2-4-2-1- بهینه‌سازی تصادفی پایدار………………….. 43

 

2-4-2-2- بهینه سازی پایدار با پارامترهای بازه ای…………………….. 45

 

2-4-3- برنامه ریزی ریاضی فازی…………………….. 47

 

2-4-3-1- برنامه ریزی فازی منعطف…………………….. 47

 

2-4-3-2- برنامه ریزی فازی امکانی…………………… 48

 

2-5- بهینه سازی چند هدفه…………………… 48

 

2-5-1- برنامه ریزی توافقی……………………. 49

 

2-5-2- اپسیلون-محدودیت…………………….. 49

 

2-6- نتیجه‌گیری از تحقیقات گذشته و بیان ایده‌های تحقیق……… 50

 

3- مدل های پیشنهادی……………………. 52

 

3-1- مقدمه…………………… 53

 

3-2- مدل پیشنهادی اول؛………………….. 53

 

3-2-1- تشریح مسئله و فرضیات…………………….. 54

 

3-2-2- پارامترها و متغیرهای مسئله…………………… 55

 

3-2-3- مدل سازی، حالت قطعی……………………. 56

 

3-2-4- مدل سازی، حالت تصادفی……………………. 58

 

3-3- مدل پیشنهادی دوم…………………..60

 

3-3-1- تشریح مسئله و فرضیات…………………….. 62

 

3-3-2- پارامترها و متغیرهای مسئله…………………… 63

 

3-4- مدل پیشنهادی سوم؛………………….. 66

 

3-4-1- پارامترها و متغیرهای مسئله…………………… 66

 

3-5- مدل پیشنهادی چهارم؛ …………………..70

 

3-5-1- تشریح مساله و فرضیات…………………….. 71

 

3-5-2- پارامترها و متغیرهای مسئله…………………… 73

 

3-5-3- تابع تخفیف مقداری…………………….. 76

 

3-5-4- تابع جریمه کمبود غیرخطی……………………. 77

 

3-5-5- خطی سازی توابع چند ضابطه ای…………………….. 78

 

3-5-5-1- خطی سازی تابع تخفیف قیمت خرید…………………… 78

 

3-5-5-2- خطی سازی تابع هزینه کمبود…………………… 81

 

3-5-6- خطی سازی عبارات درجه دوم با روش تفکیک پذیر………… 81

 

3-5-7- زمان تدارک منعطف…………………….. 83

 

4- الگوریتم حل و نتایج محاسباتی……………………. 86

 

4-1- مقدمه…………………… 87

 

4-2- روش حل پیشنهادی مدل 1…………………… 87

 

4-3- مورد مطالعاتی مدل 1…………………… 87

 

4-3-1- تشریح مورد مطالعاتی……………………. 87

 

4-3-2- نتایج محاسباتی……………………. 93

 

4-4- روش حل پیشنهادی مدل 2…………………… 98

 

4-4-1- روش اپسیلون-محدودیت ارتقاء یافته…………………… 98

 

4-4-2- روش ال-شکل……………………. 100

 

4-5- مثال کاربردی برای مدل 2…………………… 104

 

4-5-1- تشریح مثال……………………. 104

 

4-5-2- نتایج محاسباتی……………………. 105

 

4-6- روش حل پیشنهادی مدل 3…………………… 108

 

4-6-1- روش اپسیلون-محدودیت ارتقاء یافته…………………… 109

 

4-6-2- الگوریتم ژنتیک……………………… 109

 

4-6-2-1- ساختار کرموزوم (نحوه کد کردن جواب)………………….. 109

 

4-6-2-2- جمعیت اولیه…………………… 112

 

4-6-2-3- تابع برازندگی……………………. 112

 

4-6-2-4- استراتژی انتخاب…………………….. 113

 

4-6-2-5- عملگرهای بهبود یافته الگوریتم ژنتیک……………………… 113

 

4-6-2-6- اپراتورهای تعدیل……………………. 114

 

4-6-3- قدم های الگوریتم ژنتیک پیشنهادی……………………. 115

 

 

4-6-3-1- معیار توقف الگوریتم……………………. 116

 

4-7- مثال های عددی برای مدل 3…………………… 117

 

4-7-1- تشریح مثال……………………. 118

 

4-7-2- نتایج محاسباتی مثال های عددی با ابعاد کوچک و متوسط…….. 118

 

4-7-3- نتایج محاسباتی مثال های عددی با ابعاد بزرگ…………… 120

 

4-7-4- منحنی کارائی……………………. 121

 

4-8- روش حل پیشنهادی مدل 4…………………… 122

 

4-8-1- تخمین تعداد سناریوهای مورد نیاز………………….. 124

 

4-8-2- تشریح مثال……………………. 125

 

4-8-3- نتایج محاسباتی……………………. 126

 

5- جمع‌بندی و پیشنهادها………………….. 133

 

5-1- جمع‌بندی…………………….. 134

 

5-2- نوآوری‌های تحقیق……………………. 134

 

5-3- پیشنهادهایی برای تحقیقات آتی……………………. 135

 

6- منابع و مراجع…………………… 136

 

7- پیوست‌ها …………………..149

 

7-1- پیوست 1…………………… 150

 

7-2- پیوست 2…………………… 150

 

چکیده:

 

برنامه­ریزی تولید ادغامی در زنجیره تأمین یکی از فعالیت­های اصلی در حوزه برنامه­ریزی کلی شرکت­های بزرگ و پیشرو محسوب می­گردد. در تحقیق حاضر، برنامه­ریزی ادغامی در زنجیره تأمین بصورت متمرکز با استفاده از مدل­های برنامه­ریزی ریاضی چند هدفه و تحت شرایط عدم قطعیت مدلسازی شده است. رویکردهای مورد استفاده شامل دو گام می­باشد: در گام اول؛ تصمیمات کلانِ پیش­تولید، نظیر میزان و نحوه تأمین مواد اولیه از تأمین کنندگان، برنامه­ریزی لجستیک و حمل و نقل مربوط به آن، تعیین نرخ تولید و مدیریت نیروی انسانی در کارخانه­های تولیدی مورد بررسی قرار می­گیرد. در گام دوم؛ با تحقق تصمیمات مربوط به گام اول، در مورد میزان و نحوه نگهداری موجودی ها، میزان و نحوه توزیع کالا به مشتریان به همراه برنامه­ریزی لجستیک آن، تصمیم گیری می­شود. تصمیمات مربوط به گام اول همگی مبتنی بر پیش بینی مقادیر پارامترها صورت می­گیرد و تصمیمات مربوط به گام دوم همگی مبتنی بر مقادیر واقعی پارامترها گرفته می­شود.

 

مدل­های ارائه شده در این تحقیق، اهداف زیر را دنبال می­کنند:

 

1- کمینه سازی مجموع هزینه­های تأمین و تولید (شامل هزینه­های مربوط به خرید، حمل و نقل، تولید، تغییر ظرفیت تولیدی و نگهداری موجودی در کارخانه ها) و کمینه سازی امید ریاضی مجموع هزینه ­های توزیع (شامل هزینه ­های حمل و نقل، نگهداری و کمبود موجودی)

 

2- بیشینه سازی رضایتمندی مشتریان نهائی از طریق کمینه کردن بیشینه کمبود کالا در میان همه نقاط مشتری

 

3- کمینه نمودن تغییرپذیری و ریسک حاصل از عدم تحقق برنامه به دلیل ماهیت غیر قطعی زنجیره تأمین

 

4- افزایش بهره­وری کارکنان، از طریق برگزاری دوره­های آموزشی

 

نوع عدم قطعیت در نظر گرفته شده شامل عدم قطعیت در میزان تقاضا، زمان تدارک، پارامترهای هزینه­ای و نیز عدم قطعیت در تأمین می­باشد. به دلیل ماهیت چندملیتی زنجیره تأمین، تغییرات قوانین و مقررات دولتی (گمرکی/زیست محیطی) حاکم بر تأمین/تولیدکنندگان مدنظر قرار گرفته است. مباحث آموزش نیروی انسانی و نقش موثر آن در بهره­وری، تخفیفِ مقداری، به عنوان عامل موثر در میزان سفارش، انعطاف پذیری زمان تدارک و همبستگی آن با هزینه حمل و نقل، و در نهایت هزینه کمبودِ غیرخطی از جمله ویژگی­های مدل­های ارائه شده می­باشد.

 

در نهایت برای حل مدل­های پیشنهادی، روش­های حل مناسب و کارایی در حوزه­های حل قطعی (نرم افزارهای LINGO ،AUGMECON ،CPLEX) ، شبیه سازی، ابتکاری (تلفیق روش اپسیلون-محدودیت، روش ال-شکل و مونت کارلوی توسعه یافته) و فرا ­ابتکاری (تلفیق روش های اپسیلون محدودیت ارتقاء یافته و الگوریتم ژنتیک) ارائه شده و برای اثبات کارائی آن­ها و اعتبارسنجی مدل­های پیشنهادی، مورد مطالعاتی (شرکت چوب و کاغذ چوکا) و مثال­های عددی در نظر گرفته شده است. مقایسات خوبی بین حل های بدست آمده از نرم افزارهای موجود نظیر CPLEX و LINGO با الگوریتم های ابتکاری و فرا ابتکاری پیشنهادی صورت پذیرفته است.

 

تجزیه و تحلیل نتایج، کاربردپذیری مدل­های پیشنهادی و روش­های حل آن­ها را به خوبی تأیید می­نماید.

 

فصل اول: 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 دورة 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.

 

2-1- 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 آیندة سازمان تعبیر نمود. با توجه به تعریف فوق، دو هدف اساسی را می­توان برای برنامه­ریزی تولید برشمرد:

 

الف) تعیین برنامه ­های تولید بر اساس هزینه­ ها 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 هزینه ­ها، میزان موجودی و تولید.

 

برنامه­ ریزی را می­توان از دیدگاه­های متفاوت به انواع مختلفی تقسیم بندی نمود ولی یکی از کاربردی­ترین و مرسوم­ترین این تقسیمات، تقسیم بندی براساس بُرد زمانی برنامه­ ریزی می­باشد. بطورکلی برنامه ­ریزی را می­توان به سه دسته بلند مدت، میان­ مدت و کوتاه­ مدت تقسیم­بندی کرد. برنامه­ ریزی تولید نیز از این قائده مستثنی نیست. بسته به مطالباتی که از یک برنامه­ ریزی تولید داریم، افق زمانی آن می تواند بلند مدت، میان مدت و یا کوتاه مدت باشد (شکل 1-1).

 

کوچکترین واحد زمانی برنامه­ ریزی، دوره نامیده می­شود. فرض بر این است که دوره قابل شکسته شدن به واحدهای کوچکتر نمی­باشد. بسته به نوع صنعت و هدف از برنامه­ ریزی، واحد زمانی دوره می­تواند یک شیفت کاری، روزکاری، هفته و یا حتی ماه باشد.

 

ساختار کلی برنامه ­ریزی و کنترل تولید را می­توان به صورت شکل 1-2 نمایش داد.

 

همانطور که در شکل 1-2 مشخص است، سیستم برنامه­ریزی و کنترل تولید به سه سطح تقسیم شده که عبارتند از خط مقدم[1]، موتور[2] و پشتیبانی[3] که در ادامه به اختصار به توضیح هر یک خواهیم پرداخت.

 

خط مقدم، قسمتی از برنامه ­ریزی تولید است که با استراتژی­های کلان شرکت در ارتباط است. افق برنامه ریزی­ های آن 1 تا 5 ساله است و از سه قسمت مدیریت تقاضا، برنامه­ ریزی منابع و برنامه­ ریزی عملیات و فروش تشکیل یافته است. برنامه­ ریزی 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 می کند که معمولاً افق برنامه­ ریزی آن چند ساله است. این برنامه ­ریزی اغلب برحسب یک واحد ادغامی است و از این جهت به آن برنامه­ ریزی ادغامی نیز گفته می­شود. این برنامه ­ریزی ادغامی سپس در یک سطح پائین­تر با استفاده از تکنیک­های برنامه­ ریزی تفکیک­ پذیر، برنامه مدون شدة فروش برای محصولات ادغامی را به برنامه ­ای برای فروش به تفکیک نوع محصول تبدیل می­نماید که خروجی چنین اقدامی سربرنامه تولید (MPS) است که افق آن نیز معمولاً یکساله می­باشد.