I n t e r n at ion al  Jou r n al   of   E lec t r ical  an d   Com p u t e r   E n gin e e r in ( I JE CE )   Vol.   15 ,   No.   1 F e br ua r y   20 25 ,   pp.   592 ~ 603   I S S N:  2088 - 8708 ,   DO I 10 . 11591/i jec e . v 15 i 1 . pp 5 92 - 603             592       Jou r n al  h omepage ht tp: // ij e c e . iaes c or e . c om   D is c r e t e  o p t imiz at io n  m o d e f or  m u lti - p r od u c t   m u lti - su p p li e r   ve h ic l e  r o u t in p r o b le m   w ith   r e la xe d  t im e  w in d ow       M u li awan  F irda u s 1 ,   Her m an   M awe n gk an g 2 ,   T u lu s 2 ,   S awalu d d i n 2     1 G r a dua te  S c hool  of  M a th e ma ti c s , U ni ve r s it a s  S uma te r a  U ta r a M e da n, I ndone s ia   2 D e pa r tm e nt  of  M a th e ma ti c s , U ni ve r s it a s  S uma te r a  U ta r a , M e d a n, I ndone s ia       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived  J un  8,   2024   R e vis e Aug  12,   2024   Ac c e pted  Aug  20,   2024       T h i s   s t u d y   ex ami n es   t h co mp l i ca t ed   l o g i s t i c s   o p t i m i za t i o n   i s s u k n o w n   as   t h v e h i cl ro u t i n g   p r o b l em  fo m u l t i - p ro d u c t   an d   mu l t i - s u p p l i ers     (V RP - MPMS),   w h i c h   d ea l s   w i t h   t h effec t i v ro u t i n g   o fl eet   o v e h i c l es   t o   c o n v ey   n u mer o u s   i t em s   fro m u l t i p l e   s u p p l i ers   t o   s et   o co n s u mers .   I n   t h i s   p r o b l em,   p r o d u ct s   fro v ar i o u s   s u p p l i er s   n ee d   t o   b d el i v ere d   t o   d i ffere n t   cu s t o mers   w h i l c o n s i d eri n g   v e h i c l cap ac i t y   co n s t rai n t s ,   t i me   w i n d o w s ,   a n d   mi n i m i zi n g   t ran s p o rt a t i o n   co s t s .   W e   p ro p o s h y b r i d   ap p r o ach   t h at   co m b i n es   g en era l i ze d   red u ce d   g rad i en t   met h o d   t o   i d en t i f y   feas i b l reg i o n s   w i t h   feas i b l n ei g h b o r h o o d   s earc h   t o   ach i e v o p t i ma l   o n ear - o p t i mal   s o l u t i o n s .   T h ai o t h ex ac t   met h o d   i s   t o   g et   t h reg i o n   o f   feas i b l s o l u t i o n .   T h e n   w ex p l o re  t h reg i o n   u s i n g   fe as i b l n e i g h b o rh o o d   s earch ,   t o   g et   a n   i n t eg er  fea s i b l e   o p t i mal   ( s u b o p t i m al s o l u t i o n .   Co mp u t a t i o n a l   ex p eri me n t s   d emo n s t rat t h at   o u mo d e l   an d   met h o d   effect i v el y   red u ce  t ra n s p o r t at i o n   co s t s   w h i l s at i s f y i n g   v e h i c l cap ac i t y   co n s t ra i n t s   an d   rel ax e d   t i me  w i n d o w s .   O u fi n d i n g s   p r o v i d v i ab l s o l u t i o n   fo i mp r o v i n g   l o g i s t i c s   o p era t i o n s   i n   real - w o rl d   s ce n ari o s .   K e y w o r d s :   Dis c r e te  opti mi z a ti on  model   M ult i - pr oduc t   M ult i - s uppli e r   T im e   windows   Ve hicle   r outi ng  pr ob lem   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i ce n s e.     C or r e s pon din A u th or :   He r man  M a we ngka ng   De pa r tm e nt  of   M a thema ti c s ,   Unive r s it a s   S umate r a   Uta r a   J l.   Dr .   T .   M a ns ur   No.   9,   P a da ng  B ulan,   M e da B a r u,   M e da C it y,   Nor th  S umatr a   20155 ,   I ndone s ia   E mail:   maw e ngka ng@us u. a c . id       1.   I NT RODU C T I ON   As   a   r e s ult   of   it s   s igni f ica nc e   to  the  e c onomy,   th e   f ield  of   logi s ti c s   a nd  s upply  c ha in  mana ge ment   ha s   be e a dva nc ing  c ons i s tently  a nd  quickly  in  r e c e nt  ye a r s .   S ince   the  major it o f   bus ines s e s   vie s upply  c ha in  mana ge ment  a s   a   f unc ti on  that  e nha nc e s   their   mar ke t,   it   plays   a   c r uc ial   pa r in   their   s tr a tegic   d e c is ion - making.   Due   to  the  c ons tantly  inc r e a s ing  de mand  f r om   c us tom e r s ,   bus ines s e s   ne e e f f icie nt  de li ve r y   s e r vice s   without   s a c r if icing  the  s tanda r of   thei r   c us tom e r   c a r e   in  or de r   to   r e main  pr o f it a ble.   I or de r   to  f ul f il   thes e   incr e a s ing  e xpe c tations ,   logi s ti c s   ope r a ti ons   h a ve   be e unde r   c onti nua pr e s s ur e   to  be c ome  mor e   e f f e c ti ve .   As   a   r e s ult ,   f o r   e f f e c ti ve   mana ge ment,   bus ines s e s   mus de s ign  the   r outes   f o r   their   ve hicle s   s a s   to   s a ve   e xpe ns e s   while  s ti ll   s a ti s f ying  c us tom e r   r e quir e ments .   T he   ve hicle   r outi ng  p r oblem  ( VR P )   is   the  na me  us e in  ope r a ti ons   r e s e a r c to  de s c r ibe  th is   method  of   r oute  de ter mi ning  [ 1] ,   [ 2 ] .   M a thema ti c a ll y,   the  VR P   c a be   de s c r ibed  a s   f oll owing:  L e = ( , )   be   a   dir e c ted  g r a ph,   whe r e   = { 0 , . . . , }   is   a   s e of   node s ,   with   ve r tex   r e p r e s e nti ng  the  d e pot  a nd  the  r e maining  ve r ti c e s   r e p r e s e nti ng  c us tom e r s .   = { ( , ) :   ,     ,     }   r e pr e s e nts   a r c s   in  the  gr a ph.   T he   de pot  wa s   home  to  a   f lee of   m   identica ve hicle s ,   e a c ha ving  a     c a pa c it y.   T he   f lee s ize ,     is   a   de c is ion  va r iable   that  ne e ds   to  be   de ter mi ne d.   E a c c us tom e r     ha s   a   r e que s ,   whic is   a   non - ne ga ti ve   qua nti ty  r e p r e s e nti ng  their   de mand.   Additi ona ll y,   ther e   is   a   c os matr ix      de f ined   f or   e a c a r c   ( , )   in  ,   whic r e pr e s e nts   the  c os t   ( or   dis tanc e )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708       Dis c r e te  opti miz ati on  mode for   multi - pr oduc mul ti - s uppli e r   v e hicle     ( M uli aw an  F ir daus )   593   a s s oc iate with  tr a ve li ng  f r om  node     to  node   .   I t   i s   im por tant  to   note  that  in   thi s   f or mul a ti on,   a s s ume  that   dis tanc e s ,   tr a ve c os ts ,   a nd  ti mes   a r e   mea s ur e e qu ivale nt.     T h e   V R P s   go a l   is   t o   c r e a t e     v e hic le   r o utes   t ha t   a dh e r e   to   t he   f ol lo wi ng   r e s t r ic ti ons :   T he   de po   ( n od e   0 )   is   w he r e   e ve r y   r o ut e   m us t   b e g in   a nd   te r mi na te .   E a c h   c us t om e r s   de man d   m us t   b e   s a t is f ied   by   ha vi ng  e xa c t ly   on e   ve h ic le   v is i t   th e m .   E a c h   r o ut e s   o ve r a ll   de ma nd   c a nn ot   be   m o r e   th a n   t he   ve hic le s   c a pa c i ty .   E a c h   r o u te's   t ota l   len g th   ( o r   p r i c e )   m us t   no t   go   be yo n d   a   c e r ta in   th r e s h ol d ,   .   T h e   o bje c t iv e   is   t o   m in i mi z e   th e   o ve r a l l   t r a ns p o r t a t io n   c os t   o r   r o ute   le ng th   wh i le   f u l f il li ng   th e   a f o r e me n ti on e d   li mi ta t io ns   b y   o pt im iz in g   the  a s s i gn men t   o f   c li e n ts   t ve hi c l e s   a n t he   o r d e r   in   w h ich   the y   a r e   v is it e d .   I n   the   s ym me t r i c   c a s e ,   tha is ,   whe  =    f o r   a l l   ( , ) ,   t he   s ol ut i on   s e a r c h   is   u s ua l ly   do ne   us i ng   the   s e t   o f   e d ge s ,   = { ( , ) : , , < } .   T he   VR P   wa s   f ir s t   de ve loped  by   Da ntzig  a nd   R a ms e r   [ 3]   to   a ddr e s s   the  p r oblem   of   e f f icie ntl y   r outi ng  a   f lee o f   f ue de li ve r tr uc ks   f r om  a   b ulk  ter mi na to  nume r ous   s e r vice   outl e ts   s uppli e by  the  ter mi na l.   T his   mar ke the  or igi of   VR P   a s   a   mathe matica opti mi z a ti on  pr oblem.   Ove r   the  ye a r s ,   VR P   ha s   ga ined  s igni f ica nt  a tt e nti on  in  the   r e s e a r c c omm u nit y,   a nd   va r ious   e xtens ions   a nd  va r iations   o f   the   pr oblem  ha ve   be e e xplor e d .   F ur the r   li ter a tur e   on   the   VR P   a nd   it s   dif f e r e nt  a tt r ibut e s   c a n   be   r e f e r r e d   to   the   f oll owing  s our c e s   f or   a   c ompr e he ns ive  s ur ve a nd  ove r view   [ 4] [ 6] .   T he s e   r e f e r e nc e s   pr ovide  va luable   ins ight s   int the   VR P   a nd  it s   e volut ion,   including  di f f e r e nt   pr o blem  va r iants   a nd  s olut ion  a ppr oa c he s   that  ha ve   be e de ve loped  ove r   ti me.   R e s e a r c on  the  VR P   c onti nue s   to  be   a   dyna mi c   f ield  due   to  both  un r e s olved  theor e ti c a c ha ll e nge s   a nd  the  ongoing   inf lux   of   pr a c ti c a log is ti c s   da ta  f r om  s upply  c ha in   ope r a ti ons .   One   of   the  mos t   e xt e ns ively   s tudi e va r iants   of   the  VR P   is   with  t im e   windows   ( VR P T W ) ,   whic wa s   f ir s int r oduc e by   S c h r a ge   [ 7] .   I n   the  VR P T W ,   s pe c if ic  t im e   c ons tr a int s   a r e   plac e on  c us tom e r   vis it s ,   known  a s   ti me   windows .   T im e   window  c ons tr a int s   in  VR P T W   c a be   dr iven  by   va r ious   f a c tor s ,   s uc a s   pr oduc c ons tr a int s   ( e . g. ,   p r odu c us a ble   da tes ) ,   pr oduc ti on  li mi ts ,   o r   r e qui r e ments   im pos e by  c us tom e r s   ba s e on  their   inventor po li c ies .   I n   a ddit ion  to  thes e   t im e   windows   f or   c us tom e r   vis it s ,   ther e   a r e   a ls t r a ve ti mes   be twe e n   a ll   c us tom e r s   a nd   be twe e n   c us tom e r s   a nd  the  de pot.   T he   main   objec ti ve s   in  V R P T W   a r e   to   plan  ve hicle   r outes   that  s a ti s f the  f o ll owing  c r it e r ia:  E a c ve hicle   mus s e r ve   a ll   a s s igned  c us tom e r s   withi thei r   r e s pe c ti ve   ti me  windows ,   Ve hi c les   a r e   pe r mi tt e to  a r r ive  a the  loca ti on  of   a   c li e nt  be f o r e   the  ti me  window  be gins ,   but  they  mus wa it   if   th e do  s o   be f or e   the  c ons umer   is   pr e pa r e to  be   s e r ve d.   V e hicle s   a r e   not  pe r mi tt e to  a r r ive  late   or   a f ter   t he   ti me  window  e nds   f or   a ny  c us tom e r .   T he   p r im a r y   goa is   to  mi nim ize   the   tot a t r a ns por tation  c os t,   tak ing  int a c c ount  both  tr a ve dis tanc e s   a nd  ti me - r e late d   pe na lt ies   f or   viol a ti ng  the  ti me  windows .   VR P T W   is   pa r ti c ular ly  r e leva nt  in  s it ua ti ons   whe r e   ti me - s e ns it ive  de li ve r ies   a r e   c r uc ial,   a nd  it   pos e s   a ddit ional  c ha ll e nge s   c ompar e to  the  c las s ic  VR P .   Due   to  i ts   pr a c ti c a im por tanc e   a nd  c ompl e xit y ,   VR P T W   ha s   be e n   the  s ubjec of   e xtens ive  r e s e a r c a nd  ha s   led  to  th e   de ve lopm e nt  of   va r ious   s olut ion   methods   a nd  a l gor it hms   to  f ind   opti mal  o r   ne a r - opti mal  s olut ions   in   r e a l - wor ld  logi s ti c s   a nd  t r a ns por tation  a ppli c a ti ons   [ 8] [ 10] .   T he   VR P T W   is   indee a   c ha ll e nging  p r oblem  due   to   it s   c ombi na tor ial  na tu r e ,   whic make s   it   dif f icult  to  f ind   opti mal   s olut ions ,   e s pe c ially  f or   la r ge r   ins tanc e   [ 11] Kohl   [ 12 ]   e s tablis he that  VR P T W   is   a n   NP - ha r pr oblem,   indi c a ti ng   that  s olvi ng  it   to  opti malit be c omes   c omput a ti ona ll inf e a s ibl e   a s   the  pr oblem   s ize   incr e a s e s .   As   a   r e s ult ,   r e s e a r c he r s   ha ve   tur ne to  he ur is ti c   a nd  meta he ur is ti c   a ppr oa c he s   to   f in good - qua li ty  s olut ions   withi r e a s ona ble  c omput a ti on a ti me.   Va r ious   meta he ur is ti c s   a nd  he ur is ti c s   h a ve   be e n   pr opos e to  tac kle  VR P T W ,   a im ing   to   s tr ike   a   ba lanc e   be twe e s olut ion   qua li ty   a nd  c omp utational  e f f icie nc y.   S ome  o f   thes e   a ppr oa c he s   include   thos e   de ve loped  by  r e s e a r c he r s   s uc a s   [ 13] [ 16] .   E f f icie nt   meta he ur is ti c s ,   in  pa r ti c ular ,   of ten  r e ly   on  loca s e a r c h - ba s e r e f ineme nt  pr oc e dur e s   a nd  f oc us   much  of   their   c omput a ti ona e f f o r on   e xplor ing  ne ighbor hoods   of   s olut ions .   T his   a ppr oa c c a s igni f ica ntl im p r ove   the   qua li ty  of   s olut ions   f ound,   but   it   a ls plac e s   a n   e mphas is   on  e va luating  the  i mpac of   potential   s olut ion  c ha nge s   e f f icie ntl y.   How e ve r ,   i t's   wor th   noti ng   t ha e ve f indi ng   a   f e a s ibl e   s olut ion  f or   VR P T W ,   without   ne c e s s a r il a im ing  f or   opti malit y,   r e mains   c omp utationally  c ha ll e nging.   As   mentioned,   S a ve ls be r gh   [ 17]   de mons tr a ted  that  de ter m ini ng   a   f e a s ibl e   s olut ion  f o r   VR P T W   is   a ls a n   NP - ha r pr oblem .   T his   h ighl ight s   the  inher e nt  c ompl e xit y   o f   the   pr oblem   a nd  unde r s c or e s   the  ne e f o r   s ophis ti c a ted  opti mi z a ti on   tec hn iques   to  a ddr e s s   it   e f f e c ti ve ly,   e s pe c ially  whe de a li ng  wit r e a l - wor ld  ins tanc e s   with  pr a c ti c a c ons tr a int s   a nd  lar ge r   number s   of   c us tom e r s   or   s ubs c r iber s   [ 18] .   I or de r   to  de ve lop  e a r ly   s olut ions   f or   the  VR P T W ,   it   is   f r e que ntl us e int e r media te  s olut ions   wit f lexible  ti me   f r a me  li mi tat ions .   How e ve r ,   a s   m e nti one d,   it   may   not  a lwa ys   be   f e a s ibl e   or   opt im a f o r   gua r a ntee ing  a va il a bil it of   mul ti ple  ini ti a s olut ions .   S e ve r a r e laxa ti on  s c he mes   ha ve   be e e xp lor e in   pr e vious   r e s e a r c to  ha ndle  ti me  window  c ons tr a int s   mor e   e f f e c ti ve ly:   P e nalt ies   for   L ate  A r r ivals One   c omm on  r e laxa ti on   method  invol ve s   a s s igni ng  pe na lt ies   f or   late   a r r ivals   a t   c us tom e r   loca ti ons .   T hi s   a ll ows   f or   s ome  f lexibil it y   in  mee ti ng  ti me   windows   while  pe na li z ing  de viations   f r om  the  de s ir e s c he dule.   T his   a ppr oa c wa s   dis c us s e by   S un  e al .   [ 19] E ar ly   and  L ate   A r r ivals Anothe r   r e laxa ti on  s c he me  c ons ider s   both  e a r ly  a nd  late   a r r ivals   a c us tom e r   s it e s .   I a ll ows   ve hicle s   to  a r r ive  be f or e   or   a f ter   the   ti me  win dow  but   incur s   pe na lt ies   a c c or dingl y.   T his   a ppr oa c wa s   s tudi e by   I ba r a ki   e al .   [ 20 ] R e fund  P e nalt ies   on  T i me [ 21]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   C omp   E ng ,   Vol .   15 ,   No.   1 F e br ua r y   20 25 :   592 - 603   594   pr opos e a   r e f und  pe na lt y   a ppr oa c h,   whe r e   ve hi c les   c ould  e a r r e f unds   f o r   a r r ivi ng  e a r li e r   than  r e quir e d   while  be ing  pe na li z e f or   a r r ivi ng  late .   T his   a ppr oa c e nc our a ge s   e a r ly  a r r ivals   but  s ti ll   r e s p e c ts   ti me   window  c ons tr a int s .   W hil e   thes e   r e laxa ti on  s c he mes   of f e r   s ome  f lex ibi li ty  in  f indi ng  ini ti a s olut ions ,   they  c a a ls int r oduc e   c ompl e xit in   e va luating  potential  s o lut ion  c ha nge s   a nd  may  lea to  lar ge r   s e a r c h   s pa c e s .   T he r e f or e ,   your   r e s e a r c a im s   to   e s tablis a   ne r e laxa ti on  s c he me  that   ba lanc e s   f e a s ibi li ty  a n s olut ion  qua li ty  mor e   e f f e c ti ve ly.   De ve lopi ng  innovative  r e laxa ti on  s tr a tegie s   that  s tr ike  the  r ight   ba lanc e   be twe e n   f e a s ibi li ty  a nd  s olut ion  qua li ty  is   e s s e nti a in  the  c ontext  of   VR P T W   opti mi z a ti on,   a s   it   c a lea to  im pr ove d   ini ti a s olut ions   a nd   ult im a tely   e nha nc e   the  pe r f or manc e   of   he ur is ti c   a nd  meta he ur is ti c   a lgor it hms   f o r   s olvi ng   thi s   c ha ll e nging  pr oblem.   T he   inf luenc e   of   r e a l - wor ld  t r a f f ic  c ondit ions   on  v e hicle   r outi ng  is   indee a   s igni f ica nt  c ha ll e nge   in   pr a c ti c a s upply  c ha in   ope r a ti ons .   T r a dit ional   VR P   models   typi c a ll a s s ume  c ons tant  t r a ve ti mes ,   whic c a n   lea to  s ubopti mal   or   in f e a s ibl e   s olut ions   whe f a c e with  the   unc e r tainti e s   a nd   va r iabili ty   c a us e b tr a f f ic   c onge s ti on.   T a ddr e s s   thi s   is s ue ,   r e s e a r c he r s   ha ve   int r oduc e mor e   a dva nc e va r iants   of   the  pr o blem  that  c ons ider   ti me - de pe nde nt  tr a ve ti mes .   One   s uc v a r iant  is   the  time - de pe nde nt  ve hicle   r outi ng  pr obl e with  ti me  windows   ( T DV R P T W ) ,   whic wa s   int r oduc e by   Kuma r   a nd  P a nne e r s e lvam   [ 22] .   I n   the  T D VR P T W ,   the  modeling  e xpli c it ly  take s   int a c c ount  the  va r iabili ty  in  tr a ve t im e s   due   to  tr a f f ic  c ondit ions .   T his   is   a c hieve by  c ons ider ing  ti me - de pe nde nt  tr a ve ti mes   f or   e a c a r c   or   r ou te  s e gment,   whic c a c ha nge   ba s e d   on  f a c tor s   li ke   t r a f f ic   c onge s ti on,   t im e   o f   da y ,   a nd  r oa c ondit ions .   T s olve   the  T DV R P T W ,   va r ious   a ppr oa c he s   ha ve   be e e xplor e [ 23] [ 25] ,   includ ing  mi xe int e ge r   pr og r a mm ing  ( M I P )   f or mul a ti ons   [ 26] whic pr ovide  a   mathe matica r e pr e s e ntation  of   t he   pr oblem  with  ti me - de pe nde nt  c ons tr a int s .   Additi ona ll y,   meta he ur is ti c   a lgor it hms   li ke   ge ne ti c   a lgor it hms   ha ve   be e a ppli e to  f ind  good - qua li ty  s olut io ns   withi r e a s ona ble  c omput a ti ona ti mef r a mes .   B c ons ider ing  the  im pa c of   t r a f f ic  c ondit ions ,   the  T D VR P T W   pr ovides   a   mor e   r e a li s ti c   r e pr e s e ntation  of   r outi ng   c ha ll e nge s   f a c e by  ve hicle s   in  s upply  c ha in  ope r a ti ons .   I a ll ows   f or   the   opti mi z a ti on   of   r outes   that  a r e   be tt e r   a da pted  to   r e a l - wor ld  s it ua ti ons ,   ul ti mate ly  im p r oving  the  e f f icie nc a nd  r e li a bil i ty  of   logi s ti c s   a nd  t r a ns por tation  pr oc e s s e s .   E nga ging  with  mu lt ipl e   s uppli e r s   in  a   T DV R P T W   int r oduc e s   s igni f ica nt  c ompl e xit y.   C oor dinatin vis it s   to  s uppli e r s   with  diver s e   ti me  windows ,   e ns ur ing  ti mely  p ickups ,   a nd  a dhe r ing  to   de li ve r pe r iods   a dd   c ha ll e nge s .   Additi ona ll y,   a c c ounti ng  f or   r e a l - ti me  tr a f f ic  c ondit ions   is   c r uc ial.   T o   a ddr e s s   thes e   c ompl e xit ies ,   opti mi z a ti on  a ppr oa c he s   invol ve   dyna mi c   s c he duli ng,   a dva nc e mathe matica models ,   he ur is ti c   a lgor it hms ,   a nd  r e a l - ti me  da ta  int e gr a ti on   to  f ind  e f f icie nt  s o lut ions   that  c ons ider   the   dyna mi c   na tur e   o f   s upp ly  c ha in  ope r a ti ons   a nd  tr a f f ic   c ondit ions ,   e nha nc ing   the   r e li a bil i ty  a nd   e f f icie nc o f   mul ti - s uppli e r   logi s ti c s   a nd  tr a ns por tation  pr oc e s s e s .   E xpe r im e nts   invol ving  56   ins tanc e s   f r om  the   S olom on  be nc hmar [ 27] ,   e a c c ompr is ing   100  c us tom e r   node s ,   25  ve hicle s   with  a   200 - unit   c a pa c it e a c h,   ha ve   yielde r e s ult s   only  c ompar a ble  to  e xis ti ng  a lgor it hms .   C ons e que ntl y,   thi s   s tudy  a im s   to  pr opos e   a innovative  dis c r e te  opti mi z a ti on  model  a s   a a lt e r na ti ve   a ppr oa c f or   a ddr e s s ing  the  T DV R P T W   in  mul t i - s uppli e r   s e tt ings .   Additi ona ll y,   the  r e s e a r c will   de ve lop  a   meta he ur is ti c   a lgor i thm ,   with   ini ti a s olut ions   ge ne r a ted  thr ough   ti me   window   r e lax a ti on,   to   tac kle  thi s   c ompl e pr oblem   e f f e c ti ve ly.       2.   M AT E R I AL   AN M E T HO DS   2. 1.       F or m at ion   of   ve h icle   r ou t e s   r oute    will   s ti ll   be   f e a s ibl e   whe the  r ou te  s tar t s   a a   dif f e r e nt  t im e   ins tant.   T hus ,   f o r   e a c r oute  ,   it   is   noti c e that  ther e   a r e   mul ti ple  r ou tes   ,   one   f or   e a c ins tant    of   pos s ibl e   de pa r tur e s .   T he   dur a ti on  of   r ou te  ,   wi ll   be   dif f e r e nt  f or   dif f e r e nt  ins tanc e s   of   de pa r tu r e ,   due   to   the   wa it ing  t im e   f or   s e r ving  dif f e r e nt   c us tom e r s .   S uppos e   ( 1 , , | | )   is   the  or de r   of   c li e nts   vis it e on  r oute  .   T he   ini ti a pos s ibl e   ins tant  of   ti me  to   e nd  r ou te    is   = |  | + |  | + |  | 0 ,   whe r e   |  |   is   the   f ir s t   ins tanc e   to   be gin  p r ovis ion  on   the   latter   c li e nt   | |   in   r oute   .   T he c a lcula te   ,   takin int o   a c c ount   that   = m a x { 1 + 1 + 1 , }   f or   { 1 , , | | }   whe r e   0 = 0 .   T h is   mea ns   that  s tar ti ng  r oute    a a ny  ins tanc e   = 1 0 1   c a us ing  it   to   s top  ins tantly   T hus ,   s uc a   r oute  is   s ubjec by  r outes     s tar ti ng   a t   the     ins tanc e ,   s they  do  not   ne e to  be   c onc e r ne d.       I the  s a me  wa y,   las e nding  ti me  ins tanta ne ous   on  r oute    is   + = |  | + |  | + |  | 0 ,   whe r e   |  |   is   the  ins tanc e   to   be gin  p r ovis ion  on  the  c li e n | | in  c our s e     a nd  = m in { 1 + 1 + 1 , } ,   f or   { 1 , , | | } with  0 = 0 I t   c onc ludes   that  s tar ti ng  r oute    in  ti me  a f ter   + = 1 0 1   r e s ult s   in  that  r ou te  be ing  in f e a s ibl e ,   be c a us e   it   ign or e s   a mi nim um   of   one   c li e nt  ti me  windows .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708       Dis c r e te  opti miz ati on  mode for   multi - pr oduc mul ti - s uppli e r   v e hicle     ( M uli aw an  F ir daus )   595   I s hould   be   noted   that   pa th    s tar ts   in   ti me   [ , + ] ,   the   wa it ing  ti me   is   r e duc e d   he nc e   it   would   ha ve   mi nim ize du r a ti on.   As   a n   e xa mpl e ,   e a c h   ,   t he   ti me  [ , + ] ,   is   c a lcula ted.   T hus ,   f e a s ibl e   r ou tes   qua nti ty  will   e qua l   + + 1 ,   whe r e     is   the  unit   of   ti me  a s s umed  to  e qua 1 .     2. 2.     Dis c r e t e   m od e l   d e ve lop m e n t   I nc or por a ti ng  mul t i - s uppli e r   c ons tr a int s   a dds   s igni f ica nt  c ompl e xit to  the  model .   I n   thi s   r e s e a r c h,   a   dir e c ted  a c yc li c   gr a ph  = ( , )   is   us e to  r e pr e s e nt  e a c h   wor king  da y.   T he   ve r t ice s ,   = { 0 , 1 , , } ,   s igni f ies   dis ti nc ti me  o f   0   to  the  da y's   length,   wh il e   = { ( , ) ^ : 0 < , [ _ ^ , _ ^ +   ] ,   = + _ , } { ( , ) ^ 0 : 0 < , = + 1 }   r e pr e s e nts   a r c s .   T he s e   a r c s   ( unit   a r c s )   r e f e r   to   pos s ibl e   r outes   or   wa it ing  ti mes .   T he   ve hicle 's   ti me  a the  de pot  ins ide  a   wor king  da is   s hown  by  th e   wa it ing  ti me  a r c .   I t   is   e s s e nti a to   note  that   in   the  model   unde r   de ve lopm e nt,   the  s tar t   ti me  o f   e a c h   r oute    is   a djus ted  to  the  pr e vious   ti me  ins tant    to  a c c ount  f o r   the  ve hicle 's   loading  ti me.   C ons ider ing  the  f a c tor s   mentioned  a bove ,   the  mod e be ing  de ve loped  will   ha ve   c ons tr a int s   that   gr ow   polynom ially  with   the   s ize   of   ,   the  nu mber   of   va r iable s   that  a ls o   gr ow   polynom ial   with     s ize ,   a nd   pos s ibl e   r outes   will   be   bounde by  a   c ons tant  de t e r mi ne by  the  pa r a mete r   .   As   a   r e s ult ,   a   c oll e c ti o of   ps e udo - polynom ial  va r iable s   a nd  c ons tr a int s   will   be   pr e s e nt  in  the  f inal  model .   T he      va r iable s   will   s e r ve   a s   a   r e pr e s e ntation  of   f low  in  a r c   ( , ) ,   indi c a ti ng  the   number   of   ve hicle s   tr a ve li ng  a long  r oute  ,   de pa r ti ng  f r o s tations   a ti me  ins tant  ,   a r r ies   a ti me    withi wor kda y.   T he     va r iable   will   r e pr e s e nt  the  gr a ph  tot a f low  a nd  int e r pr e ted  a s   the  node     r e tur f low  ba c to  node   0.   Additi ona ll y,     will   be   uti li z e to   de note  the  c os a s s oc iate with  r oute  ,   c a lcula ted  a s   tot a dis tanc e   tr a ve ll e a long  that   r oute.   T he   models   a r e   de f ined   a s   ( 1) :   M ini mi z e ,     ( )  ( , ) Ψ     ( 1)     with  c ons tr a int s      ( , ) Ψ | 1 ,           ( 2)      ( , ) Ψ +  ( , ) Ψ = {  = 0 0 if = 1 , , 1 if =     ( 3)         ( 4)      > 0   a nd  int e ge r s ,       ( , ) Ψ       ( 5)     0   a nd  int e ge r s     ( 6)     In   ( 1)   outl ines   the  model's   objec ti ve ,   whic h   is   to   r e duc e   the  c ove r e d   dis tanc e   of   tot a l   ve hicle s   withi n   a   s ingl e   wor king  da y .   C ons tr a int   ( 4)   is   in   plac e   to   a c kn owle dge   that   vis it ing   a ll   c us tom e r s   may   not   be   f e a s ibl e   be c a us e   of   the  a va il a ble  ve hicle s   li mi tation,   e xp r e s s e withi the  inequa li ty  c ons tr a int s   ( 2) .   Ne ve r thele s s ,   incr e a s ing  the  number   of   c us tom e r s   is   the  objec ti v e ,   whic is   a   f a vor a ble  outcome .   C ons tr a int   ( 3 )   r e pr e s e nts   a   f unda menta f low   c ons e r va ti on  c ons tr a int   withi n   t he   ne twor k,   e ns ur ing  f low   e nter ing   a   node   is   a e q uil ibr ium   with  the   f low   e xit ing   that   node .   T he s e   c ons tr a int s   c oll e c ti ve ly  de f ine  the  opti mi z a ti on  p r oblem  a nd   g uide  the   de c is ion - making  pr oc e s s   f or   e f f icie nt  ve hicle   r ou ti ng.     2. 3.     T im e   wi n d ow  r e laxat io n   s c h e m e   d e ve lop m e n t   In   ( 1 ) - ( 6)   model  node s   r e pr e s e nt  ins tants   of   ti me.   Dis tanc e   a nd  ti me  a r e   us ua ll not   in   int e ge r   f or m ,   a nd  thus   ther e   a r e   two  a lt e r na ti ve s us ing   a   s mo oth  dis c r e ti z a ti on  ( e a c unit   of   ti me   will   be   0. 0 1) ,   us ing   r ounding  of f   pr oc e dur e   to  u ti li z e   ti me  unit s .   T he   f ir s opti on   would  pr ovide  a   ne two r f low  mod e with  a   lar ge   number   o f   r e s tr ictions   a nd  va r iable s ,   making   it   i mpr a c ti c a f o r   a n   im media te  s olut ion.   T he r e f or e ,   in   thi s   s tudy,   the  s e c ond  a lt e r na ti ve   is   us e d.   S ince   the  s olut ion  a ppr oa c is   int e nde to  obtain  a e xa c s olut ion,   a lgor it hms   a r e   de ve loped  that   it e r a ti ve ly  r e f ine  the   dis c r e ti z a ti on.     2. 3. 1.   I n it ial   r ou n d i n s t r at e gy   Notice   that  the  a r c   ( , )   in   model   ( 1) - ( 6)   c or r e s ponds   to  a   r oute     that  s tar ts   a ti me    a nd   e nds   a t   ti me  .   Know ing  that   ve r tex  o f   gr a ph   Π   is   de mar c a te the   s e o f   va lues     = { 0 , , } ,   it   is   e s s e nti a f or   a r c   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   C omp   E ng ,   Vol .   15 ,   No.   1 F e br ua r y   20 25 :   592 - 603   596   ( , ) Ψ ,   r ounding     a nd    to  va lues   that  a r e   in  the   s e .   A s   pr e vious ly  mentioned,   f ir s c ons ider   the  unit s   of   ti me   e qua to   1,   na mely    = { 0 , 1 , 2 , 3 , , 1 , } .   S ome   pos s ibl e   r ounding  pr oc e dur e s   a r e   a s :     =   a nd  = .   I thi s   model,   r outes   a r e   c ons tr uc ted  to  s tar s li ghtl be f or e   a nd  e nd  s li ghtl a f ter   their   a c tual  oc c ur r e nc e .   T his   im pli e s   that  s ome  potential  s olut ions   may  not  be   c ons ider e d,   but  a ny  f e a s ibl e   s olut ion  obtaine by   r e laxing  the   c ons tr a int s   ( 1 ) - ( 6)   in   thi s   manne r   will   a ls be   viable   f or   or i ginal   pr oblem.     =   a nd  = .   I n   the  c ur r e nt  s c e na r io,   r e laxa ti on   is   f or   the  model,   whic mea ns   the  s olut ions   ini ti a te  may  not   a lwa ys   be   r e a s ona ble.   T hough ,   thi s   r e laxa ti on   s e r ve s   the  pur pos e   o f   e s tablis hi ng  a e f f e c ti ve   lowe r   bound   f o r   the  p r oblem.     =   a nd  =   or   =   a nd  = .   I n   the  c ur r e nt  c a s e ,   a   lowe r   bound   will   a ls be   f ound .   I th is   s tudy,   the   p r opos e a lgor it hm   us e s   the   s e c ond  r ounding   p r oc e dur e ,   na mely   by   c ons ider ing  =   a nd  = .   T he   r e a s ons   f or   c hoos ing  thi s   pr oc e dur e   we r e i )   r e laxa ti on  is   e xpe c ted  to  be   ti ght  a nd  ii )   the  inappr opr iate ne s s   is   loca a nd  c a be   c or r e c t e d.   C ons ider ing  pa ths   in  the   f low  model  that   invol ve   t wo  s uc c e s s iv e   r outes ,   de s ignate a s     a nd  ,   with   a   ga p   les s   unit s   of   ti me  wa it ing   a mong  them ,   r e s ult s   in  inf e a s ibl e   s olut ions ,   it   is   c r uc ial   to  h ighl ight .   T a ddr e s s   thi s   is s ue ,   one   ini ti a a ppr oa c is   r e c ti f y ing  s olut ion  e it he r   movi ng  r oute    r e a r wa r or   r oute    onwa r to  e li mi na te  c onf li c t .   I f   thi s   a djus tm e nt   r e s ult s   in  a   f e a s ibl e   s olut ion,   it   not   only  r e s olves   the  inf e a s ibi li ty  but  a ls pr ove s   opti malit y,   a s   f e a s ibl e   s olut ions   s ha r e   s a me  r outes   a nd  ha ve   lowe r   bound  e quivale nt  c os t.   I n   e s s e nc e ,   a f ter   obtaining   the     r e s ult ,   e f f or ts   a r e   made   to   c ons tr uc t   on   s a me  r outs   f a vor a ble  s olut ion  identi f ied  in   the    s olut ion.   T he   pr opos e a lgor it hms   ope r a te   in  the  f oll owin manne r F o r   e a c wor king   da y,   it   a tt e mpt s   to   c r e a te  a   ne r oute  while   pr e s e r ving  the   e xis ti ng  r outes   s e que nc e   in  the  s olut ion .   S uppos e   ( 1 , , )   is   the   li ne   of   r ou tes   in   we e kda ys ,   a nd     is   the   s tar ti ng   r oute  a nd    is   the   e nding  r oute  { 1 , , } .   S e t     = m a x ( , 1 ) .   I f   + 1 , , ,   is   v iable   s olut ion.   other wis e ,   then  f e a s ibi li t is   not   pr ove n ,   a nd  a ddit ional  a lgor it hm   mus be   c a s t - of f .     2. 3. 2.   P e r f e c t i n i t e r at ive  d is c r e t izat ion   T he   s olut ion  a ppr oa c us e invol ve s   a it e r a t ive  c or r e c ti on  of   inf e a s ibi li ti e s   r e s ult ing  f r om   dis c r e ti z a ti on  pr oblems .   F or   a lgor it hm   e a c s tep,   ins tanc e s   of   inf e a s ibi li ty  a r e   identif ied .   F o r   e a c of   thes e   ins tanc e s ,   the  dis c r e ti z a ti on  is   loca ll a djus ted  by   a ddit ion  f r a c ti ona va lues   r e quir e to   c ompl e te  r e laxa ti on  ini ti a ll im pos e by  or igi na l   dis c r e ti z a ti on.   S e ve r a ti me  ins tants   c a be   c ombi ne int a   s ingl e   int e g e r   dur ing   the  f ir s t   r e laxa ti on.   T he   e xis ti ng  g r a ph  would   be   divi de int o   s e ve r a node s   us ing  thi s   r e f ineme nt  method.   c onf li c ti ng  a r c s   s e ( , )   a nd  0 ,   f r a c ti ona l   va lues   f or     a nd  0   a r e   c ons ider e to   e nha nc e   the  s olut ion .       3.   RE S UL T S   AN DI S CU S S I ON   3. 1.     P r ob lem   d e s c r ip t ion   3. 1. 1.   P r ob lem   d e f in it io n   an d   n o t at ion   I M VR P T W ,   the r e   is   a   s ingl e   de pot   r e pr e s e nted  a s     a nd  it   s e r ve s   a s   both   s tar t   a nd   e nd  poin f or   a ll   ve hicle   r outes .   T he   f lee c ons is ts   of   homogene ous   ve hicle s ,   mea ning  that   a ll   ve hicle s   a r e   identica l   in   ter ms   of   c a pa c it a nd  other   a tt r ibut e s .   E a c ve hicle   in  the  f lee ha s   a     c a pa c it unit s .   f ur ther   e xpe c ted  a r e   a   tot a of     ve hicle s   a c c e s s ibl e   in  thi s   f lee f o r   c a r r ying  out   r ou ti ng  tas ks .   I M VR P T W T he   s e of   c us tom e r s   is   de noted  a s   = { 1 , , } .   E a c pa ir   of   loca ti ons ,   including   c us tom e r s   a nd  the  de pot,   ha s   a a s s oc iate dis tanc e    a nd  tr a ve l   ti me    .   E a c c li e nt     ha s   a   s pe c if ic  r e que s t   or   r e que s ,   a   s e r vice   ti me  ,   a   r e ve nue   ,   a nd  a   ti m e   window  [ , ] .   T he   ti me  window  s pe c if ies   the    e a r li e s ti me  a nd  the    late s ti me  a whic p r ovis ion  c a be gin  a c li e nt  .   T he   windows   mus be   op e f or   ve hicle   a r r ives   e a r li e r   than  .   I is   a s s umed  that,   by  de f a ult ,   the  ve hicle   s tar ts   s e r ving  a   c us tom e r   a s   s oon  a s   it   a r r ives .   T he   = 0 ,   indi c a ti ng  that  the r e   is   no  s e r vice   ti me  r e quir e a the  de pot.   T he   t im e   window  s igni f i e s   the  tot a ti me    of   a   wor kda y,   whic s e ts   the  ti me  c ons tr a int s   f or   the  e nti r e   r outi ng   pr oblem.   I is   a s s umed   that  + +  , .   T hr oughout  the  wor king  da y ,   e a c ve hicle   c a go  on  a   number   of   r outes .   Until   the  e nd  of   the  wor kda y,   thi s   e ntails   be ing  a ble  to  c ompl e te  one   r oute,   r e load  a the  de pot,   a nd  he a out  f or   the  s ubs e que nt   r oute.   R oute    is   de f ined  by  the  or de r   of   vis it s   to  a   s ubs e of   c us tom e r s   .   I t   is   pr a c ti c a if   the  to tal  number   of   r e que s ts   f r om  e ve r c li e nt  in     doe s   not  e xc e e the  ve hicle 's   c a pa c it a nd  if   the  or de r   of   the  vis it s   a ll ows   f or   the  vis it a ti on  of   e ve r c us tom e r   withi n   a   pr e de ter mi ne window  of   ti me.   I thi s   model  i is   a ls c ons ider e that  the  s e r vice   of   a ll   c us tom e r s   on  the  r oute  c a nnot  be   s tar ted  longer   than    the  maximum   ti me  unit   a f ter   the   r oute   is   s tar ted.   T he   c oll e c ti on  of   a ll   pos s ibl e   r outes   is   de noted   by  .   T he r e   is   a ls a   s e tup  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708       Dis c r e te  opti miz ati on  mode for   multi - pr oduc mul ti - s uppli e r   v e hicle     ( M uli aw an  F ir daus )   597   ti me  to   take   int o   a c c ount  f or   e a c r ou te.   P r io r   to   de pa r ti ng  the   de pot  to   t r a ve r oute   ,   the   ve hicle     ti me  unit s   to  load,   with  + .   Due   to  the  li m it e numb e r   of   a va il a ble  ve hicle s ,   it   mi ght  not  be   pos s ibl e   t vis it   e ve r c li e nt.   Ne ve r thele s s ,   it   is   us ua ll p r e f e r a ble  to  vis it   a s   many  c li e nts   a s   pos s ibl e .     3. 1. 2.   M at h e m at ical  f or m u la t ion   f or   M VR P T W   T he   de s c r ipt ion  e xpr e s s e in  a   gr a ph  = ( , ) ,   with   = { }   a   s e of   ve r ti c e s   a nd    = { ( , )   , }   a   s e of   a r c s .   I thi s   de s c r ipt ion,   ther e   is   a   binar va r iable   r e pr e s e nti ng  the  s ubs c r iber   to  the  r oute  a nd   de ter mi ne s   the  s e que nti a pa ir   of   r ou tes .   T he   bina r va r iable s      a nd    r e s pe c ti ve ly  de f ine,   if   a r c   ( , )   a nd  c li e nt    a s s oc iate to  r oute  ,   while  binar y   v a r iable      de ter mi ne s   if   a ny  ve hicle   t r a ve li ng  r oute    is   f oll owe d   by   r oute   s   with in   we e kda ys .   T he   no tation  <   s igni f ies   identica ve hicle   is   a ll oc a ted  to   d r oute    a f ter wa r d   doing   r ou te  .   T he   va r iable     r e pr e s e nts   the  s tar t   ti me   on   c li e nt  ,   if   a s s oc iate with  pa t a nd    a nd    c ha r a c ter ize   the  s tar a nd  e nd  du r a ti on  of   r oute  .   S uppos e     is   a   lar ge   e nough  number .   T h e   c onc is e   f or mul a ti on  f o r   M VR P T W   is   s tate a s   ( 7 ) - ( 26) .   M ini mi z e ,       ( , )     ( 7)     W it c ons tr a int s      = , ,     ( 8)     1 ,     ( 9)     = 0 , ,     ( 10)      = 1 ,     ( 11)      = 1 ,     ( 12)      = 1 , , 0 ,      ( 13)      = 1 , , 0 ,     ( 14)     ,               (1 5 )        ,     (1 6 )     + +  ( 1  ) ,           ( , ) , ,             (1 7 )     ,           ,     (1 8 )     ,               ( 19 )     + ,           ,               (2 0 )     + ( 1  ) + ,           , ,           <     (2 1 )      | < | |     (2 2 )      { 0 , 1 } ,           ( , ) ,           (2 3 )     { 0 , 1 } ,           ,           (2 4 )      { 0 , 1 } ,           , ,           <     ( 25)      { 0 , 1 } ,           , ,           <     ( 26)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   C omp   E ng ,   Vol .   15 ,   No.   1 F e br ua r y   20 25 :   592 - 603   598   I is   a lwa ys   pr e f e r a ble  to   vis it   a s   many   c ons umer s   a s   pos s ibl e ,   a c c or ding   to   objec ti ve   f unc ti o ( 7 ) .   B e   mi ndf ul  that  the   c ons tant    mus be   s e to  a   va lue   that  s uppor ts   the  model  in  o r de r   f or   i to  be   c on s ider e d   va li d.   T he   c ons tr a int s   ( 13 )   a nd   ( 19 )   de ter m ine  t he   f lee s ize   a nd   the  ve hicle   c a pa c it y,   r e s pe c ti v e ly.   T he   r e s tr ictions   ( 10 ) ( 12)   a r e   f low   c ons e r va ti on  li mi tat ions .   Vis it s   to   c li e nts   mus t   a dhe r e   to   their   ti me   wi ndow,   a s   indi c a ted  in  ( 15) .   E ve r two  c li e nts   who  make   c ons e c uti ve   tr ips   on  the  s a me  r oute  mus ha ve   a   matc h ing  vis it   ti me  ( 14) ,   a nd  the  s a me  is   tr ue   f o r   tr ips   take by  the  s a me  ve hicle   on  two  s e pa r a te  oc c a s ions   ( 18) .   F inally,   e a c r oute's   s e tup  ti me  mus a lwa ys   be   take int o   a c c ount  ( 16) ,   ( 18 ) .     3. 2.     M e t h od s   f or   op t im izat io n   b as e d - on   ac t ive  c on s t r ain t s   T his   s tudy   looked   a t   a   s e t   of   tec hniques   whe r e   the   s e a r c dir e c ti on   of   the   a c ti ve   c ons tr a int   c oa t   is   s e to  f a ll   be twe e a n   or thogonal     matr ix  a nd   a   c onve nti ona c ons tr a int   matr ix.   As   a   r e s ult ,   i f   ̂ = ̂   is   the   late s a c ti ve   c ons tr a int s     is   a   ×   matr ix  that  looks   li k e   thi s :     ̂ = 0   ( 27)     T he   ke y   tas ks   that  ne e d   to   be   a c c ompl is he in   e a c it e r a ti on   ( by   ge ne r a ti ng   a n   a ppr opr iate   de s c e nt  d ir e c ti on,   )   a r e   a s   a.   C a lcula te  the  r e duc e gr a dient  = .   b.   De ve lop  a ppr oxim a ti ons   f or   the  r e duc ti on  of   He s s ian  =  .   c.   Ac quir e   a ppr oxim a ti ons   f o r   s ys tems   of   e qua ti ons :      =   =   ( 28)     d.   I de nti f the   dir e c ti on  to  ge = .   e.   F ind  the  c los e s a ppr oxim a ti on   to    us ing  a   li ne   s e a r c whe r e     ( + ) = m in { +    f e a s i b le } ( +  )     Along  with  ha ving  f ull   c olum n   r a nks ,     is   only  ( a lgebr a ica ll y)   c ons tr a ined  by  ( 27)   in   the  e xa mpl e   a bove ,   ther e f or e     c a take   on  a   f e f or ms .   I s pe c if ica l ly,   the    pa r a ll e to  the  method  it s e lf   ha s   the  f oll o wing  f or m:       = [ 0 ] = [ 1 0 ] }                               }                                   }     ( 29)     T his   is   a   s tr a ight f or wa r d   e xplana ti on  that   will   be   uti li z e f or   e xpos it ion  in   the   f oll owing   s e c ti on,   ho we ve r   it   s hould  be   noted  that   it   is   c omput a ti ona ll y   li mi ted   to  the  f a c tor iza ti ons   of     that  a r e   tr iangula r   ( L U)   a nd  T he r e   is   undoubtedly   s ome  incomplete ne s s   in  the    matr ix  c a lcula ti on.     T he r e   is   a   good   r e a s on  why   ,   whos e   c olum n   is   or thono r mal  ( = ) ,   is   s ugge s ted.   T he     tr a ns f or mation   i s   ke y   be ne f it   is   that   it   doe s n't  int r o duc e   r e dunda nt   c ondit ions   int o   the   p r oblem   r e duc t ion  ( s e e   the  a f or e mentioned   s teps   a   to  d ,   in   pa r ti c ular   ( 28 ) ) .   I n   pr og r a ms   whe r e     is   a c c umul a ted  a s   a   de ns e   matr ix,   thi s   tec hnique  ha s   be e a ppli e d .   T he   matr ix   [ ]   c a be   e xpa nde d   to  the  e xpa ns ively  dis tr ibut e d/s pa r s e   li ne a r   c ons tr a int s   us ing  the  L DV   f a c tor iza ti on:     [ ] = [ ]      whe r e     is   a   tr iangle ,     is   a   diagona l,   a nd  1 2   is   nor mal,   a nd    a nd    a r e   a c c umul a ted  a s   pr oduc ts .   De s pit e   thi s ,   thi s   f a c tor iza ti on  will   a lwa ys   be   s ig nif ica ntl de ns e r   than   B 's   L f a c to r iza ti on  i f   S   ha s   a   lar ge   number   of   c olum ns .   As   a   r e s ult ,   it   is   de pe nde nt  on  how    is   us e in  ( 29) .   B e   a dvis e that    mus be   tr e a ted  with  the  utm os c a r e   be c a us e   to  1   unwa nted  a ppe a r a nc e .     3. 3.     S u m m ar o f   t h e   p r oc e d u r e   B uil ding  upon   the   pr e vious   dis c us s ions   r e ga r ding  the   opti mi z a ti on   c ha ll e nge s   a s s oc iate with   the   ve hicle   r outi ng  p r oblem  f or   mul ti - pr oduc a nd   mul ti - s uppli e r   ( VR P - M P M S ) ,   we   int r oduc e   a e f f e c ti ve   a lgor it hm  de s igned  to  a ddr e s s   thes e   c ompl e xi ti e s .   T his   a lgor it hm  int e gr a tes   a dva nc e mathe matica Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708       Dis c r e te  opti miz ati on  mode for   multi - pr oduc mul ti - s uppli e r   v e hicle     ( M uli aw an  F ir daus )   599   modelli ng  tec hniques   with  c omput a ti ona l   metho ds   to  opti mi z e   ve hicle   r outi ng   while  a dhe r ing   t c r it ica c ons tr a int s   s uc a s   c a pa c it li mi ts   a nd  ti me  wi ndows .   B e s tablis hing  a   c lea r   f r a mew or that   de f ines   e s s e nti a c omponents ,   including  de c is ion  va r ia bles ,   objec ti ve   f unc ti ons ,   a nd   c ons tr a int ,   thi s   a ppr oa c f a c il it a tes   a   s ys tema ti c   s olut ion  pr oc e s s .   W it the  a s s umpt ion  of :   a.   [ ] = ,   is   c ontent  .   b.   T he   f unc ti on   ( )   a nd  ve c tor   ( ) = [ ] .   c.   T he   number   of   s upe r   ba s is   va r iable s ,   ( 0 ) .   d.   F a c tor iza ti on,   L U,   on  the  ba s e   mat r ix    × .   e.   T he   qua s i - Ne wton  method  to  the  ×   matr ix   is      f.   T he   ve c tor   g r a dient  = .   g.      ve c tor   mee ts   = .   h.   T he   pos it ive  c onve r ge nc e   tol e r a nc e s   f or   T OL DJ   a nd  T OL R a r e   both  modes t.   T he   model  is   s olved  via  the  ge ne r a li z e r e duc e gr a dient  method,   s tar ti ng  with  the  L a gr a nge   f unc ti on  a nd  p r oc e e ding  a c c or ding  to   the  pr oc e dur e .   Af ter   that,   the  a lgo r it hm  wil wor k   a s   f oll ows :   S tep  1.   If  > T OL R G ,   s tep  3 .   S tep  2.   ( " P R I C E " ,   i. e . ,   a dd  one   s upe r ba s e   a nd  L a gr a nge   m ult ipl ier   c a lcula ti on) .   a.   Gove r = .   b.   C hoos e   1 < T OL DJ ( 2 > + T OL DJ ) ,   the   's   is   the  gr e a tes e leme nt   whos e   higher   bounds   c or r e s pond  to  the   va r iable s .   I f   not,   S T OP;   the  e s s e nti a c ondit ions   f or   a n   idea s olut ion   ha ve   be e s a ti s f ied  a c c or ding  to  Kuhn - T uc ke r .   I f   thi s   is   not   t he   c a s e ;     Additi on    a s   the  ne   c olum n .     C hoice   = 1   or   2   on  the   ba s is   of   | 1 | = max  ( | 1 | , | 2 | ) .     Add  a   ne w,   pe r ti ne nt  c olum n   to  R .     I ns e r 1   a s   a   ne   e leme nt.   c.   S   is   mul ti pli e d   by  1 .   S tep  3.   ( Dir e c ti on  of   s e a r c h,   = ).   a.   F ini s = .   b.   F ini s L = .   c.   M a ke   = [ 0 ] .   S tep  4.   ( T e s R a ti o,   " C HU Z R " ) .   a.   If  m a x = 0 ,   go   to  s tep  7 .   b.   If  m a x 0 ,   maximi s e     va lue  of   +    is   viable .   S tep  5.   ( L ine  s e a r c h) .   a.   F ind  ,   a   f or   whic h   ( + ) = min 0 < max ( +  )   b.   C onve r   to   +    a nd    a nd    to  thei r   ne   va lues .   S tep  6.   ( R e duc e s lope  c a lcula ti on,   ̅ = ).   a.   P r oc e s s   = .   b.   Ne s lope  de ter mi na ti on,   ̅ = .   c.   Util izing  ,   a nd  ,   a djus   f or   g r a dient  ̅ .   d.   S e ̅ .   e.   If  m a x = 0 ,   p r oc e e to  s tep  7 .   S tep  7.   He r e ,   < m a x   r e a c he s   li mi ts   a nd   f or   ( 0 < + ) ,   the    c olum n   va r i a ble  of   [ ]   a ls r e a c he s   li mi ts .   a.   I f   li mi is   r e a c he by  ba s e   va r iable   ( 0 < ) ,     the  - th  c olum r e plac e with   - th  c olum of   [ T ]   a nd  [ ]     =     C ha nge s   to    a nd    a ls va r iation  in         de ter mi ne   gr a dient  = ;     Go  to  ( c ) .   b.   Othe r wis e   s upe r ba s e   li mi is   r e a c he ( < + ) .   De ter mi ne   = .   c.   C r e a te  the  - th  va r iable   in   nonba s is     a the  a ppr op r ia te  li mi a s   f oll ows :     E li mi na te  th  c olum [ ]   a nd  [ ] ;     Add    to  the  tr iangula r   matr ix.   S ubtr a c   by  one   a nd  r e tur n   to  s tep  1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   C omp   E ng ,   Vol .   15 ,   No.   1 F e br ua r y   20 25 :   592 - 603   600   3. 4.     S i m u lat io n   I th is   s e c ti on,   we   pr e s e nt  the   s im ulation   r e s ult s   obtaine f r om   our   pr opos e d   hybr id   a ppr oa c h   f o r   s olvi ng  the  ve hicle   r outi ng  pr oblem  f or   mul ti - pr oduc a nd  mul ti - s uppli e r   ( VR P - M P M S )   with  r e laxe ti me  windows .   T he   s im ulations   we r e   c onduc ted  us ing   F or tr a n   langua ge   in  mathe matica pr og r a mm ing   s ys tem   ( M P S )   f or mat ,   whic h   a ll ows   f o r   e f f icie nt   modell ing  a nd   s olvi ng   of   opti mi z a ti on   p r oblems .   T he   a im   is   to   e va luate   the  e f f e c ti ve ne s s   of   our   model   by   c ompar ing  the   outcome s   with   e s tablis he be nc hmar ks .   T h r ough  a   s e r ies   of   i ter a ti ve   tes ts ,   we   a s s e s s   va r ious   pe r f or manc e   metr ics ,   including   t r a ns por tation  c os ts ,   ve hicle   uti li z a ti on,   a nd  a dhe r e nc e   to  c a pa c it c ons tr a int s .   T he   r e s ult s   obtaine f r om   thes e   s im ulations   will   pr ovide  ins ight s   int the  pr a c ti c a a ppli c a bil i ty  of   our   pr op os e s olut ion  in  r e a wo r ld  s c e na r ios .     E XI T   --   OPT I M AL   S OL UT I ON   F OU ND .   NO .   OF  I T E R AT I ON S                                           238             OB J E C T I VE   VA L UE               5 . 1600000000000E + 02   NO R M   OF                                              2 . 395E + 03             NO R M   OF  P I                                             4 . 081E + 01   P R OB L E M   NA M E       VR P                                       OB J E C T I V E   VA L UE         5. 1600000000 E + 02   S T AT US                   OPT I M AL   S OL                   I T E R AT I O   238     T a ble  1   il lus tr a tes   the  r oute  f or   ve hicle   1,   whic de pa r ts   f r om   the  de pot  a nd  s e que nti a ll vis it s     c li e nt  1,   c li e nt   2,   c li e nt  3 ,   a nd   c li e nt  4 ,   c onti nuin in  thi s   manne r .   S im il a r ly ,   f or   r oute  1 ,   ve hicle   2   de pa r ts   f r om   the   de pot  a nd   f oll ows   a   pa th   to   c li e nt   3,   the f r om   c li e nt   1   to   c li e nt  2 ,   a nd   s f or th.   T a ble   2   d e tails   the  tr a ve r outes   f or   ve hicle s   us ing  r oute   1,   s tar ti ng  f r om  the  de pot   to   c us tom e r   3.   F r om  c us tom e r   1,   th e   ve hicle   r e tur ns   to   the  de pot   via   r out e   2.   Us ing  r oute  3 ,   th e   ve hicle   tr a ve ls   f r om   c us tom e r   4   to   c us tom e r   7 .   F inally,   r oute  de picts   the   ve hicle 's   jour ne f r om   c us tom e r   to   c us tom e r   5 .   T a ble  3   pr e s e nts   the  s tar ti ng   t im e s   f or   e a c node   ( c us tom e r ) .       T a ble  1.   R e s ult   of   bina r va r iable s         C us to me r   V e hi c le   C us to me r   0   1   2   3   4   5   6   7   8   1   0     1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   1   0.00000     1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   2   0.00000   0.00000     1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   3   0.00000   0.00000   0.00000     1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   4   1.00000   0.00000   0.00000   0.00000     0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   5   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000     1.00000   0.00000   0.00000   6   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000     1.00000   0.00000   7   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000     1.00000   8   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   1.00000   0.00000   0.00000     2   0     0.00000   0.00000   1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   1   0.00000     1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   2   1.00000   0.00000     0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   3   0.00000   0.00000   0.00000     1.00000   0.00000   1.00000   0.00000   0.00000   4   0.00000   1.00000   0.00000   0.00000     0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   5   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000     0.00000   1.00000   0.00000   6   0.00000   0.00000   0.00000   1.00000   0.00000   0.00000     0.00000   0.00000   7   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000     1.00000   8   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   1.00000   0.00000   0.00000     3   0     0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   1   0.00000     1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   2   0.00000   1.00000     0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   3   0.00000   0.00000   0.00000     0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   1.00000   4   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000     0.00000   0.00000   1.00000   0.00000   5   0.00000   0.00000   0.00000   1.00000   0.00000     0.00000   0.00000   0.00000   6   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   1.00000     0.00000   0.00000   7   1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000     0.00000   8   0.00000   0.00000   1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000     4   0     1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   1   0.00000     1.00000   0.00000   1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   2   0.00000   1.00000     0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   3   0.00000   0.00000   0.00000     0.00000   0.00000   0.00000   1.00000   0.00000   4   0.00000   0.00000   0.00000   1.00000     0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   5   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000     0.00000   0.00000   1.00000   6   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   1.00000     0.00000   0.00000   7   1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000     0.00000   8   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   1.00000   0.00000         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708       Dis c r e te  opti miz ati on  mode for   multi - pr oduc mul ti - s uppli e r   v e hicle     ( M uli aw an  F ir daus )   601   Our   c omput a ti ona e xpe r im e nts   de mons tr a te   that  the  pr opos e hybr id   a ppr oa c e f f e c ti ve ly   r e duc e s   tr a ns por tation  c os ts   while  s a ti s f ying  ve hicle   c a pa c it c ons tr a int s   a nd  r e laxe ti me  windows .   S pe c if ica ll y,   our   r e s ult s   s how  that  thi s   method   outper f or ms   t r a dit i ona r outi ng   a ppr oa c he s   by  a c hieving   a   mo r e   s i gnif ica nt  r e duc ti on  in   ove r a ll   tr a ns por tation   e xpe ns e s .   M or e ove r ,   the  hyb r id  model  not   only   e ns ur e s   a dhe r e nc e   to   ve hicle   c a pa c it li mi ts   but   a ls a ll ows   f or   f lexibil i t in   s c he duli ng,   making  i a   viable   s olut ion  f or   s ol ving  the  VR P - M P M S   with  r e laxe t im e   windows .   T he s e   f indi ngs   unde r s c or e   the  a dva ntage s   of   ou r   a pp r oa c in   e nha nc ing  logi s ti c s   e f f icie nc a nd  im pr oving   s e r vi c e   de li ve r in  c ompl e x   s upply  c ha in  e nvir onments .       T a ble  2.   R e s ult   of   bina r va r iable s         R out e   V e hi c le   R out e   0   1   2   3   4   5   6   7   8   1   0     0.00000   0.00000   1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   1   1.00000     0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   2   0.00000   0.00000     0.00000   0.00000   1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   3   0.00000   0.00000   1.00000     0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   4   0.00000   1.00000   0.00000   0.00000     0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   5   0.00000   0.00000   1.00000   0.00000   0.00000     0.00000   0.00000   0.00000   6   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000     1.00000   0.00000   7   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000     1.00000   8   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   1.00000   0.00000   0.00000     2   0     0.00000   0.00000   1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   1   1.00000     0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   2   1.00000   0.00000     0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   3   0.00000   0.00000   0.00000     0.00000   1.00000   1.00000   0.00000   0.00000   4   0.00000   1.00000   0.00000   0.00000     0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   5   0.00000   0.00000   0.00000   1.00000   0.00000     0.00000   0.00000   0.00000   6   0.00000   0.00000   0.00000   1.00000   0.00000   0.00000     0.00000   0.00000   7   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000     1.00000   8   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   1.00000   0.00000   0.00000     3   0     0.00000   0.00000   1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   1   1.00000     0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   2   0.00000   1.00000     0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   3   0.00000   0.00000   0.00000     0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   1.00000   4   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000     0.00000   0.00000   1.00000   0.00000   5   0.00000   0.00000   0.00000   1.00000   0.00000     0.00000   0.00000   0.00000   6   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   1.00000     0.00000   0.00000   7   1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000     0.00000   8   0.00000   0.00000   1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000     4   0     1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   1   0.00000     1.00000   0.00000   1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   2   0.00000   1.00000     0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   3   0.00000   0.00000   0.00000     0.00000   0.00000   0.00000   1.00000   0.00000   4   0.00000   0.00000   0.00000   1.00000     0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   5   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000     0.00000   0.00000   1.00000   6   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   1.00000     0.00000   0.00000   7   1.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000     0.00000   8   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000   1.00000   0.00000         T a ble  3.   S tar t   ti me  f r om   e a c node   va r iable s       C us to me r   V e hi c le   1   2   3   4   5   6   7   8   1   39.74026   69.48052   40.00000   20.64935   20.00000   10.25974   10.00000   19.87013   2   40.00000   40.00000   60.00000   20.00000   10.00000   30.00000   10.00000   20.00000   3   0.00000   0.00000   30.00000   0.00000   0.00000   59.87013   110.00000   100.12987   4   60.25974   10.51948   0.00000   99.35065   110.00000   19.87013   0.00000   0.00000       4.   CONC L USI ON   T his   pa pe r   c ons ider s   a   c ompany   whic ope r a tes   a   f lee of   ve hicle s   s a s   to  de li ve r   mul ti ple   pr oduc ts   f r om  va r ious   s uppli e r s   to  a   s e of   c us tom e r s   with  no  s tr ict  ti me  to  be   f ul f il led  in  de li ve r ies .   T he   objec t ive  is   to  opti mi z e   the  r outi ng   of   thes e   ve hicle s   to  mi ni mi z e   the  tot a t r a ns por tation  c os t,   whic includ e s   tr a ve dis tanc e ,   ve hicle   uti li z a ti on,   a nd  de li ve r ti me  de viations ,   while  e ns ur ing  that  c us tom e r   de mand  is   met  a nd  r e laxe ti me   windows   a r e   r e s pe c ted.   T he   model   o f   the   pr oblem   wa s   f o r mul a ted  a s   a   c ombi na tor ial  pr oblem.   hybr idi z a ti on  a ppr oa c wa s   pr opos e f or   the   e xa c pa r t,   a   ge ne r a li z e r e duc e gr a dient  met hod  wa s   de ve loped  in  a   wa to  ge ne a r   int e ge r   f e a s ibl e   s olut ion.   T he a   f e a s ibl e   ne ighbor hood  s e a r c wa s   pr opos e d,   ba s e on  mi nim izing   the  de ter io r a ti on  o f   the  objec ti ve   f unc ti on.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.