کلید واژه: مسأله طراحی زنجیره تامین؛ مکانیابی تسهیلات؛ برنامه ریزی اعداد صحیح دو سطحی؛ برنامه ریزی احتمالی؛ روش تجزیه بندرز؛فهرست رئوس مطالبعنوان صفحهفصل 1- مقدمه و کلیات تحقیق. 11- 1 مقدمه. 21-2 بيان مسأله. 31-3 مفروضات تحقيق. 41-4 اهداف تحقيق. 41-5 جمع بندی. 5فصل 2- مرور ادبیات و پیشینه تحقیق. 62-1 مقدمه. 72-2 طراحي شبکه زنجيره تامين : پيش زمينه و تعاريف. 72-2-1 مديريت زنجيره تامين. 72-2-2 طراحي شبکه زنجيره تامين در موضوع مديريت زنجيره تامين 92-2-3 برنامه ريزي تصادفي. 122-2-4 کمينه کردن ارزش در ريسک شرطي. 142-3 مدلهای برنامه ریزی ریاضی در طراحی شبکه زنجیره تامین. 152-4 مدلهاي طراحي شبکه زنجيره تامين. 172-4-1 مدلهای قطعی طراحی شبکه زنجیره تامین. 172-4-2 مدلهای تصادفی طراحی شبکه زنجیره تامین. 212-4-3 مدلهاي زنجیره تامین عملیاتی و تاکتیکی. 282-5 جمع بندی. 31فصل 3- مدل ریاضی پیشنهادی. 323-1 مقدمه. 333-2 تعريف مسأله. 333-3 مدلسازي رياضي. 343-4 طراحي شبکه در شرايط عدم قطعيت. 363-4-1 مجموعهها……..393-4-2 پارامترها………………………………………………………………...393-4-3 متغيرها………………... 403-4-4 مدل برنامه ريزي تصادفي. 403-5 جمع بندی. 41فصل 4- روش حل پیشنهادی و نتایج محاسباتی. 424-1 مقدمه. 434-2 مثال عددی. 434-3 روش تجزيه بندرز. 454-3-1 زيرمسأله بندرز……………... 474-3-2 زير مسأله دوگان ..474-3-3 مسأله اصلي بندرز………………………………………….……………...484-3-4 روند کلي الگوريتم تجزيه بندرز. 504-4 نتايج عددي. 524-4-1 حالت تک محصولي. 534-4-2 حالت چند محصولي. 584-5 جمع بندی. 66فصل 5- نتیجه گیری و پیشنهاد برای تحقیقات آتی. 685-1 جمع بندي. 695-2 پيشنهاد براي تحقيقات آتي. 70مراجع. 72 فهرست جداولعنوان صفحهجدول3‑1 پارامترها ومتغيرهاي بهکارگرفته شده براي مدل رياضي 34جدول4‑1 نتايج محاسبه شده براي مدل قطعي. 45جدول4‑2 نتايج محاسبه شده براي مدل احتمالي. 45جدول4‑3 نتايج حاصل از حل مثال عددي توسط روش تجزيه بندرز 51جدول4‑4 سناريوهاي ممکنه براي تقاضاي خردهفروشها. 53جدول4‑5 هزينههاي حمل ونقل بين انبارهاي توزيع وخردهفروشها 54جدول4‑6 هزينههاي حمل ونقل بين کارخانهها و انبارهاي توزيع 54جدول4‑7 سناريوهاي ممکنه براي تقاضاي خردهفروشها براي محصول اول 58جدول4‑8 سناريوهاي ممکنه براي تقاضاي خردهفروشها براي محصول دوم 59جدول4‑9 هزينههاي حمل ونقل بين انبارهاي توزيع وخردهفروشها براي محصول اول. 59جدول4‑10 هزينههاي حمل ونقل بين انبارهاي توزيع وخردهفروشها براي محصول دوم. 60جدول4‑11 هزينههاي حمل ونقل بين کارخانهها و انبارهاي توزيع 60جدول4‑12 هزينههاي حمل ونقل بين کارخانهها و انبارهاي توزيع 61 فهرست تصاویر و نمودارعنوان صفحهشکل 2‑1 يک زنجيره تامين معمولي (Shapiro, 2007)8شکل 4‑1 موقعيت نسبي خرده فروشها و مکانهاي بالقوه براي انبارها و کارخانهها. 44شکل 4‑2 همگرايي روش تجزيه بندرز. 52شکل 4‑3 مکان نسبي خرده فروشها و مکانهاي کانديد براي انبارهاي توزيع و کارخانهها. 53شکل 4‑4 نحوه همگرايي روش تجزيه بندرز براي مثال مورد بررسي 55شکل 4‑5 شبکه توزيع طراحي شده. 55شکل 4‑6 نحوه برآورده شدن تقاضاي خرده فروشها براي سناريوي اول 56شکل 4‑7 نحوه برآورده شدن تقاضاي خرده فروشها براي سناريوي دوم 56شکل 4‑8 نحوه برآورده شدن تقاضاي خرده فروشها براي سناريوي سوم 57شکل 4‑9 نحوه برآورده شدن تقاضاي خرده فروشها براي سناريوي چهارم 57شکل 4‑10 نحوه همگرايي روش تجزيه بندرز براي مثال مورد بررسي 61شکل 4‑11 شبکه توزيع طراحي شده. 62شکل 4‑12 نحوه برآورده شدن تقاضاي محصول اول خرده فروشها براي سناريوي اول. 62شکل 4‑13 نحوه برآورده شدن تقاضاي محصول اول خرده فروشها براي سناريوي دوم. 63شکل 4‑14 نحوه برآورده شدن تقاضاي محصول اول خرده فروشها براي سناريوي سوم. 63شکل 4‑15 نحوه برآورده شدن تقاضاي محصول اول خرده فروشها براي سناريوي چهارم. 64شکل 4‑16 نحوه برآورده شدن تقاضاي محصول دوم خرده فروشها براي سناريوي اول. 64شکل 4‑17 نحوه برآورده شدن تقاضاي محصول دوم خرده فروشها براي سناريوي دوم. 65شکل 4‑18 نحوه برآورده شدن تقاضاي محصول دوم خرده فروشها براي سناريوي سوم. 65شکل 4‑19 نحوه برآورده شدن تقاضاي محصول دوم خرده فروشها براي سناريوي چهارم. 66 فصل اولمقدمه و کلیات تحقیقبرای پاسخ دادن به شرایط در حال تغییر در عرصه اقتصاد و تجارت، و نیز تاثیر مسایل مربوط به جغرافیای سیاسی[1] و فناوریهای مخرب، شرکتهای تولیدکننده محصولات صنعتی مجبور شدند تا مبادرت به انجام برنامهریزی استراتژیک، که شامل طراحی شبکه زنجیر تامین[2] (SCND) میشود، نمایند. بویژه در صنعت خودروسازی، عوامل فراوانی چون بازارهای آسیایی، معرفی فرآوردههای جدید مثل خودروهای هیبریدی[3] و برقی، ادغام شرکتها در یکدیگر و به تملک درآمدن شرکتها توسط شرکتهای دیگر، نرخ برابری ارزهای در حال نوسان، هزینههای مربوط به سوخت که به طور فزاینده بر نوسانات آن افزوده میشود، شرکتها را بر آن داشت تا اقدام به تجزیه و تحلیل و بهبود استراتژیهای مربوط به زنجیره تامین خود نمایند. بعلاوه، زنجیرههای عرضه تولید صنعتی مدرن با مشتریانی روبهرو است که خواهان افزایش در تنوع فرآوردهها، چرخه حیات محصول کوتاه مدتتر، هزینه پایینتر، کیفیت بهتر و واکنش سریعتر هستند. برای موفقیت در بازارهایی که به شکل فزایندهای جهانی گردیده و رقابتی است، شرکتها باید پیوسته تلاش کنند تا در حالی که برای رویارویی با این شرایط غیره منتظره برنامهریزی میکنند، از هزینههای زنجیره تامین بکاهند و خدمات مشتریان را بهبود دهند] 1[.طراحی شبکه زنجیره تامین، عبارت است از برنامهریزی استراتژیک زنجیرههای تامین، که به تعداد، موقعیت مکانی، و ظرفیت تاسیسات و مراکز توزیع، فناوری تولیدی که در هر یک از تاسیسات بکار گرفته میشود، انتخاب عرضهکننده، تصمیمات در خصوص مسأله ساختن یا خریدن[4]، و طراحی شبکه حمل و نقل مربوط میشود] 2[. طراحی شبکه زنجیره تامین، فناوری، فرآیند و داراییهای تولیدی یک شرکت ظرف سالهای آینده را مشخص میکند، سالهایی که طی آن شرکت باید دارای توان رقابت با شرکتهای دیگر را داشته باشد و همچنین بتواند تقاضاهایمشتریان را به بهترین نحو برآورده نماید.علاوه بر این، معمولا تصمیمات استراتژیک مستلزم هزینههای سرمایهگذاری بالا هستند، هزینههایی که به راحتی قابل بازگشت نیستند. بنابراین، برای موفقیت بلند مدت هر شرکت تولیدی، طراحی شبکه زنجیره تامین بسیار ضروری است. چهار جنبه اصلی این مساله عبارتند از (1) توپولوژی یا مکانشناسی[5] زنجیره تامین، (2) زمانبندی تصمیمات، (3) لحاظ کردن عدم قطعیت به دلیل تصادفی بودن[6] دادههای ورودی، و (4) هدف حداکثر کردن سود] 3[. برای پشتیبانی از مدیران هنگام اتخاذ تصمیمات در مورد این مسأله به شدت پیچیده، به مدلهای کمی، مبتنی بر داده[7] نیاز است] 2[. در این پایان نامه، سعی میشود در راستای مدلکردن واقعیتر شبکه توزیع در سیستمهای زنجیره تامین، این شبکه با در نظر گرفتن تقاضاهای تصادفی و با استفاده از روش برنامهریزی تصادفی دو مرحلهای فرموله شود.در این پایان نامه، یک مسأله طراحی شبکه توزیع در یک سیستم زنجیره تامین مورد مطالعه قرار میگیرد. این مسأله شامل مکانیابی کارخانهها و انبارهای توزیع و تعیین بهترین استراتژی برای توزیع محصول از کارخانهها به انبارهای توزیع و از انبارهای توزیع به خردهفروشها است. هدف این مسأله عبارت است از پیدا کردن تعداد، مکان و ظرفیت بهینه برای کارخانهها و انبارهای توزیع طوری که تقاضای خرده فروشها برآورده شده و هزینه کل طراحی شبکه کمینه شود. برخلاف اکثر تحقیقات انجام شده در زمینه طراحی شبکه توزیع زنجیره تامین، در این تحقیق فرض میشود که گزینههای مختلف برای ظرفیت کارخانهها و انبارهای توزیع وجود دارد. همچنین در این تحقیق یک شبکه توزیع چند محصولی در نظر گرفته میشود، یعنی توزیع بیش از یک محصول مدنظر است. در نهایت، تقاضا به صورت احتمالی در نظر گرفته شده، سعی در مدلسازی این مسأله با استفاده از رویکرد برنامهریزی احتمالی دو مرحلهای میشود. در برنامهریزی احتمالی دو مرحلهای متغیرهای تصمیم به دو دسته تقسیم میشوند: متغیرهای مرحله اول که شامل تصمیمهای استراتژیک بلند مدت هستند و متغیرهای مرحله دوم که شامل تصمیمهای عملیاتی و کوتاه مدت هستند. در مدل مورد مطالعه تصمیمهای مرحله اول عبارتند از: تعیین تعداد، مکان و ظرفیت کارخانهها و انبارهای توزیع و تصمیمهای مرحله دوم عبارتند از نحوه انتقال محصولات از کارخانهها به انبارهای توزیع و از انبارهای توزیع به خرده فروشها.
استفاده از روش تجزیه بندرز در طراحی شبکه توزیع در زنجیره تامین دو سطحی با تابع تقاضای تصادفی صخقی
کلید واژه: مسأله طراحی زنجیره تامین؛ مکانیابی تسهیلات؛ برنامه ریزی اعداد صحیح دو سطحی؛ برنامه ریزی احتمالی؛ روش تجزیه بندرز؛فهرست رئوس مطالبعنوان صفحهفصل 1- مقدمه و کلیات تحقیق. 11- 1 مقدمه. 21-2 بيان مسأله. 31-3 مفروضات تحقيق. 41-4 اهداف تحقيق. 41-5 جمع بندی. 5فصل 2- مرور ادبیات و پیشینه تحقیق. 62-1 مقدمه. 72-2 طراحي شبکه زنجيره تامين : پيش زمينه و تعاريف. 72-2-1 مديريت زنجيره تامين. 72-2-2 طراحي شبکه زنجيره تامين در موضوع مديريت زنجيره تامين 92-2-3 برنامه ريزي تصادفي. 122-2-4 کمينه کردن ارزش در ريسک شرطي. 142-3 مدلهای برنامه ریزی ریاضی در طراحی شبکه زنجیره تامین. 152-4 مدلهاي طراحي شبکه زنجيره تامين. 172-4-1 مدلهای قطعی طراحی شبکه زنجیره تامین. 172-4-2 مدلهای تصادفی طراحی شبکه زنجیره تامین. 212-4-3 مدلهاي زنجیره تامین عملیاتی و تاکتیکی. 282-5 جمع بندی. 31فصل 3- مدل ریاضی پیشنهادی. 323-1 مقدمه. 333-2 تعريف مسأله. 333-3 مدلسازي رياضي. 343-4 طراحي شبکه در شرايط عدم قطعيت. 363-4-1 مجموعهها……..393-4-2 پارامترها………………………………………………………………...393-4-3 متغيرها………………... 403-4-4 مدل برنامه ريزي تصادفي. 403-5 جمع بندی. 41فصل 4- روش حل پیشنهادی و نتایج محاسباتی. 424-1 مقدمه. 434-2 مثال عددی. 434-3 روش تجزيه بندرز. 454-3-1 زيرمسأله بندرز……………... 474-3-2 زير مسأله دوگان ..474-3-3 مسأله اصلي بندرز………………………………………….……………...484-3-4 روند کلي الگوريتم تجزيه بندرز. 504-4 نتايج عددي. 524-4-1 حالت تک محصولي. 534-4-2 حالت چند محصولي. 584-5 جمع بندی. 66فصل 5- نتیجه گیری و پیشنهاد برای تحقیقات آتی. 685-1 جمع بندي. 695-2 پيشنهاد براي تحقيقات آتي. 70مراجع. 72 فهرست جداولعنوان صفحهجدول3‑1 پارامترها ومتغيرهاي بهکارگرفته شده براي مدل رياضي 34جدول4‑1 نتايج محاسبه شده براي مدل قطعي. 45جدول4‑2 نتايج محاسبه شده براي مدل احتمالي. 45جدول4‑3 نتايج حاصل از حل مثال عددي توسط روش تجزيه بندرز 51جدول4‑4 سناريوهاي ممکنه براي تقاضاي خردهفروشها. 53جدول4‑5 هزينههاي حمل ونقل بين انبارهاي توزيع وخردهفروشها 54جدول4‑6 هزينههاي حمل ونقل بين کارخانهها و انبارهاي توزيع 54جدول4‑7 سناريوهاي ممکنه براي تقاضاي خردهفروشها براي محصول اول 58جدول4‑8 سناريوهاي ممکنه براي تقاضاي خردهفروشها براي محصول دوم 59جدول4‑9 هزينههاي حمل ونقل بين انبارهاي توزيع وخردهفروشها براي محصول اول. 59جدول4‑10 هزينههاي حمل ونقل بين انبارهاي توزيع وخردهفروشها براي محصول دوم. 60جدول4‑11 هزينههاي حمل ونقل بين کارخانهها و انبارهاي توزيع 60جدول4‑12 هزينههاي حمل ونقل بين کارخانهها و انبارهاي توزيع 61 فهرست تصاویر و نمودارعنوان صفحهشکل 2‑1 يک زنجيره تامين معمولي (Shapiro, 2007)8شکل 4‑1 موقعيت نسبي خرده فروشها و مکانهاي بالقوه براي انبارها و کارخانهها. 44شکل 4‑2 همگرايي روش تجزيه بندرز. 52شکل 4‑3 مکان نسبي خرده فروشها و مکانهاي کانديد براي انبارهاي توزيع و کارخانهها. 53شکل 4‑4 نحوه همگرايي روش تجزيه بندرز براي مثال مورد بررسي 55شکل 4‑5 شبکه توزيع طراحي شده. 55شکل 4‑6 نحوه برآورده شدن تقاضاي خرده فروشها براي سناريوي اول 56شکل 4‑7 نحوه برآورده شدن تقاضاي خرده فروشها براي سناريوي دوم 56شکل 4‑8 نحوه برآورده شدن تقاضاي خرده فروشها براي سناريوي سوم 57شکل 4‑9 نحوه برآورده شدن تقاضاي خرده فروشها براي سناريوي چهارم 57شکل 4‑10 نحوه همگرايي روش تجزيه بندرز براي مثال مورد بررسي 61شکل 4‑11 شبکه توزيع طراحي شده. 62شکل 4‑12 نحوه برآورده شدن تقاضاي محصول اول خرده فروشها براي سناريوي اول. 62شکل 4‑13 نحوه برآورده شدن تقاضاي محصول اول خرده فروشها براي سناريوي دوم. 63شکل 4‑14 نحوه برآورده شدن تقاضاي محصول اول خرده فروشها براي سناريوي سوم. 63شکل 4‑15 نحوه برآورده شدن تقاضاي محصول اول خرده فروشها براي سناريوي چهارم. 64شکل 4‑16 نحوه برآورده شدن تقاضاي محصول دوم خرده فروشها براي سناريوي اول. 64شکل 4‑17 نحوه برآورده شدن تقاضاي محصول دوم خرده فروشها براي سناريوي دوم. 65شکل 4‑18 نحوه برآورده شدن تقاضاي محصول دوم خرده فروشها براي سناريوي سوم. 65شکل 4‑19 نحوه برآورده شدن تقاضاي محصول دوم خرده فروشها براي سناريوي چهارم. 66 فصل اولمقدمه و کلیات تحقیقبرای پاسخ دادن به شرایط در حال تغییر در عرصه اقتصاد و تجارت، و نیز تاثیر مسایل مربوط به جغرافیای سیاسی[1] و فناوریهای مخرب، شرکتهای تولیدکننده محصولات صنعتی مجبور شدند تا مبادرت به انجام برنامهریزی استراتژیک، که شامل طراحی شبکه زنجیر تامین[2] (SCND) میشود، نمایند. بویژه در صنعت خودروسازی، عوامل فراوانی چون بازارهای آسیایی، معرفی فرآوردههای جدید مثل خودروهای هیبریدی[3] و برقی، ادغام شرکتها در یکدیگر و به تملک درآمدن شرکتها توسط شرکتهای دیگر، نرخ برابری ارزهای در حال نوسان، هزینههای مربوط به سوخت که به طور فزاینده بر نوسانات آن افزوده میشود، شرکتها را بر آن داشت تا اقدام به تجزیه و تحلیل و بهبود استراتژیهای مربوط به زنجیره تامین خود نمایند. بعلاوه، زنجیرههای عرضه تولید صنعتی مدرن با مشتریانی روبهرو است که خواهان افزایش در تنوع فرآوردهها، چرخه حیات محصول کوتاه مدتتر، هزینه پایینتر، کیفیت بهتر و واکنش سریعتر هستند. برای موفقیت در بازارهایی که به شکل فزایندهای جهانی گردیده و رقابتی است، شرکتها باید پیوسته تلاش کنند تا در حالی که برای رویارویی با این شرایط غیره منتظره برنامهریزی میکنند، از هزینههای زنجیره تامین بکاهند و خدمات مشتریان را بهبود دهند] 1[.طراحی شبکه زنجیره تامین، عبارت است از برنامهریزی استراتژیک زنجیرههای تامین، که به تعداد، موقعیت مکانی، و ظرفیت تاسیسات و مراکز توزیع، فناوری تولیدی که در هر یک از تاسیسات بکار گرفته میشود، انتخاب عرضهکننده، تصمیمات در خصوص مسأله ساختن یا خریدن[4]، و طراحی شبکه حمل و نقل مربوط میشود] 2[. طراحی شبکه زنجیره تامین، فناوری، فرآیند و داراییهای تولیدی یک شرکت ظرف سالهای آینده را مشخص میکند، سالهایی که طی آن شرکت باید دارای توان رقابت با شرکتهای دیگر را داشته باشد و همچنین بتواند تقاضاهایمشتریان را به بهترین نحو برآورده نماید.علاوه بر این، معمولا تصمیمات استراتژیک مستلزم هزینههای سرمایهگذاری بالا هستند، هزینههایی که به راحتی قابل بازگشت نیستند. بنابراین، برای موفقیت بلند مدت هر شرکت تولیدی، طراحی شبکه زنجیره تامین بسیار ضروری است. چهار جنبه اصلی این مساله عبارتند از (1) توپولوژی یا مکانشناسی[5] زنجیره تامین، (2) زمانبندی تصمیمات، (3) لحاظ کردن عدم قطعیت به دلیل تصادفی بودن[6] دادههای ورودی، و (4) هدف حداکثر کردن سود] 3[. برای پشتیبانی از مدیران هنگام اتخاذ تصمیمات در مورد این مسأله به شدت پیچیده، به مدلهای کمی، مبتنی بر داده[7] نیاز است] 2[. در این پایان نامه، سعی میشود در راستای مدلکردن واقعیتر شبکه توزیع در سیستمهای زنجیره تامین، این شبکه با در نظر گرفتن تقاضاهای تصادفی و با استفاده از روش برنامهریزی تصادفی دو مرحلهای فرموله شود.در این پایان نامه، یک مسأله طراحی شبکه توزیع در یک سیستم زنجیره تامین مورد مطالعه قرار میگیرد. این مسأله شامل مکانیابی کارخانهها و انبارهای توزیع و تعیین بهترین استراتژی برای توزیع محصول از کارخانهها به انبارهای توزیع و از انبارهای توزیع به خردهفروشها است. هدف این مسأله عبارت است از پیدا کردن تعداد، مکان و ظرفیت بهینه برای کارخانهها و انبارهای توزیع طوری که تقاضای خرده فروشها برآورده شده و هزینه کل طراحی شبکه کمینه شود. برخلاف اکثر تحقیقات انجام شده در زمینه طراحی شبکه توزیع زنجیره تامین، در این تحقیق فرض میشود که گزینههای مختلف برای ظرفیت کارخانهها و انبارهای توزیع وجود دارد. همچنین در این تحقیق یک شبکه توزیع چند محصولی در نظر گرفته میشود، یعنی توزیع بیش از یک محصول مدنظر است. در نهایت، تقاضا به صورت احتمالی در نظر گرفته شده، سعی در مدلسازی این مسأله با استفاده از رویکرد برنامهریزی احتمالی دو مرحلهای میشود. در برنامهریزی احتمالی دو مرحلهای متغیرهای تصمیم به دو دسته تقسیم میشوند: متغیرهای مرحله اول که شامل تصمیمهای استراتژیک بلند مدت هستند و متغیرهای مرحله دوم که شامل تصمیمهای عملیاتی و کوتاه مدت هستند. در مدل مورد مطالعه تصمیمهای مرحله اول عبارتند از: تعیین تعداد، مکان و ظرفیت کارخانهها و انبارهای توزیع و تصمیمهای مرحله دوم عبارتند از نحوه انتقال محصولات از کارخانهها به انبارهای توزیع و از انبارهای توزیع به خرده فروشها.