Çok koalisyonlu tam kamyon yükü gönderici işbirliği

Abstract

Gönderici işbirliği, son yıllarda ortaya çıkmış yeni bir işbirliği türüdür ve tedarik zinciri yönetiminde kurumlar arası yatay işbirliği sınıfına girmektedir. Sert rekabet koşulları, kaynak yetersizliği, iklim değişimi, güvenlik sorunları ve yeni kanuni düzenlemeler firmalar üzerindeki baskıyı artırmış ve geleneksel düşünce kalıplarını zorlayan yeni çözümler aramaya itmiştir. İşbirliği; daha geniş ve bütün sistemi kapsayan bir bakış açısı getirmesi nedeniyle yeni fırsatlar sunan bir strateji olarak görülmektedir. Gönderici işbirliğinde taşıyıcı firmalardan taşımacılık hizmeti alan bir grup gönderici firma bir araya gelir; ve taşıyıcı firmalarla grup olarak pazarlık yaparlar. Göndericiler işbirliği yapmak istediklerinde; hangi göndericilerin işbirliğine dahil edileceği, hangi göndericilerin rotalarının arka arkaya ekleneceği, ve oluşturulan rota birleştirme çözümünden doğan toplam maliyetin göndericilere ve hatta her bir rotaya dağıtılması konularında en iyi kararları vermek durumundadırlar. Literatürdeki çalışmalar işbirliği yapan göndericilerin tek bir koalisyon kurduğunu varsaymış ve bu tek koalisyonunun kurulması, devamı ve genişletilmesi konularını ele almışlardır. Verilen bir koalisyon ve bu koalisyon için hesaplanan en küçük maliyetli çözüm için adil bir maliyet paylaşımı olup olmadığını konu almışlardır. Buna ek olarak, verilen bir koalisyon, çözüm ve maliyet paylaşma mekanizması için koalisyona katılmak isteyen yeni bir göndericinin koalisyona alınıp alınmaması kararını konu alan çalışmalar da mevcuttur. Büyük ölçekli gönderici işbirliği ağlarında sadece tek bir koalisyona izin verilmesi koordinasyonu zorlaştırmakta ve kabul edilebilir maliyet dağıtımına sahip geniş çaplı bir çözüm bulunmasını zorlaştırmaktadır. Bu çalışmada birden fazla ayrışık koalisyon içerebilen tam kamyon yükü gönderici işbirliği ağları ele alınmıştır. Her biri adil maliyet dağıtımına sahip, ayrık koalisyonlardan oluşan en düşük toplam maliyetli koalisyon yapısının bulunması amaçlanmıştır. Gönderici ve rota sayıları arttıkça ve operasyonel kısıtlar eklendikçe bu kararları en iyi biçimde vermek gittikçe zorlaşmaktadır. Gerçek hayat durumlarında problem boyutlarının çok büyük olması beklendiği için özellikle büyük ölçekli problem örneklerinin çözümüne yönelik sezgisel algoritmalar geliştirilmiştir.

We study formation of stable coalitions given a set of shippers and their lanes corresponding to regularly scheduled truckload shipment. In this thesis, selecting participants, deciding who should participate with whom, calculating the lowest cost operational solution and allocating the system-wide cost to the participants stand out as important problems. Collaborating shippers try to identify tours which consist of regularly scheduled shipment with minimal empty truck movements. Then, they must allocate the total cost of the collaborative solution to the participated firms and individual lanes such that the collaborative solution remains attractive to the participants. In the literature, solving the optimization problem minimization the total cost and allocating the calculated minimum cost are treated as successive but distinct phases. The cost minimizing optimization problem is solved with well-known operation research methods, while cooperative game theory concepts are used for cost allocation. The minimum cost solution may render finding an acceptable cost allocation impossible. Besides, similar works in the literature assume that the collaborating firms will forge a single grand coalition. However, as the collaboration grows in size, a single grand coalition may become impractical and also it might leave several lanes out of the coalition, depriving shippers of significant cost savings. In this study, we propose algorithm to design coalition structure which consist of multiple disjoint stable coalitions. Each coalition must have a minimum cost collaborative solution with an acceptable cost allocation. Due to the complexity of the task hand, we devised a heuristic to find good quality solutions to this problem.