การประยุกต์ใช้วิธีการวิวัฒนาการผลต่างสำหรับการวางแผน การจัดวางตู้คอนเทนเนอร์ภายในเรือสินค้า

Application of differential evolution algorithm for container ship stowage configuration planning

Name: ธนวัฒน์ วิเศษสินธุ์

ThaSH: การบริหารงานโลจิสติกส์

Classification :.DDC: 658.5

ThaSH: เรือคอนเทนเนอร์

ThaSH: ระบบขนส่งคอนเทนเนอร์

Abstract: งานวิจัยชิ้นนี้มีวัตถุประสงค์ในการพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ด้วยวิธีการหาคำตอบโดยตรง (Exact Solution) และใช้วิธีการวิวิวัฒนาการโดยใช้ผลต่าง (Differential Evolution Algorithm; DE) ซึ่งเป็นวิธีการทางเมต้าฮิวริสติกซึ่งในพัฒนาโปรแกรมด้วยภาษา C# ร่วมกับส่วนต่อประสานผู้ใช้ (User Interface; UI) และโปรแกรมฐานข้อมูล SQL เพื่อทำการหารูปแบบในการจัดวางตู้คอนเทนเนอร์เข้าไปวางในพื้นที่ของตัวเรือสินค้าที่เหมาะสมโดยเฉพาะ หรือเรียกว่าปัญหาการวางแผนจัดระวางแบบสมบูรณ์ (Master Bay Plan Problem; MBPP) โดยได้ทำการศึกษางานวิจัยทั้ง 4 กลุ่มได้แก่ การบริหารจัดการการขนส่งสินค้าทางน้ำ ปัจจัยความปลอดภัยและสถานภาพของตัวเรือสินค้า การจัดเรียงตู้คอนเทนเนอร์ และการทำงานของเครนท่าเรือ ซึ่งในการจัดวางตำแหน่งของ ตู้คอนเทนเนอร์จะคำนึงถึงระยะเวลาในการทำงานของเครนที่ทำการย้ายตู้คอนเทนเนอร์และสมดุลเรือสินค้าร่วมด้วย รวมทั้งได้พัฒนาในส่วนของพื้นที่เฉพาะเจาะจงสำหรับตู้คอนเทนเนอร์แต่ละประเภทตามแต่ผู้ใช้งานสามารถออกแบบปรับเปลี่ยน เช่น ตู้คอนเทนเนอร์แช่เย็น (Reefer Container) ตู้คอนเทนเนอร์แห้งทั่วไป (Standard Dry) ตู้คอนเทนเนอร์ไวไฟ (Flammable Container) และ ตู้คอนเทนเนอร์สารเคมี (Chemical Container) แบบแยกประเภท และได้กำหนดสมการเป้าหมายจากด้วยระยะทางในการเคลื่อนที่ของเครน เพื่อลดระยะเวลาในการเก็บข้อมูลโดยทำการคำนวณระยะทางจากแผนโครงสร้างของตัวเรือสินค้ากับตำแหน่งของเครน แล้วทำการแปลงผลกลับมาเป็นระยะเวลาในการทำงานเพื่อใช้ในการเปรียบเทียบระยะเวลาในการทำงาน ซึ่งผลคำตอบที่ใกล้เคียงคำตอบที่ดีที่สุด สมดุลเรือที่ดี และระยะเวลาในการหาคำตอบที่ความรวดเร็วมาก ผลการประยุกต์วิธีการหาคำตอบโดยตรงด้วยโปรแกรม Lingo V 16.0 กับปัญหาเครนเดียวกับตู้คอนเทนเนอร์ประเภทธรรมดา ด้วยเรือขนาด 198 TEUs (SN) ทั้งนี้จากตัวเรือข้างต้นสามารถตีความได้ว่ามีความสามารถบรรทุกตู้คอนเทนเนอร์ขนาด 20 ฟุต ได้ 198 ตู้ สามารถหาคำตอบได้โดยใช้เวลาเฉลี่ย 22.81 วินาที โดยสมดุลเรื่ออยู่ในระดับสูง คือตัวเรือเอียงไปด้านหลังเพียง 2% กาบซ้ายและกาบขวาของตัวเรือไม่มีการเอนเอียง เมื่อเปรียบเทียบกับงานวิจัยอื่นภายใตเงื้อนไขเดียวกัน ใช้เวลาตำนวณเฉลี่ยเร็วกว่ามาก (1,531 วินาที) และ การพัฒนาวิธีการวิวัฒนาการโดยใช้ผลต่างที่ปรับปรุงมาโดยเฉพาะในการแก้ปัญหาการจัดเรียงตู้คอนเทนเนอร์บนเรือสินค้า มีผลคำตอบที่มากกว่าประมาณ 9.21 % ของวิธีโดยตรง ทั้งนี้มีผลด้านสมดุลทำให้ตัวเรือมีการเอียงตัวไปด้านหลัง 2.68 % และเอียงไปทางกาบซ้ายที่ 3.61% แต่ใช้เวลาในการหาคำตอบโดยเฉลี่ยเพียง 5 วินาที ในกรณีเรือขนาดเดียวกันโดยประยุกต์กับการใช้เครนทำงานสองตัวกับตู้คอนเทนเนอร์แบบแบ่งประเภท (ST) ด้วยวิธีการหาคำตอบโดยตรงแบบตั้งค่าคำตอบที่ใกล้เคียง ใช้เวลาเฉลี่ยในการหาตอบอยู่ที่ 31.27 วินาที และสมดุลเรือที่สูงมากซึ่งเอียงไปด้านหลังเพียง 2 % เท่านั้น ทั้งนี้การใช้โปรแกรมวิวัฒนาการผลต่างที่ทำการประยุกต์ที่ปรับปรุงมาโดยเฉพาะในแก้ปัญหาการจัดเรียง ตู้คอนเทนเนอร์บนเรือ มีผลการหาคำตอบที่มากกว่าประมาณ 7.61 % ของวิธีการโดยตรง และตัวเรือมีการเอียงตัวเรือไปด้านหลัง 2.55 % และเอียงไปทางกาบซ้ายที่ 1.30 % โดยใช้เวลาเฉลี่ย 3 วินาที นอกจากนี้ในการทดสอบการจัดเรียงตู้คอนเทนเนอร์ธรรมดากับเรือเดินสมุทร เรือเดินสมุทรขนาดกลางที่มีขนาดความจุ 5,501 TEUs ซึ่งเป็นปัญหาขนาดกลาง (M) และเรือเดินสมุทรที่ใหญ่ ที่มีขนาดความจุ 18,000 TEUs เป็นปัญหาขนาดใหญ่ (L) โดยมีจำนวนท่าเรือปลายทาง 50 ถึง 100 ท่า และมีการทำงานของเครน 2 – 10 ตัวซึ่งการแก้ปัญหาด้วยวิธีการโดยตรงไม่สามารถหาคำตอบได้ แต่เมื่อใช้โปรแกรมวิวัฒนาการผลต่างที่ทำการประยุกต์ที่ปรับปรุงมาโดยเฉพาะในแก้ปัญหาการจัดเรียง ตู้คอนเทนเนอร์บนเรือ โดยในปํญหาขนาดกลาง (M) ตัวเรือมีการเอียงตัวเรือไปด้านหลัง 4.91 % และเอียงไปทางกาบซ้ายที่ 4.97 % โดยใช้เวลาเฉลี่ย 785.5 วินาที และปัญหาขนาดใหญ่ (L) ตัวเรือมีการเอียงตัวเรือไปด้านหน้า 0.56 % และเอียงไปทางกาบซ้ายที่ 0.54 % โดยใช้เวลาเฉลี่ย 1,397 วินาที

มหาวิทยาลัยเชียงใหม่. สำนักหอสมุด

Address: เชียงใหม่

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: วริษา วิสิทธิพานิช

Role: ประธานกรรมการ

Name: จตุรภัทร วาฤทธิ์

Role: กรรมการ

Name: เกรียงไกร อรุโณทยานันท์

Role: กรรมการ

Name: คมกฤต เล็กสกุล

Role: กรรมการ

Created: 2560

Modified: 2563-01-10

Issued: 2563-01-10

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ว 658.5 ธ167ก

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมโลจิสติกส์และการจัดการโซ่อุปทาน

Grantor: มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

©copyrights มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	enlo80460twsd_full.pdf	7.89 MB	15	2024-02-12 11:12:55

ใช้เวลา

0.039157 วินาที