متن کامل پایان نامه را در سایت منبع fuka.ir می توانید ببینید متن کامل پایان نامه را در سایت منبع 2 fuka.ir می توانید ببینید

say14

متن کامل پایان نامه را در سایت منبع fuka.ir می توانید ببینید

دانشگاه آزاد اسلامی
واحد بین المللی بندرانزلی
پایان نامه کارشناسی ارشد رشته : مهندسی صنایع M.Sc
گرایش : مدیریت سیستم وبهره وری
موضوع :
توسعه یک مدل ریاضی مکانیابی تسهیلات ظرفیت دار چند کالایی پویا درطراحی شبکه زنجیره تامین حلقه – بسته جهت به حداقل رساندن اثرات زیست محیطی وکسب مزیت رقابتی با الگوریتم های فراابتکاری
استادراهنما:
جناب آقای دکتر سروش آوخ دارستانی
نگارنده:
عذرا قبادی
سال تحصیلی:1394-1393
تشکر و قدردانی
از جناب آقای دکتر سروش آوخ دارستانی به پاس راهنمایی های ارزشمندشان ومشاوره های سازنده ای که راهگشای اینجانب در اتمام واکمال پایان نامه بوده اند.
تقدیم به:
به همسرم وفرزندم برای قدردانی از اینکه اوقاتی که صرف انجام این تحقیق شد به آنان تعلق داشت.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
TOC o “1-4” h z u چکیده PAGEREF _Toc418932207 h 1فصل اول :کلیات تحقیق PAGEREF _Toc418932208 h 21-1- مقدمه PAGEREF _Toc418932209 h 31-2- بیان مسئله PAGEREF _Toc418932210 h 41-3- اهمیت وضرورت انجام تحقیق PAGEREF _Toc418932211 h 71-4- جنبه نوآوری و جدید بودن تحقیق PAGEREF _Toc418932212 h 71-5- سوالات اصلی تحقیق PAGEREF _Toc418932213 h 71-6- ساختار پایان نامه PAGEREF _Toc418932214 h 7فصل دوم :مروری بر تحقیقات انجام شده PAGEREF _Toc418932215 h 92-1- مقدمه PAGEREF _Toc418932216 h 102-2- مسائل پویا در مقابل مسائل ایستا PAGEREF _Toc418932217 h 102-3- طبقه‌بندی مسائل مکان‌یابی تسهیلات پویا PAGEREF _Toc418932218 h 122-3-1- مسائل مکان‌یابی تسهیلات پیوسته PAGEREF _Toc418932219 h 122-3-2- مسائل گسسته شبکه مکان‌یابی تسهیلات PAGEREF _Toc418932220 h 142-3-2-1- مسئله p ـ میانه PAGEREF _Toc418932221 h 142-3-2-2- مسئله مکان‌یابی تسهیلات بدون ـ محدودیت ظرفیت (نامحدود) PAGEREF _Toc418932222 h 162-3-2-3- مسئله مکان‌یابی تسهیلات با ظرفیت محدود (یا ظرفیت‌دار) PAGEREF _Toc418932223 h 182-3-2-4- مسئله مکان‌یابی تسهیلات با ظرفیت محدود (ظرفیت دار) چند کالایی چند سطحی PAGEREF _Toc418932224 h 192-3-3- مسائل مکان یابی تسهیلات تصادفی PAGEREF _Toc418932225 h 222-4- بررسی مدل‌ها و رویکردهای پویا و گسسته، ‌مکان‌یابی تسهیلات شبکه PAGEREF _Toc418932226 h 232-4-1- بهینه‌سازی شبکه مکان‌یابی تسیهلات پویا و گسسته PAGEREF _Toc418932227 h 262-4-2-رویکردها و مطالعات موردی PAGEREF _Toc418932228 h 292-5- طراحی یکپارچه شبکه لجستیک مستقیم – معکوس PAGEREF _Toc418932229 h 322-5-1- مکان‌یابی تسهیلات پویا PAGEREF _Toc418932230 h 372-5-2- اهمیت و چرایی در نظرگیری مسائل مکان‌یابی پویا PAGEREF _Toc418932231 h 372-6- شبکه زنجیره تامین حلقه – بسته ومسائل زیست محیطی PAGEREF _Toc418932232 h 382-7- شبکه زنجیره تامین حلقه – بسته ومزیت رقابتی PAGEREF _Toc418932233 h 422-7-1- اکولوژی صنعتی به عنوان راهنمایی برای بهره وری منابع PAGEREF _Toc418932234 h 432-7-2- تعریف بهره وری منابع PAGEREF _Toc418932235 h 442-7-3- درون شرکت PAGEREF _Toc418932236 h 452-7-4- درون یک سیستم ارزشی PAGEREF _Toc418932237 h 482-7-5- فراتر از زنجیره تأمین PAGEREF _Toc418932238 h 502-7-6- محدودیت های اکولوژی صنعتی PAGEREF _Toc418932239 h 502-7-7- هزینه ها بیشتر از منافع PAGEREF _Toc418932240 h 502-7-8- نظارت ناقص PAGEREF _Toc418932241 h 512-7-9- نتیجه گیری این بخش PAGEREF _Toc418932242 h 522-8- پیشینه روش های حل PAGEREF _Toc418932243 h 522-8-1- الگوریتم های فراابتکاری(متاهیورستیک) PAGEREF _Toc418932244 h 522-8-2- انواع الگوریتم های فرا ابتکاری PAGEREF _Toc418932245 h 532-8-3- چه موقع از روش های فرا ابتکاری استفاده میشود ؟ PAGEREF _Toc418932246 h 542-8-4- تحلیل عملکردی متاهیوریستیک PAGEREF _Toc418932247 h 542-9- جمع بندی PAGEREF _Toc418932248 h 54فصل سوم :تعریف مسئله ومدل PAGEREF _Toc418932249 h 563-1- مقدمه PAGEREF _Toc418932250 h 573-2- زنجیره تأمین حلقه ـ بسته ومکان یابی تسهیلات در طراحی PAGEREF _Toc418932251 h 573-3- یک مدل عمومی مکان‌یابی تسهیلات برای زنجیره تأمین حلقه ـ بسته PAGEREF _Toc418932252 h 603-4- طراحی شبکه‌های سیستم‌های زنجیره‌ای تأمین حلقه ـ بسته وارائه مدل پیشنهادی PAGEREF _Toc418932253 h 613-4-1- مفروضات مدل PAGEREF _Toc418932254 h 653-4-2-1- مجموعه ایندکس PAGEREF _Toc418932255 h 653-4-2-2- پارامترها PAGEREF _Toc418932256 h 683-4-2-3- متغیرهای تصمیم PAGEREF _Toc418932257 h 703-4-2-4- توابع هدف PAGEREF _Toc418932258 h 713-5- جمع بندی PAGEREF _Toc418932259 h 87فصل چهارم :مفاهیم ،روش های حل پیشنهادی وتجزیه وتحلیل نتایج PAGEREF _Toc418932260 h 884-1- مقدمه PAGEREF _Toc418932261 h 894-2- مفاهیم الگوریتم های چند هدفه PAGEREF _Toc418932262 h 904-3- روش های حل مسایل بهینه سازی PAGEREF _Toc418932263 h 924-3-1- روش های تصویری PAGEREF _Toc418932264 h 924-3-2- روش های تحلیلی یا کلاسیک PAGEREF _Toc418932265 h 934-3-3- روش های خاص PAGEREF _Toc418932266 h 934-3-4- روش های عددی PAGEREF _Toc418932267 h 934-3-5- روش های برنامه ریزی پویا PAGEREF _Toc418932268 h 944-3-6- روش های مدرن یا مکاشفه ای PAGEREF _Toc418932269 h 944-4- مسائل چند هدفه ومفهوم بهینگی پارتو PAGEREF _Toc418932270 h 954-5- روش های حل پیشنهادی PAGEREF _Toc418932271 h 954-5-1- الگوریتم بهینه سازی اذحام ذرات چند هدفه PAGEREF _Toc418932272 h 964-5-1-1- مراحل الگوریتم (MOPSO) PAGEREF _Toc418932273 h 974-5-2- الگوریتم ژنتیک مرتب سازی نامغلوب نسخه 2(NSGA-II) PAGEREF _Toc418932274 h 974-5-2-1- گامهای الگوریتم NSGA-II PAGEREF _Toc418932275 h 994-6- معیار مقایسه برای ارزیابی کیفیت جواب PAGEREF _Toc418932276 h 1024-6-1- فاصله از جواب ایده آل( MID ) PAGEREF _Toc418932277 h 1034-6-2- معیار بیشترین گسترش(D) PAGEREF _Toc418932278 h 1034-6-3- معیار فاصلهگذاری(S) PAGEREF _Toc418932279 h 1034-6-4- تعداد جوابهای پارتو(NPS) PAGEREF _Toc418932280 h 1034-6-5- زمان محاسباتی (CPU Time ) PAGEREF _Toc418932281 h 1034-7- تجزیه وتحلیل نتایج PAGEREF _Toc418932282 h 1044-7-1-تولید مسائل آزمایشی PAGEREF _Toc418932283 h 1044-7-1-1- مثال موردی بر مقادیر مختلف تقاضا و برگشت محصولات PAGEREF _Toc418932284 h 1064-7-2- تنظیم پارامترها PAGEREF _Toc418932285 h 1134-7-1-1- روشهای تنظیم پارامترها وروش تاگوچی PAGEREF _Toc418932286 h 1144-8- جمع بندی PAGEREF _Toc418932287 h 125فصل پنجم:نتیجه گیری وپیشنهادات آتی PAGEREF _Toc418932288 h 1285-1- مقدمه PAGEREF _Toc418932289 h 1295-2- نتیجه‌گیری PAGEREF _Toc418932290 h 1295-3- راهنمایی تحقیقات آتی PAGEREF _Toc418932291 h 130منابع PAGEREF _Toc418932292 h 131فهرست منابع و مآخذ (فارسی و غیر فارسی) PAGEREF _Toc418932293 h 132
فهرست جدول ها
عنوان صفحه
TOC h z t “جدول,1” جدول 2-1- طبقه‌بندی مدل‌های موجود باتوجه به ویژگی‌های مدل‌سازی(اروپادی جوچیم،2012) PAGEREF _Toc418932419 h 24جدول2-2- طبقه‌بندی مدل‌های موجود باتوجه به اقدامات و عملکرد آنها(اروپادی جوچیم،2012) PAGEREF _Toc418932420 h 26جدول 2-3- طبقه‌بندی مدل‌های موجود باتوجه به متدولوژی آنها(اروپادی جوچیم،2012) PAGEREF _Toc418932421 h 29جدول 2-4- برنامه‌های کاربردی از مدل‌های شبکه مکان‌یابی تسهیلات پویا و گسسته(اروپادی جوچیم،2012) PAGEREF _Toc418932422 h 31جدول 2-5 – مروری بر مقالات طراحی شبکه لجستیک یکپارچه مستقیم – معکوس(دارائی،1390) PAGEREF _Toc418932423 h 34جدول 3- 1- بررسی اجمالی از شرح مدل PAGEREF _Toc418932424 h 73جدول 3- 2- ارتباط بین مفروضات و فرمول‌بندی مدل PAGEREF _Toc418932425 h 75جدول 4-1- دسته بندی مدلهای زنجیره تامین حلقه-بسته ومقایسه آن با مدل ارائه شده(یافته تحقیق) PAGEREF _Toc418932426 h 89جدول 4- 2- تعدادسطوح مختلف مسائل نمونه PAGEREF _Toc418932427 h 105جدول 4- 3- توزیع پارامترهای ورودی برای مسائل نمونه PAGEREF _Toc418932428 h 105جدول شماره 4-4-تقاضای محصولات مشتریان ( ) PAGEREF _Toc418932429 h 108جدول شماره4-5-نرخ برگشتی محصولات از مشتریان ( ) PAGEREF _Toc418932430 h 109جدول 4- 6- مقایسه سناریوها PAGEREF _Toc418932431 h 113جدول 4- 7 – فاکتورها وسطوح کاندید در الگوریتم (NSGA-II) PAGEREF _Toc418932432 h 115جدول 4- 8- فاکتورها وسطوح کاندید در الگوریتم (MOPSO) PAGEREF _Toc418932433 h 115جدول 4- 9 – طرح آزمایشی با آرایه متعامد L9.برای الگوریتم NSGA-II PAGEREF _Toc418932434 h 116جدول 4- 10 – طرح آزمایشی با آرایه متعامد L9برای الگوریتم MOPSO PAGEREF _Toc418932435 h 116جدول 4- 11- نتایج محاسباتی معیارهای مقایسه الگوریتمهای NSGA-IIو MOPSOبرای NSGA-II (یافته تحقیق) PAGEREF _Toc418932436 h 118جدول 4- 12 – ادامه نتایج محاسباتی معیارهای مقایسه الگوریتمهای NSGA-IIو MOPSO برای MOPSO (یافته تحقیق) PAGEREF _Toc418932437 h 119فهرست شکلها
عنوان صفحه
TOC h z t “شکل,1” شکل 2-1- مثالی از فاصله اقلیدسی PAGEREF _Toc418793482 h 13شکل:2-2- یک سیستم چند پله‌ای (چند سطحی) PAGEREF _Toc418793483 h 20شکل 2-3 – نسبت مدل‌های موجود و زمینه‌های مرتبط با آنها(یافته تحقیق) PAGEREF _Toc418793484 h 23شکل 2- 4- تصمیمات اتخاذ شده در مسائل مکان‌یابی تسهیلات، طراحی شبکه و مسئله مکان‌یابی تسهیلات ـ طراحی شبکه(قادری،1392) PAGEREF _Toc418793485 h 36شکل2- 5- نیروهای هدایت کننده زنجیره تامین سبز(چولت و وانکات،2009) PAGEREF _Toc418793486 h 40شکل 2- 6- گره ها (مراحل مختلف) از حلقه- بسته پایان به پایان زنجیره تامین(یافته تحقیق) PAGEREF _Toc418793487 h 42شکل 3-1- یک شبکه عمومی زنجیره تامین حلقه ـ بسته PAGEREF _Toc418793488 h 58شکل 3-2- سیستم زنجیره تأمین حلقه ـ بسته (اروپادی جوچیم،2012) PAGEREF _Toc418793489 h 59شکل 3-3- ساختار مدل زنجیره تأمین حلقه ـ بسته(اروپادی جوچیم،2012) PAGEREF _Toc418793490 h 60شکل 3-4- پیکربندی مدل ارائه شده PAGEREF _Toc418793491 h 62شکل4-1- شمایی ازگام دوم PAGEREF _Toc418793492 h 99شکل4-2- شمایی ازگام سوم PAGEREF _Toc418793493 h 100شکل 4-3- محاسبه پارامتر کنترلی به نام فاصله جمعیت(دب وهمکاران ،2000) PAGEREF _Toc418793494 h 101شکل 4-4- عملکرد الگوریتم NSGA-II(کالیانموی دِب،2000) PAGEREF _Toc418793495 h 102شکل 4–5- نمودار S/N پارامترهای الگوریتم NSGA-II PAGEREF _Toc418793496 h 117شکل 4-6- نمودار S/N پارامترهای الگوریتم MOPSO PAGEREF _Toc418793497 h 117شکل 4-7- نمودار جعبه ای مقایسه فواصل اطمینان الگوریتم های NSGA-IIوMOPSOبراساس معیارTime PAGEREF _Toc418793498 h 122شکل 4-8- نمودار جعبه ای مقایسه فواصل اطمینان الگوریتم های NSGA-IIوMOPSOبراساس معیارNPS PAGEREF _Toc418793499 h 123شکل 4-9- نمودار جعبه ای مقایسه فواصل اطمینان الگوریتم های NSGA-IIوMOPSOبراساس معیارD PAGEREF _Toc418793500 h 123شکل 4-10- نمودار جعبه ای مقایسه فواصل اطمینان الگوریتم های NSGA-IIوMOPSOبراساس معیارMID PAGEREF _Toc418793501 h 124شکل 4-11- نمودار جعبه ای مقایسه فواصل اطمینان الگوریتم های NSGA-IIوMOPSOبراساس معیارS PAGEREF _Toc418793502 h 125فهرست نمودارها
عنوان صفحه
TOC h z t “نمودار,1” نمودار 4-1-سودبرای نرخ های مختلف برگشتی PAGEREF _Toc418791690 h 112نمودار 4-2- نمودار گرافیکی مقایسه الگوریتم های NSGA-IIوMOPSOبراساس معیارTime PAGEREF _Toc418791691 h 119نمودار 4-3- نمودار گرافیکی مقایسه الگوریتم های NSGA-IIوMOPSOبراساس معیارMID PAGEREF _Toc418791692 h 120نمودار 4-4- نمودار گرافیکی مقایسه الگوریتم های NSGA-IIوMOPSOبراساس معیارS PAGEREF _Toc418791693 h 120نمودار 4-5- نمودار گرافیکی مقایسه الگوریتم های NSGA-IIوMOPSOبراساس معیارD PAGEREF _Toc418791694 h 121نمودار 4-6- نمودار گرافیکی مقایسه الگوریتم های NSGA-IIوMOPSOبراساس معیارNPS PAGEREF _Toc418791695 h 121
چکیدهقوانین زیست محیطی و رشد آگاهی های محیط زیستی مشتریان وحجم بالای محصولات بازگشتی؛ اهمیت بخش زنجیره تامین معکوس را بیشتر نموده است.بنابراین ،شرکتهای تولیدی نمی توانند زنجیره معکوس را تنها به عنوان یک هزینه اضافی ببینند و باید در مورد زنجیره تامین خودقادر به تفکر استراتژیک باشند.
هدف این پایان نامه ارائه یک مدل ریاضی مکان یابی تسهیلات پویادرطراحی شبکه زنجیره تامین حلقه – بسته ، ازطریق بررسی استراتژیک یک افق برنامه ریزی چند دوره ای در جهت حداقل نمودن اثرات زیست محیطی وکسب مزیت رقابتی با نظریات پورتر می باشد.
مدل برنامه ریزی خطی عددصحیح مختلط (MILP) که برای تعیین مکانهای بهینه کارخانجات تولیدی ،مراکز توزیع ،مراکز جمع آوری وتسهیلات بازسازی استفاده شده همراه با جریانهای یکپارچه روبه جلو و معکوس هزینه کل مکان تسهیلات وحمل ونقل مربوط به جریانهای رو به جلو و معکوس در شبکه حداقل می نماید.این مدل دوطرفه مکانیابی تسهیلات برای انتقال محصولات نهایی وجمع آوری بازده های محصول در یک زنجیره تامین یکپارچه حلقه – بسته بطورهمزمان مدنظر قرارگرفته است.
مدل برنامه‌ریزی چند هدفه عدد صحیح آمیخته جدید برای مکان یابی تسهیلات وطراحی همزمان شبکه روبه جلو و معکوس جهت تعیین جامع راه حل های بلندمدت استراتژیک بسط داده شده که حداکثر نمودن ارزش خالص فعلی (NPV )جریان نقدینگی برای کل زنجیره تامین وهمچنین حداقل نمودن انتشار گازهای گلخانه ای از محصولات تولیدی تامین کنندگان را ارائه خواهد کرد.
پارامترهای الگوریتم های پیشنهادی(MOPSO)و(NSGA-II) به کمک روش طراحی آزمایشات تاگوچی تنظیم شده است. نتایج عددی نشان می دهد که مدل جدید با الگوریتم های فراابتکاری فوق برای بدست آوردن جنبه های کمی برنامه ریزی استراتژیک در شرایط زنجیره تامین حلقه – بسته قابل استفاده می باشد.
کلمات کلیدی : زنجیره تامین حلقه – بسته ، ارزش خالص فعلی (NPV) ، انتشارکربن ، مزیت رقابتی، برنامه ریزی چند هدفه عددصحیح آمیخته
فصل اول :کلیات تحقیق1-1- مقدمهدر دنیای امروز، تغییرات سریع اقتصادی و فشار فزاینده‌ بازار رقابتی، سازمان‌ها را به سمت تمرکز بر کاراتر و اثربخش‌تر کردن فعالیت‌های زنجیره‌ی تأمین سوق می‌دهد. طراحی مناسب و کارایی شبکه‌های لجستیکی به عنوان بخشی از برنامه‌ریزی زنجیره‌ی تأمین، علاوه بر ایجاد مزیت رقابتی پایدار، باعث افزایش رضایت مشتریان شده و امکان پاسخگویی به نیازهای آن‌ها را فراهم می‌آورد و همین امر سبب شده که تصمیمات مربوط به طراحی این شبکه‌های از اهمیت بالایی برخوردار باشد. علاوه بر این، در دهه‌های اخیر نگرانی در مورد حفاظت محیط زیست و نیز مزایای اقتصادی استفاده از محصولات برگشتی، باعث تمرکز بسیاری از شرکت‌ها بر فعالیت‌های احیا و بازیافت محصولات و در نتیجه طراحی و پیاده‌سازی شبکه‌های لجستیک معکوس و شکل‌گیری زنجیره‌های تأمین حلقه – بسته شده است.
لجستیک معکوس شامل همه‌ی فعالیت‌های مربوط به استفاده‌ی مجدد از مواد و محصولات است. درواقع لجستیک معکوس شامل فرآیند برنامه‌ریزی، اجرا و کنترل کارا و اثربخش جریان مواد خام، موجودی در دست ساخت، محصولات تمام شده و اطلاعات مرتبط، از محل مصرف به مبدأ با هدف به دست آوردن مجدد ارزش یا دفع مناسب می باشد که زنجیره‌ی تأمین حلقه – بسته شناخته می‌شود. طراحی شبکه‌ی لجستیک که یکی از مهم‌‌ترین و راهبردی‌ترین تصمیمات در مدیریت زنجیره‌ی تأمین است، شامل تصمیماتی درخصوص تعداد تسهیلات، مکان و ظرفیت‌ آن‌ها و تعیین جریان بین این تسهیلات است که هم بر هزینه و هم بر سطح سرویس‌دهی به مشتری تأثیرگذار می گردد. از آنجا که در نظر گرفتن جریان‌های مستقیم و معکوس در مسائل طراحی شبکه به صورت جداگانه ممکن است منجر به جواب‌های بهینه‌ی جزئی شود، در نظر گرفتن این دو جریان به صورت یکپارچه منجر به دستیابی به جواب‌هایی به مراتب بهتر خواهد شد.
مسائل مکان‌یابی تسهیلات از دهه 1960 جایگاه مهمی در ادبیات تحقیق در عملیات پیدا کرد. به طور کلی واژه مکان‌یابی اشاره به مدل‌سازی،‌ فرمول‌بندی و حل مسائلی دارد که می‌توان آنها را در قراردادن تسهیلات در فضای موجود به بهترین نحو تعریف کرد. این مسائل چگونگی مکان‌یابی یک مجموعه از تسهیلات را به‌صورت فیزیکی بررسی می‌کنند به طوری‌که یک تابع هدف را تحت مجموعه از محدودیت‌ها بهینه نماید.
بدون شک مکان‌یابی درست تسهیلات اثرات بسیار زیادی در منافع اقتصادی ارائه خدمات مناسب و رضایت مشتریان دارد و به همین علت تحلیل مسئله مکان‌یابی یکی از مسائل مورد علاقه دانشمندان علوم تحقیق در عملیات و علوم مدیریت بوده و پیشرفت‌های قابل توجهی در این زمینه حاصل گردیده است.
مدل‌های مکان‌یابی شبکه به صورت گسترده‌ای به منظور مکان‌یابی تسهیلات در بخش خصوصی و دولتی مورد استفاده قرار گرفته‌ و همچنین در غالب مدل‌های مطرح در این حوزه ساختار شبکه و ارتباط بین گره‌ها از قبل مشخص و تعریف شده‌اند. در حالی‌که در بسیاری از مسائل دنیای واقعی چنین موضوعی قابل قبول نیست. لذا در نظرگیری این مبحث همانگونه که در منابع متعددی نیز بدان اشاره شده می‌توان حایز اهمیت باشد. بنابراین پیدا نمودن مکان تسهیلات و بهینه‌سازی مدل‌هایی که به صورت همزمان در بسیاری از مسائل جهان واقعی ممکن است مهم تلقی و نیاز به طراحی و بهینه‌سازی مدل‌هایی که به‌صورت همزمان به دنبال یافتن موارد مذکور هستنداحساس می گردد.از طرفی دیگر ،هزینه‌های بالای مربوط به ساخت تسهیلات پروژه‌های مکان‌یابی؛ جابجایی را به پروژه‌هایی با سرمایه‌گذاری بلندمدت تبدیل کرده است.
این مشکل ،تصمیم‌گیرندگان را برآن داشت تا از همان ابتدا به دنبال موقعیتی باشند که با در نظر گرفتن این شرایط نه تنها در شرایط فعلی بلکه در افق زمان برنامه‌ریزی بدنبال مکان مطلوب باشند؛ به عبارتی می‌توان گفت ممکن است مکان انتخابی در شرایط فعلی جواب بهینه نباشد، اما در کل افق زمانی یک جواب بهینه باشد. در نتیجه مدل‌سازی و حل مسائل مکان‌یابی پویا نیز از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند.
مسئله مکان‌یابی تسهیلات به‌صورت امروزی اولین بار توسط یک اقتصاددان آلمانی به نام آلفرد وبر درسال 1909 برای مکان‌یابی تک وسیله‌ای در جهت کمینه نمودن فاصله مابین تسهیلات و مشتریان پیشنهاد کرد.
هرچند برای صدها سال، مسائل مکان‌یابی تسهیلات به‌طور وسیعی به‌صورت کیفی مطرح شده بود. با ظهور تحقیق در عملیات (OR) در طول 35 سال گذشته مدل‌های ریاضی و مدل‌های OR برای حل این مسائل مورد استفاده قرار گرفتند.
1-2- بیان مسئله
محل تسهیلات یکی از مسائلی است که بطورگسترده مورد مطالعه محققان وپژوهشگران قرار گرفته است.هرچند تاکنون یک جواب برای مسائل مکان یابی تسهیلات ارائه نشده است؛ ولی در چنددهه گذشته تلاش های تحقیقاتی قابل توجهی به توسعه مدلهای مکان یابی برای شبکه های زنحیره تامین اختصاص داده شده است.
مکان یابی تسهیلات نقش مهمی در برنامه ریزی استراتژیک زنجیره تامین ایفامی کند واثربلندمدتی بر عملکردش داردزیرابازنمودن وبستن دائمی تسهیلات وانتقال آن به مکان دیگر هزینه فوق العاده زیادی ایجادمی نماید.بنابراین تصمیم گیری مکان یابی تسهیلات پرهزینه ودارای حساسیت زمانی است،وبه همین علت هزینه وزمان دومعیار اصلی وموثردر مدلهای مربوطه بوده است.(وسولاسکی،1973)
امروزه به دلیل نگرانی های زیست محیطی ،برنامه ریزی مکان یابی تسهیلات برای زنجیره های معکوس تامین بیش از پیش به مسئله مهم تبدیل شده است. به منظورجلوگیری وکاهش اثرات زیست محیطی منفی که به دلیل مدیریت نامناسب زباله(یا ضایعات) به شرکتها تحمیل می شود، بسیاری از آنها می کوشند محصولاتی راکه به پایان عمرمفید خودرسیده اند ،بهبود بخشیده واز مصرف منابع طبیعی بکاهند.استفاده از محصولات بازیافتی که دارای ویژگیهای کیفی هستند بجای مواد خام ،نیز می تواند به لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه باشد.در این صورت تعیین بهترین استراتژیهای مکان یابی وتوزیع که کارآمدی مالی فعلی یک کسب وکاررا تضمین می کند امری لازم واساسی است .
ایجاد زنجیره تامین معکوس بطورجداگانه از زنجیره تامین مرسوم روبه جلو،نه تنها هزینه های زیرساختی راافزایش می دهد بلکه سودمربوط به بهبود محصول رانیزکاهش می دهد؛بایکپارچه سازی زنجیره های تامین روبه جلوومعکوس ،یک زنجیره تامین حلقه – بسته با هدف بسته شدن حلقه جریانهای مواد،گسترش می یابد تا تضمین کند که می توان محصولات را بطورموثرویاکارابه تسهیلات گوناگون در زنجیره تامین بازگرداند در نتیجه انتشار گازهای گلخانه ای وزباله های باقی مانده،وهمچنین هزینه سربار نیزکاهش می یابند وباعث افزایش بهره وری می گردند.(لی ودانگ،2009واوستروهمکاران ،2007)
لذا مسائل زیست محیطی متمرکز بر کاهش زائدات زباله ،مواد خطرزا،پس مانده های مصرف کننده وبنگاههای صنعتی وتجاری؛همچنین ارزش اقتصادی حاصل از گسترش عمر محصول ونیز قابل استفاده نمودن وزمان استفاده کالاومحصولات تولید شده بعنوان دوهدف مهم در زنجیره تامین حلقه – بسته در نظر گرفته شده است.درواقع از دیدگاه اقتصادی، شرکتها می توانند از سود حاصل از احیاوبازیافت محصولات به طور مستقیم استفاده نمایند؛وحتی در برخی ازمحصولات ،ایجاد خدمات تعمیرپس از فروش می تواند رضایت بیشترمشتریان را فراهم واز این طریق بطور غیر مستقیم سود بیشتری نصیب شرکتها می گردد.
زنجیره تأمین سبز علاوه بر بهره مندی از مزایای ناشی از صرفه جویی در استفاده از منابع، انرژی، انبارها، کاهش آلودگی با استفاده از مواد خام سازگار با محیط زیست، کاهش ضایعات و… از مزایای کارایی و یا به تعبیر دیگر از استراتژی کاهش هزینه ها بهره مند می شود و از یک سو با ایجاد نوآوری در طراحی و تولید محصولات سبز و قابل بازیافت علاوه بر کاهش هزینه های تخریب محیط زیست از استراتژی پاسخ گویی یا به تعبیر دیگر از استراتژی تمایز استفاده می کند. ترکیب همزمان این دو استراتژی که به عنوان استراتژی های پورتر شناخته می شوند، مزیت رقابتی را برای صنایع به همراه خواهد داشت.هرچند مسائل تاثیرات زیست محیطی بیش از وجه اقتصادی مورد توجه واقع گردیده است ، هردوهدف (زیست محیطی واقتصادی)بااستفاده از مدلهای کارا،بااعمال زیرساختار یکسان قابل دستیابی هستند.
مکان یابی تسهیلات وطراحی شبکه زنجیره تامین حلقه – بسته چندین سال است مورد پژوهش قرارگرفته است ولیکن ادبیاتی که به انگیزه این پایان نامه از نظر نیاز به داشتن یک مدل گسترده تر برای مکان یابی تسهیلات در زنجیره تامین حلقه – بسته با دیدگاه زیست محیطی واقتصادی برای نشان دادن عواملی که می تواند در تصمیم گیری طراحی شبکه اختلال ایجاد نماید، تقریباًکمیاب است.
پس از کنفرانس زمین در ریو1992 وتثبیت انتشار گازهای گلخانه ای در 154 کشور جهان(معاهده اقلیم)وپس از آن پروتکل کیوتو در 1997 ،کاهش تولید کربن (CO2)ودرآمد حاصل از آن ؛ ارزیابی اقتصادی ومقرون به صرفه بودن انجام طرحهایی با مکانیسم توسعه پاک (CDM) از نظر اقتصادی در بلند مدت هدف بسیارخوبی بنظررسید .به همین علت این تحقیق درپی ارائه مدل ریاضی مکان یابی تسهیلات ظرفیت دار چند کالایی درطراحی شبکه زنجیره تامین حلقه – بسته برای تعیین مکانهای بهینه کارخانه های تولیدی،مراکز توزیع،مراکز جمع آوری وتجهیزات تولید مجددونیز دفع ضایعات باهدف حداکثر نمودن ارزش خالص فعلی (NPV )جریان نقدینگی برای کل زنجیره تامین و با اعمال محدودیتهای انتشارکربن جهت جلوگیری از اثرات مخرب محیط زیستی و باتوجه به درآمد حاصل از کاهش تولید هر کیلوگرم کربن و فروش آن در قالب اهداف پروتکل کیوتو،وهمچنین افزایش مطلوبیت ومقبولیت در میان مشتریان برای ایجادمزیت رقابتی ارائه می نماید.
1-3- اهمیت وضرورت انجام تحقیقدرخصوص اهمیت وضرورت تحقیق می توان گفت اولین دلیل آن این که ، ابعاد آثارناشی از سیستم نادرست ،اثرات منفی زیست محیطی وسیعی است که بدون محدوده زمانی ایجاد می نماید، این مسئله اهمیت مدیریت صحیح چرخه بسته ونقش آن در مدیریت کاراتر را نشان می دهد.علت دیگر،سیستم پاک بعنوان یکی از مهمترین زیر ساختهای توسعه اقتصادی در هر جامعه است .بنابراین مدیریت مناسب این بخش برای اقتصاد، نقش اساسی وپراهمیتی است که ترویج ومفاهیم مدیریت زنجیره تامین در بازار وبنگاههای اقتصادی ایفادمی نماید.
1-4- جنبه نوآوری و جدید بودن تحقیق
در تحقیق پیش رو ، طراحی شبکه لجستیکی پویا روبه جلو ومعکوس برای تعیین مکانهای بهینه کارخانه های تولیدی، مراکز توزیع، مراکز جمع آوری وتجهیزات تولید مجددونیز دفع ضایعات با توجه به اثرات محیط زیستی و به منظور کمینه سازی هزینه کل شبکه ، باارائه یک مدل برنامه‌ریزی چند هدفه عدد صحیح آمیخته (MOMIP) پیشنهاد می شود که جنبه نوآوری این تحقیق آن این است که مدل اثرات مخرب زیست محیطی تسهیلات راکاهش وباعث مزیت رقابتی می گردد؛ که این امر به کمک الگوریتم های فراابتکاری انجام خواهد شد.
1-5- سوالات اصلی تحقیقآیا مدل پیشنهادی اثرات منفی زیست محیطی را کاهش می دهد؟
آیا مدل پیشنهادی باعث مزیت رقابتی می گردد؟
1-6- ساختار پایان نامهدر ادامه مطالب این پایان‌نامه فصلهای ذیل را خواهیم داشت:
در فصل دوم مروری کامل بر ادبیات موضوع تحقیق انجام می‌گیرد برای این منظور در ابتدا مفاهیم و تعاریف ومدلهای پایه ای مربوط به ادبیات تحقیق آورده شده سپس درخصوص بخشهای مختلف پژوهش وسیرتاریخ آنهاودرنهایت جمع بندی می گردد.
در فصل سوم تعریف مسئله وارائه مدلهای تغییر یافته از مدلهای پایه انجام گرفته است ودر فصل چهارم تولید مسائل عددی وبررسی نتایج ودر نهایت در فصل پنجم به جمع‌بندی تحقیق و ارائه‌ی پیشنهادهایی که برای انجام تحقیقات آتی می‌تواند مورد بررسی قرار گیرد، اختصاص دارد.
فصل دوم :مروری بر تحقیقات انجام شده2-1- مقدمه
این فصل به بررسی پیشینه تحقیق وپیشینه روشهای حل می پردازد. از آن جا که مدل مطرح شده در این پایان نامه یک مدل طراحی یکپارچه شبکه زنجیره تامین (مستقیم و معکوس) می باشد، و بطور کلی طراحی شبکه شامل تعیین مکان تسهیلات، نقش و ظرفیت آن ها و تخصیص آن ها به بازارهای مختلف می باشد؛لذا در این راستا ابتدا مدل های مکان یابی در یک تقسیم بندی ساده دسته بندی می شوند و مدل های پایه مکان یابی که در فصول آتی از آن ها استفاده می شود، مورد مطالعه قرار می گیرند. در ادامه فصل دوم پس از اشاره مختصر به مفاهیم زنجیره تامین مستقیم، معکوس و یکپارچه، مدل های طراحی شبکه در ادبیات به دقت بررسی می شوند. در گام بعدی به مرور معدود تحقیق های موجود در زمینه مدل های طراحی شبکه یکپارچه که به تعیین ظرفیت و همچنین زمان(پویایی شبکه) توجه نموده اند، پرداخته می شود. سپس به بررسی طراحی شبکه واثرات زیست محیطی وهمچنین مزیت های رقابتی این شبکه می پردازیم. در نهایت، ادبیات موجود مختصراً نقد می گردند و نتیجه گیری حاصل می شود.
2-2- مسائل پویا در مقابل مسائل ایستامکان‌یابی تسهیلات یک مسئله تصمیم‌گیری مهم است چراکه دربرگیرنده الزامات بلندمدت برای مکان‌یابی تسهیلات استقرار یافته می‌باشند؛ زیرا این تسهیلات را نمی‌توان به راحتی و یا بدون هزینه گزاف تغییر داد.
بطور کلی تصمیمات مکان‌یابی تسهیلات به تعیین تعداد تسهیلات (مکان تسهیلات به لحاظ جغرافیایی) ظرفیت تسهیلات و تخصیص تقاضا برای تسهیلات بطوری‌که تقاضای یک محصول یا خدمت برآورد شود، می‌پردازد. معمولاً با درنظرگرفتن هزینه‌ها (یا سودها) ی مربوط به برآوردن کل تقاضای بازار و هزینه‌های استقرار (یا عملیات) تجهیزات، این تصمیمات اتخاذ می‌شود. اکثریت مدل‌های سنتی مکان‌یابی تسهیلات که در ادبیات وجود دارد بر این فرض استوار است که بسیاری از پارامترهای مسئله (مانند تقاضاها و هزینه‌ها) معمولاً با افق زمانی برنامه‌ریزی سازگارند. چنین مدل‌های مکان‌یابی تسهیلات زمان را نادیده گرفته‌اند، یعنی ایستا هستند.
مدل‌های ایستا مکان‌یابی تسهیلات (که تک دوره ای نیز نامیده می‌شود) این مدل‌ها می‌کوشند عملکرد سیستم تصمیم‌گیری هم‌زمان همه متغیرها را برای یک دوره خاص، بهینه نمایند.
به‌عبارت دیگر مادامی که فاکتورها و پارامترها ثابت هستند و طی زمان تغییر نمی‌کنند، این مدل‌ها قادرند به خوبی عمل کنند و برای بسیاری از مسائل این موضوع قابل قبول است (کانل وخوماوالا،1997).
اما در عمل در بسیاری از مسائل جهان واقعی و نمونه‌های واقعی، تغییرات در یک دوره زمانی می‌تواند حائز اهمیت باشد. تسهیلاتی نظیر مدارس، بیمارستان‌ها، کارخانه‌ها، مراکز توزیع، انبارها و غیره که باتوجه به هزینه‌های مربوط به سرمایه غالباً طی چندین سال عملیاتی می‌شوند. در نتیجه ممکن است مواردی وجود داشته باشد که پارامترهای مربوطه در تصمیم مکان‌یابی در گذر زمان تغییر یابند یا تحویل شوند. تقاضاها (مثلاً کمیت و مکان) هزینه‌ها (مثلاً عملیات و حمل و نقل) و ظرفیت موردنیاز(مثلاً قابل دسترس بودن در هر زمان معین) مثال‌هایی از این پارامترها هستند.
بنابراین‌ مدل‌های ایستای مکان‌یابی تسهیلات دیگر تحت شرایط فوق‌الذکر که کاربردی ندارند برای این میباشد که تصمیم مکان‌یابی که در یک دوره بسیار مطلوب است ممکن است در دوره دیگر مطلوب باشد یا نباشد(اربانی وفرهانی،2012) .
مدل‌های پویا (یا چند دوره‌ای)مکان‌یابی تسهیلات برای غلبه بر کاربرد محدود مدل‌های ایستایی مکان‌یابی تسهیلات در ادبیات گسترش یافته‌اند.
این مدل‌ها با مدل‌های ایستای مکان‌یابی تسهیلات که در آن ؛زمان وجود ندارد فرق دارند. در حوزه مسائل مکان‌یابی تسهیلات پویا هزینه و زمان دو معیار اصلی هستند که بر تصمیم، تصمیم‌گیران برای تعیین مکان‌یابی بهینه در بلندمدت اثر می‌گذارد. در واقع هدف مدل‌های مکان‌یابی تسهیلات پویا حداقل‌سازی هزینه مکان‌یابی مجموعه‌ای از تسهیلات بعلاوه در مورد زمان، تعیین افتتاح یا تعطیلی هر تسهیلات در هر مکانی طی این افق زمانی مشخص شده را امکان‌پذیر می‌سازد (اربانی وفرهانی ،2012واون وداسکین،1998).
مدل‌های مکان‌یابی تسهیلات پویا را کورنت و همکاران در دو مقوله فرعی تعریف کرده‌اند:
مدل‌های تلویحاً پویا و مدل‌های صریحاً پویا. مدل‌های تلویحاً پویا براساس این مفهوم که فرض می‌شود در آن کلیه تسهیلات طی یک دوره زمانی افتتاح می‌شوند و سپس در کل افق برنامه‌ریزی بازمی‌مانند. این مدل‌ها پویا هستند برای اینکه برخی از پارامترهای مسئله طی زمان تغییر می‌کند.
در مدل‌های صریحاً پویا، تسهیلات طی افق زمانی افتتاح خواهند شد (یا ممکن است بسته شوند) یک تصمیم برای افتتاح یا بستن تسهیلات در هر زمان و مکان مشخص به تغییرات پارامترها طی زمان مربوط می‌شود (اربانی وفرهانی ،2012ودایس وهمکاران ،1998).
همانطور که قبلاً ذکر شد می‌توان نتیجه گرفت که برای بسیاری از صحنه‌های مکان‌یابی تسهیلات واقع‌گرایانه در شرایطی که تغییرات اساسی می‌تواند طی یک افق زمانی طولانی در کاربردهای استراتژیک کار و کسب رخ دهد ، مدل‌های ایستا ناقص است.
در نتیجه باید چندین دوره برنامه ریزی را برای نشان دادن ملاحظات پس از زمان‌بندی مناسب برای تصمیم‌های مکان‌یابی بهینه بویژه برای افزایش یا کاهش ظرفیت تسهیلات جهت پرداخت به کمیت‌های متغیر عرضه و تقاضا بکار برد. مدل‌های پویا این ظرفیت را ارائه می‌کنند.
2-3- طبقه‌بندی مسائل مکان‌یابی تسهیلات پویا2-3-1- مسائل مکان‌یابی تسهیلات پیوستهمسئله مکان‌یابی تسهیلات پیوسته قدیمی‌ترین مسئله مکان‌یابی تسهیلات است که به نمایش هندسی منجر می‌شود (هاماچرونایسکل،1998). این مسئله مکان‌یابی در سطح هموار که به تسهیلات اجازه می‌دهد در حوزه منطقه برنامه ریزی (یافضای تحت نظر) مکان‌یابی شود، مجموعه مکان‌های قابل قبول سطح همواره یا منطقه‌ای از آن سطح هموار ،است.
معروف‌ترین مدل عمومی برای حل مسئله مکان‌یابی تسهیلات که با استفاده از برنامه‌ریزی پویا مدلی است که بوسیله وارساکسی (1973) گسترش داده شده است.
او یک فرمول چند دوره‌ای عمومی مسئله وبر را ارائه نمود. این مسئله با استفاده از وزن‌های مثبت نابرابر به نقاط ثابت تعمیم داده شده و در نتیجه این هدف به حداقل‌سازی مجموع فواصل اقلیدسی وزنی‌دار بدل می‌شود، ‌در ادامه چندین تعمیم و نیز کاربردهای دیگر از مسئله وبر بهبود یافته مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد.
در مسئله مکان‌یابی تسهیلات پیوسته، مختصات محاسبه و برای امکانات p حداقل نمودن مجموع فواصل بین امکانات و مقاصد در نظر گرفته می‌شود.
مسئله وبر نیازبه تعیین مختصات یک مرکز داردبه طوری‌که مجموع وزنی فاصله تسهیلات به هر مقصد k K را به حداقل برساند.
مدل مکان‌یابی پیوسته وبر در صفحه اقلیدسی دوبعدی (R2) به شرح زیر می‌باشد:
1.2

که در آن:
k : وزن مثبت (تقاضا) که توزیع‌کننده برای ارسال در ارتباط با مقصد k K هزینه می‌نمایند.
:این تساوی فاصله اقلیدسی بین یک تسهیلاتی که مکان‌یابی شده در و مقصد k K که در (ak , bk) قرار گرفته است.
A(ak , bk)
تسهیلات
B(x,y)
شکل( 2-1) یک نمونه شماتیک مؤلفه‌هایی برای تسهیلات استفاده شده در تساوی فاصله اقلیدسی برای هر نقطه تقاضا kدرصفحه R2
فاصله اقلیدسی

نقطه تقاضا
شکل 2- 1- مثالی از فاصله اقلیدسی یک نسخه ساده از مدل وبر به‌صورت ذیل است:
2.2

استفاده از نماد مشابه، یک نسخه توسعه یافته به‌عنوان پویا (یا چند دوره‌ای) مسئله وبردر یک افق برنامه‌ریزی در دوره‌های زمانی t T برابر است با:
3.2

که در آن:
: هزینه متغیر حمل و نقل ازیک تسهیلات در نقطه (xt , yt) در دوره t T به مقصد t k K در دوره t T
CFt: هزینه ثابت درحال حرکت یک تسهیلات در شروع دوره t T
dt , t-1 : فاصله درحال حرکت یک تسهیلات در شروع دوره t T
2-3-2- مسائل گسسته شبکه مکان‌یابی تسهیلاتدر مقابل با مسائل مکان‌یابی تسهیلات پیوسته که می‌تواند در هرنقطه از فضا تسهیلات قرار گرفته باشند؛ مسائل مکان‌یابی تسهیلات گسسته یک مجموعه عملی محدود از سایت‌هایی است که در آن برای قرار دادن یک تسهیل می‌باشد.
در اکثر برنامه‌های کاربردی جهان واقعی، مسئله مکان‌یابی تسهیلات گسسته مناسب‌تر است چراکه گاهی اوقات محل مطلوب بدست آمده از مدل پیوسته احتمالاً غیرممکن است. بعنوان مثال یک کارخانه تولیدی در دریا یا دریاچه واقع گردد(هارنمامی وهمکاران،2009).
مسئله مکان‌یابی تسهیلات شبکه با یک مدل مکان‌یابی که در آن تعدادی از نقاط تقاضا در یک شبکه زیربنایی وجود دارد، مربوط می شود. به‌عنوان مثال، تأمین‌کنندگان، کارخانه‌های تولیدی انبارها، مراکز حمل و نقل هوایی و دریایی، بنادر، شبکه‌های خرده‌فروشی، مشتریان و غیره که برخی از آنها از تسهیلات اصلی این شبکه هستند. فاصله بین تجهیزات با کوتاه‌ترین مسیر و از طریق شبکه محاسبه می شود. این نقاط به‌طور معمول بر گره‌های شبکه واقع‌اند و به تسهیلات و تجهیزات که در گره‌های دیگر شبکه قرار دارند خدمت می‌رسانند. اگر تسهیلات را در طول کمان از شبکه قراردهیم، یک مرکز با هزینه کمتر قابل تصور است (کارنت وهمکاران،2001).
این مثال برای محل ایستگاه‌های آتش‌نشانی و محل قرار گرفتن آمبولانس ها که در آن فاصله تسهیلات تا مشتری را بایستی به حداقل رسانده شود کاربرد دارد(ملاونووک وهمکاران،2003).
2-3-2-1- مسئله p ـ میانهمسئله کلاسیک مکان‌یابی تسهیلات شبکه، ‌به نام مسئله p ـ میانه (متوسط) برای اولین بار توسط حکیمی (5و1964)معرفی شد. مسئله p ـ میانه مسئله یافتن مکان تسهیلات p P است به طوری‌که مجموعه فاصله وزن‌دارشبکه (و یا هزینه‌های توزیع) بین هر نقطه تقاضا و نزدیک‌ترین تسهیلات p P به حداقل رسیده است.
در مسئله مکان‌یابی شبکه پویا (چند دوره‌ای) تسهیلات p P هر P = {1 , … , P} و سپس |P| = P و در نتیجه lL باید در میان مکان‌های ممکن برای خدمت به نقاط تقاضا k Kبرای بیش از یک افق زمانی برنامه‌ریزی T t است. این مسئله p ـ میانه هنگامی که L زیرمجموعه‌ای از L K,و K که امکانات و تجهیزات را می‌توان تنها در گره‌های واقع بر آن باشند که این مسئله را مسئله رأسی می نامند.
بصورت استاندارد،فرمول مدل مکانیابی شبکه پویا(یاچند دوره ای)بصورت ذیل است.
4.2

به شرط محدویت های 5.2 تا 8.2
5.2

6.2

4.2
تابع تمام وزن تقاضا فاصله بین مشتری و تسهیلات را به حداقل می رساند بطور مثال هزینه‌های توزیع از تسهیلات به مراکز تقاضا.
5.2
محدودیت وضعیتی است که دقیقاً امکانات واقع در P در دوره T t می باشد در حالیکه از
6.2
محدودیت اطمینان حاصل می‌شود که هر گره تقاضا k K به فقط یک مکان تسهیل lL در هر دوره T t اختصاص دارد.
7.2

8.2

7.2
8.2
محدودیت‌های گره تقاضا فقط به سایت‌هایی که در آن تسهیلات در دوره T t واقع شده محدود می‌گردد. محدودیت‌های شرایط دودویی برای متغیرهای مسئله است.
2-3-2-2- مسئله مکان‌یابی تسهیلات بدون ـ محدودیت ظرفیت (نامحدود) مسئله مکان‌یابی تسهیلات بدون محدودیت ظرفیت (نامحدود) بعنوان مسئله مکان‌یابی تسهیلات ساده که در آن نقاط گسسته نشان داده شده هر دو مکان تسهیلات بالقوه و منطقه حضور مشتریان در شبکه شناخته شده است(ورتر،2011). این مسئله یکی از مهم‌ترین و گسترده‌ترین مسئله‌ها در ادبیات موضوع مکان‌یابی تسهیلات گسسته می‌باشد.
از آنجا که فرض بر این است که امکانات هیچ محدودیت ظرفیت در تولید ، یاذخیره کالا ندارند پس توسط هریک از تسهیلات حمل می‌گردد. بنابراین سودآوری به اختصاص کل تقاضا هر مشتری به بیش از یک نقطه را تأمین نمی‌کند.
بسیاری از کارخانه‌ها راه‌حل تک منبعی (تک تسهیلی) را که به‌طور قابل توجهی مدیریت زنجیره تأمین آن ساده‌تر است؛ ترجیح می‌دهند (علی زاده،2009).
مسئله p ـ میانه در بخش 2-3-2-1 ممکن است برای حالات و محل خاص مناسب نباشد. فرض بر این است هریک از مکان‌های بالقوه که دارای هزینه‌های ثابت برای همان مکان تسهیل باشد. بعلاوه فرض می کنیم که یک تعدادی از امکانات پیش از این ایجاد شده است.
مسئله مکان‌یابی تسهیلات بدون محدودیت ظرفیت (نامحدود) آزادسازی شرط بالا است. در این مسئله یک تعداد از تسهیلات برای پاسخگویی به تقاضای کل در حالی در نظرگرفته می شود که مجموع تمام هزینه‌های ثابت و متغیر به حداقل برسد (ایسلت وساندبلوم،2004وکانت وهمکاران،2001). این مسئله به‌طور کلی ازمدل برنامه‌ریزی خطی (MIP) استفاده می‌کند که با مسئله p ـ میانه متفاوت است. هرچند هر دو مسئله را می‌توان مدل بهینه‌سازی گسسته اعلام کرد ولی مسئله p ـ میانه به وضوح ساختار مجموعه‌ای از مکان تسهیلات بالقوه و متریک را در نظر می‌گیرد در حالیکه مسئله MIP فقط با استفاده از پارامترهای ورودی بدون پرداختن به آن ازجمله پارامترها استفاده می‌نمایند(کلوزه ودرکسل،2004).
تعدادی از محققان بر آزادسازی مسئله مکان‌یابی تسهیلات بدون ظرفیت محدود (با ظرفیت نامحدود) و همچنین توسعه مدل‌ها و راه‌حل هایی برای مسئله پویا؛ متمرکز شده‌اند. اولین کار روی این مسئله توسط وارساکسی (1973) انجام شده است.
برای مسئله‌ مکان‌یابی تسهیلات با ظرفیت نامحدود پویا، هدف به حداقل رساندن هزینه تنزیل شده کل‌ می‌باشد. هزینه حداقل نشان‌دهنده، هزینه‌های دفعات تقاضای مشتری حایز شرایط خاص در دوره‌های زمانی مختلف و در نقاط مختلف می‌باشد.این مقدار مجموع هزینه ثابت برای مکان تسهیلات در مکان‌های lL و هزینه عملیاتی برای تولید و توزیع کالا از امکانات lL به مشتریان k K بیش از یک دوره زمانی T t که در T = {1, … , T} و | T | تعداد دوره‌های زمانی | T | = t است. فرمولاسیون موردنظر در نمادهای ذیل آمده است.
فرمول استاندارد، مدل مکان‌یابی تسهیلات پویا و یا چند دوره‌ای بدون ظرفیت محدود (نامحدود) به شرح ذیل است.
9.2

10.2
به شرط محدودیت‌های 10.2 تا 13.2

11.2 T t

11.2 T t
10.2
9.2
تابع هدف کل هزینه‌های ثابت و متغیربایستی حداقل شود. محدودیت تقاضای مشتریان k K در دوره T t را تضمین می‌کند، در حالی‌که در محدودیت اطمینان حاصل می‌گردد که تقاضای مشتری رامی‌توان فقط از یک مرکز تسهیل که عامل تولید و حمل است در دوره T t تهیه نمود.
12.2
به ترتیب محدودیت‌های 12.2 و 13.2 غیرمنفی و باینری (دودویی) میباشند.

13.2

بطور کلی فرمت بسیاری از مدل‌های مکان‌یابی تسهیلات پویا بدون ظرفیت محدود (با ظرفیت نامحدود) بوسیله‌ ون روی والن کیتن (1982) پیشنهاد شد.
مدل آنها برای بازنمودن تسهیلات جدید (l N ) و بستن تسهیلاتی که از قبل وجود داشته (l E ) را اجازه می‌دهد. در ادامه شرط‌هایی که موردنیاز می‌باشد اضافه می‌گردد.
14.2

15.2

14.2
محدودیت‌های وضعیت مراکزی که بسته شده اند (l E )ونمی‌توان مجدداً بازگردند.
15.2
محدودیت‌های ایجاد شرایطی است که یکبار مرکز (l N )باز باشد، تا پایان افق برنامه‌ریزی باز باقی خواهد ماند.
2-3-2-3- مسئله مکان‌یابی تسهیلات با ظرفیت محدود (یا ظرفیت‌دار)مسئله بهینه‌سازی ترکیبی از یک فرمت مسئله محل تسهیلات بدون ظرفیت محدود که در آن هر مرکز دارای ظرفیت اینکه مسئله مکان‌یابی تسهیلات با ظرفیت محدود نامیده می‌شود.
علاوه بر محدودیت‌های 9.2 و 12.2 و 15.2 در فرمول مسئله بدون محدودیت ظرفیت (یا با ظرفیت نامحدود) مدل مکان‌یابی تسهیلات پویا (چند دوره‌ای) با ظرفیت محدود را با اضافه نمودن محدودیت‌های زیر می‌توان به دست آورد.
16.2

محدودیت 16.2 تقاضای هر مشتری k K در هر دوره زمانی T t را بطور کامل تضمین می‌کند.
17.2

17.2
18.2
18.2

محدودیت‌های و به ترتیب مطمئن می‌سازد که هر تسهیل lL نمی‌تواند تقاضای بیشتر یا کمتراز ماکزیمم مقدار حداقل یا حداکثر ظرفیت باشد.
2-3-2-4- مسئله مکان‌یابی تسهیلات با ظرفیت محدود (ظرفیت دار) چند کالایی چند سطحیدر مدل‌های قبلی توضیح داده شد تسهیلات فقط یک نوع از کالاها برای تقاضاهای مشتری توزیع می‌کند. با این حال، در واقعیت برنامه‌های صنعتی دررابطه با برنامه‌ریزی ظرفیت کالاهای مختلف در مراکز تولید (و یا کارخانه‌ها) تهیه و تحویل مستقیم به مشتریان و یا از طریق مراکز توزیع (یا انبارها) می‌گردد.بسیاری از مسائل به‌دنبال حداقل نمودن هزینه‌های توزیع در محدوده داخلی و بیرونی، برای انواع مختلفی از سفارشات کالا هستند.
به‌عنوان مثال، از مراکز تولید به مراکز تسهیل و از مراکز تسهیل به نقاط تقاضا؛ بعلاوه هزینه‌های عملیاتی را نیز باید در نظرگرفت (کانل وخوماوالا،1997 ) این مسئله بعنوان چندسطحی چند کالائی شناخته می‌شوند.
یک سیستم چند پله‌ای (چند سطحی) شامل انواع مختلفی از انواع تسهیلات من‌جمله تأمین‌کنندگان، ‌کارخانه‌ها، مراکز توزیع و مشتریان است (به شکل 2-2 نگاه کنید).فلش‌ها جریان کالا را نشان می‌دهند. در نسخه پویا یا چند دوره‌ای ازمسائل قراردادن امکانات و اختصاص تقاضا از محصولات به تسهیلات مختلف در هر دوره لازم دارد. بعنوان مثال یک سیستم دوسطحی را در زیر بیان می‌کنیم که لیست مجموعه اندیس‌ها، پارامترها و متغیرهای تصمیم برای تدوین مسئله معرفی شده است.
2-3-2-4-1- فرمولاسیون مسئله پویا
فرمولاسیون استاندارد، مدل مکان‌یابی تسهیلات با ظرفیت محدود پویا (چند دوره‌ای) دو پله‌ای (دوسطحی) چند کالاییبه این شکل بیان می‌گردد.
تابع هدف
19.2
تابع هدف هزینه کل دوره‌های T t را حداقل می‌نماید. هزینه کل شامل هزینه‌های تولید، هزینه‌های حمل و نقل بین تسهیلات و هزینه‌های ثابت عملیاتی در تسهیلات است.
19.2

شکل:2-2- یک سیستم چند پله‌ای (چند سطحی)20.2
30.2
به شرط محدودیتهای تا هستند.
محدودیت‌ها
محدودیت‌ها به چند دسته طبقه‌بندی می‌گردند: محدودیت‌های جریان ـ محدودیت‌های ظرفیت، محدودیت‌های منطقی و غیرمنفی و محدودیت‌های یکپارچه
محدودیت‌های جریان
20.2
محدودیت‌های محدودیت جریان متعادل میزان تولید محصولات p P در هر دوره T t می‌باشد.
20.2

21.2
این محدودیت به‌خاطر میزان تولید محصول p P در هر کارخانه j J(xi,p,) برابر است با تعداد موردنیاز یک یا چند مرکز توزیع i I (i I yj,i,p,t) محدودیت‌های شرایط حفظ جریان که با تعیین اثبات شود برای هریک از انواع محصول p P در هر مرکز توزیع i f در هر دوره T t.
21.2

مرکز توزیع i I باید به اندازه کافی محصولات را از یک یا چند کارخانه j J برای پاسخگویی به بیشتر از همه مطالبات از مشتریان k K.باشد.
22.2
محدودیت‌های محدودیت‌های تقاضا برای هر مشتری k K در هر دوره T t می‌باشد که بایستی تقاضاهای مشتریان برآورده شوند.
22.2

23.2
محدودیت‌های ظرفیت
24.2
کارخانه‌ها و مراکز توزیع دارای حداقل و حداکثر ظرفیت هستند. دو محدودیت و محدودیت‌هایی هستند که تضمین می‌کنند مقدار تولیدهرنوع محصول p P از هر کارخانه j J به ترتیب نمی‌توانند از حداکثر و حداقل ظرفیت مجاز آن کارخانه بیشتر و کمتر باشد.
23.2

24.2

23.2
24.2
25.2
26.2
محدودیت‌های و مشابه محدودیت‌های و اما بر مراکز توزیع، اعمال شده است.
25.2

26.2

26.2
25.2
محدودیت‌ های محدودکردن حداکثر ظرفیت محصول p P درهر مرکز توزیع i I و محدودیت‌های ایجاد حداقل ظرفیت برای هر نوع p P در هر مرکز توزیع F i .
محدودیت‌های منطقی
28.2
27.2
محدودیت‌های و ازانتخاب تغییر وضعیت (باز یا بسته شدن) بیش از یکبار مرکز جلوگیری می‌نماید. تسهیلات موجود e E که بسته شده‌اند را نمی‌توان دوباره باز نمود و تسهیلات جدید n N در عمل تا پایان افق برنامه‌ریزی باقی می‌مانند.
28.2
27.2

یکپارچگی و غیرمنفی بودن محدودیت‌ها
30.2
29.2
29.2
درنهایت محدودیت‌های و به ترتیب نشان دهنده محدودیت‌های غیرمنفی و یکپارچه‌اند.

30.2

2-3-3- مسائل مکان یابی تسهیلات تصادفیمدل‌های مکان‌یابی تسهیلات پویا (یا چند دوره‌ای) که در بخش‌های قبلی شرح داده شد، تغییرات در طول زمان با قطعیت معین شده بود. در شرایط اطمینان، تمام پارامترها قطعی و شناخته شده هستند. با این حال، در بسیاری از مسائل مکان‌یابی تسهیلات، برخی داده‌ها دارای وضعیت عدم قطعیت می باشند.
مدل‌های مکان‌یابی تسهیلات تصادفی برای مقابله با عدم قطعیت در برخی از پارامترهای مدل توسعه یافته‌اند. بعنوان مثال، هر بار سفر، محل تقاضا، مقدار تقاضا و هزینه‌ها.هدف تصمیم‌گیری‌های بهینه آن است که مانعی دربرابر چنین عدم قطعیت‌ها باشد(اون وداسکین،1998وملاونووک،2003).
به‌منظور تعریف این مدل، ابتدا باید تصمیم بگیریم که کدام پارامترها تصادفی هستند (بعنوان مثال نامشخص) چگونه آنها توزیع می شود، آیا آنها در ارتباط هستند، چه معیارهای تصمیم‌گیری برای برنامه‌های مختلف استفاده خواهد شد (دانش زندوشعله،2009).
تحقیق و پژوهش درخصوص مسائل مکان‌یابی تسهیلات پویا (یا چند دوره‌ای) تصادفی می‌تواند به دو روش (1) روش احتمالی (2) روش سناریو طبقه‌بندی گردد.
اول، رویکرد احتمالی به جنبه‌های تصادفی در مسائل از طریق درنظر گرفتن توزیع‌های احتمال وارتباط با متغیرهای تصادفی مدل در هر دوره می‌پردازند.
روش دوم، استفاده از برنامه‌ریزی سناریو برای کاوش در تفاوت آینده است. مجموعه‌ای از مقادیر ممکن برای پارامترها در طول افق برنامه‌ریزی متفاوت می‌باشد. به‌منظور جلوگیری از پیچیدگی محاسباتی و بالابردن بهینگی از داده‌های نامشخص که جنبه تصادفی دارند استفاده نخواهدشد.
2-4- بررسی مدل‌ها و رویکردهای پویا و گسسته، ‌مکان‌یابی تسهیلات شبکهدر این بخش، به تحقیقات و نشریاتی که به مسائل مکان‌یابی تسهیلات پویا (چند دوره‌ای) شبکه می پردازند به‌صورت مجزا مورد بحث قرار می‌گیرد.بسیاری از نوشته‌ها درخصوص هریک از مسائل طبقه‌بندی شده می‌تواند خواننده را برای اولین بار با این زمینه‌ها آشنا نماید. در جدول( 2-1) قسمت‌هایی از این طبقه‌بندی‌ها آورده شده است. تمرکز و بررسی ما بر مقالات دو دهه گذشته می‌باشد.شکل 2-3 طبقه‌بندی از مقالات مربوطه را نشان می‌دهد.
ظرفیت‌دار و احتمالی 10%
بدون محدودیت ظرفیت و قطعی 8%
ظرفیت‌دار و قطعی 77%

–pمیانه قطعی 5%

تک سطحی و تک کالایی 30%
تک سطحی و چند کالایی 8%
چندسطحی و تک کالایی 8%
چندسطحی و چندکالایی 54%
(b)
(a)

شکل 2-3 – نسبت مدل‌های موجود و زمینه‌های مرتبط با آنها(یافته تحقیق)جدول 2-1- طبقه‌بندی مدل‌های موجود باتوجه به ویژگی‌های مدل‌سازی(اروپادی جوچیم،2012)مقاله سطح 1 کالا2 p-میانه Uncap.3
بدون ظرفیت Cap.4
ظرفیت دار قطعی احتمالی
Aghezzaf.2005
Allareda-Sambola
et al., 2009
Alumur et al., 2012
Ambrosino and Scutella, 2005
Antunes and Peeters, 2000
Antunes and Peeters, 2001
Assavapoke and
Wongthatsanekorn, 2012
Canel and Khumawala, 1997
Canel et al., 2001
Canel and Khumawala, 2001
Dias et al., 2006
Dias et al., 2007
Dias et al., 2008
Drezner et al., 1995
Fleischmann et al., 2006
Gue et al., 2003
Hammami et al., 2009
Hinojosa et al., 2008
Hinojosa et al., 2000
Hugo and Pistikopoulos, 2005
Ko and Evan, 2007
Lee and zdong, 2009
Mansour and Zarei, 2008
Manzini and Gebennini, 2008
Melachrinousdis and Min, 2000 M
S
M
M
S
S
M
S
M
S
S
S
S
S
S
M
M
M
M
S
M
M
M
M
S
S
S
M
S
S
S
M
S
M
S
S
S
S
S
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
S

ادامه جدول 2-1
مقاله سطح 1 کالا2 p-میانه Uncap.3
بدون ظرفیت Cap.4
ظرفیت دار قطعی احتمالی
Melo et al., 2006
Melo et al., 2011
Melo et al., 2012
Min et al., 2006
Min and Ko, 2008
Naraharisetti et al., 2008
Naraharisetti and Karimi, 2010
Salema et al., 2009
Salema et al., 2010
Srivastava, 2008
Thanh et al., 2008
Torres-Soto and Uster, 2011
Troncoso and Garrido, 2005
Ulstein et al., 2006 M
M
M
S
M
M
M
M
M
M
M
S
M
S M
M
M
S
M
M
M
M
M
M
M
S
S
M

به راحتی می‌توان مشاهده نمود که اکثر مقالات مدل شبکه پویا و گسسته کاربردی برای مسائل مکان‌یابی تسهیلات، قطعی شده است. به دلیل مشکلات در حل مسائل احتمالی تحقیق در مورد مسائل مکان‌یابی تسهیلات تحت عدم قطعیت کمتر وجود دارد، اگرچه عدم قطعیت یکی از چالش‌برانگیزترین مسائل است (پلاستریا،1995).همچنین، علاوه بر این بسیاری از ادبیات موضوع مسائل مکان‌یابی تسهیلات به ظرفیت محدود می‌پردازند. تنها تعداد اندکی از مقالات مربوط به p ـ میانه و یا مسائل مکان‌یابی تسهیلات بدون محدودیت ظرفیت می‌باشد.علاوه بر این تعداد زیادی از مسائل مکان‌یابی تسهیلات برای چندسطحی در مقایسه با یک سطحی می‌باشند و نتیجه‌گیری مهم دیگر اینکه بسیاری از مدل‌های موجود به چند کالایی تمرکز دارند تا تک کالایی.درنهایت، بایدتوجه داشت که نیمی از مقالات با مسائل مکان‌یابی تسهیلات با ظرفیت محدود و چندسطحی و چند کالایی مراجعه پیدا می‌کنند.
همانطور که در قسمت 2-3-2-4 تمرکز داده شد، دلیل آن این است که این مسائل برای مدل‌سازی برنامه‌های کاربردی جهان واقعی، مفید واقع شده‌اند.
2-4-1- بهینه‌سازی شبکه مکان‌یابی تسیهلات پویا و گسستهدر این بخش مروری بر انواع توابع هدف و اندازه‌گیری عملکرد آنها ارائه می‌گردد.
علاوه بر این، یک بینش از انواع روش‌ها که برای حل مسائل مورد استفاده قرار گرفته، ارائه شده است.
درجدول( 2-2 )مجموعه‌ای از ادبیات مطرح باتوجه تابع هدف (سنجش عملکرد) ارائه شده است. بسیاری از مقالات هدفشان، حداقل نمودن هزینه است. این هدف به‌طور کلی بعنوان تنها هدفی است که بستگی به مجموع هزینه‌های اجزاء را دارد.
اگرچه، بسیاری از فعالیت‌های کسب و کار، فعالیت‌های سوداگرانه هستند تا حداکثر سود را بدست آورند اما در ادبیات موضوع توجه کمتری به آن گردیده است. دو دسته مختلف از حداکثرسازی سود وجود دارد:
به حداکثر رساندن درآمد منهای هزینه‌ها
حداکثر سود پس از کسر مالیات
علاوه بر این، تحت یک هدف حداکثرسازی سود ممکن است همیشه تمام خواسته‌های مشتریان به‌علت هزینه‌های بالای سرویس و نگهداری، مقرون به صرفه نباشد.با این وجود، بهینه‌سازی شامل چند هدف است. معمولاً بهره‌وری از منابع و رضایت مشتری نیز علاوه بر جنبه‌های اقتصادی بررسی می‌گردد.
جدول2-2- طبقه‌بندی مدل‌های موجود باتوجه به اقدامات و عملکرد آنها(اروپادی جوچیم،2012)

جدول(2-3) طبقه‌بندی ادبیات موضوع از نظر روش‌های حل برای مکان‌یابی تسهیلات پویا و گسسته را نشان می‌دهد.
ثانیاً، اگر از جنبه‌های سرمایه‌گذاری خاصی مورد توجه قرار گرفته شده به مسائل برنامه‌ریزی بلندمدت حداکثرسازی ارزش خالص فعلی (NPV) هدف بسیار و مناسب‌تری خواهد بود. همانطور که در ادبیات موضوع مشاهده می‌شود. مقالات کمی به مدل استفاده از NPV بعنوان تابع هدف توجه کرده اند. تنها ناراهارایستی و همکاران و و ناراهارایستی و کریمی به این نوع مدل از تابع هدف پرداخته‌اند. از اینرو، هدف از مدل ارائه شده در فصل 3 به حداکثر رساندن NPV از جریان‌های نقدینگی و تجزیه و تحلیل سود به دست آمده در طول افق برنامه‌ریزی طولانی مدت می باشد.
روشهای حل بطور کلی به دو گروه متمایز می شود:
رویکردهای مقاصد ـ عام (همراه با نرم‌افزارهای تجاری شده یا نشده)
رویکردهای پیکربندی شده خاص
درهریک از آنها دو نکته مد نظر است اول اینکه روش‌های برنامه‌ریزی ریاضی برای حل یک مسئله برای رسیدن به راه‌حل‌های بهینه یا نزدیک بهینه بعنوان حل‌کننده عمومی، با رویکرد دقیق و دوم روش‌های حاضر و آماده به‌عنوان حل کننده‌ی عمومی، با رویکرد ابتکاری.
به‌طور واضح در جدول دوروش عمومی، رویکرد ابتکاری و الگوریتم خاص، رویکرد دقیق کم‌ترین توجه را داشته‌اند. زیرا اگر متغیرهای تصمیم زیاد و مدل نسبتاً پیچیده باشد به‌دست آوردن یک راه‌حل بهینه با الگوریتم‌های دقیق دشوار است.لذا روش‌های اکتشافی استفاده شده و فناوری هوشمند فراابتکاری از میان روش‌ها استفاده گسترده‌تری دارد.
جدول 2-3- طبقه‌بندی مدل‌های موجود باتوجه به متدولوژی آنها(اروپادی جوچیم،2012)

2-4-2-رویکردها و مطالعات موردیدر این بخش از جدول(2-4) به ادبیات مربوط به برنامه‌های کاربردی مسائل مکان‌یابی تسهیلات پویا (چند دوره‌ای) پرداخته خواهد شد.
مقالات ذکر شده در این جدول براساس دو نوع از اقدامات طبقه‌بندی شده است:
نوع شرایط (یا زمینه کاری)
نوع صنعت
در نوع دوم، دو زیرکلاس وجود دارد. اول مطالعات موردی که براساس کاربردهای واقعی در صنایع اشاره دارد. دوم زمینه صنعتی که محرکی برای استفاده مطالعات از مجموعه داده‌های تصادفی تولیدی با کاربرد صنعتی.
از جدول درمی‌یابیم که تقریباً 60% مقالات از مطالعات موردی بوده است و بقیه برای کاربردهای صنعتی خاص و یا غیرخاص داده‌ها بطور تصادفی تولید شده است.
دلیل در حد بالا این است که وقتی در دانش کار به اندازه کافی داده بدست ‌آید مطالعه موردی فایده اجتماعی بیشتری دارد ولیکن باید توجه داشت بدون کارکردهای داده‌ای اشتباهات در عمل بسیار بیشتر است.از جدول می‌توان دریافت که پس از لجستیک معکوس، شیمی، الکترونیک، خودروسازی و آموزش و پرورش موردتوجه و علاقه بوده‌اند. ضمناً کم‌ترین موضوعاتی که به آن توجه شده درخصوص جنگل‌داری، مواد، نظامی و خدماتی می‌باشد.

متن کامل و مطالب مشابه در سایت هماتز

« (Previous Post)
(Next Post) »

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *