Nghiên cứu tích hợp cơ chế đấu giá và giải thuật định tuyến trong giao nhận hàng hóa

Luận văn thạc sĩ toán học nghiên cứu máy tính tích hợp cơ chế đấu giá và các giải thuật định tuyến vào bài toán giao nhận hàng hóa, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề

• Tác giả: Trần Ngọc Bảo Duy
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Trần Vũ
• Trường học: Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Khoa học Máy tính
• Đề tài: Tích Hợp Cơ Chế Đấu Giá Và Các Giải Thuật Định Tuyến Vào Bài Toán Giao Nhận Hàng Hóa
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Đề tài

Trong bối cảnh ngành logistics đang phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là với sự bùng nổ của công nghệ thông tin, nhu cầu giao nhận hàng hóa gia tăng đáng kể. Đề tài "Tích hợp đấu giá và thuật toán định tuyến trong giao nhận hàng hóa" nhằm giải quyết vấn đề này bằng cách kết hợp đấu giá trực tuyến với các thuật toán tối ưu. Việc áp dụng công nghệ giao nhận hiện đại giúp tối ưu hóa quy trình giao hàng, từ đó giảm chi phí và thời gian giao nhận. Nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng, việc sử dụng thuật toán định tuyến thông minh có thể cải thiện hiệu quả trong quản lý logistics, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

1.1. Bối cảnh và Tầm quan trọng của Nghiên cứu

Sự phát triển của ngành logistics và thương mại điện tử đã tạo ra một môi trường cạnh tranh khốc liệt. Theo Mordor Intelligence, thị trường dịch vụ giao nhận nhanh (CEP) tại Việt Nam ước đạt 3,5 tỷ đô-la Mỹ vào năm 2024, với tốc độ tăng trưởng hàng năm từ 15% đến 18%. Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc tối ưu hóa quy trình giao nhận hàng hóa. Việc tích hợp cơ chế đấu giá giúp điều chỉnh hành vi cung cấp dịch vụ, mang lại lợi ích cho cả người giao hàng và người cần giao hàng. Hệ thống đấu giá cũng giúp tăng tính cạnh tranh, từ đó giảm giá cả cho người tiêu dùng.

II. Cơ sở lý thuyết và Phương pháp Nghiên cứu

Đề tài này được xây dựng dựa trên các lý thuyết kinh tế học về cơ chế đấu giá và các phương pháp tối ưu hóa. Các phương thức đấu giá phổ biến như đấu giá kín, đấu giá mở được phân tích để hiểu rõ cách thức hoạt động và ứng dụng của chúng trong lĩnh vực logistics. Đồng thời, nghiên cứu cũng xem xét các giải thuật tìm kiếm lân cận và tính toán tiến hóa để tìm ra giải pháp tối ưu cho bài toán giao nhận hàng hóa. Việc áp dụng các lý thuyết này không chỉ giúp xây dựng mô hình toán học vững chắc mà còn tạo ra nền tảng cho việc phát triển các ứng dụng thực tiễn trong ngành logistics.

2.1. Các phương thức đấu giá và Tối ưu hóa

Các phương thức đấu giá như đấu giá trực tuyến đã chứng minh được hiệu quả trong việc xác định giá cả dịch vụ giao nhận. Việc áp dụng thuật toán định tuyến giúp tìm ra lộ trình tối ưu cho việc giao hàng, giảm thiểu thời gian và chi phí. Sự kết hợp giữa cơ chế đấu giá và thuật toán tối ưu hóa tạo ra một mô hình có khả năng thích ứng với nhu cầu thị trường, đồng thời nâng cao hiệu quả trong quản lý chuỗi cung ứng. Điều này có thể thấy rõ trong các ứng dụng giao nhận hiện đại, nơi mà giá cả cạnh tranh và thời gian giao hàng nhanh là yếu tố quyết định cho sự thành công.

III. Mô hình Toán học và Thử nghiệm

Mô hình toán học được xây dựng nhằm mô phỏng quá trình giao nhận hàng hóa trong môi trường thực tế. Các thử nghiệm được thực hiện để đánh giá hiệu quả của mô hình này. Việc áp dụng cơ chế đấu giá trong mô hình cho phép xác định giá cả dịch vụ một cách linh hoạt và công bằng. Các kết quả thử nghiệm cho thấy rằng mô hình có khả năng tối ưu hóa quy trình giao nhận, từ đó giảm chi phí cho cả người giao hàng và người nhận hàng. Điều này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn trong việc phát triển các giải pháp giao nhận hàng hóa hiệu quả.

3.1. Kết quả và Đánh giá Mô hình

Kết quả từ các thử nghiệm cho thấy rằng mô hình có thể cải thiện đáng kể hiệu suất giao nhận hàng hóa. Việc áp dụng giải thuật tiến hóa trong mô hình giúp tìm ra các giải pháp tối ưu trong thời gian ngắn. Đặc biệt, mô hình này cho phép điều chỉnh linh hoạt theo các yếu tố thị trường, từ đó nâng cao khả năng cạnh tranh của các đơn vị cung cấp dịch vụ giao nhận. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc ứng dụng công nghệ vào lĩnh vực logistics, mở ra cơ hội mới cho các doanh nghiệp trong việc tối ưu hóa quy trình và chi phí.

IV. Ứng dụng và Hướng phát triển

Mô hình tích hợp cơ chế đấu giá và thuật toán định tuyến có thể được áp dụng rộng rãi trong ngành logistics hiện đại. Các doanh nghiệp có thể sử dụng mô hình này để cải thiện quy trình giao nhận hàng hóa, từ đó nâng cao sự hài lòng của khách hàng. Đồng thời, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng có nhiều hướng phát triển cho mô hình này, như tích hợp với các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo và Internet of Things (IoT). Điều này không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình giao nhận mà còn mở ra nhiều cơ hội mới cho sự phát triển bền vững của ngành logistics.

4.1. Triển khai Mô hình trong Thực tiễn

Việc triển khai mô hình tích hợp này trong thực tiễn đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa các bên liên quan trong chuỗi cung ứng. Các doanh nghiệp cần phải đầu tư vào công nghệ và đào tạo nhân lực để có thể áp dụng hiệu quả mô hình này. Ngoài ra, việc xây dựng một hệ thống thông tin minh bạch và hiệu quả cũng là yếu tố quan trọng giúp tối ưu hóa quy trình giao nhận. Những ứng dụng thực tiễn của mô hình này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn tạo ra giá trị gia tăng cho khách hàng và doanh nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

chương 1, đề tài sẽ giới thiệu về sự cấp thiết của đề tài về mặt thực tiễn. Sự phát triển mạnh mẽ của ngành Logistics và sự bùng nổ về công nghệ vận tải chia sẻ đã thúc đẩy cho ngày càng nhiều các nghiên cứu về lĩnh vực này. Từ đó, tác giả nêu ra mục tiêu cụ thể cần giải quyết trong luận văn, thu hẹp phạm vi và đối tượng nghiên cứu và trình bày cấu trúc trình bày của luận văn. Bối cảnh của đề tài 1.

Sự phát triển mạnh mẽ của ngành Logistic Cùng với sự phát triển của lực lượng sản xuất và sự hỗ trợ đắc lực của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật trên thế giới, khối lượng hàng hóa và sản phẩm vật chất được sản xuất ra ngày càng nhiều. Do khoảng cách trong các lĩnh vực cạnh tranh truyền thống như chất lượng hàng hóa hay giá cả ngày càng thu hẹp, các nhà sản xuất đã chuyển sang cạnh tranh về quản lý hàng tồn kho, tốc độ giao hàng, hợp lý hóa quá trình lưu chuyển nguyên nhiên vật liệu và bán thành phẩm,. trong cả hệ thống quản lý phân phối vật chất của doanh nghiệp. Logistics có thể được định nghĩa là một quá trình tối ưu hóa về thời gian và chi phí trong việc chuyển dịch hàng hóa hay thông tin liên quan tới khâu đầu vào (nguyên nhiên liệu vật tư) và khâu đầu ra (sản phẩm cuối cùng) từ điểm xuất phát tới điểm tiêu thụ để đáp ứng nhu cầu của khách hàng; hiểu một cách đơn giản là dịch vụ giao, nhận và lưu trữ hàng hóa.

1 Ngành logistics nói chung có nhiều hoạt động trên nhiều quy mô khác nhau: vận chuyển xuyên quốc gia, vận chuyển nội địa, vận chuyển trong đô thị,. Trong đó, nhu cầu vận chuyển của các doanh nghiệp vừa và nhỏ và các hộ kinh doanh gia đình đang trở thành xương sống của ngành logistics trên toàn thị trường, chiếm một thị phần ngày càng lớn, nhờ vào sự phát triển của thương mại điện tử và công nghệ thông tin. Theo Mordor Intelligence, thị trường cho dịch vụ giao nhận nhanh (CEP) tại Việt Nam ước đạt 3,5 tỷ đô-la Mỹ vào năm 2024 với tốc độ tăng trưởng hằng năm là 15% đến 18% trong giai đoạn từ 2019 đến 2024 [16]. Việt Nam là một trong những điểm nóng tăng trưởng của thế giới, vì thế hoạt động giao nhận diễn ra càng ngày càng nhanh chóng với tốc độ chuyên nghiệp hóa ngày càng cao.

Ngành công nghiệp giao nhận nhanh là điển hình cho sự tăng trưởng cho các hoạt động thương mại nội địa và quốc tế. − Sự tăng trưởng của thương mại điện tử tại Việt Nam nói riêng và trên thế giới nói chung đã làm cho cường độ và lưu lượng các bưu kiện cần phải giao nhận tăng lên đáng kể. Vì vậy, đã có sự cạnh tranh quyết liệt giữa các công ty giao nhận nhằm giành thế thượng phong trên thị trường. − Sự tăng trưởng đáng kể của thương mại điện tử đã tạo ra nhiều cơ hội cũng như thách thử với những nhà bán lẻ trực tuyến và các đơn vị vận hành logistics.

− Theo ước lượng thị trường tại Việt Nam, khoảng 500.000 đơn hàng thương mại điện tử được đặt mỗi ngày trong đó 75% hoạt động diễn ra tại 2 khu vực đô thị lớn nhất cả nước là Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh. Mặc dù cách nhau đến hơn 1.500 km, cả hai thành phố hiện tại đã có dân số khoảng 16 triệu người, chiếm gần 17% dân số cả nước. Nó đã tạo ra điểm nóng vận tải quan trọng và phát sinh nhiều 2 chi phí vận chuyển cho ngành logistic, ước tính tương đương 28% giá trị sản phẩm trao đổi [15].1: Ước lượng quy mô thị trường CEP tại Việt Nam Điểm nóng tăng trưởng của tại trường CEP cũng diễn ra tương tự với một số thị trường khác trên toàn thế giới. Cũng theo Mordor Intelligence, quy mô thị trường ước đạt 400 tỷ đô-la Mỹ vào năm 2024, với tốc độ tăng trưởng trung bình là từ 8 đến 10% trong giai đoạn 2019 - 2024 [17].

Như vậy, nhờ sự phát triển mạnh mẽ của thương mại điện tử và các hình thức giao dịch trực tuyến trong những năm gần đây, thị trường giao nhận nhanh hàng hóa đã có những bước phát triển vượt bậc về chất và lượng, là một trong những ngành dịch vụ mũi nhọn của nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ trên toàn thế giới. Sự bùng nổ của các ứng dụng giao nhận trên nền tảng di động Trong những năm gần đây, sự phát triển nhanh chóng của các ứng dụng gọi xe trực tuyến (ride-hailing platform) đã làm thay đổi bộ mặt của ngành 3 Hình 1.2: Quy mô tăng trưởng của thị trường CEP toàn cầu (Nguồn: Mordor Intelligence) giao thông vận tải truyền thống trên hầu hết các khu vực trên thế giới. Xuất phát từ ý tưởng chia sẻ chuyến đi (ride-sharing), các ứng dụng này đã hình thành một ngành công nghiệp - dịch vụ mới thu hút nhiều khách hàng và đối tác tham gia vào dịch vụ vận tải đặc biệt trên. Theo nghiên cứu của Markets and Markets [18], dự báo đến năm 2025, quy mô thị trường gọi xe trực tuyến trên toàn thế giới đạt khoảng 218.0 tỉ đô-la Mỹ, tức gấp hơn 3,5 lần quy mô thị trường tại thời điểm hiện tại, trong đó, khu vực châu Á - Thái Bình Dương chiếm hơn một nửa tỷ trọng ngành công nghiệp này.

Việc tích hợp ứng dụng giao nhận trên các ứng dụng gọi xe trực tuyến và tận dụng được nguồn tài xế và khách hàng có sẵn của các ứng dụng này làm cho thị trường giao nhận ngày càng mở rộng, đi sâu hơn vào cuộc sống của con người hiện đại. Theo đánh giá của Google và Temasek, quy mô thị trường gọi xe trực tuyến và giao nhận nói chung tại Việt Nam vào năm 2018 ước đạt 500 triệu đô-la Mỹ và có thể đạt 2 tỷ đô-la Mỹ vào cuối năm 2025 [15].3: Thị phần của ngành gọi xe trực tuyến giai đoạn 2016 - 2025 (Nguồn: Markets and Markets) Thị trường càng phát triển nhanh chóng càng dẫn đến cạnh tranh khốc liệt và sự ra đi của một số công ty hoạt động trong lĩnh vực là điều tất yếu xảy ra. Trong đó, thương vụ chuyển nhượng của Uber (một công ty Mỹ đã khởi nghiệp thành công trong lĩnh vực này) cho Grab (một công ty khởi nghiệp với sự hỗ trợ từ chính phủ Singapore) tại thị trường Đông Nam Á - một trong những thị trường điển hình và đặc thù với độ phổ biến trong việc sử dụng xe máy (thay vì các thị trường chủ yếu là xe hơi mà Uber đã từng thành công) đã làm thay đổi quan niệm của giới đầu tư về khái niệm "ông lớn" trong lĩnh vực này [19]. Sự ra đi của Uber làm cho Grab độc quyền thị trường Đông Nam Á trong thời gian dài khiến giá dịch vụ tăng [22], nhưng tài xế không được hưởng lợi một cách bất thường bất chấp quy luật cung cầu của thị trường đã khiến cho công ty này hứng chịu sự phản đối mạnh mẽ từ phía người dùng [20].

Trước tình hình độc quyền thị phần, một số công ty đã áp dụng cơ chế đấu giá triệt để và áp dụng chúng vào trong các ứng dụng cho xe. Trong đó, ở mức độ đơn giản nhất phải kể đến ứng dụng BidRide được thử nghiệm tại thành phố Milwaukee, tiểu bang Wisconsin tại Hoa Kỳ. Với mục tiêu đối 5 đầu trực diện với Uber và Lyft, BidRide thử nghiệm chế độ đấu giá cho từng chuyến đi khi người dùng cần gọi xe, sau đó người dùng có thể dựa vào các tiêu chí như giá cả, thời gian chờ hoặc khoảng cách từ tài xế đến người dùng để tự đưa ra quyết định chọn tài xế thích hợp [21]. Thử nghiệm vào tháng 10/2017, tuy nhiên, đến nay ứng dụng gần như đã biến mất, hoạt động cuối cùng của ứng dụng trên mạng xã hội Facebook vào tháng 10/2018.

Một trong những "ông lớn" tham gia vào quá trình làm mới thị trường này là Jugnoo - một ứng dụng gọi xe trực tuyến lớn thứ 3 đến từ Ấn Độ. Thị trường mà Jugnoo chọn thử nghiệm mô hình là Singapore [23]. Jugnoo không cho phép tài xế đưa ra giá tiền mà chỉ được chọn các mức giá do Jugnoo đưa ra. Điều này được giải thích nhầm chống thao túng thị trường bởi các cá nhân hay tổ chức cạnh tranh khác.

Tuy vậy, giống như BidRide, ứng dụng của Jugnoo tại thị trường Singapore cũng chỉ dừng lại ở mức độ mô hình và phải bán mình cho Kardi - một công ty nội địa chỉ sau hơn 3 tháng tuyên bố tham gia thị trường.4: Bản thiết kế của Jugnoo cho gọi xe đấu giá tại Singapore (Nguồn: Channelnewsasia.com) Trường hợp đạt được một số thành công nhất định phải kể đến là Didi Dache - một công ty con của Didi Chuxing tại thị trường Trung Quốc. Đây 6 được xem là một trường hợp ứng dụng cơ chế đấu giá không triệt để trên các nền tảng gọi xe trực tuyến. Didi Dache chỉ giải quyết bằng hệ thống đấu giá khi và chỉ khi xảy ra sự tăng giá đột xuất vì thời tiết xấu hay thiếu hụt tài xế trong khu vực của khách hàng,. được quy định trong chính sách giá.

Thay vì cho phép tài xế tự đưa ra giá thì ứng dụng buộc người dùng trả thêm tiền típ (tip) để giải quyết tình trạng tăng giá đột xuất. Tiền típ và khả năng bắt được chuyến xe đồng biến và được hiển thị lên trên màn hình của khách hàng. Điều này sẽ làm linh hoạt cơ chế tăng giá của ứng dụng, không phụ thuộc hoàn toàn vào chính sách cố định mà phụ thuộc vào nhu cầu của khách hàng và tài xế, bởi lẽ không phải tài xế nào cũng cần đến mức tăng của ứng dụng, họ vẫn có thể nhận chuyến đi với giá thấp hơn hoặc thậm chí không tăng giá. Tuy nhiên, do luật và các nghị định trong pháp luật Trung Quốc chưa cho phép mô hình này nên ứng dụng sau một thời gian triển khai, buộc phải tạm dừng hoạt động [24].5: Xử lý tình trạng tăng giá đột xuất trên ứng dụng Didi Dache (Nguồn: sina.cn) 7 Nhìn chung, các nền tảng có ứng dụng cơ chế đấu giá hiện tại đều rơi vào các tình huống khó khăn và chưa có sự thành công nào nhất định để có thể nhân rộng được mô hình này.

Một số lý do chính được đưa ra như sau: 1. Thời gian chờ của hành khách không đủ đảm bảo để đáp ứng mô hình trực tuyến, đòi hỏi sự nhanh chóng về thời gian nhận chuyến. Khách hàng phải tự quyết định, dẫn đến sự bối rối trong việc chọn lựa người tài xế phù hợp với nhu cầu của bản thân.