป ระหวาง เดอนมกราคม ถง ธนวาคม 2558 จาก ขอมลการ
สงซอจากโปรแกรมส าเรจรปของบรษท (ERP) และเชคความถกตองกบระบบ Receiving (Kanban – JIT) , 1 Kanban = 1 Package
จ านวนสนคา มากกวา 358 รายการ
ปรมาณสนคาทสงซอทงสน 36 ลานชน
ขอมลดำนปรมำณควำมตองกำรทไดมหนวยเปนชน สนคาตองท าการบรรจลงภาชนะไมสามารถน าขอมลมาใชในการค านวณปรมาณความตองการหรอLoad บรรทกไดทนท
เกบขอมลทวไปและขอมลทเกยวของ
กจการ ลกษณะสนคา และภาชนะบรรจ
ปรมาณความตองการ
ระยะทางและเสนทาง
ขอจ ากด คาใชจายในการ
ขนสง
ระยะทาง • วดระยะทางและจดท าเสนทางดวยโปรแกรมแผนททางภมศาสตร Google Map
– ใชการค านวณหาเสนทางดวยทางเลอกการเดนทางแบบรถยนต
– จดท าตารางระยะทาง
Km. j O__ B__ BA_ C__ J__ K__ L__ S__ T__ TT_
i 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
O__ 0 - 28.2 26.1 77.1 58.0 32.8 10.4 35.8 76.3 71.9
B__ 1 - 48.4 79.5 68.4 4.7 31.3 16.3 83.1 65.2
BA_ 2 - 89.5 46.3 51.0 23.9 41.0 82.7 80.8
C__ 3 - 128.0 81.1 60.6 69.8 138.0 9.8
J__ 4 - 76.5 68.0 79.3 26.5 119.0
K__ 5 - 34.5 15.7 86.9 68.5
L__ 6 - 26.3 81.7 55.5
S__ 7 - 87.7 52.6
T__ 8 - 132.0
TT_ 9 -
32.8 กม.
เกบขอมลทวไปและขอมลทเกยวของ
กจการ ลกษณะสนคา และภาชนะบรรจ
ปรมาณความตองการ
ระยะทางและเสนทาง
ขอจ ากด คาใชจายในการ
ขนสง
ขอจ ากด เกบขอมลจำกกำรสอบถำมและรวบรวมขอมลจำกหนวยงำนภำยใน
• สนคาตองระมดระวงเรองคณภาพและอาจเกดความเสยหายจากการขนสง
• สนคาตองบรรจภาชนะเชนกลองหรอพาเลท เพอปองกนความเสยหาย
• การโหลดสนคาใชรถ Forklift เทานน
• การรบสงสนคาควรก าหนดใหมความสม าเสมอหรอรบ-สงเวลาเดยวกนทกวน
• ปรมาตรและความสามารถในการบรรทก
เกบขอมลทวไปและขอมลทเกยวของ
กจการ ลกษณะสนคา และภาชนะบรรจ
ปรมาณความตองการ
ระยะทางและเสนทาง
ขอจ ากด คาใชจายในการ
ขนสง
ขอจ ากดปรมาตรและน าหนกการบรรทก • ขนาดรถบรรทก มขนาดเทากบ
• รถบรรทกต 10 ลอ ขนาด กวาง 2.35 X ยาว 7.10 x สง 2.40 เมตร บรรจสนคา น าหนกบรรทก 11.5 ตน
• ทมา: P & S TRANS SERVICE Co.,Ltd.
เกบขอมลทวไปและขอมลทเกยวของ
กจการ ลกษณะสนคา และภาชนะบรรจ
ปรมาณความตองการ
ระยะทางและเสนทาง
ขอจ ากด คาใชจายในการ
ขนสง
ปญหาทพบ ขอมลดำนควำมสำมำรถในกำรบรรทก โดยควำมสำมำรถของรถบรรทกจะลดลง เนองจากไมสามารถท าการบรรทกลกษณะเตมอตราการบรรทกได
• เพอปองกนความเสยหายจากการลมของภาชนะ
• สะดวกในการเคลอนยายขน-ลง หรอการ Load/Unload ปจจบนการยกภาชนะนนท าไดโดยใชรถ Fork-lift ทจ ากดเรองความสง
ภาพภาชนะลมเกดจากการทมซอนวางทสงเกน รถ Fork Lift ขณะยกสนคา
เกบขอมลทวไปและขอมลทเกยวของ
กจการ ลกษณะสนคา และภาชนะบรรจ
ปรมาณความตองการ
ระยะทางและเสนทาง
ขอจ ากด คาใชจายในการ
ขนสง
ปญหาทพบ (ตอ) • ตองปรบปรงปรมาณความสามารถในการบรรทกของรถบรรทก
• ลกษณะการชอนภาชนะเปนดงน
• ภาชนะพลาสตกความสงตามรวมกนประมาณ 1.50 เมตร
• ภาชนะโลหะใหสงไดไมเกน 2 - 3 ชน ประมาณ1.50 เมตร
เกบขอมลทวไปและขอมลทเกยวของ
กจการ ลกษณะสนคา และภาชนะบรรจ
ปรมาณความตองการ
ระยะทางและเสนทาง
ขอจ ากด คาใชจายในการ
ขนสง
อตราคาบรการ การสงสนคา • ปจจบนรบผดชอบโดยผขายหรอซพพลายเออร คาใชจายในการขนสงสนคาถกบวกรวมกบ
ราคาสนคาเรยบรอยรอยแลว (ราคาตอหนวยสนคา)
• คาใชจายกรณจางรถบรรทก ทางผใหบรการมการคดราคาแบบมาตรฐาน
เกบขอมลทวไปและขอมลทเกยวของ
กจการ ลกษณะสนคา และภาชนะบรรจ
ปรมาณความตองการ
ระยะทางและเสนทาง
ขอจ ากด คาใชจายในการ
ขนสง
ตำมระยะทำง ตำมเทยว
4.5 กโลเมตรตอน ามน 1 ลตร 454.00 บาทตอเทยว
= (1/(4.5)) x 29.99 = 454.00 x เทยว
สมมตฐานและขอก าหนด • สถานทรบสนคาทซพพลายเออรมแหงเดยว
• เปนซพพลายเออรปจจบน
• รบสนคาทบรรจในภาชนะพาเลทเหลกและกลองพลาสตก
• เสนทางการเดนรถตามถนนทไดมาตรฐาน ผใหบรการจะไดรบแจงเสนทางลวงหนาอยางนอย 1.5 วนท าการและใชเสนทางทสนทสด
• อตราคาบรการรถบรรทกปกต
• ปรมาณความตองการในแตละ Node ไมสามารถแบงหรอแยกการบรรทกได ยกเวน Direct Shipment
เกบขอมลทวไปและขอมลทเกยวของ
กจการ ลกษณะสนคา และภาชนะบรรจ
ปรมาณความตองการ
ระยะทางและเสนทาง
ขอจ ากด คาใชจายในการ
ขนสง
การปรบปรงขอมล
• ปรบปรง 1 หนวยบรรจใหเปนอตราสวนน าหนก เพอทราบคา Demand node ทมหนวยเปนน าหนกเปนกโลกรม
ก าหนดให C คอความสามารถในการบรรทกของรถบรรทก
W คอน าหนกตอหนวยของสนคา
T คอปรมาณน าหนกบรรทกเตมรถของสนคา
Weight Ratio = Max [(C x W)/T,W)]
ทมา: งานวจย ระบบการวางแผนการกระจายสนคาส าหรบธรกจขนสงรายยอย, ปรชา สพรรณวบล (2551)
ปรมาณบรรจ
น าหนกรวม
ขนาดภาชนะ
การซอนของภาชนะ
จ านวนการจดวางในรถ
สรปขอมล วเคราะหปญหาจากขอมล
เกบขอมลเพมเตม ปรบปรงขอมล
ตวอยางการปรบปรงความสามารถรถบรรทก
• สนคา A บรรจในภาชนะพลาสตกไดจ านวน 30 ชน มน ำหนกสนคำ ชนละ 0.3 กโลกรม และกลองพลาสตกมขนาด ความสง 13 เซนตเมตร ความยาว 37.6 เซนตเมตร ความกวาง 29.0 เซนตเมตร มน าหนก 1.13 กโลกรม ดงนนกลองพลาสตกมปรมาตรเทากบ 14,275.20 (13.0 x 37.6 x 29.0) ลกบาศกเซนตเมตรตอ 1 กลอง และมน าหนกสทธ 10.13 กโลกรมตอ 1 กลอง
• รถบรรทกมขนาด ความกวาง 235 เซนตเมตร ความยาว 710 เซนตเมตร ความสง 240 เซนตเมตร แตเนองจากการวางซอนกลองพลาสตกของสนคา A จะตองอยในระดบ 150 เซนตเมตรตามขอก าหนด ดงนนความสามารถของรถบรรทกในบรรจสนคา A มปรมาตรเทากบ 25,027,500 ลกบาศกเมตร ตอ 1 คน (235 x 710 x 150 ) ดงนนรถบรรทก 1 จะสามารถบรรทกสนคา A ได 1,765 กลอง (23,859,550 หารดวย14,275.20)
ตวอยางการปรบปรงอตราสวนน าหนก
• ความสามารถบรรทกเทากบ 11.5 ตน ขนสนคาได 1,765 กลอง น าหนกสทธเทากบ 10.13 กโลกรม ตอ 1 กลอง ในการหาอตราสวนกรณน Weight Ratio = Max [(C x W)/T,W)]
C = 11,500 กโลกรม
W = 10.13 กโลกรม
และ T = 10.13 x 1,765 = 17,879.45 กโลกรม
แทนคาในสมการ จะไดวา Weight Ratio = Max
11,500 x 10.13
17,879.45, 10.13
Weight Ratio = Max 6.25,10.13
ดงนนอตราสวนน าหนกของสนคา A ตอ 1 กลอง จงเทากบ 10.13 กโลกรม
การปรบปรงขอมล (ตอ)
วธการด าเนนการศกษา • การสมตวอยาง
ด าเนนการวจย การสมตวอยาง การใช VRP พนฐาน
วเคราะหปญหา
การปรบปรง VRP
การใช Saving Algorithm Input
ปรมาณความตองการ
ระยะทาง กโลเมตร
Location
Constraints
ความสามารถในการบรรทกของรถ
Application
Microsoft Excel
Saving Algorithm
อตราสวนน าหนก (กโลกรม)
Result
ทศทางการเดนรถ
จ านวนรถบรรทก
ระยะทางรวม
น าหนกบรรทก
Cost
ตนทนตามระยะทาง
ตนทนตามจดแวะ
ตนทนรวม
อรรถประโยชน
ด าเนนการวจย การสมตวอยาง การใช VRP พนฐาน
วเคราะหปญหา
การปรบปรง VRP
• Saving = 𝐶𝑖0 + 𝐶0𝑗 − 𝐶𝑖𝑗
• 𝑆𝑎𝑣𝑖𝑛𝑔12 = 𝐶10 + 𝐶02 − 𝐶12
• 5.9 = 28.2 + 26.1 − 48.4
ผลการจดเสนทางการเดนรถดวย Saving Truck No. 25-Dec-15
1 0-1-5-9-6-2-0
2 0-4-0
3 0-4-0
4 0-4-0
5 0-4-0
6 0-7-0
7 0-7-0
8 0-8-0
10 0-8-0
Saving Route
Direct Route
Direction
1
5
9
6
2 0
ด าเนนการวจย การสมตวอยาง การใช VRP พนฐาน
วเคราะหปญหา
การปรบปรง VRP
การใช Sweep Algorithm Input
ปรมาณความตองการ
ระยะทาง กโลเมตร
Location
Constraints
ความสามารถในการบรรทกของรถ
Application
Microsoft Excel
Sweep Approach
อตราสวนน าหนก (กโลกรม)
North-West Corner Technique
Route
ทศทางการเดนรถ
จ านวนรถบรรทก
ระยะทางรวม
น าหนกบรรทก
Cost
ตนทนตามระยะทาง
ตนทนตามจดแวะ
ตนทนรวม
อรรถประโยชน
ด าเนนการวจย การสมตวอยาง การใช VRP พนฐาน
วเคราะหปญหา
การปรบปรง VRP
ล ำดบท 1 2 3 4 5 6 7 8 9 คอลมน1 คอลมน2
Clockwise node 6* 9 3 7 5 1 2 8 4 Supply Capacity
Truck no.1 2,314.28 5,381.74 7,696 11,500
Truck no.2 11,500.00 11,500 11,500
Truck no.3 1,338.10 1,338 11,500
Truck no.4 1,525.26 493.88 792.04 2,811 11,500
Truck no….. … …
Truck no.10 278.56 279 11,500
Demand Load(kg.) (25-ธนวำคม) 2,314.28 5,381.74 - 12,838.10 1,525.26 493.88 792.04 12,957.05 34,778.56
การใชตวแบบ Sweep และเทคนค North-West Corner Rules
ล ำดบท 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Clockwise node 6* 9 3 7 5 1 2 8 4
Counterclockwise node 2* 4 8 1 5 7 6 3 9
*intermediate nodes
ด าเนนการวจย การสมตวอยาง การใช VRP พนฐาน
วเคราะหปญหา
การปรบปรง VRP
Truck No. 25-Dec-15
1 0-6-9-0
Truck No. 25-Dec-15
4 0-5-1-2-0
เสนทางการเดนรถดวย Sweep (Clockwise) Truck No. 25-Dec-15
1 0-6-9-0
2 0-7-0
3 0-7-0
4 0-5-1-2-0
5 0-8-0
6 0-8-0
7 0-4-0
8 0-4-0
10 0-4-0
11 0-4-0
Sweep Route
Direct Route
Clockwise Direction
ด าเนนการวจย การสมตวอยาง การใช VRP พนฐาน
วเคราะหปญหา
การปรบปรง VRP
9
6
0
5
1
2
7
8 4
เสนทางการเดนรถดวย Sweep (Counterclockwise) Truck No. 25-Dec-15
1 0-2-0
2 0-4-0
3 0-4-0
4 0-4-0
5 0-4-0
6 0-8-0
7 0-8-0
8 0-1-5-0
10 0-7-0
11 0-7-0
12 0-6-9-0
Saving Route
Direct Route
Direction
ด าเนนการวจย การสมตวอยาง การใช VRP พนฐาน
วเคราะหปญหา
การปรบปรง VRP
9
6
0
5
1
2
7
8 4
ขอดของการใชตวแบบ Saving
Utilization Distance Cost
173,425.26
180,495.00
168,000.00
170,000.00
172,000.00
174,000.00
176,000.00
178,000.00
180,000.00
182,000.00
แบบใช Saving Algorithm (บาท) แบบใช VRP-Sweep (บาท)
บำท
10,831.10
11,551.30
10,400.00
10,600.00
10,800.00
11,000.00
11,200.00
11,400.00
11,600.00
11,800.00
Saving Algorithm VRP-Sweep
กม.
ด าเนนการวจย การสมตวอยาง การใช VRP พนฐาน
วเคราะหปญหา
การปรบปรง VRP
ขอดของการใชตวแบบ Sweep
Truck No. 25-Dec-15
4 0-5-1-2-0
Truck No. 25-Dec-15
1 0-6-9-0
Truck No. 22-Dec-15
1 0-1-7-0
Truck No. 22-Dec-15
2 0-6-9-0
Truck No. 22-Dec-15
3 0-2-8-0
ด าเนนการวจย การสมตวอยาง การใช VRP พนฐาน
วเคราะหปญหา
การปรบปรง VRP
IMPROVE VRP โดยใชวธ Sweep-Skipping • เพอเพมระดบอรรถประโยชนของรถบรรทกและลดตนทนการขนสงดาน
Sweep ลง • ใชวธ Skipping Node หมายความวารถบรรทกจะไมกลบมาท Depot ถาพบวารถยงไมเตมอตราการบรรทกและยงสามารถไปรบท node อนๆไดอก
• ทมำ: Idea from linear sweep algorithm by V. V. Senthil Kumar and R Jayachitra (2016)
ด าเนนการวจย การสมตวอยาง การใช VRP พนฐาน
วเคราะหปญหา
การปรบปรง VRP
ล ำดบท 1 2 3 4 5 6 7 8 9 คอลมน1 คอลมน2
Clockwise node 6* 9 3 7 5 1 2 8 4 Supply Capacity
Truck no.1 2,314.28 5,381.74 1,525.26 493.88 792.04 10,507 11,500
Truck no.2 - 11,500
Truck no.3 - 11,500
Truck no.4 - 11,500
Truck no…..
Truck no.9 - 11,500
Demand Load(kg.) (25-ธนวำคม) 2,314.28 5,381.74 - 12,838.10 1,525.26 493.88 792.04 12,957.05 34,778.56
ประยกตใชตวแบบ Sweep - Skipping และเทคนค North-West Corner Rules
ล ำดบท 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Clockwise node 6* 9 3 7 5 1 2 8 4
Counterclockwise node 2* 4 8 1 5 7 6 3 9
*intermediate nodes
Truck No. 25-Dec-15
1 0-6-9-5-1-2-0
2 0-7-0
3 0-7-0
4 0-8-0
5 0-8-0
6 0-4-0
7 0-4-0
8 0-4-0
9 0-4-0
10 -
ด าเนนการวจย การสมตวอยาง การใช VRP พนฐาน
วเคราะหปญหา
การปรบปรง VRP
VRP Sweep Vs. Sweep-Skipping Sweep Sweep-Skipping
Truck No. 25-Dec-15 Truck No.2 25-Dec-153
1 0-6-9-0 1 0-6-9-5-1-2-0
2 0-7-0 2 0-7-0
3 0-7-0 3 0-7-0
4 0-5-1-2-0 4 0-8-0
5 0-8-0 5 0-8-0
6 0-8-0 6 0-4-0
7 0-4-0 7 0-4-0
8 0-4-0 8 0-4-0
9 0-4-0 9 0-4-0
10 0-4-0 10 -
ด าเนนการวจย การสมตวอยาง การใช VRP พนฐาน
วเคราะหปญหา
การปรบปรง VRP
• Giant Tour > Long Distance > RISK (Accident/Quality/Time)
ปญหาของ Sweep - Skipping
ด าเนนการวจย การสมตวอยาง การใช VRP พนฐาน
วเคราะหปญหา
การปรบปรง VRP
IMPROVE VRP โดยใชวธ Hybrid • ใชวธการ Saving เพอลดตนทนและ เทคนค Sweep
Sweep Model เสนทาง 0 6 9 3 7 5 1 2 8 4 0
Saving
Algorithm 0-1-5-9-6-2-0 0 6 9 5 1 2 0
เรยงแบบ
Hybrid 0-6-9-5-1-2-0
ด าเนนการวจย การสมตวอยาง การใช VRP พนฐาน
วเคราะหปญหา
การปรบปรง VRP
เสนทางการเดนรถดวย Hybrid
ด าเนนการวจย การสมตวอยาง การใช VRP พนฐาน
วเคราะหปญหา
การปรบปรง VRP
SAVING
SWEEP
ผลการศกษาดานการจดการ
Distance Time
สรปผล เปรยบเทยบ วเคราะหผล
ผลการศกษาดานคาขนสงรวม สรปผล เปรยบเทยบ วเคราะหผล
วเคราะหและสรปผลการวจย
Practical
Cost
Low
High
Difficult Easy
Saving
Sweep
Sweep - Skipping
Hybrid
Direct Shipment
Current
• รปการจดเสนทางทเหมาะสมส าหรบกรณศกษา
• ไดท าการเสนอแนวทางทเหมาะสมในการจดเสนทางขนสงเพอรบสนคาของบรษททซพพลายเออร
• เทคนคประยกตใชทฤษฎทางการจดการเสนทางกบกรณศกษา
• แนวทางใหมนอกเหนอจากทฤษฎ
• ผประกอบการและผสนใจ สามารถใชผลงานวจยเปนแนวทางในการวางแผนและปรบกลยทธ พฒนาตวแบบและวธใหสอดคลองกบการด าเนนกจการของตวเอง
• ไดรบขอมลเบองตนในการตดสนใจดานนโยบายการขนสงในอนาคต
ประโยชนทไดรบจากการศกษา
Q & A