大量の物品が流通し消費される現代において、ロジスティックス（物流）の最 適化は社会構造の効率化のための重要な課題となっています。しかしこの分野 の問題は、複雑な組み合わせを解く必要がある上に、考慮すべき制約も多く、 さらにトラックの移動時間など地理的情報を必要とすることなどの困難さから、 これまで実用的なシステムは多くありませんでした。そこで、高度に数理的な 最適化アルゴリズムと詳細なデジタル道路地図を持つ地理情報システムを組み 合わせることで、配送経路最適化ツール（Vehicle Routing Planner: VRP)、 幹線輸送最適化ツール（Modal-Shift Transportation Planner: MSTP）、倉庫 配置最適化ツール（Warehouse Location Planner： WLP）、幹線輸送コストを 考慮する倉庫配置最適化ツール（Warehouse Location and Transportation Planner： WLTP）などの実用的なシステムを研究・開発し、物流の効率化に貢 献しています。

1. 配送経路最適化ツール（Vehicle Routing Planner: VRP）

集配拠点からの荷物の配送、集配拠点への集荷、製造工場への部品の納入など、 地域的な物流はさまざまなところで必要とされています。 本ツールは、このような物流において、トラック数が最小になるように配送先／ 集荷先をトラックごとに割り当て、それぞれの最短経路を求めます。 １つのトラックに割り当てられた配送先／集荷先を一巡する経路を、 巡回セールスマン問題の高速解法に基づいたヒューリスティックで高速に生成します。 また、配送先／集荷先における時間枠、トラックの労働時間枠、積載量などの 各種制約を考慮します。

2. 幹線輸送最適化ツール(Modaf-Shift Transportation Planner: MSTP)

全国にある物流拠点間の貨物輸送（いわゆる幹線輸送）には、トラック経路を 決める問題と貨物経路を決める問題が含まれます。貨物経路の決定では、 輸送モードの選択（Modal-Shift: モーダル・シフト）、すなわちトラックを 使うか、鉄道を使うか、あるいは海上輸送にするか、によって物流コストが 大きく変わるため、貨物ごとの輸送モードの最適選択が必要とされます。 本ツールは、トラック経路・貨物経路・輸送モードを最適に決定することで、 幹線輸送を最適化します。 抽象的な解空間での探索手法と最急降下法に基づいたアルゴリズムを採用して おり、幹線輸送計画を高速に求めることができます。

3. 倉庫配置最適化ツール（Warehouse Location Planner： WLP）

複数の顧客に、複数の倉庫から物を配達する業務においては、倉庫の数と配置 によって、輸送費と倉庫の固定費の総和の値は大きく変化します。そこで、こ の輸送費と固定費の総和（総費用）を最小にする倉庫の数と位置を見つけだす のが本ツールの目的です。 現状の倉庫を統合・再配置する際の、また、新規 倉庫の立地候補を決定する際の「決定支援ツール」として有効に活用できます。 輸送費や固定費の計算に利用する目的と、顧客位置、倉庫位置を特定する目的 のために、道路のデジタル・マップを有効に利用しています。 およそ６０００人のお客様に配送する１１箇所の部品倉庫の再配置問題を検討 した事例では、全体の総費用をおよそ１割削減できる新たな倉庫の数と位置を 効率的に見つけ出しています。 大規模な現実の問題に対応できるのが、本ツールの特色です。

4. 幹線輸送コストを考慮する倉庫配置最適化ツール （Warehouse Location and Transportation Planner： WLTP）

サプライチェーン全体に渡って発生する様々なコストを考慮して、最適な倉庫 の数と位置を決定する最適化ツールです。 このツールは、MSTPとWLPの最適化エンジンを協調させて動作させるアルゴリズ ムを採用しています。それによりMSTPやWLP単体では不可能だった、 メーカー工場から小売店に至る製品物流全体の最適化を実現します。 また、配達リードタイムや在庫切れ確率なども考慮することができ、お客様に 対するサービスレベルも考慮した最適化を行うことができます。 そのため、サプライチェーンの変革の際などに使用すると、本ツールは大きな 効果を発揮します。

ロジスティックス最適化ツールでは、道路情報を用いて、複数の地点間の実距 離・時間距離を非常に頻繁に計算しなければなりません。このために、我々は複数 の地点間の最短距離を高速に計算するアルゴリズムを開発しました。 道路ネットワークのデータ構造を利用して実現されたこの技術は、日本ＩＢＭの 地理情報システム・ソフトウェア「Ｓｕｐｅｒ−ＩＦＭＡＰ」に採用されました。 同時に、グラフ・ネットワーク上の ＴＳＰ（巡回セールスマン問題）のソルバー も研究・開発しました。

• 論文
  • H. Okano, S. Misono, and K. Iwano, "New TSP Construction Heuristics and Their Relationships to the 2-Opt", Journal of Heuristics, 5, pp.71-88, 1999.
  • N. Park, H. Okano, H. Imai, "A Path-Exchange-Type Local Search Algorithm for Vehicle Routing and its Efficient Search Strategy", Journal of ORSJ, 43, pp.197-208, 2000.
  • K. Hidaka and H. Okano, "An Approximation Algorithm for a Large-Scale Facility Location Problem", Algorithmica, 35, pp.216-224, 2003.
• 国際会議
  • K. Hidaka and H. Okano, "Simulation-Based Approach to the Warehouse Location Problem for a Large Scale Real Instance", Proceedings of Winter Simulation Conference, 1997.
  • K. Hidaka and H. Okano, "Practical Approach to a Facility Location Problem for Large-Scale Logistics", Proceedings of ISAAC'97, 1997.
  • H. Okano, S. Misono, and K. Iwano, "New TSP Construction Heuristics and Their Relationships to the 2-Opt", 5th International Workshop on Algorithms and Data Structures, 1997.
  • H. Okano, S. Misono, and K. Iwano, "Extension of Traveling Salesman Heuristics for Vehicle Routing and Experiments with a Digital Road Map", 16th International Symposium on Mathematical Programming, 1997.
  • M. Amano, T. Yoshizumi, and H. Okano, "The Modal-Shift Transportation Planning Problem and Its Fast Steepest Descent Algorithm", Proceedings of the 2003 Winter Simulation Conference, 2003.
• 国内会議
  • K. Hidaka and H. Okano, "An Approach to the Warehouse Location Problem using Digital Map", the 1997 Spring National Conference of ORSJ.
  • 岡野裕之, 味園真司, 岩野和生, "TSP解法の実験的解析とそれに基づく2-Optと相性のよいツアー構築法の提案", 情報処理学会第55回全国大会, 1997.
  • 岡野裕之, "反復局所探索による車両経路問題解法における脱出法の新方式", 日本オペレーションズ・リサーチ学会秋季研究発表会, 1998.
  • 岡野裕之, "時間枠付き配送経路問題における局所探索の誘導方式", 日本オペレーションズ・リサーチ学会秋季研究発表会, 1999.
  • 天野正己, "輸送コスト最小化を目的とした拠点間輸送問題におけるルート近傍を用いた近似解法", 日本経営工学会春季大会, 2003.
• その他
  • 岡野裕之, "配送経路最適化の適用：銀行における配送を例として", オペレーションズ・リサーチ, 44, pp.604-609, 1999.

• 地理情報システムの概要
• Super-IFMAP