بررسی مقاله مسیریابی موجودی سبز- قسمت هفتم

بررسی مقاله  مسیریابی-موجودی سبز برای محصولات فسادپذیرهمراه با  در نظر گرفتن همکاری افقی

افزایش نگرانی ها در حوزه مصرف انرژی، انتشار گاز های گلخانه ای و مواد غذایی فاسد شدنی نیازی روزافزون به باز نگری در مدل های ارائه شده در زنجیره تامین مواد غذایی را می طلبد در این گزارش ما مقاله ای را مورد بررسی قرار می دهیم که در آن مزایای حاصل از استفاده از همکاری افقی بین تامین کنندگان و همچنین دخیل کردن اهداف محیطی مانند انتشار گاز های گلخانه ای و تاثیر مواد فساد پذیر بر مسئله مسیریابی-موجودی مورد توجه واقع شده است.

   

 

همکاری عمودی و افقی دو جز مهم از همکاری ها در زنجیره تامین هستند. همکاری عمودی شامل فرآیند هایی است که در سطوح مختلف زنجیره تامین واقع شده اند. برای نمونه همکاری بین یک عمده فروش و خرده فروش. در حالی که همکاری افقی شامل شرکت هایی است که در یک سطح زنجیره تامین واقع شده اند.برای نمونه همکاری بین دو عمده فروش در این دسته قرار می گیرد.  میتوان گفت که در ادبیات لجستیک توجهات بیشتری به همکاریی عمودی معطوف شده است و مطالعات همکاری افقی در آغاز راه می باشند. شیوه استفاده از همکاری عمودی به تنهایی در زنجیره تامین توسط نویسندگان جدید در  حوزه های هزینه های افزایش یافته انرژی و پایداری در زنجیره تامین به چالش کشیده شد. یکی از مسائلی که شامل همکاری عمودی و افقی به صورت همزمان می باشند مسئله مسیر یابی-موجودی است که در آن چند توزیع کننده و مشتری وجود دارند.

مسئله مسیریابی-موجودی، همکاری بین مدیریت موجودی و مسیریابی وسایل نقلیه را در زنجیره تامین مورد خطاب قرار می دهد. تنوع مسائل مسیریابی-موجودی که در اینجا بیان شده است به حمل و نقل محصولات بین چند تامین کننده و مشتری مربوط می شود. همکاری عمودی و افقی ما راقادر می سازد تا سیستمی متمرکز داشته باشیم که در آن تامین کنندگان مجموعا به عنوان جزیی تنها عمل کنند و مسئولیت مدیریت موجودی مشتری ها را بر عهده گیرند. تامین کنندگان در مورد اینکه چقدر و در چه زمانی محصول به مشتری تحویل دهند تصمیم می گیرند اما در عین حال مسئولیت اینکه مشتریان با کمبود مواجه نشوند را عهده دار می شوند.  چنین سیستمی بهره وری لجستیکی  بالقوه را از طریق استفاده بهینه از وسایل نقلیه به تامین کنندگان پیشنهاد می دهد. به علاوه تامین کنندگان بهتر می توانند تحویل به مشتریان را مدیریت نمایند و مشتریان نیز تلاش و هزینه ای به مدیریت موجودی اختصاص نمی دهند. مسئله مسیریابی-موجودی در این مقاله شامل طرف سومی می شود که به عنوان شرکت اجاره ی ماشین آلات خدمت دهی می نماید. شکل زیر ارائه کلی از مسئله را نشان می دهدد.

 

.

تامین کنندگان چند نوع محصول با دوره عمر ثابت به مشتریان ارائه می دهند. مسئله از نوع چند دوره ای است و تقاضای مشتریان در ابتدای افق زمانی مشخص نمی باشند. تصمیمات اصلی عبارتنداز چقدر به هر مشتری تحویل شود؟ در چه زمانی به هر مشتری تحویل شود و مشتریان با چه ترکیبی در مسیرها قرار گیرند. تابع هدف  مرسوم به صورت کمینه کردن هزینه های مسیریابی و تزیع محصولات است به صورتی که کمبود نزد هیچیکاز مشتریان رخ ندهد.

مدل های تحقیق در عملیات سنتی برای مسئله مسیریابی، بر  هدف لجستیکی کلیدی کاهش هزینه ها عمدتا متمرکز می شوند. با این حال نیاز به کاهش استفاده از انرژی حمل و نقل ، انتشار گاز و پسماند محصولات نیاز به توسعه در اهداف کلیدی لجستیکی را مطرح می سازد.برای محاسبه هزینه انرژی رویکرد های سنتی عموما بر محاسبه هزینه فاصله محور متکی بوده اند در حالی که مصرف سوخت و به تبع آن هزینه می تواند تغییر کند بر مبنای باری که خود به سفارش در حال تحویل مشتریان، سرعت وسیله نقلیه و مشخصات آن وابسته می باشد. بی اعتنایی به مصرف سوخت می تواند به از دست دادن مزیت ها به منظور کاهش هزینه ها و همچنین کاهش انتشار گاز شود. رویکرد های سنتی عموما فرض می کردند که محصولات دارای عمر نامحدود می باشند خصوصا برای زنجیره تامین مواد غذایی. بی اعتنایی به فسادپذیری بنابراین استفاده از رویکرد های قدیمی برای زنجیره تامین مواد غذایی را نیز محدود می نماید. نیاز به ابزارهای پشتیبانی تصمیم که می توانند شامل این اهداف لجستیکی کلیدی اضافی شوند همانند دغدغه هزینه های مرسوم بنابراین در حال افزیش می باشند.

ادبیات مسئله مسیریابی-موجودی شامل سه نوع شبکه توزیع عمده با توجه به تعداد مشتریان و تامین کنندگان می باشد. نوع یک به یک که در آن یک تامین کننده به یک مشتری خدمت می دهد. نوع یک به چند که در آن یک تامین کننده به یک مجموعه از مشتریان خدمت رسانی می کند ( که این حالت مرسوم ترین نوع شبکه توزیع در ادبیات می باشد) و نوع چند به چند که در آن چند تامین کننده به مجموعه ای از مشتریان خدمت دهی می نمایند. این مقاله در ردیف ساختار سوم شبکه های توزیع جای می گیرد که کمترین ساختاری است که در ادبیات موضوع مسیر یابی موجودی مورد بررسی قرار گرفته است.در جدول زیر  مرور ادبیات جامعی بر پژوهش های صورت گرفته در زمینه مسیریابی موجودی در حالت چند به چند انجام شده است.

 

همان طور که مشخص است مقالات در این زمینه با در نظر گرفتن مدل به صورت تک محصولی یا چند محصولی انجام شده اما هیچیک از آنها تاثیر هزینه های فساد پذیری و اثرات محیطی را در نظر نگرفته اند علاوه بر این در این مقالات تاثیر همکاری افقی نیز مورد توجه واقع نشده است.

مسئله ی مورد بررسی در این مقاله مانند دیگر مسائل حوزه مسیریابی بر روی یک گراف کامل G=(V,A) تعریف می شود که در آن که V  شامل نقاط مشتریان و تامین کندگان و همچنین گره 0 به عنوان شرکت طرف سوم شناخته می شود. تامین کنندگان p   نوع محصول مختلف که هر کدام دارای دوره عمر مشخصی  می باشند را به مشنریان عرضه می دارند. مقدار محصول در دسترس از هر نوع و و در هر دوره و نزد هر تامین کننده محدود می باشد. مجموعه تعداد وسایل نقلیه محدود می باشد که هر کدام ظرفیت محدود و ثابتی دارند. وسایل نقلیه از مکان شرکت طرف سوم حرکت کرده بارها را از تامین کنندگان دریافت کرده و به مشتریان تحویل می دهند و در نهایت نیز به مکان ابتدایی خود باز می گردند.هر وسیله نقلیه حداکثر می تواند در یک مسیر در طول یک دوره مورد استفاده قرار گیرد. در این مسئله تحویل چند بخشی بر خلاف مسائل مرسوم مسیریابی نیز امکان پذیر است به این معنا که هر مشتری می تواند تقاضای مورد نیاز خود را از چند وسیله نقلیه تحویل گیرد. در مقاله معرفی شده فرض بر آن است که تقاضای هر مشتری متغیر تصادفی با تابع توزیع نرمال می باشد. هر مشتری هزینه ی واحدی را به ازای نگهداری هر واحد موجودی متحمل می شود ولی اگر محصولی بیش از دوره عمر مفیدش نگهداری شود خراب شده و هزینه خرابی به مدل تحمیل می شود. هزینه های مسیریابی در این مدل شامل هزینه های مصرف سوخت و حقوق راننده می باشند.

نحوه محاسبه مصرف سوخت وانتشار گاز

در این قسمت این مقاله از نحوه محاسبه مصرف سوختی که در مقالات (دمیر و همکاران ) (بکتاش و لاپورته) به کار گرفته شده استفاده نموده است. طبق این مدل میزان مصرف سوخت تابعی از میزان فاصله،سرعت وسیله نقلیه و میزان بار حمل شده به وسیله آن است که به صورت زیر بدست می آید.

مدل با تقاضای غیر قطعی و استفاده از روش محدودیت شانس

در این قسمت مدل ریاضی با استفاده از روش محدودیت شانس ارائه شده که بار اول توسط (سویسال و همکاران) برای مسئله مسیریابی-موجودی به کار گرفته شده بود اما در این پژوهش برای حالت چند تامین کننده و همراه با گذاشت و برداشت مورد استفاده قرار می گیرد تابع هدف در این جا از 3 قسمت هزینه های موجودی ، هزینه های مسیریابی و هزینه های مواد خراب شده تشکیل شده است . لازم به ذکر است که میزان موجودی به صورت امید انتظاری میزان موجودی در دست در تابع هدف منظور شده است. همچنین در  هزینه مواد فاسد شده نیز از امید انتظاری میزان مواد فاسد شده استفاده گشته است. در قسمت محدودیت ها محدودیت های (2-6) مر بوط به محدودیت های موجودی می باشند. که در آن احتمال اینکه موجودی مشتریان در پایان هر دوره مثبت باشد طبق روش محدودیت شانس باید از مقدار معینی بیشتر باشد. محدودیت های (7-15) مربوط به مسئله مسیریابی می باشند که شامل محدودیت های تعادل جریان ظرفیت وسیله نقلیه استفاده محدود از وسیله و عدم تشکیل زیر تور می باشند. محدودیت های (15-22) معین کننده ی علامت و بازه ی تغییر متغیر های مسئله می باشد . محدودیت های (22-28) مربوط به روش محدودیت شانس می باشد. و محدودیت های (29-30)  نامساوی هایی در جهت تسهیل حل مدل و به عبارتی نامساوی های اطمینان می باشند.

نتایج عددی

در این مقاله نتایج عددی حاصل از این مدل با استفاده از نمونه داده ای مختلف بدست آمده است. در هر قسمت شاخص های کلیدی مختلفی اعم از کل انتشار گاز ، کل زمان رانده شدن وسایل،کل هزینه های موجودی، کل هزینه های مواد خراب شده و کل هزینه ها مورد استفاده قرار گرفته است. علاوه بر این، تاثیر همکاری افقی در استفاده از هریک از شاخص ها معین شده است.در این مقاله برای مقایسه دو حالت همکاری و غیر همکاری دو مورد پایه ای تعریف شده است. در مورد اول همکاری بین تامین کننده ها وجود ندارد در مورد دوم همکاری بین تامین کنندگان وجود دارد. طبق محاسبات انجام شده هزینه ها در حالت وجود همکاری بین تامین کنندگان میانگین 17.1 درصد کاهش داشته است. برای مثال در یکی از نمونه ها تعداد وسیله نقلیه در حالت همکاری از 12 عدد به 10 عدد کاهش یافته است  .همچنین کل هزینه ها در حالت همکاری 29.8 درصد زمان رانندگی 30.9 درصد و هزینه های موجودی 5.9 درصد کاهش یافته است.

Refrences :

Solyali, Ǒguz & Süral, H., 2011. A branch-and-cut algorithm using a strong formulation and an a priori tour-based heuristic for an inventory-routing problem. Transportation Science, 45(3), pp.335–345.

Soysal, M. et al., 2016. Modeling a green inventory routing problem for perishable products with horizontal collaboration. Computers and Operations Research. Available at: http://dx.doi.org/10.1016/j.cor.2016.02.003.

Soysal, M. et al., 2015. Modeling an Inventory Routing Problem for perishable products with environmental considerations and demand uncertainty. International Journal of Production Economics, 164, pp.118–133.

Archetti, C. et al., 2007. A Branch-and-Cut Algorithm for a Vendor-Managed Inventory-Routing Problem. Transportation Science, 41(3), pp.382–391. Available at: http://pubsonline.informs.org/doi/abs/10.1287/trsc.1060.0188.

Archetti, C., Bertazzi, L. & Speranza, M.G., 2012. A Hybrid Heuristic for an Inventory Routing Problem. , 24(1), pp.101–116.