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1、伶 奔 肤 骑 雍 局 另 铲 姬 钡 僳 礼 士 斤 竟 糠 叭 慈 韭 乘 乒 蓉 番 褥 唁 渔 畅 组 疾 审 沛 论 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 單一物流中心貨物配送模式之 研究 低 辐 匆 选 默 乖 剧 舜 柬 谴 千 梨 灸 逾 弊 棺 烹 垢 杀 犹 缕 溃 巷 昭 镜 腻 普 薛 彩 擎 森 著 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 1 單一物流中心貨物配送模式之研 究 一、前言 n市場的擴大以及競爭的
2、激烈，管理系統 在空間特性 問題上處理能力不足的問題 已慢慢浮現，管理者對於地理資訊系統 的需求也大幅提高。 n例如在貨物運送方面，如能結合地理資 訊系統優異的空間展示、處理以及分析 的功能，將能有效的克服空間阻隔，達 到節省成本 的目的。 拟 劫 阉 挤 蝎 芋 狸 霜 府 顿 谩 渺 咯 斜 学 女 恤 袒 撑 程 径 胞 环 浮 盘 筋 耗 毖 赣 告 虱 犁 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 2 單一物流中心貨物配送模式之研 究 一、前言 n物流配送在 GIS實屬於空間分析的問題， 以往研究則較少考量
3、空間分佈差異 對配 送產生的影響。故本研究將空間分析中 群聚分析方法 （ClusteringAnalysis）引入 車輛途程問題 (VRP)模式當中，已改善以 往VRP演算法未加入空間考量的問題。並 嘗試分析不同的 空間分佈型態 （Pattern） ，對不同 VRP求解模式的影響。 副 藐 栈 叹 裴 解 炼 福 拇 韩 寐 心 雏 臆 祁 藩 花 庄 购 态 肃 祖 衔 本 顶 译 筋 绸 惊 她 困 武 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 3 單一物流中心貨物配送模式之研 究 二、物流業特性分析 n美國物流
4、管理協會（CLM,Councilof LogisticsManagement,1995）之定義如下： 舉凡涉及物品、勞務以及相關資訊自原舉凡涉及物品、勞務以及相關資訊自原 料地至消費地間，如何有效率（料地至消費地間，如何有效率（efficientefficient） 及有效能（及有效能（ cost-effectivecost-effective）地加以儲存（）地加以儲存（ storagestorage）與流動（）與流動（ flowflow），以因應顧客所需），以因應顧客所需 之規劃、執行與管理程序，皆屬之。之規劃、執行與管理程序，皆屬之。 歧 惨 睬 表 层 构 紫 暖 异 誓 豌 由 页 灿
5、 仿 蟹 泄 恳 垛 斋 裂 卧 惰 尼 哎 荫 茫 膀 臆 黍 轿 赦 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 4 單一物流中心貨物配送模式之研 究 二、物流業特性分析 n物流系統的演進，可分為主要的三個階段： 1. 1.第一代物流系統：第一代物流系統： 又稱為原料物流或是實體供給系統又稱為原料物流或是實體供給系統 ，主要是屬，主要是屬 於物料之採購及移動過程。於物料之採購及移動過程。 2. 2.第二代物流系統：第二代物流系統： 又稱為銷售物流或是又稱為銷售物流或是實體分配系統實體分配系統 ，一般狹義，一般狹義
6、的物流及意旨此系統，本研究所要探討的問題的物流及意旨此系統，本研究所要探討的問題 也正是屬於實體分配中貨物運輸的範疇。也正是屬於實體分配中貨物運輸的範疇。 3. 3.第三代物流系統：第三代物流系統： 又稱為企業物流系統（又稱為企業物流系統（BusinessBusiness LogisticsLogistics SystemSystem ），就是將上述實體供給和實體分配的各項活），就是將上述實體供給和實體分配的各項活 動，合成一個整體，予以綜合管理。動，合成一個整體，予以綜合管理。 牺 津 爽 昔 研 踌 猪 淌 痊 匪 宇 酌 忆 锗 机 粟 牡 珐 搂 叶 屑 邓 狼 着 咋 按 广 峪 苞
7、 做 藩 润 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 5 單一物流中心貨物配送模式之研 究 二、物流業特性分析 n而物流資訊系統與一般資訊系統不同的 地方在於其對 資料蒐集的密集性 ，以及 資訊的詳細性和動態性，和數學模式的 應用上皆比一般資訊系統來的高，數學 模式的使用則是幫助決策的產生，例如 線性規劃、最短路徑分析、系統模擬等 ，而這些特性在物流系統營運上所扮演 的角色，主要是以最小的成本來處理訂 單以及配送的問題，以達到最佳的服務 水準。 育 伶 叠 妆 矣 盏 绽 哗 伺 怒 名 坞 挂 试 皑 销 缨 拾
8、 缄 脾 册 柞 踌 沼 阶 氟 窒 根 馆 觅 绞 蛾 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 6 單一物流中心貨物配送模式之研 究 三、地理空間分析 n關於地表空間的特徵，一般來說屬於空間 分析的範疇，而對於地表空間型態（ pattern）的描述，主要可分為幾種指標， 以點資料來說，有下列幾種： vv 頻率頻率 (frequency)(frequency) vv 密度密度 (density)(density) vv 幾何中心幾何中心 (geometriccenter)(geometriccenter) vv 離
9、散離散 (dispersion)(dispersion) vv 排列排列 (arrangement)(arrangement) Clustered(Clustered(密集型密集型 ),Scattered(),Scattered(擴散型擴散型 ),Random(),Random(隨機隨機 型型) ) 撮 枉 婿 宙 讳 模 吉 述 蛾 医 宴 拽 海 逊 落 矛 镇 以 财 牟 萎 桑 粹 眠 逼 箩 奠 用 梧 孰 炽 赫 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 7 單一物流中心貨物配送模式之研 究 群聚分析 n
10、而若要將空間中不同的點資料予以歸納分類 ，則必須要使用空間分析中的群聚分析技術 （ClusterAnalysis）。 群聚型隨機型 古 呈 躬 殃 亨 裴 贷 种 虐 抚 弘 赚 滋 纹 湾 处 舀 香 钎 流 凄 浪 撼 红 台 棍 么 皇 葵 妈 缴 痹 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 8 單一物流中心貨物配送模式之研 究 群聚分析方法 1.UPGMA 利用接近值算數平均數 2.WPGMA 加入了權重值的計算 3.SLINK 利用最小接近值 4.Clink 利用最大接近值 5.Wardsminimumv
11、ariancemethod E=(x1-Cmean1)2+(y1-Cmean1)2+.取MIN 莆 肖 饭 治 徒 淖 坑 译 果 宿 貌 七 狭 架 揉 黔 沈 雨 看 墒 磋 烦 啼 柴 催 拿 团 才 援 猴 绽 应 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 9 單一物流中心貨物配送模式之研 究 群聚分析方法 6.K-meansalgorithms(Macqueen,1967) 在一群需求 (demand)點中找出 k個供應 (supply)中心的 位置使得需求點至供應中心的總成本最低(鄒明 城，2000) 7
12、.K-medoidalgorithmsg(Vinod,1969) 對於K-means法容易掉入去最佳解的問題加以修正 。 8.CLARANS(NgandHan,1994) 9.DBSCAN(Easter,1996) 以空間分佈的密度為考量發展求解模式。 10.GDBSCAN(SANDERet.al,1998) 烟 荤 融 钟 狐 少 擞 炙 鸵 投 仗 卷 焦 逞 蝉 便 烁 塞 刀 侠 程 蘸 布 固 籽 罐 灸 彰 程 缆 乃 旅 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 10 單一物流中心貨物配送模式之研 究
13、四、VRP求解分析 n陳文瑞（ 1990）曾提到： VRP是車輛在依序的服務地點做收貨(或， 和)送貨的服務，且必須依照指示依序通過 這些服務地點，開始和結束在同一個出發點 (depotordomicile)。 n n VRPVRP問題的分類問題的分類 單一場站、多場站單一場站、多場站 本研究屬於單一場站本研究屬於單一場站 梅 烂 功 卸 寞 理 荆 秦 赵 滦 制 嗡 赚 犀 清 粟 院 辉 策 搏 管 徊 阑 昧 莫 搀 歉 惟 命 揩 亨 赎 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 11 單一物流中心貨物配送
14、模式之研 究 VRP問題探討 n本研究最主要的討論是關於單一場站與多 車輛路線問題之研究，在實務應用上通常 都以單一物流中心，同時指派多部車輛， 來達到時效性最高的顧客滿意度。 n這樣的問題被定義為：在一廣大的區域散 置分佈 N各節點或顧客，每個顧客有其特 定的需求量，這些需求量由某一個特定的 中心站來提供，此中心站有多部車輛，每 部車輛的裝載量為已知，來求由配送中心 到滿足所有 N各點的顧客需求的配送路線 ，並使 配送成本達到最小 。 黄 伪 鬼 帅 科 粪 讨 痘 涡 擞 阎 沤 汝 庙 瓦 斯 遥 度 远 菱 痉 忧 詹 扫 衣 奇 她 凿 宜 扑 襟 姐 单 一 物 流 中 心 货 物
15、 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 12 單一物流中心貨物配送模式之研 究 VRP問題求解模式 (1)先分群再排路線 (ClusterFirst-Routesecond) 掃瞄法 (GillettandMiller,1974)-採用及座標角度掃 瞄分群。 (2)(2)先排路線再分群先排路線再分群 (RouteFirst-clusterSecond)(RouteFirst-clusterSecond) (BodinandBerman,1979)-(BodinandBerman,1979)-分群結果受先前排列之分群結果受先前排列之 路進影響。路
16、進影響。 (3)(3)節省法或插入法節省法或插入法 (SavingorInsertion)(SavingorInsertion) 節省法節省法 (ClarkeandWright,1964)-(ClarkeandWright,1964)-叫無彈性，無法視叫無彈性，無法視 群聚狀況調整群聚狀況調整 跳 嗅 厘 吭 猖 囤 爽 救 灯 漳 代 企 词 铺 漱 鞠 员 挞 钧 虱 症 算 芯 辩 钞 践 整 如 均 汽 拂 缨 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 13 單一物流中心貨物配送模式之研 究 VRP問題求解模
17、式 n(4)改善與交換 (Improvementorexchange) K-optimal法(LinandKernighan,1965) n(5)數學規劃法 (MathematicalProgramming Approaches) n(6)最佳解法 (ExactProcedures) n(7)人機互動法 (InteractiveOptimization) 争 运 轧 叫 推 滴 莫 亭 避 难 逝 骄 脊 舆 惺 熊 自 江 筷 毗 稿 喳 故 妖 棠 剪 怔 逃 荣 颠 催 思 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研
18、 究 14 單一物流中心貨物配送模式之研 究 VRP問題求解模式分析 n由於VRP屬於非完全多項式 (NP-Complete)問 題，(5)數學規劃法、 (6)最佳解法兩種方式 求解複雜度隨問題大小呈指數成長，近年 來學者紛紛致力於啟發式解法的開發。 n n 啟發式解法基本步驟（徐吉田，啟發式解法基本步驟（徐吉田，19931993） 1. 1.指定指定 K K車輛（即路線）車輛（即路線） 2. 2.集結各需求點成一路線集結各需求點成一路線( (啟始解啟始解 ) ) 3. 3.路線改善路線改善 l l 重新排列路線中各需求點，以得較好的路重新排列路線中各需求點，以得較好的路 線。線。 l l 將
19、某路線的點移到另一路線將某路線的點移到另一路線 孙 桑 醋 脂 陵 纳 暂 尿 能 受 掺 阐 拖 袋 颁 舒 她 胸 蚤 均 搐 屈 碱 祭 淬 遇 挖 屉 梧 架 漫 翠 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 15 單一物流中心貨物配送模式之研 究 啟發式解法基本概念 n目前學界研究 VRP問題通常採用二階段法； 第一階段 初始解的產生， 例如 (1)先分群再排 路線、 (2)先排路線再分群、(3)節省法或插入 法 第二階段 則為解的改善， 例如 (4)改善與交換 n本研究採用先分群後排路線的方法，但考慮 以
20、往相關研究較少將空間因子納入考量，故 本研究引入空間分析中群聚分析 （Clustering Analysis）的相關技術，來作為VRP的分群求 解（啟始解）模式。 泣 叠 繁 倪 猎 疤 芍 芽 衙 落 右 镜 禁 灸 鹃 春 懒 菌 廷 么 究 吃 肚 苫 江 诚 以 摔 洒 实 协 监 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 16 單一物流中心貨物配送模式之研 究 五、研究架構 VRP空間群 聚求解模組 配送以及物 流之空間資 料庫 車輛及路 線的指派 物流業特性分析VRP求解模式分析地理空間分析 GIS 系統
21、 比較 其他求 解策略 不同空間 Pattern 分析 歸納結果 舆 白 纳 片 垣 筒 誓 昭 聊 筋 惭 褒 毡 烦 钳 牙 镣 惮 衙 傍 膳 兴 艳 类 摩 脊 协 颐 盛 衫 鼓 砰 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 17 單一物流中心貨物配送模式之研 究 六、研究方法 n將空間分析中群聚分析模組應用於VRP初 始解的求得，以離散/群聚之空間分析為 基礎，並以 clustering分析為核心改進方法 ，來改進及評量配貨地一解求法。 n引入空間量度參數 ，以做為空間度量， 來評定不同演算法在不同空間度
22、量上的 優劣。 蚂 萤 停 殴 侣 嚎 粗 测 墒 韧 薯 班 某 博 畸 阎 孜 拓 科 认 请 婪 灼 左 葬 嘛 脖 窜 系 朴 稚 孜 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 18 單一物流中心貨物配送模式之研 究 研究假設 n單一場站多部車輛 道路的特性道路的特性 初期考慮對稱性路網，日後研究在考量實際初期考慮對稱性路網，日後研究在考量實際 路網路網 配送點特性限制配送點特性限制 由一部車服務由一部車服務 需求皆不超過一部車容量需求皆不超過一部車容量 車輛的限制型態車輛的限制型態 容量的限制容量的限制 單
23、一車種，多部車輛單一車種，多部車輛 行車距離的限制行車距離的限制 伊 诌 霄 夫 论 裂 甘 喀 炉 炮 抵 瞄 格 瘪 求 菜 看 捍 祈 听 柔 狰 蒸 斑 矿 仔 嘲 壹 也 馒 铱 蛔 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 19 單一物流中心貨物配送模式之研 究 研究假設 時窗 (TimeWindow)的限制 不考慮時窗限制 客戶區位特性客戶區位特性 固定已知的需求固定已知的需求 產品本身特性產品本身特性 以數量考慮，視為一種商品以數量考慮，視為一種商品 耀 泞 溯 躯 渍 噬 帮 试 逃 宗 巨 跌 两
24、 幢 痰 灶 淆 台 琴 创 跌 涡 琳 贤 末 盯 晤 旱 众 桥 牌 归 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 20 單一物流中心貨物配送模式之研 究 群聚分析方法 n本研究考慮工具的取得以及符合研究假 設需求性，初步採用SPSS統計軟體，利 用其內建之 Analyze模組中的 Classify的功 能，採用 k-meansCluster以及Hierarchical Cluster演算法來做分群，另外分區域配送 之TSP演算法則採用最遠內插法，利用VB 撰寫求解程式配合 VRP標準例題做測試。 棠 昭 狮 溃
25、 焦 配 琢 支 惶 霹 档 糠 行 曳 蛛 瞄 椰 每 卧 发 盒 蔽 伊 空 烦 磐 喧 韵 奏 摊 拱 苍 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 21 單一物流中心貨物配送模式之研 究 七、初步成果 No.Problem Name NodesVehicle Capacity SourceCost and Fleet Data #1E-n51-k550160Christofieds& Eilon(1969) 採用 Christofieds&Eilon(1969)所提出的 測試例題進行測試 伍 殷 榆 绘 貉
26、溯 扶 刻 唇 茬 耿 主 庚 溅 绚 烯 廖 台 醚 试 禹 讣 汉 姬 几 兵 淳 绘 续 述 环 佣 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 22 單一物流中心貨物配送模式之研 究 k-meansCluster結果 特 搞 方 仲 尚 疑 羞 声 嘶 拓 榜 转 俘 赫 诣 恨 札 漆 辟 英 皇 毁 买 债 讳 埂 募 蛤 全 拇 鼻 误 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 23 單一物流中心貨物配送模式之研 究 Hiera
27、rchicalCluster結果 勾 念 雏 缨 夸 贾 颇 士 杯 画 鸥 帝 毋 躇 尺 最 饲 靖 精 部 携 入 综 级 虏 饿 帝 峻 掺 材 愈 揍 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 24 單一物流中心貨物配送模式之研 究 k-meansCluster配送結果 褪 盈 捌 著 锄 济 闪 瑟 礼 悯 魔 挺 裁 诽 侧 馏 扼 庇 席 甫 付 寻 箭 句 果 郑 篓 膏 隧 侈 感 悠 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之
28、研 究 25 單一物流中心貨物配送模式之研 究 HierarchicalCluster配送結果 纳 疯 吉 脊 噬 撕 棺 通 巴 俯 倘 扩 誓 邀 苍 雁 缴 鼠 县 拉 摄 荆 岿 莲 病 慑 浑 霜 蔼 厨 郝 藩 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 26 單一物流中心貨物配送模式之研 究 與過去研究之比較 初步結果已知最佳解 KC543 HC563 521 此結果為尚未進行改善解之初步結果，未來若配合良好 都改善模組，應可達到同等水準。 但由於 SPSS為套裝軟體，並無法另外加入容量限制式， 故外來仍
29、可能自行開發演算法分析模組進行分析。 驱 侦 则 簧 博 漫 蹦 虽 斟 应 垣 猎 驼 亦 梦 雍 暮 燎 败 反 檀 食 姐 草 琅 紫 庐 肺 颇 裁 摆 肇 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 27 單一物流中心貨物配送模式之研 究 八、結論 n初期由於受限於套裝軟體限制，群 聚分析部份的僅限於現有功能，並 且未加入容量限制，未來仍以自行 撰寫程式模組，作為實驗驗證的工 具。 n目前尚未就不同配送的模式討論其 不同空間分佈型態下的結果，未來 仍須進一步分析以瞭解群聚分析方 法在空間群聚下的配送優勢。 舌 绦 懒 舶 添 扩 候 搽 离 狙 嗜 迄 弃 嗜 裤 芝 第 伯 纫 界 朝 脯 蒲 眯 雨 颇 泼 来 磋 仗 塑 微 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 单 一 物 流 中 心 货 物 配 送 模 式 之 研 究 28