2-4-1- بهینه سازی شبکه مکان یابی تسیهلات پویا و گسسته. 26

2-4-2-رویکردها و مطالعات موردی. 29

2-5- طراحی یکپارچه شبکه لجستیک مستقیم – معکوس. 32

2-5-1- مکان یابی تسهیلات پویا. 37

2-5-2- اهمیت و چرایی در نظرگیری مسائل مکان یابی پویا. 37

2-6- شبکه زنجیره تامین حلقه – بسته ومسائل زیست محیطی. 38

2-7- شبکه زنجیره تامین حلقه – بسته ومزیت رقابتی. 42

2-7-1- اکولوژی صنعتی به عنوان راهنمایی برای بهره وری منابع. 43

2-7-2- تعریف بهره وری منابع. 44

2-7-3- درون شرکت. 45

2-7-4- درون یک سیستم ارزشی. 48

2-7-5- فراتر از زنجیره تأمین. 50

2-7-6- محدودیت های اکولوژی صنعتی. 50

2-7-7- هزینه ها بیشتر از منافع. 50

2-7-8- نظارت ناقص. 51

2-7-9- نتیجه گیری این بخش. 52

2-8- پیشینه روش های حل. 52

2-8-1- الگوریتم های فراابتکاری(متاهیورستیک). 52

2-8-2- انواع الگوریتم های فرا ابتکاری. 53

2-8-3- چه موقع ازروش های فرا ابتکاریاستفاده میشود ؟. 54

2-8-4- تحلیل عملکردی متاهیوریستیک. 54

2-9- جمع بندی. 54

فصل سوم :تعریف مسئله ومدل. 56

3-1- مقدمه. 57

3-2- زنجیره تأمین حلقه ـ بسته ومکان یابی تسهیلات در طراحی. 57

3-3- یک مدل عمومی مکان یابی تسهیلات برای زنجیره تأمین حلقه ـ بسته. 60

3-4- طراحی شبكه های سیستم های زنجیره ای تأمین حلقه ـ بسته وارائه مدل پیشنهادی 61

3-4-1- مفروضات مدل. 65

3-4-2-1- مجموعه ایندكس. 65

3-4-2-2- پارامترها. 68

3-4-2-3- متغیرهای تصمیم. 70

3-4-2-4- توابع هدف. 71

3-5- جمع بندی. 87

فصل چهارم :مفاهیم ،روش های حل پیشنهادی وتجزیه وتحلیل نتایج 88

4-1- مقدمه. 89

4-2- مفاهیم الگوریتم های چند هدفه. 90

4-3- روش های حل مسایل بهینه سازی. 92

4-3-1- روش های تصویری. 92

4-3-2-روش های تحلیلییا كلاسیك. 93

4-3-3- روش های خاص. 93

4-3-4- روش های عددی. 93

4-3-5- روش های برنامه ریزی پویا. 94

4-3-6- روش های مدرن یا مكاشفه ای. 94

4-4- مسائل چند هدفه ومفهوم بهینگی پارتو. 95

4-5- روش های حل پیشنهادی. 95

4-5-1- الگوریتم بهینه سازی اذحام ذرات چند هدفه. 96

. 97

4-5-2- الگوریتم ژنتیک مرتب سازی نامغلوب نسخه 2(NSGA-II). 97

4-5-2-1- گامهای الگوریتم NSGA-II 99

4-6- معیار مقایسه برای ارزیابی کیفیت جواب. 102

4-6-1- فاصله از جواب ایده آل( MID ). 103

4-6-2- معیار بیشترین گسترش(D). 103

4-6-3- معیار فاصلهگذاری(S). 103

4-6-4- تعداد جوابهای پارتو(NPS). 103

4-6-5- زمان محاسباتی (CPU Time ). 103

4-7- تجزیه وتحلیل نتایج. 104

4-7-1-تولید مسائل آزمایشی. 104

. 106

4-7-2- تنظیم پارامترها. 113

. 114

4-8- جمع بندی. 125

فصل پنجم:نتیجه گیری وپیشنهادات آتی. 128

5-1- مقدمه. 129

5-2- نتیجه گیری. 129

5-3- راهنمایی تحقیقات آتی. 130

منابع. 131

فهرست منابع و مآخذ (فارسی و غیر فارسی). 132

 

فهرست جدول ها

عنوانصفحه

جدول 2-1- طبقه بندی مدل های موجود باتوجه به ویژگی های مدل سازی(اروپادی جوچیم،2012). 24

جدول2-2- طبقه بندی مدل های موجود باتوجه به اقدامات و عملکرد آنها(اروپادی جوچیم،2012). 26

جدول 2-3- طبقه بندی مدل های موجود باتوجه به متدولوژی آنها(اروپادی جوچیم،2012). 29

جدول 2-4- برنامه های کاربردی از مدل های شبکه مکان یابی تسهیلات پویا و گسسته(اروپادی جوچیم،2012). 31

جدول 2-5 – مروری بر مقالات طراحی شبکه لجستیک یکپارچه مستقیم – معکوس(دارائی،1390). 34

جدول 3- 1- بررسی اجمالی از شرح مدل. 73

جدول 3- 2- ارتباط بین مفروضات و فرمول بندی مدل. 75

جدول 4-1- دسته بندی مدلهای زنجیره تامین حلقه-بسته ومقایسه آن با مدل ارائه شده(یافته تحقیق). 89

جدول 4- 2- تعدادسطوح مختلف مسائل نمونه. 105

جدول 4- 3- توزیع پارامترهای ورودی برای مسائل نمونه. 105

جدول شماره 4-4-تقاضای محصولات مشتریان ( ). 108

جدول شماره4-5-نرخ برگشتی محصولات از مشتریان ( ). 109

جدول 4- 6- مقایسه سناریوها. 113

جدول 4- 7 – فاکتورها وسطوح کاندید در الگوریتم (NSGA-II). 115

جدول 4- 8- فاکتورها وسطوح کاندید در الگوریتم (MOPSO). 115

جدول 4- 9 – طرح آزمایشی با آرایه متعامد L9.برای الگوریتم NSGA-II 116

جدول 4- 10 – طرح آزمایشی با آرایه متعامد L9برای الگوریتم MOPSO 116

جدول 4- 11- نتایج محاسباتی معیارهای مقایسه الگوریتمهای NSGA-IIو MOPSOبرای NSGA-II (یافته تحقیق). 118

جدول 4- 12 – ادامه نتایج محاسباتی معیارهای مقایسه الگوریتمهای NSGA-IIو MOPSO برای MOPSO (یافته تحقیق). 119

فهرست شکلها

عنوانصفحه

شکل 2-1- مثالی از فاصله اقلیدسی.. 13

شکل:2-2- یک سیستم چند پله ای (چند سطحی).. 20

شکل 2-3 – نسبت مدل های موجود و زمینه های مرتبط با آنها(یافته تحقیق) 23

شکل 2- 4- تصمیمات اتخاذ شده در مسائل مکان یابی تسهیلات، طراحی شبکه و مسئله مکان یابی تسهیلات ـ طراحی شبکه(قادری،1392).. 36

شکل2- 5- نیروهای هدایت کنندهزنجیره تامین سبز(چولت و وانکات،2009) 40

شکل 2- 6- گره ها (مراحل مختلف) از حلقه- بسته پایان به پایان زنجیره تامین(یافته تحقیق).. 42

شکل 3-1- یک شبکه عمومی زنجیره تامین حلقه ـ بسته.. 58

شکل 3-2- سیستم زنجیره تأمین حلقه ـ بسته (اروپادی جوچیم،2012).. 59

شکل 3-3- ساختار مدل زنجیره تأمین حلقه ـ بسته(اروپادی جوچیم،2012) 60

شكل 3-4- پیكربندی مدل ارائه شده.. 62

شکل4-1- شمایی ازگام دوم.. 99

شکل4-2- شمایی ازگام سوم.. 100

شکل 4-3- محاسبه پارامتر كنترلی به نام فاصله جمعیت(دب وهمکاران ،2000) 101

شکل 4-4- عملکرد الگوریتم NSGA-II(کالیانموی دِب،2000).. 102

شکل 4–5- نمودار S/N پارامترهای الگوریتم NSGA-II. 117

شکل 4-6- نمودار S/N پارامترهای الگوریتم MOPSO.. 117

شکل 4-7- نمودار جعبه ای مقایسه فواصل اطمینان الگوریتم های NSGA-IIوMOPSOبراساس معیارTime. 122

شکل 4-8- نمودار جعبه ای مقایسه فواصل اطمینان الگوریتم های NSGA-IIوMOPSOبراساس معیارNPS. 123

شکل 4-9- نمودار جعبه ای مقایسه فواصل اطمینان الگوریتم های NSGA-IIوMOPSOبراساس معیارD.. 123

شکل 4-10- نمودار جعبه ای مقایسه فواصل اطمینان الگوریتم های NSGA-IIوMOPSOبراساس معیارMID.. 124

شکل 4-11- نمودار جعبه ای مقایسه فواصل اطمینان الگوریتم های NSGA-IIوMOPSOبراساس معیارS. 125

فهرست نمودارها

عنوانصفحه

نمودار 4-1-سودبرای نرخ های مختلف برگشتی. 112

نمودار 4-2- نمودار گرافیکی مقایسه الگوریتم های NSGA-IIوMOPSOبراساس معیارTime 119

نمودار 4-3- نمودار گرافیکی مقایسه الگوریتم های NSGA-IIوMOPSOبراساس معیارMID. 120

نمودار 4-4- نمودار گرافیکی مقایسه الگوریتم های NSGA-IIوMOPSOبراساس معیارS. 120

نمودار 4-5- نمودار گرافیکی مقایسه الگوریتم های NSGA-IIوMOPSOبراساس معیارD. 121

نمودار 4-6- نمودار گرافیکی مقایسه الگوریتم های NSGA-IIوMOPSOبراساس معیارNPS. 121

 

چکیده

قوانین 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 یکمدل ریاضیمکان یابی تسهیلات پویادرطراحی شبکه زنجیره تامین حلقه – بسته ، ازطریق بررسی استراتژیک یک افق برنامه ریزی چند دوره ای در جهت حداقل نمودناثرات زیست محیطیوکسب 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 برنامه ریزی 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 كمك 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 تحقیق

 

1-1- مقدمه

در دنیای امروز، تغییرات سریع اقتصادی و فشار فزاینده بازار رقابتی، سازمان ها را به سمت تمرکز بر کاراتر و اثربخش تر کردن فعالیت های زنجیره ی تأمین سوق می دهد. طراحی مناسب و کارایی شبکه های لجستیکی به عنوان بخشی از برنامه ریزی زنجیره ی تأمین، علاوه بر ایجاد مزیت رقابتی پایدار، باعث افزایش رضایت مشتریان شده و امکان پاسخگویی به نیازهای آن ها را فراهم می آورد و همین امر سبب شده که تصمیمات مربوط به طراحی این شبکه های از اهمیت بالایی برخوردار باشد. علاوه بر این، در دهه های اخیر نگرانی در مورد حفاظت محیط زیست و نیز مزایای اقتصادی استفاده از محصولات برگشتی، باعث تمرکز بسیاری از شرکت ها بر فعالیت های احیا و بازیافت محصولات و در نتیجه طراحی و پیاده سازی شبکه های لجستیک معکوس و شکل گیری زنجیره های تأمین حلقه – بسته شده است.

لجستیک معکوس شامل همه ی فعالیت های مربوط به استفاده ی مجدد از مواد و محصولات است. درواقع لجستیک معکوس شامل فرآیند برنامه ریزی، 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 زنجیره ی تأمین حلقه – بسته شناخته می شود. طراحی شبکه ی لجستیک که یکی از مهم ترین و راهبردی ترین تصمیمات در مدیریت زنجیره ی تأمین است، شامل تصمیماتی درخصوص تعداد تسهیلات، مکان و ظرفیت آن ها و تعیین جریان بین این تسهیلات است که هم بر هزینه و هم بر سطح سرویس دهی به مشتری تأثیرگذار می گردد. از آنجا که در نظر گرفتن جریان های مستقیم و معکوس در مسائل طراحی شبکه به صورت جداگانه ممکن است منجر به جواب های بهینه ی جزئی شود، در نظر گرفتن این دو جریان به صورت یکپارچه منجر به دستیابی به جواب هایی به مراتب بهتر خواهد شد.

مسائل مکان یابی تسهیلات از دهه 1960 جایگاه مهمی در ادبیات تحقیق در عملیات پیدا کرد. به طور کلی واژه مکان یابی اشاره به مدل سازی، فرمول بندی و حل مسائلی دارد که می توان آنها را در قراردادن تسهیلات در فضای موجود به بهترین نحو تعریف کرد. این مسائل چگونگی مکان یابی یک مجموعه از تسهیلات را به صورت فیزیکی بررسی می کنند به طوری که یک تابع هدف را تحت مجموعه از محدودیت ها بهینه نماید.

بدون شک مکان یابی درست تسهیلات اثرات بسیار زیادی در منافع اقتصادی ارائه خدمات مناسب و رضایت مشتریان دارد و به همین علت تحلیل مسئله مکان یابی یکی از مسائل مورد علاقه دانشمندان علوم تحقیق در عملیات و علوم مدیریت بوده و پیشرفت های قابل توجهی در این زمینه حاصل گردیده است.

مدل های مکان یابی شبکه به صورت گسترده ای به منظور مکان یابی تسهیلات در بخش خصوصی و دولتی مورد استفاده قرار گرفته و همچنین در غالب مدل های مطرح در این حوزه ساختار شبکه و ارتباط بین گره ها از قبل مشخص و تعریف شده اند. در حالی که 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 می توان حایز اهمیت باشد. بنابراین پیدا نمودن مکان تسهیلات و بهینه سازی مدل هایی که به صورت همزمان در بسیاری از مسائل جهان واقعی ممکن است مهم تلقی و نیاز به طراحی و بهینه سازی مدل هایی که به صورت همزمان به دنبال یافتن موارد مذکور هستنداحساس می گردد.از طرفی دیگر ،هزینه های بالای مربوط به ساخت تسهیلات پروژه های مکان یابی؛ جابجایی را به پروژه هایی با سرمایه گذاری بلندمدت تبدیل کرده است.

این مشکل ،تصمیم گیرندگان 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 برنامه ریزی بدنبال مکان مطلوب باشند؛ به عبارتی می توان گفت ممکن است مکان انتخابی در شرایط فعلی جواب بهینه نباشد، اما در کل افق زمانی یک جواب بهینه باشد. در نتیجه مدل سازی و حل مسائل مکان یابی پویا نیز از اهمیت ویژه ای برخوردارند.

مسئله مکان یابی تسهیلات به صورت امروزی اولین بار توسط یک اقتصاددان آلمانی به نام آلفرد وبر درسال 1909 برای مکان یابی تک وسیله ای در جهت کمینه نمودن فاصله مابین تسهیلات و مشتریان پیشنهاد کرد.

هرچند برای صدها سال، مسائل مکان یابی تسهیلات به طور وسیعی به صورت کیفی مطرح شده بود. با ظهور تحقیق در عملیات (OR) در طول 35 سال گذشته مدل های ریاضی و مدل های 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)