بخشی از مقاله
چكیده
انبار متقاطع یک روش بههنگام و سودمند لجستیکی است که هزینه توزیع کاال را کاهش و میزان رضایت مشتریان را افزایش میدهد. انبارکردن - نگهداری - و برداشت سفارشات از انبار دو کارکرد پرهزینه در انبارداری سنتی هستند که با پیادهسازی انبار متقاطع میتوان هزینههای مربوط به این دو کارکرد را در مراکز توزیع به مقدار قابل توجهی کاهش داد. یکی از مسائل کلیدی تاثیرگذار بر اثربخش بودن انبارهای متقاطع، زمانبندی کامیونهای ورودی و خروجی است.
مسئله زمانبندی کامیونها از دو زیر مسئله تخصیص کامیونها به دربها و توالی کامیونها تشکیل شده است. در این پژوهش مسئله زمانبندی کامیونها در انبارهای متقاطع با چندین درب ورودی و خروجی با توجه به محدودیت در توالی تخلیه و بارگیری کاالها بررسی و یک مدل ریاضی برنامه ریزی عدد صحیح با تابع هدف کمینه کردن زمان کل عملیات برای این مسئله ارائه شده است. همچنین در این مسئله فرض شده است ورود کامیونها به دربهای ورودی انبار متقاطع از توزیع احتمالی مثلثی پیروری میکند.
۱- مقدمه
در اقتصاد مشتری محور امروز، انتقال سریع و کم هزینه محصوالت یک مزیت رقابتی برای کسب و کارها محسوب میشود. توزیع کاالها یک بخش اساسی در مدیریت زنجیره تامین و لجستیک به حساب میآید. انبارهای متقاطع یک روش در مدیریت زنجیره تامین و لجستیک است که به دنبال کاهش هزینه انبارداری، هزینه حمل و نقل و کاهش زمان انتظار مشتریان برای دریافت محصوالت میباشد. در سیستم توزیع سنتی، محصوالت ابتدا به انبار فرستاده شده و درآنجا دسته بندی و نگهداری میشوند و پس از دریافت درخواست برای محصولی خاص آن محصول برای مشتری فرستاده میشود.
کینر انبارهای متقاطع را این گونه تعریف میکند، دریافت کاالها از تولید کننده یا تامین کننده برای فرستادن به چندین مقصد مختلف و تجمیع این کاالها با کاالهای دریافت شده از تولید کننده یا تامین کنندهای دیگر و فرستادن آنها به مقصد های مورد نظر .]1[ فرآیند عملیات در انبارهای متقاطع به این گونه است که محصوالت در دربهای ورودی از کامیون های ورودی دریافت میشود و پس از دسته بندی به کامیون های خروجی در دربهای خروجی فرستاده خواهد شد. به علت انبار نشدن کاالها در مراکز توزیع یا انبار شدن برای مدت زمان کوتاه، هزینههای نگهداری کاهش چشمگیری خواهد داشت. از آنجایی که هزینههای انبار گردانی و نگهداری یکی از هزینههای اصلی در زنجیره تامین است، روش انبارهای متقاطع با استقبال چشمگیری از سوی کسب و کارها روبرو شده است.
در دهه هشتاد میالدی والمارت به عنوان اولین فروشگاه خردهفروشی استراتژی انبار متقاطع را به کار گرفت و ۵۸ درصد کاالها را از طریق سیستم انبار متقاطع به دست مشتریان رساند و توانست به پر سود ترین خرده فروشی در آن زمان تبدیل شود .]2[ تولیدکنندگان و خردهفروشان در حال تالش برای رسیدن به یک موازنه بین میزان حمل و نقل و سطح موجودی هستند، کاهش هزینه حمل و نقل و افزایش سرعت جریان کاال باعث بهبود خدمات مشتری میشود.
همچنین تحوالت اخیر در استفاده از فناوری اطالعات برای اتوماسیون جریان اطالعات در زنجیره تامین و هوش مصنوعی برای کاهش عدم اطمینان باعث استفاده بیشتر از انبارهای متقاطع شده است. برای پیاده سازی استراتژی انبار متقاطع، سازمان باید داری زنجیره تامین به بلوغ رسیده و سیستم فناوری اطالعات اثربخشی باشد. انبارهای متقاطع با به کارگیری استراتژی استفاده از حداکثر ظرفیت کامیونها هزینه حمل و نقل را کاهش میدهند.
تصمیم گیری در مورد انبارهای متقاطع در سه سطح استراتژیک، تاکتیکی و عملیاتی مورد بررسی قرار میگیرد .]3[ در سطح استراتژیک بیشتر به مشخصات و ویژگیهای فیزیکی انبارهای متقاطع از جمله مکان یابی، جا نمایی، شکل انبار که میتواند به صورت - X,E,T,U,L - و همچنین تعداد دربهای ورودی و خروجی و حمل و نقل داخلی انبارهای متقاطع که میتواند به وسیله لیف تراک یا تسمه نقاله و یا ترکیبی از هر دو صورت بگیرد، پرداخته میشود.
در سطح تاکتیکی درباره نحوه سرویس دهی دربها که میتوانند به صورت اختصاصی برای کامیون های ورودی یا خروجی تخصیص داده شوند یا به صورت عمومی برای هم کامیون های ورودی و هم خروجی قابل استفاده باشند و همچنین میزان ظرفیت انبار موقت در صورت وجود و دیگر منابع مانند نیروی انسانی و تعداد تجهیزات مورد بررسی قرار میگیرد. در سطح عملیاتی تصمیماتی در مورد مسیریابی وسایل نقلیه، زمانبندی کامیون ها و ذخیره سازی موقت محصوالت اتخاذ میشود. پژوهشهای صورت گرفته در مورد مسئله زمانبندی کامیونها در انبارهای متقاطع در سه گروه مختلف قرار میگیرند]4[ و .]5[ همچنین بویسن و همکاران [22] در پژوهش خود اثبات کردند که مسئله زمانبندی کامیون ها در انبارهای متقاطع در رده مسائل NP-hard قرار می گیرد.
گروه اول: زمانبندی کامیونها در انبار متقاطعای که دارای یک درب ورودی و یک درب خروجی است. در این گروه مسئله زمانبندی به مسئله توالی کامیونها کاهش پیدا میکند. کار پژوهشی یو و اگبلو ]6[ در مورد این مسئله است که به صورت برنامهریزی مختلط عدد صحیح مدل شده است و فرض بر این است که کاالها قابل تعویضاند و یک انبار موقت در نزدیکی درب خروجی قرار گرفته است. هدف مدل کمینه کردن زمان انجام عملیات به وسیله پیدا کردن بهترین توالی برای کامیونهای ورودی و خروجی است. گلشنی و همکاران ]7[ و کشتزاری و همکاران ]8[ برای حل همین مسئله چندین الگوریتم فراابتکاری ارائه کردهاند.
گروه دوم: زمانبندی کامیونهای ورودی یا خروجی در انبار متقاطعای که چند درب ورودی و خروجی دارد، فرض میشود که متناظرا زمانبندی کامیونهای خروجی یا ورودی قبال صورت گرفته است . فتحی و همکاران [9] برای حل این مسئله یک مدل برنامهریزی عدد صحیح مختلط ارائه کردهاند که هدف آن کمینه کردن زمان انتظار کامیونهاست. لیااو وهمکاران ]10[ چند الگوریتم فراابتکاری برای کمینه کردن زمان تاخیرات کامیونها با فرض مشخص بودن زمانبندی خروج کامیونهای خروجی ارائه کردهاند.
گروه سوم: زمانبندی همزمان کامیونهای ورودی و خروجی در انبار متقاطعای که چند درب ورودی و خروجی دارد. محتشمی و همکاران [11] یک مدل ریاضی چند هدفه برای کمینه کردن دامنه عملیات، هزینه حمل و نقل و تعداد سفرهای کامیونها ارائه کردند. در این مدل فرض بر این است که کامیونها میتوانند کاالها رو از تامین کننده به انبار متقاطع ببرند یا به صورت مستقیم کاال را به دست مشتری برسانند، برای حل این مدل از الگوریتم چند هدفه بهینهسازی ازدحام ذرات و NSGA-ll استفاده کردهاند. ویسیتیپانیچ و هنگمیچای [12] یک مدل برنامهریزی عدد صحیح مختلط با تابع هدف کمینه سازی دامنه عملیات ارائه کردند و برای حل آن یک الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات بهبود یافته GLNPSO معرفی کردند و نتایج بدست آمده را با الگوریتم PSO مقایسه کردهاند.
الیدر و آلپن ]13[ مسئله زمانبندی کامیونها و مدیریت و کنترل پالتها در انبار متقاطع را مورد بررسی قراردادند و به صورت یک مدل برنامهریزی عدد صحیح ارائه دادند، همچنین به علت پیچیدگی محاسباتی مسئله سه الگوریتم ابتکاری برای کمینه سازی تعداد پالتها در انبار و کمینه سازی نارضایتی تامین کنندگان ناوگان حمل و نقل معرفی کردهاند. در بحث عدم قطعیت در انبارهای متقاطع عالوه بر عدم قطعیت در تقاضای مشتری و عدم اطمینان عرضه از طرف تولید کننده - که خارج از حوزه تصمیم گیری مدیران انبارهای متقاطع قرار میگیرند - ، رویدادهای غیر منتظره ای می تواند باعث ایجاد عدم قطعیت شود و تصمیم گیری میران انبارهای متقاطع را تحت تاثیر قرار دهد .]14[ این رویدادها را میتوان در سه دسته مورد بررسی قرار داد:
دسته اول: رویدادهای خارجی که به وسیله عواملی خارج از مراکز توزیع انبارهای متقاطع ایجاد میشوند. زمان ورود کامیونها، تعداد کامیونهای ورودی، خرابی کامیونها، جریان حمل و نقل و کاالهای درون کامیونها در این دسته قرار میگیرند . کنور و گلیاس ]15[ در پژوهش خود زمان ورود کامیونهای ورودی را نامعلوم درنظر گرفته و تنها اطالعات مربوط به حد پایین و حد باال برای ورود هر کامیون را در دسترس فرض کردهاند.
در این پژوهش چهار حالت قطعی، خوشبینانه، بدبینانه و ترکیبی برای مسئله در نظر گرفته شده و تابع هدف کمینه کردن کل زمان سرویس دهی فرض شده است و برای حل دو حالت خوشبینانه و بدبینانه دو الگوریتم ژنتیک معرفی شده است. امینی و توکلی مقدم ]16[ مسئله زمانبندی کامیونها در انبارهای متقاطع را در شرایطی که احتمال خرابی کامیونها در زمان سرویس دهی وجود دارد مورد بررسی قرار دادند و فرض شده که نرخ خرابی کامیونها از توزیع پواسون پیروی میکند. در این تحقیق یک مدل دو هدفه برای این مسئله ارائه و با دو الگوریتم فرا ابتکاری چند هدفه NSGA-II و MOSA حل شده است.
دسته دوم: رویدادهایی که به وسیله عوامل درون انبارهای متقاطع رخ میدهد. زمان خروج کامیونها، زمان پردازش، در دسترس بودن تجهیزات و منابع الزم و تعداد کامیونهای موجود در این دسته قرار میگیرند. مک ویلیام ]17[ برای مسئله زمانبندی کامیونها با زمان پردازش مختلف یک مدل با فرض ناهمگون بودن بستههای موجود در کامیونها با تابع هدف کمینه سازی زمان پردازش پیشنهاد کرده که میتوان از آن هم در سیستم های دستی به وسیله لیف تراک و هم در سیستم های اتوماتیک مانند تسمه نقاله استفاده کرد. اکار و همکاران ]18[ برای مسئله زمانبندی کامیونها در شرایط عدم قطعیت برای زمان ورود و خروج کامیونها از انبارهای متقاطع و عدم دسترسی به اطالعات مربوط به بار کامیونها یک مدل ریاضی با تابع هدف کمینه کردن میزان زمان بیکاری ارائه و را با الگوریتم فرا ابتکاری حل کردهاند.
دسته سوم: شرایطی را شامل میشود که عوامل داخلی و خارجی با هم باعث ایجاد رویدادهای غیر منتظره در انبارهای متاقطع میشوند. پژوهش لی و همکاران ]19[ در این دسته قرار میگیرد، در این پژوهش عدم قطعیت در دسترسی به کامیونها و زمان پردازش و دسترسی به منابع مورد مطالعه قرار گرفته و مدلی با تابع هدف کمینه کردن زمان سرویس دهی ارائه شده است. در این پژوهش مسئله زمانبندی کامیون ها در انبار متقاطع با چندین درب ورودی و خروجی که خود از دو زیر مسئله تخصیص کامیون ها به درب ها و توالی کامیون ها تشکیل میشود، با فرض کردن ورود کامیونها به دربهای ورودی بر اساس توزیع مثلثی و محدودیت در توالی تخلیه و بارگیری کاالها مورد مطالعه قرار گرفته است.
۲- مدل
در این پژوهش مدل ریاضی که یه و همکاران ]20[ ارائه کردهاند مورد بررسی قرار گرفته و تغییراتی در آن داده شده است. این مدل خود از ترکیب دو مدل ریاضی یو و اگبلو ]6[ و فان بله و همکاران ]21[ که برای زمانبندی کامیونها در انبارهای متقاطع معرفی کرده-اند، نوشته شده با این تفاوت که در این مدل ترتیب تخلیه و بارگیری کاالها در کامیونها مورد توجه قرار گرفته است. عالوه بر این فرض شده است که دسترسی به کامیونهای ورودی - ورود کامیونهای ورودی به انبار متقاطع - از توزیع مثلثی پیروی میکند.
