Neue Technik für eine effizientere Lebensmittellieferung
Forscher der North Carolina State University haben eine neue Technik entwickelt, um die Effizienz von Lebensmittellieferungen zu verbessern. Das Verfahren berücksichtigt die Lage der Lebensmittelausgabestellen und der Auslieferungsorte, um optimierte Auslieferungsrouten zu entwickeln, die die Auslieferung von Lebensmitteln schneller und kraftstoffeffizienter machen.
"Wir haben diese Methode entwickelt, um Lebensmittelbanken bei der Auslieferung von Lebensmitteln an Bedürftige zu unterstützen", sagt Leila Hajibabai, korrespondierende Autorin eines Artikels über diese Arbeit und außerordentliche Professorin am Edward P. Fitts Department of Industrial and Systems Engineering der NC State University. "Die Technik kann jedoch von jedem Unternehmen eingesetzt werden, das ähnliche Herausforderungen bewältigen muss, sei es ein gewinnorientierter Lebensmittellieferdienst oder ein Unternehmen, das Autowerkstätten mit Fahrzeugteilen beliefert."
Das von den Forschern entwickelte Verfahren berücksichtigt vier Schlüsselfaktoren: das verfügbare Angebot an Lebensmitteln, den Standort dieser Lebensmittel, den Standort der Personen, die die Lebensmittel benötigen, und die Beschränkungen, die sie akzeptieren können, sowie die Anzahl der Fahrzeuge, die für die Auslieferung der Lebensmittel zur Verfügung stehen, sowie die Kapazität der einzelnen Fahrzeuge.
"Wir haben diese Faktoren nach Rücksprache mit Lebensmittelbanken und -verpflegungsstellen ermittelt, um sicherzustellen, dass die von uns entwickelten Techniken die realen Herausforderungen berücksichtigen", sagt Hajibabai.
Die Forscher entwickelten ein mathematisches Modell, das das Problem der Identifizierung von Lebensmittelausgabestellen und der Bestimmung der effizientesten Routen für die Lieferung von Lebensmitteln von den Ausgabestellen zu den Bedürftigen darstellt. Um dieses Problem zu lösen, wandte das Forschungsteam einen Optimierungsansatz an, der mehrere Algorithmen integriert und Techniken des Operations Research nutzt, um Effizienz und Effektivität zu verbessern.
"Die Auslieferung von Lebensmitteln ist eine sehr dynamische Situation", sagt Hajibabai. "So ändert sich beispielsweise die Menge der für die Auslieferung verfügbaren Lebensmittel von Tag zu Tag - und die Anzahl der verfügbaren freiwilligen Fahrer kann sich von Stunde zu Stunde ändern. Wir mussten Konzepte entwickeln, die mit diesem Grad an Variabilität umgehen können."
Die Forscher sammelten daraufhin Daten von einer Lebensmittelbank in North Carolina und verwendeten Computermodelle, um vorherzusagen, wie gut die neue Technik funktionieren würde.
"Die Ergebnisse des Modells waren vielversprechend", sagt Hajibabai. "Wir sind jetzt dabei, diese Technik in ein Softwarepaket umzuwandeln und einen Proof-of-Concept-Test mit Lebensmittelbanken unter realen Bedingungen durchzuführen".
Die Arbeit mit dem Titel "Integrated column generation for volunteer-based delivery assignment and route optimization" wurde in der Zeitschrift Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering veröffentlicht. Co-Autoren der Arbeit sind Asya Atik und Kuangying Li, ehemalige Doktoranden an der NC State. Ali Hajbabaie, außerordentlicher Professor für Bau-, Konstruktions- und Umwelttechnik an der NC State University, war Mitverfasser des Artikels.
Diese Arbeit wurde mit Unterstützung der National Science Foundation im Rahmen des Stipendiums 2125600 durchgeführt.
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