Βελτιστοποίηση δικτύων μεταφοράς σε ανθρωπιστικά logistics

Η παρούσα διπλωματική εργασία διερευνά τον σχεδιασμό και την αξιολόγηση ενός ολοκληρωμένου μοντέλου βελτιστοποίησης για τη διανομή ανθρωπιστικής βοήθειας σε αστικό περιβάλλον. Συγκεκριμένα, η εργασία στοχεύει στον σχεδιασμό ενός μαθηματικού μοντέλου αποφάσεων που γεφυρώνει το χάσμα μεταξύ στρατηγικών αποφάσεων και επιχειρησιακών δράσεων, λαμβάνοντας υπόψη τις ειδικές συνθήκες σε σενάρια καταστροφών. Η ανάγκη για ορθή διαχείριση της απόκρισης σε κρίσεις εξετάζεται μέσω ενός απαιτητικού προβλήματος βελτιστοποίησης logistics με πολλαπλές αποθήκες, ετερογενή στόλο οχημάτων και διάφορα αγαθά, με ιδιαίτερη έμφαση στη διαχείριση αποθεμάτων και την τήρηση χρονικών ορίων. Στο πλαίσιο αυτό, προτείνεται και υλοποιείται μια ειδική περίπτωση, το MD-MT-MCVRP, μέσω ενός μοντέλου Μικτού Ακέραιου Γραμμικού Προγραμματισμού (MILP). Το μαθηματικό μοντέλο υλοποιείται υπολογιστικά μέσω της βιβλιοθήκης Pyomo και του επιλυτή HiGHS για την εγγύηση ακριβών αποτελεσμάτων. Το μοντέλο βασίζεται σε μια προσέγγιση λεξικογραφικής πολυκριτηριακής βελτιστοποίησης, με πρωτεύοντα στόχο την ελαχιστοποίηση του μέγιστου χρόνου ολοκλήρωσης, ακολουθούμενη από την εξυπηρέτηση σταθμισμένη βάσει πληθυσμού και την ελαχιστοποίηση του κόστους. Τέλος, το μοντέλο εφαρμόζεται σε ένα πραγματικό πρόβλημα στην Αττική, τονίζοντας τη σημασία της διαφοροποίησης των ρόλων εντός αυτού του ετερογενούς στόλου. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι προσεγγίσεις πολλαπλών δρομολογίων και η επιμερισμένη παράδοση είναι καθοριστικές για την επίτευξη βέλτιστων λύσεων. Ειδικότερα, η δυνατότητα του στόλου να εκτελεί πολλαπλά ταξίδια (multi-trip) επέτρεψε την κάλυψη της ζήτησης με περιορισμένο αριθμό οχημάτων, μειώνοντας τις απαιτήσεις σε πόρους. Βάσει εκτενούς ανάλυσης ευαισθησίας και στοχαστικής μοντελοποίησης 1.000 σεναρίων ζήτησης, τεκμηριώνεται η απόδοση του μοντέλου, καθώς η στατιστική ανάλυση αποκάλυψε ότι ο χρόνος ολοκλήρωσης παρουσιάζει σταθερότητα συγκεντρωμένος σε δύο διακριτές τιμές, ενώ το κόστος αυξάνεται βηματικά. Παράλληλα, έχουν εξεταστεί κρίσιμα σενάρια για τη δρομολόγηση του στόλου και την κατανομή του προϋπολογισμού, και έχουν αναδειχθεί οι κρίσιμοι σύνδεσμοι στο οδικό δίκτυο. Τέλος, προτείνεται ένα μοντέλο ιεράρχησης παρεμβάσεων, διακρίνοντας τους συνδέσμους σε κρίσιμους και υποκατάστασης, για τη βέλτιστη κατανομή των πόρων συντήρησης και υποστήριξης.