بخشی از مقاله
چکیده:
در طی دهه ی گذشته، شبکه های لجستیک حلقه بسته به دلیل قوانین زیست محیطی, افزایش اهمیت اقتصادی و آگاهی مشتریان، مورد توجه روزافزونی قرار گرفته اند. با افزایش رقابت در بازارهای تجاری و کوتاه شدن چرخه ی عمر محصولات ,تنوع تقاضای مشتریان افزایش یافته و در نتیجه تقاضاها با عدم قطعیت مواجه خواهند شد. یکپارچه سازی شبکه ی لجستیک پیشرو و معکوس هنگام طراحی شبکه ی لجستیکی, یکی از عوامل بسیار مهم در زنجیره ی تامین است. در این تحقیق یک مدل برنامه ریزی عدد صحیح مختلط - - MILP برای طراحی شبکه ی لجستیک یکپارچه, چند محصولی, تک دوره ای, به همراه ظرفیت های محدود تحت عدم قطعیت ارائه می شود. مدل پیشنهادی از رویکرد استوارسازی برتسیماس و سیم با در نظر گرفتن اختلال در ظرفیت استفاده کرده است. و در نهایت مدل توسط نرم افزار GAMS حل شده است.
واژه ها ی کلیدی: لجستیک حلقه بسته, عدم قطعیت, بهینه سازی استوار, برتسیماس و سیم
-1مقدمه
شرایط رقابتی جهان, الزلمات قانونی و حساسیت های زیست محیطی, سازمان ها را مسئول جمع آوری محصولات برگشتی خود کرده است تا به احیا, بازیافت و یا انهدام این محصولات به منظور حفظ محیط زیست اقدام ورزند. بسیاری از شرکت ها جهت دست یابی به این اهداف متوجه شدند که اختلاط فعالیت های لجستیک معکوس در زنجیره ی تامین نه فقط موجب کاهش اثرات زیست محیطی می گردد بلکه زمینه را برای کاهش هزینه و افزایش بهره وری از طریق ارائه ی خدمات و محصولات جدیدی که از محصولات بازیافت بدست می آیند, فراهم می کند.
در زنجیره های تامین رو به جلو فعالیت هایی نظیر تولید و برنامه ریزی توزیع انجام می شود در حالیکه در زنجیره های معکوس فعالیت هایی نظیر برنامه ریزی بازیافت محصولات, جداسازی محصولات معیوب و تعمیر یا انهدام صورت می گیرد. ادغام فعالیت های لجستیک معکوس, تغییرات عمده ای در ساختار زنجیره ی تامین کارخانه ها داده است. از آنجا که به شدت کارایی زنجیره های رو به جلو و معکوس باهم در ارتباط هستند, عملکرد هر زنجیره بر زنجیره ی دیگر و بر کل زنجیره ی تامین اثرگذار است. به منظور اجتناب از طراحی جداگانه ی زنجیره ها ی تامین رو به جلو و معکوس, استفاده از یکپارچه سازی مناسب که قادر به حفاظت از هر دو جریان باشد, امری ضروری است.
در همین راستا زنجیره تامین حلقه بسته مطرح گردید که جریان های رو به جلو و معکوس را بصورت یکپارچه در نظر می گرفت. در اینجا، محصولات برگشتی مجبور به بازگشت به مبدا خود نیستند، بلکه می توانند به همان زنجیره ی تامین یا یک زنجیره ی تامین دیگر برگردند. محصولات استفاده نشده ی برگشتی می توانند برای استفاده ی دوباره، تعمیر، بازیافت، تولید دوباره و دفع طبقه بندی شوند. محصولات و مواد به دلایل گوناگونی برمی گردند: محصولات خراب شده که می توانند بار دیگر تعمیر و استفاده شوند، محصولات در مرحله ی پایانی چرخه ی عمرشان که هنوز ارزش دارند، محصولات فروش نرفته موجود در قفسه های خرده فروشان، محصولات پس داده شده و ضایعات و مواد خطرناک. اگر این محصولات برگشتی بصورت کارآمد اداره و کنترل نشوند، آنگاه تولید کنندگان تجهیزات اصلی، متحمل هزینه های بیشتری می شوند.
-2مرور ادبیات
کلیه ی مقالات بررسی شده زنجیره ی تامین حلقه بسته هستند که مرحله ی بازتولید محصولات را با در نظر گرفتن فاکتورهای زیست محیطی دنبال می کنند. تا سال 2006مرحله ی بازتولید محصولات چندان مهم تلقی نمی شد و اکثر مطالعات به مرحله ی تولید اختصاص داشت. اما به تدریج توجه به بازگردانی محصولات در ادبیات موضوع گسترش یافت؛ چنانچه مایکل و جان - - 2007 این موضوع را مطرح کردند.[1] مقاله ی [2] مدل های کمی را برای تصمیم گیری در دو مورد توسعه داده است: -1طراحی ساختار محصول - تولید، ترمیم و بازیافت - -2طراحی شبکه ی لجستیک. هزینه های اقتصادی به عنوان توابع خطی با اجزای ثابت مدل شده اند. این مدل برای مسئله ی طراحی زنجیره ی تامین حلقه بسته برای یخچال ها در مرحله ی تحقیق و توسعه توسط مصرف کننده ی ژاپنی، بکار برده شده؛ مدل برای سناریوهای مختلف با استفاده از پارامترهای مختلف مثل تمرکز فرآیند در مقابل عدم تمرکز، طراحی کالای جایگزین، تغییر کیفیت و کمیت بازگشتی ها اجرا شده است.
سالما و همکاران در سال 2007 طراحی شبکه ی لجستیک معکوس بصورت یک مدل تعمیم یافته از تولید و بازیافت مورد مطالعه قرار داده اند. مدلی که در آن محدودیت ظرفیت و عدم قطعیت وجود دارد. مدل تک محصولی ارائه شده در ابتدا به حالت چندمحصولی توسعه پیدا کرده است. مدل برنامه ریزی عددصحیح مختلط با تکنیک شاخه و کران حل شده است.[3] پاتی و همکاران در سال 2008به مطالعه ی ارتباطات درونی بین اهداف چندگانه ی یک شبکه ی لجستیک گردشی می پردازند. اهداف مطرح شده کاهش هزینه ی لجستیک، بهبود کیفیت محصولات از راه افزایش مرغوبیت منابع و بهبود اثرات زیست محیطی از طریق بازیافت کاغذ می باشد. مدل پیشنهادی به مکانیابی تجهیزات نیز پرداخته است.[4] مقاله ی [5] آنالیزی از شبکه ها ی لجستیک معکوس را نشان می دهد که با خدمات بازتولید محصولات سرو کار دارند.هم چنین پیشوایی و همکاران برون سپاری خدمات post-sale را نیز درنظر گرفته اند.
هدف پیدا کردن مجموعه حل های غیر مسلط برای قرار دادن تسهیل در مکان های بالقوه می باشد. راه حل ارائه شده برای حل مدل دو هدفه ترکیبی از 3 الگوریتم می باشد.جستجوی پراکنده، سیمپلکس دوگان و متد اپسیلون-محدودیت. نتایج عددی حاصل در مثال های آزمایشی روابط بین دو تابع هدف را ارائه می دهد. همچنین نشان می دهد که تابع هدف اول به ساختار شبکه ای متمرکز منجر می شود و بهبود تابع هدف دوم به ساختار شبکه ای غیر متمرکز منجر می شود..فرنسیس و مینر - - 2009 مشکل طراحی شبکه در یک شرکت را مورد مطالعه قرار می دهند که این شرکت محصولات جدید را تولید می کند و محصولات بازگشتی را نیز در مراکز خود بازتولید می کند. در مورد ساختار بازار تمایز بین 2مورد بررسی شده است: حالتی که محصولات تولیدی و بازیافتی هردو در یک بازار عرضه شوند و حالتی که بازار جداگانه ای داشته باشند.
همچنین برای ساختار شبکه ای نیز دو حالت در نظر گرفته شده یعنی حالتی که تولید و بازیافت در یک کارخانه انجام می شوند و حالتی که در کارخانه های مجزا انجام می گیرند. براساس نتایج بررسی ها نشان داده می شود که کارخانه های یکپارچه در شرایط رایج بازار مفیدتر هستند .[6] مقاله ی [7] مدل های پویا را برای مکان یابی و تخصیص تسهیلات برای حل برخی مسائل پیشنهاد می دهد. طراحی شبکه ی لجستیک معکوس تحت عدم قطعیت توسط مدل برنامه ریزی احتمالی دومرحله ای توسعه یافته است. رویکرد یکپارچه سازی نیز برای توسعه ی مدل درنظر گرفته شده است که توسط یک الگوریتم هیوریستیک حل شده است. گوپتا و اونس - - 2009 یک مدل - برنامه ریزی آرمانی غیرپیشگیرانه - و یک رویکرد حل را با اهداف تخصیص اوزان مختلف بر اساس اولویت های هدف مربوطه توسعه داده اند. این مدل، محصولات مختلف و همچنین عملیات مرتبط با محصول، زیرمونتاژ، قطعه، و سطوح مواد را در نظر می گیرد. نوآوری اصلی این مقاله این است که اهداف و محدودیت های مربوط به هر عضو زنجیره تامین به صورت دقیق مدل شده اند.
مدل ریاضی برای ماکزیمم کردن سود پیشنهاد شده است که در آن محدودیت ظرفیتی برای تولید و بازیافت وجود دارد. راه حل ارائه شده نیز براساس روش لاگرانژ و الگوریتم هیوریستیک است. تجزیه و تحلیل ها نشان می دهد که عدم قطعیت تاثیر زیادی در سیاست تولید و بازیافت دارد.[8] پیشوایی و همکاران - - 2010 یک مدل برای طراحی یک شبکه ی لجستیک یکپارچه ارائه شده است. مدل برنامه ریزی عددصحیح مختلط دو هدفه برای پیداکردن مجموعه ای از جواب های غیرمسلط توسط الگوریتم ممتیک توسعه یافته است.اهداف ذکرشده شامل مینیمم کردن هزینه ها و ماکزیمم کردن پاسخ شبکه می باشد.[9] در مقاله ی [10]، مدل کلی زنجیره ی تامین حلقه بسته به کمک منطق فازی بیان شده است. مدل برنامه ریزی فاصله - interval - بوسیله ی تعریف مشخص و شاخص میانگین مربعات خطای بدست آمده از یکپارچه سازی اطلاعات سطوح اعداد فازی ارائه شده است.
نتیجه ی نهایی پس از حل مدل برعهده ی تصمیم گیرنده است. در نتیجه، حل با نمونه های عددی این امکان را برای تصمیم گیرنده فراهم می کند که هزینه های سیستم لجستیک را در هر حالت موازنه کند.مقاله ی [11] یک مدل احتمالی برنامه ریزی عددصحیح مختلط با دو هدف ارائه می کند که جهت یکپارچگی تصمیمات در 2 زنجیره ی روبه جلو و معکوس عمل می کند. برای حل مدل یک رویکرد تعاملی فازی اراوئه شده که توسعه یافته ی ترکیب شماری از رویکردهای موثر از تحقیقات اخیر می باشد.پیشوایی و همکاران - 2011 - در ابتدا یک مدل برنامه ریزی عددصحیح را در حالت قطعی پیشنهاد میدهند سپس مدل پیشنهادی را بوسیله ی مدل بهینه سازی استوار را برای حالت عدم قطعیت در طراحی شبکه ی لجستیک، توسعه می دهند. طراحی شبکه در مقاله محدود به حالت بازیافت می باشد. در آخر جهت ارزیابی استواری راه حل های بدست آمده مقایسه ای با مدل ابتدایی تحت آزمون های مختلف صورت می گیرد.[12]
در مقاله ی [13] مسئله ی مکان یابی- موجودی حلقه بسته درنظر گرفته شده است. در زنجیره ی تامین روبه جلو، مراکز توزیع باید یک محصول واحد را به فروشندگان مختلف با تقاضای تصادفی توزیع کنند. در زنجیره ی معکوس نیز مراکز بازسازی اقلام مرجوعی را از خرده فروشان جمع آوری می کنند، آن ها را به عنوان قطعات تعویضی بازتولید می کنند سپس آن ها را به سمت خرده فروشان اختصاص داده شده به مراکز توزیع می فرستند. این مسئله با استفاده از یک مدل تخصیص مکانیابی غیر خطی مخلوط عددصحیح فرمول بندی می شود. یک الگوریتم دقیق آزاد سازی لاگرانژ دو مرحله ای برای حل این مسئله در این مقاله توسعه داده شده است.
نتایج کامپیوتری و تحلیل حساسیت نشان داده شده اند. شهرباف و دارستانی - 2014 - به دنبال پیداکردن یک راه حل برای بهینه سازی در طراحی شبکه ی لجستیک معکوس مسئله ی مکانیابی مطرح شده را با یک مدل ریاضی توسعه داده اند که هزینه های راه اندازی و حمل ونقل را مینیمم می کند .[14] در مدل مکان یابی- موجودی اسلامی پور و همکاران تمرکز اصلی مقاله بر عدم قطعیت در شبکه ی زنجیرتامین حلقه بسته و تکنیک بهینه سازی استوار است که برای غلبه بر این عدم قطعیت پیشنهاد شده است.این مدل تک محصولی بوسیله ی متد آزادسازی لاگرانژ جهت مینیمم سازی هزینه های زنجیره حل می شود.[15]
مقاله ی [16] یک مدل برنامه ریزی عددصحیح مختلط را برای طراحی شبکه ی زنجیر تامین حلقه بسته با در نظر گرفتن اهمیت اقتصادی و محیطی معرفی می کند. مدل تعریف شده ابتدا مکان بهینه ی مراکز تولید و بازیافت و مراکز جمع آوری و توزیع را مشخص می کند سپس جریان محصولات را سراسر شبکه تخصیص می دهد. برخی مقالات از جمله [15] ،[16] ، [10] و [8] چرخه ی محصول را از مرحله ی تولید تا باز تولید در مدل پیشنهادی خود در نظر گرفته اند در حالی که برخی دیگر از مقالات با در نظر گرفتن مرحله ی بازتولید مدل خود را ارائه کرده اند[14] ، [13] و .[12] مدل های ارائه شده در [4] ، [17] ، [8] ، [9]و [16] عدم قطعیت را در نظر نگرفته اند که در دنیای واقعی در نظر گرفتن حالت عدم قطعیت در بسیاری از موارد لازم بنظر می رسد.[11]و [17] علاوه بر هزینه ها، تاخیر در زمان تحویل را به عنوان هدفی دیگر درنظر گرفته اند.همچنین مقاله ی [9] و حداکثر کردن پاسخگویی به تقاضا را در اهداف خود منظور کرده. حداکثر کردن سود و کاهش اثرات زیست محیطی از دیگر اهداف یاد شده در این مقالات هستند.[18]
-3بیان مسئله
مقاله ی شامل یک زنجیره ی تامین حلقه بسته است شامل: کارخانه ها، محصولات مختلف، مراکز جمع آوری - محصولات بازگردانده شده - ، مرکز دفن زباله و بازارها.کارخانه ها قادر به تولید و همچنین بازتولید هستند. محصولات مرجوعی به مراکز جمع آوری فرستاده می شوند تا معین شود چه بخشی از آن ها می توانند بازتولید شوند. هدف مشخص کردن این است که چه تعداد کارخانه و مرکز جمع آوری باید بازگشایی شوند و چه تعداد محصول در آن ها قرار پیدا کنند.
