مقاله طراحی شبکه زنجیره تأمین ، تولید و توزیع محصولات کشاورزی ، دامی و صنایع تبدیلی

بخشی از مقاله

چکیده

در این مقاله یک شبکه زنجیره تأمین، تولید و توزیع محصولات کشاورزي، دامی و صنایع تبدیلی طراحی و مدلسازي شده است. بر خلاف تحقیقات انجام گرفته تاکنون، ما در این مقاله بهمنظور دستیابی به یک برنامهریزي مناسب و کارا، ابعاد تأثیر گذار در این زنجیره را بهصورت یکپارچه بررسی کرده و یک شبکه زنجیره تأمین، تولید و توزیع محصولات کشاورزي، دامی و صنایع تبدیلی طراحی کردهایم، بهگونهاي که میتوان یک برنامهریزي جامع و کاملی براي هر یک از بخشهاي کشاورزي، دامی و صنایع تبدیلی متناسب با شرایط هر منطقه ارائه کرد.

در پژوهش سعی میکنیم با استفاده از مدل برنامهریزي خطی چند هدفه عدد صحیح مختلط به این برنامهریزي دست یابیم. با توجه به چند هدفه بودن مدل پیشنهادي، براي حل مدل مذکور از روش  - محدودیت استفاده شده است نهایتاً بهمنظور بررسی و کارایی مدل پیشنهادي، یک مطالعه موردي در چهار شهرستان استان خراسان رضوي انجام گرفته و نتایج آن تجزیه و تحلیل شده است. نتایج بدست آمده کارایی مدل پیشنهادي را نشان میدهند.

.1 مقدمه

با توجه به اهمیت و لزوم تقویت بخش کشاورزي در چارچوب راهبرد ملی توسعه، لازم است نیازهاي مختلف بخش کشاورزي در زمینههاي گوناگون، مورد توجه قرار گیرد . از آنجایی که بخش کشاورزي شامل فعالیتها و زمینههاي متنوع است، صنایع باید متناسب با شرایط جغرافیایی مناطق استقرار یابد. از طرفی تبیین جایگاه صنایع تبدیلی و تکمیلی در بخش کشاورزي در کشور ما به دلیل مقتضیات جهانی حضور در بازارهاي منطقهاي و بینالمللی و پیوستن به سازمان تجارت جهانی روز به روز ضروريتر میشود.

بر خلاف تحقیقات انجام گرفته تا کنون که تا حد خوبی ابعاد مختلف این زنجیره تأمین را بهصورت جداگانه و نه یکپارچه، بررسی کردهاند، ما در این پژوهش بهمنظور دستیابی به یک برنامهریزي مناسب و کارا، ابعاد تأثیر گذار در این زنجیره بهصورت یکپارچه بررسی کرده و یک شبکه زنجیره تأمین تولید و توزیع، محصولات کشاورزي، دامی و صنایع تبدیلی طراحی کردهایم . در این شبکه طراحی شده میتوان گفت علاوه بر جامعیت آن، دو ویژگی یکپارچگی و منسجم بودن نیز در آن لحاظ شده است بهگونهاي که میتوان یک برنامهریزي جامع و کاملی براي هر یک از بخشهاي کشاورزي، دامی و صنایع تبدیلی متناسب با شرایط هر منطقه ارائه گردد.

ساختار این مقاله بدین صورت است که نخست در بخش دوم مقاله به مرور ادبیات موضوع میپردازیم .در بخش سوم شبکه زنجیره تامین تشرح خواهد شد و در بخش چهارم مدل و فرضیات آن را ارائه می کنیم. سپس در بخش پنجم یک مطالعه موردي براي مدل پیشنهادي ارائه خواهیم کرد. در پایان نیز یافته ها و نتایج پژوهش و پیشنهادات آتی مطرح خواهند شد.

.2 مرور ادبیات

در این قسمت از مقاله به تحقیقات و پژوهشهاي موجود در حوزه زنجیره تأمین کشاورزي میپردازیم. چن و همکارش در پژوهش خود نشان دادند که عوامل متعددي همچون آب و هوا، رطوبت، نور، دما و... وجود دارند که در روند رشد محصولات کشاورزي تأثیر گذارند؛ بنابراین با استفاده از روش شبیهسازي مونت کارلو یک روش براي ارزیابی رابطه طول مدت رشد محصول و تاریخ کاشت و برداشت محصول ارائه کردند و نشان دادند که رابطه مشخصی بین تاریخ کاشت و طول دوره رشد وجود دارد .[1]

جوهن نیکس براي اولین بار از یک مدل برنامهریزي خطی ساده بهمنظور تخصیص زمینهاي زراعی براي کشت دو نوع محصول استفاده کرد؛ که این مدل پایه و اساس سیستمهاي برنامهریزي محصولات کشاورزي قرار گرفت [E:\Magahale2\Farm - _ENREF_22]؛ و بعد از آن مدلها و روشهاي مختلفی براي ارائه برنامهریزي در شرایط گوناگون ارائه گردید. بهعنوان مثال وان و همکارش یک روش براي تعیین کاشت و برداشت ارائه کردند.

آنها در این روش یک مدل ریاضی خطی توسعه دادن و مدل را با استفاده از روش برنامهریزي آرمانی حل کردند. اهداف اصلی این مدل به حداقل رساندن هزینههاي کاشت و استفاده بهینه از منطقه و ظرفیتهاي موجود در آن و همچنین تولید محصولات با در نظر گرفتن شرایط بازار برنامهریزي شده است. [E:\Magahale2\A - _ENREF_33] همچنین هامر یک روش تصمیمگیري براي کاشت یک نوع محصول خاص کشاورزي - کلم - ارائه کرد. در این مقاله یک مدل برنامهریزي خطی براي دستیابی به یک برنامه مناسب کاشت محصول براي تأمین تقاضاي بازار با هدف حداکثر کردن سود مدل توسعه داده شده است.[4]

منابع طبیعی همچون آب و زمین از الزامات کشاورزي بوده و برنامهریزي براي استفاده بهینه از این منابع بسیار پر اهمیت است. از این رو یکی از موضوعات مورد توجه محققان مطالعه و پژوهش در این حوزه بوده است. تاروا و همکارانش براي این موضع یک مدل برنامهریزي عدد صحیح مختلط براي تعیین برنامهریزي آبیاري کوتاه مدت براي محصولات کشاورزي ارائه کردند .[5] بعد از آن یارون و همکارش نیز روشی براي ارزیابی سیاستهاي آبیاري براي یک فصل ارائه کردند. آنها در این پژوهش براي اولین بار یک مدل برنامهریزي خطی براي برنامهریزي فعالیتهاي آبیاري ارائه دادند که زمان و مقدار مصرف آب را مشخص میکرد .

[E:\Magahale2\Optimal - _ENREF_66] پلبان با همکارانش یک برنامهریزي بهینهسازي کوتاه مدت براي تخصیص منابع آبی ارائه کردند. آنها در این مقاله از برنامهریزي خطی عدد صحیح مختلط استفاده کرده و یک برنامهریزي بهینه کوتاه مدت آبیاري توسعه داند .[7] در پژوهشهاي بعدي محققان به دنبال تلفیق موضوع منابع آبی با برنامهریزي کاشت محصولات بودند که لورا و همکارش یک سیستم تصمیمگیري براي انتخاب محصولات براي کاشت آنها با در نظر گرفتن ظرفیت آبی ارائه دادند.

در این پژوهش با در نظر گرفتن منابع آب موجود و همچنین هزینههاي موجود در مدل یک برنامهریزي بهینه براي کاشت محصولات کشاورزي توسعه دادند .[8] همچنین راجو و همکارش برنامهریزي کارهاي آبیاري و تولید با استفاده از برنامهریزي خطی براي پیدا کردن بهترین تعادل بین درآمد، تولید محصولات و نیروي کار انجام دادهاند .[E:\Magahale2\Multicriterion - _ENREF_99] بنلی و همکارش نیز براي پیدا کردن الگوي بهینه کشت و مقدار آب و درآمد مزرعه یک مدل برنامهریزي غیر خطی ارائه کردند. آنها براي ارزیابی مدل خود به مطالعه موردي واقعی در منطقه جنوب شرق ترکیه پرداختند .[10]

یکی دیگر از موضوعات مهم در این زمینه تعیین سیاستهاي تناوب کشت محصولات کشاورزي است که محققان براي ارزیابی این سیاستها روشهایی را پیشنهاد کردهاند. بهعنوان مثال وان و همکارانش با استفاده از یک مدل مارکوف براي تعیین سیاستهاي تناوب کشت زراعی براي محصول نیشکر ارائه کردند .[11] این نویسندگان در ادامه کار خود و در مقالهاي جداگانه بهمنظور افزایش سطح کیفیت محصولات و تعیین سیاستهاي بلند مدت و پایدار از مدلهاي برنامهریزي خطی براي مسئله استفاده کردند .[12] نیز آقاي لارنت و همکارانش براي برنامهریزي تناوب زراعی یک مدل صفر و یک ارائه کردند. آنها براي حل مدل خود از روش شاخه و کران استفاده کردند .[E:\Magahale2\A - _ENREF_1313]

یکی دیگر از مسائل مهم در کاشت محصولات کشاورزي در نظر گرفتن کودهاي مورد استفاده در کشاورزي میباشد. برخی از پژوهشگران حوزه کشاورزي این موضوع را بررسی کرده و مطالعاتی را در این زمینه انجام دادهاند. کندي و همکارانش یک روش ارزیابی سیاستهاي کودي در کشاورزي با استفاده از برنامهریزي پویا ارائه کردند. آنها با استفاده از حل این مدل یک روش استقرایی ارائه کردند که در آن کود باقی مانده در هر دوره متناسب با کود در دسترس ابتداي دوره باشد .[14] بابکوك نیز در مقاله خود با استفاده از رویکردي مبتنی بر برنامهریزي خطی براي یافتن ترکیب منابع و استفاده از کودهاي تجاري براي تأمین مواد مورد نیاز کشاورزي با حداقل کردن هزینهها ارائه کرده است .[E:\Magahale2\Identifying - _ENREF_1515]

با توجه به مرور ادبیات انجام شده متوجه میشویم که در هیچ یک از تحقیقات انجام گرفته، همه ابعاد مختلف تأثیر گذار در تصمیمات این زنجیره بهصورت یکجا و یکپارچه در نظر گرفته نشده و به آن پرداخته نشده است؛ بنابراین نمیتوان الگوي مناسبی را با استفاده از این مطالعات براي یک منطقه مورد مطالعه ارائه کرد. از این رو ما در این مقاله به دنبال ارائه یک برنامهریزي مناسب و کارا با در نظر گرفتن ابعاد تأثیر گذار در این زنجیره بهصورت یکپارچه بوده و یک شبکه زنجیره تأمین، تولید و توزیع محصولات کشاورزي، دامی و صنایع تبدیلی طراحی کردهایم، بهگونهاي که میتوان یک برنامهریزي جامع و کاملی براي هر یک از بخشهاي کشاورزي، دامی و صنایع تبدیلی متناسب با شرایط هر منطقه ارائه کرد.

.3 شرح شبکه

در شکل - 1 - یک شبکه زنجیره تأمین، تولید و توزیع محصولات کشاورزي، دامی و صنایع تبدیلی به تصویر کشیده شده است. همان طور کهقبلاً اشاره شد روابط بین بخشهاي مختلف این زنجیره به صورت یکپارچه در نظر گرفته شده است. در این زنجیره هر یک از بخشها نیازهاي خود را از بخشهاي دیگر تأمین کرده و خروجی و تولیدات آن را براي مصرف در بخشهاي مختلف شبکه ارسال میشود. به عنوان مثال بخش دامداري نیازهاي خود را از بخشهاي کشاورزي - محصولات کشاورزي همچون گندم، جو و... - و صنعت - خوراك دام - تأمین نموده و تولیدات این بخش براي مصرف در بخشهاي دیگر ارسال میشود.

شکل - 1 - شبکه زنجیره تأمین، تولید و توزیع محصولات کشاورزي، دامی و صنایع تبدیلی همچنین دو بخش واردات و صادرات در این زنجیره به منظور تأمین کمبودها و فروش مازاد تولیدات شبکه در نظر گرفته شده است. در این شبکه بخش خانوار و یا خانوادهها به عنوان منبع اصلی تقاضا هستند که به دنبال تأمین این تقاضا با استفاده از یک برنامهریزي مناسب از طریق تولیدات داخل شبکه و یا خارج از شبکه هستیم.

.4 مدل سازي و مفروضات آن

.1-4 مفروضات:

.1 مسئله بهصورت تک دورهاي چند محصولی و بهصورت چند هدفه که شامل بیشینه کردن اشتغال و سود حاصله است فرموله شده است.

.2 تقاضا بر اساس سرانه مصرف خانوار در نظر گرفته شده و بهصورت قطعی است.

.3 ظرفیت تولید محصولات کشاورزي در هر منطقه وابسته به میزان منابع آبی در دسترس و زمین کشاورزي مورد نیاز است که در منطقه موجود است.

.4 محصولات تولیدي بخش کشاورزي میتوانند براي تأمین تقاضاي مناطق و یا فروش بهصورت خام مصرف شده و یا براي فرآوري و مصرف در بخشهاي تولیدي دیگر مثل دامداري ارسال گردند.

.5 بخش دامداري براي هر منطقه بهصورت یک مجموعه واحد از هر نوع دام تولیدي در نظر گرفته شده است که در نهایت مشخص میشود که هر منطقه توانایی چه تعداد پرورش دام را دارد.

.6 محصولات تولیدي بخش دامداري قبل از مصرف نهایی بایستی فرآوري شده و سپس به بازار مصرف ارسال گردد.

.7 ظرفیت تولیدي صنایع تبدیلی بهصورت ثابت در نظر گرفته شده است.

.8 براي تأسیس هر واحد تولیدي بایستی حداقل تولید در آن واحد رعایت شود. در غیر این صورت تأسیس نخواهد شد.

.9 از فاصلههاي موجود در داخل هر یک از مناطق صرف نظر شده است.

.10 مسافت بین دو منطقه برابر با فاصله بین مرکز شهرهاي آن دو در نظر گرفته شده است.

.11 هر یک از واحدهاي تولیدي میتوانند مازاد تولید خود را صادر کنند.

2-4 تصمیمات اتخاذ شده:

با حل مدل ارائه شده تصمیمات زیر اتخاذ خواهد شد:

    مقدار تولید محصولات کشاورزي در هر منطقه

    مقدار تولید محصولات دامداري در هر منطقه