بخشی از مقاله
چکیده:
لازمه توسعه پایدار در زنجیره تأمین در نظر گرفتن مسئولیتها و ملاحظات اجتماعی و زیست محیطی در کنار اهداف اقتصادی است .در همین راستا در این تحقیق یک مدل ریاضی به منظور طراحی زنجیره تأمین چند محصولی چند سطحی حلقه بسته ی پایدار جهت کاربرد در صنایع نساجی ارایه شده است، با توجه به ویژگی ها، قابلیت ها و چالش های صنعت مورد مطالعه، مدل های ریاضی ارایه شده با تمرکز بر کاهش اتلاف منابع آب و به حداقل رساندن اثرات زیست محیطی فاضلاب های صنعتی تولید شده و همچنین در نظر گرفتن رویکرد ایجاد اشتغال عدالت محور توسط زنجیره ی تأمین این صنعت می باشد.
به عنوان یک نوآوری دیگر در مدل های ارایه شده از یک رویکرد مبتنی بر خوشه بندی جهت مکانیابی تسهیلات استفاده شده است. لازم به ذکر است برای حل مدل در مسائل با ابعاد کوچک روش محدودیت اپسیلون معرفی و بکار رفته است، همچنین جهت حل مدل در مسائل با ابعاد بزرگ الگوریتم فراابتکاری رقابت استعماری معرفی NP-Hard گرفته شده است .مقایسه آماری نتایج دو روش حل در مسایل مختلف نشان می دهد روش حل بکارگرفته شده کارایی و اعتبار لازم را داراست.
1 مقدمه
امروزه با به وجود آمدن بحران های متعدد زیست محیطی و گسترش بحث توسعه پایدار دیگر توجه صرف به اهداف اقتصادی کافی نیست و بسیاری از سازمانها مجبور به در نظر گرفتن اهدافی دیگری مانند مسائل اجتماعی و زیست محیطی هستند. امروزه مشتریان بیشتر به محصولات زیست سازگار تمایل دارند. از طرفی فشار گروه های دوست دار طبیعت، سازمان های بین المللی و دولتی حامی مسائل زیست محیطی و مصرف بهینه انرژی، باعث توجه سازمان ها به مسائل مرتبط با مدیریت زیست محیطی و انرژی شده است.
یکی از فرآیندهایی که می تواند در هر سازمانی برای مدنظر قراردادن این مهم و اعمال آن در کلیه فرآیندهای کاری مؤثر واقع شود، زنجیره تأمین است. با توجه به اهمیت این موضوع، در تحقیق حاضر تلاش بر این بوده است تا با در نظر گرفتن دو بعد اقتصادی و زیست محیطی پایداری، به مدل سازی و تصمیم گیری در سطح برنامه ریزی و طراحی زنجیره تامین پرداخته شود. اساس کار در این تحقیق بر پایه مدل سازی ریاضی می باشد.
کوشش شده است تا با در نظر گرفتن هزینه های زنجیره تامین - هزینه های ثابت، متغیر، خرید مواد خام و هزینه کمبود - و همچنین با در نظر گرفتن هزینه فرصت از دست رفته در تسهیلات - مراکز تولید، توزیع و تصفیه خانه ها - ، اثرات زیست محیطی در شبکه زنجیره تامین وحداقل کردن زمان ساخت محصولات در زنجیره، شبکه زنجیره تأمین پایدار چند محصولی و چند سطحی با رویکرد مدیریت بحران آب - در شرایط خشکسالی - طراحی گردد و با حل مدل به وسیله نرم افزار گمز ، به راه حلی پایدارتر در سطح برنامه ریزی زنجیره تامین دست یابیم. سپس با استفاده از الگوریتم فرا ابتکاری رقابت استعماری به بهینه سازی مدل پرداخته ایم.
در ادامه مقاله و در بخش دوم ادبیات و پیشینه ی تحقیق مورد بررسی قرارگرفته است. در بخش سوم شبکه زنجیره تأمین حلقه بسته معرفی گردیده و سپس مدل ریاضی تشریح گردیده است. همچنین در بخش چهارم روش حل مدل ریاضی بیان شده و در بخش پنجم مثاتل کاربردی و نتایج حل و نیز تحلیل آن پرداخته شده است. در بخش ششم برای بررسی کارایی و اعتبار روش فراابتکاری معرفی شده 15 مسأله آزمایشی بصورت تصادفی در ابعاد مختلف تولید شده، سپس توسط هر دو روش حل شده و نتایج ارائه شده است. در نهایت در بخش هفتم نتیجه گیری و پیشنهادات جهت تحقیقات آتی آورده شده است.
2 مرور پیشینه تحقیقات مرتبط
در اقتصاد کنونی شاهد تغییرات نگرشی در تئوری های مدیریتی و ااقتصاد سیاسی هستیم که توجه ویژه ای به مسئولیت های اجتماعی بنگاه ها و پاسخگویی بنگاه ها در حوزه های اجتماعی و محیطی دارند. مقوله ی شبکه های زنجیره تامین حلقه بسته جزء مفاهیمی است که در نیم قرن گذشته در عرصه تولید و صنعت اهمیت و ضرورت یافته است. در این فصل نخست به معرفی زنجیره های تأمین و برخی از مفاهیم مرتبط با آن در حوزه ی طراحی شبکه و ویژگیهای آن، پرداخته شده و در ادامه با توجه به استفاده از مباحث مساله مکان یابی در مدل ارایه شده، مساله ی مکان یابی و ارتباط آن با مسایل طراحی شبکه زنجیره ی تأمین مطرح شده است.
در انتها به مرور برخی مقالات و تحقیق هایی پرداخته شده است که در ارتباط بامدل های مکان یابی تسهیلات در مسائل طراحی زنجیره تأمین کار کرده اند. در این راستا سیمچی و همکاران[1]، طی مقاله ای به معرفی زنجیره تأمین پرداختند: یک زنجیره ی تأمین شامل سازمان هایی است که فعالیتها و فرآیندهای زنجیره ی تأمین را به یکدیگر متصل می نمایند. در حالت عمومی زنجیره ی تأمین شامل تأمین کنندگان، تولید کنندگان، خدمت دهندگان لجستیکی، خرده فروشان و مصرف کنندگان نهایی است.
فلیچسمن و همکاران[2]، یک مدل طراحی زنجیره تأمین ارایه کردند که در آن جریان رو به جلو موازی با جریان رو به عقب، بدون در نظر گرفتن محدودیت ظرفیت بهینه می شد. این مدل در چهار سطح شامل مراکز تولید، مراکز توزیع، مراکز دریافت و مراکز باز تولید، و با هدف کمینه کردن هزینه ها و در حالت تک دوره ای و تک محصولی گسترش یافته است. آستر و همکاران[3]، یک مدل زنجیره تأمین حلقه بسته، در حالت چند محصولی ارایه کردند. در مدل آنها فقط در رابطه با مکان های مرکز جمع آوری و احیا تصمیم گیری می شود چون در این مدل فرض شده است که شبکه لجستیک مستقیم وجود دارد.
البته در این مدل جریان های مستقیم و معکوس به طور هم زمان بهینه میشوند، بنابراین این مدل جزو مدل های حلقه بسته محسوب می شود. لو و بوستل[4]، یک مدل مکان یابی تسهیلات با ظرفیت محدود برای طراحی سیستم یک شبکه ی باز تولید ارایه دادند. برای حل مدل از یک روش ابتکاری بر پایه روش لاگرانژ استفاده شده است . کو و ایوان[5]، یک مدل طراحی زنجیره تأمین حلقه بسته در حالت پویای چند محصولی و در سه سطح گسترش داده اند.
در این مدل ظرفیت تسهیلات به صورت تک ظرفیتی در نظر گرفته شده است. برای حل مدل از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. پیشوایی و همکاران[6]، یک مدل بهینه سازی استوار در شرایط عدم قطعیت برای طراحی یک زنجیره تأمین حلقه بسته ارایه کرده اند. در مدل آنها با فرض وجود مجموعه ای از مکان های بالقوه برای احداث کارخانه ها، مراکز توزیع و مراکز انهدام، در رابطه با این که کدام یک از مکان ها برای ایجاد تسهیلات انتخاب شوند و این که نحوه تخصیصات محصولات به تسهیلات چگونه باشد، با هدف کمینه کردن هزینه ها تصمیم گیری شده است .
در این مدل برای حل روش بهینه سازی استوار پیشنهاد شده است. در ضمن مدل ارایه شده توسط آنها در حالت تک محصولی و تک دوره ای گسترش یافته است. وانگ و هسو[7]، در تحقیق خود یک مدل عمومی زنجیره تأمین حلقه بسته را ارائه کردند که در آن مکان تولیدکنندگان، توزیع کنندگان و مراکز دریافت تعیین می شد. در این مدل در جریان های مستقیم و برگشتی از مراکز توزیع به عنوان تسهیلات ترکیبی استفاده شده است. برای حل مدل خود از الگوریتم ژنتیک مبتنی بر درخت گستره استفاده کردند.
ال ساید و همکاران[8]، در تحقیق خود یک مدل چند دوره ای و چند سطحی برای یک زنجیره تأمین حلقه بسته را گسترش دادنددر این مقاله یک مدل برنامه ریزی خطی مختلط تصادفی، به صورت یک برنامه ریزی تصادفی چند مرحله ای فرموله شده است. تانگ و ژوو[9] یک تحقیق مروری بر روی تحقیقات صورت گرفته در حوزه ی کاربرد های پژوهش عملیاتی و مبانی مدیریتی در حیطه مدیریت پایدار پرداختند.
براندبرگ و همکاران[10]، مدل های کمی را معرفی نمودند که در آن ابعاد مختلف پایداری در زنجیره تأمین رو به جلو مورد بررسی قرار گرفته است و آویسو و همکاران[11]، طی مقاله ای با اشاره به اهمیت موضوع آب در زنجیره تامین به انتظارات افزایش فشارهای جهانی با توجه به افزایش جمعیت، رشد اقتصادی و تغییرات آب و هوا در مورد موضوع آب می پردازند جعفری و همکاران[12]، یک مدل ریاضی چندسطحی، چند محصولی و چند هدفه برای طراحی شبکه زنجیره تامین پایدار با در نظر گرفتن اثرات زیست محیطی آب و ایجاد اشتغال عدالت محور برای طراحی شبکه زنجیره تامین صنایع نساجی ارائه کردند. آتشپز و لوکاس[13]، یک الگوریتم بهینهیابی برگرفتهشده از تکامل سیاسی-اجتماعی انسان، که الگوریتم رقابت استعماری نامیده میشود، ارائه نمودند.
1-2 معرفی مدل ریاضی پیشنهادی
2-2 تشریح کلیات مدل ریاضی
در این بخش از مقاله یک مدل ریاضی پیشنهادی برای طراحی شبکه ی زنجیره ی تأمین حلقه بسته و پایدار برای صنعت نساجی معرفی گردیده است. مدل ریاضی ارائه شده یک مدل ریاضی چند محصولی و چند سطحی حلقه بسته پایدار با در نظر گرفتن اثرات زیست محیطی برداشت آب از سطح آبهای زیر زمینی و ایجاد اشتغال عدالت محور در شرایط عدم قطعیت می باشد.
3-2 معرفی ساختار گرافیکی شبکه ی زنجیره تأمین حلقه بسته
به منظور درک بهتر مدل پیشنهادی در شکل 1 ساختار شبکه زنجیره تأمین ارائه شده است.
4-2 مفروضات مدل ریاضی
مدل ریاضی ارایه شده بر مبنای مفروضات زیر ارایه شده است :
· از آنجا که مدل ارایه شده جهت طراحی شبکه زنجیره ی تأمین در سطح استراتژیک و برای یک دوره زمانی دراز مدت ارایه شده است، لذا مدل پیشنهادی تک دوره ای در نظر گرفته شده است.
· در مدل پیشنهادی بسیاری از پارامترها در مدل - از جمله نرخ تقاضا و.... - دارای عدم قطعیت از نوع فازی است..
· مراکز تولید، توزیع و مراکز بازیافت آب دارای ظرفیت ثابت می باشند.
· در مدل ریاضی پیشنهادی تولید محصولات متعدد در نظر گرفته شده اند - چند محصولی - .
· کل ناحیه مورد مطالعه بر اساس فاکتور های کلیدی از قبیل فاکتور های اجتماعی و زیست محیطی خوشه بندی شده است. درواقع فرض بر این است کل ناحیه مورد مطالعه از قبل بر اساس مهمترین فاکتور های اجتماعی و زیست محیطی خوشه بندی شده است. لذا یکی از ورودی های مدل ریاضی پیشنهادی خوشه های مختلف اجتماعی و زیست محیطی است.
· برای ایجاد اشتغال در هر ناحیه یک حد پایین وجود دارد - محدودیت حداقل اشتغال - .
· برای دفع پساب های صنعتی در هر ناحیه یک حد بالا وجود دارد - محدودیت حداکثر پساب صنعتی تولیدی - .
· محل استقرار بالقوه ی تسهیلات مختلف - از جمله مراکز تولید، توزیع و مراکز تصفیه آب - در مجموعه نقاط گسسته می باشد.
· محصولات نهایی دارای اجزای متعددی است که توسط تأمین کننده گان مختلف تأمین می شوند.
· تأمین کنندگان دارای یک حداکثر ظرفیت مشخص تأمین برای هریک از مواد اولیه می باشند.
· محصولات نهایی تولید شده در کارخانه ها از طریق مراکز توزیع به مراکز مشتری ارسال می گردد.ایجاد مراکز تولید، توزیع و مراکز تصفیه دارای پیامد های اجتماعی و زیست محیطی است.
