aalto1 untyped-item.component.html
Optimizing route planning in last-mile logistics: A constraint programming approach
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Science |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
Language
en
Pages
60
Series
Abstract
Last-mile logistics refers to the final part of the delivery process. It is widely recognized as the most resource-intensive, inefficient, and environmentally damaging part of the supply chain. The rise of e-commerce puts more pressure on last-mile logistics providers, especially on small and medium-sized logistics carriers, who often do not have access to expensive commercial route optimization software. Also, last-mile logistics is a highly competitive business, so providers must optimize costs to remain competitive.
This thesis explores how constraint programming (CP) can be used with an open-source solver as a viable alternative to expensive commercial software solutions for route optimization. A literature review is conducted to define the domain. The findings are used to create a CP model for the vehicle routing problem. The model is limited to capacity and time window constraints and uses open-source tools only. Lastly, the model is tested with real-world data from a last-mile logistics company, Daze. Also, the performance of the model is tested on a publicly available dataset.
The results show that the CP model can achieve up to a 25% reduction in total route duration. On average, route duration is reduced by 9.92 minutes compared to solutions produced by commercial software. The model works well for small instances with under 25 customers. For larger instances, the performance of the model degrades quickly. There are ongoing research efforts to produce more efficient models by using a hybrid method that combines exact and approximate methods. The results show that combining the CP model with approximate methods can improve performance dramatically and make it work as well as, or in some cases even better than, approximate methods alone.
The created CP model could be used to optimize the delivery operations of small last-mile carriers like Daze. It can provide cost savings and improve service levels without the need for expensive commercial software.
Viimeisen kilometrin logistiikka viittaa toimitusprosessin viimeiseen vaiheeseen. Se tunnetaan laajasti toimitusketjun resurssi-intensiivisimpänä, tehottomimpana ja ympäristölle haitallisimpana osana. Verkkokaupan kasvu lisää painetta viimeisen kilometrin logistiikkapalveluntarjoajille, erityisesti pienille ja keskisuurille kuljetusyrityksille, joilla ei usein ole pääsyä kalliisiin kaupallisiin reittioptimointiohjelmistoihin. Lisäksi viimeisen kilometrin logistiikka on erittäin kilpailtu toimiala, joten palveluntarjoajien on vähennettävä kustannuksia säilyttääkseen kilpailukykynsä.
Tämä diplomityö tutkii, kuinka rajoiteohjelmointia (CP) voidaan hyödyntää avoimen lähdekoodin ratkaisimen avulla vaihtoehtona kalliille kaupallisille reittioptimointiratkaisuille. Työssä suoritetaan kirjallisuuskatsaus aiheen määrittämiseksi. Kirjallisuuskatsauksen pohjalta luodaan CP-malli ajoneuvoreititysongelmaan. Malli rajoittuu kapasiteetti- ja aikarajoitteisiin ja käyttää ainoastaan avoimen lähdekoodin työkaluja. Lopuksi mallia testataan todellisella datalla, joka on kerätty viimeisen kilometrin logistiikkayrityksestä nimeltä Daze. Lisäksi mallin suorituskykyä testataan julkisesti saatavilla olevalla aineistolla.
Tulokset osoittivat, että CP-malli voi saavuttaa jopa 25% lyhyemmän kokonaisreitin keston. Keskimäärin reitin kesto lyheni 9,92 minuutilla verrattuna kaupallisen ohjelmiston tuottamiin ratkaisuihin. Malli toimii hyvin pienissä ongelmissa, joissa asiakkaita on alle 25. Suuremmissa ongelmissa mallin suorituskyky heikkenee nopeasti. Tällä hetkellä tehdään tutkimusta tehokkaampien mallien kehittämiseksi yhdistämällä eksakteja ja likimääräisiä menetelmiä. Tulokset osoittavat, että CP-mallin yhdistäminen likimääräisiin menetelmiin voi parantaa suorituskykyä merkittävästi ja saada mallin toimimaan yhtä hyvin tai joissain tapauksissa jopa paremmin kuin pelkät likimääräiset menetelmät.
CP-mallia voitaisiin käyttää pienten viimeisen kilometrin kuljetusyritysten, kuten Dazen, toimitusoperaatioiden optimointiin. Se voi tuoda kustannussäästöjä ja parantaa palvelutasoa ilman tarvetta kalliille kaupallisille ohjelmistoille.