بخشی از مقاله
چکیده
این مقاله به مسئله مکانیابی- مسیریابی- موجودی در یک شبکه زنجیره تامین سه سطحی میپردازد که متشکل از کارخانهها، انبارها و خردهفروشان است. از دیگر ملاحظات در نظر گرفته شده در این مقاله فاسد شدنی بودن محصول و غیر قطعی بودن ظرفیت انبارها است. این مسئله به شکل یک مدل بهینه سازی ریاضی فرمولبندی می شود. تنها تابع هدف این مدل، کمینه سازی هزینه های کل زنجیره تامین شامل هزینه های نگهداری، سفارش دهی، حمل و نقل و خرابی محصولات است.
در این مقاله تاثیر سطح اطمینان به رعایت محدودیت ظرفیت بر نرخ سالم ماندن محصول بررسی شده است. همچنین در این مدل انتشارات کربن در فرآیند حمل و نقل بررسی و شبکه زنجیره تامین توسط عواملی از جمله ظرفیت انبارها و انتشار کربن که غیرقطعی هستند در محدودیت مدل لحاظ میشوند. زیرا آنها توسط بسیاری از عوامل شناخته شده و ناشناخته تحت تاثیر قرار میگیرند. غیر قطعی بودن ظرفیت انبارها به کمک نظریه مجموعههای فازی مدل شده است. محدودیتهای فازی پس از بازنویسی به شکل قطعی، با حل یک مثال عددی در نرم افزار GAMS اعتبارسنجی شده است.
مقدمه
مدیریت شبکه زنجیره تامین برای توسعه صنایع بسیار اهمیت دارد. در محیط رقابتی امروز، مدیریت زنجیره تامین برای کاهش هزینهها، بهبود خدمات مشتری و دستیابی به تعادل بین هزینهها و خدمات، ضروری است و در نتیجه موجب مزیت رقابتی در یک شرکت میگردد .[1] یکی از مسائل مهمی که سازمانها و صنایع با آن روبرو میباشند کنترل و نگهداری موجودی اقلام فاسدشدنی است. بنابراین به کارگیری مفاهیم و اصول زنجیره تأمین برای سازمانهای مختلف به خصوص صنایع مرتبط با اقلام فسادپذیر امری ضروری به نظر میرسد که امروزه مورد توجه محققان قرار گرفته است.[2]
در این مقاله یک شبکه زنجیره تامین در نظر گرفته شده است که شامل مجموعه ای از کارخانجات بالقوه، یک مجموعه از انبارهای بالقوه، و تعداد مشخصی از خرده فروشان است. انبارها محصولات را از کارخانه ها دریافت و تقاضای خرده فروشان را تامین می کنند. هدف از مدل پیشنهادی این است که هزینه کل را با شناسایی تعداد و مکان انبارها و کارخانه ها، حمل و نقل بین کارخانهها و انبارها، و میزان محصولات فاسدشدنی بین انبارها و خرده فروشان به حداقل برساند.
مدلهای شبکه زنجیره تامین سنتی اغلب فرض میکنند که عمر محصولات نامحدود است، در حالیکه همیشه این فرض با شرایط واقعی مطابقت ندارد. برای مثال محصولاتی مانند دارو، خون، سبزیجات، گوشت و گل. برخی محصولات دارای قابلیت فاسد شدن میباشند، یعنی تمام یا بخشی از ارزش خود را در نتیجه گذشت زمان از دست میدهند. این محصولات را میتوان به دو بخش تقسیم کرد: دسته اول محصولاتی هستند که دارای عمر مفید میباشند و پس از پایان تاریخ مصرفشان، فاسد میشوند مانند دارو و دسته دوم محصولاتی که تاریخ انقضا نداشته و در طول زمان کیفیتشان کاهش مییابد و سرانجام فاسد میشوند،
مانند خون. فروش محصولات فاسدشدنی، نیمی از مجموع فروش صنایع خرده فروشی در آمریکا را تشکیل می دهد .[2] حدود 10 درصد از کالاهای فاسدشدنی قبل از خرید توسط مشتریان تبدیل به زباله میشوند .[3] بنابراین هزینههای ناشی از خراب شدن فساد و تخریب نباید نادیده گرفته شوند. در این مقاله، ضایعات و هزینههای محصولات فاسدشدنی در طول حمل و نقل مورد توجه قرار خواهند گرفت.
بیشتر مطالعات ظرفیت انبارها را نامحدود فرض میکنند. این درحالیست که در واقعیت ظرفیت انبارها باعث محدود شدن عرضه محصولات توسط کارخانهها میشوند. به منظور پر کردن این شکاف، این مقاله یک مدل مکانیابی – مسیریابی - موجودی با محدودیت های ظرفیت فازی برای قید فضای نگهداری و منابع محدود ارائه میدهد. علاوه بر این، چون سیاستهای زیستمحیطی دولت ها بیشتر و شدیدتر می شوند و آگاهی عمومی در این زمینه نیز همچنان در حال رشد است، شرکتها و بنگاههای موجود به تاثیرات زیست محیطی فعالیت خود اهمیت میدهند. همچنین در این مدل انتشارات کربن در فرآیند حمل و نقل بررسی و شبکه زنجیره تامین توسط عواملی از جمله ظرفیت و انتشار کربن که غیرقطعی هستند در محدودیت مدل لحاظ میشود.
زیرا آنها توسط بسیاری از عوامل شناخته شده و ناشناخته تحت تاثیر قرار میگیرند. برای مثال، لاستیک های جدید یا قدیمی، کیفیت بنزین و سطح جاده بر انتشار کربن تاثیر میگذارد. کیفیت ابزار و مهارت تخصص کارکنان بر ظرفیت تاثیر میگذارد. با این حال، تصمیم گیرندگان درک محدودی از این عوامل دارند. در این مقاله، محدودیتهای ظرفیت فازی و انتشار کربن فازی پیشنهاد شده است. با استفاده از نظریه فازی، محدودیتهای فازی به فرم های قطعی معادل آنها تغییر میکنند. ادامه مقاله بصورت زیر سازماندهی شده است، در بخش بعدی ادبیات پژوهش مورد بررسی قرار گرفته، سپس مدل پیشنهادی و مثالهای عددی در بخشهای 3 و 4 ارائه شده است. در نهایت نتیجهگیری و پیشنهادات آتی تحقیق در بخش 5 ارائه شده است.
-2 مرور ادبیات
لئو و لین برای اولین بار مدل سازی یکپارچه مکانیابی-مسیریابی- موجودی پرداختند و یک روش ابتکاری برای حل مسئله پیشنهاد کردند.[4] احمدی جاوید و آزاد برای اولین بار یک مسئله یکپارچه مکانیابی - مسیریابی - موجودی در زنجیره تامین تک منبعی ارائه کردند و نشان دادند که مدل آنها، مزیت شایان توجهی را در مقایسه با مدل شن و چی فراهم میکند. برای حل مدل ارائه شده نیز یک الگوریتم ابتکاری بر مبنای جستوجوی ممنوع و شبیه سازی تبرید ارائه شد.[5] توران و همکاران یک مسئله مکانیابی – مسیریابی – موجودی دو سطحی با در نظر گرفتن تقاضای تصادفی ارائه کردند که شامل کالاهای فاسدشدنی بود و باید از یک انبار مرکزی به فروشگاههای خرده فروشی منتقل میشد.
آنها برای حل مدل، از یک روش جستوجوی همسایگی متغیر بهره بردند که برای مدیریت تخصیص، از روش برنامهریزی پویا استفاده میکرد. هیاست و همکاران یک مدل مکانیابی - موجودی - مسیریابی برای محصولات فاسدشدنی در نظر گرفتند، آنها یک الگوریتم ژنتیک را برای حل موثرتر مسئله توسعه دادند. این رویکرد در زمان معقول به راه حل های با کیفیت بالا و نزدیک به بهینه می رسد .[6] دای و همکاران یک مدل مکانیابی – موجودی و راه حل های ابتکاری مرتبط با آن را برای محصولات فاسدشدنی شبکه زنجیره تامین ارائه کردند. یک مدل برنامهریزی غیرخطی عددصحیح مختلط با محدودیت های فازی ارائه و با استفاده از الگوریتم های HGA، HHS و لیندو حل کردند.
به این نتیجه رسیدند که کیفیت راه حل HHS بهتر از راه حل HGA است، در حالیکه HGA سریع تر از HHS است .[7] رفیعی مجد و همکاران یک مسئله موجودی - مکانیابی – مسیریابی در یک زنجیره تامین چند مرحله ای با عدم قطعیت تقاضا برای محصولات فاسدشدنی در یک افق زمانی محدود ارائه دادهاند . این مسئله شامل یک تامین کننده، تعدادی مراکز توزیع و تعدادی خرده فروش است که تقاضای خرده فروشان تصادفی میباشد. مسئله با الگوریتم آزادسازی لاگرانژ حل و از یک روش ابتکاری برای استفاده از دادههای بدست آمده از آزادسازی لاگرانژ استفاده شده است .
[8] با توجه به بررسی های انجام شده در تحقیقات پیشین عدم قطعیت در شبکه زنجیره تامین که شامل هر سه مسئله مکانیابی، مسیریابی و موجودی باشد کمتر در نظر گرفته شده است و با توجه به اینکه اطلاعات موجود در دنیای واقعی همواره با عدم دقت و یا ابهام همراه هستند، ناچار به استفاده از مدل های فازی خواهیم بود که توانایی برخورد با داده های مبهم و تقریبی را دارند. لذا در این مقاله از محدودیتهای فازی برای ظرفیت انبارهایی که محصولات فاسدشدنی را نگهداری مینمایند در نظر گرفته و همچنین تاثیر سطح اطمینان برای رعایت محدودیت ظرفیت بر نرخ سالم ماندن محصول بررسی میشود.
-3 بیان مسئله
شبکه زنجیره تامین از سه سطح تشکیل شده است که شامل کارخانه ها، انبارها و خرده فروشان هستند. هدف از مدل پیشنهادی، به حداقل رساندن هزینه کل - TC - است، که شامل هزینه نگهداری انبار - HC - ، هزینه سفارش دهی انبار - WOC - ، هزینه ثابت - FC - ، هزینه حمل و نقل - TRC - ، هزینه خرابی محصولات فاسدشدنی - LC - ، و هزینه جریمه - PC - می باشد. تصمیم گیری هایی که نیاز است انجام شوند: تعیین تعداد و مکانیابی کارخانه ها و انبارها، تخصیص خرده فروشان به انبارها، و انبارها به کارخانه ها، تصمیمات کنترل موجودی هر انبار، حمل محصولات فاسدشدنی از کارخانهها به انبارها و مسیریابی وسایل نقلیه از انبارها به خرده فروشان هستند.
مفروضات این مسئله عبارتند از:
· هزینه های ثابت انبارها و کارخانه ها از پیش تعیین شده است.
· هزینه های حمل و نقل متناسب با فاصله، تعداد محصولات فاسدشدنی، و ظرفیت حمل و نقل است.
· هزینه های موجودی شامل هزینه های نگهداری و هزینه های سفارش دهی فقط در انبارها اتفاق می افتد. مقدار سفارش بهینه بر اساس مقدار سفارش اقتصادی است. علاوه بر این، محصولات فاسدشدنی مختلف واحد هزینه های نگهداری و هزینه های سفارش دهی متفاوت دارند.
· محصولات فاسدشدنی در طول حمل از انبارها به خرده فروشان فاسد می شوند. در زمانهای دیگر فساد اتفاق نمیافتد.
· انبارها تحت تاثیر محدودیت ظرفیت قرار می گیرند و شبکه زنجیره تامین تحت تاثیر محدودیت انتشار کربن است. انتشار کربن و ظرفیت برای محصولات فاسدشدنی، متغیرهای فازی هستند.
· زمان انتظار و کمبود محصول در انبارها وجود ندارد.
1؛-3فرمول بندی مسئله
یک مدل برنامه ریزی غیرخطی عددصحیح مختلط برای مسئله مکان یابی – مسیریابی – موجودی برای محصولات فاسدشدنی با محدودیتهای فازی و در ادامه مجموعه ها، پارامترها و متغیرهای تصمیم معرفی شده است.
