نوع مقاله : مقاله پژوهشی - کاربردی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی صنایع،دانشکده مهندسی صنایع ومکانیک،دانشگاه آزاد اسلامی قزوین.‏

2 گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی صنایع و سیستمها، دانشگاه تربیت مدرس

3 ‏استادیار،گروه مهندسی صنایع،دانشکده فنی و مهندسی گلپایگان‏

4 ‏استادیار،دانشکده مهندسی صنایع و مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی قزوین‏

10.22105/dmor.2021.294310.1441

چکیده

هدف: برداشت سفارش یکی از فرایند های درونی لجستیکی مبتنی بر نیروی کار و هزینه شناخته شده است. برداشت سفارش در قالب ‏مسئله پاسخ به سفارش مشتری، به منظور جمع آوری مجموعه ایی از سفارشات در کوتاه ترین زمان ممکن در انبار تعریف می‌گردد. لذا هدف ‏این تحقیق فراهم نمودن یک مبنای علمی و همزمان کاربردی با درنظر گرفتن الزامات و محدودیت‌هایی است که سطح قابل قبولی از عملکرد ‏را در سیستم های برداشت سفارش به ارمغان آورد.این امر از طریق ساخت یک مدل ریاضی عدد صحیح و هم چنین طراحی روش حل متناسب ‏با ساختار مسئله صورت می‌گیرد.‏

روش‌شناسی پژوهش: ابتدا با مرور‌ادبیات در‌حوزه برداشت سفارش دانش کافی در سطح عملیاتی حاصل شده است و با تاکید بر ‏محدودیت‌های واقعی اقدام به مدل سازی ریاضی عدد صحیح از طریق یکپارچه نمودن دسته بندی سفارشات و مسیر یابی برداشت کننده، ‏شده است. پس از تعیین صحت مدل و حل آن از طریق نرم افزار ‏GAMS، به دلیل ماهیت مسئله که از نوع سخت است، از طریق الگوریتم ‏کارا که نسخه گروهبندی الگوریتم قهرمانی در لیگ های ورزشی است، حل شده و مقایسه نتایج صورت پذیرفته است. برای استفاده از این ‏الگوریتم از اپراتورهای منطبق با ساختار خاص مساله که هدف آن تخصیص سفارشات (اقلام) به برداشت کننده‌ها‌(گروه‌ها) است استفاده ‏می‌شود.‏

یافته ‎ها: ارائه یک مدل برنامه ریزی عدد صحیح چند دوره ای برای مسیریابی چند سفره برداشت کنندگان با فرض وجود قابلیت باز پرسازی ‏انبار و دسترسی محدود به برداشت کنندگان. برای نمونه مسائل با ابعاد بزرگ، از الگوریتم قهرمانی در لیگ‌های ورزشی استفاده شده است. ‏نتایج بر قابلیت موثر و کارایی این الگوریتم برای حل نمونه مسائل بزرگ اشاره دارد.‏

اصالت/ارزش افزوده علمی: مساله برداشت سفارش چند دوره‌ای و مسیریابی چند سفره نخستین بار ‏مد نظر قرار گرفته است. فرض بازپرسازی ‏نیز نخستین بار در این مقاله مورد توجه قرار گرفته و مدلسازی آن صورت گرفته است. دسترسی محدود به برداشت کننده‌ها‌ در هر دوره و ‏مدل‌سازی آن نیز نخستین بار در این مقاله به آن پرداخته شده است. در نهایت، تابع هدف حداقل سازی مجموع دیرکرد که همراستا با نیاز ‏صنعت است نیز در این مقاله معرفی می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Optimization of a Multi-Period Order Picking and ‎Multi-Trip Order-Picker Routing to Minimize Total ‎Tardiness

نویسندگان [English]

  • Morteza Farhadi Sartangi 1
  • Ali Husseinzadeh Kashan 2
  • Hassan Haleh 3
  • Abolfazl Kazemi 4

1 Department of Industrial Engineering, Faculty of Industrial and Mechanical Engineering, Qazvin Branch, Islamic Azad ‎University, Qazvin,Iran

2 Faculty of Industrial & Systems Engineering, Tarbiat Modares University

3 Golpayegan University of Technology, Industrial Engineering Department, Golpayegan, Isfahan

4 Department of Industrial Engineering, Faculty of Industrial and Mechanical Engineering, Qazvin Branch, Islamic Azad ‎University, Qazvin,Iran;‎

چکیده [English]

Purpose: Order picking operation is one of the most well-known labor and cost intensive internal logistics processes. ‎Withdrawal of the order in response to customer need is defined in order to collect a set of orders from storage zone in ‎the shortest possible time. The purpose of this research is to provide a scientific and practical basis considering the ‎constraints that enforce to achieve an acceptable level of performance in order picking systems. This is done by building a ‎mixed integer linear programming (MILP) formulation and developing an adapted solution method suited to the structure ‎of the problem‏.‏

Research Methodology: First, by reviewing the literature in the field of order picking systems, sufficient knowledge has ‎been obtained at the operational level, and with emphasis on warehouse management constraints, a MILP formulation is ‎proposed by integrating order batching and picker routing. After validating the model and solving it through GAMS ‎software, due to the nature of the problem, which is an NP-hard type, the problem is solved with an efficient algorithm, ‎which is a grouping version of the league championship algorithm, and the results are compared. To develop the ‎algorithm, operators are fit to the specific structure of the problem, i.e., the assignment of orders (items) to order pickers ‎‎(groups)‎‏.‏

Findings: developing a multi-period MILP formulation for multi-trip picker routing, assuming for the first time the ‎possibility of product replenishment and limited access to pickers. For large-scale problem instances, the league ‎championship algorithm is used. The results indicate the effective capability and efficiency of this algorithm for solving ‎large test problem instances‏.‏

Originality/Value: The issue of multi-period order picking and multi-trip routing is considered for the first ‎time ‎in this paper. The assumption ‎of product replenishment is also considered for the first time in this article. In this way, ‎orders enter the warehouse over time during different periods, ‎and are placed in a predetermined positions. The limited ‎access to pickers in each period is also ‎discussed. Finally, the objective function of ‎minimizing the total ‎tardiness, which is in line with the needs of the industry, is introduced in this paper.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Order Batching
  • picker routing
  • Multi-Period
  • multi-trip routing
  • League Championship Algorithm