اثرات تمرکز موجودی بر روی پایداری زنجیره تامین خون (مقاله اول)

چکیده:

در این مقاله به اهمیت تمرکز موجودی در دومین سطح زنجیره تأمین دوسطحی با کالاهای فاسدشدنی پرداخته شده‌است و همچنین عناصر سطح دوم از سیاست موجودی ((S-1,S استفاده می‌کنند. در این شبکه زنجیره تامین خون، اولین سطح شامل یک بانک خون است که از  اهدا کنندگان تصادفی خون دریافت می‌کند و سطح دوم شامل بیمارستان‌هایی است که تزریق خون انجام می‌دهند. در ساختار پیشنهادی مقاله، بعضی از بیمارستان‌ها که در مجاورت یکدیگر قرار دارند موجودی متمرکز را برای ارائه تقاضاهای خود و تقاضاهای بیمارستان‌های مجاور، نگهداری می‌کنند. نتایج نشان می‌دهد که تمرکز موجودی بیمارستان‌ها یک فاکتور مهم در زنجیره تامین خون است و می‌تواند پایداری و انعطاف‌پذیری در زنجیره تامین خون را افزایش دهد. با استفاده از مطالعه عددی، مشاهده شد که با کاهش تعداد بیمارستان‌های نگهدارنده موجودی از 7 به 3، میزان خون منسوخ شده و کمبود در زنجیره تامین به ترتیب  21% و 40٪ کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها:

 زنجیره تامین خون، موجودی دو سطحی، سیاست (S-1,S)، متمرکز، دوباره پرکردن تصادفی (اهدای تصادفی)

 

مقدمه:

هدف از زنجیره تامین خون، تامین خون سالم وکافی در بیمارستان‌ها است. اینکه خون در بیمارستاها دردسترس باشد بسیار مهم است زیرا کمبود خون ممکن است زندگی بیماران را به خطر بیندازد. در زنجیره تامین خون، اهدای خون در اختیار و کنترل تصمیم گیرندگان نیست. زنجیره تامین خون را می‌توان به عنوان یک سیستم موجودی دو سطحی مدل کرد که در آن اهدا خون و تقاضا خون تصادفی است. بیمارستان‌ها سفارشات خود را به بانک خون می‌دهند و در زمان دریافت سفارشات تهیه می‌شوند. ولی در موارد اضطراری، سفارشات بلافاصله و در واقع با زمان تحویل تقریبا صفر تحویل داده ‌می‌شوند.کمبود و خون منسوخ شده ممکن است در سطح اول یا دوم رخ دهند اما به دو دلیل منسوخ شدن خون در سطح دوم نامطلوب‌تر از سطح اول است؛ دلیل اول این است که هزینه حمل‌ونقل به سطح دوم (بیمارستان‌ها) تحمیل می‌شود. دلیل دوم این است که کالای منسوخ شده در بیمارستان A می‌توانست در بیمارستان دیگری (بیمارستانB) مورد استفاده قرار گیرد. بانک خون و بیمارستان‌ها از سیاست First In First Out (FIFO)  استفاده می‌کنند. کمبود در بیمارستان‌ها بسیار نامطلوب است زیرا مربوط به زندگی بیماران است و فشار زیادی به سیستم وارد می‌کند .

کمبودها در بانک خون با منابع خارجی یا بانک‌های خونی مناطق دیگر برطرف می‌شوند که هزینه‌های قابل توجهی به سیستم تحمیل می‌کند. مطالعات اخیر نشان می‌دهد که تزریق گلبول‌های قرمز خون تازه‌تر ممکن است منجر به نتایج بهتری در بیماران شود. این بدان معناست که نه تنها یک زنجیره تامین خون باید نرخ کمبود و خون منسوخ شده را به حداقل برساند، بلکه باید سن ترکیبات خون تزریق شده را نیز کاهش دهد.  بنابراین، عملکرد زنجیره تامین خون را می‌توان با نرخ‌های منسوخ، نرخ کمبود و میانگین سنی اقلام صادر شده بررسی کرد. یکی از راه‌های بهبود عملکرد زنجیره تأمین، تغییر شکل مجدد ساختار زنجیره تأمین با تمرکز موجودی بیمارستان‌ها، در سطح دوم است. به عنوان مثال، فرض کنید که چهار بیمارستان H1، H2، H3 و H4 در سطح دوم زنجیره تأمین وجود دارد. یعنی چهار بیمارستان وجود دارد که موجودی را در سطح دوم نگه می‌دارند و همه آن‌ها ترکیبات خون را از بانک خون دریافت می‌کنند. حال ما می‌خواهیم نشان ‌دهیم که اگر  H1 اقلام خود را از H2 و H3 اقلام خود را از H4 در مدت زمان ناچیز دریافت کنند؛ این ذخیره موجودی در H2 و H4 به طور قابل توجهی عملکرد زنجیره تأمین را بهبود می‌بخشد (توجه داشته باشید که H2 و H4 دو بیمارستانی هستند که موجودی را در سطح دوم نگهداری می‌کنند.)

 تمرکز اصلی این مطالعه، نشان دادن تأثیرات تمرکز موجودی خون در بیمارستان‌ها. و اینکه چگونه تعداد بیمارستان‌ها می‌توانند بر عملکرد زنجیره تامین خون تأثیر بگذارند. نتایج حاصل از تجزیه‌و‌تحلیل نشان داد که چه بیمارستان‌هایی باید موجودی نگهداری نکنند و تقاضاهای خود را از بیمارستان‌های مجاور تامین کنند.

خلاصه مرور ادبیات

اکثر مطالعات انجام شده سیستم موجودی یک سطحی را در نظر گرفته و تمرکز آن‌ها بر روی بانک خون یا بیمارستان‌ها است. برای مثال، Zhou  و همکاران در 2011، Schmidt و Nahmias در 1985 و Gunpinar و Centeno در 2015 مدل‌های موجودی یک سطحی را برای اقلام فسادپذیر در بیمارستان‌ها مورد بررسی قرار دادند.

عباسی و حسینی‌فرد (۲۰۱۴) یک سیاست FIFO اصلاح شده برای یک سیستم موجودی فسادپذیر در بانک خون با دوباره اهدا کردن تصادفی پیشنهاد دادند.

تنها پژوهشی که سیستم دوسطحی را با کالاهای فاسدشدنی و اهدای تصادفی در نظر گرفته است، عباسی و Seidmann (2014) هستند. مدل آن‌ها تأثیر کاهش عمر مفید بر عملکرد زنجیره تأمین خون را تحلیل می‌کند.

نوآوری:

تا جایی که دانش ما یاری می‌کند هیچ تحقیقی درمورد تمرکز موجودی در سیستم دوسطحی با اهدای خون تصادفی و اقلام فاسدشدنی صورت نگرفته است.

تقریب عملکرد:

 فرض شده که ورود اهداکنندگان و متقاضیان خون با یک فرآیند پواسان ثابت انجام می‌شوند.

                                                      

شکل فوق، پیکربندی زنجیره تأمین خون دوسطحی با سه بیمارستان نشان می‌دهد. که در آن هر بیمارستان برای پاسخگویی به تقاضای خود موجودی ذخیره می‌کند.  بانک خون در سطح اول و بیمارستان‌ها در سطح دوم قراردارند.

                                                                

شکل فوق، پیکربندی زنجیره تامین خون دوسطحی را با سه بیمارستان نشان‌میدهد. که موجودی بیمارستان‌های 1 و 2 متمرکز است و از یک موجودی مشترک استفاده می‌کنند (موجودی در بیمارستان 1 یا 2 نگهداری می‌شود).

برای تجزیه و تحلیل تأثیر تمرکز بر عملکرد زنجیره تأمین خون، باید اقدامات عملکردی نظیر نرخ منسوخ، میزان کمبود و میانگین اقلام صادر شده را برای بانک خون و بیمارستان بدست آید.

         ·            احتمال وجود j واحد در بیمارستان

                               

         ·            احتمال وجود صفر واحد در بیمارستان

                                                         

         ·            میزان اقلام منسوخ شده در بیمارستان

                                           

         ·            میزان کمبود در بیمارستان

                                                                                                  

         ·          میزان منسوخ شده در بانک خون

                                             

         ·            میزان کمبود در بانک خون

                                             

میانگین سنی اقلام صادر شده از بانک خون      

                         

         ·            توزیع سنی اقلام صادر شده از بانک خون

                                

محاسبه S بهینه بیمارستان‌ها:

سطح موجودی بیمارستان‌ها (S)، متغیر تصمیم‌گیری در زنجیره تأمین است. تأثیر نرخ‌های منسوخ و کمبود بیمارستان‌ها و بانک خون در تابع هزینه منعکس می‌کنند.

                 

عبارات اول و دوم تابع هدف مربوط به هزینه‌های منسوخ و کمبود در بیمارستان‌ها است. عبارات سوم و چهارم محاسبه منسوخ و هزینه‌های کمبود در بانک خون است. آخرین عبارت تابع هدف، هزینه حمل و نقل محاسبه می‌کند.

اولین محدودیت، تقاضای کل بیمارستان‌های متمرکز را محاسبه می‌کند.

محدودیت دوم تضمین می‌کند که بیمارستانی که موجودی نگهداری نمی‌کند، فقط می‌تواند از یک بیمارستان خون دریافت کند.

محدودیت سوم بیانگر این است، که بیمارستان‌هایی که موجودی نگهداری می‌کنند، نمی‌توانند از بیمارستان‌های دیگر خون دریافت کنند.

با توجه به پیچیدگی حل مدل فوق، برای یافتن S بهینه، از روش‌های عددی استفاده می‌شود.

تجزیه‌و‌تحلیل حساسیت و اثرات متمرکز شدن

در این بخش تأثیرات تمرکزگرایی بر روی اقدامات عملکردی تجزیه‌وتحلیل می‌گردد و هم‌چنین زنجیره تامین از نمای شبکه مورد بررسی قرار می‌گیرد.

         ·            تجزیه و تحلیل

میانگین سنی اقلام صادرشده از بیمارستان‌ها طبق معادله زیر محاسبه می‌شود:

                                

برای اعتبارسنجی مدل، یه مثال فرضی با 10 بیمارستان در نظر گرفته شده است.

                                             

در مثال فوق تعداد بیمارستان‌های متمرکز (نگهدارنده موجودی) در هر case را متغیر فرض می‌کنیم.  از caseA1 تا caseA6 به ترتیب بیمارستانهای نگهدارنده موجودی 10، 5، 4، 3، 2 و1 است. (مثلا در caseA3، موجودی باید در 4 بیمارستان متمرکز شود). با حل مدل (12) برای مثال فوق، نتایج زیر حاصل شده است.

نتایج ارائه شده در جدول 1 نشان می‌دهد که متمرکز کردن بیمارستان‌ها تأثیر بسزایی در هزینه و سایر اقدامات عملکردی دارد. متمرکزکردن موجودی، نرخ کمبود و نرخ منسوخ بیمارستان‌ها و همچنین نرخ کمبود بانک خون را بهبود می‌دهد. ولی نرخ منسوخ در بانک خون را بدتر می‌کند. این در شرایطی است که متمرکزکردن موجودی بیمارستان‌ها باعث کاهش تقاضا از بانک خون می‌شود. سن اقلام صادرشده از بانک خون افزایش و سن اقلام صادر شده از بیمارستان کاهش می‌یابد.

تعداد بهینه بیمارستان‌ها برای نگهداری موجودی بستگی به پارامترهای هزینه در تابع هدف دارد. اگر پارامترهای هزینه‌ای از قبیل هزینه‌های منسوخ در بانک خون و هزینه حمل‌و‌نقل بین بیمارستان‌ها در هر واحد افزایش یابد، ممکن است نگهداری در بیش از یک بیمارستان بهینه باشد.

 

تعداد بیمارستان‌های متمرکز (نگهدارنده موجودی) در همه case را یکسان و برابر 5 گرفته‌ایم.

   

نتایج حل مثال فوق در جدول 2 بیان شده است. هزینه و اقدامات عملکردی در هنگام تثبیت تقاضا و تعداد بیمارستان‌های نگهدارنده موجودی، به طور اساسی تغییر نمی‌کند.

  

         ·            نمای شبکه

تمرکز ترکیبات خون به دلیل فاصله و زمان سفر بین بیمارستان‌ها، ممکن است امکان پذیر نباشد. اگر زمان سفر یا فاصله کمتر از حدآستانه باشد، بیمارستان می‌تواند از بیمارستان‌های دیگری خون دریافت کند.

اگر زمان (هزینه) انتقال بین دو بیمارستان بیش از حدآستانه باشد، هیچکدام از آن‌ها نمی‌تواند موجودی نگهداری کند یا از دیگری خون دریافت کند. بنابراین، مدل را می‌توان با یک مسئله پوشش فرموله کرد:

 

 شکل زیر نمای شبکه نشان می‌دهد.

                                       

ارتباط بین دو بیمارستان بدان معنی است که می‌توان یک موجودی مشترک در یکی از آن‌ها ذخیره کرد.

جدول 3، تابع هدف و اقدامات عملکردی بیمارستان‌هایی که مستقیماً اقلام خود را از بانک خون دریافت می‌کنند را با حل بهینه مدل(14)  مقایسه می‌کند.

نتیجه‌گیری:

در زنجیره تأمین خون ورود اهداکنندگان به بانک خون تصادفی است. به همین دلیل پیچیدگی و عدم اطمینان بیشتری را به مسائل زنجیره تأمین تحمیل می‌کند.  به حداقل رساندن نرخ منسوخ و کمبود و همچنین کاهش سن ترکیبات خون تزریق شده به بیماران، اهداف زنجیره تامین خون هستند.

 در مطالعه ما، تابع هزینه شامل هزینه کمبود و خون منسوخ شده( در بانک خون و بیمارستان‌ها) و همچنین هزینه‌های حمل‌ونقل بین بیمارستان‌ها است.

 نتایج نشان داد که متمرکزکردن، نرخ منسوخ وکمبود بیمارستان‌ها و بانک خون را بهبود می‌دهد.  مطالعه عددی نشان داد که کاهش تعداد بیمارستان‌های نگهدارنده موجودی از 7 به 3 می‌تواند نرخ منسوخ 21% و نرخ کمبود 40% کاهش دهد.

در بیشتر موارد، میانگین سنی ترکیبات خونی تزریق شده به بیماران بهبود می‌یابد؛ این یک یافته مهم است زیرا برخی بیماری‌ها با انتقال گلبول‌های قرمز تازه‌ به نتایج بالینی بهتری می‌رسند. بررسی سیاست‌های حمل‌ونقل و تأثیر آن بر زنجیره تامین خون و در نظر گرفتن چندین بانک خون در سیستم برای تحقیقات آینده توصیه می‌شود.