АНАЛІЗ СУЧАСНИХ ПІДХОДІВ ДО РОЗВ’ЯЗАННЯ ДИСКРЕТНИХ ТА НЕПЕРЕРВНИХ БАГАТОЕТАПНИХ ЗАДАЧ РОЗМІЩЕННЯ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.32782/IT/2023-2-7

Ключові слова:

багатоетапна задача розміщення, генетичні алгоритми, неперервні задачі розміщення, оптимальне розбиття множин.

Анотація

Стрімкий розвиток логістичних процесів між регіонами і державами є основною з причин ускладнення і подовження ланцюгів матеріальних потоків. Робота спрямована на дослідження моделей розміщення підприємств та їх застосування на практиці. Метою роботи є огляд актуальних проблем і підходів до розв’язання задач розміщення підприємств з подальшим аналізом методів їх розв’язання та визначення перспективних напрямків подальшого розвитку. Окреслено різні аспекти моделювання багатоетапних задач розміщення, включаючи вплив географічного положення, інфраструктури, доступності робочої сили, попиту та інших факторів на ефективність виробництва. Досліджено методи моделювання, включаючи лінійне та нелінійне програмування, генетичні алгоритми, аналіз ієрархій та нечітку логіку. Розглянуто вплив невизначеності та ризиків на процес прийняття рішень про розміщення підприємств. Особливу увагу приділено аналізу впливу розміщення підприємств на довкілля та сталий розвиток. В роботі розглянуто загальні математичні постановки практичних задач, що можуть бути зведені до багатоетапних задач розміщення, запропоновано класифікацію методів та підходів до розв’язання задач цього типу. Проведено огляд актуальних наукових робіт для точних, евристичних, метаевристичних, багатокритеріальних, стохастичних, інтегрованих та континуальних методів до розв’язання багатоетапної задачі розміщення та окреслено сильні та слабкі сторони кожного з підходів. Окремо зазначено проблему розмірності, що виникає при розв’язанні задач дискретної постановки, коли кількість об’єктів, що розміщуються, є великою. Проаналізовано обмеження, що виникають у різних задачах з предметної області. Авторами зазначено, що наявні методи до розвʼязання є ефективними, однак, з метою урахування можливого масштабування проблеми, перспективним є дослідження поєднання неперервних методів з іншими підходами до розв’язання, такими як метаевристика або стохастика, для подальшого покращення їхньої продуктивності при застосуванні в практичних сценаріях.

Посилання

Location-Allocation and accessibility models for improving the spatial planning of public health services / G. Polo et al. Plos one. 2015. Vol. 10, no. 3. P. 1–14. URL: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0119190 (date of access: 22.04.2023).

Optimal mathematical programming for the warehouse location problem with Euclidean distance linearization / M. You et al. Computers & industrial engineering. 2019. Vol. 136. P. 70–79. URL: https:// doi.org/10.1016/j.cie.2019.07.020 (date of access: 22.04.2023).

A facility location model for municipal solid waste management system under uncertain environment / V. Yadav et al. Science of the total environment. 2017. Vol. 603–604. P. 760–771. URL: https://doi.org/10.1016/j. scitotenv.2017.02.207 (date of access: 22.04.2023).

An advanced decision-making model for evaluating manufacturing plant locations using fuzzy inference system / S. K. Paul et al. Expert systems with applications. 2022. Vol. 191. P. 116378. URL: https:// doi.org/10.1016/j.eswa.2021.116378 (date of access: 22.04.2023).

Holmberg K., Rönnqvist M., Yuan D. An exact algorithm for the capacitated facility location problems with single sourcing. European journal of operational research. 1999. Vol. 113, no. 3. P. 544–559. URL: https:// doi.org/10.1016/s0377-2217(98)00008-3 (date of access: 22.04.2023).

Christensen T. R. L., Klose A. A fast exact method for the capacitated facility location problem with differentiable convex production costs. European journal of operational research. 2020. URL: https:// doi.org/10.1016/j.ejor.2020.11.048 (date of access: 22.04.2023).

Gen M., Altiparmak F., Lin L. A genetic algorithm for two-stage transportation problem using priority-based encoding. OR spectrum. 2006. Vol. 28, no. 3. P. 337–354. URL: https://doi.org/10.1007/s00291-005-0029-9 (date of access: 22.04.2023).

Antony Arokia Durai Raj K., Rajendran C. A genetic algorithm for solving the fixed-charge transportation model: two-stage problem. Computers & operations research. 2012. Vol. 39, no. 9. P. 2016–2032. URL: https:// doi.org/10.1016/j.cor.2011.09.020 (date of access: 22.04.2023).

Cosma O., Pop P., Sabo C. An efficient solution approach for solving the two-stage supply chain problem with fixed costs associated to the routes. Procedia computer science. 2019. Vol. 162. P. 900–907. URL: https:// doi.org/10.1016/j.procs.2019.12.066 (date of access: 22.04.2023). 10. Lee J.-E., Gen M., Rhee K.-G. Network model and optimization of reverse logistics by hybrid genetic algorithm. Computers & industrial engineering. 2009. Vol. 56, no. 3. P. 951–964. URL: https://doi.org/10.1016/j. cie.2008.09.021 (date of access: 22.04.2023).

Khan I., Pal S., Maiti M. K. A hybrid PSO-GA algorithm for traveling salesman problems in different environments. International journal of uncertainty, fuzziness and knowledge-based systems. 2019. Vol. 27, no. 05. P. 693–717. URL: https://doi.org/10.1142/s0218488519500314 (date of access: 22.04.2023).

Cosma O., Pop P. C., Dănciulescu D. A parallel algorithm for solving a two-stage fixed-charge transportation problem. Informatica. 2020. P. 1–26. URL: https://doi.org/10.15388/20-infor432 (date of access: 22.04.2023).

Salman M. Using tabu search algorithm for solving two-stage transportation problem based on decoding procedure. Sci.Int. 2018. Vol. 30, no. 4. P. 643–651.

Buson E., Roberti R., Toth P. A reduced-cost iterated local search heuristic for the fixed-charge transportation problem. Operations research. 2014. Vol. 62, no. 5. P. 1095–1106. URL: https://doi.org/10.1287/ opre.2014.1288 (date of access: 22.04.2023).

Mestre A. M., Oliveira M. D., Barbosa-Póvoa A. P. Location–allocation approaches for hospital network planning under uncertainty. European journal of operational research. 2015. Vol. 240, no. 3. P. 791–806. URL: https://doi.org/10.1016/j.ejor.2014.07.024 (date of access: 22.04.2023).

He L., Xie Z. Optimization of urban shelter locations using bi-level multi-objective location-allocation model. International journal of environmental research and public health. 2022. Vol. 19, no. 7. P. 4401. URL: https://doi.org/10.3390/ijerph19074401 (date of access: 22.04.2023).

Bieniek M. A note on the facility location problem with stochastic demands. Omega. 2015. Vol. 55. P. 53–60. URL: https://doi.org/10.1016/j.omega.2015.02.006 (date of access: 22.04.2023).

You F., Grossmann I. E. Mixed-Integer nonlinear programming models and algorithms for large-scale supply chain design with stochastic inventory management. Industrial & engineering chemistry research. 2008. Vol. 47, no. 20. P. 7802–7817. URL: https://doi.org/10.1021/ie800257x (date of access: 22.04.2023).

A matheuristic for the two-stage fixed-charge transportation problem / H. I. Calvete et al. Computers & operations research. 2018. Vol. 95. P. 113–122. URL: https://doi.org/10.1016/j.cor.2018.03.007 (date of access: 22.04.2023).

Hashemkhani Zolfani S., Arabzad S. M., Ghorbani M. A multi-objective robust optimization model for a facility location-allocation problem in a supply chain under uncertainty. Engineering economics. 2015. Vol. 26, no. 3. URL: https://doi.org/10.5755/j01.ee.26.3.4287 (date of access: 22.04.2023).

Кісельова О. Становлення та розвиток теорії оптимального розбиття множин. Теоретичні і практичні застосування. Дніпро : Ліра, 2018. 532 p.

Us S., Stanyna O. Location-allocation problems. Комп’ютерне моделювання: аналіз, управління, оптимізація. 2017. № 1. С. 73–79.

Станіна О., Ус С., Коряшкіна Л. Моделі та методи розв’язання задач оптимального розміщення двоетапного виробництва з неперервно розподіленим ресурсом. Дніпро, 2021.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-09-12