بخشی از مقاله
چکیده:
در حوزه توزیع زنجیره تأمین درگذشته کالاها بهصورت مستقیم و نقطهبهنقطه ارسال میشد. این عمل هزینههاي زیادي را بر زنجیرههاي تأمین تحمیل مینمود؛ در این رابطه انبارهایی میان سطوح مختلف زنجیره تأمین با عنوان انبارهاي میانی شکل گرفت. انبارهاي عبوري از انواع انبارهاي میانی بوده که با توجه به عدم نگهداري کالا توانست پاسخگوي تقاضاي محصولاتی باشد که طول عمر کوتاه و هزینه نگهداري بالا دارند. در این مطالعه تقاضاي چندگانه براي محصولات در نظر گرفتهشده است که در آن مشتریان، تأمینکنندگان و انبار عبوري در پنجره زمانی مختص به خود خدمترسانی میشوند. این تحقیق با تکیهبر اینکه مفهوم انبارهاي عبوري همراه با مسیریابی وسیله نقلیه مفهومی نوپا و جدید بوده، تلاش نموده است در سطح عملیاتی با استفاده از فرضیات منطقی مدلی نزدیک به دنیاي واقعی ارائه دهد. براي مسئله موردنظر یک مدل عدد صحیح مختلط پیشنهادشده است که براي صحت مدل ریاضی ارائهشده، آزمایشهاي عددي آن توسط نرمافزار GAMS انجامگرفته است.
کلمات کلیدي: انبار عبوري؛ مسیریابی وسیله نقلیه؛ تقاضاي چندگانه؛ پنجرهي زمانی؛ برنامه عدد صحیح مختلط.
.1 مقدمه
امروزه شرکتهاي تجاري در تلاش هستند تا از رقباي خود پیشی بگیرند. آنها این کار را با کاهش قیمت محصولات، افزایش کیفیت، دسترسی آسانتر، خدمات پس از فروش و ... انجام میدهند. مرحله توزیع محصولات یکی از مراحل هزینهبر شرکتها است که در مطالعات بسیاري تلاش بر این بوده است که هزینههاي حملونقل و توزیع را کاهش دهند. درگذشته، انتقال کالاها به مشتریان بهصورت نقطهبهنقطه1 صورت میگرفت. بعدها که مباحث مدیریت زنجیره تأمین2 مطرح شد و گسترش یافت، شرکتها دریافتند که این شیوه انتقال باعث تحمیل هزینههاي زیادي به آنها میشود بنابراین به سمت کشف سیاستهاي بهینه براي انتقال کالا حرکت کردند. چندي بعد رویکرد جدیدي به نام انبارهاي میانی3 معرفی شد. انبارهاي میانی وظیفه داشتند که تولیدات شرکتهاي مختلف را در خود ذخیره کرده و پس از سفارش مشتري آنها را ارسال کنند. این رویکرد با مشکلاتی همراه بود، ازجمله آنها میتوان به کالاهایی اشاره کرد که هزینهي نگهداري موجودي زیادي داشتند و در صورت انبار کردن آنها، شرکتها متحمل ضرر میشدند و یا کالاهایی که نیاز به ارسال سریع آنها بود و در صورت انبار کردن آنها زمان زیادي براي ارسال صرف میشد. ازاینرو محققین به دنبال رفع مشکلات و ارائه راهکارهاي بهتر برآمدند.
بعد از مدتی مفهوم انبار عبوري4 مطرح گردید. انبار عبوري سیاستی است که سرعت خدمترسانی را افزایش داده و هزینههاي انبارداري را حذف میکند. در حقیقت انبار عبوري روشی است در جهت اجراي سیستم بهنگام5 که کالاها با سرعت و کیفیت بالا همراه با هزینه کم به محلهاي تقاضا تحویل داده شوند. سازمانهاي زیادي از این سیاست استفاده کردهاند؛ بهطور مثال شرکت وال مارت6 با استفاده از این سیاست اکنون یکی از فروشگاههاي بزرگ و موفق جهانی بهحساب میآید .[1] مسئله مسیریابی وسایل نقلیه7 نیز موضوعی است که در سالهاي اخیر محققین بسیاري را به خود جذب کرده است. در مبحث مسیریابی وسایل نقلیه به دنبال بهترین مسیري هستیم که یک یا چند وسیله نقلیه با ظرفیتهاي یکسان یا متفاوت، کالاهایی را از عرضهکنندگان مشخص به مشتریان مشخص برسانند.
مبحث مسیریابی نیز اخیًرا همراه با انبار عبوري استفاده و نشان دادهشده است که تلفیق این دو مبحث میتواند فواید زیادي را براي شرکتها به همراه داشته باشد. در ادامه روند عملکرد و عملیات مرتبسازي8 در انبار عبوري در شکل 1 نشان دادهشده است. در این مقاله ابتدا پیشینهي تحقیق و سپس تعریف مسئله مسیریابی وسایل نقلیه همراه با انبار عبوري در شرایط وجود تقاضاي چندگانه موردبررسی قرار میگیرد. رابطه بین مصرف انرژي و قیمت انرژي در ادامه میآید. پسازآن برآورد این رابطه در کوتاهمدت و بلندمدت، تابع واکنش آنی، آزمون علیت گرنجر و تجزیهي واریانس در دو بخش خانوارها و صنعت ارائه میشوند. در پایان نیز نتیجهگیري و ارائهي پیشنهادهاي آتی بیان خواهد شد.
.2 مرور ادبیات
حملونقل در بخشهاي اقتصادي اعم از تولیدي و خدماتی از جایگاه مهمی برخوردار است و سهم قابلتوجهی از تولید ناخالص ملی هر کشور را به خود اختصاص میدهد. به همین جهت مدیران و برنامهریزان همواره در جستجوي راهکارهایی جهت بهبود وضعیت حملونقل و کاهش هزینههاي مرتبط با آن میباشند. در صنایع، مسئله توزیع کالا، یکی از مسائل بسیار مهم در مقوله زنجیره تأمین بوده و مطالعات فراوانی در این زمینه انجامگرفته است. همانطور که بیان گردید، هدف این پایاننامه، بهبود در توزیع کالا در شرایط، وجود انبار عبوري و تقاضاي دورهاي مشتریان به کمک مسیریابی وسایل نقلیه مورداستفاده میباشد، بنابراین در این بخش مروري بر مطالعات انجامگرفته در این زمینه انجام میگیرد.
در مطالعات انجامگرفته، توزیع محصولات توسط انبار عبوري در سه سطح موردبررسی قرارگرفتهاند که عبارتاند از: سطح عملیاتی، سطح تاکتیکی و سطح استراتژیک. برنامهریزي در سطح عملیاتی انبار عبوري شامل مسائل زمانبندي، تخصیص، حمل بارها، مسیریابی و تخصیص محصولات هست. با توجه به ادبیات موضوع مربوط به انبار عبوري، یکی از مسائل مهم که در دهه اخیر موردتوجه پژوهشگران قرارگرفته است، مسئله مسیریابی وسایل نقلیه میباشد .[2]
مسئله مسیریابی وسایل نقلیه همراه با انبار عبوري - - VRPCD9 اولین بار توسط لی و همکاران [3] معرفی گردید. در این مسئله فرض شده است که وسایل نقلیه همزمان به انبار عبوري میرسند و بعدازآنکه عملیات داخلی انبار عبوري و بارگیري بارها از دربهاي خروجی انجام شد، مسیریابی این وسایل نقلیه از انبار عبوري تا مشتریان براي عملیات تحویل صورت میگیرد. در این مطالعه وسایل نقلیه با ظرفیت محدود و بهصورت همگون10 در نظر گرفتهشدهاند و همچنین دربهاي ورودي و خروجی انبار عبوري با ظرفیت نامحدود براي بهکارگیري توسط تمام وسایل نقلیه فرض شدهاند. علاوه بر این در مطالعه مذکور تحویل تفکیکپذیر11 کالا مجاز نمیباشد، به این معنی که هر مشتري توسط یک وسیله نقلیه خدمترسانی میشود. هدف مسئله یادشده، مشخص کردن تعداد وسایل نقلیه، انتخاب بهترین مسیر، زمانبندي وسایل نقلیه و به حداقل رساندن هزینه حملونقل میباشد.
مسئله فوق توسط یک مدل برنامهریزي عدد صحیح مختلط12 فرموله شده و براي حل آن از یک الگوریتم جستجو ممنوعه13 استفاده گردیده است. ون و همکاران [4] نوع جدیدي از مسئله مسیریابی وسایل نقلیه با انبار عبوري را ارائه دادند که در آن نیاز به همزمان رسیدن وسایل نقلیه وجود ندارد. همچنین آنها در مطالعه خود محدودیت پنجره زمانی را براي تأمینکنندگان و مشتریان درنظرگرفتند. این پژوهشگران مسئله خود را بهصورت یک مدل برنامهریزي خطی عدد صحیح مختلط14 باهدف به حداقل رساندن هزینه کل حملونقل فرموله کرده و براي حل آن از یک الگوریتم جدید جستجو ممنوعه استفاده نمودند. با توجه به مطالعات انجامگرفته در این زمینه، میتوان به این نکته اذعان کرد که مطالعه ون و همکاران [4] در پژوهشهاي بعد از خود، نقش اساسی داشته است.
پنجره زمانی نرم اولین بار توسط میائو و همکاران [5] در مسئله VPRCD ارائه شد. در این پژوهش یک مدل حمل و انتقال کالا15 باهدف کمینه کردن هزینه حملونقل و هزینه جریمه - مربوط به عدم تحویل بار در پنجره زمانی نرم - استفادهشده است. در ادامه مطالعات انجامگرفته، موسی و همکاران [6] علاوه بر استفاده از انبار عبوري براي توزیع کالا، این امکان را براي وسایل نقلیه در نظر گرفتند که بهصورت مستقیم بار خود را از تأمینکننده به مشتریان تحویل دهند.
در مطالعه آنها یک مدل برنامهریزي عدد صحیح براي فرموله کردن این مسئله ارائه گردید و در حل آنیک روش جستجوي محلی که در الگوریتم بهینهسازي کلونی مورچگان - ACO16 - تعبیهشده، استفادهشده است. مسئله VRPCD در زنجیره تأمین توسط دوندو و همکارانش [7] براي نخستین بار، ناوگان مختلط و تحویل تفکیکپذیر را در مسئله VRPCDدر نظر گرفتند تا هزینههاي حملونقل که شامل هزینههاي ثابت و متغیر وسایل نقلیه است را به حداقل برسانند. براي فرموله کردن این مسئله یک مدل برنامهریزي عدد صحیح مختلط خطی پیشنهادشده است. سانتوس و همکاران [8]، مسئله تحویل و بارگیري با انبار عبوري - PDPCD17 - را مطرح کردند. این مسئله به وسایل نقلیهاین اجازه را میدهد که در نقاط تحویل کالا به مشتریان امکان بارگیري از آنها وجود داشته باشد. این مسئله توسط یک مدل برنامهریزي عدد صحیح فرموله و به کمک یک الگوریتم شاخه-
قیمت حل گردید. موسوي و همکاران [9] مسئله مسیریابی و زمانبندي وسایل نقلیه به همراه مکانیابی انبارهاي عبوري را موردمطالعه قراردادند و یک مدل برنامهریزي عدد صحیح مختلط را براي فرموله کردن آن ارائه کردند. هدف از طرح این مسئله به حداقل رساندن کل هزینههاي حملونقل در عملیات بارگیري و تحویل، هزینههاي عملیاتی وسایل نقلیه و هزینه مربوط به جریمه زود کرد یا دیرکرد تحویل به مشتریان بود. همچنین این پژوهشگران یک الگوریتم شبیهسازي تبرید - - SA18 را براي حل این مسئله مورداستفاده قراردادند.
صفري [10] مسئله مکانیابی انبارهاي عبوري و مسیریابی وسایل نقلیه با محدودیت ظرفیت در یک زنجیره تأمین چند سطحی مطرح نمودند و آن را بهصورت یک مدل برنامهریزي عدد صحیح فرموله کرده و یک الگوریتم جستجوي ممنوعه جهت حل آن ارائه کردند. آگوستینا و همکارانش [11]، مطالعهاي در مورد توزیع مواد غذایی - شامل تولیدات کشاورزي و محصولات دیگري با عمر مفید کوتاه از قبیل شیرینی، نان، مواد غذایی دریایی - انجام دادند. این تحقیق اذعان میدارد که در صورت وجود انبار عبوري، مواد غذایی میتواند بهموقع و با کمترین هزینه تحویل، نگهداري موجودي، حملونقل و هزینه جریمه زود کرد یا دیرکرد تحویل، به مشتریان تحویل داده شود.
پنگ ین و همکاران [12] مسئله مسیریابی وسایل نقلیه سبز را به همراه انبار عبوري در نظر گرفتند. در این پژوهش یک روش جدید جهت مسیریابی وسایل نقلیه سبز ارائهشده است. در این مطالعه محدودیت شدت انتشار دياکسید کربن توسط وسایل نقلیه در نظر گرفتهشده است. این مسئله توسط یک الگوریتم کلونی زنبورعسل19 حل گردید که در مقایسه با الگوریتم جستجو ممنوعه نتایج بهتري را ارائه میداد. چن و همکاران [13] مسئله مسیریابی وسایل نقلیه به همراه انبارهاي عبوري چندگانه را مطرح نمودند. در این مطالعه محصولات توزیعشده متفاوت در نظر گرفتهشده است. یک مدل ریاضی براي به حداقل رساندن هزینه کل عملیات در این تحقیق ارائهشده است که با توجه به پیچیدگی بالاي مدل با استفاده از رویکرد بهینهسازي ذرات خودآموز - - SLPSO20 به حل آن پرداختهشده است.
یئو و همکاران [14] اولین کسانی بودند که مسئله مسیریابی وسایل نقلیه باز را به همراه انبار عبوري پیشنهاد کردهاند. در این تحقیق یک نوع محصول توزیعشده و تنها از یک انبار عبوري استفاده گردیده است. همچنین ناوگان وسایل نقلیه همگون، از نقاط مختلف عملیات بارگیري را آغاز میکنند و محدودیت رسیدن همزمان وسایل نقلیه به انبار عبوري درنظرگرفتهشده است. براي فرموله کردن این مسئله یک مدل برنامهریزي عدد صحیح مختلط خطی جهت کمینه کردن هزینه حملونقل و هزینه بهکارگیري - اجاره - وسایل نقلیه ارائهشده است و در حل آنیک الگوریتم فرا ابتکاري SA استفادهشده است. موسوي و وحدانی [15] یک مدل بهینهسازي استوار را در شرایط عدم قطعیت دادههاي ورودي در مسئله زمانبندي و مسیریابی وسایل نقلیه همراه با مکانیابی انبار عبوري در شبکههاي توزیع ارائه کردهاند و مسئله را توسط یک مدل برنامهریزي عدد صحیح مختلط خطی فرموله نمودهاند آنها از یک الگوریتم رقابت استعماري_خود تطبیقی21 براي حل این مسئله استفاده کردهاند.
