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문제 정의
- 이 중 배달과 수거를 한 지점에서 동시에 받을 수 있는 배달과 수거 동시고려하 차량경로 문제(VRPSDP)는 Min(1989)에 의해 처음 소개된 이후 1990년대는 큰 주목을 받지 못하였으나, 2000년 이후 역물류 관점의 물류 시스템의 필요성이 커지면서 활발한 연구가 이루어지고 있다. VRPSDP의 목적은 고객의 요구에 의해 동시에 발생된 배달량과 수거량을 만족하는 최적의 차량경로를 결정하는 것이다. [Table 1]은 VRPSDP의 연구에 대한 기존연구 내용을 연대순으로 요약하였다.
- 이번 연구는 최근 국가적 관심이 높아지고 있는 물류 수송의 효율화를 위하여 배달과 수거가 동시에 이루어지는 환경에서 여러 품종이 독립적 적재공간을 갖고 최적의 차량경로 찾는 문제를 공군의 수송문제를 가지고 현실성있게 다루었다. 기존연구에서는 다품종(heterogeneous products)이라 할지라도 결국 제약식에서 같은 단위로 묶을 수 있어 수리모형을 만드는 조건이 까다롭지 않았으나 본 연구는 여러 종류의 품종이 수송을 하게 되는 차량에 별도의 독립적 조건을 모두 만족해야 하는 새로운 접근법을 시도하였다는 것에서 의의가 있다고 할 것이다.
- 또한 군과 같이 임무수행이 우선되고, 시간준수의 중요성이 높은 조직에서 활용할 수 있는 수송시간 격차를 최소화하는 모형을 제시하였다. 기존의 연구들이 거리를 최소화하거나 전체 수송시간을 최소화하는 등을 그 목적으로 하고 있으나 이번 연구에서는 각각의 운송수단들의 운영시간을 통제하여 수요지에서 임무수행의 동시성을 보장하고, 복귀한 운송수단의 활용성을 높이는 효과를 가져 올 수 있게 하였다.
- 2절 HVRPSDP의 최소거리 개념보다 각 수송기의 운행시간이 최소화 되도록 한다. 다시 말하면 이번 모형의 목적은 수송기별 책임 경로를 모두 방문한 후 depot으로 도착하는 시간 중 최종적으로 복귀하는 수송기의 운송시간이 최소가 되게 하는 것이다. 모형 구축을 위해 새로운 결정변수 및 매개변수를 다음과 같이 정의한다.
- 대표적인 예가 항공기이며, 항공기는 인원 수송과 물품 수송을 동시에 할 수 있으나 그 적재공간의 한계가 구분되어 고려해야하는 특수한 조건을 갖고 있다. 따라서 이번 연구는 단순한 VRPSDP가 아닌 서로 다른 적재용량을 가진 다용량(heterogeneous fleet) 차량에 대하여 독립적인 적재공간을 갖는 다품종 문제의 최소거리 차량경로 최적해를 구하는 방법을 제안한다.
- 또한 본 연구는 군 수송기의 물류수송에 대한 특수한 환경을 적용하여 민간기업과 같이 이윤추구를 목적으로 최소거리 수송경로를 찾는 현실과 달리 제한된 시간 내에 인원과 장비가 목표지역에 도달하여 작전이 원활하게 수행되거나 부대의 운영/유지를 위한 보급품 수송이 원하는 시간에 도착할 수 있도록 수송기별 수송시간의 격차를 최소화하는 모형을 추가적으로 제안한다. 이 개념은 일반기업 등에서도 작업 시간의 형평성이 고려되어 회사 전체의 영업시간이 준수되는 등 수송을 담당하는 직원들의 복지가 보장되고, 1회 운송을 마치고 차고지(depot)로 복귀하는 차량들의 합류시점 간의 차이를 단축하여 2차 운송에 대한 배송 계획 수립시 차량보유 대수 제한이라는 현실적 한계를 일정부분 극복하는데 도움이 된다.
- 본 수리모형의 목적함수 (1)은 수송기의 최소 운행거리를 구하는 것이다. 제약식 (2)는 모든 수요지에 수송기가 1회만 방문을 허용하는 것을 의미하며, 제약식 (3)은 yik 변수들을 xijk의 변수들로 표현하는 방식을 나타낸다.
- 본 연구에서는 기존의 VRP에 대하여 다품종 독립 적재공간이 필요한 항공기 수송에 적용하여 수송거리를 최소화하는 모형을 제시하고, 보급품 수송이 원하는 시간에 목표지역에 도달하되 각 도착시간의 간격이 최소화되어야 하는 군 수송기 문제에 대해 추가하여 수리 모형을 제시하고자한다. 따라서 제 2장에서는 먼저 기존 VRPSDP(vehicle routing problem with simultaneous deliveries and pickups) 연구들을 알아보고, 제 3장은 HVRPSDP (heterogeneous VRPSDP)의 거리 최소화를 위한 수리모형과 군의 특수한 상황하 수송종료 시간의 격차를 최소화 하는 모형을 제안한다.
- 이번 연구는 최근 국가적 관심이 높아지고 있는 물류 수송의 효율화를 위하여 배달과 수거가 동시에 이루어지는 환경에서 여러 품종이 독립적 적재공간을 갖고 최적의 차량경로 찾는 문제를 공군의 수송문제를 가지고 현실성있게 다루었다. 기존연구에서는 다품종(heterogeneous products)이라 할지라도 결국 제약식에서 같은 단위로 묶을 수 있어 수리모형을 만드는 조건이 까다롭지 않았으나 본 연구는 여러 종류의 품종이 수송을 하게 되는 차량에 별도의 독립적 조건을 모두 만족해야 하는 새로운 접근법을 시도하였다는 것에서 의의가 있다고 할 것이다.
가설 설정
- 넷째, 수송기의 적재 용량은 수송기종별로 상이하다.
- 인원의 승하차시 소요시간은 개인별 차이가 있겠으나 군인이라는 신체 건강한 조건을 고려시 1분이 소요된다고 가정하고, 물품의 적재 및 하역시 소요시간은 100kg 당 1분이라고 가정한다.
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