فصل اول (کلیات تحقیق)……………………………………………………………. 1

1-1- مقدمه…………………………………………………………………………… 2

1-2- مسأله اول………………………………………………………………………. 5

1-3- مسأله دوم……………………………………………………………………… 6

1-4- ضرورت تحقیق……………………………………………………………………8

1-5- اهداف تحقیق………………………………………………………………….. 9

1-6- محدودیت­های تحقیق…………………………………………………………… 9

فصل دوم (مروری بر ادبیات موضوع)………………………………………………. 10

2-1- مقدمه………………………………………………………………………….. 11

2-2- کاربرد تئوری مجموعه­ های فازی در زنجیره تأمین………………………… 11

2-3- استفاده از استراتژی­ های فرابارانداز و ارسال مستقیم در زنجیره تأمین……15

2-4- یكپارچه كردن  مسیریابی و زمانبندی وسایل نقلیه و استراتژی فرابارانداز..19

2-5-جمع بندی: خلاء در تحقیقات پیشین………………………………………. 21

فصل سوم (مدلسازی و ارائه راه حل) …………………………………………….23

3-1- مقدمه…………………………………………………………………………. 24

3-2- تئوری مجموعه­ های فازی…………………………………………………… 24

3-4- تعریف مسأله اول…………………………………………………………….. 26

3-4-1- مفروضات مسأله اول……………………………………………………… 27

3-4-2- مدل ریاضی مساله اول…………………………………………………… 28

3-5- رویكرد حل مسأله اول………………………………………………………. 34

3-5-1- پرداختن به محدودیت­های فازی…………………………………………… 34

3-5-2- پرداختن به توابع هدف…………………………………………………… 40

3-6- ضرورت یكپارچه كردن مسیریابی و زمانبندی وسایل نقلیه و استراتژی فرابارانداز…42

3-7- تعریف مسأله دوم…………………………………………………………… 43

3-7-1- مفروضات مسأله دوم……………………………………………………. 45

3-7-2- مدل ریاضی مسأله دوم………………………………………………….. 46

3-8- رویكرد حل مسأله دوم………………………………………………………. 53

3-8-1- نحوه نمایش جواب و تولید جمعیت اولیه……………………………….. 54

3-8-2- ارزیابی میزان برازندگی كروموزوم­ها……………………………………… 58

3-8-3- عملگر انتخاب………………………………………………………………. 60

3-7-4- عملگر همگذری……………………………………………………………. 61

3-7-5- عملگر جهش……………………………………………………………….. 62

3-7-6- نحوه اصلاح كروموزوم­های نامعتبر………………………………………… 63

3-7-7- روش جستجوی محلی…………………………………………………… 65

فصل چهارم (نتایج محاسباتی و تحلیل)………………………………………… 66

4-1- نتایج محاسباتی مسأله اول………………………………………………… 67

4-2- نتایج محاسباتی مسأله دوم……………………………………………….. 72

4-2-1- تولید مسائل نمونه و تنظیم پارامترهای الگوریتم………………………..73

4-2-2- تحلیل نتایج………………………………………………………………….. 75

فصل پنجم (جمع بندی و تحقیقات آتی)………………………………………….. 82

4-1- جمع بندی……………………………………………………………………… 83

5-2- تحقیقات آتی………………………………………………………………….. 85

منابع…………………………………………………………………………………. 86

چکیده:

در این تحقیق فرایند مدیریت زنجیره تأمین پنج سطحی، چند محصولی و چند دوره­ای با تأكید بر نقش استراتژی فرابارانداز و با فرض وجود عدم قطعیت مورد بررسی قرار می­گیرد. از این رو، به منظور یكپارچه كردن طرح­های تهیه مواد اولیه، تولید و توزیع در یک افق زمانی میان مدت با در نظر گرفتن عرضه، تولید و تقاضای فازی با هدف حداقل كردن هزینه­ها و طراحی یک سیستم توزیع به موقع یک مدل ریاضی توسعه داده می­ شود. در زنجیره تأمین مورد بررسی از استراتژی­ های فرابارانداز و ارسال مستقیم برای توزیع محصولات استفاده می­ شود. همچنین از اعداد فازی مثلثی برای بیان عدم قطعیت موجود در زنجیره و از برنامه ­ریزی محدودیت فازی مبتنی بر شانس و رویكرد حداكثر-حداقل برای تبدیل مدل دو هدفه فازی به یک مدل یک هدفه قطعی استفاده می­ شود. مدل یک هدفه قطعی حاصله به وسیله یک نرم افزار تجاری قابل حل می­باشد.

علاوه بر این، مسیریابی و زمانبندی وسایل نقلیه ورودی و خروجی به منظور بهینه كردن عملیات استراتژی فرابارانداز امری ضروری است. اما از آن­جایی كه یكپارچه كردن مسیریابی و زمانبندی وسائل نقلیه و استراتژی فرابارانداز در مسئله مذكور باعث افزایش پیچیدگی خواهد شد، لذا به منظور كاهش پیچیدگی مسئله، زنجیره­ای با سه سطح مورد بررسی قرار می­گیرد. در مدلی که به این منظور ارائه می­ شود، مسیر و زمان حركت وسایل نقلیه ورودی از تأمین­كنندگان به باراندازهای میانی و همچنین وسایل نقلیه خروجی از باراندازهای میانی به خرده فروش­ها مشخص می­ شود. هدف، تخصیص محصولات به تأمین­كنندگان و باراندازهای میانی به منظور بهینه كردن مسیر و زمان حركت وسایل نقلیه ورودی و خروجی و عملیات دسته­بندی كردن محصولات در باراندازهای میانی بوده به طوریكه كل هزینه­ های خرید محصولات، حمل و نقل و نگهداری حداقل شود. همچنین به منظور حل مدل ارائه شده، یک الگوریتم ژنتیک تركیبی توسعه داده می­ شود.

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1- مقدمه

رقابتی بودن بازارها، معرفی و وجود محصولاتی با عمر کوتاه و بالا بودن انتظارات مشتریان در ارتباط با کیفیت و زمان تحویل محصولات، ایجاب می­كنند كه محصولات در مقدار، مكان، زمان و قیمت مناسب عرضه شوند كه این خود ضرورت ایجاد هماهنگی تولید­کنندگان با تأمین­کنندگان مواد اولیه و توزیع­کنندگان محصولات را ایجاب می­ کند.

زنجیره تأمین به عنوان یک ساختار یکپارچه شامل تعدادی از فعالیت­ها به طور مثال فعالیت خرید، تولید، نگهداری و توزیع می­ شود. این فعالیت­ها به منظور تهیه مواد ­اولیه، تبدیل مواد ­اولیه به محصولات نهایی و تحویل محصولات به مشتریان انجام می­شوند. مدیریت صحیح این فعالیت­ها موجب بهبود عملكرد زنجیره خواهد شد از این­ رو مدیریت زنجیره تأمین را می­توان به عنوان مدیریت جریان اطلاعات، محصولات و منابع مالی در زنجیره تعریف کرد [1].  فرایند برنامه ­ریزی زنجیره تأمین به عنوان یكی از مهمترین فرایندهای مدیریت زنجیره تأمین به منظور یكپارچه و هماهنگ كردن فعالیت­های مذكور در بین اعضای مختلف زنجیره انجام می­ شود [2]. برنامه ­ریزی زنجیره تأمین بسته به افق برنامه ­ریزی به سه دسته تقسیم ­بندی می­ شود:

– برنامه­ ریزی استراتژیک: این فاز از برنامه ­ریزی به طراحی ساختار زنجیره تأمین مربوط بوده و افق زمانی مورد بررسی در این فاز بین پنج تا ده سال می­باشد.

– برنامه ­ریزی تاکتیکی (افق زمانی میان مدت): در این سطح از برنامه ­ریزی در ارتباط با استفاده بهینه از ظرفیت منابع مختلف از جمله تأمین­ کنندگان، تولیدکنندگان و مراکز­ توزیع تصمیم ­گیری می­ شود. افق زمانی مورد بررسی در برنامه ­ریزی تاكتیكی یک تا دو سال است.

– برنامه­ ریزی عملیاتی: افق زمانی مربوط به این سطح از برنامه ­ریزی هفتگی بوده و در ارتباط با مسائلی از قبیل مسیریابی وسایل نقلیه، برنامه­ ریزی تولید و توزیع روزانه تصمیم­ گیری می­ شود [1].

هدف هر زنجیره تأمین افزایش سودآوری زنجیره از طریق كاهش هزینه­ها و افزایش سطح
خدمت­دهی است. طرح توزیع به عنوان یكی از عوامل ایجاد هزینه در زنجیره تأمین، عملكرد زنجیره را تحت تأثیر قرار داده و تقریبا 30 درصد از قیمت محصول نهایی را شامل می­ شود [3]. بنابراین استفاده از استراتژی­ های مناسب توزیع به منظور كاهش هزینه­ های حمل­ و نقل و افزایش سطح
خدمت­دهی می ­تواند باعث افزایش سودآوری زنجیره شود. در میان استراتژی­ های مختلف توزیع استراتژی فرابارانداز[1] به عنوان یک تكنیک لجستیک موثر محصولات ارسال شده از تأمین­كنندگان مختلف را دریافت کرده و بدون نگهداری موجودی آنها را مطابق با مقصدهایشان به گروه­های مشخصی دسته­بندی و ارسال می­ کند. این استراتژی با دسته­بندی كردن محصولات و در نتیجه تكمیل ظرفیت وسایل نقلیه باعث كاهش هزینه­ های حمل و نقل می­ شود. 

از آن­جایی­كه قرار دادن محصولات مختلف در یک گروه مشخص مستلزم ورود همزمان آن­ها به بارانداز میانی و منتج به ملاقات مشتری­های مختلف (سفارش دهندگان محصولات) می­ شود، لذا مسیریابی و زمانبندی وسایل نقلیه ورودی و خروجی به منظور بهینه كردن عملیات استراتژی فرابارانداز ضروری است.

از طرفی دیگر، در نظر گرفتن شرایط دنیای واقعی از جمله غیر قابل پیش ­بینی بودن انتظارات مشتریان و همچنین وجود روابط پیچیده بین اعضای زنجیره، باعث ایجاد یک درجه مهمی از عدم قطعیت در زنجیره تأمین می­ شود. نادیده گرفتن عدم قطعیت موجود در زنجیره تأمین باعث ضعف در عملكرد زنجیره خواهد شد. بنابراین شناخت منابع ایجاد عدم قطعیت و استفاده از رویكردهای مناسب برای برطرف كردن این عدم قطعیت به منظور افزایش سودآوری زنجیره ضروری است. سه منبع ایجاد عدم قطعیت در زنجیره تامین عبارتند از:

– عدم قطعیت در عرضه: این عدم قطعیت در اثر تغییر در عملکرد تأمین­کنندگان به علت تأخیر در تحویل­ها به وجود می­آید.

– عدم قطعیت در فرایند: این عدم قطعیت از غیر قابل اعتماد بودن فرایند تولید به دلیل خرابی ناگهانی ماشین آلات، تغییر در عملکرد نیروی انسانی و غیره ناشی می­ شود.

– عدم قطعیت در تقاضا: این عدم قطعیت مهمترین عامل ایجاد عدم قطعیت در زنجیره تأمین بوده و از نوسانات موجود در تقاضا و پیش ­بینی نادرست ناشی می­ شود [4].

رویكردهای  تحلیلی (احتمالی)، رویکردهای شبیه­سازی و رویکردهای پیوندی بر اساس ترکیبی از مدل­های تحلیلی و شبیه­سازی، از جمله رویكردهای مورد استفاده برای برطرف كردن عدم قطعیت­ موجود در زنجیره تأمین می­باشند. مدل­های تعیین شده در این رویکردها، عدم قطعیت موجود در زنجیره تأمین را به وسیله توزیع­های احتمالی به دست آمده از داده ­های آماری نمایش می­دهند. از آن­جایی كه استفاده از این رویكردها با مشكلاتی نظیر عدم دسترسی به داده ­های آماری قابل اعتماد همراه است استفاده از رویكردهای دیگر ضروری به نظر می­رسد. یكی دیگر از رویكردهای مورد استفاده برای برطرف كردن عدم قطعیت موجود در زنجیره تأمین، استفاده از تئوری
مجموعه­های فازی است [5]. قابل ذكر است كه تئوری مجموعه­های فازی علاوه بر برطرف كردن مشكل فوق، دارای تطابق بیشتری با مسائل دنیای واقعی است.        

با توجه به توضیحات بالا، واضح است كه یكپارچه و هماهنگ كردن طرح­های تهیه­­ مواد اولیه، تولید و توزیع، بررسی منابع ایجاد عدم قطعیت در زنجیره تأمین و استفاده از یک رویكرد مناسب برای برطرف كردن این منابع و همچنین انتخاب استراتژی­ های مناسب برای توزیع محصولات از عوامل مهم بقای زنجیره تأمین در بازارهای امروزی هستند.

از این رو در این تحقیق ، یكپارچه كردن طرح­های تهیه مواد اولیه، تولید و توزیع در یک افق زمانی میان مدت در یک زنجیره تأمین پنج سطحی، چند محصولی و چند دوره­ای با در نظر گرفتن عرضه، تولید و تقاضای فازی با هدف حداقل كردن هزینه­ها و طراحی یک سیستم توزیع به موقع مورد بررسی قرار می­گیرد. در زنجیره تأمین مورد بررسی از استراتژی­ های فرابارانداز و ارسال مستقیم برای توزیع محصولات استفاده می­ شود. استفاده از استراتژی فرابارانداز مستلزم بررسی همزمان مسیریابی و زمانبندی وسایل نقلیه ورودی و خروجی می­باشد. اما از آن­جایی كه یكپارچه كردن مسیریابی و زمانبندی وسائل نقلیه و استراتژی فرابارانداز در مسئله مذكور باعث افزایش پیچیدگی خواهد شد، لذا به منظور كاهش پیچیدگی مسئله، زنجیره­ای با سطوح کمتر مورد بررسی قرار می­گیرد. بنابراین، در این تحقیق دو مسأله مذكور یعنی یكپارچه كردن طرح­های تهیه مواد اولیه، تولید و توزیع و یكپارچه كردن مسیریابی و زمانبندی وسائل نقلیه و استراتژی فرابارانداز به ترتیب تحت عنوان­های مسأله اول و مسأله دوم مورد بررسی قرار می­گیرند.

2-1- مسأله اول

    مسأله اول عبارت از یکپارچه کردن طرح­های تامین مواد اولیه، تولید و توزیع محصولات در یک افق زمانی میان مدت در یک زنجیره تأمین پنج سطحی (شامل تأمین­کنندگان، تولیدکنندگان، مراکز توزیع، باراندازهای­­­­ میانی[1] و خرده فروش­ها)، چند محصولی و چند دوره­ای با در نظر گرفتن پارامترهای فازی (شامل ظرفیت تأمین مواد­ اولیه، سطح نیروی انسانی در دسترس و ظرفیت ماشین­ آلات تولیدکنندگان و نیز تقاضای خرده فروش­ها) و با هدف حداقل کردن هزینه­ها و طراحی یک سیستم توزیع به موقع[2] است. در این زنجیره برای توزیع محصولات از استراتژی­ های فربارانداز و ارسال مستقیم (از تولیدکننده به خرده فروش) استفاده می­ شود.

مفروضات این مسأله به شرح زیر می­باشند.

– زنجیره تأمین پنج سطحی (شامل تأمین­ کنندگان، تولیدکنندگان، مراکز توزیع، باراندازهای میانی و خرده فروش­ها)، چند محصولی و چند دوره­ای می­باشد.

– برای توزیع محصولات از باراندازهای میانی و ارسال مستقیم استفاده می­ شود.

– سطح برنامه ریزی میان مدت است.

– در صورتی که تقاضای یک خرده فروش برای یک کالای مشخص از طریق یک بارانداز میانی تأمین شود، باید کل تقاضای آن خرده فروش به ازای آن محصول از طریق همان بارانداز میانی برآورده شود. این فرض از رویكرد تك منبعی[1] [8-6] نشأت می­گیرد.

– هر یک از تولیدکنندگان توانایی تولید همه محصولات را دارند.

– کمبود مجاز بوده و به صورت پس افت در نظر گرفته می­ شود.

– هزینه نگهداری مواد اولیه و محصولات در پایان هر دوره در نظر گرفته می­ شود.

– تولیدكنندگان محصولات را به سه طریق تولید می­كنند: تولید در زمان عادی، تولید به صورت اضافه کاری و یا از طریق پیمانکاری.

– تقاضا، ظرفیت تولید و نیز ظرفیت تأمین مواد اولیه اعداد فازی مثلثی هستند.

از آن­جایی كه مهمترین هدف استراتژی فرابارانداز كاهش هزینه­ های نگهداری و حمل و نقل می­باشد، لذا بررسی همزمان مسیریابی و زمانبندی وسایل نقلیه و استراتژی فرابارانداز امری ضروری است. اما ­همان طوری كه قبلا نیز ذكر شد به