Optimization Models and Algorithm for the Capacitated Facility Location-Allocation Problem

용량제약이 있는 설비의 위치선정 및 수요자 할당문제에 대한 최적화 모형 및 해법

In this paper, we present integer programming models and algorithms for the Capacitated Facility Location-Allocation Problem (CFLP). The models and algorithms can be used for the design of logistics networks and for the location of telecommunication facilities. We are given a set of candidate facility installation sites, one type of facility for each candidate site with its capacity and installation cost, a set of customers with their demand requirement, and flow cost for one unit of demand flow from each customer to each candidate site. (CFLP) is to determine the number of facilities for each candidate site and the set of customers which are connected to each site with minimum cost, while satisfying the demand requirement of each customer and constraints imposed on the allocation of customers to facilities. We present two integer programming models for (CFLP), and devise a branch-and-cut algorithm and a branch-and-price algorithm for the problem.

본 논문에서는 용량제약이 있는 설비의 위치선정 및 수요자 할당 문제(Capacitated Facility Location-Allocation Problem)에 대한 정수계획 모형과 해법을 제시하였다. 이 문제는 설비를 설치할 수 있는 후보지의 집합과 각 후보지별로 설치 가능한 설비의 용량 및 설치비용, 수요를 만족시켜야 할 수요자의 집합 및 각 수요자와 설치 후보지 사이의 운반비용이 주어져 있을 때, 설비들의 설치비용과 수요의 운반비용의 합을 최소화하는 설비의 설치 위치 및 대수 그리고 수요자와 설비간의 연결상태를 구성하는 문제이다. 본 논문에서는 이 문제에 대한 두 가지 정수계획모형을 제시하고, 이 모형에 대한 최적해를 구하기 위한 다면체적 절단평면을 이용한 분지-절단해법(Branch-and-cut algorithm)과 열생성기법을 이용한 분지-평가해법(Branch-and-Price algorithm)을 제시하였다. 제시된 모형과 해법은 물류시스템의 설계 및 정보통신시스템의 통신설비 위치선정 등에 활용될 수 있다.