نوع مقاله : مقاله پژوهشی - کاربردی
نویسندگان
1 گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی صنایع و سیستمها، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2 گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی صنایع و سیستمها، دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
هدف: مسئله برداشت سفارش به عنوان یکی از فعالیت‌های لجستیکی انبار از اهمیت بسزایی برخوردار است. این مسئله، جمع آوری سفارش ها از مکان های مختلف انبار برای پاسخ به سفارش مشتریان در کمترین زمان ممکن تعریف شده است. هدف از این تحقیق، ارائه یک مدل برنامه‌ریزی ریاضی چند هدفه برای یکپارچه‌سازی تصمیمات دسته‌بندی، مسیریابی، زمان‌بندی برداشت‌کنندگان و ترکیب آن با مسئله بسته‌بندی در محیط چندانباره است. تابع هدف مدل ریاضی پیشنهادی شامل کمینه‌سازی زمان تحویل دسته ها و کمینه‌سازی مجموع هزینه‌های برداشت سفارش می باشد.
روش‌شناسی پژوهش: در این پژوهش ابتدا با مرور ادبیات در حوزه برداشت سفارش شکاف های تحقیقاتی مسئله شناسایی شده است. سپس با در نظر گرفتن محدودیت های اصلی مسئله، یک مدل ریاضی چند هدفه برای مسئله برداشت سفارش چند انباره فرموله شده است. برای حل مسئله از الگوریتم بندرز کلاسیک و الگوریتم بندرز تسریع شده استفاده شده است. به جهت اعتبارسنجی و کاربردپذیری مدل پیشنهادی، از داده‌های مربوط به انبارهای یک شرکت تولیدکننده محصولات بهداشتی در ایران به عنوان مطالعه موردی استفاده شده و نتایج آن در مقاله گزارش شده است.
یافته ها: نتایج اجرای مدل پیشنهادی نشان داد که CPLEX قادر است مسئله برداشت سفارش ارائه شده را تا ابعادی کوچک در یک زمان قابل قبول حل کند. همچنین، نتایج عددی نشان دهنده عملکرد الگوریتم تجزیه بندرز و الگوریتم بندرز تسریع شده به عنوان گزینه هایی مناسب برای حل مدل در مسائل با ابعاد بزرگ است. نتایج محاسباتی حاصل از اجرای روش‌های حل برای مدل پیشنهادی نشان داد که از منظر تعداد تکرارها و زمان محاسباتی الگوریتم بندرز تسریع شده نسبت به الگوریتم بندرز کلاسیک نتایج بهتری داشته است.
اصالت/ارزش افزوده علمی: در این تحقیق، برای نخستین بار مسئله برداشت سفارش با ملاحظات یکپارچگی تصمیمات عملیاتی در قالب یک مدل ریاضی چند هدفه برای محیط چندانباره فرموله شده است. همچنین در این مقاله در خصوص روش حل نیز، برای نخستین بار با در نظر گرفتن ساختار مسئله از رویکردهای حل دقیق استفاده شده است. نتایج مستخرج از محاسبات صورت گرفته حاکی از آن است که الگوریتم های مورداستفاده روشی کارا و مناسب برای حل مسائل بوده است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
A multi-objective mathematical model for the multi-warehouse order picking system using Benders decomposition algorithm
نویسندگان [English]
- Fatemeh nikkhoo 1
- Ali Husseinzadeh Kashan 2
- ehsan nikbakhsh 1
- bakhtiar ostadi 1
1 Department of Industrial Engineering, Faculty of Industrial and Systems Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Faculty of Industrial & Systems Engineering, Tarbiat Modares University
چکیده [English]
Purpose: The order picking problem is very important as one of the logistics activities of the warehouse. This problem is defined as collecting orders from different warehouse locations to respond to customers' orders in the shortest possible time. The purpose of this paper is to provide a multi-objective mathematical programming model for integrating the decisions of batching, routing, scheduling of pickers with the problem of packaging in multi-warehouse environment. The objective functions include minimization of the delivery times and total order picking costs.
Methodology: In this research, first by reviewing the literature in the field of order picking, the research gaps of the problem have been identified. Then, taking into account the main constraints of the problem, a multi-objective mathematical model has been formulated for the multi-warehouse order picking problem. To solve the problem, the classic Benders decomposition algorithm and the accelerated Benders decomposition algorithm have been used. To validate and applicability of the proposed model, the data related to the warehouses of a company producing sanitary products in Iran was used as a case study and its results were reported in the article.
Findings: The results of the proposed model indicate that CPLEX is able to solve these problems up to small sizes in an acceptable time. Also, the numerical results show the performance of the Benders decomposition algorithm and the accelerated Benders algorithm as suitable alternatives for solving the model in the large-sized problems. The calculation results obtained from the implementation of the solution methods for the proposed model showed that in terms of the number of iterations and the calculation time, the accelerated Benders algorithm had better results than the classic Benders algorithm.
Originality/Value: In this research, for the first time, the order picking problem with considerations of the integrity of operational decisions has been formulated in the form of a multi-objective mathematical model for a multi-warehouse environment. In this article regarding the solution method, exact solution approaches have been used for the first time considering the structure of the problem. The computation results show that the proposed algorithms are efficient and suitable methods for problem solving.
کلیدواژه‌ها [English]
- Order batching
- Picker routing
- Multi-warehouse
- Order picking
- Benders decomposition
)