Optimization of logistics service provider's parcel network
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu |
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
2021-06-14
Department
Major/Subject
Control, Robotics and Autonomous Systems
Mcode
ELEC3025
Degree programme
AEE - Master’s Programme in Automation and Electrical Engineering (TS2013)
Language
en
Pages
47
Series
Abstract
In this thesis, the mathemathical modelling of parcel networks is studied. Especially, the focus is set on service network design problems, a class of optimization problems, where the problem is to design a service network and flow over this network. Furthermore, a specific part of the parcel network, namely the linehaul transportation subnetwork consisting of sorting centres and smaller regional terminals, is examined. The thesis presents a service network design model to support the planning of the linehaul transportation subnetwork operated by Posti, the largest logistics service provider in Finland. The model involves a planning horizon of one working day during which parcels are sorted and transported from their origins to destinations. As a result of sorting, parcels are classified into commodities which determine the service requirements of the parcel. The requirements state the outbound (OSL) and inbound sorting location (ISL), the destination terminal (DT), and the service-level agreement (SLA) of the parcel. Services must be designed to satisfy these requirements, that is, to sort parcels in specific locations and transport them through specific itineraries while satisfying the time restrictions imposed by the SLAs. Furthermore, individual service requirements often result in less-than-truckload transportation (LTL). Therefore, effective parcel distribution requires parcels to be consolidated, that is, to jointly deliver parcels of different origins but same destination. To capture the necessary intricacies of this process, the developed mixed-integer linear programing (MILP) model involves dynamic, capacitated, multicommodity flows. Parcel flows are described using continuous variables, and transportation capacities, i.e. trucks, are set available by modelling yes-or-no decisions with binary variables. A fixed cost is incurred when capacity is utilised and the objective is to minimize the total transportation cost. Various scenarios were modelled using Posti's data. In the end, potential bottlenecks of the network could be identified. Furthermore, performance of the network could be measured in various scenarios.Tässä diplomityössä tutkitaan pakettien jakeluverkostojen matemaattista mallintamista. Erityisesti työssä keskitytään palveluverkoston suunnitteluongelmiin, optimointiongelmien luokkaan, jossa suunnitellaan palveluverkosto ja virtaus tämän verkoston yli. Työssä keskitytään tiettyyn osaan pakettien jakeluverkostosta, nimittäin runkokuljetusverkostoon, joka koostuu lajittelukeskuksista ja alueellisista terminaaleista. Diplomityössä kehitetään palveluverkoston suunnittelumalli tukemaan Suomen suurimman logistiikkapalveluiden tarjoajan, Postin, runkokuljetusverkoston suunnittelua. Malli käsittää yhden vuorokauden mittaisen ajanjakson, jona aikana paketit lajitellaan ja kuljetetaan lähtöpaikoista kohteisiin. Paketin palveluvaatimukset määräävät sille lähtevän (OSL) ja saapuvan lajittelun sijainnin (ISL), kohdeterminaalin (DT), ja toimitusaikalupauksen (SLA), joiden mukaan palvelut täytyy suunnitella. Toisin sanoen paketit pitää lajitella niille määrätyissä sijainneissa ja kuljettaa määrättyjä reittejä pitkin toimitusaikalupauksen puitteissa. Yksilöidyt palveluvaatimukset johtavat kuitenkin usein vajaan täyttöasteen kuljetuksiin (LTL). Sen takia tehokas pakettien jakelu vaatii pakettien yhdistämistä siten, että paketit, jotka ovat lähteneet eri paikoista mutta ovat matkalla samaan kohteeseen, kuljetetaan sinne yhdessä. Työssä kehitetty lineaarinen sekalukuoptimointimalli (MILP) käsittelee dynaamisia, kapasitoituja, monien hyödykkeiden virtoja pakettien jakeluverkostossa. Pakettivirtaukset on kuvattu jatkuvilla muuttujilla ja kuljetuskapasiteettien, eli rekkojen, käytettävyyttä mallinnetaan binäärisinä kyllä-tai-ei -päätösmuuttujina. Vakiokustannus kuluu, jos näitä kapasiteetteja hyödynnetään, ja tavoitteena on minimoida kuljetuksista aiheutuneet kokonaiskustannukset. Hyödyntämällä Postilta saatua dataa, useita skenaarioita pystyttiin mallintamaan. Näistä pystyttiin tunnistamaan nykyisen verkoston mahdollisia pullonkauloja. Lisäksi verkoston suoriutumista voitiin mitata eri skenaarioissa.Description
Supervisor
Salo, AhtiThesis advisor
Saarenpää, JukkaKeywords
logistics, parcel delivery, parcel sorting, LTL transports, optimization, service network design