Etkin Kentsel E-Ticaret Dağıtımı İçin Paylaşılan Araç Rotalarına Birinci Kilometre

Bu yazıda, bir şehir dağıtım sisteminde birinci kilometre toplama ve son kilometre teslimat operasyonlarını birleştirmekten kaynaklanan rota verimliliği değişimlerini analiz ediyoruz. Mevcut literatürü, optimum yol mesafelerinin sürekli yaklaşımı ve entegre başlatma ve teslimat operasyonlarının etkilerini açıklayan ayarlama faktörleri üzerine inşa ediyoruz. Kapsamlı sayısal deneyler ve regresyon analizi sayesinde, mevcut sürekliliğe dayalı rota uzunluğu tahminlerini iyileştiren bir dizi kapalı form ayarlama faktörü öneriyoruz. Bu ayarlama faktörleri, sürekli kilometre yaklaşımı ile kolayca yakalanamayan birinci kilometre ve son kilometre entegrasyonundan kaynaklanan önemsiz bazı rota etkililik değişimlerini içerir. Önerilen genişletmeler, özellikle e-ticaret ve çok kanallı perakendecilik açısından önem kazanan büyük ölçekli, yüksek yoğunluklu son kilometre dağıtım sistemlerinin optimal stratejik tasarımı ve operasyonel planlaması ile ilgilidir. Analizlerimiz, ilk kilometre toplama ve son kilometre teslimat operasyonlarının entegre edilmesinden kaynaklanan verimlilik kazanımlarının %30 kadar yüksek olabileceğini göstermektedir. Bununla birlikte, etkin verimlilik kazanımları, araç kapasitesi kısıtlamalarına ve entegre rotalarda optimum durma sırasını zorlaştıran diğer faktörlere duyarlıdır. Önerilen yöntemimizi, Hindistan'ın Bengaluru şehri için en büyük e-ticaret platformlarından birinin operasyonel verileriyle bilgilendirilen gerçek dünyadaki bir vaka çalışmasına uyguluyoruz. Şirket, birinci ve son kilometre operasyonlarını düzgün bir şekilde entegre ederek, kentsel trafik ve emisyon etkisini %16'ya kadar azaltabildiğini,

47

varlık kullanımını artırdığını ve araç filosunun işletme maliyetini azaltabildiğini görüyoruz.

Son müşteriye giden kentsel son kilometrenin üstesinden gelmek, küresel bir navlun dağıtım sisteminde en kısa bacağı temsil etse de genellikle e-ticaret tedarik zincirlerinin yönetimi ve işletilmesinde en karmaşık ve maliyetli görev olarak kabul edilir (Gevaers, R., de Voorde, E., & Vanelslander, T., 2011). Örneğin, (Goodman, 2005)’a göre dağıtım merkezlerinden müşterilere malların nihai teslimi, toplam nakliye maliyetinin %28'ini oluşturmaktadır. Ayrıca, kentsel birinci ve son kilometre operasyonları, e-ticaret lojistiğinin bir şehre dayattığı kirletici emisyonların ve trafik yükünün önemli bir kısmından sorumludur (Rodrigue, 2017).

Son yıllarda, son kilometre karmaşıklığının ve maliyetinin iki ana itici gücü gelişti. Birincisi, hızlı kentleşme devam eden küresel bir olgudur. (United Nations, 2018)’a göre, küresel nüfusun yaklaşık %68'inin 2050 yılına kadar kentsel alanlarda birikmesi bekleniyor. Kentsel navlun ve yolcu hareketliliğine yıkıcı yenilikçi çözümlerin yokluğunda, küresel kentleşmenin sürmesi, kamu, özel ve ticari taşıt trafiğinde sürekli bir artışa neden olarak, artan tıkanıklık ve kirletici emisyon seviyelerine neden olmaktadır (Taniguchi, E., Thompson, R.G., & Yamada, T., 2014). Özellikle gelişmekte olan pek çok pazarda, şehirler özellikle yüksek oranlarda büyür ve mevcut ulaşım altyapısına gittikçe fazla yüklenir. İkincisi, e-ticaretteki kesintisiz bir patlama nedeniyle, işletmeler arası (B2B) ve işletmeler arası tüketici kentsel lojistik hizmetlerine olan talebin miktarında ve parçalanmasında büyük bir artış gözlemliyoruz. Küresel perakende e-ticaret satışlarının, 2019'daki 3,5 trilyon dolardan 2023'ün sonunda 6,5 trilyon dolara yükselmesi bekleniyor (eMarketer, 2019). Bu muazzam büyüme, büyük ölçüde, bireysel müşterilere ve tüketicilere ek küçük, doğrudan gönderilere dönüşecektir. Örneğin, 2015 yılında parsel teslimatları ABD veya Almanya gibi olgun pazarlarda %7-10 ve gelişmekte olan pazarlarda %300'e kadar artmıştır (Joerss, M., Schröder, J., Neuhaus, F., Klink, C.,

& Mann, F., 2016). B2C e-ticaretinde, son kilometre dağıtım hacimlerinin parçalanması, artan tüketici hizmeti seviyesi beklentileriyle daha da güçleniyor. Tüketiciler teslimat sağlama süresi, teslimat süresi pencereleri ve sevkiyatın kişiselleştirilmesi konusunda daha yüksek standartlar beklemektedir. B2B son kilometrelik dağıtımda, parçalanma öncelikle gelişmekte olan ekonomilerdeki geleneksel perakende kanalının hakimiyeti ve gelişmiş pazarlarda giderek daha fazla yerel tatmin eğilimine dayanmaktadır (Fransoo,

48

J.C., Blanco, E.E., & Mejia-Argueta, C., 2017). Birinci kilometre toplama hacimlerinin artan parçalanması, esas olarak e-ticaret pazarlarından kaynaklanmaktadır. 2017 yılında dünyanın en büyük 75 e-ticaret pazarı, 1,74 trilyon dolar satış gerçekleştirdi ve yıllık ortalama %34 büyüdü (Ali, 2018). Bu pazarlar, ürün çeşitliliği herhangi bir mağazanın sunabileceğinden çok daha geniş olduğu için tüketicilere ek kolaylık vaat ediyor. Öte yandan, küçük ve orta ölçekli satıcılar pazar yerlerini ek bir satış kanalı olarak ve müşteri tabanlarını coğrafi sınırların ötesine genişletmek için kullanıyor (Kestenbaum, 2017). E-ticaret pazarlarının artan popülaritesi nedeniyle, yerel satıcılardan alınacak küçük hacimli sevkiyatların sayısı son yıllarda çoğaldı. Sonuç olarak, kentsel lojistik hizmetlerine yönelik artan ve gittikçe parçalanan talep, taşımacılığın daha sıkı koordinasyonu ve konsolidasyonu için artan hacim ve daha yüksek alım ve teslimat karmaşıklığı ile kentsel ulaşım ağlarını zorlamaktadır (Yoshimoto, R. & Nemoto, T., 2005). Şu anda, çoğu e-perakendeci tescilli veya sözleşmeli birinci ve son kilometre lojistik operasyonlarını iki ayrı ve çoğunlukla bağımsız sorun olarak ele almaktadır. Çoğu zaman, her iki operasyon da özel tesisler ve filolar ile fiziksel olarak ayrı ağlarda bile gerçekleştirilir (Cardenas, I.D., Dewulf, W., Vanelslander, T., & Smet, C., 2017; Bányai, T., Illés, B., & Bányai, A., 2018; Lim, S.F.W. & Winkenbach, M., 2019). Yerel satıcılardan gönderilerin alınmasına ilişkin ilk kilometre süreci ve son müşterilere bireysel gönderilerin teslim edilmesi için son kilometre süreci, her birinin maliyet etkinliğini sağlamak için rotaların kapsamlı bir şekilde planlanmasını ve yürütülmesini gerektirir. Teslim alma ve teslimat operasyonlarını tek bir ağda paylaşılan bir araç filosu ve ortak güzergahlarla birleştirmek, lojistik operasyonlarını daha verimli hale getirmede önemli bir kaldıraç oluşturabilir (Gansterer, M., Küçüktepe, M., & Hartl, R.F., 2017; Rieck, J., Ehrenberg, C., &

Zimmermann, J., 2014; Drexl, M. & Schneider, M., 2015). Kitle kaynaklı gibi kalabalık, isteğe bağlı teslimat hizmetlerine olan talebin hızla artmasıyla, alıcıların ve teslimatların konsolidasyonundan elde edilen verimlilik kazanımları, sınırlı kurye kapasitelerini daha iyi kullanma ve bu hizmetlerin izleme etkisini sınırlama girişimlerinde kritik hale gelir.

Aşırı teslimat başına maliyeti azaltmak ve giderek daha sıkı kurye işgücü piyasalarında sürekli olarak yeterli kurye kapasitesini sağlamak amacıyla, mevcut kurye filolarını daha verimli kullanmak e-ticaret şirketlerinin müşterilerine güvenilir ve maliyette hizmet vermesi için kritik bir başarı faktörüdür. Etkin bir şekilde, özellikle yüksek rekabet gücüne sahip kentsel pazarlarda, kendi talep tabanlarının hızlı büyüme oranlarına ayak

49

uydurmaktadır. Bununla birlikte, mevcut literatür, birinci kilometre toplama ve son kilometre teslimat operasyonlarını ayrı ayrı optimize etmeye odaklanmıştır (Prodhon, C.

& Prins, C., 2014; Schneider, M. & Drexl, M., 2017).

Birleştirilmiş bir rotanın artan durma yoğunluğu, genellikle saf toplama ve teslimat yollarına kıyasla rota verimliliğinde bir iyileşmeye yol açarken, ek güzergâhlar uygulayarak birleşik rotaların verimliliğini olumsuz yönde etkileyen birkaç faktör vardır.

Bu amaçla, farklı seviyelerde birinci kilometre ve son kilometre entegrasyonunun, bireysel araç rotası seviyesindeki operasyonel verimlilik üzerindeki etkisini yakalamak için bir dizi kapalı form yaklaşımı öneriyoruz. Hem teslimatları hem de teslim alma işlemlerini tek bir güzergâh üzerinde birleştirmenin etkisini analiz etmenin yanı sıra, değişen teslimat derecelerinde kısa güzergâh verimliliği üzerindeki etkisini inceliyoruz.

İkinci bir adımda, birinci kilometre ve son kilometre entegrasyonunun rota verimliliği üzerindeki önemsiz etkilerini daha iyi anlamak ve yakalamak için kapsamlı bir sayısal analiz gerçekleştiriyoruz. Bu önemsiz etkilere, eşleştirilmiş teslim alma ve teslimat talepleri nedeniyle araç kapasitesi kısıtlamaları ve öncelik kısıtlamaları neden olmaktadır. Sayısal deneylerimizin verilerine dayanan regresyon analizi sayesinde, kapalı yol güzergahı yaklaşımlarımıza, birinci yol ve son yol entegrasyonunun toplam yol verimliliği üzerindeki etkisinin daha doğru bir şekilde tahmin edilmesini sağlayan birkaç uzantı öneriyoruz.

Önerilen kapalı biçimli yaklaşımlarımıza dayanarak, entegre birinci kilometre ve son kilometre işlemlerini de hesaba katmak için optimum rota uzunluklarını tahmin etmek için yaygın olarak kullanılan mevcut sürekli yaklaşımlarını genişletebiliriz. Bu, birleştirilmiş toplama ve teslimat işlemlerinin ağ seviyesi üzerindeki etkisini daha fazla incelememizi sağlar. Bengaluru şehrinde Hindistan'ın en büyük e-ticaret platformlarından birinden elde edilen gerçek verilerle yapılan bir vaka çalışmasına dayanarak, farklı birinci kilometre ve son kilometre entegrasyon seviyelerinin şehir çapındaki verimliliği ve çevresel etkileri nasıl etkilediğini analiz ediyoruz.

Kentsel birinci kilometre toplama ve son kilometre teslimat operasyonlarının entegre edilmesinin belirli bir e-ticaret dağıtım probleminde herhangi bir verimlilik kazancı sağlayıp sağlamadığını belirlemek için, böyle bir entegrasyonun araç rotalarının taktik planlaması ve operasyonel yürütmesi üzerindeki etkisini değerlendirmemiz gerekir,

50

bu da bir bütün olarak dağıtım ağının stratejik tasarımını etkiler (Salhi, S. & Rand, G.K., 1989; Nagy, G. & Salhi, S., 2007). Bir rota düzeyinde, rotaların optimum planlanması ve yürütülmesi, tipik olarak, gezgin satıcı problemi (TSP), araç rotalama problemi (VRP) ve toplama ve teslimat problemi (PDP) dahil olmak üzere iyi çalışılmış optimizasyon problemleriyle ilgilidir. Taşıt yollarının entegre optimizasyonu ve kapsayıcı dağıtım ağı tasarımı genellikle lokasyon yönlendirme problemleri (LRP'ler) ile ele alınmaktadır.

Hesaplama karmaşıklıkları nedeniyle hem yönlendirme sorunları hem de ağ tasarımı sorunları genellikle büyük ölçekli, gerçek dünyadaki sorun örnekleri için zorlaşır. Bu, temel talep özelliklerini, yoldan çıkmayan yol ağının topolojik özelliklerini ve teslimat operasyonlarının operasyonel ve ticari özelliklerini tanımlayan sınırlı bir parametre setine dayalı olarak optimum rota uzunluklarını tahmin etmek için süreklilik yaklaşımı (CA) yöntemlerine yol açar. Birinci kilometre toplama ve son kilometre teslimat operasyonlarının entegre edilmesinin hem bireysel yolların e-bilinci hem de bir bütün olarak kentsel dağıtım ağlarının kapsayıcı tasarımı üzerindeki etkisi, mevcut literatürde yoğun bir şekilde incelenmemiştir.

Entegre toplama ve teslimat sorunları genel alım ve teslimat problemi (GPDP), bir dizi güzergahı yürüten bir araç filosu tarafından bir dizi ulaşım talebinin karşılanması gereken bir problemi ifade eder. Her araç rotasının ayrı bir başlangıç ve bitiş konumu ve sınırlı yük kapasitesi vardır. Her taşıma talebi, bir dizi teslim alma yeri (başlangıç noktası), teslimat yeri (varış noktası) ve bir yük boyutu ile karakterize edilir. Ayrıca, her bir talebin bir bütün olarak yerine getirilmesi gerekir, yani her bir yük, depo gibi diğer konumlarda herhangi bir aktarma yapılmaksızın bir araç tarafından menşe kümesinden varış yerlerine taşınmalıdır (Savelsbergh, M.W.P. & Sol, M., 1995). Önce dağıt sonra topla (VRPB) ile araç yönlendirme problemi olarak belirtilir ve malların bir depodan taşıma hattı müşterilere ve dönüş hattı müşterilerinden bir depoya taşınmasını dikkate alır. Topla ve dağıt teslimatlar (VRPPD) ile araç yönlendirme problemi olarak adlandırılır ve aynı rota üzerindeki toplama ve teslimat yerleri arasında taşınan yükleri dikkate alır.

VRPPD'nin ilk alt sınıfı, toplama ve dağıtım aracı rotalama problemi (PDVRP) olarak belirtilir ve toplama ve dağıtım konumlarının eşleşmediği durumu ifade eder. Başka bir deyişle, homojen bir mal dikkate alınır, yani herhangi bir teslim alma yerinde yüklenen mallar, herhangi bir teslimat yerinde talebi karşılamak için kullanılabilir. VRPPD'nin ikinci alt sınıfı, eşleştirilmiş alım ve teslimat noktalarını, yani belirli kökenler ve varış

51

yerleri ile ilişkili nakliye taleplerini dikkate alır. Bu alt sınıf, klasik PDP ve çevirmeli arama problemini (DARP) içerir. PDP, malların taşınmasını dikkate alırken, DARP kullanıcı rahatsızlığını açıkça hesaba katmak için ek bir kısıtlama düşünerek yolcu taşımacılığına odaklanmaktadır. Bu çalışmanın odak noktası, şehir içi yük dağıtımı bağlamında eşli teslim alma ve teslimat talepleri üzerinde olduğundan, yalnızca PDP literatürüyle ilgili daha fazla incelememizi sınırlandırıyoruz. (Lokin, 1978) Geleneksel TSP'ye öncelik kısıtlamalarını dahil eden ve ilgili literatürde yaygın olarak kullanılan PDP'nin formülasyonları için temel oluşturan ilk kişidir.

Son araştırmalar, PDP'yi gerçek dünya sorunlarına, daha zengin, sözde zengin teslim alma ve teslimat problemleri (Rich PDP) modellerine yol açmaya odaklamaktadır (Lahyani, R., Khemakhem, M., & Semet, F., 2015). Gerçek dünyadaki sorunların üstesinden gelmek için PDP'ye ek kısıtlamalar dahil edilmiştir. Bu gerçek yaşam kısıtlamaları zaman ve mesafe faktörleri, heterojen filoların kullanımı, envanter ve çizelgeleme problemleri ile bağlantı, çevre ve enerji sorunları ve daha fazlası ile ilgilidir (Rais, A., Alvelos, F., & Carvalho, M.S., 2014; Sicilia, J.A., Quemada, C., Royo, B., &

Escuín, D., 2016).

Entegre konum yönlendirme sorunları e-perakendeciler ve lojistik hizmet sağlayıcıları (LSP'ler), ihtiyaç duydukları artan parçalanmış ve karmaşık kentsel lojistik hizmetleri ışığında maliyet rekabetçi kalmaya çalışırken, birçok dağıtım ağı tasarım çalışması operasyonel verimlilik ve varlık üzerine odaklanmıştır (Taniguchi, 2014).

Kentsel dağıtım ağlarının tasarlanması genellikle üç düzeyde karar içerir (Crainic, T.G.

& Laporte, G., 1997; Ambrosino, D. & Grazia Scutellà, M., 2005; Bektas,¸ T., Crainic, T.G., & Woensel, T.V., 2017) sayı, tür ve yer gibi uzun vadeli stratejik kararlar dağıtım tesislerinin, ilişkili araç filolarının büyüklüğü ve bileşimi gibi orta vadeli taktik kararlar ve öncelikle araç rotalama ve çizelgelemesine odaklanan kısa vadeli operasyonel kararlar.

Stratejik konum ve operasyonel yönlendirme kararları birbiriyle sıkı sıkıya bağlı olduğundan, bunların birbirinden bağımsız olarak çözülmesinin optimal olmayan sonuçlar ürettiği gösterilmiştir (Webb, 1968; Salhi, S. & Rand, G.K., 1989; Bruns, 1998).

Bu nedenle, kentsel dağıtım ağlarının tasarımı genellikle tesis yerini ve araç yönlendirme kararlarını birlikte ve aynı anda optimize eden entegre LRP'ler tarafından bilgilendirilir.

52

Giderek yoğunlaşan kentsel pazarlar, büyüyen e-ticaret hacimleri ve yükselen hiper-yerel yerine getirme stratejileri ışığında, akademik araştırmalar özellikle çok aşamalı dağıtım ağlarıyla ilgilenmektedir (Crainic, T.G., Ricciardi, N., & Storchi, G., 2004; Gragnani, S., Valenti, G., & Valentini, M.P., 2004; Boccia, M., Crainic, T.G., Sforza, A., & Sterle, C., 2011; Winkenbach, M., Kleindorfer, P.R., & Spinler, S., 2016).

Hem tesisler hem de araçlar tipik olarak taşıma kapasitelerinde kısıtlandıklarından, LRP'nin karşılık gelen varyantı tipik olarak iki kademe kapasitif konum yönlendirme problemi (2E-CLRP) olarak adlandırılır. Genel olarak, LRP ve varyantları, zor olan iki alt problemi (Karp, 1972; Lenstra, J.K. & Kan, A.H.G.R., 1981), konum tahsisi problemini, ağdaki dağıtım tesisleri ve VRP'nin varyantları, üst düzeyden alt düzey tesislere ve tesislerden talep noktalarına kadar araç ve mal akışını optimize eder. Bu nedenle, bu problem sınıfı gerçek dünyadaki uygulamalardan esinlenen büyük ölçekli problem örnekleri için inatçı olur. Tek ya da çok aşamalı LRP'ler hakkındaki literatürün çoğu, optimum yol mesafelerine yaklaşmak yerine LRP'lerin yönlendirme bölümünü çözmek için sezgisel ve meta-sezgisel yaklaşımlara odaklanmaktadır. Geçtiğimiz otuz yıl boyunca yayınlanan LRP'ler üzerinde yapılan üç büyük araştırma, LRP'nin yönlendirme parçasını, gelecekteki araştırmalar için verimli yollar olarak rota uzunluğu tahmin formülleri ile analitik olarak yaklaştırmayı önermektedir (Balakrishnan, A., Ward, J.E.,

& Wong, R.T., 1987; Nagy, G. & Salhi, S., 2007; Drexl, M. & Schneider, M., 2015).

Dahası, mevcut araştırmalar, tek yönlü mal akışları, yani sadece teslimat veya sadece teslim alma ağları üzerine odaklanmıştır. Teslimatların ve alıcıların ortak bir operasyona entegre edilmesinin etkisi önemli ölçüde incelenmemiştir.

Güzergâh mesafelerinin sürekli yaklaşımı yukarıda belirtildiği gibi, entegre LRP'lerin hesaplama karmaşıklığı, gerçek dünya sorun durumlarına uygulanabilirliklerini sınırlar. Bununla birlikte, birçok LRP'nin amacı, operasyonel düzeydeki yönlendirme sorunlarına yönelik açık çözümlerin ikincil bir rol oynadığı stratejik ağ tasarımı kararlarına rehberlik etmektir. Bu nedenle, LRP'ye hiyerarşik sezgisel çözüm olarak adlandırılan bir grup yaklaşım, gerçek yönlendirme sorununu açıkça çözmek yerine, en uygun yol mesafelerini yaklaşık olarak belirlemek için kapalı biçimli RLE formüllerini kullanır. Bu, LRP'nin hesaplama karmaşıklığını önemli ölçüde azaltırken, LRP'nin birincil odağı olan en uygun stratejik yer kararlarını bilgilendirmek için hala rota

53

düzeyinde bilgileri sistematik olarak kullanır (Nagy, G. & Salhi, S., 2007; Smilowitz, K.

& Daganzo, C., 2007; Drexl, M. & Schneider, M., 2015).

Farklı kapasitelere sahip birden fazla araç seçeneğinden, karma filolara izin vererek ve küresel bir hizmet süresi kısıtlaması uygulayarak karayolu ağı topolojisi gibi rota verimliliği üzerindeki dış etkilerden başka, şirket içi, taktik ve operasyonel parametreler optimize edilmiş rotaların etkin mesafesini etkileyebilir. Bu faktörler arasında, eşleştirilmiş alım ve teslimat taleplerinin ortak güzergahlara entegrasyonu da vardır. Alım ve teslimat taleplerini entegre etmek genellikle bir güzergahın durma yoğunluğunu arttırır ve böylece duraklar arası mesafeleri azaltırken, saf bir teslimat veya toplama güzergahına kıyasla araç güzergahına sapmalar uygulayarak optimum araç güzergâh mesafesini olumsuz etkileyen çeşitli faktörler vardır. Bu faktörler, araç kapasitesi kısıtlamaları ve eşleştirilmiş teslim alma ve teslimat taleplerinin öncelik kısıtlamalarını içerir.

Aşağıda, ilk güzergâh toplama ve son kilometre teslimat operasyonlarını ortak güzergâhlara entegre etmekten beklenen yol etkililiği etkisi için kapalı form yaklaşımı önermeden önce ilgili gösterimini tanıttık. Daha sonra, VRP ve GPDP için başlangıçta önerilen yaklaşımımızla açıklanmayan etkileri incelemek üzere bir dizi sayısal deneyin temelini oluşturan matematiksel formülasyonları ve sezgisel çözüm yöntemlerini tanıtıyoruz. Sayısal deneylerimizin sonuçlarına dayanarak, birinci ve son mil entegrasyonundan gelen yol verimliliği etkisinin kapalı form tahminimizin doğruluğunu artırmak için genelleştirilmiş bir düzeltme faktörünü tahmin etmek için çoklu doğrusal regresyon uyguluyoruz. Ayrıca, PD ile arasında VRP yolları için olan tahminlerden ziyade TSP yolları ile ilgili sonuçlar analitik düşüncelerimizi kasıtlı olarak TSP'ye dayandırıyoruz, çünkü çalışmamızı toplama ve teslimat operasyonlarının entegrasyonunun yerel toplama / teslimat bölgeleri içindeki araç rotalarının etkinliği üzerindeki etkilerine odaklanmak istiyoruz. Bu nedenle, bu yerel teslimat / toplama bölgelerine ve bu bölgelere giden hat mesafelerini analizlerimizden hariç tutuyoruz. Yerel yönlendirme düzeyinde gözlenen verimlilik kazanımlarına odaklanma kararımızın ana nedeni, hat taşıması seviyesindeki verimlilik etkilerinin varsayılan dağıtım ağı yapısından, yani depoların sayısı ve konumundan büyük ölçüde etkileneceğidir ve her bir depo lokasyonundaki araçların sayısı ve tipi çalışmamızda, ağ tasarımının neden olduğu herhangi bir önyargıdan kaçınmak istiyoruz ve bu nedenle sadece yerel yönlendirme

54

seviyesi etkilerine odaklanmak istiyoruz. Çalışmamızın odak noktası ve yerel etkileri yönlendirme analitik düşüncelerimizi TSP yerine VRP'ye dayandırırsak teorik olarak beklenebilecek verimlilik kazanımlarını kısaca tartışıyoruz. Bu tartışma, yerel yönlendirme etkilerinin her iki durumda da yapısal olarak aynı olduğunu göstermektedir.

Herhangi bir hat çekme etkisini göz ardı ettiğimiz için, yerel rota etkililik etkileri hem TSP'de hem de VRP'de beklenen duraklama mesafelerini aynı şekilde etkiler, böylece ayarlama faktörü PD’miz hem TSP ayarlarında hem de VRP'de doğrudan uygulanabilir.

Kentsel birinci ve son kilometre lojistik operasyonel planlama ve stratejik sistem tasarımı için bulgularımızın gerçek dünyadaki uygunluğunu göstermek için, bu makalede geliştirilen teoriyi, Hindistan'da büyük bir e-ticaret pazarı ve lojistik hizmet sağlayıcısı Flipkart Inc. Özellikle, yaklaşık 12,4 milyonluk nüfusu ile Flipkart'ın en önemli pazarlarından biri olan Bengaluru şehri örneğini ele alıyoruz. Flipkart, Hindistan'da 30.000'den fazla çalışanı (2016) istihdam ediyor ve yıllık gelirin 2,6 milyar ABD dolarından fazla olması (2017). Şirketin ilk kilometre / son kilometre ağı yıllar içinde organik olarak büyüdü. Bengaluru metropol bölgesinde Flipkart, günde yaklaşık 20.000 teslimat talebini ve yaklaşık 3.100 yerel toplama talebini yerine getirdiği bir büyük dağıtım merkezi (DC) ve 17 yerel yerine getirme aktarma noktalarına sahip iki kademeli bir dağıtım ağına sahiptir. Bengaluru'nun yoğun ve sıkışık sokaklarında, tüm kolilerin yaklaşık %90'ı motosikletlerle teslim edilirken, geri kalan %10'u küçük kamyonetler veya motorlu üç tekerlekli bisikletlerle kaplıdır. Hindistan e-ticaret pazarındaki sıkı rekabet nedeniyle, şirketin, özellikle teslimat sürecinin ilk ve son kilometresi boyunca, maliyet açısından rekabetçi kalması gerekiyor. Daha verimli bir lojistik ağına doğru atılacak ilk adım, ayrı kentsel birinci ve son mil operasyonlarının entegrasyonu olabilir. Bu makalede geliştirilen teoriyi uygulayarak, ilk kilometre karşılama ve son kilometre teslimat rotalarının Flipkart'ın Bengaluru lojistik ağında kat edilen mesafe üzerindeki etkisini ölçüyoruz.

Burada herhangi bir resmi kanıt sağlamadan hem alıcılar hem de teslimatlar için durak konumlarının, kentsel alanda eşit olarak dağıtılmak yerine kentsel yol ağını yakından takip ettiğini varsaymak mantıklı görünmektedir. Google Maps gibi kaynaklardan yüksek çözünürlüklü kentsel yol ağı verilerinin ortaya çıkmasıyla, gerçek yol ağı topolojilerinin rota verimliliği ve doğrudanlığı üzerindeki etkisini inceleyen bir akademik literatür akışı ortaya çıktı. En son olarak, kentsel karayolu ağı özelliklerinin,

55

mevcut CA yöntemlerinin bir uzantısı olarak, son kilometre teslimat yollarının devresi ve etkinliği üzerindeki etkisini incelemiştir (Merchán, D. & Winkenbach, M., 2019).

Bir şehir dağıtım sisteminde birinci kilometre toplama ve son kilometre teslimat operasyonlarını birleştirmekten kaynaklanan rota verimliliği değişimlerini analiz ediyoruz. Optimum rota mesafelerinin sürekli yaklaşımı hakkındaki literatür, iki işlemin her birini ayrı ayrı optimize etmeye odaklanmıştır. Ancak, ortak filo kullanımı birinci kilometre ve son kilometre operasyonları, bir yandan hızla çevrimiçi perakendeciliğin ve diğer yandan giderek sıkışıklaşan kentsel altyapının ışığında yüksek önem taşıyan bir konudur. Bu nedenle mevcut literatür üzerine ve entegre toplama ve teslimat operasyonlarının beklenen duraklama mesafeleri üzerindeki etkilerini açıklayan ayarlama faktörleri öneriyoruz. Kapsamlı sayısal deneyler ve regresyon analizi sayesinde, bu faktörleri, mevcut süreklilik yaklaşımı (CA) tabanlı yöntemlerle kolayca yakalanamayan önemsiz rota verimliliği değişimlerini de hesaba katmak için rafine ediyoruz. Birinci kilometre alıcıları ve son kilometre teslimatlarını ve potansiyel olarak kısa devre olan yerel gönderileri bir rotaya entegre etmenin rota etkililik etkisini doğru bir şekilde değerlendirebilmek, mevcut CA tabanlı rota uzunluğu tahminlerinin önemli bir uzantısıdır. Bu, CA tabanlı hiyerarşik sezgisel çözüm yöntemlerini, etkin birinci ve son kilometre lojistik ağlarının tasarımı için temel olan bir sorun sınıfı olan entegre LRP'ye geliştirmeye yardımcı olur. Yukarıda açıklanan önemsiz rota verimliliği etkilerini uygun şekilde yakalamak, şirketlerin talep üzerine kuryelerin ve diğer kalabalık kaynaklı taşıyıcı kapasitelerin entegrasyonu için daha uygun ağlar tasarlamasına olanak tanır. Bu kapasiteler giderek daha fazla talep görüldüğünden ve bu nedenle gittikçe kıt olduğundan, bu lojistik ağlarının ölçeklenebilirliği ve maliyet etkinliği için mümkün olduğunca bireysel kurye kapasitelerini kullanması kritik önem taşımaktadır. Teslim alma ve teslim operasyonlarını entegre etmek, kurye kullanımını artırmak için önemli bir kaldıraçtır.

Analizlerimiz, birinci kilometre toplama ve son kilometre teslimat operasyonlarını entegre etmekten kaynaklanan verimlilik kazanımlarının, bir rotadaki toplama ve teslimat taleplerinin sayısı dengeli olmaktan uzak olsa bile %30'a kadar çıkabileceğini göstermektedir. Ancak, rota verimliliği kazanımları, dönüş gücüne giderek zarar veren araç kapasitesi kısıtlamalarına karşı oldukça hassastır. Ayrıca, yerel karşılama ve teslimat taleplerinin tek hatlarda kısa devre yapmasının getirdiği öncelik kısıtlamalarının, yol verimliliği kazançları üzerinde zararlı etkileri olduğunu ve bu oranın %10'a kadar

56

azaldığını görüyoruz. Mevcut sürekli yaklaşıma dayalı rota uzunluğu tahmini çerçevelerini daha da geliştirmek için bulgularımızı bir dizi kapalı form ayarlama faktöründe resmileştiriyoruz. Hindistan'ın en büyük e-ticaret platformlarından biri olan Flipkart'tan gerçek dünya verilerine dayanan kapsamlı bir vaka çalışmasında, önerdiğimiz genişletilmiş rota uzunluğu tahminlerinin, büyük ölçekli, yüksek stratejik tasarım ve operasyonel planlamayı bilgilendirmek için nasıl uygulanabileceğini gösteriyoruz.

Yoğunluk dağılım sistemleri özellikle, çalışmalarımız lojistik hizmet sağlayıcılarının birinci kilometre ve son kilometre operasyonlarını entegre etmenin rota verimliliğini ve etkisini nasıl ölçebileceğini sağlar. Elde edilen bilgiler, giderek büyüyen bir altyapı üzerinde seyahat eden büyüyen ve gittikçe parçalanan kentsel yük hacimleri, sera gazı ve dünyadaki büyüyen şehirlerde kirletici emisyonları gibi kentsel son kilometre dağılımındaki zorlukların ele alınmasına yardımcı olabilir.

Bu çalışma yalnızca artan durma yoğunluğu, araç kapasitesi kısıtlamaları ve öncelik kısıtlamalarını dikkate alan yerel rota verimliliği kazanımlarına odaklanmaktadır.

Gelecekteki araştırmalar, çeşitli olası ağ tasarım konfigürasyonları için toplama ve teslimat entegrasyonunun, hat taşımacılığı bileşenleri de dahil olmak üzere araç rotalarının genel verimliliği üzerindeki etkilerini araştırmalıdır. Bu, hangi şartlar altında yerel yönlendirme etkilerinin baskın olacağını belirlemek için teslimat ve teslim alma operasyonlarının entegrasyonu ile bir yolun hat çekme bölümü sırasında aracın etkin kapasitesi arasında analitik veya ampirik bir ilişki kurulmasını içerir. Alıcıların ve teslimatların rota düzeyinde entegrasyonunun, kentsel dağıtım tesislerinin sayısı, yeri ve büyüklüğü veya araç filolarının büyüklüğü ve bileşimi gibi ağ düzeyinde en uygun tasarım kararlarını nasıl etkilediğini araştırmalıdır. Daha sonra, yerel alım ve teslimat taleplerinin tek bir rotada kısa devre yapabilme derecesi ile optimum depo konumu arasındaki ilişki daha ayrıntılı olarak araştırılmalıdır, çünkü bu husus en uygun tasarım ve işletim için özellikle yüksek önem taşımaktadır paylaşılan hareketlilik ve paylaşılan kentsel nakliye hizmetleri son olarak, birleştirilmiş alıcıların ve/veya teslimatların entegre rotaların verimliliği üzerindeki önemsiz etkilerini daha ayrıntılı olarak anlamak ilginç olacaktır (Ropke, S. & Pisinger, D., 2006).

57