بخشی از مقاله
چکیده
امروزه با توجه به جمعیت رو به رشد جهان، سالانه حجم قابلتوجهی از پسماند تولید میشود. تولید بیوقفه پسماند، امري غیرقابلاجتناب در جوامع شهري است و کشورها با مسئله دفع و انهدام صحیح پسماند روبهرو هستند. بنابراین میتوان چرخهي تولید تا انهدام پسماندهاي بیمارستانی را نوعی زنجیرهي تأمین در نظر گرفت.
این مقاله با استفاده از برنامهریزي ریاضی غیرخطی عدد صحیح مختلط اقدام به طراحی شبکه زنجیره تأمین حلقه بسته چند محصولی، تک دوره اي، چند سطحی با هدف حداقل سازي هزینههاي احداث تسهیلات، حمل و نقل، پردازش محصولات، تأمین خودرو و مسیریابی با توجه به حداقل مصرف سوخت در مدیریت پسماند بیمارستانی کرده است. به کمک این مدل مسیرها ، جریان محصولات بین سطوح و تعداد خودروهاي تخصیص داده شده مشخص می شوند. در نهایت یک مثال عددي طراحی شده و مقادیر بهینه تابع هدف به ازاي مقادیر مختلف پارامترها توسط روش دقیق ارائه و براي اعتبار سنجی مدل در ابعاد بزرگ از نرم افزار گمس استفاده شده است.
.1 مقدمه
اهمیت تغییرات عمده در محیط کسبوکار و همچنین بازار رقابتی کنونی مانند تقاضاي مورد نیاز مشتریان و همچنین هزینههاي حملونقل منجر به ایجاد موضوع طراحی شبکه زنجیره تأمین باثبات شده است. امروزه به دلیل اهمیت یافتن معیارهاي زیستمحیطی و تلاش سازمانها بهمنظور استفاده مؤثر و کارا از محصولات تولیدي و حمایت از مصرفکنندگان، محققان توجه ویژهاي را به دو مقوله طراحی زنجیره برگشتی و حلقه بسته1 منظور داشتهاند.
مفهوم زنجیره تأمین حلقه بسته، به نوعی شامل لجستیک روبهجلو و معکوس میباشد .[3] در فرایند لجستی رو به جلو، تأمینکنندگان مواد خام را براي تولیدکنندگان فراهم میکنند تا محصولات را تولیدکننده. در حالت کلی تولیدکنندگان از طریق توزیعکنندگان محصولات را براي مشتریان ارسال میکنند. برعکس، ممکن است مشتریان محصولات را براي برگشت، تعمیر و بازیافت ارسال کنند.
علاوه بر این، نیازمند خواهد بود تا تولیدکنندگان وتامین کنندگان نیز محصولات معیوب و غیرقابل کار را رسیدگی کنند. جمعآوريکننده مواد بازیافتی نیازمند خواهد بود تا بهطور صحیح این محصولات را بازیافت نمایند و آنها را به مواد قابلاستفاده مجدد تبدیل کرده و براي تأمینکنندگان و تولیدکنندگان برگردانند. چرخه کامل و بههمپیوسته همه این فعالیتها بهعنوان لجستیک یکپارچه شناختهشده است. [4]
از سوي دیگر تولید و مصرف انبوه بهعنوان پیامدهاي انقلاب صنعتی، مشکل پسماندها و مواد زاید را مطرح نمود که با رشد و گسترش تکنولوژي و افزایش جمعیت، ترکیب و تنوع بیشتر آنها را به دنبال داشته است. جمعآوري و بازیافت اصولی و بهداشتی پسماندها میتواند بسیاري از مواد موجود در آنها را مجدد به چرخه تولید و مصرف بازگرداند.
در میان پسماندها، توجه به نحوه جمعآوري، بازیافت و دفع پسماندهاي بیمارستانی و مراکز بهداشتی و درمانی صرفنظر از جنبه اقتصادي فوق، به دلیل وجود ترکیبات میکروبی، عفونی و اثرات زیستمحیطی از اهمیت ویژهاي برخوردار است.[1] مدیریت پسماندهاي بیمارستانی عبارت است از مجموعهي مقررات منسجم و نظامیافته در زمینه مراحل تولید، تفکیک، نگهداري، جمعآوري، حملونقل، بازیافت و دفع مواد زاید جامد منطبق اصول بهداشت همگانی، اقتصادي، حفاظت از منابع زیبایی شناختی و سایر نیازهاي زیستمحیطی و آنچه براي عموم مردم مورد توجه است.[5]
.2 بیان مسئله
عدم توجه به مدیریت و کنترل پسماندهاي بیمارستانی در مراحل مختلف تولید، جمع آوري، حمل و نقل، بازیافت و دفع نهایی در حال حاضر مشکلات عدیدي را در جامعه ایجاد نموده که پیامد آن، محیط زیست و سلامتی انسان ها را در معرض خطر جدي قرار داده است.[2] بنابراین میتوان چرخهي تولید تا انهدام پسماندهاي بیمارستانی را نوعی زنجیرهي تأمین در نظر گرفت. چراکه گسترهي زنجیره تأمین را میتوان مجموعه تمامی فعالیتهاي مربوط به مواد خام تا محصول نهایی از نقطه مبدأ تا نقطه پایان، یعنی زمان مصرف دانست.
شبکهي مدیریت پسماند مراکز بیمارستانی نیز بهگونهاي یک نوع زنجیره تأمین به شمار میرود. به این صورت که پسماند تولیدشده در بیمارستانها بهعنوان ماده اولیه در نظر گرفته میشود که بایستی در بیمارستان به سه بخش تفکیک شود. پسماندي که میتوان با انجام فرایندهایی بر روي آن به سمت مراکز بازیافت ارسال شوند، پسماندي که میتوانند در خود بیمارستان یا در مراکز مربوطه بازیافت شوند و درنهایت ضایعاتی که باید در مکان مناسبی دفع شوند.
بنابراین طراحی یک مدل ریاضی یکپارچه و جامع که قادر باشد تمامی یا بخش عمدهاي از جوانب مختلف شبکه ازجمله مناطق تولید پسماند، جمعآوري پسماند، تعیین ظرفیت، طراحی بهینه مسائل مسیریابی وسایل نقلیه - VRP - 2 را در نظر بگیرد، در این مقاله دنبال خواهد شد تا در راستاي دستیابی به یک شبکه کارا و اثربخش مدیریت پسماند، معیارهایی هم چون صرفهجویی وقت، عدم اتلاف منابع و کاهش هزینهها به حداکثر برسند.
در ادامه و در بخش دوم بهمرور جامع بر ادبیات مدلهاي طراحی زنجیره تأمین در دستهبنديهاي مختلف آن شامل طراحی زنجیره تأمین معکوس و حلقه بسته پرداختهشده است . در بخش سوم مدلسازي ریاضی مسئله در حالت قطعی براي یک زنجیره تأمین حلقه بسته با در نظر گرفتن شرایط تک هدف، چند محصولی، چند سطحی و تک دوره انجامشده است. در بخش چهارم به ارائه نتایج محاسباتی مدل بهوسیله نرمافزار گمس پرداخته میشود. درنهایت و در بخش پنجم نتیجهگیري و ارائه پیشنهادات براي تحقیقات آتی آورده شده است.
.3 مرور ادبیات
در سالهاي اخیر با توجه به اهمیت و جایگاه طراحی شبکه زنجیره تأمین، این حوزه موردتوجه بسیاري از محققان قرارگرفته است. ملو و همکاران [6] و کلیبی و همکاران [7] مطالعهاي مروري و جامع در زمینه مدلسازي مسائل مربوط به طراحی شبکههاي زنجیره تأمین داشتهاند.
.1.3مقالات مرتبط با طراحی شبکه زنجیره تأمین معکوس
پیشوایی و همکاران[8] یک مدل خطی براي مکانیابی مراکز جمعآوري و بازرسی در یک شبکه لجستیک معکوس ارائه کردند. براي حل مدل در ابعاد بزرگ یک الگوریتم شبیهسازي تبرید3 توسعه دادهشده است. شیانگ چانگ و یانگ [9] در مقالهي خود به بررسی مواجه با عدم قطعیت تأمین ضایعات حجیم پرداخته و یک مدل طراحی شبکهي احتمالی چند محصولی و با محدودیت ظرفیت براي بازیافت ضایعات حجیم ارائه دادند. هدف این مدل کمینهسازي هزینهي ثابت کل مرحلهي اول و مقدار مورد انتظار هزینههاي متغیر مرحلهي دوم است. در ادامه براي حل این مدل از روشهاي فرا ابتکاري استفاده کردهاند.
راموس و همکاران[10] به برنامهریزي جمعآوري ضایعات قابل بازیافت پرداختند که در مسائل محیطی و اقتصادي به شمار میآیند. نواحی خدمت و مسیرهاي وسایل نقلیه، براي شبکههاي لجستیکی با چندین انبار که محصولات مختلفی در آن جمعآوري میشدند، تعریف شده است. مسئله بهصورت یک مسئلهي مسیریابی وسایل نقلیه با چندین انبار و چندین محصول با دو تابع هدف کمینهسازي مسافت و آزادسازي دياکسید کربن مدلسازي شده است. گیوانه و همکاران[11] به طراحی شبکه لجستیک معکوس جهت مدیریت ضایعات جامد شهري در برزیل پرداختند. آنها با مدلسازي ریاضی سناریو محو براي مکانیابی تسهیلات، سود شبکه را از طریق کاهش هزینههاي حملونقل و افزایش درآمد از طریق فروش ضایعات قابل بازیافت، حداکثر کردند.
.2.3مقالات مرتبط با طراحی شبکه زنجیره تأمین حلقه بسته
امین و ژانگ[12] ابتدا یک مدل کلی براي طراحی شبکه زنجیره تأمین حلقه بسته با یک هدف حداقل هزینهها ارائه دادند و سپس این مدل را به یک مدل دو هدفی با در نظر گرفتن عدم قطعیت در تعداد تقاضا و برگشتیها توسعه دادند. تابع هدف این مدل یک تابع حداکثر سازي استفاده از مواد دوستدار محیطزیست
و فنّاوري تمیز است. بهمنظور حل این مدل چندهدفه از دو روش جمعهاي وزندار و روش محدودیت اپسیلون استفاده شده است.
رمضانی و همکاران[13] در مقاله خود یک مدل احتمالی چند هدفه براي مسئله طراحی شبکه لجستیک حلقه بسته تحت شرایط عدم قطعیت ارائه کردهاند. سطوح تصمیمگیري در شبکه روبهجلو شامل تأمینکنندگان، مراکز تولید و مراکز توزیع و در شبکه معکوس شامل مراکز دفع و مراکز جمعآوري میباشد. توابع هدف استفاده شده در مدل بهصورت حداکثر رساندن سود، پاسخگویی به مشتري و کیفیت در نظر گرفتهشده است.
سابولن و همکاران[14] به طراحی شبکه زنجیره تأمین حلقه بسته چند هدفی، چند محصولی، چند دورهاي و چند سطحی تحت شرایط عدم قطعیت از تقاضاهاي جدید با استفاده از برنامهریزي خطی فازي4 در صنایع لاستیک ترکیه با توجه به مسائل زیستمحیطی پرداختند. آنان براي طراحی شبکه از 99 شاخص مسائل زیستمحیطی براي جمعآوري، بازسازي، بازیافت و دفع زبالههاي لاستیکی براي به حداکثر رساندن سود اقتصادي و مسائل زیستمحیطی استفاده کردند. براي تحلیل حساسیت نیز از نسبت تاگوچی5 استفاده کردند.
ختامی و همکاران[15] با اضافه کردن حالت معکوس به یک شبکه زنجیره تأمین رو به جلو، اقدام به توسعه یک مدل شبکه زنجیره تأمین حلقه بسته چند محصولی، چند دورهاي، چند سطحی و تک هدفی تحت شرایط عدم قطعیت تقاضاي محصولات با استفاده از تجزیهوتحلیل بندرز در صنعت موبایل پرداختند. تابع هدف استفاده شده در مدل بهصورت حداقل کردن هزینهها در نظر گرفته شده است.
.4مدل مفهومی
در این بخش یک مدل ریاضی عدد صحیح مختلط پیشنهاد شده است که در آن جریانهاي مستقیم و معکوس و تعاملات متقابل آنها بهطور همزمان در نظر گرفته شده استعناصر. زنجیره تأمین عموماً به دو گروه تقسیم میشوند: - 1 - اجزاء زنجیره مستقیم - 2 - اجزاء زنجیره معکوس
