بررسی مقالات مرتبط با زنجیره تأمین خون- بررسی مقاله اول

عنوان مقاله:

دیدگاه چندجانبه در طراحی شبکه خون در شرایط عدم قطعیت: روش‌شناسی و کاربردها

چکیده:

در این مقاله، زنجیره تأمین خون از منظر جوانب کمی و کیفی مورد مطالعه قرار گرفته‌است و رویکردی چندجانبه برای طراحی شبکه زنجیره تأمین خون ارائه شده‌است و در این رویکرد، یک مدل سه‌هدفه پیشنهاد شده‌است که در این مدل جوانب کمی و کیفی، لحاظ شده‌است و به دنبال حداقل کردن هزینه، حفظ تازگی خون و انتخاب مکان‌های بهینه برای استقرار مراکز جمع‌آوری خون می‌باشد. به‌ علاوه، یک رویکرد سه‌مرحله‌ای برای حل مدل پیشنهاد شده‌است که در مرحله اول، مکان‌های کاندید برای استقرار جمع‌آوری خون با توجه به عوامل کمی و کیفی شناسایی می‌شود و در مرحله دوم، از رویکرد بهینه‌سازی استوار برای برخورد با پارامترهای عدم قطعیت استفاده و در مرحله سوم، برای تبدیل مدل چندهدفه به تک‌هدفه، از رویکرد فازی تعاملی به نام TH استفاده شده‌است. برای ارزیابی نتایج مدل، از یک مطالعه موردی واقعی استفاده شده‌است و تحلیل حساسیت نیز، روی پارامترهای مهم مدل انجام شده‌است. 

مقدمه:

با توجه به رشد روزافزون جمعیت، شاهد افزایش بیماری‌ها، حوادث و آلودگی‌ها هستیم که برای کاهش عواقب چنین خطراتی، وجود یک سیستم سلامت کارآمد در هر جامعه امری ضروری است. تأمین خون سالم و کافی، نقشی اساسی در سیستم‌های سلامت ایفا می‌کند و هزینه‌­های مربوط به تأمین خون و مشتقات آن نیز، بخش مهمی از مخارج بهداشتی جوامع را تشکیل می‌دهند. بنابراین، مدیریت زنجیره­ تأمین خون، به ­منظور تضمین سلامت بیماران و کاهش هزینه‌­های دولت‌ها، توجه محققان را به خود جلب کرده‌است.

مدیریت و برنامه‌ریزی زنجیره تأمین خون، باتوجه به وجود عدم­ قطعیت در عرضه و تقاضای خون، دارای پیچیدگی است که عدم­ قطعیت در عرضه، نشأت­ گرفته از رفتار غیرقابل پیش‌بینی انسان‌ها در اهدای خون، به عنوان تنها منبع تأمین خون، می‌باشد و پیش‌بینی دقیق تقاضای خون نیز، به آسانی امکان‌پذیر نیست. به­ علاوه، انواع فرآورده‌های خونی و طول عمر متفاوت آن‌ها، فسادپذیر بودن این فرآورد‌‌ها و بحث تازگی خون، از مواردی هستند که در برنامه‌ریزی زنجیره تأمین خون، باید به آن‌ها توجه داشت.

شمای کلی زنجیره تأمین ارائه‌­شده در این پژوهش، در شکل زیر نشان داده شده‌است که در آن اهداکنندگان برای اهدای خون به مراکز خون سیار و یا مراکز خون محلی مراجعه می‌کنند و سپس، خون‌های جمع‌آوری‌شده برای انجام آزمایش‌ها و تبدیل به انواع فرآورده‌ها، به مراکز خون منطقه‌­ای فرستاده می‌شوند. محصولات خونی، پس از تأیید سلامت آن‌ها، در این مراکز ذخیره می‌شوند تا این­که سفارش‌های محصولات خونی را از بیمارستان‌ها، دریافت کنند. در نهایت، واحد‌های خون آلوده و هم‌چنین خون‌های فاسدشده، منهدم می‌­شوند.

 

شکل 1. شمای کلی زنجیره تأمین ارائه‌­شده

سؤالات اصلی تحقیق:  

·         چه عوامل کمی و کیفی در طراحی زنجیره تأمین خون تأثیرگذار هستند و چه رویکردهایی برای برخورد‌ با این عوامل، مناسب هستند و چگونه می‌توان بین این عوامل، توازن برقرار کرد تا عملکرد زنجیره تأمین خون بهبود یابد؟

·         چه جنبه‌هایی از زنجیره تأمین خون، با عدم قطعیت مواجه هستند و چگونه می‌توان عدم قطعیت را فرمول‌بندی کرد و تأثیر عدم قطعیت بر عملکرد مدل ارائه‌شده چیست؟

·         چگونه می‌توان ویژگی‌هایی مانند طول عمر خون، سیاست‌های مختلف جمع‌آوری خون و سطح بهینه موجودی انواع فرآورده‌های خونی را مدلسازی کرد؟

ویژگی‌های اصلی مدل:

·         ارائه یک مدل چندهدفه با اهداف حداقل کردن هزینه کل، حفظ تازگی خون و یافتن مکان‌های بهینه برای مراکز جمع‌آوری خون با در نظر گرفتن جوانب کمی و کیفی.

·         طراحی یک شبکه زنجیره تأمین چندمحصولی و چنددوره‌ای با در نظر گرفتن سه عامل کلیدی: مکانیابی تسهیلات خونی، فسادپذیری محصولات خونی در مراکز خون منطقه‌ای و بیمارستان‌ها، عدم قطعیت در پارامترهایی نظیر عرضه و تقاضا و هزینه‌ها.

·         ارائه یک رویکرد سه‌مرحله‌ای برای برخورد با مسئله طراحی زنجیره تأمین چندهدفه و چندجانبه در شرایط عدم قطعیت.

·         استفاده از یک مطالعه موردی واقعی برای ارزیابی مدل ارائه‌شده.

شرح مسئله:   

در این مقاله، یک شبکه زنجیره تأمین خون پنج‌سطحه بر پایه یک مطالعه موردی واقعی ارائه شده‌است که سطوح شامل نقاط اهداکنندگان، مراکز جمع‌آوری خون، مراکز خون منطقه‌ای، نقاط تقاضا (بیمارستان‌ها) و مراکز انهدام می‎‌باشند که در شکل 2 نمایش داده شده‌است.

شکل 3. شبکه زنجیره تأمین ارائه‌شده

جریان خون از اهداکنندگان شروع می‌شود و به دلیل این که برنامه‌ریزی برای فرد به فرد اهداکنندگان ناممکن است، اهداکنندگان به صورت گروهی، به عنوان نقاط عرضه خون در نظر گرفته شده‌اند و با توجه به این که اهدای خون، امری غیر قابل پیش‌بینی است، عرضه خون غیرقطعی در نظر گرفته شده‌است. اهداکنندگان، برای اهدای خون به مراکز خون سیار و مراکز خون محلی مراجعه می‌کنند که مراکز خون محلی در مقایسه با مراکز خون سیار، دارای ظرفیت بیشتر و تجهیزات پیشرفته‌تری هستند و هزینه احداث آن‌ها نیز، بیشتر است. جمع‌آوری در این مراکز، با سه روش جمع‌آوری خون کامل، پلاسما فرزیس و پلاکت فرزیس انجام می‌شود. خون‌های جمع‌آوری‌شده برای انجام آزمایش، به مراکز خون منطقه‌ای فرستاده می‌شوند و پس از تأیید سلامت آن‌ها، تجزیه شده و به انواع فرآورده‌های خونی شامل گلبول‌های قرمز، پلاسما و پلاکت تجزیه می‌شوند و سپس، این فرآورده‌ها تحت شرایط دمایی خاص و با توجه به طول عمرشان، ذخیره می‌شوند تا این که سفارش‌های بیمارستان‌ها را دریافت ‌کنند. هم‌چنین، حفظ تازگی خون در این مرحله‌، حائز اهمیت است. پس از دریافت سفارش، فرآورده‌های خونی متناسب با نوع و میزان سفارش‌ها، به نقاط تقاضا فرستاده می‌شوند و پس از ذخیره‌سازی موقت، جهت تزریق به بیماران مورد استفاده قرار می‌گیرند. این زنجیره به مراکز انهدام خون ختم می‌شود که در این مراکز، خون‌هایی که در مراکز خون منطقه‌ای ناسالم تشخیص داده شده‌اند و نیز، خون‌هایی که در مراکز خون منطقه‌ای و بیمارستان‌ها دوره عمرشان سپری شده و فاسد شده‌اند، منهدم و دورریز می‌شوند.

مفروضات مدل:

·         مدل ارائه‌شده، یک مدل چندمحصولی و چنددوره‌ای است.

·         هر محصول خونی دارای طول عمر ثابت است.

·         خون به سه طریق در مراکز خونی جمع‌آوری می‌شود: جمع‌آوری به روش خون کامل، پلاکت فرزیس، پلاسما فرزیس.

·         در انتخاب مکان‌های کاندید برای احداث مراکز جمع‌آوری خون، عوامل کمی و کیفی دخیل هستند.

·         خون از مراکز خون منطقه‌ای به طور مستقیم به نقاط تقاضا، ارسال می‌شود.

·         عرضه، تقاضا، هزینه‌ها، ظرفیت مراکز جمع‌آوری خون، ظرفیت موجودی مراکز خون منطقه‌ای و بیمارستان‌ها و حداکثر زمان فرآتتتتتتآوری و تولید خون در مراکز خون منطقه‌ای، پارامترهای غیرقطعی هستند. 

توابع هدف:

تابع هدف اول: هزینه‌های کل شبکه شامل هزینه‌های احداث مراکز جمع‌آوری خون، هزینه‌های عملیاتی در مراکز جمع‌آوری خون، هزینه‌های حمل‌نقل خون، هزینه‌های نگه‌داری خون در مراکز خون منطقه‌ای و نقاط تقاضا، هزینه‌های تولید و فرآوری خون در مراکز خون منطقه‌ای و هزینه‌های مرتبط با واحدهای خونی غیر قابل استفاده را حداقل می‌کند.

تابع هدف دوم: با توجه به ارتباط بین سن خون و تازگی خون، به دنبال حفظ تازگی خون و در نتیجه، کاهش خون‌های فاسدشده می‌باشد.

تابع هدف سوم: به دنبال شناسایی بهترین مکان‌ها برای استقرار مراکز جمع‌آوری خون، با توجه به عوامل کمی و کیفی می‌باشد.

محدودیت‌ها:

محدودیت 1 (معادله 28): تخصیص هر گروه اهداکننده به مراکز جمع‌آوری خون را در صورت احداث این مراکز بیان می‌کند.

محدودیت 2 (معادله 29): نشانگر محدودیت ظرفیت مراکز جمع‌آوری خون می‌باشد.

محدودیت 3 (معادله 30): بیان می‌کند که تعداد واحدهای خونی جمع‌آوری‌شده از هر گروه اهداکننده، توسط تمام روش‌های جمع‌آوری خون، نمی‌تواند بیشتر از حداکثر خون قابل اهدا توسط این گروه از اهداکنندگان باشد.

محدودیت 4 (معادله 31): بیان می‌کند که یک گروه از اهداکنندگان زمانی می‌توانند به یک مرکز جمع‌آوری خون تخصیص یابند که در فاصله‌ای استاندارد از آن مرکز، قرار داشته‌باشند.

محدودیت 5 (معادله 32): بیان می‌کند که مدت زمان انتقال خون از مراکز جمع‌آوری خون به مراکز خون منطقه‌ای، باید کمتر از یک مدت زمان مجاز باشد.

محدودیت 6 (معادله 33): جمع‌آوری خون از یک گروه اهداکننده در یک مرکز جمع‌آوری، وقتی انجام می‌گیرد که آن گروه اهداکننده به آن مرکز جمع‌آوری تخصیص یافته‌باشد.

محدودیت 7 (معادله 34): در صورت تخصیص یک مرکزجمع‌آوری به یک مرکز منطقه‌ای، انتقال خون بین این دو مرکز صورت می‌گیرد.

محدودیت 8 (معادله 35): یک مرکز جمع‌آوری زمانی به یک مرکز منطقه‌ای تخصیص می‌یابد که آن مرکز جمع‌آوری احداث شده‌باشد.

محدودیت 9 (معادله 36): تمام خون‌های جمع‌آوری‌شده در مراکز جمع‌‌آوری باید به مراکز خون منطقه‌ای فرستاده شود و امکان نگه‌داری خون در این مراکز وجود ندارد.

محدودیت‌های 10 و 11 (معادله‌های 37 و 38): نشان‌دهنده محدودیت‌های تعادل جریان در مراکز جمع‌آوری خون می‌باشند.

محدودیت‌های 12 و 13 (معادله‌های 39 و 40): بیان می‌کنند که خون‌های تولیدشده در مراکز منطقه‌ای، تابعی از ضرایب محصولات خونی تولیدشده توسط هر کدام از روش‌های جمع‌آوری خون و درصد خون‌های سالم و قابل استفاده می‌باشند.

محدودیت‌های 14 و 15 (معادله‌های 41 و 42): نشان‌دهنده محدودیت‌های تعادل جریان در مراکز منطقه‌ای می‌باشند.

محدودیت‌های 16 و 17 (معادله‌های 43 و 44): نشان‌دهنده محدودیت‌های تعادل جریان در نقاط تقاضا می‌باشند.

محدودیت 18 (معادله 45): محدودیت ارضای تقاضا در بیمارستان‌ها و در هر دوره را تضمین می‌کند.

محدودیت‌های 19-21 (معادله‌های 46-48): بیانگر واحدهای خونی غیر قابل استفاده یا فاسدشده هستند که از مراکز منطقه‌ای و بیمارستان‌ها به مراکز انهدام منتقل می‌شوند.

محدودیت 22 (معادله 49): حداکثر زمان پردازش خون در مراکز خون منطقه‌ای را بیان می‌کند.

محدودیت‌های 23 و 24 (معادله‌های 50 و 51): به ترتیب، محدودیت موجودی برای مراکز خون منطقه‌ای و بیمارستان‌ها را نشان می‌دهد.

محدودیت‌های 25 و 26 (معادله‌های 52 و 53): نوع متغیرهای تصمیم را تعیین می‌کنند.

رویکرد حل:

در این پژوهش، از یک رویکرد تصمیم‌گیری چندجانبه با در نظر گرفتن جنبه‌های کیفی نظیر دسترس‌پذیری و شرایط حمل­‌و‌‌نقل و ترافیک و جنبه‌های کمی از جمله هزینه‌های شبکه زنجیره تأمین و تازگی محصولات خونی استفاده شده‌است. سایر ویژگی‌های خون از قبیل فسادپذیری و عدم­ قطعیت در داده‌‍‌ها نیز، در این مدل لحاظ شده­‌است و یک رویکرد سه مرحله‌ای برای بهبود طراحی شبکه زنجیره تأمین خون ارائه شده‌است. در این رویکرد، تمام جنبه‌های کیفی که در انتخاب مکان‌های بهینه تسهیلات دخیل هستند، با استفاده از رویکرد تصمیم‌گیری گروهی، در تصمیم‌گیری‌ها لحاظ شده‌اند. هم‌چنین، برای برخورد با عدم قطعیت، از رویکرد بهینه‌سازی استوار استفاده شده‌است و برای تبدیل مدل چندهدفه به تک‌هدفه، از یک رویکرد تعاملی فازی به نام TH استفاده شده‌است.

در این رویکرد سه مرحله‌ای، در مرحله اول، مرحله شناسایی، بهترین مکان‌های کاندید برای استقرار تسهیلات جمع‌آوری خون با توجه به نظرات تصمیم‌گیرندگان و ویژگی‌های مرتبط شناسایی می‌شوند. در مرحله دوم، مرحله محافظت، رویکردهای برخورد با پارامترهای عدم قطعیت، با توجه به سطح محافظه‌کاری مطرح می‌شود. در مرحله سوم، مرحله یکپارچه‌سازی، عوامل کمی و کیفی به صورت یکپارچه، در یک مدل تک‌هدفه فرمول‌بندی می‌شوند. ساختار کلی این رویکرد سه مرحله‌ای، در شکل 2 نمایش داده شده‌است.

شکل 2. ساختار کلی رویکرد حل سه مرحله‌ای ارائه‌شده

نتایج:

برای ارزیابی مدل ارائه‌شده، از یک مطالعه موردی واقعی، شهر تبریز، استفاده شده‌است. ابتدا، عوامل کیفی تأثیرگذار در انتخاب مکان‌های کاندید برای مراکز جمع‌آوری تعیین شده و سپس، درجه اهمیت تصمیم‌گیرندگان و درجه اهمیت هر کدام از مشخصه‌های تأثیرگذار در انتخاب مکان‌های کاندید محاسبه و در نهایت، مکان‌های کاندید با توجه به این عوامل شناسایی شده‌اند. درنهایت، نتایج برای هر دو مدل، مدل قطعی و استوار به ازای پارامترهای غیرقطعی و سطوح محافظه‌کاری مختلف، محاسبه و مقایسه شده‌اند. در ادامه، تحلیل حساسیت روی مقادیر مختلف پارامترهای غیرقطعی، ضرایب جریمه، سطوح محافظه‌کاری، درجه اهمیت توابع هدف، حداکثر میزان نقض مجاز در نرخ جمع‌آوری خون و هزینه نگه‌داری موجودی انجام شده‌است و نتایج آن‌ها گزارش شده‌است.

نتایج حاصل حاکی از آن است که برقراری توازنی بین جنبه‌های کمی و کیفی در تصمیم‌گیری در زنجیره‌های تأمین خون امری ضروری است و در نظر گرفتن عوامل کیفی مانند دسترس‌پذیری و شرایط ترافیکی و حمل‌و‌نقل، تأثیر زیادی در انتخاب مکان‌های مناسب برای مراکز جمع‌آوری خون دارد. هم‌چنین، نتایج این مدل رهنمودهای سودمندی برای تصمیم‌گیرندگان فراهم می‌کند که از جمله‌ی آن‌ها می‌توان به ضرورت برقراری توازن بین توابع اهداف مدل شامل هزینه‌ها، تازگی خون و انتخاب مکان‌های بهینه برای جمع‌آوری خون با انتخاب وزن‌های مناسب برای این توابع بیان کرد که نحوه عمکرد مدل به ازای وزن‌های مختلف برای این توابع اهداف مورد بررسی قرار گرفته‌است که در انتخاب وزن‌های مناسب اهداف‌ به تصمیم‌گیرندگان کمک می‌کند. از نتایج دیگر، می‌توان به ارجحیت استفاده از رویکرد برنامه‌ریزی استوار در برخورد با عدم قطعیت عنوان نمود که این رویکرد تصمیم‌گیرندگان را قادر می‌سازد که بر اساس سطح محافظه‌کاری دلخواه خود و مقادیر مختلف پارامترهای غیرقطعی، تصمیم‌گیری کنند.