کلمات کلیدی : برنامه ریزی دو هدفه، طراحی شبکه زنجیره تامین، پایایی، ریسک اختلال، زمان ترمیم، الگوریتم فرا ابتکاریفهرست مطالب فصل اول : مقدمه و کلیات تحقیق 1-1.مقدمه .......21-2. مدیریت زنجیره تامین .....31-3.طراحی شبکه زنجیره تامین ......71 -4.ریسک و عدم قطعیت در زنجیره تامین........101-5.انواع ریسک در زنجیره تامین ......101-6.منابع ریسک در زنجیره تامین .......131-7.مدیریت ریسک در زنجیره تامین.....141-8. ریسک اختلال در زنجیره تامین...........................................................................151-9.مثال های از اختلالات موردی اتفاق افتاده در دنیای واقعی................................171-10. تاثیر اختلال بر عملکرد زنجیره تامین .................................................................181-11.ضرورت مطالعه اختلال های زنجیره تامین......................................................191-21. آسیب پذیری زنجیره تامین .................................................................................201-13.عوامل تشدید کننده آسیب پذیری زنجیره تامین در برابر اختلال ........................211-14. راهکارهای مدیریت اختلال در زنجیره تأمین......................................................241-15. قابلیت هشدار و ترمیم در زنجیره تامین ................................................................271-16. تقسیم بندی راهکارهای مقابله با اختلال................................................................271-17. راهکارهایی برای کاهش احتمال رخداد اختلال در زنجیره تأمین.........................32فصل دوم: ادبیات و پیشینه تحقیق2-1. مرور ادبیات و پیشینه مدیرت زنجیره تامین ..........................................................382-2. مرور ادبیات و پیشینه طراحی شبکه زنجیره تامین ...................................................46فصل سوم: بیان مساله و روش تحقیق3-1. مقدمه.....................................................................................................................553-2. فرضیات مساله ........................................................................................................563-3. متغییرها و پارامترها ...............................................................................................583-4. مدل ریاضی ..........................................................................................................603-5. شرح مدل ..........................................................................................................623-6.روش های حل ارایه شده برای مساله ...................................................................643-6-1. مقدمه.......................................................................................................643-6-2. روش اپسیلون محدودیت ...................................................................653-6-3. الگوریتم ژنتیك مرتب سازی نامغلوب NSGA-II .............................66 3-6-3-1. نحوه کد کردن مساله ......................................................................67 3-6-3-2. نحوه دکدینگ کردن مساله ............................................................683-6-3-3. مقدار دهی اولیه ........................................................................723-6-3-4.اندازهجمعیتاولیه .................................................................723-6-3-5.تولید نسل.............................................................................733-6-3-6.روش مرتب سازی سریع نامغلوب ..............................................733-6-3-7.فاصله ازدحام ............................................................................743-6-3-8.ارزیابیكروموزوم .....................................................................763-6-3-9.استراتژی انتخاب .......................................................................763-6-3-10. عملگرتقاطع.........................................................................773-6-3-11. عملگرجهش.........................................................................783-6-3-12.نخبه گرایی ................................................................................783-6-3-13.پیدا کردن همسایگی جواب ها..................................................803-6-3-311-.الگوریتم شبیه سازی تبرید ...................................................803-6-3-14.معیار توقف...........................................................................843-6-3-15.عملیات بایگانی.......................................................................843-7 . روش های اندازه گیری عملکرد الگوریتم های چند هدفه ................................85فصل چهارم: محاسبات و یافته های تحقیق4-1 . مقدمه .............................................................................................................894-2 . نتایج مسایل طراحی شده ....................................................................................90فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهاداتی جهت تحقیقات آتی5-1 . جمع بندی و نتیجه گیری..........................................................................1035-2 . پیشنهاداتی جهت تحقیقات آتی....................................................................104پیوست .......................................................................................................................107 منابع ........................................................................................................................117 فهرست جداول جدول 1-1 تصمیمات در زنجیره تامین و سطوح مربوط به آنها ..............................................................5جدول 1-2 انواع ریسک و منبع آن از نظر چوپرا و میندل 2007 .........................................................14جدول 2-1 تحقیقات صورت گرفته در زمینه مدیریت زنجیره تامین ...................................................43جدول 2-2 اصطلاحات و علایم اختصاری در طراحی شبکه زنجیره تامین .........................................50جدول 2-3 تحقیقات انجام شده در طراحی شبکه زنجیره تامین، مجید رمضانی و همکاران 2013 ...................51جدول 4-1 مقادیر پارامترهای الگوریتم NSGA II...........................................................................90جدول 4-2 نتایج مسایل کوچک طراحی شده و مقایسه روش دقیق و فرا ابتکاری .............................91جدول 4-3 اطلاعات مربوط نقاط کاندید تولید کننده برای مثال 8 ............................................... 92جدول 4-4 اطلاعات مربوط به نقاط کاندید مراکز توزیع برای مثال شماره 8 ................................ 93جدول 4-5 اطلاعات مربوط به تقاضای مشتریان برای مثال شماره 8 ............................................ 93جدول 4-6 اطلاعات مربوط به هزینه انتقال از تولیدکننده گان به مراکز توزیع برای مثال8 ............. 93جدول 4-7 اطلاعات مربوط به هزینه انتقال از مراکز توزیع به مشتریان برای مثال شماره 8 .......... 94جدول 4-8 حدود بالا و پایین توابع هدف برای مثال 8 ................................................................. 94جدول 4-9 مقادیر بهینه پارتو برای مثال 8 .......................................................................................... 95جدول 4-10 اطلاعات مربوط به احداث یا عدم احداث نقاط کاندید تولید.........................................95جدول 4-11 اطلاعات مربوط به احداث یا عدم احداث نقاط کاندید توزیع ........................................95جدول 4-12 اطلاعات مربوط به نحوه انتقال از تقاط تولید به مراکز توزیع ..................................... 96جدول 4-13 اطلاعات مربوط به نحوه انتقال مراکز توزیع به مشتریان ............................................ 96جدول 4-14 اطلاعات مربوط به بودجه پشتیبان نقاط تولید ............................................................... 97جدول 4-15 اطلاعات مربوط به بودجه پشتیبان نقاط تولید .............................................................. 97جدول 4-16 اطلاعات مربوط به زمان ترمیم نقاط تولید .......................................................................97جدول 4-17 اطلاعات مربوط به زمان ترمیم مراکز توزیع .......................................................................97جدول 4-18 اطلاعات مربوط به بودجه برون سپاری نقاط تولید ...........................................................97جدول 4-19 اطلاعات مربوط به بودجه برون سپاری نقاط تولید ......................................................... 98جدول 4-20 نتایج حل مساله در ابعاد بزرگ با الگوریتمNSGA II .............................................................92 فهرست شکل ها و نمودارها شکل 1-1 رویکرد تانگ برای مدیریت ریسک در زنجیره تامین ............................................................15شکل 3-1 نمایی از مدل مورد بررسی .................................................................................................57شکل 2-3 نحوه نمایش بخش اول کروموزوم .....................................................................................67شکل 3-3 نحوه نمایش بخش دوم کروموزوم ........................................................................................68شکل 4-3 مرحله اول دکدینگ کردن توزیع کننده – مشتری ...............................................................68شکل 5-3 مرحله دوم دکدینگ کردن توزیع کننده – مشتری .................................................................69شکل 6-3 مرحله سوم دکدینگ کردن توزیع کننده – مشتری .............................................................69شکل 7-3 مرحله چهارم دکدینگ کردن توزیع کننده – مشتری ...........................................................70شکل 8-3 مرحله پنجم دکدینگ کردن توزیع کننده – مشتری .............................................................70شکل 9-3 شکل نهایی دکدینگ کردن توزیع کننده – مشتری .......................................................70شکل 10-3 مرحله اول دکدینگ کردن تولید کننده- توزیع ..................................................................71شکل 11-3 مرحله دوم دکدینگ کردن تولید کننده- توزیع ...............................................................71شکل 12-3 مرحله نهایی دکدینگ کردن تولید کننده- توزیع ............................................................71شکل13-3 نمایش نهایی بخش اول کروموزوم تولید کننده ...............................................................71شکل 14-3 نمایش نهایی بخش دوم کروموزوم توزیع .......................................................................71شکل 3-15 قدم های الگوریتمNASG II.....................................................................................72شکل 16-3 روش مرتب سازی نامغلوب سریع .................................................................................74شکل 3-17 رویه محاسبه فاصله ازدحامی ........................................................................................75شکل 3-18 محاسبه فاصله ازدحام ......................................................................................................76شکل 3-19 بخش اول عملگر تقاطع ..............................................................................................77شکل 3-20 بخش دوم عملگر تقاطع ...............................................................................................78شکل 3-21 بخش اول عملگر جهش ..............................................................................................79شکل 3-22 بخش دوم عملگر جهش ............................................................................................79شکل 3-23 شبه کد الگوریتم شبیه سازی تبرید ................................................................................84 1-1.مقدمهرقابت شدید و تغییرات سریع در بازارها واولویت های مشتری و همچنین توسعه سریع تکنولوژی و جهانی سازی ،سازمان ها را مجبور میکند که بجای فعالیت کردن به صورت انفرادی ،به صورت اعضای یک زنجیره تامین فعالیت کنند.[109] تسهیم سود،به اشتراک گذاشتن ارزش و در نهایت تعدیل خطرات در زنجیره ای از اقدامات ارزش آفرین منجر به توسعه مفاهیمی راهبردی در یک نظام زنجیره ای شده است.در بازار رقابتی موجود در عصر حاضر بنگاههای اقتصادی و تولیدی علاوه بر پرداختن به سازمان ومسایل داخلی خود،به مدیریت و نظارت بر منابع و ارکان مرتبط خارج از سازمان نیز توجه زیادی میکنند. این یک آگاهی عمومی است که سازمان ها نمی توانند به عنوان نهاده‌های ایزوله شده رقابت کنند و واضح است که کارکردن با یکدیگر در یک شبکه میتواند راحتر باشد. .علت این امر دستیابی به مزیت یا مزایای بازار رقابتی و در نهایت با هدف کسب سهم بازار بیشتر است. از این رو موفقیت نهایی یک سازمان به توانایی مدیریتی آن در یکپارچه‌سازی شبکه پیچیده‌روابط کسب وکار بین شرکای زنجیره تامین‌بستگی خواهد داشت. [72]موفقیت یک زنجیره تامین به یکپارچگی و هماهنگی همه نهاده های آن جهت ایجاد یک فرم از ساختار شبکه کارا،بستگی دارد.یک زنجیره تامین کارا منجربه فرایند های بهینه در سراسر زنجیره تامین میشود و به انجام واکنش سریع به نیاز های مشتری کمک میکند .[109] یک زنجیرهتامین شامل چهار نهاده اصلی شامل تامین کننده ها[1] ، تولیدکننده ها[2] ، مراکز توزیع[3]ونقاط تقاضا[4] میباشد )، که شامل مسایلی مانند انتقال مواد خام جهت تولید محصول نهایی به تولید کنندگان و تحویل آن به مشتری نهایی است . مهم ترین هدف این زنجیره بر طرف کردن نیازهای مشتری، با کمینه کردن هزینه هایی است که در این راستا بوجود می آید . امروزه زنجیرهای تامین پیچیده ترشده و این باعث آسیب پذیرتر شدن و در معرض ریسکهای مختلف قرار گرفتن آن گردیده است. یکی از مهمترین ریسک هایی که در این پایان نامه مورد بررسی قرار گرفته است، اختلال[5] در تسهیلات در زنجیره تامین میباشد. 1-2.مدیریت زنجیره تامین: در دنیای رقابتی امروز به خاطر مسایلی چون کوتاه شدن عمر محصولات،جهانی شدن بازارها،افزایش دانش و قدرت انتخاب مشتریان و تغییر الگوهای تقاضا ، مدیران بسیاری از صنایع و بنگاههای اقتصادی و تولیدی دریافتند که برای ادامه حضور در بازار رقابتی و کسب سهم بازار بیشتر،تنها بهبود فرایند های داخلی سازمان کافی نیست بلکه تامین کنندگان نیز باید قطعات و مواد اولیه را با بهترین کیفیت و کمترین هزینه تولید کنند و توزیع کنندگان محصولات نیز باید ارتباط نزدیکی با سایست های توسعه بازار تولید کننده داشته باشند.با چنین نگرشی رویکردهای زنجیره تامین[6]و مدیریت آن پا به عرصه وجود نهادند.[20]بطور کلی زنجیره تامین زنجیره ایست که همه فعالیت های مرتبط با جریان کالا و تبدیل مواد از مرحله تهیه ماده اولیه تا مرحله تحویل محصول نهایی به مصرف کننده را شامل میشود.[138] بر اساس گفته چوپرا و میندل زنجیره تامین شبکه ای از سازمان ها است که وظیفه تولید،فروش و تحویل یک محصول یا خدمت را برای بخشی از بازار به عهده دارند. همچنین این افراد در سال 2007 نیز بیان داشتند که درون هر سازمانی ،مثل تولید کننده ، رنجیره تامین شامل همه وظایف در بر گرفته دریافت و برآورده کردن درخواست مشتری است.این وظایف شامل توسعه محصول جدید ،بازاریابی،عملیات،توزیع،مالی،سرویس مشتری و دیگر وظایف مرتبط با براورده کردن درخواست‌های مشتری است. بر این اساس ، فعالیت هایی نظیر برنامه ریزی عرضه و تقاضا،فراهم کردن مواد اولیه،تولید،نگهداری کالا،کنترل موجودی،توزیع و تحویل خدمت به مشتری که در گذشته در سطح سازمان انجام میگرفتند،اینک به سطح زنجیره تامین انتقال یافته اند.مساله کلیدی در زنجیره تامین ، مدیریت و کنترل هماهنگ تمام این فعالیت هاست.مدیریت زنجیره تامین[7]پدیده ایست که این مدیریت وهماهنگی را به گونه ای انجام میدهد که مشتریان بتوانند خدمت سریع و قابل اطمینان را با کیفیت بالا و کمترین هزینه ممکن دریافت کنند.در حقیقت از آنجایی که مشتریان ونیازهایشان علت زنجیره تامین هستند،هدف زنجیره تامین کمینه سازی هزینه های سیستم ودر عین حال برآورده کردن نیازهای سطح خدمت است. [138] در تعریفی دیگرسیمچی لوی و همکاران 2003 مدیریت زنجیره تامین را مجموعه ای از فعالیت ها تعریف میکنند که تمام تامین کنندگان ،تولیدکنندگان،انبارهای مربوط به نگهداری کالا ها و خدمات و فروشگاهها را به صورت کارا یکپارچه میکنند،به نحوی که کالا ها در مقدار مناسب،مکان مناسب و زمان مناسب و در حد اقل هزینه ها و دقیقا منطبق با نیاز های مشتریان تولید شده و توزیع گردد.[121] همچنین بر اساس گفته لالمنت و همکاران در سال 2008 زنجیره تامین میتواند به خط لوله ای از جریان اطلاعات و مواد فیریکی بین تامین کننده ها و مشتریان تشبیه کرد. بر اساس یک نقطه نظر عملیاتی،این خط لوله شبیه یک فرایندی از عملیات ها که توزیع شده است،کار میکند.بنابرین زنجیره تامین صرفا یک ساختار خطی نیست بلکه در حقیقت یک شبکه[8] است.همچنین لالمنت در سال 1998، وو و چانگدر سال 2009 بیان داشتند که مدیریت شبکه زنجیره تامین میتواند به عنوان یکپارچه سازی فرایند های کلیدی تجارت تعریف گردد،بنابراین سیستم مدیریت زنجیره تامین تنها زمانی میتواند موفق باشد که همه فرایندهای مورد نیاز تجارت را تحت پوشش قرار دهد .[14] لووی در سال 2004معتقد است زنجیره تامین یک تمرکز مهم از برتری رقابتی برای تجارت سازمان ها دارد .مطالعه مدیریت زنجیره تامین بر روی اینکه چطور یک سازمان ارزش کلی سازمان را از طریق استفاده و بکارگیری بهتر منابع در سراسر سازمان ماکسیمم کند ، تاکید میکند.[60]راسدر سال 2011 مدیریت زنجیره تامین را از سه دیدگاه استراتژیکی[9]، تاکتیکی[10]و تکنولوژیکی[11]مورد بررسی قرار داده است .از دیدگاه استراتژیکی ، مدیریت زنجیره تامین ، شرکای تجاری زنجیره را به ایجاد همکاری های مشترک به منظور افزایش توان رقابتی کل زنجیره سوق میدهد.از دیدگاه تاکتیکی مدیریت زنجیره تامین به عنوان تکنیک مدیریت عملیات ها در نظر گرفته میشود که به دنبال بهینه سازی قابلیت های عملیاتی سازمان ها و سپس هدایت سازمان ها برای جستو جوی مداوم فرصت های کاهش هزینه و افزایش توان عملیاتی در زنجیره تامین است.و در نهایت از دیدگاه تکنولوژیکی فناوری های اطلاعات نوین باعث ایجاد تعامل و یکپارچگی بیشتری در بین اعضای زنجیره شده و این همکاری ایجاد شده،شرکت ها را قادر میسازد تا به طور چشمگیری درآمد ها،هزینه ها و استفاده از سرمایه ها را فراتر از وابستگی به قابلیت‌ها و منابع داخلی خود بهبود بخشند . [110] مسایل در زنجیره تامین در سه سطح مورد بررسی قرار میگرد.سطح اول مسایل استراتژیک که جز برنامه ریزی بلند مدت محسوب میشود،که میتوان به جایابی تسهیلات،انتخاب تامین کننده گان وتولید کنندگان اشاره کرد،در سطح دوم سطح تاکتیکینام دارد و جز مسایل میان مدت است، مسایلی مانند لجستیک،تولید و موجودی مورد بررسی است و سطح سوم مربوط به مسایل عملیاتی[12]است و جز مسایل کوتاه مدت است که به مسایلی چون زمانبندی ، مسیر یابی و غیره میپردازد.[11] در جدول زیر لیستی از تصمیماتی که در غالب یک مدل برنامه ریزی زنجیره تامین میتوان اتخاذ نمود را تهیه و نوع افق برنامه ریزی این تصمیمات مبتنی بر تعاریف ارایه شده را تعیین میکنیم.جدول 1-1 تصمیمات در زنجیره تامین و سطوح مربوط به آنها سطوح برنامه ریزینوع تصمیم در زنجیره تامینردیفعملیاتیتاکتیکیاستراتژیکPزمانبندی ماشین ها1Pزمانبندی وسایل نقلیه2Pمسیر یابی وسایل نقلیه3Pزمانبندی تحویل4Pزمان بندی توزیع5PPزمانبندی تولید6Pتعیین نقاط تامین7Pمکان یابی کارخانه8Pانتخاب تکنولوژی جدید9PPتعیین کانال های توزیع10Pانتخاب سیستم حمل و نقل11Pمکان یابی انبارهای توزیع12Pتعیین ظرفیت انبارها13PPبرنامه ریزی تولید14Pانتخاب تامین کننده15Pتعیین ظرفیت احداث کارخانه16Pراهکارهای غلبه بر تورم17Pسیاست های توسعه زنجیره تامین18Pکنترل جریان نقدینگی19Pتمایز محصول در نقاط مختلف20PPمقدار بهینه سفارش دهی از مواد اولیه21Pمقدار تولید محصول نهایی22Pتخصیص انبار ها به هر یک از کارخانه ها23Pتخصیص مشتریان به هر یک از انبار ها24Pمیزان ارسالی از هر خانواده محصول به هر یک از انبار ها25Pسطح موجودی از هر محصول26Pتعیین نوع وسایل نقلیه برای حمل کالا27Pموجودی نهایی کارخانه در هر بازه زمانی28Pحجم انتقال محصول توسط هر یک از وسایل نقلیه29Pحجم برونسپاری هر یک از محصولات در بازه زمانی30Pمیزان خرید از هر یک از مواد اولیه از فروشنده31Pانتخاب پیمانکار تولید محصولات نیمه ساخته32 1-3.طراحی شبکه زنجیره تامین :طراحی شبکه زنجیره تامین[13]مهمترین تصمیم استراتژیک در مدیریت زنجیره تامین است که نقش مهمی در اجرای محیطی و اقتصادی زنجیره تامین دارد . در حالت کلی طراحی شبکه زنجیره تامینشامل تعیین مکان ،تعداد و ظرفیت تسهیلات شبکه و ایجاد جریان مواد بین آنهاست.[88]دو ویژگی مهمی که در طراحی شبکه زنجیره تامین مورد توجه قرار میگیرد پایایی[14] و مقاوم‌سازی[15] است . بر اساس گفته های بانچاچ در سال 2006 پایایی بدین صورت تعریف شد: احتمال اینکه یک سیستم یا اجزای آن وظایف مورد انتظار خود را درون یک افق زمانی و محیط معین اجرا کنند. وی ضمنا مقاوم سازی را اینگونه تعریف کرده است : توانایی سیستم در اجرای نسبتا خوب وظایف مورد انتظار با وجود نقص هایی در اجزا یا زیر سیستم ها. بنابراین یک زنجیره تامین زمانی مقاوم است که با در نظر گرفتن عدمقطعیت[16] در شرایط آینده مثل تقاضا ،زمان تدارک، عرضه و غیره، به درستی ایفای نقش کند و زمانی یک زنجیره تامین پایاست که در مواقعی که بخشی از سیستم دچار نقص شده ،برای مثال زمانی یک مرکز توزیع به خاطر شرایط آب وهوایی از دسترس خارج شود، به درستی ایفای نقش کند.[16]تعاریف متفاوتی از طراحی شبکه زنجیره تامین در ادبیات موجود است که به چند تا از آنها در زیر اشاره شده است . بر اساس گفتههریسون طراحی شبکه زنجیره تامین شامل مسایلی چون کدام تسهیلات در شبکه زنجیره تامین باشند(کارخانه ها و انبارها)،اندازه و مکان آنها و احداث رابطه حمل و نقل میان اعضای زنجیره تامین ،همچنین چگونگی جریان مواد بین آنها ،است.همچنین بر اساس گفته وی تصمیمات طراحی شبکه مناسب به کاهش هزینه بین 5 تا 60 درصدی ،با وجود 10 درصد خروجی نرمال از پروژه طراحی شبکه زنجیره تامین، منجر میشود.طراحی شبکه زنجیره تامین یک تعهد و ماموریت پیچیده است . وی همچنین معتقد است طراحی شبکه زنجیره تامین هسته برنامه ریزی استراتژیک در مدیریت زنجیره تامین است . چه ایجاد یک پیکر بندی[17] جدید شبکه یا برای طراحی دوباره یک شبکه موجود.[50]از نظر امرانیو همکاران 2011 یک مساله استاندارد طراحی شبکه زنجیره تامین شامل چگونگی پیکربندی شبکه و ماموریت مکان آنهاست.در این طراحی بعضی از تسهیلات ممکن است احداث[18] یا عدماحداث[19] شوند. هر تسهیل انتخابی به یک یا چندین محصول،فعالیت های مونتاژ یا توزیع با توجه به ظرفیت موجود در هر مکان تخصیص داده شده است. ماموریت هر تسهیل همچنین باید مشخص شده باشد.تامین کنندگان مواد خام کلیدی باید انتخاب شده باشند.برای بازار هر محصول باید یک سیاست بازاریابی و سطوح موجودی و همچنین کمترین و بیشترین سطوح فروش انتخاب شده باشد. هدف معمول در این زنجیره ماکسیمم کردن سود خالص در طول افق برنامه ریزی است.هزینه های معمول شامل هزینه های ثابت مکان و پیکربندی تسهیلات، هزینه های ثابت فروشنده و انتخاب سیاست بازار و همچنین هزینه های متغییر شامل تولید، جابجایی، کمبود، موجودی و حمل ونقل است.[147]ان شاهو همکاران در سال 2007 معتقدند که طراحی و تاسیس شبکه زنجیره تامین یک تصمیم استراتژیک است وتاثیرات آن چندین ساله خواهد بود وممکن است در طول این چند سال بعضی از پارامتر های محیط تجارت مثل تقاضای مشتری تغییر کند . از اینرو برخی از پارامترهای اساسی مثل تقاضای مشتریان کاملا غیر قطعی هستند.به عبارت دیگر احداث یا عدم احداث یک تسهیل بسیار زمانبر و پر هزینه است و ایجاد تغییر در تصمیم مکان تسهیلات با در نظر گرفتن نوسان پارامترها در یک زمان کوتاه غیر ممکن است . بنابراین زنجیره تامین باید با در نظر گرفتن پارامترهای غیر قطعی مقاوم طراحی شود .در غیر این صورت تاثیر نوسانات پارامترها در طول زمان بسیار هنگفت خواهد بود.[144]