بخشی از مقاله
چکیده:
در دو دهه اخیر رقابت بین شرکتها در راستاي عرضه کالا و خدمات، تبدیل به واقعیتی بزرگ براي پیشرفت آنها گردیده است. امروزه شرکتها و کارخانجات نیازمند یکپارچهسازي و منعطف کردن همه فعالیتهاي تولیدي از تهیه مواد اولیه تا تحویل کالاي نهایی به مصرف کننده، در فرآیند عرضه و پخش محصولات را دارند. سیستمهاي توزیع و پشتیبانی بخشی از فرایند زنجیره عرضهاند، به طوریکه جریان موثر و کاراي انبارش کالاها، خدمات و اطلاعات وابسته به آنها را از نقطه شروع تا نقطه مصرف به منظور برآورده کردن نیازمندیهاي مشتري برنامهریزي، اجرا و کنترل می شود. از طرفی دیگر مکانیابی مراکز توزیع نقش مهمی در برنامه ریزي تسهیلات دارند.
مساله مکان یابی مراکز توزیع با نحوه انتخاب مراکز توزیع از مجموعه اي بالقوه به طوري که هزینه هاي مربوطه کل به حداقل برسد تمرکز دارد. این پژوهش، با هدف کمینه سازي هزینههاي حمل و نقل در زنجیره تامین با انتخاب بهترین مسیر براي تحویل محصول به مشتري و هزینه هاي مکانیابی میباشد. در این مدل تابع چند هدفه استفاده شده است که در هدف اول به دنبال بیشینه سازي سود حاصل از فروش بوده و تابع هدف دوم کمینه سازي زمانبندي توزیع است. مدل ارائه شده براي ابعاد کوچک با نرم افزار GAMS و در ابعاد متوسط و بزرگ، با الگوریتم ژنتیک مرتب سازي نامغلوب نسخه - NSGA-II - 2 حل شده است.
کلمات کلیدي: مدیریت زنجیره تامین؛ مسیریابی وسیله نقلیه، مکانیابی تسهیلات؛ سیستم انبار خرده فروشی؛ زمانبندي توزیع
.1 مقدمه
رویکرد جدیدي که در سالهاي اخیر بر مدیریت عملیات حاکم شده، رویکرد مدیریت زنجیره تامین1 است. یک زنجیره تامین شامل همه تسهیلات - امکانات - ، وظایف، کارها و فعالیتهایی میشود که در تولید و تحویل یک کالا یا خدمت، از تامین کنندگان - و تامین کنندگان آنها - تا مشتریان - و مشتریان آنها - درگیر است و شامل برنامهریزي و مدیریت عرضه و تقاضا، تهیه مواد، تولید و برنامه زمان بندي محصول یا خدمت، انبارش،کنترل موجودي و توزیع، تحویل و خدمت به مشتري می گردد. زنجیرههاي تامین در سازمانهاي تولیدي و خدماتی وجود دارند، هر چند که پیچیدگی زنجیره تامین ممکن است از صنعتی به صنعت دیگر و از شرکتی به شرکت دیگر شدیداً تغییر کند.[2]
امروزه شرایط متغیر بازار از یکسو و درخواستهاي متنوع مشتریان در کنار رقابت فشرده بین تولیدکنندگان کالاها و خدمات در بازار از سوي دیگر ایجاب میکند تا زنجیرههاي تامین با ایجاد نگرشهاي موثر در راستاي کاهش هزینهها و نگرشهاي کیفیتی، براي بقا در شرایط مختلف به افزایش میزان کارایی خود نیز ادامه دهد. موفقیت و شکست زنجیره تامین در نهایت توسط مشتري یا مصرف کنندهي نهایی تعیین می گردد. رساندن کالاي درست، در قیمت و زمان مناسب به مصرف کننده، نه تنها مهمترین عامل براي موفقیت رقابتی است، بلکه نقش کلیدي در بقاي یک نهاد تجاري ایفا می کند. بنابراین در راستاي برقراري یک استراتژي جدید زنجیره تامین، رضایت مشتري و شناخت بازار، عناصر حیاتی و ضروري در این عرصه هستند.[3]
تنها زمانیکه محدودیتهاي بازار شناخته شده باشند، یک واحد میتواند به تهیه، استخراج و توسعهي استراتژي در جهت پوشش نیازهاي زنجیره تامین و در واقع مشتري نهایی اقدام کند. در فضاي رقابتی امروز، سازمانها بیشتر از همیشه در حال بررسی و موشکافی زنجیرههاي تامین خود در راستاي ایجاد راههایی جهت کاهش هزینهها، مدیریت سطح موجودي، افزایش کارایی و برآوردن تقاضاي مشتري هستند. کوتاه کردن چرخه حمل و نقل، کنترل هزینههاي حمل موجودي و تحویل به موقع سفارش به دغدغه اصلی کلیه سازمانها در بدنه زنجیرههاي تامین در جهت کسب سهم بیشتري از بازار در این فضاي رقابتی تبدیل شده است. مدیریت زنجیره تامین به عنوان یک رویکرد یکپارچه براي مدیریت مناسب جریان مواد و کالا، اطلاعات و جریان مالی، توانایی پاسخگویی به این شرایط را دارا است.[4]
مدیریت زنجیره تامین همه این فعالیتها را طوري هماهنگ می کند که مشتریان بتوانند محصولاتی با کیفیت و خدمات قابل اطمینان در حداقل هزینه به دست آورند. مدیریت زنجیره تامین میتواند به نوبه خود براي شرکت مزیت رقابتی ایجاد کند. انبار نمودن کالاهاي تولیدي کارخانجات در نزدیکی بازارهاي مصرف به منظور توزیع به موقع و مناسب جهت پاسخگویی به نیازهاي مشتریان یکی از مسائل مهم در هر زنجیره تامین است؛ چرا که عدم اتخاذ تصمیمات مناسب در اینباره معمولاً زنجیره تامین را متحمل هزینههاي سنگینی می سازد.[5] در دنیاي صنعتی امروزه، واحدهاي تولیدي سعی دارند علاوه بر پشتسر گذاشتن رقباي تجاري خود در زمینه فروش، با انبارشی مناسب از کالاهاي مورد تقاضاي مشتریان و همچنین مسیریابی وسایل نقلیه به منظور حمل کالاهاي تولیدي به این انبارها و یا به مشتریان، هزینههاي خود را کاهش دهند[6]
براي مسیریابی وسایل نقلیه جهت توزیع کالاها، مسائلی با این عنوان، مطرح میباشند. مساله مسیریابی وسایل نقلیه به مجموعهاي از مسائل اطلاق میشود که در آن ناوگانی متشکل از چندین وسیله نقلیه از یک یا چند انبار به ارائه خدمت به مشتریان مستقر در نقاط مختلف جغرافیایی میپردازند و این امر را به نحوي انجام می گردد که هزینههاي انجام این کار به حداقل برسد. در طول این مسیرها مشتریان تنها و تنها یک بار ملاقات میشوند و تمام تقاضاهاي آنها تنها توسط یک وسیله نقلیه ارائه می گردد، هر وسیله داراي ظرفیت معینی است و از سویی تمام مسیرها از یک نقطه مشخص - مبدأ بارگیري - آغاز شده و پس از آنکه وسیله نقلیه یک سلسله از مشتریان را ملاقات نمود به همان نقطه اولیه باز میگردد و مسیر در همان مکان پایان مییابد. [1] اینگونه مسائل به طور کلی به عنوان مسائل مسیریابی وسایل نقلیه یا مسائل برنامهریزي حملونقل، شناخته شدهاند. مسأله مسیریابی وسایل نقلیه در قلب مدیریت توزیع واقع شده است و به عنوان مسألهاي که روزانه هزاران سازمان و کمپانی جهت تحویل و جمع آوري کالا یا افراد با آن مواجه هستند.
یکی دیگر از مهمترین فاکتورهاي اجراي مدیریت زنجیره تامین، کنترل اثربخش جریان فیزیکی زنجیره تامین میباشد که به دلیل اهمیت فراوان این مسئله شرکتها به دنبال ایجاد روشهاي کارا براي بالا بردن رضایت مشتریان و کاهش هزینه ها هستند. دربین روشهاي مختلف، انبارهاي فروش میانی، به عنوان یک روش کارا براي کاهش موجودي و افزایش سطح پاسخگویی به نیازهاي مشتریان در نظر گرفته می شود. سیستمهاي انباري خرده فروشی یک نوع استراتژي توزیع است که در آن ضمن یکپارچهسازي محمولهها از ذخیرهسازي طولانی مدت آنها جلوگیري به عمل میآورد. در سیستمهاي انبار فروش میانی ذخیره-
سازي وجود دارد و کالاها تا حد ممکن بهطور مستقیم پس از تخلیه از وسایل حمل و نقل ورودي به وسایل حمل و نقل منتقل میشوند. بهعبارتدیگر یکی از اهداف استفاده از سیستمهاي انبار فروش میانی میتواند کاهش مدت زمان انتقال کالاها باشد. تصمیمات زمانبندي شبکه مربوط به اعزام محمولهها میشود یعنی تعیین میکند که چه تعداد محموله به یک سرویس حمل و نقل معین فرستاده شود. در مناطق محلی یک سیستم انبار فروش میانی ، زمانبندي شبکه ممکن است شامل مسیریابی وسیله نقلیه براي جمعآوري و تحویل محمولهها از - به - سیستمهاي انبار فروش میانی باشد. بدلیل اینکه هزینههاي حمل و نقل و توزیع میتواند بخش قابل ملاحظهاي از هزینههاي زنجیره تامین را تشکیل دهد، جهت کاهش هزینه و افزایش سرعت توزیع کالا، از این سیستم در شرکتها استفاده میشود.
مسئله مورد مطالعه در این پژوهش، بحث شرکت هاي حمل و نقلی می باشد که در محدوده گسترده فعالیت می نمایند، به خصوص شرکت هایی که توزیع کالا را بصورت فروش گرم انجام می دهند[7]،[8] یک مدل دو سطحی شامل انبار و خرده فروشان را در نظر گرفتند.کنسر بیلیر و همکاران - - 2017، آنها مکان و تعداد انبارها را براي آنالیز پارامترهاي عملکردي زنجیره تأمین استفاده نمودند. لذا دلایل عمده از باز نمودن انبار جدید می توان به سرویس دهی بهتر به خرده فروشان ، هزینه حمل و نقل کمتر ، کم نمودن ریسک اختلال در یکی از انبارها ورعایت نمودن سیستم FIFO اشاره نمود.
.2 پیشینه تحقیق
مسئله مسیریابی وسایل نقلیه کلاسیک شامل خدمات از مجموعه اي از مشتریان با خواستههاي شناخته شده توسط ناوگان وسایل نقلیه از یک مرکز توزیع است. به همین منظور سیستم هاي انبار فروش میانی بعنوان یک استراتژي نوآورانه براي به حداقل رساندن هزینههاي غیرضروري به خصوص در شرایط موجودي و سطح خدمات به مشتریان مطرح است. بسیاري از شرکتها براي توسعه استراتژيهاي کارآمد براي کنترل جریان فیزیکی زنجیره تامین خود در حال تلاش هستند. مهمترین جنبههایی که در توسعه این استراتژيهاي جدید مدنظر است، به حداقل رساندن کل هزینه و دستیابی به یک سطح بالایی از چابکی، انعطاف پذیري و قابلیت اطمینان براي خواستههاي مختلف میباشند. وحدانی و توکلی مقدم در سال 2012، استراتژي سیستم هاي انبار تقاطعی را براي ناوگان وسیله نقلیه است که به تحویل و برداشت مجزا در گره هاي مختلف شبکه اجازه داده می شود، ارائه نموند. آنها این موضوع را با عنوان یک مدل برنامه ریزي عدد صحیح مختلط است که با هدف به حداقل رساندن هزینه حمل و نقل می باشد، با استفاده از نرم افزار GAMS بهینه سازي نمودند.[9] در سال 2014،
اگوستینا و همکاران سیستمهاي انبار تقاطعی یکپارچه، برنامهریزي وسائل نقلیه و مسیریابی در زنجیره تامین مواد غذایی را که میتوان با اطمینان به مشتریان فقط در زمان تحویل ارائه نمود، بررسی نمودند. آنها این مسئله را به عنوان یک برنامه صحیح خطی مختلط فرموله و از مفاهیم مناطق مشتري و پنجره زمان سخت براي تحویل جهت کاهش فضاي راه حل استفاده و پس از آن مسئله مذکور را با سیمپلکس حل نمودند.[10] احمدیزار و همکاران در سال 2015، مسئله مسیریابی وسائل نقلیه دو سطحی با سیستمهاي انبار تقاطعی در یک زنجیره تامین سه بخشی که شامل تامین کننده، انبار تقاطعی و خرده فروشان می باشد، ارائه نمودند. آنها دو سطح براي مسیریابی در شبکه در نظر گرفتند. در سطح اول شامل تامین کننده و انبار تقاطعی و در سطح دوم شامل انبار فروش و خرده فروشان میباشد. همچنین آنها الگوریتم ترکیبی ژنتیک با روش جستجوي محلی براي حل مسئله ارائه نمودند.[11]
در سال 2016، وینست و همکاران، مسئله مسیریابی وسائل نقلیه باز با سیستمهاي انبار توزیع در مدل برنامهریزي مختلط خطی ارائه نمودند. آنها توزیع یک محصول با یک انبر توزیع و ناوگان حمل و نقلی همگون بااستفاده از الگوریتم شبیه سازي تبرید براي حل مسئله استفاده نمودند.[12] در سال 2011 کوتزاب و همکاران، در مورد مسئله مسیریابی و مکان یابی هاب که در آن در مورد مکان یابی هاب، تخصیص گره به هاب، مسیریابی در میان گره هایی که به همان هاب با هدف به حداقل رساندن کل هزینه حمل و نقل اختصاص داده شده است تصمیم گیري میکند را مورد بررسی قرار دادند. هر هاب یک وسیله اي است که تمام گره هایی که به یک چرخه اختصاص داده شده است را ملاقات میکند . لذا از یک فرمول برنامه ریزي عدد صحیح مختلط براي حل این مشکل و با استفاده از یک نامعادله معتبر پیشنهاد دادند.
سپس براي این نابرابري و توسعه یک الگوریتم شاخه و برش که بر روي CAB و AP ازمایش شده و در ادبیات به ان اشاره شده است استفاده نمودند. نتایج نشان می دهد که فرمول پیشنهادي قوي تر بوده و الگوریتم شاخه و برش قادر به حل مشکل با بیش از 50 گره است.[13] با توجه به بررسی پژوهش هاي انجام شده مشخص گردید تا کنون پژوهشی در خصوص زمانبندي توزیع و سودآوري حمل و نقل به واسطه کمینه سازي هزینه هاي حمل و نقل نپرداخته است و شکاف تحقیقاتی در این حوزه عدم قطعیت در زمانبندي توزیع می باشد که در این پژوهش به آن پرداخته خواهد شد.
.3 مدل ریاضی
در دو دهه اخیر رقابت بین شرکتها در راستاي عرضه کالا و خدمات، تبدیل به واقعیتی بزرگ براي پیشرفت آنها شده است. امروزه شرکتها و کارخانجات نیازمند یکپارچهسازي و منعطف کردن همه فعالیتهاي تولیدي از تهیه مواد اولیه تا تحویل کالاي نهایی به مصرف کننده، در فرآیندعرضه و پخش محصولات هستند. سیستمهاي توزیع و پشتیبانی بخشی از فرایند زنجیره عرضهاند، به طوریکه جریان موثر و کاراي انبارش کالاها، خدمات و اطلاعات وابسته به آنها را از نقطه شروع تا نقطه مصرف به منظور برآورده کردن نیازمندیهاي مشتري برنامهریزي، اجرا و کنترل میکنند. از طرفی دیگر مکانیابی مراکز توزیع نقش مهمی در برنامه ریزي تسهیلات ایفا میکند. در سال هاي اخیر مکان یابی به عنوان یکی از عناصر کلیدي در موفقیت و بقاي مراکز صنعتی مطرح شده است. مساله مکان یابی مراکز توزیع با نحوه انتخاب مراکز توزیع از مجموعه اي بالقوه به طوري که هزینه هاي مربوطه کل به حداقل برسد تمرکز می کند.لذا جهت مدل سازي مفروضات زیر در نظر گرفته شده است:
-1 فرض بر آن است که برداشت و تحویل محصول مجاز میباشد و یک افق برنامه ریزي براي دریافت محصولات در انبار فروش میانی وجود دارد.
-2 رسیدن همزمان وسایل نقلیه در ناوگان بارگیري ضروري است.
-3 یک تقاضاي معین از محصول وابسته به هر نقطه تقاضا میباشد.
-4 فرض بر آن است، یک قیاسی از انواع محصولات و مقدار هر محصول بارگیري شده در هر بارگیري شناخته شده است.
-5 همه مسیرهاي وسایل نقلیه از انبار فروش میانی شروع و خاتمه مییابند.
-6 برداشت و تحویل در چند بار مجاز نمیباشد. یعنی مشتري حاضر به تحویل گرفتن سفارش در چند بار نمیباشد.
-7 وسایل نقلیه محدودیت ظرفیت دارند.
-8 تعداد وسایل نقلیه محدود میباشد.
-9 وسایل نقلیه توانایی حمل یک یا چند نوع کالاي خاص را دارا میباشند.
-10 تمام وسایل نقلیه در سیستم انبار خرده فروشی مختلف قرار داده شدهاند.
-11شروع و پایان هر مسیر سیستم انبار فروش یکسان است.
-12زمانبندي حمل و نقل تحت عدم قطعیت تابع توزیع احتمالی می باشد
-13وسایل نقلیه ورودي در هر دوره باید در ابتداي دوره به سیستم انبار فروش برسند و وسایل نقلیه خروجی باید در طول روز محمولهها را توزیعنمایند
.3,1 اندیس ها و پارامتر هاي مدل ریاضی:
