2-3-2-3- مسئله مکان‌یابی تسهیلات با ظرفیت محدود (یا ظرفیت‌دار). 18

 

2-3-2-4-  مسئله مکان‌یابی تسهیلات با ظرفیت محدود (ظرفیت دار) چند کالایی چند سطحی. 19

 

2-3-3- مسائل مکان یابی تسهیلات تصادفی. 22

 

2-4- بررسی مدل‌ها و رویکردهای پویا و گسسته، ‌مکان‌یابی تسهیلات شبکه. 23

 

2-4-1- بهینه‌سازی شبکه مکان‌یابی 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- مکان‌یابی تسهیلات پویا. 37

 

2-5-2- اهمیت و چرایی در نظرگیری مسائل مکان‌یابی 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 از روش های فرا ابتکاری استفاده 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 مکان‌یابی تسهیلات برای زنجیره تأمین حلقه ـ بسته. 60

 

3-4- طراحی شبكه‌های سیستم‌های زنجیره‌ای 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 تحلیلی یا 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- نتیجه‌گیری. 129

 

5-3- راهنمایی تحقیقات آتی. 130

 

منابع. 131

 

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

 

 

 

فهرست جدول ها

 

عنوان                                                                              صفحه

 

جدول 2-1- طبقه‌بندی مدل‌های موجود باتوجه به ویژگی‌های مدل‌سازی(اروپادی جوچیم،2012). 24

 

جدول2-2- طبقه‌بندی مدل‌های موجود باتوجه به اقدامات و عملکرد آنها(اروپادی جوچیم،2012). 26

 

جدول 2-3- طبقه‌بندی مدل‌های موجود باتوجه به متدولوژی آنها(اروپادی جوچیم،2012). 29

 

جدول 2-4- برنامه‌های کاربردی از مدل‌های شبکه مکان‌یابی 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 فرمول‌بندی 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

 

عنوان                                                                                   صفحه

 

شکل 2-1- مثالی از فاصله اقلیدسی.. 13

 

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

 

شکل 2-3 – نسبت مدل‌های موجود و زمینه‌های مرتبط با آنها(یافته تحقیق)   23

 

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

 

شکل2-  5- نیروهای هدایت کننده زنجیره 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

 

عنوان                                                                                   صفحه

 

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 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 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، 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)