چکیده:
فرآیند تولید اغلب محصولات از چند مرحله تشکیل می شود. این مراحل می تواند شامل تهیه مواد اولیه، تولید محصولات نیمه ساخته، تولید و مونتاژ محصولات نهایی و توزیع کالاها به مشتریان باشد. همچنین بعضی از این مراحل به صورت جداگانه و توسط تامین کنندگان مختلف انجام می شود. باتوجه به وجود وابستگی های زیاد بین مراحل مختلف تامین جهت برنامه ریزی و کنترل موجودی در چنین سیستم هایی، در نظر گرفتن همزمان همه مراحل تامین و توزیع جهت حداقل کردن هزینه های مدیریت موجودی از اهمیت زیادی برخوردار است. در این تحقیق، سیستم های کنترل موجودی در زنجیره تأمین سه سطحی شامل تأمین کننده مواد اولیه، تولید کننده محصولات نیمه ساخته و تولید کننده محصولات نهایی به صورت یکپارچه بررسی و مدلی جهت حداقل کردن کل هزینه های تامین و کنترل موجودی ارائه می شود. این سیستم در شرایط احتمالی بودن زمان تامین و با لحاظ محدودیت ظرفیت هر یک از تامین کنندگان مدل سازی و حل می شود و از این رو با تعدیل زمان تحویل احتمالی به صورت کارا می توان هزینه سیستم مزبور را نیز تعدیل نمود. به منظور حل مساله مورد بررسی در این تحقیق،مدل ریاضی توسعه داده شدهدر محیط گمز اجرا و نتایج مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.
فرایند تولید اغلب محصولات از چندین مرحله جدا از هم تشکیل می شود. این مراحل می تواند شامل تهیه مواد اولیه، تولید محصولات نیمه ساخته، تولید و مونتاژ محصولات نهایی و توزیع کالاها به مشتریان باشد. یکی از هزینه های مهم سیستم های تولیدی، هزینه نگهداری و مدیریت موجودی های کارخانه می باشد. این هزینه بخش قابل توجهی از هزینه تمام شده محصولات را تشکیل می دهد و از این رو با کاهش این هزینه می توانیم بهره وری سازمان را افزایش دهیم. مدیریت و کنترل موجودی یک سازمان می تواند در چارچوب مدل هایی صورت گیرد که به بهترین نحو وضعیت واقعی سیستم مورد بررسی را نشان دهد.
با این وجود مدل سازی این قبیل سیستم ها با توجه به پارامترها و متغیرهای زیادی که توصیف کننده این قبیل سیستم ها می باشد و در بعضی از مواقع ماهیت غیر محدب بودن مدل ها، پیچیده می باشد. از این رو در تحقیقاتمعمولاً از مدل های ساده شونده استفاده می شود که پیچیدگی مسأله پیش رو را تقلیل می دهد. با این وجود با توجه به وابستگی و همبستگی موجودی های مراحل مختلف یک سیستم تولیدی، چنین ساده سازی باعث می شود که نتوانیم به صورت یکپارچه و سیستماتیک مسأله فوق را مورد بررسی قرار دهیم.
بنابراین بررسییکپارچه مسأله کنترل موجودی در یک سیستم کنترل موجودی چند مرحله ای نه تنها باعث کاهش هزینه کلی سیستم می شود، بلکه هماهنگی لازم بین بخش های مختلف سیستم کنترل موجودی و یکپارچگی آنها را نیز افزایش می دهد. یکپارچه سازی موجب کاهش موجودی، کاهش کارمندان، ارتقاء بهره وری، بهبود مدیریت سفارش، بهبود چرخه مالی بسته، کاهش هزینه های فناوری اطلاعات، کاهش هزینه خرید، بهبود مدیریت نقدینگی، افزایش در آمد، کاهش هزینه حمل و نقل تدارکات، کاهش هزینه نگهداری و بهبود تحویل فوری و به شکل نامحسوس موجب شفافیت اطلاعات، پاسخگویی بهتر به مشتری، استانداردسازی و انعطاف پذیری عملکرد کسب و کار خواهد شد. این یکپارچه سازی به صورت داخلی میان برنامه ها و پایگاه داده ها صورت می گیرد و به صورت خارجی با سیستم های شرکای کاری انجام می شود.
یكی از دلایل توجه به موضوع کنترل موجودی زنجیره تامین، پدیده جهانی سازی است كه بر اثر آن تعداد زیادی از شركت های تولیدی به جای تولید از ابتدا (مواد اولیه) تا انتها (محصول نهائی)، ترجیح می دهند تا اجزاء پیچیده مختلف را از تامین كنندگان متفاوت دریافت كرده و با مونتاژ آنها محصول نهائی خود را تولید كنند. اما این تامین كنندگان در سراسر دنیا قرار داشته و تعدادی از آن ها نیزدر مناطقی قرار دارند كه از لحاظ
اقتصادی، سیاسی و یا حتی اقلیمی در شرایط با ثباتی به سر نمی برند و هر لحظه احتمال وقوع جنگ ها، خرابكاری های عمدی و یا بلایای طبیعی در آن مناطق وجود دارد.
بنابراین جهانی سازی می تواند به ایجاد زنجیره های تامین بسیار شكننده منتهی گردد بطوری كه محققان این پدیده را باعث افزایش در ریسك زمان تحویل مواد اولیه و محصولات نیمه ساخته دانسته و اظهار می دارند كه مدیریت این ریسك یكی از چالش های مدیریتی در قرن حاضر خواهد بود. همچنین درسال های اخیر بر استفاده از زنجیره های تامین اصطلاحاً ناب و بكارگیری مدل های برنامه ریزی تولیدی همانند تولید به هنگام تأكید زیادی شده كه لازمه آن ها وجود حداقل موجودی است و هزینه های تولید را افزایش می دهد. این سیستم ها تا وقتیكه رفتار محیط مطابق با پیش بینی های انجام گرفته باشد، بسیار مؤثر و كارا عمل می كنند اما در صورت افزایش زمان تحویل محصولات توسط تامین کنندگان معمولاً بسیار شكننده عمل كرده و دچار مشكلات جدی می گردند. افزایش زمان تحویل ممكن است منجر به متحمل شدن هزینه های حمل و نقل اضافی توسط مشتریان شود. بنابراین می توان با ارائه مدل های ریاضی مناسب و كارآمد، در حالیكه هدف، كمینه كردن زمان تحویل در سطوح تامین کنندگان می باشد به کاهش میزان سرمایه گذاری در مدیریت موجودی نیز اندیشید.
بیان مساله
در این تحقیق یک زنجیره تأمین سه سطحی چند دوره ای شامل تولید کننده محصول نهایی، تولید کننده کالای میانی و تأمین کنندگان مواد اولیه مورد بررسی قرار می گیرد. تولید کننده محصول نهایی تقاضای قطعی مشتریان را دریافت می کند. این تولید کننده برای اینکه قادر باشد در اسرع وقت تقاضای مشتریان را تأمین کند و با فروش از دست رفته و تقاضای پس افت مواجه نشود باید به میزان کافی موجودی در اختیار داشته باشد. از این رو این شرکت باید تصمیم بگیرد که در هر سیکل کاری به چه میزان از محصول نهایی تولید کند. در اینجا فرض می کنیم که تقاضای مشتریان نهایی قطعی و با نرخ ثابت می باشد.
شرکت تولید کننده محصولات نهایی زمانی می تواند به تولید محصولات بپردازد که موجودی کافی از مواد نیمه ساخته داشته باشد. در این تحقیق با توجه به تقاضای هر کدام از اجزای زنجیره تامین و برنامه تولید بهینه با هماهنگی با سایر سطوح زنجیره تامین، مشخص می شود که در هر دوره چه میزان محصول سفارش داده شود. همچنین فرض می کنیم که تولید کننده نهایی و تولید کنندگان میانی سیاست خود را مبنی بر تعداد سفارشات در هر دوره از پیش تعیین کرده اند.بنابراین جواب بهینه مدل باید مشخص کند که تولید کننده نهایی و تولید کننده گان میانی در هر دوره چه میزان باید تولید کنند، چه میزان از محصولات تولید شده خود را به قسمت پایین دست خود در زنجیره تامین ارسال کنند
و چه میزان مواد اولیهیا محصولات نیمه ساخته خود را از قسمت بالا دست خود در زنجیره تامین سفارش دهند. همچنین باید توجه داشت که زمان تحویل احتمالی و غیر قطعی می باشد. از این رو برای برقرار بودن برنامه بهینه، اثرات عدم قطعیت در تحویل به موقع سفارشات باید لحاظ شود تا این اطمینان حاصل شود که کلیه اجزای زنجیره تامین قادر باشند مطابق با برنامه بهینه رفتار کنند. با توجه به اینکه در این تحقیق فرض کرده ایم زمان تحویل از تابع احتمالی نرمال تبعیت می کند، در توسعه برنامه نمونه باید ذخیره اطمینان مناسب با توجه به سطح اطمینان مورد نظر زنجیره تامین در نظر گرفته شود.
به عنوان مثالی از کاربرد واقعی مسأله مورد بررسی در این تحقیق، در صنایع خودروسازی ابتدا در اولین سطح، قطعه سازان قطعات را ساخته و تحویل مجموعه ساز می دهند (فرض کنید قطعات گیربکس). سپس در سطح دوم یک مجموعه ساز، قطعات را مونتاژِ و مجموعه ها را کامل می کند (مانند گیربکس، موتور و …). در نهایت در آخرین سطح، شرکت تولید کننده خودرو مجموعه ها را همراه با شاسی و بدنه خودرو مونتاژ کرده و محصول نهایی شکل می گیرد. باتوجه به توضیحات فوق، شمای کلی سیستم مدیریت موجودی در زنجیره تامین سه سطحی مطابق شکل (2) درنظر گرفته می شود. مساله تعیین ذخیره اطمینان در سازمان های تولیدی تا کنون در مقالات متعددی مورد بررسی قرار گرفته است و مدل های مناسب با فرضیات مختلف در این زمینه توسعه داده شده است. از جمله تحقیقات صورت گرفته در این زمینه می توان به مقاله کاپرا ودیگران (2004) [1] اشاره کرد که به بررسی اثر عدم قطعیت در زمان تحویل با توزیع های احتمال مختلف بر موجودی اطمینان پرداخته است.با این وجود در این مقاله و کارهای مشابه سازمان های تولیدی را به صورت مستقل از تامین کنندگان خود یا به طور کلی اعضای بالا دست زنجیره تامین و کارخانه های مصرف کننده محصولات خود یا اعضای پایین زنجیره تامین در نظر می گیرند. با علم به اینکه محصولات تولیدییک کارخانه میانی به عنوان مواد اولیه کارخانه های تولید کننده محصولات نهایی مورد استفاده قرار می گیرد و همچنینموجودی مواد اولیه کارخانه های میانی در حقیقیت محصولات نهایی کارخانه های بالا دست مانند تامین کنندگان می باشد، می توانیم زنجیره ای از وابستگی ها در طول زنجیره تامین و موجودی هر جزء از زنجیره تامین مشاهده کرد. از این رو در این تحقیق با تعمیم روابط موجودی اطمینان که براییک سیستم تک جزئی توسعه داده شده است و در نظر گرفتن وابستگی ها بین اجزای زنجیره تامین، مدلسازی ذخیره اطمینان و سایر متغیرهای تصمیم در زنجیره تامین مرتبط با نگهداری و توزیع موجودی به صورت یکپارچه مدلسازی و مورد مطالعه قرار می گیرد.
از دیگر فرضیات مدل که به منظور تطابق مدل با مسائل دنیای واقعی در نظر گرفته شده است ، فرضیات مرتبط با ظرفیت تامین کنندگان، ظرفیت تولید تولید کننده نهایی،ظرفیت تولید تولید کنندگان میانی و ظرفیت انبار هر کدام از اجزای زنجیره تامین می باشد.
مفروضات مسأله مورد بررسی به شرح زیر می باشند:
- هر کدام از تامین کنندگان ظرفیت مشخص و محدودی در تامین مواد اولیه دارند.
- ظرفیت تولید، تولید کنندگان محصولات نهایی و محصولات نیمه ساخته محدود و ثابت می باشد.
- ظرفیت انبار تولید کنندگان محصولات نهایی و محصولات نیمه ساخته محدود و ثابت می باشد.
- تقاضای محصولات قطعی می باشد.
- زمان تحویل مواد اولیه از تامین کنندگان به تولید کنندگان محصولات نیمه ساخته و تولید کننده محصول نهایی به مشتری غیر قطعی با توزیع نرمال می باشد.
- تعداد بازه های افق برنامه ریزی بیشتر از یک دوره می باشد.
نتیجه گیری
در این تحقیق سیستم های کنترل موجودی در زنجیره تأمین سه سطحی سیستم های کنترل موجودی در زنجیره تأمین سه سطحی شامل تأمین کننده مواد اولیه، تولید کننده محصولات نیمه ساخته و تولید کننده محصولات نهایی به صورت یکپارچه بررسی و مدلی جهت حداقل کردن کل هزینه های تامین و کنترل موجودی ارائه گردید.
این سیستم در شرایط احتمالی بودن زمان تامین و با لحاظ محدودیت ظرفیت هر یک از تامین کنندگان مورد بررسی قرار گرفت. به منظور اجرای مدل توسعه داده شده و حل مساله مورد بررسی،از برنامه گمز استفاده شده و نتایج مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. تجزیه و تحلیل نتایج نشان می دهد که مقدار تابع هدف حساسیت زیادی نسبت به تغییرات دو پارامتر زمان تامین و هزینه های نگهداری دارد.
تعدادی از مراجع:
- Sunil Chopra, Gilles Reinhardt, Maqbool Dada (Winter 2004), The Effect of Lead Time Uncertainty on Safety Stocks, Volume 35 Number 1 .
- Liming Liu, Xiaoming Liu, David D. Yao, )2004(.Analysis and Optimization of a Multistage Inventory-Queue System. Vol. 50, No. 3, March 2004, pp. 365–380.
- Ambrosino, D. And Scutella, MG. (2005) “Distribution Network Design: New Problems and Related Models”, European Journal of Operational Research, 165,610-624.
- Wang, S., & Sarker, B. R. (2006). Optimal models for a multi-stage supply chain system controlled by kanban under just-in-time philosophy. European Journal of Operational Research, 172(1), 179-200.
- Lashine. Sj-1., Fattouh, M. And Lssa. A. (2006) “Location/Allocation and Routing Decision in Supply Chain Network Design”. Journal of Modeling in Management, I (2): 173-183.
- Obreque, C., Donoso, M., Gutierriz, G. And Marianov, V. (2009) “A Branch and Cut Algorithm for The Hierarchical Network Design Problem”, European Journal of Operational Research.
- فاطمی قمی، سید محمد تقی. روغنی، مرتضی(1381)، توسعه مدل کنترل موجودی دو سطحی با تقاضای احتمالی و زمان تدارک ثابت، نشریه امیر کبیر.
- بزرگی، فاطمه (1391) ، طراحی شبکه زنجیره تأمین قابل اطمینان با در نظر گرفتن ریسک اختلال، دانشگاه علم و صنعت، پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی صنایع.
- نوری داریان، مهسا (1393). توسعه مدل تولید اقتصادی در زنجیره تامین سه سطحی یکپارچه و غیر یکپارچه با در نظر گرفتن سیاست بهینه کنترل موجودی.
خوانندگان محترم، لطفاً در صورت نیاز به نسخه کامل مقاله ها با دفتر فصلنامه مهندسی بهینه پرداز، تماس حاصل فرمایید.
