هماهنگی در زنجیره تامین - بررسی مقاله سوم

موضوع: هماهنگی نقطه سفارش مجدد تامین کننده: یک مکانیزم هماهنگی برای زنجیره تامین با زمان تحویل طولانی تامین کننده

مقدمه:

زنجیره تامین شامل همه  اعضایی است که در تهیه محصول برای مشتریان شرکت دارند. هر عضو زنجیره تامین، نقشی منحصر به فرد در تهیه محصول برای مشتری ایفا می کنند مانند تامین مواد اولیه، ساخت، توزیع و خرده فروشی. جریان پیوسته مواد در زنجیره تامین مسئله ای حیاتی به حساب می آید که با یکپارچگی و ادغام اعضا حاصل می شود. تاخیرها بین دو عضو متوالی در زنجیره تامین شامل تاخیر اطلاعات، تاخیر سفارشات، تاخیر در حمل و نقل و موارد دیگر است که می تواند باعث ایجاد وقفه در جریان مواد در کل زنجیره تامین شود. زمان تحویل، مدت زمان بین صدور و تحویل سفارش از طرف یک عضو زنجیره تامین است. طولانی بودن، متغیر بودن و تصادفی بودن زمان تحویل باعث کاهش میزان خدمت می شود.

در این مقاله اثرات زمان تحویل بالادستی روی عملکرد زنحیره تامین در حالی که عضو بالادستی و پایین دستی با زمان تحویل تصادفی روبرو هستند، بررسی می شود. اگر زمان تحویل تصادفی دو عضو زنجیره تامین جمع شوند، به دلیل تاخیر طولانی مدت در بالادست، رسیدن به سطح خدمت برنامه ریزی شده برای پایین دست امکان پذیر نخواهد بود. کاهش سطح خدمت باعث ایجاد هزینه های بیشتر در کل زنجیره تامین می شود. اگر تامین کننده تصمیم بگیرد که موجودی خود را در زمان کوتاه تر بازپرسازی کند، انباشت زمان های تحویل کاهش یافته و در نتیجه کمبود برای  خرده فروش به تدریج کاهش می یابد. با توجه به ریسک مربوط به موجودی اضافه، تامین کننده حاضر به افزایش نقطه سفارش مجدد نیست.

تعریف مسئله:

در این مقاله به دنبال پاسخ سوالات زیر هستیم: نقطه سفارش مجدد بهینه تامین کننده از نظر کل زنجیره تامین چیست؟ و چطور می توان تامین کننده را راضی کرد تا نقطه سفارش مجدد را تغییر دهد؟

برای پاسخ به این سوالات دو حالت در نظر گرفته می شود: 1- حالت غیرمتمرکز یا سنتی      2- حالت مشارکتی یا متمرکز. هدف، بررسی سود حالت متمرکز با متغیرهای تصمیم بالادستی و بیان یک مکانیزم کاربردی برای راضی کردن تامین کننده جهت مشارکت می باشد.

مفروضات:

دو گروه متغیر تصمیم در زنجیره تامین بررسی شده وجود دارد: 1- نقطه سفارش مجدد تامین کننده   2- مقادیر بازپرسازی برای تامین کننده و خرده فروش. در حالت غیرمتمرکز برای مقابله با هزینه موجودی اضافه، تامین کننده، نقطه سفارش مجدد خود را برابر با کمترین مقدار آن قرار می دهد که می تواند روند بازپرسازی خرده فروش به تاخیر اندازد. تامین کننده برای کاهش هزینه های کل زنجیره تامین در حالت متمرکز باید نقطه سفارش مجدد را تغییر دهد. از آنجا که تغییر نقطه سفارش مجدد، هزینه ایجاد می کند، تامین کننده این تغییر را نمی پذیرد. خریدار در حالت هماهنگ شده سود اضافی خود را برای راضی کردن تامین کننده به اشتراک می گذارد. تقاضای مشتری ثابت و مشخص است. حمل و نقل و فضای انبار محدود است. همچنین موارد زیر در نظرگرفته شده است:

1- سطح خدمت خرده فروش قبلا مشخص شده است.

2- کمبود به ازای هر واحد محصول برای خرده فروش دارای هزینه است اما تاخیر در حمل و نقل، هزینه ای برای تامین کننده به دلیل قدرت چانه زنی بالا در پی ندارد.

3- خرده فروش و تامین کننده به ترتیب می توانند به ذخیره سازی اقلام حداکثر b و a سال بپردازند. به علاوه خرده فروش و تامین کننده از استراتژی اولین صادره از اولین وارده در ذخیره سازی استفاده می کنند.

4- زمان تحویل خرده فروش و تامین کننده مستقل از یکدیگرند. با این وجود به مطالعه همبستگی بین زمان تحویل خرده فروش و تامین کننده پرداخته شده است.

نوآوری:

 این مقاله به مدل سازی زمان تحویل تصادفی برای خرده فروش و تامین کننده در زنجیره تامین پرداخته است. همچنین در گذشته، تابع هزینه اعضای زنجیره تامین در این وضعیت درنظر گرفته نشده است. در این مقاله، تابع های هزینه تامین کننده و خرده فروش محاسبه شده و تحت شرایط زمان تحویل غیر قطعی، حل شده است.  علاوه بر آن، این مقاله یک طرح انگیزشی برای حالت هماهنگ در زنجیره تامین ارائه کرده است.

مدل سازی:

مدل سازی در سه حالت غیرمتمرکز، متمرکز و هماهنگ انجام شده است. در این مقاله یک زنجیره تامین دو سطحی شامل یک تامین کننده و یک خرده فروش با زمان تحویل تصادفی، مدل سازی می شود. خرده فروش از سیاست مرور پیوسته موجودی استفاده می کند. مقدار سفارش خرده فروش برابر mQ است که m یک متغیر تصمیم صحیح مثبت است. زمان تحویل شامل مدت زمان بین حمل و نقل سفارش خرده فروش از انبار تامین کننده و دریافت آن توسط خرده فروش است که از توزیع نرمال با میانگین و واریانس مشخص پیروی می کند. کمبود برای خرده فروش مجاز بوده و به صورت پس افت می باشد یعنی مشتری منتظر دریافت سفارش عقب افتاده خود می شود تا در اسرع وقت تامین گردد.

تامین کننده از سیستم بازپرسازی استفاده می کند. مقدار سفارش بهینه تامین کننده یک مقدار صحیح چندگانه از مقدار سفارش خرده فروش است. پرسازی و تخلیه انبار عرضه کننده به صورت لحظه ای است. زمان تحویل تامین کننده شامل مدت زمان حمل و نقل بین انبار خارجی تامین کننده و رسیدن به دست تامین کننده است. زمان تحویل تامین کننده دارای توزیع نرمال با پارامترهای مشخص است. حمل و نقل سفارش خرده فروش زمانی انجام می شود که تامین کننده موجودی کافی داشته باشد. زمان تحویل پیوسته شامل مجموع زمان تحویل خرده فروش و تاخیر بوجود آمده در حمل سفارش خرده فروش با توجه به کمبود تامین کننده است که در مدل از آن استفاده شده است.

زمان تحویل تامین کننده (X)، زمان تحویل خرده فروش (W) و زمان چرخه بازپرسازی خرده فروش (Y) دارای توزیع نرمال به صورت زیر هستند:

شکل 1 نشان دهنده سطح موجودی خرده فروش و تامین کننده زمانی که 1= φ و n=3.است، می باشد. 

حالت غیر متمرکز:

در این حالت هر عضو به دنبال بیشینه سازی سود خود می باشد. تامین کننده درمورد متغیرهای تصمیم φ و n تصمیم می گیرد تا سود خود را بیشینه کند همچنین خرده فروش به طور مستقل درباره متغیر m تصمیم گیری می کند تا سود خود را بیشینه کند.

تابع هزینه تامین کننده به صورت زیر است:

جمله اول بیانگر هزینه سفارش، جمله دوم بیانگر هزینه نگهداری موجودی و جمله سوم بیانگر هزینه نگهداری موجودی اضافی می باشد. جمله سوم شامل 4 قسمت است:

1- هزینه نگهداری هر واحد موجودی

2- تعداد بازپرسازی تامین کننده در سال (D/nmQ)

3- بیشینه سطح موجودی برای تامین کننده

4- انتگرال که نشان دهنده زمانی است که تامین کننده باید در بازپرسازی، موجودی اضافی داشته باشد.

تامین کننده در مورد متغیرهای φ و n تصمیم می گیرد. هر دو متغیر مثبت و عددصحیح هستند. با توجه به مفروضات مسئله، φ باید کمتر یا مساوی n باشد و n باید کمتر از aD/mQ شود. نقطه سفارش مجدد تامین کننده برابر است با φ-1)mQ. بنابراین نقطه سفارش مجدد تامین کننده می تواند مقادیر 0 ، mQ ، 2mQ ، ... و (n-1)mQ را اتخاذ کند.با توجه به این که هیچ جریمه ای برای تامین کننده وجود ندارد مقدار بهینه φ، کمترین مقدار ممکن است. مقدار بهینه n به صورت زیر محاسبه می شود:

 تابع هزینه خرده فروش به صورت زیر است:

جمله اول بیانگر هزینه سفارش خرده فروش، جمله دوم بیانگر هزینه نگهداری، جمله سوم بیانگر هزینه کمبود در دوره بازپرسازی است که تامین کننده اقدامی برای بازپرسازی انجام نمی دهد و جمله چهارم بیانگر هزینه کمبود تامین کننده و خرده فروش است که برای بازپرسازی موجودی آنها محاسبه شده است. فقط مقدار 1/n بازپرسازی خرده فروش در بین بازپرسازی تامین کننده اتفاق می افتد. برای کمینه کردن هزینه خرده فروش، مقدار m باید کمتر یا مساوی مقدار bD/Q باشد. در حالت غیر متمرکز، تامین کننده نقطه سفارش مجدد خود را برابر کمترین مقدار ممکن در نظر می گیرد تا هزینه نگهداری را کاهش دهد.

حالت متمرکز:

در این حالت تمامی تصمیم ها در جهت کمینه کردن هزینه های کل زنجیره تامین انجام می شود. هزینه کل زنجیره تامین برابر با مجموع هزینه های تامین کننده و خرده فروش می باشد و به صورت زیر است:

هزینه زنجیره تامین به متغیر های φ و n و m وابسته است. از الگوریتم زیر برای محاسبه مقدار بهینه این متغیر ها استفاده می شود. 

حالت هماهنگ:

هزینه زنجیره تامین در حالت متمرکز کمتر یا مساوی هزینه زنجیره تامین در حالت غیرمتمرکز است. هزینه تامین کننده در حالت متمرکز بیشتر از حالت غیرمتمرکز است. خرده فروش باید هزینه تحمیل شده به تامین کننده را جبران کند تا با تامین کننده مشارکت کند. برای راضی کردن تامین کننده از روش پرداخت اضافه برای هر سفارش استفاده می شود. در این روش ابتدا خرده فروش α درصد از سود اضافی به دست آمده را برای جبران هزینه های تحمیل شده بر تامین کننده به تامین کننده می دهد. به علاوه β درصد از هزینه اولیه جبران شده تامین کننده باعث ایجاد انگیزه تامین کننده برای مشارکت می باشد. هزینه هر دو عضو بعد از اجرای برنامه ریزی صورت گرفته باید کمتر از حالت غیرمتمرکز شود.

ΔTCr نشان دهنده هزینه کاهش یافته خرده فروش به دلیل استفاده از φ و n در حالت متمرکز به جای حالت غیرمتمرکز توسط تامین کننده است. لازم است خرده فروش به مقدار αΔTCr برای جبران هزینه اضافی تامین کننده بپردازد. پرداخت اضافی (EP) در هر دوره خرید جهت جبران هزینه های اضافی تامین کننده به صورت زیر فرموله شده است:

همچنین: 

 

با کمتر بودن مقدار α از یک، هزینه خرده فروش از حالت غیرمتمرکز بیشتر نخواهد شد. α باید به اندازه کافی زیاد باشد تا هزینه تامین کننده را جبران کند. بنابراین مقدار α در فرمول زیر آمده است:

 اگر مقدار α بزرگتر از یک شود، حالت هماهنگ سود اضافه ای برای زنجیره تامین ایجاد نمی کند. خرده فروش برای تشویق تامین کننده مقدار β درصد از هزینه اصلی تامین کننده را پرداخت می کند. پارامتر β به دو عامل بستگی دارد: 1- کل هزینه کاهش یافته در حالت هماهنگ   2- قدرت چانه زنی تامین کننده نسبت به خرده فروش. با توجه به کل هزینه کاهش یافته در حالت هماهنگ، مقدار β از مقدار بیشتر نمی شود. پرداخت اضافه ای که برای مشارکت تامین کننده پرداخت می شود به صورت زیر است:

در نهایت کل پرداخت اضافی در هر سفارش از جمع EPα و Epβ حاصل می شود.

مثال عددی:

برای نشان دادن عملکرد مدل از 5 مثال عددی کمک گرفته شده است. این مثال ها در سه حالت متمرکز، غیرمتمرکز و هماهنگ به کار گرفته شده اند. مثال های بررسی شده در جدول 1 آورده شده اند. 

 

به کمک جدول 2 می توان فهمید که حالت متمرکز از غیرمتمرکز در کل زنجیره تامین سودآوری بیشتری داشته است. همچنین می توان فهمید که هزینه سفارش مجدد تامین کننده در حالت متمرکز بیشتر از حالت غیرمتمرکز شده است. تمامی مثال ها به جز مثال آخر کاهش هزینه قابل توجهی را در حالت هماهنگ نشان می دهد. سود اعضای زنجیره تامین بعد از ایجاد حالت هماهنگ بیشتر شده است پس به صورت منطقی شرکت در حالت هماهنگ به اعضای زنجیره توصیه می شود. با توجه به جدول 2، حالت های متمرکز و غیرمتمرکز برای مثال 5 تفاوتی ندارند. دلیل اصلی این بی تفاوتی، تاثیر ناچیز زمان تحویل تامین کننده بر موجودی خرده فروش است. عموما برای کاهش جریمه خرده فروش، مقادیر بالای φ و n در حالت هماهنگ توصیه می شود. 

 در حالت غیرمتمرکز نیز تامین کننده مقدار φ=1 را در نظر می گیرد و مقدار n در حالت غیرمتمرکز و متمرکز شبیه به هم هستند. در تمامی مثال ها بجز مثال 3، سود اضافی با توجه به قدرت چانه زنی تامین کننده تقسیم شده است. مقدار کاهش هزینه کل در مثال 3 در حالت هماهنگ کمتر از انتظار تامین کننده است. در این مثال β به صورت  تعریف شده و تمامی هزینه های کاهش یافته به نفع تامین کننده خواهد  شد.

 

آنالیز حساسیت:

برای بررسی تغییرات مدل نسبت به زمان تحویل خرده فروش و تامین کننده، مجموعه ای از آنالیز حساسیت آورده شده است. مقایسه هزینه کل زنجیره تامین در حالت هماهنگ و غیرمتمرکز در شکل 2 آورده شده است و بیانگر این است که حالت هماهنگ هزینه کمتری نسبت به حالت غیرمتمرکز ایجاد می کند. 

 

شکل 3 و 4 تغییرات هزینه های تامین کننده و خرده فروش را نسبت به ξ1 برای حالت های غیرمتمرکز، متمرکز و هماهنگ نشان می دهد. افزایش ناگهانی هزینه تامین کننده با افزایش ξ1 در حالت متمرکز، نکته ای قابل توجه در شکل 3 می باشد که این نتیجه به دلیل تغییر همه متغیر ها رخ داده است. در شکل 4 به مقایسه هزینه خرده فروش در حالت های متمرکز، غیرمتمرکز و هماهنگ پرداخته شده است و مشاهده می شود که هزینه خرده فروش در حالت هماهنگ از حالت غیرمتمرکز کمتر است که شرایط خوبی را برای خرده فروش جهت مشارکت در این حالت بیان می کند.

 

تغییرات هزینه های زنجیره تامین در حالت غیرمتمرکز نسبت به حالت هماهنگ با افزایش λ1 در شکل 5 نشان داده شده است. هزینه کل زنجیره تامین در حالت هماهنگ با افزایش λ1  به مقدار کافی، کاهش یافته است. با کاهش λ1 مقدار سودآوری مدل پایین می آید و حالت های غیرمتمرکز و متمرکز شبیه به هم می شوند و نیازی به ارائه مدل هماهنگ نیست. 

 تغییرات هزینه تامین کننده نسبت به تغییرات λ1 در حالت های غیرمتمرکز، متمرکز و هماهنگ در شکل 6 نشان داده شده است. زمانی که تامین کننده تصمیماتی مستقل می گیرد، هزینه های این کار تاثیری بر زمان تحویل ندارد اما زمانی که یک تصمیم گیرنده اصلی در زنجیره تامین وجود دارد، زمان تحویل بر هزینه های تامین کننده اثرگذار است. با افزایش λ1 هزینه تامین کننده در حالت متمرکز دچار نوسان می شود. هزینه تامین کننده در حالت هماهنگ کمتر از تمامی مقادیر λ1 می باشد. مدل هماهنگی می تواند منحنی هزینه تامین کننده را با افزایش λ1 به صورت هموار نشان دهد. در واقع مدل پیشنهادی به حذف اثرات نامطلوب بدست آمده از تغییر مقادیر بهینه متغیرهای تصمیم در هزینه های تامین کننده می پردازد. 

 در شکل 7، هزینه خرید خرده فروش در حالت های متمرکز، غیرمتمرکز و هماهنگ به ازای λ1 های مختلف بررسی می شود. در مقادیر بالای λ1 تفاوت قابل توجهی بین حالت های هماهنگ و غیرمتمرکز وجود دارد. این تفاوت به این دلیل اتفاق افتاده است که خرده فروش می تواند سود قابل توجهی در حالت هماهنگ کسب کند اگر زمان تحویل تامین کننده کافی باشد. 

 مثال های عددی نشان می دهد که λ2 هیچ تاثیری بر مدل پیشنهادی ندارد. در واقع با افزایش λ2، مقدار مورد انتظار از متغیر تصادفی Z ( یعنی E(Z) ) افزایش می یابد اما نقطه سفارش مجدد خرده فروش این اثر را خنثی می کند. 

 مثال های عددی نشان می دهد که ξ2 هیچ تاثیری بر هزینه تامین کننده در حالت متمرکز و غیرمتمرکز ندارد. شکل 8 تغییرات هزینه های زنجیره تامین در حالت غیرمتمرکز و هماهنگ با توجه به افزایش ξ2 را نشان می دهد. افزایش ξ2  باعث افزایش هزینه های زنجیره تامین در حالت هماهنگ و کاهش هزینه های زنجیره تامین در حالت غیرمتمرکز می شود. در نتیجه روندی که در شکل 8 مشاهده می شود به دلیل تغییرات در هزینه خرده فروش است. شکل 9 نیز تغییرات هزینه های خرده فروش نسبت به افزایش ξ2 در حالت های هماهنگ، غیرمتمرکز و متمرکز را نشان می دهد. 

 

تاثیرات همبستگی منفی و مثبت بین زمان های تحویل خرده فروش و تامین کننده در جدول 3 آمده است. با مقایسه جدول 2 و 3 نتیجه می گیریم که این مدل با وجود همبستگی قوی بین زمان تحویل خرده فروش و تامین کننده هم کاربرد دارد. همچنین همبستگی های مثبت تاثیرات بیشتری نسبت به همبستگی های منفی در زمان تحویل دارند. 

نتیجه گیری:

زمان تحویل  طولانی و غیر قطعی  می تواند عملکرد زنجیره تامین را نابود کند چون اعضای زنجیره تامین را مجبور می کند که موجودی های بزرگ نگهداری کنند یا سطح خدمت نامناسبی به مشتری ارائه دهند. همچنین زمان تحویل تصادفی تامین کننده، می تواند به سطح خدمت کل زنجیره تامین آسیب بزند. دو راه حل اصلی برای مقابله با زمان تحویل تصادفی وجود دارد. 1) تا حد امکان زمان تحویل را کنترل کرد. 2) تاثیرات مضر زمان تحویل را کنترل کرد. به کمک نقطه سفارش مجدد هماهنگ شده و نگهداری ذخیره اطمینان می توان از تاثیرات مضر زمان تحویل جلوگیری کرد.

در مدل پیشنهادی نرخ تقاضا ثابت و قطعی در نظر گرفته شد. توصیه می شود برای تحقیقات آینده، تقاضا به صورت تصادفی درنظر گرفته شود.