بررسی مقالات مرتبط با زنجیره تأمین خون-بررسی مقاله دهم

موضوع:

طراحی شبکه زنجیره تأمین خون استوار و منعطف و پایا با در نظر گرفتن اقدامات انگیزشی

چکیده:

در این مقاله مدلی برای طراحی شبکه زنجیره تأمین خون تحت شرایط عدم‌قطعیت و اختلال ارائه شده‌است که درآن تأثیر اقدامات انگیزشی در ترغیب مردم به اهدای خون لحاظ شده‌است و هم‌چنین از روش DEA برای انتخاب بهترین مکان‌های کاندید برای استقرار تسهیلات جمع‌آوری، تولید و توزیع خون بر مبنای معیارهایی معین استفاده شده‌است. هم‌چنین از یک رویکرد ترکیبی جدید تحت عنوان MPSFRP برای برخورد با عدم‌قطعیت در داده‌ها و اختلال استفاده شده‌است. به‌علاوه برای ارزیابی عملکرد مدل پیشنهادی از یک مطالعه موردی واقعی استفاده شده‌است و هم‌چنین رهنمودهای مدیریتی برای تصمیم‌گیرندگان فراهم شده‌است. 

 

مقدمه:  

با وجود پیشرفت‌های چشم‌گیر در فناوری‌های پزشکی، تا کنون جایگزینی برای خون و فرآورده‌های آن یافت نشده‌اند. در تمامی جوامع، تقاضای دائمی برای محصولات خونی وجود دارد که هر چند که تعداد زیادی از افراد برای اهدای خون اقدام می‌کنند، ولی در برخی مواقع این تقاضاها به طور کامل برآورده نمی‌شوند  و برای جلوگیری از وقوع چنین مسائلی، باید زنجیره تأمین خون کارا و مناسبی طراحی و برنامه‌ریزی شود.

هزینه‌های مربوط به جمع‌آوری خون، آزمایش و فرآوری خون، ذخیره‌سازی و توزیع خون و سایر هزینه‌ها، هزینه‌ی کل زنجیره تأمین را تشکیل می‌دهند. این هزینه‌ها در ایران توسط دولت تأمین می‌شوند و به همین دلیل، بیماران برای تزریق خون هزینه‌ای پرداخت نمی‌کنند.

اهدای خون، به عنوان تنها راه تأمین خون، دارای نرخی غیرقطعی است که تا حد امکان باید پاسخگوی تقاضاهای متغیر نیز باشد. اهدای خون با توجه به میزان درآمد و سطح توسعه کشورها، دارای نرخی در بازه 4.6 درصد تا 32.1 درصد است و نرخ اهدای کشورهای پر درآمد، 9 برابر بیشتر از نرخ اهدای کشورهای کم درآمد است. در حالت کلی، میزان اهدای خون در کل دنیا کم است و حدود 1-3 درصد از مردم جهان به اهدای خون اقدام می‌کنند. از سویی دیگر، میزان تقاضای خون نیز متغیر است  که عواملی مانند وقوع بحران‌ها، نوسانات تقاضا را تشدید می‌کند. بنابراین، به منظور برقراری توازن میان عرضه و تقاضا، برنامه‌ریزی مناسب زنجیره تأمین خون امری ضروری است.

از آن جا که اهدای خون امری داوطلبانه است، بنابراین برای افزایش اهدای خون باید تلاش‌هایی در راستای ترغیب مردم نمود. در برخی کشورهایی که میزان خون‌های اهداشده، پاسخگوی تقاضای موجود نیست، از پاداش‌های نقدی برای ترغیب مردم به اهدای خون استفاده می‌شود. با وجود این که این امر ممکن است باعث افزایش اهدای خون شود، ولی نتایج نشان‌دهنده کاهش کیفیت و سلامت خون‌های اهداشده در این مواقع است که هم‌چنین با افزایش تعداد مراجعین غیرواجد شرایط و بیمار برای اهدای خون، هزینه‌های عملیاتی زنجیره تأمین نیز افرایش می‌یابد. عوامل متعددی وجود دارند که می‌توانند بر اهداکنندگان خون اثرات مثبت یا منفی داشته‌باشند. به عنوان مثال، فاصله زیاد بین مراکز جمع‌آوری خون و اهداکنندگان و هم‌چنین، عملکرد ضعیف پرسنل مرکز جمع‌آوری به عنوان عوامل منفی تأثیرگذار بر اهدای خون هستند. در این مقاله، عوامل تبلیغات، آموزش و امتیازهای درمانی به عنوان عوامل مثبت مؤثر در اهدای خون در نظر گرفته شده‌اند. عامل تبلیغات در تلاش است که اهدای خون را در جامعه فرهنگ‌سازی کند. عامل آموزش نیز می‌تواند مردم را از فواید اهدای خون و نیازهای موجود در جامعه برای اهدای خون مطلع کند. امتیازهای درمانی نیز به منزله پاداشی است که اهداکنندگان در برابر عمل داوطلبانه خود از آن بهره‌مند می‌شوند که در این صورت، اهداکنندگان خدمات درمانی خود را با تخفیف و یا به صورت رایگان دریافت می‌کنند. 

چالش دیگر در طراحی شبکه زنجیره تأمین خون، تصمیم‌گیری در مورد مکان تسهیلات به عنوان یک تصمیم استراتژیک است. از آن جا که احداث یک تسهیل، هزینه‌بر و تصمیمی بلندمدت است، باید معیارهای مؤثر در این موضوع شناسایی شود. با درنظر گرفتن این معیارها، مکان‌هایی کاندید برای احداث تسهیلات در  تعیین شده و مکان بهینه آن‌ها از بین این مکان‌های کاندید انتخاب می‌شود.

پایدار بودن شبکه طراحی‌شده در برخورد با شرایط عدم‌قطعیت، از دیگر ویژگی‌های مهم در مسئله‌های طراحی شبکه تأمین خون است. علاوه بر عدم‌قطعیت که منجر به عدم‌توازن عرضه و تقاضا می‌شود، بلایای طبیعی و انسانی نیز، بر عملکرد زنجیره تأمین تأثیرگذار هستند. این عوامل، علاوه بر این که باعث وقوع کمبود می‌شوند، هزینه‌های اضافی نیز بر زنجیره تأمین تحمیل می‌کنند.

سؤالات اصلی تحقیق:

·         تسهیلات در چه مکان‌هایی استقرار یابند تا زنجیره تأمین به حداکثر کارایی خود برسد؟

·         چه تعداد تسهیل و با چه ظرفیت و فناوری‌هایی مورد نیاز هستند تا بتوانند عملکرد زنجیره تأمین  را بهبود بخشند؟

·         در برنامه‌ریزی فرآیند جمع‌آوری خون، چگونه می‌توان جمعیت بیشتری را به اهدای خون ترغیب کرد؟

·         با اتخاذ چه استراتژی‌هایی می‌توان خطرات کمبود خون را که حاصل از عدم‌قطعیت و اختلال در زنجیره تأمین هستند، کاهش داد؟

ویژگی‌های اصلی مسئله:

·         در نظر گرفتن عوامل تبلیغات، آموزش و امتیازات درمانی به عنوان عواملی مؤثر در ترغیب اهداکنندگان به اهدای خون وتشکیل تابع اقدامات انگیزشی

·         استفاده از یک مدل DEA اصلاح‌شده برای شناسایی بهرین مکان‌های کاندید برای احداث مراکز جمع‌آوری، مراکز مکانیابی و مراکز توزیع.

·         درنظر گرفتن یک شبکه زنجیره تأمین خون دومحصولی با روش‌های متفاوت جمع‌آوری خون.

·         تخصیص ظرفیت‌های اضافی برای برای هر کدام از محصولات خونی در تسهیلات خونی با توجه به روش جمع‌آوری به‌کارگرفته‌شده.

·      مقابله با ریسک‌ ترکیبی برخاسته از عدم‌قطعیت در داده‌ها و اختلال در مراکز جمع‌آوری و تولید و توزیع خون با استفاده از رویکرد ترکیبی برنامه‌ریزی استوار منعطف احتمالی-امکانی (mixed possibilistic stochastic flexible robust programming  یا MPSFRP).

·         ارزیابی کارایی مدل و روش حل پیشنهادی با استفاده از یک مطالعه موردی.

بیان مسئله:

در این مقاله، تصمیمات مرتبط با مکان و ظرفیت مراکز جمع‌آوری، تولید و توزیع خون تعیین شده‌اند. در فاز مکانیابی، مکان‌های کاندید توسط یک روش DEA اصلاح‌شده شناسایی شده‌اند تا مکان‌های بهینه برای استقرار مراکز خونی ازبین این مکان‌های کاندید انتخاب شوند. به‌علاوه، برای هر تسهیل در هر کدام از مراحل جمع‌آوری، تولید و توزیع، ظرفیت‌های مختلفی توسط مدل تعیین شده‌اند. هم‌چنین، در این مقاله دو روش برای جمع‌آوری خون در نظر گرفته شده‌است: جمع‌آوری به روش خون کامل و جمع‌آوری به روش آفرزیس. در روش اول، خون کامل از اهداکنندگان جمع‌آوری شده و سپس به مراکز تولید خون فرستاده می‌شوند تا به انواع فرآورده‌های خونی تجزیه شود. ولی در روش دوم، جزء موردنیاز از خون اهداکنندگان به طور مستقیم استخراج شده و سایر اجزای خون به بدن اهداکننده بازمی‌گردد. به عنوان مثال، با استفاده از روش آفرزیس دو دوز گلبول قرمز و دو دوز پلاکت برای مصارف بیماران فراهم می‌شود. به‌علاوه، واحدهای خون کامل باید تا حداکثر 8 ساعت پس از خونگیری تجزیه شوند و سپس این محصولات در شرایط و دمای خاص خود نگه‌داری می‌شوند. در گام بعدی، فرآورده‌های خونی به مراکز توزیع منتقل می‌شوند و سپس در بین نقاط تقاضا توزیع می‌شوند. در حال حاضر، سازمان‌های انتقال خون، خود به طور مستقیم مسئول انتقال خون در میان نقاط تقاضا نیستند و مسئولیت آن‌ را به شرکت‌های 3PL واگذار کرده‌اند. بنابراین، در این مدل، تصمیمات مسیریابی تعیین نمی‌شوند و هزینه‌های حمل‌ونقل آن، شامل هزینه‌های برون‌سپاری نیز می‌شود. هم‌چنین اگر سناریویی در نظر گرفته‌شود که در آن، سازمان انتقال خون مستقیماً در انتقال خون به نقاط تقاضا نقش داشته باشد، هزینه‌های حمل‌ونقل کاهش خواهد یافت.

اهداکنندگان که مهم‌ترین نقش را در زنجیره تأمین خون دارند، به صورت داوطلبانه اقدام به اهدای خون می‌کنند و تمایل آن‌ها برای اهدای خون کاملاً به انگیزه و اولویت آن‌ها بستگی دارد. در این مقاله، میزان تأثیر عوامل انگیزشی روی اهداکنندگان خون و بالطبع، روی میزان خون‌های اهداشده با تابعی ارزیابی شده‌است. این عوامل شامل تبلیغات، آموزش و امتیازات درمانی است که هر کدام از این عوامل تا حدودی در اهدای خون تأثیرگذار هستند. اثر هر کدام از این عوامل در تابع هدف با ضریبی منعکس شده‌است و هم‌چنین بودجه‌ای نیز برای آن‌ها در نظر گرفته شده‌است که این بودجه غیرقطعی بوده و با توجه به میزان خون موردنیاز تغییر می‌کند.

بنابراین، در این مقاله، در مرحله جمع‌آوری، تصمیماتی شامل مکانیابی تسهیلات جمع‌آوری خون، روش‌های جمع‌آوری خون، ظرفیت این تسهیلات و میزان تأثیر هر کدام از عوامل انگیزشی تعیین می‌شوند و در مراحل تولید و توزیع خون، تصمیماتی در ارتباط با مکان و ظرفیت این تسهیلات، تعداد واحدهای خونی تولید شده و تعداد واحدهای توزیع‌شده در میان نقاط تقاضا اتخاذ می‌شوند. شمای کلی شبکه زنجیره تأمین ارائه‌شده در این مقاله در شکل زیر نمایش داده شده‌است.

شکل1. شمای کلی شبکه زنجیره تأمین ارائه‌شده 

مفروضات مسئله:

·         تعداد واحدهای تولیدشده بستگی به روش جمع‌آوری خون دارد و با توجه به اطلاعات قبلی در ارتباط با نرخ اتلاف خون می‌تواند تغییر یابد.

·         میزان متوسطی برای عرضه خون در هر مکان، در نظر گرفته شده‌است که متناسب با تعداد مراجعین برای اهدای خون به تسهیل جمع‌آوری موجود در آن مکان است.

·         تقاضا، هزینه‌ها و بودجه‌ی درنظرگرفته شده برای اقدامات انگیزشی غیرقطعی هستند.

·         نقاط تقاضا ممکن است با کمبود خون مواجه شوند که برای آن جریمه‌ای در تابع هدف لحاظ شده‌است.

·         واحدهای خونی فقط می‌تواند در مراکز توزیع ذخیره شوند.

مدلسازی ریاضی:

تابع هدف: به دنبال حداقل کردن هزینه‌های کل زنجیره تأمین خون شامل هزینه‌های احداث مراکز جمع‌آوری و تولید و توزیع خون و هزینه‌های افزایش ظرفیت در این مراکز، هزینه‌های مربوط تهیه دستگاه آفرزیس برای جمع‌آوری گلبول قرمز و پلاکت، هزینه‌های عملیاتی مربوط به جمع‌آوری خون با هر کدام از روش‌های جمع‌آوری خون، هزینه‌های فرآوری خون در مراکز تولید، هزینه‌ی نگه‌داری خون در مراکز توزیع، هزینه‌های حمل‌ونقل، جریمه‌ی مربوط به کمبود خون و هزینه‌ی مربوط به اقدامات انگیزشی است.  

محدودیت (2): با توجه به جمعیت مراجعه‌کننده برای اهدای خون و تعداد افراد جذب‌شده برای اهدای خون از طریق عوامل انگیزشی، حجم خون‌های جمع‌آوری‌شده را محدود می‌کند.

محدودیت‌های (3-5): امتیازهای درمانی، تبلیغات و دوره‌های آموزشی به‌کارگرفته‌شده برای ترغیب افراد به اهدای خون را محدود می‌کنند.

محدودیت (6): مخارج صرف‌شده برای انجام اقدامات انگیزشی را محدود می‌کند.

محدودیت‌های (7-9): تضمین می‌کنند که خون‌های جمع‌آوری‌شده توسط روش‌های مختلف نباید بیشتر از ظرفیت تسهیلات باشد.

محدودیت (10): تعادل جریان بین خون‌های ورودی به یک مرکز تولید از مراکز جمع‌آوری و خون‌های خروجی از آن مرکز جمع‌آوری به مراکز توزیع را نشان می‌دهد.

محدودیت (11): تعداد واحدهایی را که از مراکز تولید به یک مرکز توزیع فرستاده می‌شود، به ظرفیت آن مرکز توزیع محدود می‌کند.

محدودیت (12): تعداد واحدهایی را که از یک مرکز توزیع به نقاط تقاضا فرستاده می‌شود، به ظرفیت آن مرکز توزیع محدود می‌کند.

محدودیت‌های (13-15): بیان می‌کنند که انتقال خون از یک مرکز جمع‌آوری به یک مرکز تولید، از یک مرکز تولید به یک مرکز توزیع و از یک مرکز توزیع به یک نقطه تقاضا وقتی امکان‌پذیر است که زمان انتقال بین این مراکز، کمتر از حداکثر زمان مجاز انتقال بین نقاط مربوط باشد.

محدودیت (16): تعداد واحدهایی را که از یک مرکز توزیع به نقاط تقاضا، متناسب با میزان تقاضای آن‌ها، باید منتقل شود، تعیین می‌کند.

محدودیت (17): تعداد واحدهای کمبود را محاسبه می‌کند.

محدودیت‌های (18-20): میزان افزایش ظرفیت‌های اضافی هر کدام از مراکز جمع‌آوری، تولید و توزیع خون را در صورت احداث این مراکز تعیین می‌کنند.

محدودیت‌های (21-22): تعداد دستگاه‌های آفرزیس موردنیاز برای جمع‌آوری گلبول‌های قرمز و پلاکت‌ها را به ترتیب در یک مرکز جمع‌آوری تعیین می‌کنند، در صورتی که آن مرکز احداث شده‌باشد. 

محدودیت‌های (23-25): بیان می‌کنند که اقدامات انگیزشی در یک مرکز جمع‌آوری زمانی انجام می‌شوند که آن مرکز احداث شده‌باشد.

محدودیت‌های (26-27): انواع متغیرهای تصمیم را تعیین می‌کنند.

روش حل:

در این مقاله، رویکردی دو فازی برای تعیین تصمیم‌های مرتبط با مکانیابی تسهیلات و رویارویی با عدم‌قطعیت محیط و اختلال در زنجیره تأمین پیشنهاد شده‌است که در شکل 2 مراحل رویکرد ارائه‌شده نمایش داده شده‌است.

شکل2. مراحل رویکرد دوفازی ارائه‌شده

در فاز اول تکنیکی به‌کارگرفته شده‌است که با تعیین مکان‌های کاندید برای استقرار مراکز خون فرآیند تصمیم‌گیری‌های مرتبط با مکانیابی را تسهیل می‌کند. با اعمال این رویکرد، بهترین گزینه‌ها به عنوان مکان‌های کاندید برای استقرار تسهیلات شناسایی می‌شوند و بنابراین با حذف گزینه‌های نامطلوب، کارایی مدل افزایش می‌یابد. برای این منظور از مدل DEA استفاده‌ شده‌است که کارایی گزینه‌های موجود برای استقرار مراکز جمع‌آوری، تولید و توزیع خون را ارزیابی کرده و آن‌ها را رتبه‌بندی می‌کند و بهترین گزینه‌ها از بین آن‌ها انتخاب می‌شوند.  سپس این مکان‌های کاندید، به عنوان ورودی‌های مدل اصلی محسوب می‌شوند. هم‌چنین برای تصمیم‌گیری در مورد مکانیابی مراکز طبق روش ذکرشده، معیارهایی معرفی شده‌اند که در دو دسته، تقسیم‌بندی شده‌اند: ورودی‌ها و خروجی‌ها. ورودی‌ها معیارهایی هستند که می‌خواهیم آن‌ها را افزایش دهیم، در حالی‌که خروجی‌ها معیارهایی هستند که به دنبال کاهش آن‌ها هستیم. معیارهای ورودی عبارتند از: ترافیک، آلودگی، وقوع بلایای طبیعی و فاصله از مراکز درمانی. معیارهای خروجی نیز عبارتند از: سطح آموزش و فرهنگ هر منطقه، تراکم جمعیت، مدیریت دفع ضایعات و دورریزها، مطلوبیت محل کار، مهارت کارکنان و میزان دسترس‌پذیری مکان موردنظر با روش‌های حمل‌ونقل مختلف.

فاز دوم به دنبال رویارویی با خطرات و ریسک‌های ناشی از عدم‌قطعیت و اختلال است. بنابراین رویکردی جدید تحت عنوان MPSFRP ارائه شده‌است تا ریسک‌های عملیاتی زنجیره تأمین که ناشی از عدم‌قطعیت در داده‌ها هستند و نیز، ریسک‌های ناشی از اختلال را کاهش دهند و عملکردی پایا را برای زنجیره تأمین تضمین کنند. در حالت کلی، برنامه‌ریزی فازی در دو دسته طبقه‌بندی می‌شوند: برنامه‌ریزی امکانی و برنامه‌ریزی منعطف. برای برخورد با داده‌های غیردقیق از رویکرد برنامه‌ریزی امکانی استفاده می‌شود و برای برخورداری از شرایط انعطاف‌پذیری در اهداف و محدودیت‌ها از رویکرد برنامه‌ریزی منعطف استفاده می‌شود. به این ترتیب، می‌توان ترکیب رویکردهای برنامه‌ریزی فازی و استوار را در دو گروه دسته‌بندی کرد: برنامه‌ریزیی امکانی استوار و برنامه‌ریزی استوار منعطف. این رویکرد ترکیبی به‌کارگرفته‌شده در این مقاله، باعث می‌شود که از مزایای رویکردهای برنامه‌ریزی فازی و استوار به طور همزمان استفاده کرد. علاوه بر این موارد، برای بهبود پایایی مدل تحت شرایط اختلال، از معیار p-robust استفاده شده‌است. در این مقاله، با توجه به سطح محافظه‌کاری تصمیم‌گیرندگان، سه نسخه مختلف از مدل MPSFRP تحت عنوان مدل‌های MPSFRP-I، MPSFRP-II و MPSFRP-III تعریف شده‌اند که در نحوه کنترل بهینگی استواری با یکدیگر متفاوت می‌باشند.

نتایج:

در این مقاله، برای ارزیابی مدل پیشنهادی از یک مطالعه موردی استفاده شده‌است و نتایج آن تحلیل شده‌اند. ابتدا با استفاده از مدل DEA بهترین مکان‌های کاندید برای استقرار تسهیلات جمع‌آوری، تولید و توزیع خون و با توجه به معیارهای تعریف‌شده، تعیین شده‌اند که در شکل زیر نمایش داده‌ شده‌اند.

شکل3. بهترین مکان‌های کاندید تعیین‌شده برای استقرار تسهیلات جمع‌آوری، تولید و توزیع خون

برای رویارویی با ریسک‌های عدم‌قطعیت و اختلال نیز، عملکرد شش رویکرد مختلف مقایسه شده‌اند. در سه مورد اول، عملکرد مدل با اعمال رویکرد MPSFP با درجه اطمینان‌های 0.7، 0.8 و 0.9 مقایسه شده‌اند و در سه مورد بعدی، از نسخه‌های مختلف مدل MPSFRP برای برخورد با مسئله استفاده شده‌است. نتایج نشان‌دهنده آن است که مدل‌های MPSFP در مقایسه با مدل‌های MPSFRP عملکردهای بهتری دارند و با افزایش سطح اطمینان نیز هزینه‌های کل شبکه افزایش می‌باید. از بین نسخه‌های مختلف مدل MPSFRP نیز، مدل MPSFRP-II از دیدگاه هزینه دارای عملکرد بهتری می‌باشد. به‌علاوه، تمام مدل‌ها در مدت زمان منطقی و قابل‌قبولی حل شده‌اند.

هم‌چنین، برای ارزیابی عملکرد رویکردهای مذکور، پارامترهای غیرقطعی صد بار به صورت تصادفی تولید شده‌اند و متوسط عملکرد این رویکردها تحت صد بار تحقق مدل مقایسه شده‌اند. نتایج بیانگر آن است که از دیدگاه متوسط هزینه و انحراف معیار استاندارد مقدار تابع هدف، مدل MPSFRP-II دارای عملکرد بهتری نسبت به سایر مدل‌هاست.

هم‌چنین، به منظور کمک به مدیران و تصمیم‌گیرندگان در فرآیندهای تصمیم‌گیری، رهنمودهای مدیریتی مهمی از این مدل استخراج شده‌است. از این رو، با توجه به نتایج مدل می‌توان بیان کرد که استفاده از مدل DEA برای تعیین بهترین مکان‌های بهینه و با توجه به معیارهای معین، در افزایش کارایی مدل مؤثر است. هم‌چنین استفاده از اقدامات انگیزشی در ترغیب افراد به اهدای خون مؤثر است  و از میان اقدامات انگیزشی به‌کاررفته در این مدل، (امتیازهای درمانی، تبلیغات و آموزش) دو مورد آخر دارای تأثیر بیشتری در جذب اهداکنندگان هستند. بنابراین، تمرکز بر اقدامات انگیزشی برای افزایش عرضه خون حائز اهمیت است.