حل مسأله مسيريابی-موجودی با ارسال مستقيم

[spow 44,195]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

الگوريتم جديدی برای حل مسأله مسيريابی-موجودی با ارسال مستقيم

 

 

چكيده

 

اين مقاله به بررسي مسأله مسيريابي-موجودي چند محصولي چند دوره اي در يك زنجيره تأمین دو سطحي؛ شامل يك توليدكننده و مجموعه اي از خرده فروشان اختصاص دارد. در مسأله مورد بررسي، علاوه بر مديريت موجودي و برنامه ريزي توزيع، برنامه ريزي توليد نيز در نظر گرفته شده است. مسأله با هدف کمينه سازي مجموع هزينه هاي سيستم شامل هزينه هاي راه اندازي، توزيع و نگهداري موجودي مدلسازي شده است. محصولات توسط ناوگاني از وسایل حمل همسان با ظرفيت محدود تحت استرات‍ژي ارسال مستقيم به خرده فروشان تحويل داده مي شوند. همچنين، ظرفيت توليد و نگهداري محدود و كمبود غيرمجاز فرض شده است. نشان داده شده است كه مسایل مشابه بدون در نظر داشتن برنامه ريزي توزيع در زمره مسایل با پيچيدگي سخت قرار دارند، بنابراين مسأله فوق نيز، مسأله اي با پيچيدگي سخت است. از اين رو، در اين مقاله الگوريتم بهينه سازي گروه ذرات بهبوديافته جديدي براي حل آن توسعه داده شده است. الگوريتم پيشنهادي از دو بخش مجزا تشكيل شده است. نخست، مقادير متغيرهاي صفرويك با استفاده از الگوريتم پيشنهادي تعيين و سپس با حل يك مدل برنامه ريزي خطي، مقادير متغيرهاي پيوسته محاسبه مي شود. کارايي الگوريتم پيشنهادي با استفاده از مسایل نمونه تصادفي متعددي با الگوريتم هاي ژنتيک و بهينه سازي گروه ذرات مقايسه شده است. نتايج محاسباتي بيانگر عملکرد بهتر الگوريتم پيشنهادي است.

 

واژه های کلیدی: زنجيره تأمین، مسأله مسيريابي-موجودي، استرات‍ژي ارسال مستقيم، بهينه سازي گروه ذرات، برنامه-ريزي توليد-توزيع.

 

مقدمه

 

 

مسأله مسيريابي-موجودي بسط مهمي از مسأله مسيريابي وسيله نقليه است که در آن تصميمات کنترل موجودي و مسيريابي در هم ادغام مي شوند (كورديو و همكاران ، 2007). مسأله مسيريابي-موجودي بيشتر در سيستم هاي مديريت موجودي توسط فروشنده (VMI) کاربرد دارد. در سيستم هاي مديريت موجودي توسط فروشنده، فروشنده قادر است تا زمانبندي و اندازه تحويل محصول به خرده فروشان را کنترل نمايد. در قبال اين آزادي عمل، فروشنده تضمين مي کند که مشتريان با کمبود مواجه نمي شوند. در روابط سنتي تر ميان فروشنده و مشتري که در آن مشتريان درخواست سفارش محصولات را به فروشنده مي دادند، به دليل زمانبندي سفارشات مشتريان، ممکن است کارايي به شدت کاهش و به نوبه آن هزينه هاي موجودي و توزيع به شدت افزايش يابد. با وجود اين، تحقق کاهش هزينه هاي ناشي از به کارگيري سيستم هاي VMI در عمل ساده نيست به ويژه با افزايش تعداد و تنوع مشتريان اين امر دشوارتر نيز مي شود. با استفاده از مسأله مسيريابي-موجودي دستيابي به اين هدف امکانپذير است. در مسأله مسيريابي-موجودي با تعيين برنامه توزيع بهينه اي که مجموع هزينه ها را کمينه سازد، مي توان به اين هدف دست يافت (كورديو و همكاران، 2007). مسأله مسيريابي-موجودي در پژوهش هاي متعددي بررسي شده است که مرور جامعي از پژوهش هاي پيشين توسط اندرسون و همکاران (2010) ارائه شده است. نويسندگان با بررسي ابعاد صنعتي مسأله، طبقه بندي و مرور جامعي از پژوهش هاي موجود ارائه داده اند.

از جمله استراتژي هاي توزيعي که مي توان در مسأله مسيريابي-موجودي به کار گرفت، استراتژي توزيع ارسال مستقيم است. ارسال مستقيم به حالتي اشاره مي کند که در آن در هر دوره هر وسيله حمل تنها به يک خرده فروش محصول تحويل مي دهد. به دليل سادگي پياده سازي اين استراتژي توزيع در عمل، طبيعي است که در مسأله مسيريابي-موجودي ابتدا چنين استراتژيي بررسي شود. از اين رو، استراتژي ارسال مستقيم در مسأله مسيريابي-موجودي، بطور مکرر در سيستم هاي توزيع صنعتي استفاده مي شود. کارايي استراتژي توزيع ارسال مستقيم حداقل به بزرگي جذر کوچکترين نرخ بهره برداري از وسایل حمل است. به بيان ديگر، در صورتي که نرخ تقاضاي هر خرده فروش 90 درصد ظرفيت وسایل حمل ضرب در کران بالاي فرکانس تحويل به خرده فروشان باشد، آنگاه کارايي استراتژي ارسال مستقيم در حدود 86/94 درصد خواهد بود. کارايي ارسال مستقيم در شرايط خاص، حتي به 100 درصد نيز مي رسد. از اين رو، در بسياري از شرايط استفاده از استراتژي ارسال مستقيم توجيه منطقي دارد (لي و همكاران ، 2010). مقالات مختلفي با تمرکز بر استراتژي ارسال مستقيم، به بررسي مسأله مسيريابي-موجودي پرداخته اند که از آن جمله مي توان به موارد زير اشاره کرد. لي و همکاران (2010) به بررسي تحليلي استراتژي ارسال مستقيم پرداخته اند و کارايي ارسال مستقيم را در شرايط مختلف محاسبه کرده اند. لي و همکاران (2008) مسأله مسيريابي-موجودي را در حالتي در نظر گرفته اند که تأمین کننده تنها يک وسيله حمل در اختيار داشته و در هر دوره تنها مي تواند براي يک مشتري موجودي ارسال کند. نويسندگان الگوريتمي ابتکاري براي يافتن توالي شدني ارائه کرده اند. کمبل و هاردين (2005) با بررسي حداقل تعداد وسایل حمل مورد نياز در مسأله مسيريابي-موجودي با ارسال مستقيم، براي حل مسأله، الگوريتمي حريصانه ارائه داده اند. چنگ و دوران (2004) مدلي براي مسأله مسيريابي-موجودي در زنجيره تأمین جهاني نفت خام ارائه کرده اند که در آن تقاضاي مشتريان و طول زمان سفر، غير قطعي است. همچنين، تقاضاي مشتريان متغير با زمان (پويا) است. در اين مقاله يک سيستم پشتيباني تصميم گيري براي طراحي و کنترل سيستم موجودي و حمل توسعه داده شده است. كليوگت و همکاران (2002) با بررسي مسأله مسيريابي-موجودي تصادفي با ارسال هاي مستقيم و مدلسازي آن به صورت فرآيند تصميم گيري مارکوفي زمان گسسته، روشي تخميني بر مبناي برنامه ريزي پويا براي حل ارائه كرده اند. بارنز شوستر و بسك (1997) به ارزيابي کارايي استراتژي ارسال مستقيم در مسأله مسيريابي-موجودي با افق زماني نامحدود پرداخته اند که در آن تقاضاي خرده فروشان احتمالي با تابع توزيع معين و کمبود مجاز است.

مسأله مسيريابي وسايل نقليه در زمره مسایل با پيچيدگي سخت قرار دارد (لنسترا و رينوي ، 1981)؛ در نتيجه، مسأله مسيريابي-موجودي كه توسعه اي از مسأله مسيريابي وسايل نقليه است، يك مسأله با پيچيدگي سخت است. بنابراين، در مقالات بسياري، با استفاده از الگوريتم هاي فراابتکاري، روش-هاي حل تقريبي براي مسأله توسعه داده شده است. عزيز و معين (2007) مسأله را در حالت چند محصولي، چند دوره اي با چند تأمین کننده و يک کارخانه مونتاژ و با هدف کمينه سازي مجموع هزينه‌هاي حمل و نگهداري موجودي بررسي کرده اند. آنان با بررسي دو نحوه نمايش مختلف جواب، يك الگوريتم ژنتيک ترکيبي بر اساس رويکرد نخست تخصيص و سپس مسيريابي ارائه کرده اند. معين و همكاران (2010) در تحقيق مشابه اي، الگوريتم ژنتيك تركيبي بهبوديافته اي ارائه داده اند. بوديا و همكاران (2007) در تحقيق خود با بررسي يك مسأله مسيريابي-موجودي که در آن برنامه ريزي توليد نيز لحاظ شده است، الگوريتم هاي حل مبتني بر رويه جستجوي انطباقي حريصانه تصادفي توسعه داده اند. بوديا و پرينز (2009) در تحقيق مشابه اي، ساختاري مبتني بر الگوريتم ممتيک با مديريت جمعيت جواب ها توسعه داد اند. ژائو و همکاران (2008) مدل يکپارچه اي براي مسأله مسيريابي-موجودي در زنجيره تأمین سه رده اي ارائه کرده و براي حل آن الگوريتم جستجوي همسايگي بزرگ متغيري توسعه داده اند. ژائو و همکاران (2007) رويکرد حل جديدي بر اساس الگوريتم فراابتکاري جستجوي ممنوع براي حل مسأله مسيريابي-موجودي در يک زنجيره تأمین دو رده اي توسعه داده-اند. اسپارچي-الکازار و همکاران (2007) با پياده-سازي الگوريتم ژنتيک براي حل مسأله مسيريابي-موجودي با چند محصول، تأثیر مقادير مختلف پارامترهاي ورودي الگوريتم ژنتيک را ارزيابي کرده اند تا بهترين مجموع مقادير پارامترهاي الگوريتم بدست آيد. راسديانسيا و سائو (2005) با توسعه مدلي براي مسأله مسيريابي-موجودي ماشين هاي سکه اي، به ارائه الگوريتمي دومرحله اي مبتني بر الگوريتم هاي الحاق و جستجوي ممنوع پرداخته اند.

اين مقاله به بررسي مسأله مسيريابي-موجودي در حالت چند دوره اي چند محصولي و با هدف کمينه سازي مجموع هزينه هاي سيستم مي پردازد. هزينه هاي سيستم شامل هزينه هاي راه اندازي، توزيع و نگهداري موجودي است. علاوه بر مديريت موجودي و برنامه ريزي توزيع، برنامه ريزي توليد نيز در مسأله، ادغام شده است. در اين مقاله، مسأله مسيريابي-موجودي در يك زنجيره تأمین دوبخشي متشكل از يك توليدكننده و مجموعه اي از خرده‌فروشان بررسي شده است كه در آن، در هر دوره مقدار مشخصي از هريك از محصولات با استفاده از ناوگان همساني از وسایل حمل با ظرفيت محدود و تحت استراتژي ارسال مستقيم، بين خرده فروشان توزيع مي گردد. خدمت رساني به هريك از خرده-فروشان توسط وسایل حمل، يك دوره زماني طول مي¬كشد. بنابراين، هر وسيله حمل در هر دوره تنها مي تواند به يك خرده فروش محصول تحويل دهد. همچنين فرض شده است كه محصول ارسالي به هريك از خرده فروشان در هر دوره تنها بايد طي يك ارسال به خرده فروش تحويل داده شود. ظرفيت انباشت و توليد محدود است و کمبود مجاز نيست. مسأله مسيريابي-موجودي چند دوره اي چند محصولي با ارسال مستقيم تحت مفروضات فوق، حالت توسعه يافته اي از مسأله تعيين اندازه انباشته با ظرفيت محدود در حالت چند محصولي، با ظرفيت توليد و هزينه هاي نگهداري ثابت است. در پژوهش‌هاي پيشين نشان داده شده است که مسأله تعيين اندازه انباشته در شرايط فوق، يک مسأله با پيچيدگي سخت است (بيترن و ياناس ، 1981). بنابراين، مي توان نتيجه گرفت که مسأله بررسي شده در اين مقاله نيز، با پيچيدگي سخت است. در نتيجه، حل مسأله مذکور با استفاده از روش هاي حل دقيق به ويژه براي مسایل با ابعاد بزرگ، در زمان محاسباتي معقول امکانپذير نيست. در اين صورت، مي توان با استفاده از الگوريتم هاي فراابتکاري به جواب هاي تقريبي مناسب در زمان محاسباتي معقول دست يافت. بنا به دانش نويسندگان، در پژوهش هاي پيشين الگوريتم ابتكاري يا فراابتكاري براي حل مسأله مسيريابي-موجودي با مفروضات فوق، توسعه داده نشده است. از اين رو، براي حل مسأله، الگوريتم بهينه سازي گروه ذرات بهبوديافته (IPSO) كارايي توسعه داده شده است. کارايي الگوريتم پيشنهادي با استفاده از مسایل نمونه تصادفي متعددي با الگوريتم-هاي ژنتيک و بهينه سازي گروه ذرات (PSO) مقايسه شده است.

ساختار ارائه مطالب بدين صورت خواهد بود که پس از مقدمه ارائه شده در اين بخش، در بخش دوم، مدل رياضي مسأله ارائه خواهد شد، در بخش سوم ساختار الگوريتم حل پيشنهادي تشريح خواهد گرديد، بخش چهارم به بيان نتايج محاسباتي اختصاص يافته است و سرانجام در بخش پنجم نتيجه گيري ارائه شده است.

 

برای دانلود متن کامل مقاله الگوريتم جديدی برای حل مسأله مسيريابی-موجودی با ارسال مستقيم به لینک زیر مراجعه فرمایید :

 

دانلود کنید

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

 

پسورد :

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام