ارائه مدل ریاضی و رویکرد حل ابتکاری مبتنی‌بر الگوریتم تولید ستون برای یک سیستم تحویل خودکار با درنظر گرفتن تاثیر باد

تحویل سریع و کارآمد کالا در بخش لجستیک آخرین مایل، یکی از چالش‌های کلیدی برای شرکت‌های تجارت الکترونیک است. با پیشرفت سیستم تحویل خودکار، تحویل کالا بااستفاده از آن‌ها به‌عنوان یک راهکار امیدبخش برای مقابله با چالش‌های لجستیک سنتی در آخرین مایل مطرح شده است. باتوجه‌به چالش‌های زیست‌محیطی و اجتماعی در این حوزه، ادغام پایداری در برنامه‌ریزی لجستیک از یک گزینه اختیاری به یک ضرورت تبدیل شده است. سیستم‌های تحویل خودکار به‌عنوان راهکاری بالقوه برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و بهبود پایداری لجستیک آخرین مایل شناسایی شده‌اند. در این مطالعه، یک مدل ریاضی برای مساله تحویل پهپادی چندانباره و چنددوره‌ای ارائه می‌کنیم که چنددوره‌ای بودن را درنظر گرفته و هدف آن بهینه‌سازی مسیرهای پهپادها از چند انبار در یک افق برنامه‌ریزی یک‌روزه یا شیفتی ضمن درنظر گرفتن تاثیر باد است. برای بهبود زمان محاسباتی، مدل ابتدا به‌صورت یک مساله اصلی و یک زیرمساله قیمت‌گذاری باز فرموله شده است تا بتوان از الگوریتم تولید ستون استفاده شود؛ سپس، یک الگوریتم برنامه‌ریزی پویا برای کاهش زمان محاسباتی زیرمساله قیمت‌گذاری پیشنهاد شده است. برای ارزیابی عملکرد الگوریتم پیشنهادی، 120 نمونه تصادفی در 12 مجموعه مساله مختلف تولید شده‌اند. درنهایت، مقایسه‌ای بین نتایج روش پیشنهادی و حل‌کننده سیپلکس انجام شده است تا عملکرد رویکرد پیشنهادی ارزیابی شود. نتایج نشان می‌دهند که الگوریتم ارائه‌شده قادر به دستیابی به جواب‌هایی با فاصله تا بهینگی کمتر از 10% است، درحالی‌که حل‌گر سیپلکس نمی‌تواند پاسخ‌هایی با اختلاف کمتر از 60% ارائه دهد.

a mathematical model and novel solution approach using column generation for optimizing automated delivery systems with considering wind effect

efficient and rapid delivery of goods in last-mile logistics represents a key challenge for e-commerce companies. with advancements in automated delivery system technologies, these systems have emerged as a promising solution to address the challenges of traditional last-mile logistics. given the environmental and social challenges in this domain, integrating sustainability into logistics planning has evolved from being a discretionary choice to an essential requirement. automated delivery systems are identified as a potential means to reduce greenhouse gas emissions and improve the sustainability of last-mile logistics. in this study, we propose a mathematical model for a multi-depot, multi-period delivery problem involving automated delivery systems. the model considers the multi-period nature of operations, aiming to optimize the routing of automated delivery vehicles from multiple depots over a one-day or shift-based planning horizon, while accounting for the wind effect. to enhance computational efficiency, the problem is reformulated into a master problem and a pricing subproblem, enabling the use of the column generation algorithm. subsequently, a dynamic programming algorithm is proposed to reduce the computational time of the pricing subproblem. to evaluate the performance of the proposed algorithm, 120 random instances were generated across 12 different problem sets. a comparison between the proposed method and the cplex solver was conducted to assess the efficiency of the proposed approach. the results indicate that the proposed algorithm achieves solutions with an optimality gap of less than 10%, whereas the cplex solver fails to deliver solutions with a gap smaller than 60%.