هماهنگی در زنجیره تامین- بررسی مقاله اول

مقدمه:

در مدیریت زنجیره تامین، مدیریت موجودی کالاهای فسادپذیر از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. کالاهای فسادپذیر، کالاهایی می­باشند که در معرض خرابی، فساد یا تبخیر و خشک شدن هستند که در این صورت کارایی کالا کاهش می­یابد. در واقعیت، بسیاری از کالاها مانند شیر، سبزیجات و میوه­ها در هنگام نگهداری نیز فاسد می­شوند که این موضوع اهمیت مدیریت موجودی و هماهنگی بین اعضای زنجیره را دو چندان می­کند. به طور مثال در کشور چین، در برخی از فصول سال زیان­های بسیاری به کشاورزان و توزیع­کنندگان وارد می­شود. در سال 2014 گزارش شد که در یکی از استان­ها، بسیاری از کلم­های برداشت شده توسط کشاورزان دور ریخته شده است به این دلیل که در قیمت­های پایین، توزیع­کننده ممکن است برای کالاهای خریداری شده سودی بدست نیاورد. در این صورت سوالات مهمی برای تصمیم­گیرنده مطرح می­شود:

• آیا تبلیغات در جلب مشتری تاثیرگذار است؟

• سیستم از هماهنگی خرده فروش و تولید کننده چه مقدار سود بدست می­آورد؟

• آیا مکانیزم قرارداد می­تواند زنجیره تامین در نظر گرفته شده را هماهنگ کند؟

• چطور زنجیره تامین، تحت مکانیزم قرارداد سود برد-برد بدست می­آورد؟

•  

نوآوری:

بسیاری از تحقیقات پیشین در مورد کالاهای فسادپذیر به منظور کاهش هزینه­ها و افزایش سود برای یک خرده­فروش که دارای تقاضای قطعی می­باشد، صورت گرفته است. در این مقاله، هماهنگی یک زنجیره تامین که شامل کالای فسادپذیر و تقاضا غیر قطعی است، بررسی شده است. همچنین افق برنامه­ریزی برخلاف بسیاری از تحقیقات، محدود در نظر گرفته شده است. نوآوری­ها به شرح زیر می­باشد:

• در این مقاله نشان داده شده است که سود زنجیره تامین در حالت متمرکز نسبت به غیرمتمرکز حداقل  افزایش می­یابد.

• ثابت شده است زمانی که هر دو عضو، قرارداد تسهیم درآمد را می­پذیرند یک بازه­ی بهینه برای پارامتر  که ضریبی از سود خرده­فروش می­باشد، حاصل می­شود. با وجود اینکه، این قرارداد نمی­تواند هماهنگی را به خوبی انجام دهد.

• قرارداد تسهیم درآمد تجدید نظر شده، اعمال گردیده و نشان داده شده است که با پذیرش قرارداد توسط هر دو عضو یک بازه­ی بهینه برای پارامتر  که ضریبی از سود خرده­فروش می­باشد، بدست می­آید و این قرارداد به خوبی هماهنگی بین اعضا را برقرار می­کند.

تعریف مسئله:

در این مقاله یک زنجیره تامین دو سطحی شامل یک تولیدکننده و یک خرده فروش با یک کالای فسادپذیر در نظر گرفته شده است. محصول نهایی توسط تولیدکننده با یک نرخ تولید مشخص، تولید می شود و زمان امکان نگهداری کالا ثابت در نظر گرفته شده است. زنجیره با کمبود مواجه نمی­باشد و تقاضا وابسته به عواملی مانند زمان، تبلیغات و قیمت فروش می­باشد. هدف، هماهنگی اعضای زنجیره با یک افق برنامه­ریزی محدود است.

مفروضات مسئله:

1. یک کالای فسادپذیر توسط تولیدکننده تولید و توسط خرده فروش خریداری می­شود.

2. برای کالای فسادپذیر کالای جایگزین یا امکان تعمیر کالا وجود ندارد.

3. کمبود در نظر گرفته نشده و زمان تحویل کالا صفر است.

4. سطح موجودی در ابتدا و انتهای دوره برای تولیدکننده و خرده فروش صفر است.

5. سیاست "lot-for-lot" جهت تحویل محصول از تولیدکننده به خرده فروش به کار رفته است.

6. تقاضای بازار وابسته به عواملی مانند زمان، تبلیغات و قیمت فروش می­باشد.

7. برای تضمین، شدنی بودن مدل توسعه داده شده فرض می­شود که تابع تقاضا که تحت تاثیر عواملی نیز می­باشد، بزرگتر از صفر است و مجموع نرخ خرابی و تاثیر زمان مخالف صفر است.

مدلسازی زنجیره تامین:

زنجیره تامین مورد نظر در سه ساختار غیرمتمرکز، متمرکز و هماهنگ مورد بررسی قرار گرفته است. در هر یک از ساختارها توابع سود جهت بهینه­سازی متغیرهای مسئله توسعه داده شده است.

سیستم موجودی خرده­فروش به گونه­ای است که در ابتدای دوره به اندازه  واحد کالا از تولیدکننده به خرده­فروش ارسال می­گردد و موجودی ماکزیمم می­شود. به مرور زمان موجودی کاهش می­یابد و در انتهای دوره به علت تقاضا و فاسد شدن کالاها، سطح موجودی صفر می­شود. شکل شماره یک، سطح موجودی خرده­فروش را نشان می­دهد.

تولید­کننده جهت تولید سفارشات در هر دوره به زمانی معادل  نیاز دارد. در ابتدای دوره میزان موجودی کالا صفر است و به مرور زمان با تولید، میزان موجودی افزایش می­یابد. شکل شماره 2 سطح موجودی تولیدکننده را نشان می­دهد.

ساختار غیرمتمرکز:

در این ساختار بازی استکلبرگ به کارگرفته شده است که تولیدکننده رهبر است. در ابتدا تولیدکننده تعداد چرخه تولید و قیمت عمده­فروشی را تعیین می­نماید و سپس خرده­فروش میزان تبلیغات و قیمت فروش بهینه خود را تعیین می­نماید. سود خرده­فروش در بازه­ی زمانی  شامل درآمد حاصل از فروش، هزینه­­های سفارش، نگهداری موجودی، فسادپذیری و تبلیغات می­باشد. تابع سود خرده­فروش به صورت زیر محاسبه می­شود:

تابع سود خرده­فروش در حالت غیرمتمرکز نسبت به a و p با فرض n ثابت تحت یک شرط مقعر است. همچنین مقادیر بهینه متغیرها با صفر قراردادن مشتق اول تابع سود نسبت به متغیر مورد نظر بدست می­آید.

سود تولیدکننده در بازه زمانی  شامل درآمد حاصل از فروش، هزینه­های تولید، نگهداری موجودی و فسادپذیری می­باشد. تابع سود تولیدکننده به صورت زیر محاسبه می­شود:

تابع سود تولیدکننده در حالت غیرمتمرکز نسبت به w با فرض n ثابت تحت یک شرط مقعر است. همچنین مقادیر بهینه متغیرها با صفر قراردادن مشتق اول تابع سود نسبت به متغیر مورد نظر بدست می­آید.

ساختار متمرکز:

در این ساختار، تولیدکننده و خرده­فروش جهت افزایش سود کل زنجیره تامین با یکدیگر همکاری می­کنند و بدین منظور تبلیغات، قیمت فروش و تعداد چرخه تولید بهینه را تعیین می­نمایند. تابع سود زنجیره تامین به صورت زیر می­باشد:

تابع سود زنجیره تامین در حالت متمرکز نسبت به a و p با فرض n ثابت تحت یک شرط مقعر است. همچنین مقادیر بهینه متغیرها با صفر قراردادن مشتق اول تابع سود نسبت به متغیر مورد نظر بدست می­آید.

مقایسه سود زنجیره تامین در حالت متمرکز و غیرمتمرکز نشان می­دهد که سود زنجیره در حالت متمرکز حداقل  افزایش می­یابد. در حالت متمرکز میزان سفارش و تبلیغات افزایش می­یابند و قیمت فروش کاهش می­یابد. در این حالت خرده­فروش به چند دلیل تمایلی به همکاری با تولیدکننده ندارد که عبارتند از: 1) با افزایش میزان سفارش، هزینه­های نگهداری و سفارش افزایش می­یابد که خود باعث کاهش سود خرده­فروش می­شود. 2) با افزایش تبلیغات، هزینه­های تبلیغات نیز افزایش می­یابد و سود کاهش می­یابد. 3)کاهش قیمت و افزایش تبلیغات تقاضا را بیشتر می­کند اما سود خرده­فروش را افزایش نمی­دهد. در نتیجه، خرده­فروش تصمیمات متمرکز را نمی­پذیرد. بنابراین یک قرارداد برای هماهنگی اعضای زنجیره پیشنهاد می­شود. ابتدا قرارداد تسهیم درآمد به منظور هماهنگی به کار گرفته می­شود و سپس تسهیم در درآمد تجدیدنظر شده، توسعه داده می­شود.

ساختار هماهنگ با استفاده از قرارداد تسهیم درآمد (RS):

در قرارداد تسهیم درآمد، تولیدکننده قیمت عمده­فروشی پایین­تری را برای خرده­فروش تعیین می­کند و با فروش کالاها ضرر می­کند، در این صورت با سهیم شدن در سود خرده­فروش درآمد بدست می­آورد. در این قرارداد قیمت عمده فروشی بهینه و ضریب درآمد خرده­فروش به طور مشترک توسط تولیدکننده و خرده­فروش تعیین می­شوند. تابع سود خرده­فروش تحت این قرارداد به صورت زیر می­باشد:

زمانی قرارداد توسط هر دو عضو مورد قبول واقع می­شود که یک بازه بهینه برای ضریب درآمد خرده­فروش وجود داشته باشد که در این مقاله بازه بهینه محاسبه شده است. با به کارگیری این قرارداد سود هر دو عضو نسبت به حالت غیرمتمرکز افزایش می­یابد. در نتیجه، این قرارداد نقش مهمی در هماهنگی بین اعضا را دارد.

ساختار هماهنگ با استفاده از قرارداد تسهیم درآمد تجدید نظر شده (RRS):

همانطور که گفته شد قرارداد تسهیم درآمد می­تواند زنجیره تامین را هماهنگ کند. اما ممکن است خرده­فروش به دلیل اینکه تمام هزینه­های تبلیغات را به تنهایی متحمل می­شود این قرارداد را نپذیرد و این موضوع ریسک شکست هماهنگی را افزایش می­دهد. در نتیجه، قرارداد تسهیم درآمد تجدیدنظر شده، توسعه داده می­شود. در این قرارداد نیز تولیدکننده قیمت عمده­فروشی پایین­تری را تعیین می­کند و تولیدکننده ضریبی از سود خرده­فروش را بدست می­آورد، علاوه بر این همان ضریب سود خرده­فروش برای هزینه­های تبلیغات نیز در نظر گرفته می­شود و بخشی از هزینه­های تبلیغات به تولیدکننده وارد می­شود. قیمت عمده فروشی بهینه و ضریب درآمد خرده­فروش به طور مشترک توسط تولیدکننده و خرده­فروش تعیین می­شوند. تابع سود خرده­فروش تحت این قرارداد به صورت زیر می­باشد:

با پذیرش قرارداد توسط هر دو عضو بازه­ی بهینه برای ضریبی از سود خرده­فروش محاسبه شده است. هنگامی که زنجیره تامین غیرمتمرکز به وسیله دو قرارداد بالا هماهنگ می­شود، سود زنجیره تامین با به کارگیری قرارداد دوم بیشتر از قرارداد اول افزایش می­یابد.

مثال­ عددی و آنالیز حساسیت:

به منظور بررسی مدل پیشنهادی مثال­ عددی مورد بررسی قرار گرفته است. جدول زیر نتایج حاصل را نشان می­دهد:

 

همانطور که مشاهده می­شود، سود در حالت متمرکز نسبت به غیرمتمرکز افزایش یافته است و همچنین در حالت متمرکز تبلیغات افزایش و قیمت کاهش داشته است. در حالت متمرکز سود خرده­فروش کاهش می­یابد و این تصمیمات را نمی­پذیرد. با به کارگرفتن قرارداد RS، اگر  بیشتر از 0.25 باشد سود خرده­فروش نسبت به حالت غیرمتمرکز افزایش می­یابد و اگر  بیشتراز 0.5 باشد سود تولیدکننده نسبت به غیرمتمرکز کاهش می­یابد در نتیجه بازه دقیق برای  محاسبه شده که برابر با  می­باشد. با به کارگیری قرارداد RRS نیز سود اعضا افزایش می­یابد. اعضا، قرارداد RRS را به RS ترجیح می­دهند زیرا سود خرده­فروش نسبت به قرارداد RS افزایش می­یابد. همچنین با به کارگیری این قرارداد جهت هماهنگی اعضای زنجیره، متغیرهای مسئله در حالت متمرکز و غیرکتمرکز با یکدیگر برابر می­شوند و اختلاف سود در دو حالت متمرکز و غیرمتمرکز ندارند. در نتیجه، این قرارداد به خوبی می­تواند هماهنگی بین اعضا را ایجاد کند.

آنالیز حساسیت برای جواب­های بهینه با تغیر پارامترهایی که روی تقاضا تاثیرگذارند انجام شده است.

با توجه به جداول بالا نشان داده شده است که:

1. کاهش b موجب افزایش سود خرده­فروش، تولیدکننده و زنجیره تامین می­شود اما کاهش در سایر پارامترها موجب کاهش در سود می­شود زیرا کاهش b موجب افزایش تقاضا ولی کاهش سایر متغیرها موجب کاهش تقاضا می­شود.

2. در هر دو قرارداد با کاهش  و ، قیمت فروش بهینه نیز کاهش یافته است و با کاهش  و  افزایش یافته است. تبلیغات نیز نسبت به  و  حساس است ولی حساسیت آن نسبت به  و  کمتر است. تبلیغات با افزایش  یا کاهش  افزایش می­یابد. همچنین تبلیغات در حالت متمرکز همیشه بیشتر از قرارداد RS می­باشد در حالیکه در قرارداد RRS برابر می­باشند، که خود دلیلی برای تمایل اعضا به پذیرش قرارداد RRS می­باشد.

3. قیمت عمده­فروشی بهینه نسبت به تغییر پارامترهای  و  نسبت به سایر متغیرها حساس­تر می­باشد و همچنین قیمت عمده­فروشی تحت قرارداد RS همیشه بزرگتر از قرارداد RRS است.

4. در دو قرارداد تعداد دفعات بازپرسازی نسبت به  و  به نسبت پارامترهای دیگر حساس­تر است و افزایش در این دو پارامتر تعداد دفعات بازپرسازی را افزایش می­دهد.

5. با تغییر هر یک از پارامترها سود خرده­فروش تحت قرارداد RRS همیشه بزرگتر از RS است، در نتیجه خرده­فروش تمایل بیشتری به پذیرش قرارداد RRS دارد.

نتایج:

• سود زنجیره در حالت متمرکز در مقایسه با حالت غیرمتمرکز حداقل  افزایش می­یابد.

• با در نظر گرفتن تبلیغات در زنجیره تامین با یک کالای فسادپذیر، قرارداد تسهیم سود نمی­تواند به خوبی هماهنگی را انجام دهد، اما قراداد تسهیم سود تجدیدنظر شده، به خوبی هماهنگی بین اعضا را انجام می­دهد که نشان می­دهد با افزایش تقاضا بر اثر تبلیغات، خرده­فروش تمایلی به پذیرش قرارداد تسهیم سود ندارد.

• قرارداد RRS بیشتر مورد پذیرش هر دو عضو قرار می­گیرد زیرا سود خرده­فروش افزایش می­یابد و هماهنگی زنجیره تحت رهبری تولیدکننده انجام می­شود.

• این سیستم هماهنگی، یک روش انگیزشی می­باشد که به تصمیم­گیرنده کمک می­کند که سیاست­های کنترلی مناسبی را توسعه دهد.