هماهنگی در زنجیره تامین - بررسی مقاله اول

موضوع مقاله: هماهنگی زنجیره تامین با تقاضای احتمالی با به کارگیری مکانیزم کاهش زمان تحویل

مقدمه:

چندین نوع کانال حمل و نقل جهت حمل محصولات بین اعضای زنجیره تامین وجود دارند که هر کدام دارای زمان تحویل خاص خود هستند. خریدار معمولا در زنجیره تامین با عدم قطعیت در زمان تحویل (LT) و تقاضا روبرو است. از سوی دیگر سطح خدمات و مقدار سفارش از جمله متغیرهای تصمیم هستند که بر روی فروشنده و سود کل زنجیره تامین تاثیر گذارند. روش ­های LTL و TL از جمله روش ­های حمل و نقل با کامیون می­باشند. در LTL، کامیون در ابتدا تمام فضای باری را پر نمی­کند و از چند شرکت در سر راه بارگیری را انجام می­دهد که این کار زمان تحویل را افزایش می­دهد اما اقتصادی به نظر می­رسد. در روش TL تمام فضای باری کامیون در یک بارگیری پر می­شود که این روش زمان تحویل را کاهش می­دهد اما گران است. بنابراین زمان تحویل پایین، هزینه ­های موجودی خریدار را کاهش داده و هزینه فروشنده را افزایش می­ دهد. در این مطالعه فروشنده و حمل ­کننده یکی هستند و فروشنده کنترل زمان تحویل را برعهده می ­گیرد. در مدل پیشنهادی، مقادیر بالا و پایین زمان تحویل از دید خریدار و فروشنده به ترتیب محاسبه شده است.

    

---

نوآوری:

1- ارائه یک مدل مناسب برای کنترل زمان تحویل.

 2- برای نزدیک ­تر شدن  مدل به واقعیت ، امکان کاهش زمان تحویل در شرایطی خاص در ‌نظر گرفته شده ( با پرداخت بیشتر تحت شرایط خاص حمل و نقل ).

3-در این مقاله برای اولین بار، انتخاب روش حمل و نقل در هماهنگی زنجیره تامین به کمک کاهش زمان تحویل در نظر گرفته شده است.

تعریف مسئله:

در این مقاله روشی برای هماهنگی زنجیره تامین شامل خریدار و فروشنده (دو سطحی) با به کارگیری مکانیزم کنترل زمان تحویل (LT) همراه با روش­ های مختلف حمل و نقل مطرح شده است. از سوی دیگر سطح خدمات و مقدار سفارش از جمله متغیر های تصمیم هستند که برای فروشنده و سود کل زنجیره تامین (SC) تاثیر گذارند. خریدار از سیاست lot-for-lot استفاده می کند. فروشنده بر اساس سفارشی که دریافت می­ کند، تولیدات خود را برای خریداران ارسال می ­کند. مسئله اصلی در این مقاله کاهش زمان تحویل برای خریدار که با در نظر گرفتن نوع حمل و نقل صورت می ­پذیرد، می ­باشد.

 

مفروضات:

·         خریدار از سیستم مرور پیوسته برای بازپرسازی انبار استفاده می ­کند.

·         کمبود منجر به فروش از دست رفته خواهد شد.

·         تقاضا تصادفی است و زمان تحویل ثابت و قطعی است.

·         تقاضا از توزیع نرمال با میانگین و واریانس مشخص پیروی می­ کند.

مدل ریاضی:

در این مقاله، زنجیره تامین تحت سه سناریو، مدل­ سازی شده است:

1- تصمیم­ گیری در حالت غیر متمرکز

2- تصمیم گیری در حالت متمرکز

3- تصمیم ­گیری در حالت هماهنگ

حالت غیر متمرکز:

در این حالت تمامی اعضای زنجیره بدون توجه به سایر اعضا جهت بیشینه­ سازی سود خود تصمیمات را اتخاذ می­کنند. در این مقاله متغیرهای مربوط به خریدار مقادیر SL و سفارش هستند. SL بر اساس مقدار k تعیین می ­شود که k بیانگر موجودی اطمینان برای نداشتن کمبود است. نقطه سفارش مجدد خریدار از رابطه­ ی    بدست می ­آید که در آن، مقدار  بیانگر انحراف استاندارد تقاضا در زمان تحویل است. در این حالت، خریدار به عنوان رهبر زنجیره تامین بوده و فروشنده پیرو او است.

تابع سود خریدار به صورت زیر تعریف می­ شود :

اولین جمله نشان دهنده درآمد حاصل از فروش، جمله دوم شامل هزینه سفارش، جمله سوم شامل هزینه نگهداری موجودی و جمله آخر شامل هزینه کمبود است. با برابر صفر قرار دادن مشتق اول تابع سود، مقادیر بهینه حاصل می ­شوند. مقادیر بهینه متغیرها عبارتند از:

تابع سود فروشنده به صورت زیر تعریف می ­شود: 

جمله اول نشان دهنده درآمد حاصل از فروش، جمله دوم نشانگر هزینه سفارش فروشنده و آخرین جمله نشان دهنده هزینه ­های نگهداری موجودی است. مقادیر بهینه برای تابع سود فروشنده عبارتند از:

حالت متمرکز:

در این حالت یک تصمیم­ گیرنده برای زنجیره تامین وجود دارد و تصمیمات بهینه زنجیره تامین را جهت بیشینه­ سازی سود کل زنجیره تامین اتخاذ می ­کند. در این مقاله، حمل و نقل آهسته از ابتدا انجام می ­شود، تصمیم­ گیرنده درباره Q، k و n تصمیم می­ گیرد و کاهش زمان تحویل بر عهده­ ی فروشنده نیست.

تابع سود زنجیره تامین به صورت زیر تعریف می­ شود:

متغیرهای تصمیم گیری تحت مدل متمرکز k و Q و n هستند. و مقادیر بهینه آن ها را با  نشان می ­دهند. این تابع مقعر است و با برابر صفر قرار دادن مشتق اول تابع سود ،مقادیر بهینه حاصل می ­شوند.  

حالت هماهنگ:

در حالت متمرکز، سود خریدار نسبت به حالت غیرمتمرکز کاهش می­ یابد و او حاضر به شرکت در مدل متمرکز نمی ­باشد. در این مقاله، مکانیزم کاهش زمان تحویل به منظور تشویق خریدار برای  شرکت در حالت هماهنگ به کار گرفته شده است. در شرایطی که زمان تحویل طولانی است برای افزایش سطح خدمت  به موجودی اطمینان بیشتری نیاز است. در حالت هماهنگ، فروشنده با کنترل زمان تحویل توسط حمل و نقل سریع و آرام، برای خریدار ایجاد انگیزه می­ کند که حاضر به همکاری شود.

تابع سود خریدار به صورت زیر تعریف می ­شود: 

تغییر زمان تحویل از  به  هزینه خریدار را کاهش می ­دهد. اگر زمان تحویل کاهش یافته (LR) به سمت یکی از مقادیر  یا  نزدیک شود بیانگر کاهش بیشتر زمان تحویل فروشنده یا افزایش سود فروشنده است. اگر این مقدار به صفر نزدیک شود به معنی این است که فروشنده به میزان کمی زمان تحویل را کاهش می ­دهد و باید هزینه کمتری بپردازد.

تابع سود فروشنده به صورت زیر تعریف می شود:

آخرین جمله بیانگر هزینه­ ی کوتاه کردن زمان در طی یک سال است. (LRC) بیانگر هزینه کاهش زمان تحویل در هر دوره­ ی بازپرسازی محصولات است.

M مقدار بیشینه کاهش زمان تحویل می ­باشد.

برای آنکه خریدار راضی به مشارکت با فروشنده شود باید سود او بیشتر از حالت غیر متمرکز باشد. بنابراین:

به کمک این رابطه می توان حد پایین LR را بدست آورد:

همانطور که قبلا ذکر شد، کاهش بیشتر زمان تحویل نیاز به هزینه ­ی بیشتری از طرف فروشنده دارد. بنابراین فروشنده کاهش خیلی زیاد زمان تحویل را نمی ­پذیرد. سود فروشنده بعد از کاهش زمان تحویل باید بیشتر یا برابر با حالت غیر متمرکز شود. پس شرایط فروشنده به صورت زیر است:

به دلیل پیچیده بودن تابع سود فروشنده، نمی­ توان مقدار  را دقیقا بدست آورد. برای حل این مشکل از الگوریتم زیر کمک گرفته می­ شود.

بعد از محاسبه حدود بالا و پایین LR، باید مقدار مناسبی از LR انتخاب شود. بدست آوردن این مقدار مناسب به قدرت چانه زنی اعضای زنجیره تامین بستگی دارد. بر اساس قدرت چانه زنی می توان فرمول زیر را ارائه داد. 

در این فرمول  بیانگر قدرت نسبی چانه زنی فروشنده است. هر چه آلفا بیشتر باشد، مقدار LR به  نزدیکتر شده و به نفع فروشنده می­ شود و برعکس.

مثال عددی:

برای ارزیابی عملکرد مدل پیشنهادی سه مثال عددی ارائه شده است. داده ­های مربوط به این مسائل در جدول 1 آورده شده است. 

نتایج کاربردی مدل پیشنهاد شده در سه مثال عددی در جدول 2 آورده شده است. در هر سه مثال، میزان سود در حالت متمرکز بیشتر از حالت غیر متمرکز شده است یعنی تصمیم گیری مشترک روی مقدار سفارش و سفارش مجدد، سود بیشتری را حاصل می­کند. همچنین سطح خدمت در حالت متمرکز، افزایش یافته و طبق انتظار، کمبود کاهش یافته است. ولی سود خریدار در حالت متمرکز کمتر از حالت غیر متمرکز شده است در نتیجه حاضر به شرکت در مدل متمرکز نمی ­شود. در مدل هماهنگ سود کل زنجیره برابر با حالت متمرکز است و همچنین سود تمام اعضا نسبت به حالت غیرمتمرکز افزایش یافته است. 

آنالیز حساسیت:

با افزایش تقاضای غیرقطعی، محدوده ­ی LR بزرگتر می ­شود. برای  در حالت کمتر از نقطه تقاطع  و   ، هزینه اختلال در زمان تحویل برای فروشنده بالاتر از حالت مشارکت است.  مدل، زمانی کاربرد دارد که  بزرگتر از  باشد. 

شکل 4 بیانگر روند و  با تغییر پارامترها ی تابع LRC است. در قسمت a، با افزایش C1،  بالاتر از  قرار می گیرد. میزان کاهش زمان تحویل در مقایسه با C1 کاهش می ­یابد. در قسمت b هم مانند قسمت قبل با افزایش C2 مقدار  نیز کاهش می ­یابد. در قسمت C، تا T کمتر از 12، مقدار LR بیشتر از A درصد (در این مثال  A=0.2) است و به این معنی است که فروشنده مایل است تا حمل و نقل را گسترش دهد. اما بعد از آن به دلیل هزینه ­ی زیاد مایل به این کار نیست. در قسمت d با افزایش A مقدار  افزایش می­ یابد. در حدود A=30% مقدار  برابر با A می ­شود. بعد از آن   به صورت خطی افزایش می­ یابد. در واقع افزایش A به این معنی است که برای کاهش بیشتر زمان تحویل نیازی به گسترش روش حمل و نقل نیست و به همین ترتیب هزینه­ ها ی کمتری برای فروشنده ایجاد می­ شود.

نتیجه گیری:

در مدل مطرح شده، تقاضا به صورت تصادفی و زمان تحویل، توسط فروشنده کنترل شده است. فروشنده با پرداخت بیشتر می ­تواند زمان تحویل را کاهش دهد و خریدار را برای مشارکت راضی کند. در این مدل به دلیل هزینه پایین تر موجودی، کاهش زمان تحویل برای خریدار سودآور است.

بر اساس مدل پیشنهادی، فروشنده با پرداخت هزینه بیشتر به کاهش زمان تحویل می­ پردازد. برای افزایش واقع­ گرایی این مدل ریاضی، تابع LRC به منظور کاهش زمان تحویل، استفاده شده است، که به روش حمل و نقل بستگی دارد. دو روش حمل و نقل در مقاله بیان شد:

1- روش حمل و نقل آرام

2- روش حمل و نقل سریع

مدل به فرموله کردن هزینه گسترش حمل و نقل پرداخته است. اگر کاهش زمان تحویل به حد پایین نزدیک شود، تمامی سود حاصل از هماهنگی برای فروشنده خواهد بود و برعکس. یافته ­ها نشان می دهند که مکانیزم کاهش زمان تحویل هماهنگی خوبی بین فروشنده و خریدار ایجاد می­کند. مثال عددی هم نشان دهنده آن است که به کمک هماهنگی، بهبود قابل توجهی در سودآوری ایجاد شده است.  در این مقاله، با به کار بردن تابع هزینه ­ی واقعی ­تر و جدید نسبت به کارها ی گذشته، یک راه حل عملی برای هماهنگی در زنجیره تامین ارائه شده است.

برای تحقیقات آینده می ­توان اجرای دیگری از زمان تحویل را در نظر گرفت مانند زمان تحویل در تولید، بارگیری/تخلیه و غیره. در بعضی موارد  کاهش هزینه زمان تحویل فقط به کاهش زمان تحویل وابسته نیست بلکه به میزان سفارش هم وابسته است. علاوه بر این در این تحقیق از تابع هزینه خطی ثابت استفاده شده است که توجه به تابع ­ها ی غیر خطی به صورت عام و پیچیده پژوهشی مناسب برای تحقیقات آینده است.