Multi-echelon transportation location and routing problem for designing school lunch distribution network

Abstract

Ulusal Okul Öğle Yemeği Programı (NSLP) aracılığıyla öğrencilere besleyici öğle yemekleri sağlanır. NSLP sağlık, obezite ve okula devam oranlarına fayda sağlar. Program için bir dağıtım ağı tasarlamak ve geliştirmek için çok kademeli ulaşım yeri ve rotalama problemi çözmeyi gerektirir. İlk iki kademe, tarımsal ürünlerin çiftçilerden dağıtım merkezleri (DC) aracılığıyla gıda işleme merkezlerine (FPC) dağıtımını içermektedir. Üçüncü aşama, çok depolu yer seçimi ve rotalama probleminin bir parçası olarak gıda işleme merkezlerinin konumlarının ve okullar arasındaki yolların belirlenmesini içerir. Bu problem NP Hard olduğundan bu problemi çözmek için iki aşamalı bir çözüm yaklaşımı öneriyoruz. Amacımız, tüm kademelerdeki toplam nakliye maliyeti ile dağıtım ve gıda işleme merkezlerinin sabit maliyetlerini en aza indirmektir. Üçüncü kademenin yönlendirme kararlarını işlemek için sürecin ilk aşamasında bir Tavlama Benzetimi (SA) Algoritması kullanılır. İkinci aşamada, dağıtım merkezlerinin yerlerini belirleyen ve birinci kademedeki ulaşım problemine çözüm sağlayan bir karma tamsayılı doğrusal matematiksel model sunulmuştur. Önerilen yöntemin performansını test etmek için çeşitli varsayımsal problemler kullanılmıştır. Hesaplama sonuçlarına göre SA, hesaplama maliyetini azaltan ve çözüm kalitesini artıran etkili ve verimli bir çözüm algoritması olarak kabul edilebilir.

The National School Lunch Program (NSLP) provides school children nutritious lunches. NSLP benefits health, obesity, and school attendance rates. Developing a distribution network for the program requires solving the multi-echelontransportation location and routing problem to design a distribution network. The first two echelons comprise the distribution of agricultural products from farmers to food processing centers (FPCs) through distribution centers (DC). The third echelon involves determining the locations of food processing centers and routes between schools as part of a multi-depot location routing problem. Since the consider problem is NP-Hard, we propose a two stage solution approach. We aim to minimize the total transportation cost in all echelons and the fixed costs of distribution and food processing centers. A Simulated Annealing Algorithm (SA) is used in the first stage of the process to handle the routing decisions of the third echelon. As part of the second stage, a mixed-integer linear mathematical model is presented that determines the locations of the distribution centers and provides a solution to the transportation problem at the first echelon. Several hypothetical problems are used to test the performance of the proposed method. According to the computational results, SA can be considered an effective and efficient solution algorithm that reduces the computational cost and enhances the quality of the solution.