1-1- مقدمه2
1-2- تعاریف کلی از حوزه تحت بررسی2
1-2-1- برنامه ریزی تولید2
1-2-2- برنامه ریزی تولید ادغامی5
1-2-3- واحد ادغامی6
1-2-4- استراتژی های برنامه ریزی تولید ادغامی6
1-2-5- هزینه های مرتبط با برنامه ریزی تولید ادغامی در زنجیره تأمین6
1-2-6- روش های حل مسائل برنامه ریزی تولید ادغامی7
1-2-7- عدم قطعیت و انواع آن7
1-3- بیان مساله8
1-4- ضرورت انجام تحقیق9
1-5- کاربردهای تحقیق9
1-6- اهداف تحقیق10
1-7- ساختار رساله10
2- مروری بر ادبیات تحقیق12
2-1- مقدمه13
2-2- مروری بر مدل های برنامه ریزی تولید (قبل از سال 2000)13
2-3- مروری بر مدل های برنامه ریزی تولید تحت عدم قطعیت (بعد از سال 2000)26
2-4- بهینه سازی تحت شرایط عدم قطعیت40
2-4-1- برنامه‌ریزی تصادفی با ارجاع40
2-4-2- بهینه‌سازی پایدار41
2-4-2-1- بهینه‌سازی تصادفی پایدار43
2-4-2-2- بهینه سازی پایدار با پارامترهای بازه ای45
2-4-3- برنامه ریزی ریاضی فازی47
2-4-3-1- برنامه ریزی فازی منعطف47
2-4-3-2- برنامه ریزی فازی امکانی48
2-5- بهینه سازی چند هدفه48
2-5-1- برنامه ریزی توافقی49
2-5-2- اپسیلون-محدودیت49
2-6- نتیجه‌گیری از تحقیقات گذشته و بیان ایده‌های تحقیق50
3- مدل های پیشنهادی52
3-1- مقدمه53
3-2- مدل پیشنهادی اول؛53
3-2-1- تشریح مسئله و فرضیات54
3-2-2- پارامترها و متغیرهای مسئله55
3-2-3- مدل سازی، حالت قطعی56
3-2-4- مدل سازی، حالت تصادفی58
3-3- مدل پیشنهادی دوم؛60
3-3-1- تشریح مسئله و فرضیات62
3-3-2- پارامترها و متغیرهای مسئله63
3-4- مدل پیشنهادی سوم؛66
3-4-1- پارامترها و متغیرهای مسئله66
3-5- مدل پیشنهادی چهارم؛70
3-5-1- تشریح مساله و فرضیات71
3-5-2- پارامترها و متغیرهای مسئله73
3-5-3- تابع تخفیف مقداری76
3-5-4- تابع جریمه کمبود غیرخطی77

3-5-5- خطی سازی توابع چند ضابطه ای78
3-5-5-1- خطی سازی تابع تخفیف قیمت خرید78
3-5-5-2- خطی سازی تابع هزینه کمبود81
3-5-6- خطی سازی عبارات درجه دوم با روش تفکیک پذیر81
3-5-7- زمان تدارک منعطف83
4- الگوریتم حل و نتایج محاسباتی86
4-1- مقدمه87
4-2- روش حل پیشنهادی مدل 187
4-3- مورد مطالعاتی مدل 187
4-3-1- تشریح مورد مطالعاتی87
4-3-2- نتایج محاسباتی93
4-4- روش حل پیشنهادی مدل 298
4-4-1- روش اپسیلون-محدودیت ارتقاء یافته98
4-4-2- روش ال-شکل100
4-5- مثال کاربردی برای مدل 2104
4-5-1- تشریح مثال104
4-5-2- نتایج محاسباتی105
4-6- روش حل پیشنهادی مدل 3108
4-6-1- روش اپسیلون-محدودیت ارتقاء یافته109
4-6-2- الگوریتم ژنتیک109
4-6-2-1- ساختار کرموزوم (نحوه کد کردن جواب)109
4-6-2-2- جمعیت اولیه112
4-6-2-3- تابع برازندگی112
4-6-2-4- استراتژی انتخاب113
4-6-2-5- عملگرهای بهبود یافته الگوریتم ژنتیک113
4-6-2-6- اپراتورهای تعدیل114

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب(به صورت کاملا تصادفی و به صورت نمونه) با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود-این مطالب صرفا برای دمو می باشد

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

4-6-3- قدم های الگوریتم ژنتیک پیشنهادی115
4-6-3-1- معیار توقف الگوریتم116
4-7- مثال های عددی برای مدل 3117
4-7-1- تشریح مثال118
4-7-2- نتایج محاسباتی مثال های عددی با ابعاد کوچک و متوسط118
4-7-3- نتایج محاسباتی مثال های عددی با ابعاد بزرگ120
4-7-4- منحنی کارائی121
4-8- روش حل پیشنهادی مدل 4122
4-8-1- تخمین تعداد سناریوهای مورد نیاز124
4-8-2- تشریح مثال125
4-8-3- نتایج محاسباتی126
5- جمع‌بندی و پیشنهادها133
5-1- جمع‌بندی134
5-2- نوآوری‌های تحقیق134
5-3- پیشنهادهایی برای تحقیقات آتی135
6- منابع و مراجع136
7- پیوست‌ها149
7-1- پیوست 1150
7-2- پیوست 2150
لیست شکل‌ها و جداول
شکل ‏11- برنامه ریزی بلند مدت، میان مدت و کوتاه مدت3
شکل ‏12- برنامه ریزی و کنترل تولید4
شکل ‏13- رابطه برنامه ریزی تولید ادغامی با سایر فرآیندهای برنامه ریزی تولید5
شکل ‏21- فضای جواب شدنی مسئله برنامه ریزی خطی با ضرائب فنی غیرقطعی42
شکل ‏31- فرم کلی زنجیره تأمین سه سطحی55
شکل‏32- تابع چند ضابطه ای تخفیف مقداری77
شکل ‏33- تابع چند ضابطه ای هزینه کمبود غیر خطی78
شکل ‏34- تخمین خطی تفکیک پذیر82
شکل ‏35- رابطه زمان تدارک و هزینه حمل و نقل83
شکل ‏36- جداول استاندارد گازهای آلاینده در وسایل حمل و نقل مختلف85
شکل ‏41- زنجیره تأمین شرکت چوکا (با کمی تغییرات)88
شکل ‏42- زیان کل زنجیره تأمین در برابر کمبود تجمعی96
شکل ‏43- تعادل بین پایداری مدل و توابع Z1 و Z297
شکل ‏44- رابطه بین پایداری مدل و مقدار Z1 بدست آمده از مدل Lp-metrics98
شکل ‏45- فلوچارت الگوریتم ال-شکل پیشنهادی102
شکل ‏46- قدمهای اصلی روش مونت کارلوی پیشنهادی103
شکل ‏47- فلوچارت روش حل پیشنهادی برای مدل دوم104
شکل ‏48- زنجیره تأمین دو سطحی105
شکل ‏49- نمودار همگرائی روش ال-شکل106
شکل ‏410- منحنی پارتو برای امیدریاضی در مقابل تغییرپذیری106
شکل ‏411- رفتار Z1 در مقابل Z2107
شکل ‏412- قسمت A-1 از کروموزوم پیشنهادی110
شکل ‏413- قسمت A-2 از کروموزوم پیشنهادی111
شکل ‏414- قسمت B از کروموزوم پیشنهادی112
شکل ‏415- ساختار کلی کروموزوم پیشنهادی112
شکل ‏416- عملگر جابجائی ستونی113
شکل ‏417- عملگر جابجائی بلوکی114
شکل ‏418- عملگر جابجائی نامنظم114
شکل ‏419- فلوچارت روش حل پیشنهادی مدل سوم117
شکل ‏420- زمان حل الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با زمان حل نرم افزار برای مسائل با ابعاد کوچک119
شکل ‏421- زمان حل الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با زمان حل نرم افزار برای مسائل با ابعاد متوسط120
شکل ‏422- همگرائی به جواب بهینه در مسئله شماره 5120
شکل ‏423- منحنی پارتو برای بهره وری کارکنان در مقابل هزینه کل سیستم تولیدی122
شکل ‏424- منحنی پارتو برای حداکثر کمبود در برابر هزینه کل سیستم تولیدی122
شکل ‏425- هزینه حمل و نقل و سود حاشیه ای در برابر تنگ تر شدن محدودیت انتشار گازهای گلخانه ای127
شکل ‏426- ترکیب بندی نرخ تولید قبل و بعد از در نظر گرفتن محدودیت پسماندهای صنعتی128
شکل ‏427- اجزای تابع هدف و سود حاشیه ای در مقایسه با سناریوهای مختلف129
شکل ‏428- همگرائی الگوریتم CPLEXبه جواب بهینه130
شکل ‏429- فراوانی اندازه سفارشات و کمبود رخ داده تحت همه سناریوهای مختلف131
شکل ‏430- معیار تغییر پذیری131
شکل ‏431- امیدریاضی سود حاشیه ای در برابر معیار تغییرپذیری132
جدول ‏21- تکنیک های مختلف حل مسئله برنامه ریزی تولید به ترتیب زمانی قبل از سال 2000 میلادی14
جدول ‏22- تکنیک های مختلف حل مسئله برنامه ریزی تولید و نوع عدم قطعیت مربوطه قبل از سال 2000 میلادی21
جدول ‏23- تکنیک های مختلف حل مسئله برنامه ریزی تولید و نوع عدم قطعیت مربوطه بعد از سال 2000 میلادی36
جدول ‏‏41- هزینه نیروی انسانی89
جدول ‏ ‏‏42- هزینه دوره آموزشی در سایت 1 ($10/manpower)90
جدول ‏ ‏‏43- زمان تولید، هزینه نگهداری مواد اولیه و محصولات90
جدول ‏ ‏‏44- تقاضای بازار تحت سناریوی 191
جدول ‏‏45- اطلاعات کارخانه های تولیدی91
جدول ‏‏46- زمان در دسترس91
جدول ‏‏47- ضریب مصرف92
جدول ‏‏48- هزینه و ظرفیت مربوط به ماده اولیه m که توسط تأمین کننده s در دوره 1 تحت سناریوی ξ تأمین میشود92
جدول ‏‏49- هزینه حمل و نقل ($/unit)92
جدول ‏‏410- زمان تدارک (دوره)93
جدول ‏‏411- هزینه کمبود و قیمت فروش93
جدول ‏‏412- برنامه ریزی تولید ادغامی حاصل از حل مدل پیشنهادی94
جدول ‏‏413- برنامه ریزی نیروی انسانی بدست آمده از حل مدل پیشنهادی94
جدول ‏‏414- تعاملات بین موجودیت های زنجیره تأمین95
جدول ‏‏415- ارتقاء کارکنان در برابر ضریب پایداری مدل96
جدول ‏416- لیست عایدات مربوط به روش اپسیلون-محدودیت99
جدول ‏‏417- توابع توزیع پارامترهای هزینه ای105
جدول ‏418- لیست عایدات برای مثال عددی105
جدول ‏‏419- ارتقاء مهارت کارکنان در برابر متوسط بهره وری107
جدول ‏‏420- مقایسه عملکرد الگوریتم پیشنهادی با تعداد سناریوهای مختلف108
جدول ‏‏421- توابع توزیع پارامترهای هزینه ای118
جدول ‏‏422-کارائی الگوریتم حل پیشنهادی مدل سوم برای مسائل با ابعاد کوچک118
جدول ‏‏423-کارائی الگوریتم حل پیشنهادی مدل سوم برای مسائل با ابعاد متوسط119
جدول ‏‏424- مقایسه کارائی الگوریتم حل پیشنهادی به ازای تعداد سناریوهای مختلف121
جدول ‏425- پیش بینی تقاضا125
جدول ‏‏426- هزینه تولید در وقت عادی/اضافه کاری، هزینه نگهداری و نفر ساعت مورد نیاز برای تولید یک محصول125
جدول ‏‏427- قیمت و هزینه نگهداری در نقاط مشتری125
جدول ‏‏428- فواصل بین موجودیتهای زنجیره تأمین125
جدول ‏‏429- پارامترهای مربوط به قیمت خرید و تخفیف125
جدول ‏‏430- پارامترهای مربوط به جریمه کمبود126
جدول ‏‏431- زمان تدارک بین کارخانه و مشتری و بین کارخانه و تأمین کننده126
جدول ‏432- مقادیر اجزاء تابع هدف برای مسئله قطعی126
جدول ‏‏433- اجزای تابع هدف برای ده سناریوی نمونه128
1- کلیات تحقیق
1-1- مقدمه
برنامه ریزی تولید همواره یکی از ارکان غیر قابل تفکیک در امر تولیده بوده است. امروزه، با پیچیده تر شدن شرایط تولید، برنامهریزی کلی تولید نقش بسزایی در موفقیت شرکتهای بزرگ تولیدی ایفا مینماید. این شرایط عبارتند از:
• افزایش تنوع محصولات
• افزایش پیچیدگی تقاضا
• کاهش دوره عمر محصول
• تغییرات سریع در تقاضای بازار و سلیقه مشتریان
• فشرده شدن رقابت جهانی
• نیاز روزافزون به افزایش کیفیت و ضرورت کاهش هزینههای زاید
• کاهش زمان تحویل کالا به مشتریان
• توسعه شرکتهای بزرگ چند ملیتی و گسترش روز افزون زنجیره تأمین
• عدم قطعیت موجود در پارامترهای موثر در تولید و زنجیره تأمین
همه این عوامل منجر گشته برنامهریزی کلی تولید جایگاه ویژه خود را خصوصاً در زنجیرههای بزرگ تأمین حفظ نماید. تولید اقتصادی و سودآور ایجاب میکند که برای کلیه مراحل تولید از تأمین مواد اولیه از تأمینکنندگان گرفته تا تولید محصول در کارخانهها و توزیع محصولات نهایی به مشتریان، برنامهریزی جامع و دقیق صورت گرفته تا ضمن استفاده بهینه از منابع موجود، هزینههای کل سیستم تولیدی کمینه گردد. عدم قطعیت موجود در زنجیره تأمین که معمولاً در مواردی نظیر پیش بینی نادقیق تقاضا، زمان تدارک متغیر، تحویلهای دیرهنگام، ارسال ناقص سفارشات، نوسانات هزینهها و قیمت، تخفیف مقداری و مناسبتی، سفارشات متورم شده و غیره رخ میدهد، همواره اثرات نامطلوبی نظیر تأخیر، ناتمام ماندن سفارشات و تحمیل هزینههای اضافی بر سیستم تولیدی میگذارد. بنابراین یکی از اهداف مهم برنامهریزی کلی تولید، تعمیم برنامهریزی متمرکز از یک شرکت منفرد به تمامی موجودیتهای زنجیره تأمین و در نظر گرفتن توأمان همگی فاکتورهای موثر در تولید میباشد به نحویکه برنامه تهیه شده توانایی پاسخگوئی به عدم قطعیتهای موجود را داشته باشد. بنابراین در تحقیق حاضر، ضمن یکپارچه نمودن برنامهریزی تولید کلی با برنامهریزی زنجیره تأمین، تلاش شده است رویکردهای نوینی در این عرصه برای مواجهه با انواع مختلف عدم قطعیت ارائه گردد.
1-2- تعاریف کلی از حوزه تحت بررسی
هدف از این بخش ارائه تعاریف مختصر از مفاهیم، استراتژی ها و راهکارهای برنامهریزی تولید ادغامی در زنجیره تأمین غیر قطعی میباشد.
1-2-1- برنامه ریزی تولید
بنا به تعریف، برنامهریزی تولید به معنای فرایند تصمیمگیری در خصوص منابعی است که سازمان برای عملیات تولید آیندهاش به آنها نیاز دارد و نیز تخصیص این منابع جهت تولید محصول مورد نظر در تعداد مورد نیاز و با کمترین هزینه. در حقیقت میتوان برنامهریزی تولید را ایجاد محدوده و مرز جهت عملیات تولیدی آینده سازمان تعبیر نمود. با توجه به تعریف فوق، دو هدف اساسی را میتوان برای برنامهریزی تولید برشمرد:
الف) تعیین برنامههای تولید بر اساس هزینهها و سیاستهای مدیریت در خصوص مسائل مالی، توسعه ظرفیت، خدمت به مشتری و پویایی نیروی کار.
ب) کمک به مدیریت جهت نشان دادن تأثیرات سیاستهای مختلف روی هزینهها، میزان موجودی و تولید.
برنامهریزی را میتوان از دیدگاههای متفاوت به انواع مختلفی تقسیم بندی نمود ولی یکی از کاربردیترین و مرسومترین این تقسیمات، تقسیم بندی براساس بُرد زمانی برنامهریزی میباشد. بطورکلی برنامهریزی را میتوان به سه دسته بلند مدت، میان مدت و کوتاه مدت تقسیمبندی کرد. برنامهریزی تولید نیز از این قائده مستثنی نیست. بسته به مطالباتی که از یک برنامهریزی تولید داریم، افق زمانی آن میتواند بلند مدت، میان مدت و یا کوتاه مدت باشد (شکل 1-1).
شکل ‏11- برنامه ریزی بلند مدت، میان مدت و کوتاه مدت
کوچکترین واحد زمانی برنامهریزی، دوره نامیده میشود. فرض بر این است که دوره قابل شکسته شدن به واحدهای کوچکتر نمیباشد. بسته به نوع صنعت و هدف از برنامهریزی، واحد زمانی دوره میتواند یک شیفت کاری، روزکاری، هفته و یا حتی ماه باشد.
ساختار کلی برنامهریزی و کنترل تولید را میتوان به صورت شکل 1-2 نمایش داد.
شکل ‏12- برنامه ریزی و کنترل تولید
همانطور که در شکل 1-2 مشخص است، سیستم برنامهریزی و کنترل تولید به سه سطح تقسیم شده که عبارتند از خط مقدم1، موتور2 و پشتیبانی3 که در ادامه به اختصار به توضیح هر یک خواهیم پرداخت.
خط مقدم، قسمتی از برنامهریزی تولید است که با استراتژیهای کلان شرکت در ارتباط است. افق برنامه ریزیهای آن 1 تا 5 ساله است و از سه قسمت مدیریت تقاضا، برنامهریزی منابع و برنامهریزی عملیات و فروش تشکیل یافته است. برنامهریزی عملیات و فروش با گرفتن اطلاعات مربوط به پیش بینی تقاضا، استراتژیهای کلان شرکت و نیز برآورد سرانگشتی منابع، اقدام به تهیه برنامه عملیاتی و فروش میکند که معمولاً افق برنامهریزی آن چند ساله است. این برنامهریزی اغلب برحسب یک واحد ادغامی است و از این جهت به آن برنامهریزی ادغامی نیز گفته میشود. این برنامهریزی ادغامی سپس در یک سطح پائینتر با استفاده از تکنیکهای برنامهریزی تفکیکپذیر، برنامه مدون شده فروش برای محصولات ادغامی را به برنامهای برای فروش به تفکیک نوع محصول تبدیل مینماید که خروجی چنین اقدامی سربرنامه تولید (4MPS) است که افق آن نیز معمولاً یکساله میباشد.

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

سطح موتور که ورودی اصلی خود را از سربرنامه تولید میگیرد، با استفاده از تکنیکهای برنامهریزی مواد و ظرفیت، برنامههایی با جزئیات بیشتر و با افق برنامهریزی کوتاهتر برای مواد و ظرفیت مورد نیاز فراهم میآورد. برنامهریزی مواد مورد نیاز (5MRP) و برنامهریزی ظرفیت (6CP) در این حوزه قرار میگیرد.
در نهایت در سطح پشتیبانی، شاهد سیستم هایی جهت پشتیبانی از زنجیره تأمین شرکت از یکسو و برنامهریزی عملیات در کف کارگاه از سوی دیگر هستیم. آنچه در برنامهریزی کف کارگاه صورت میگیرد نوعاً برنامههایی از جنس زمانبندی و تعیین توالی کارها بر روی ماشینها و تخصیص نیروی انسانی به ماشین آلات میباشد.
1-2-2- برنامه ریزی تولید ادغامی
طبق تعریف، برنامهریزی تولید ادغامی یک برنامهریزی میانمدت در شرکتهای تولیدی است که میزان و زمان تولید، موجودی و سطوح نیروی کار را جهت پاسخگویی به تغییرات احتیاجات خالص (تقاضا) در یک افق زمانی سه تا 18 ماهه تعیین مینماید (گالگو7 2001). با معلوم بودن (یا پیش بینی) تقاضای بیرونی و منابع فیزیکی شرکت در طول افق برنامهریزی، این برنامه تلاش مینماید تا ضمن بهترین استفاده از منابع موجود، هزینههای کل سیستم تولیدی را کمینه نماید. این برنامه بایستی روشها و استراتژیهای مختلفی را برای فائق آمدن بر نوسانات تقاضا و هزینههای مرتبط با آن، ارائه نماید. در شکل 1-3، رابطه برنامهریزی تولید ادغامی با سایر فرآیندهای برنامهریزی تولید، مشخص گردیده است.
شکل ‏13- رابطه برنامه ریزی تولید ادغامی با سایر فرآیندهای برنامه ریزی تولید
1-2-3- واحد ادغامی
طبعاً به دلیل بازه زمانی نسبتاً طولانی و نیز تنوع محصولات، امکان این که برای هر نوع محصول و هر نوع مدل از محصول، تخمینی از تعدادی که بایستی فرضاً در طی چند دوره آتی تولید گردند کمتر وجود خواهد داشت. در برنامهریزی تولید ادغامی چند محصولی، محصولات به چند خانواده تقسیم میشوند و هر خانواده محصول، نماینده چندین محصول شبیه به هم میباشد. این شباهت میتواند بر اساس شباهت ظاهری، شباهت فرآیندهای تولیدی و یا شباهت هزینههای تولیدی و سود حاشیهای باشد. هر خانواده محصول در واقع یک واحد ادغامی خوانده میشود و آن واحد ادغامی نماینده همه محصولات آن خانواده خواهد بود. مقادیر پارامترهای مربوط به یک واحد ادغامی در واقع میانگین مقادیر آن پارامترها برای محصولات مربوط به آن خانواده میباشد. لذا با انتخاب یک یا چند واحد مشترک مابین تمام محصولات یک خانواده، یک برنامه تولید ادغامی ایجاد میشود. واحد ادغامی میتواند کیلوگرم، متر، بشکه، نفرساعت، واحد پول و یا حتی یک مدل همگن از یکی از محصولات آن خانواده باشد.
1-2-4- استراتژی های برنامه ریزی تولید ادغامی
1- تغییر در میزان نیروی کار، از طریق استخدام و یا اخراج که منجر به تغییر در نرخ تولید میگردد. این استراتژی معمولاً در شرکت هایی که نرخ تولید، مبتنی بر نیروی کار است مورد استفاده قرار میگیرد. اخراج بی رویه معمولاً توسط قوانین دولتی محدود میشود و ممکن است تبعات منفی زیادی برای کارکنان به همراه داشته باشد. آموزش کارکنان میتواند یک استراتژی مناسب برای افزایش بهرهوری کارکنان برای جبران نرخ تولید اضافی مورد نیاز در پیک تقاضا باشد. استفاده از نیروی کار پاره وقت نیز از جمله استراتژیهای مرسوم در این حوزه قلمداد میشود.
2- تغییر در نرخ تولید از طریق افزایش شیفتهای کاری، اضافه کاری و یا برونسپاری بخشی از تولید به خارج از شرکت.
3- تجمیع موجودیهای فصلی؛ معمولاً بالانس بین هزینههای نگهداری موجودی و هزینههای تغییر نرخ تولید از جمله سوالات اساسی است که در بسیاری از موردهای واقعی بایستی بدان پاسخ داده شود. تلفیق موجودیهای فصلی محصولاتی که دارای بازه زمانی پیک تقاضای متفاوتی هستند میتواند در تنظیم نرخ تولید مؤثر باشد.
4- برنامهریزی سفارشات عقب افتاده؛ از جمله استراتژیهای مورد استفاده در تنظیم نرخ تولید بویژه در زمانهای پیک تقاضا است و معمولا بایستی یک بالانس بین هزینههای ناشی از تأخیر در تحویل سفارشات و هزینههای تغییر نرخ تولید و یا نگهداری موجودی صورت پذیرد.
5- تحت تأثیر قرار دادن تقاضا از طریق تبلیغات، ترویج محصول و تخفیف قیمت
1-2-5- هزینه های مرتبط با برنامه ریزی تولید ادغامی در زنجیره تأمین
1- هزینههای اساسی تولید؛ شامل هزینه خرید مواد اولیه از تأمین کنندگان، هزینه مستقیم نیروی کار، هزینه راه اندازی و سربار تولید میگردد. این هزینه ها معمولاً به دو دسته هزینه ثابت و متغیر تقسیم میشوند.
2- هزینههای مرتبط با تغییر در نرخ تولید؛ هزینههای مرتبط با استخدام، اخراج و یا آموزش کارکنان از یک طرف و نیز هزینههای جبرانی مرتبط با اضافه کاری و برونسپاری از طرف دیگر در این حوزه قرار میگیرند.
3- هزینههای مرتبط با نگهداری موجودی و سفارشات عقب افتاده.
4- هزینههای توزیع و حمل و نقل؛ هزینههای حمل و نقل مواد اولیه از تأمین کنندگان به کارخانجات و نیز هزینههای حمل و نقل محصولات نهائی از کارخانجات به نقاط مشتری. این هزینه ها نیز معمولاً به دو دسته هزینههای ثابت و متغیر تقسیم میگردند.
1-2-6- روش های حل مسائل برنامه ریزی تولید ادغامی
به طور کلی روشهای حل برنامهریزی ادغامی به دو دسته کلی زیر تقسیم میشوند:
1- روشهای گرافیکی و مبتنی بر جدول؛ در رویکردهای مبتنی بر جدول، سعی میشود بطور ابتکاری با تلفیقی از استراتژیهای مرسوم در برنامهریزی تولید ادغامی یک برنامه شدنی مناسب تهیه گردد. طبیعتاً این روش ها، جواب بهینه را ارائه نمی دهند.
2- رویکردهای ریاضی؛ رویکردهای ریاضی خود به دستههای زیر قابل تقسیم میباشد:
2-1- رویکردهای مبتنی بر برنامهریزی ریاضی
2-2- قوانین تصمیم خطی
2-3- مدل ضرائب مدیریت
2-4- شبیه سازی
2-5- قوانین جستجوی تصمیم
در تحقیق حاضر از رویکرد برنامهریزی ریاضی استفاده شده است و در فصل مرور ادبیات، تحقیقاتی که در این حوزه ها صورت پذیرفته است مرور خواهد شد.
1-2-7- عدم قطعیت و انواع آن
عدم قطعیت8 به معنی حالتی است که اطلاعات کافی در مورد یک واقعه یا نتایج آن وجود ندارد بنحویکه نتوان وضعیت واقعه یا نتایج آتی حاصل از آن را بطور دقیق توضیح داد.
گالبریث9(1973) عدم قطعیت را به عنوان تفاوت بین حجم اطلاعات مورد نیاز برای انجام یک کار و حجم اطلاعاتی که قبلاً بدست آمده، تعریف مینماید.
در دنیای واقعی در یک زنجیره تأمین انواع مختلفی از عدم قطعیتها وجود دارند که فرآیندهای تولیدی و غیر تولیدی را تحت تأثیر قرار میدهند. برای مثال هو10 (1989) عدم قطعیت را به دو دسته کلی طبقه بندی نموده است:
1- عدم قطعیت محیطی11(EU)
2- عدم قطعیت سیستم تولیدی12(SU)
عدم قطعیت محیطی، شامل عدم قطعیتهایی است که در ورای فرآیند تولید وجود دارند، نظیر عدم قطعیت موجود در عرضه13(SLU) و تقاضا14 (DU).
عدم قطعیت سیستم، مربوط به عدم قطعیت موجود در فرآیند تولید نظیر عدم قطعیت بازدهِ عملیات 15(OYU)، عدم قطعیت زمان تدارک16 تولید (LTU)، عدم قطعیت کیفیت 17(QU)، خرابی سیستم تولیدی و تغییرات در ساختار محصول میگردد.
1-3- بیان مساله
برنامهریزی تولید ادغامی یکی از ارکان مهم تولید است و قدمت آن به آغاز کار شرکتهای تولیدی باز میگردد، جائی که شرکت ها میبایستی برنامهریزی تولید و فروش یکسال خود را انجام میدادند و ناگزیر بودند که بر اساس هزینههای مرسوم در بخش تولید، مثل هزینههای تولید، نگهداری موجودی، هزینههای پرسنلی، استخدام و اخراج، هزینههای راه اندازی، هزینههای سفارشات عقب افتاده و محدودیت هایی نظیر ظرفیت تولید، ظرفیت انبار و غیره تصمیم گیری نمایند و برنامه تدوین شده را در افق برنامهریزی مربوطه اساس کار خود قرار دهند. در این حوزه مدل سازیهای متنوعی صورت پذیرفته و به تدریج فضای واقعی محیطهای تولیدی وارد مدل سازی گشته و مدلهای پیچیدهتری ارائه گردیده است. یکی از واقعیتهای غیرقابل انکار محیطهای تولیدی، عدم قطعیت است.
عدم قطعیت در همه ارکان تولید از جمله زمان فرآیندهای تولیدی، میزان تقاضا، زمان تدارک تولید، زمان تدارک در زنجیره تأمین، کیفیت محصول، بهرهوری و بازده تولید، خرابی سیستم تولیدی و غیره وجود دارد. اولین و مهمترین تأثیری که این عدم قطعیتها در سیستمهای تولیدی میگذارند، برنامهریزی است. برنامهریزی قرار است تقاضا، فروش، ظرفیت و بطور کلی رفتار عرضه و تقاضا را در سال آتی پیش بینی نماید و بر اساس این پیش بینی ها راهکارهایی را پیش روی تولیدکننده قرار دهد. چنانچه برنامهریزی نتواند عدم قطعیت ها را پیش بینی نماید برنامه قابل اطمینانی نخواهد بود.
مهمترین چالش رو در روی برنامهریزی تولید، شناسایی عدم قطعیتها و انتخاب رویکرد مناسب در مواجهه با این پدیده است. با گسترش شرکتهای تولیدی و متنوع تر شدن محصولات به مرور زمان شرکتهای تولیدی از حالت منفرد خارج شده و به زنجیره ای از عرضه کنندگان و مصرف کنندگان تبدیل گشته که گاهاً در سرتاسر دنیا پراکنده شده اند و تحت عنوان زنجیره تأمین چند ملیتی شناخته میشوند. برنامهریزی تولید در چنین وضعیتی دیگر منحصر به یک شرکت منفرد و یا حتی یک مجموعه واحد از قوانین و مقررات نیست و بایستی یک برنامهریزی تولید ادغامی برای کل زنجیره و بالاخص توسط رهبر و شرکت اصلی این زنجیره بصورت متمرکز صورت پذیرد تا چنین برنامه ای با در نظر گرفتن شرایط تمام حلقه ها، برنامهای واقعبینانه و قابل اجرا باشد.
به عنوان مثال یکی از تأمین کنندگان ممکن است در یک کشور و تأمین کننده دیگر در یک کشور دیگر باشد، مسافت بین کارخانههای تولیدی تا تأمین کنندگان و همینطور مسافت بین تولید کنندگان تا نقاط تقاضا که مستقیماً در زمان تدارک اثر میگذارد، نوع وسیله حمل و نقل و ارتباط تنگاتنگ آن با زمان تدارک و آلودگیهای محیطی، قیمت مواد اولیه نزد عرضه کنندگان مختلف و قیمت فروش متفاوت محصولات در نقاط مشتری، ظرفیت و محدودیتهای تولیدی کارخانجات، قوانین و مقررات حاکم بر کشورها و مناطق خاص نظیر قوانین زیست محیطی و گمرکی متفاوت، کیفیت و نوع استانداردهای کیفی قابل قبول در مناطق جغرافیایی مختلف، تحریمهای سیاسی و غیره همگی فاکتورهایی هستند که در برنامه ریزی، اثر مستقیم میگذارند ضمن اینکه اطلاعات مربوط به همه این فاکتورها دارای نوعی از عدم قطعیت نیز هست. مسئله مهم بعدی نحوه مواجهه با عدم قطعیت است.
اینکه چگونه عدم قطعیت را در برنامهریزی لحاظ کنیم در برنامه تدوین شده تأثیر مستقیم میگذارد. گاهی میتوان با فرضی ساده عامل عدم قطعیت را نادیده گرفت و مسئله را کاملاً قطعی حل نمود. گاهی میتوان عدم قطعیت را تنها در یکی از فاکتورها لحاظ نمود مثل عدم قطعیت در تقاضا، هرچقدر عدم قطعیت فاکتورهای بیشتری در مدل سازی لحاظ شود واقعیات محیط تولید با دقت بیشتری وارد مدل سازی میگردد و در عین حال پیچیدگی محاسباتی مسئله افزایش مییابد که این امر نیز میتواند در کاربردپذیری مدل در محیطهای واقعی تولید اثر گذار باشد. بنابراین میتوان نتیجه گیری کرد استفاده از رویکردی که بتواند ضمن حفظ پیچیدگی مسئله در حدی قابل قبول و کاربردپذیر، فاکتورهای بیشتری از عدم قطعیت را لحاظ کند بسیار مطلوب خواهد بود. نتیجه چنین برنامه ای حداقل انحراف از واقعیات است و انتظارات از یک برنامه خوب را ارضا مینماید.
در تحقیق حاضر با استفاده از رویکرد برنامهریزی تصادفی پایدار، مدلهای چند هدفه، چند محصولی، چند دورهای و چندسایتی برنامهریزی تولید ادغامی در زنجیرههای تأمین چند ملیتی (یا گسترده) و چند سطحی به گونه ای توسعه یافته است تا در شرایط عدم قطعیت در تقاضا، زمان تدارک و پارامترهای هزینهای، ضمن ارائه یک برنامه جامع برای کل موجودیتهای زنجیره تأمین یک برنامه انعطافپذیر و مقاوم در برابر نوسانات و خطاهای غیر قابل اجتناب در تخمین پارامترها ارائه دهد. ضمن آنکه در نظر گرفتن تخفیف مقداری در سفارشات، ارتباط غیر خطی و معکوس بین زمان تدارک و هزینه حمل و نقل، ارتباط بین وسایل حمل و نقل در مسائل زیست محیطی، آموزش کارکنان به عنوان راهکار افزایش بهرهوری و در نهایت در نظر گرفتن توابع غیرخطی برای هزینههای کمبود از دیگر ویژگیهای مدلهای ارائه شده میباشد.
1-4- ضرورت انجام تحقیق
امروزه با گسترش شرکتهای تولیدی، تغییر سریع سلیقه مشتریان، کاهش عمر محصولات، کیفیت محور شدن تولید و فضای رقابتی بسیار نزدیک، سبب گشته شرکت هایی که برنامهریزی دقیقتر و همه جانبه تری را دارند و در آن همه انواع احتمالات و اختلالات را در نظر گرفته اند گوی سبقت را از دیگر شرکت ها ربوده اند.
برنامه ریزی تولید ادغامی پایدار تحت شرایط عدم قطعیت پاسخی است به نیاز شرکتهای بزرگ تولیدی با زنجیرههای بزرگ تأمین که برنامهریزی جزء لاینفک فعالیت آنهاست. از اینرو تلاش در جهت توسعه مدلهای برنامهریزی ادغامی در زنجیره تأمین و وارد کردن پارامترهایی که امروزه اهمیت بیشتری یافته اند و کمتر در مدلهای برنامهریزی تولید لحاظ شده اند نظیر فاکتورهای زیست محیطی، بهرهوری، خرابی سیستم تولیدی، نیاز به طراحی مجدد محصولات، افزایش ظرفیت تولیدی، منحنی یادگیری و غیره میتواند راهگشا باشد.
ضمن اینکه از ضروریات محیطهای تولیدی امروز، مواجهه با عامل عدم قطعیت است که به شدت برنامهریزی را تحت تأثیر قرار میدهد. بنابراین ارائه مدل هایی که ضمن توسعه همه جانبه و ترجمه دقیق تری از واقعیات بتواند عامل اغتشاش را خنثی نماید و ارائه برنامه هایی که در عین جامعیت قابلیت مقابله و پایداری در برابر تغییرات غیرقابل پیش بینی در مقادیر پارامترهای ورودی را دشته باشد از ضروریات برنامهریزی تولید خواهد بود. چراکه برنامهریزی تولید قلب تپنده شرکت تولیدی است.
1-5- کاربردهای تحقیق
برنامهریزی کلی تولید در زنجیره تامین یکی از مباحث جدید در نظام‌های مدیریت نوین است که توسط بسیاری از صاحبنظران حتی با نظام‌های لجستیک و پشتیبانی در مجتمع‌های بزرگ صنعتی و تولیدی مترادف تلقی می‌شود. لیکن با طرح نظریه‌های جدید در ارتباط با رضایت مشتریان، تولید براساس در خواست‌ها و نیازهای مشتریان و مسائل رقابتی در بازار از یک سو و سودآوری برای تولیدکنندگان اصلی همانند شرکت‌های بزرگ خودروسازی، فروشگاه‌های بزرگ زنجیره‌ای که از نظر فیزیکی و جغرافیایی گستردگی پیچیده‌ای دارند، از سوی دیگر و همچنین تاثیر و گسترش نفوذ تکنولوژی‌های اطلاعاتی 18و ارتباطی و نوع همبستگی‌هایی‌که بین تأمین‌‌کنندگان و تولیدکنندگان بزرگ را در بر می‌گیرد، این بحث به بحثی جامع تبدیل شده است.
شرکتهای تولیدی بزرگ با زنجیرههای تأمین گسترده، شرکتهای پیشرو19، همگی به برنامهریزی تولید ادغامی جامع و کامل نیاز دارند تا آن ها را در جایگاه فعلیشان تثبیت نماید. غفلت از برنامهریزی جامع منجر به غفلت در گزینش راهکارهای مناسب در خروج از بحرانهای احتمالی میگردد. در شرایط کنونی جهان امروز که بحرانهای اقتصادی دامن گیر شرکتهای بزرگ شده است، نقش برنامهریزی پر رنگ تر از پیش احساس میشود. ظهور شرکتهای چند ملیتی با زنجیرههای تأمینی به گستردگی جغرافیای زمین، برنامه ریزیهای تولید بسیار دقیق تر، جامع تر با پارامترهای بیشتر و لحاظ اختلالات و اغتشاشات در ورودی ها را میطلبد.
گستردگی زنجیرههای تأمین اهمیت عامل اغتشاش در ورودی ها را که تحت عنوان عدم قطعیت از آن نام برده میشود را دوچندان مینماید. بروز و ظهور عوامل عدم قطعیت و وابستگی برخی از عوامل برنامهریزی به موقعیت جغرافیایی و سیاسی شرکتهای تأمین کننده لزوم نگاهی جامع و کامل به همگی عوامل موثر بر اجرائی بودن برنامه را طلب میکند که این امر از سوی شرکتهای بزرگ تولیدی جزء ضروری ترین اقدامات به حساب میآید. ضمن اینکه ارائه یک مدل جامع میتواند بستر جدیدی را جهت تحقیقات بیشتر از نظر آکادمیکی فراهم آورد در عین حال با ساده سازی آن قابلیت بکارگیری در شرکتهای کوچک تر فراهم میگردد.
1-6- اهداف تحقیق
• ارائه مدل ریاضی چند هدفه برای برنامهریزی تولید ادغامی چند محصولی، چند دوره ای و چند سایتی در زنجیره تأمین چند سطحی
• ملاحظات اهداف چندگانه نظیر کمینه‌سازی هزینه‌های سیستم تولیدی، بیشینه‌سازی میزان رضایتمندی مشتریان، بیشینه سازی بهرهوری کارکنان و کمینه سازی ریسک ناشی از تغییر پذیری پارامترهای ورودی
• منظور نمودن ملاحظاتی نظیر آموزش کارکنان تولیدی، بهرهوری نیروی انسانی، محدودیتهای زیست محیطی، تخفیف مقداری و ارتباطات معکوس بین زمان تدارک و وسیله حمل و نقل
• لحاظ نمودن عامل عدم قطعیت در پارامترهای مختلف ورودی و مدل سازی آن بر اساس رویکرد برنامهریزی تصادفی پایدار و در عین حال حفظ کاربرد پذیری آن در محیطهای تولیدی
• مدل سازی مسئله در جهت ارائه جوابهای حتی الامکان غیرحساس به تغییرات در پارامترهای ورودی
• ارائه الگوریتم کارا و مؤثر در جهت حل مسئله فوق و اعتبارسنجی جوابهای بدست آمده از طریق مثالهای متعدد و مطالعه موردی
1-7- ساختار رساله
روش تحقیق مبتنی بر تجزیه و تحلیل ریاضی است که از طریق برنامه‌نویسی کامپیوتری انجام می‌پذیرد. مدل‌های توسعه داده شده به صورت مسائل برنامه‌ریزی ریاضی می‌باشند. مراحل انجام تحقیق شامل موارد اصلی ذیل می‌باشد:
– مروری بر ادبیات موضوع
– طراحی مدل‌‌ها تحت فرضیات مختلف
– طراحی روش‌های حل مدل‌ها
– تجزیه و تحلیل داده‌‌ها و آنالیز حساسیت مدل‌ها
– نتیجه‌گیری
ادامه رساله به این صورت ساختاربندی شده است؛
در فصل دوم، ادبیات موضوع، با توجه به هدف تحقیق، مورد بررسی قرار گرفته است که این امر ما را در جهت تعریف بهتر و دقیق‌‌تر مساله مورد نظر یاری خواهد نمود. در انتهای این فصل، شکاف‌های مطالعاتی موجود به همراه ایده‌های تحقیق حاضر بیان می‌گردد.
در فصل سوم، تشریحی از مدل‌های برنامه‌ریزی ریاضی پیشنهادی جهت برنامهریزی تولید ادغامی در زنجیره تأمین تحت فروض مختلف ارائه خواهد شد و طی بخش‌های مجزا به تشریح مساله، فرضیات در نظر گرفته شده، پارمترها و متغیرها و مدل ریاضی پیشنهادی پرداخته خواهد شد.
در فصل چهارم، روشهای پیشنهادی برای حل مدل‌ها معرفی شده است. در مواجهه با مسایل با ابعاد بزرگ روش ابتکاری و فوق ابتکاری نیز ارائه گردیده است. همچنین به منظور سنجش کارایی مدل‌ها و ارزیابی روش‌های حل پیشنهادی، مثال‌های عددی و مطالعه موردی ارائه شده و نتایج محاسباتی بدست آمده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.
در نهایت، فصل پنجم، به جمع‌بندی مطالب، نتیجه‌گیری و هم‌چنین بیان نوآوری‌های تحقیق و ارایه پیشنهاد برای تحقیقات آتی تخصیص یافته است.
2- مروری بر ادبیات تحقیق
2-1- مقدمه
برنامهریزی تولید ادغامی20 (APP) بهترین راهِ برآورده کردن تقاضای مشتریان را در آیندهای نه چندان دور (اغلب از 3 تا 18 ماه آینده)، از طریق تنظیم نرخ تولید در وقت عادی و اضافه کاری، سطوح موجودی، سطوح نیروی کار، قراردادهای جنبی، سفارشات عقب افتاده و سایر متغیرهای کنترلی، مشخص مینماید. APP توجه بسیاری از محققان را از سال ها پیش به خود معطوف ساخته است (شی و هسی211996). از هنگامی که هالت و همکاران 22 (1955) قاعده 23HMMS را در سال 1995 ارائه کردند، محققان مدلهای بیشماری را با مزایا و معایب مختص به خود، جهت کمک به حل مسائل APP توسعه دادهاند. به دلیل تلفیق مباحث برنامهریزی تولید کلی با برنامهریزی زنجیره تأمین در تحقیق حاضر، مرور مقالاتی که در هر دو حوزه توسعه یافته است خالی از لطف نیست.


پاسخ دهید