بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله یک مدل بهینه سازی چند هدفه برای یک زنجیره تامین 4 سطحی × چند محصولی ارائه شده است. زنجیره تامین مورد نظر شامل: تامین کنندگان، کارخانه های تولیدی، مراکز عرضه و مناطق مشتریان است. موارد کلیدی که این مدل تعیین می کند عبارت است از : تعداد کارخانه های مورد نیاز و مکان یابی آنها ،جریان مواد خام ازتامین کنندگان به کارخانه ها، تعداد مراکز توزیع و مکان یابی آنها،جریان مواد از کارخانه ها به مراکز توزیع و بالاخره تخصیص مشتریان به مراکز توزیع. تعیین این موارد به گونه ای انجام می شود که هزینه های ثابت و متغیر زنجیره را حداقل کند.
هدف دوم مسئله نرخ تکمیل یا برآورده کردن تقاضا میباشد. برای به دست آوردن جواب های بهینه این مدل یک الگوریتم ژنتیک دو هدفه ارائه می شود. همچنین از آنجا که مسئله مورد نظردارای دو هدف متضاد است برای اینکه جبهه پارتو مسئله را بدست آوریم از چندین سناریو برای حل مسئله استفاده کرده ایم. نتایج خروجی این الگوریتم را می توان تحت عنوان یک سیستم تصمیم گیری برای زنجیره تامین در نظر گرفت که در آن مکان یابی تسهیلات و تخصیص مشتریان و نظارت بر جریان مواد در رنجیره در نظر گرفت.
-1 مقدمه
زنجیره تامین یک سیستم یکپارچه از تجهیزات و فعالیت های به هم مرتبط است که در ارتباط با فرآیند و انتقال محصولات و توزیع آنها بین مشتریان می باشد. مدیریت زنجیره تامین مجموعه ای از ابزارهایی است که به منظور افزایش کارایی تامین کنندگان، کارخانه های تولیدی، انبارها و در نهایت فروشندگان محصول می باشد و هدف از آن تخصیص درست به مکان مناسب و در زمان مناسب به منظور حداقل کردن هزینه های کل سیستم و نیز ارائه خدمت رضایت×بخش به مشتریان می باشد.[1]
تعریف فوق اشاره می کند که در زنجیره تامین اجزای بسیار زیادی وجود دارد که به هم وابسته اند که هر کدام از آنها برای حداکثر کردن تابع هدف خود تلاش می کند. در اصل با یک مسئله با تابع هدف های بسیار گوناگون مواجه هستیم و نیاز به ارضای همزمان همه آنها وجود دارد. چنین مسئله ای را بهینه سازی چند هدفه می نامند که دارای جواب های بهینه پارتو بسیار زیادی است. تصمیم نهایی ایجاد تعادل بر اساس تمام معیارها در مورد زنجیره است.
به چنین تعادلی که بر اساس معیارها بدست می آید تبادل نامیده می شود. تاکنون معیارهای موفقیت برای شرکت ها کاهش هزینه ها، زمان تولید کوتاه تر، موعد تحویل کوتاهتر، نگهداری موجودی کمتر، سهم بازار بالاتر، افزایش قابلیت اطمینان زمان تحویل، سرویس دهی بهتر به مشتریان، کیفیت بالاتر و ایجاد هماهنگی موثر بین تقاضا، عرضه و تولید بوده است. تبادل بین هزینه سرمایه گذاری و سطح سرویس ممکن به مرور زمان تغییر کند.[2] بنابراین در بررسی عملکرد زنجیره تامین نیاز به ارزیابی مستمر زنجیره وجود دارد که در چنین شرایطی مدیران در زمان مناسب تصمیمات درستی را می توانند اتخاذ کنند.
مشکلات کلیدی زنجیره تامین به طور گسترده در 3دسته قرار می دهند: -1 طراحی زنجیره تامین × -2 برنامه ریزی زنجیره تامین × -3 کنترل زنجیره تامین در فاز طراحی زنجیره تصیمات استراتژیک مانند تصمیم گیری در مورد مکانیابی تسهیلات و انتخاب تکنولوژی مناسب می باشد. به منظور طراحی یک زنجیره تامین کارا، مکانیابی مناسب تسهیلات از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تصمیمات استراتژیک هزینه بالا،و زمان بسیار زیادی لازم دارد. به همین دلیل انتظار می رود اجرای این تصمیمات دوام طولانی تری داشته باشد. تغییرات محیطی در طول عمر تسهیلات می تواند به عنوان یک هشدار جدی در مکانیابی تسهیلات به شمار آید.
به همین منظوربهترین مکانیابی قطعی برای تجهیزات جدید از مهمترین چالش های استراتژیک است. زمانی که چارچوب زنجیره تامین شکل می گیرد توجهات به سمت تصمیم گیری های تکنیکی . عملیاتی سوق پیدا می کند مانند تصمیم گیری در مورد مدیریت موجودی برروی مواد خام و یا مواد نیم ساخته و یا محصول نهایی و نیز تصمیم در مورد نحوه توزیع محصول در زنجیره از جمله تصمیمات این دسته می باشد.
در یک مدیریت زنجیره تامین عادی تمرکز در مورد تصمیمات شبکه زنجیره تامین معمولا بر روی یک هدف و آن هم حداقل کردن هزینه ها و یا حداکثر سازی سود تمرکز دارد. اما در تصمیم گیری، برنامه ریزی و زمانبندی پروژه ها معمولا بدنبال ایجاد تعادل بین اهداف مختلف ناسازگار مانند توزیع عادلانه سود در بین تمام اعضای زنجیره، سطح سرویس مناسب مشتری، موجودی اطمینان مناسب، انعطاف پذیری در حجم سفارشات و... می باشد.
بنابر این در یک زنجیره تامین واقعی به دنبال بهینه سازی چندین هدف هستیم. مشکل اصلی طراحی زنجیره تامین انتخاب مجموعه ای از جواب های بهینه در مورد مسئله چند هدفه می باشد لذا نیازمند الگوریتم کارایی هستیم که بتواند با جستجو در تمام فضای موجه بهترین جواب های ممکن را ارائه دهد. تحقیقات نشان می دهد الگوریتم های تکاملی در این زمینه عملکرد خوبی دارند و در انتها می توان جوواب مناسبی برای مسئله چندهدفه ارائه دهند. در این مقاله از یک الگوریتم ژنتیک چند هدفه جهت بهینه سازی همزمان دو هدف یعنی کمینه سازی هزینه کل زنجیره و حداکثر سازی نرخ تکمیل در زنجیره تامین با ساختار 4سطحی می باشد. با در نظر گرفتن این دو تابع می توان یک زنجیره تامین کارا به همراه حمل و نقل بهینه بین اجزای آن طراحی کرد.
-2 مرور ادبیات
تحقیقاتی که در زمینه مکانیابی- موجودی وجود دارند را میتوان به دو دسته اصلی تقسیم نمود. دسته اول تحقیقاتیاند که در آنها موجودی مراکز توزیع مدیریت میشود و دستهی دوم به تحقیقاتی اشاره دارند که در آنها علاوه بر مدیریت موجودی مراکز توزیع، موجودی هر یک از مشتریان نیز تحت کنترل قرار میگیرد. در این دسته از مسائل فرض میشود که هر یک از مشتریان نیز توانایی نگهداری مقداری موجودی را دارند که باید هزینههای مرتبط با آن کنترل گردد. در ادامه تعدادی از این تحقیقات به صورت اجمالی مورد بررسی قرار می گیرند.
در مسائل مکانیابی- موجودی، تعداد و مکان مراکز توزیع فعال، نحوهی تخصیص مشتریان به مراکز و در نهایت میزان سفارشات با هدف حداقل نمودن هزینههای سیستم تعیین میشود. برای مثال بسیاری از کارخانجات با مسأله تعیین تعداد مراکز توزیعکننده محصولات، محل احداث آنها و تخصیص مشتریان مواجه هستند. این تصمیمات جهت رسیدن به سطح قابل قبولی از خدمتدهی اخذ میشود بهنحویکه اهدافی نظیر کمینه نمودن هزینههای مراکز توزیع، هزینههای نگهداری موجودی در مراکز ، هزینههای حملونقل بین کارخانهها و مراکز توزیع و هزینههای حملو نقل بین مراکز توزیع و مشتریان را محقق کند.
در اکثر مسائل مکان یابی - موجودی، حداکثرسازی سود حاصل از فروش محصولات تنها از طریق کاهش هزینهها صورت گرفته است و تحقیقات اندکی بر روی اعمال تخفیفات جهت افزایش سودآوری متمرکز شدهاند. به عنوان مثال شن [2] و شوتل [3] مسأله مکانیابی- موجودی و حداکثرکردن سود را با انعطافپذیر کردن تقاضای مشتریان در نظر گرفتهاند.
باراهونا و جنسن [4] مسأله مکانیابی را با مدل موجودی مقدار سفارش اقتصادی همزمان در نظر گرفته و برای آن یک مدل برنامهریزی عدد صحیح ارائه نمودهاند. ارلباچر و ملر [5] مدل تحلیلی مکانیابی- موجودی پیوسته شامل هزینههای ثابت فعالسازی انبارها، هزینههای نگهداری موجودی انبارهای فعال و هزینههای حملونقل مستقیم را مورد مطالعه قرار داده و مسأله معرفی شده را با استفاده از یک روش ابتکاری حل نمودند. داسکین و همکاران [6] و شن و همکاران [7] مسأله مکانیابی- موجودی همراه با در نظر گرفتن ریسک را مطالعه نمودهاند.
محققین در مرجع [6] مسأله را به صورت برنامهریزی غیر خطی عدد صحیح آمیخته فرمولبندی نموده و با استفاده از رویکرد آزادسازی لاگرانژین آن را در حالت خاصی که نسبت پراکندگی تقاضا به میانگین تقاضا برای تمامی مشتریان یکسان است، حل نمودهاند. شن و همکاران [7] مسأله را همانند مسألهی پوشش مجموعهها فرمولبندی نموده و برای حل آن از روش تولید ستونی1 بهره بردهاند. میرندا و گاریدو [8] مدلی را برای مسأله مکانیابی- موجودی پیوسته ارائه نمودند که در آن، دو محدودیت ظرفیت در نظر گرفته شده است.
محدودیت اول بر روی اندازه سفارشات دریافتی از انبار تعریف شده و محدودیت دوم به صورت یک کران احتمالی برای ظرفیت انبارها در نظر گرفته شده است. آنها مدل خود را با استفاده از روش آزادسازی لاگرانژی حل نمودند. رومیجن و همکاران [9] یک ساختار مدلسازی کلی برای زنجیرههای تامین دو سطحی که شامل هزینههای مکانیابی، کنترل موجودی مراکز توزیع و مشتریان و هزینههای ذخیره ایمنی میباشد را ارائه داده و مسأله را بر اساس مسأله پوشش مجموعهها فرمولبندی نمودهاند. آنها برای حل مسأله خود از روش تولید ستونی بهره بردهاند.
یو و گراسمن [10] مدل مکانیابی- موجودی چند سطحی را مورد بررسی قرار داده و آن را به صورت برنامهریزی × غیر خطی مختلط عدد صحیح سفرمولبندی نمودهاند. آنها در این مسأله، تصمیمات مکانیابی و مرور دورهای موجودی را همزمان در نظر گرفته و به منظور مدیریت موجودی مشتریان و مراکز توزیع از مدل سطح سرویس ضمانت شده بهره بردهاند. دیبات و همکاران [11] مسأله مکانیابی - موجودی پیوسته چند سطحی را به صورت برنامهریزی× غیر خطی مختلط عدد صحیح2 فرمولبندی نموده و برای حل آن از روش لاگرانژی بهره بردهاند.
در این تحقیق مکانیابی انبارها و سیاستهای موجودی در انبارها و مشتریان به صورت همزمان تعیین میشوند. احمدی جاوید و حسینپور [12] تصمیمگیریهای مکانیابی، موجودی و قیمت را با مسأله طراحی شبکه توزیع زنجیره تامین ترکیب نمودند. در این مقاله هدف اصلی بیشینه نمودن سود مساله مکانیابی- موجودی در زنجیره تامین چند کالایی با تحلیل حساسیت تقاضاهای مشتریان میباشد. مسأله مورد نظر، مکان، نوع تخصیص، میزان قیمت و اندازه سفارش را به منظور حداکثر سازی سود خدمتدهی به مشتریان تعیین میکند، از این رو مدل برنامهریزی غیرخطی عدد صحیح مختلطی برای آن توسعه داده شده است.
علی دیابت و همکاران×ب13ب یک مدل یکپارچه مکانیابی-موجوی را در یک زنجیره تامین با یک روش هیبریدی حل کردند و جواب های بدست امده از اعتبار بالایی برخوردار بود. فروزانفر و همکاران ب14 ب یک الگوریتم ژنتیک برای یک مسئله مکانیابی-مسیریابی -موجودی برای زنجیره تامین طراحی کردند که از قابلیت بالایی برخوردار بود. گویندی و همکاران ب15ب یک زنجیره تامین 2 سطحی پایدار را در یک مسئله مکانیابی-موجودی برای کالاهای فاسد شدنی طراحی کردند؟
گوردیو و همکاران ب16 ب یک مساله مکانیابی -موجودی را با قطعی بودن تقاضا بررسی کردند که در ان با دو رویکرد میتوان به ان نگاه کرد - 1 بهینهسازی زنجیره تامین - 2 کمینهکردن هزینه عملیاتی، در این مساله وسایل نقلیه میتوانند محصولات را به بیش از یک خردهفروش تحویل دهند.کایا و همکاران ب17ب یک مدل برنامهریزی غیر خطی و یک روش حل ابتکاری برای مساله قیمت گذاری مکانیابی- موجودی در یک حلقه زنجیره تامین بسته ارائه دادند، انها مساله را برای طراحی مکان بهینه و مقدار بهینه موجودی و قیمت گذاری محصولات جدید طراحی کردند.
دیابت و همکاران ب18ب یک مساله ظرفیت دار مکانیابی - موجودی تک منبعی را طراحی کردند و ایده اصلی انها رویکرد جدید در مدلسازی این مساله بود و آنها این مدل را در سایز بزرگ و کوچک در نرم افزار های بهینهسازی حل کردند. نجفی و همکاران ب19ب یک مسئله مکانیابی -موجودی در شرایط پویا در یک زنجیره تامین بررسی کردند و آنها انتخاب توزیع کننده را تحت سناریو احتمال خرابی تسهیلات مدلسازی کردند تابهع هدف اولیه مدل کل هزینه را حداقل میکرد و تابع هدف ثانوبه در پی حداقل کردن زمان بود.
موسوی و همکاران ب20ب یک مساله تخصیص مکانیابی -موجودی را در یک زنجیره تامین دو سطحی طراحی کردند. در این مسئله یک زنجیره تامین تامین کنندگان-خردهفروشان برروی شبکه فصلی و چند دورهای محصولات در مساله مکانیابی- موجودی چند دورهای را بررسی کردند. ب21ب عرب زاده و همکاران یک الگوریتم تکاملی چند هدفه را برای مسئله مکانیابی-موجودی برای یک شبکه توزیع زنجیره تامین طراحی کردند.
