مدل زنجیره تأمین استوار چند هدفه برای شرکت ملی پخش فراورده های نفتی ایران وحل آن به وسیله الگوریتم فرا ابتکاری NS-GAII
 کلمات کلیدی: زنجیره تأمین، بهینه سازی استوار، عدم قطعیت، بهینه سازی چند هدفه، الگوریتم های فراابتکاری فهرست مطالب چکیده:. ه فهرست مطالب. و فهرست جداول. ط فهرست شکل ها:. ی فصل اول: مفاهیم، فرضیات، کلیات مسئله 1-2- بیان مسئله.. 2 1-3- اهمیت و ضرورت پژوهش:.. 3 1-4- هدفهای تحقیق یا نتایج مورد انتظار:.. 4 1-5- روش کلی تحقیق:.. 4 1-6- شرح واژه ها و اصطلاحات کلیدی:............................................................................. 4
فصل دوم:پیشینه تحقیق،زنجیره تأمین، استواری مدلمروریبرمسائلبهینهسازیچندهدفه، 2-1- مقدمه.. 6 2-2- مدیریتزنجیرهتأمین.. 7 2-2-1- تهیه کالا در زنجیره تأمین.. 8 2-2-2- مدیریت توزیع در زنجیره تأمین.. 9 2-2-2-1- مدیریت لجستیک. 9 2-2-2-2- توزیع فیزیکی. 10 2-2-2-3- تقاضا و تمرکز بر مشتری. 10 2-3- استواری،مفهومونقشآندرتحقیقدرعملیات.. 11 2-4- مدلاستوارمبتنیبرسناریو) مدلاستوارمالویوهمکاران(. 14 2-5- مروریبرتحقیقاتاستواریدرزنجیرهتأمین.. 19 2-6- خانوادهمسائلچندمعیاری.. 28 2-7- جستجووتصمیمگیری.. 29 2-8- بهینهسازیچندهدفی.. 30 تعریف 2-8-1: مسئلهبهینهسازیچندهدفی.. 31 تعریف 2-8-2: مجموعهشدنی.. 32 تعریف 2-8-3: مفهوم تسلط(چیرگی).. 33 تعریف 2-8-4: مفهوم بهینگی پارتو و مجموعه غیر مسلط.. 34 تعریف 2-8-4-1 : بهینگی پارتو. 34 تعریف 2-8-4-2 : مجموعه غیر مسلط. 35 تعریف 2-8-5: مجموعه بهینه پارتو سراسری.. 35 تعریف2-8-6: مجموعههاولبههاینامغلوب.. 35 2-9- رویکردهای پایه ای موجود.. 35 2-9-1- ساختار و پیچیدگی مسائل چندهدفه.. 36 2-10- تشریح الگوریتم ژنتیک.. 36 2-10-1- چارچوبیکالگوریتمژنتیکاستاندارد.. 37 2-10-2- کروموزوم.. 38 2-10-3- رمز گذاری.. 38 2-10-4- کدگذاری باینری.. 38 2-10-5- کدگذاری جایگشتی.. 39 2-10-6- کدگذاری ارزشی.. 39 2-10-7- جمعیت.. 40 2-10-8 مقدار برازندگی.. 40 2-10-9- انتخاب.. 40 2-10-9-1- انتخاب بر اساس تورنامنت. 41 2-10-9-2- انتخاب بر اساس بهترین ها. 41 2-10-9-3- انتخاب بر اساس حذف درصدی از بدترین اعضا. 41 2-10-10- عملگر تقاطع.. 41 2-10-11- جهش.. 42 2-10-12- معیار توقف.. 42 2-11- نمودار جریان الگوریتم به همراه شبه کد آن.. 43 2-12- کاربردالگوریتمهایژنتیکدربهینهسازی.. 44 2-12-1- استراتژی برخورد با محدودیت ها.. 45 2-12-1-1- استراتژی اصلاح عملگرها. 45 2-12-1-2- استراتژی ردی. 45 2-12-1-3- استراتژیاصلاحی. 45 2-12-1-4- استراتژی جریمه ای. 46 2-13- بهینهسازیچندهدفیبااستفادهازالگوریتمهایژنتیک.. 46 2-13-1- طراحی اصول واجزای الگوریتم ژنتیک چند هدفه.. 48 2-13-1-1- توابع هدف چندگانه. 48 2-13-1-2- روشهای رتبه بندی پارتو. 48 2-13-1-3- تنوع، تخصیص برازندگی، تقسیم برازندگی. 49 2-13-1-4- تقسیم برازندگی. 49 2-13-1-5- فاصله ازدحام. 50 2-13-1-6- سلول بر اساس چگالی. 51 2-13-1-7- نخبه گرایی. 51 2-13-1-7-1- استراتژیهایی که جوابهای نخبه را در جمعیت نگهداری می کنند51 2-13-1-7-2- نخبه گرایی با جمعیت های صوری. 52 2-14- جمع بندی: الگوریتم ژنتیک مرتب سازی غیرمغلوب (NSGA-II).. 52
فصل سوم:مدل برنامه ریزی خطی پیشنهادی،برای حمل و نقل فراورده در شرکت پخش فراورده های نفتی ایران 3-1- مقدمه.. 54 3-2- فرمول بندی مسئله.. 55 3-2-1- مجموعه اندیس ها:.. 56 3-2-2- پارامترها :.. 56 3-2-3- متغیرها:.. 57 3-2-4 توابع هدف:.. 58 3-2-5 محدودیت ها:.. 58 3-3- خطی سازی مدل.. 61 3-4 همتای استوار مدل بر اساس الگوی مالوی.. 62 3-5- خلاصه.. 63
فصل چهارم :توسعه الگوریتم ژنتیکNS-GA II،نتایج محاسباتی 4-1- مقدمه.. 64 4-2- تعریف کروموزم.. 65 4-3- ایجاد جمعیت اولیه.. 65 4-4- مکانیزم نمونه گیری.. 65 4-4-1- عملگر انتخابی تورنامنت ازدحام ().. 66 4-4-2- رویه شناسایی سطوح غیر مسلط.. 66 4-4-3- رویه تخصیص فاصله ازدحام.. 67 4-5- عملگرهای تقاطعی.. 68 4-6- عملگرهای جهشی.. 69 4-7- نخبه گرایی.. 69 4-8- استراتژی برخورد با محدودیتها.. 69 4-9- معیار توقف الگوریتم.. 70 4-10- نتایج الگوریتم در حالت تک هدفه.. 70 4-10-1- نتایج الگوریتم در حالت تک هدفه در حالت ساده.. 71 4-10-2- نتایج الگوریتم در حالت تک هدفه در حالت استوار.. 72 4-11- حل الگوریتم در حالت چند هدفه.. 73 4-11-1-مقیاسهایکارآیی.. 73 4-11-2- نمودار پارتو.. 74
فصل پنجم: نتیجه‌گیری، ارائه پیشنهاد برای تحقیقات آتی 5-1- نتیجه گیری.. 76 5-2- ارائه پیشنهاد برای تحقیقات آتی.. 77 5-3- جمع بندی.. 78 مراجع.. 79 Abstract. 85 فهرست جداول جدول (2-1). تعاریف مدیریت زنجیره تأمین.. 7 جدول (2-2). نمونهایازحوزههایکاربردیاستواریونمونهایازمحققینآنها.. 12 جدول (2-3). مقایسه MADM و MODM... 29 جدول(2- 4). شبه کد الگوریتم ژنتیک.43 جدول (2-5). الگوریتم های ژنتیک چند هدفه مشهور و ویژگیهای آنها.. 47 جدول (2-6). شبه کد اولین تکنیک رتبه بندی پارتو توسط گلدبرگ.. 48 جدول (2-7): شبه کد متد فاصله ازدحام NSGA-II. 50 جدول(4- 1). پارامترهای الگوریتم ژنتیک در حالت تک هدفه.. 71 جدول(4- 2). پارامترهای استواری برای حالت استوار.. 71 جدول (4-3). مقادیر عددی به دست آمده برای حالت ساده.. 72 جدول (4-4). مقادیر عددی به دست آمده برای حالت استوار.. 73 جدول (4-5). هزینه ها برای نقطه مشخص شده بر اساس وسیله حمل و نقل.. 75 فهرست شکل ها: شکل (2-1). شکل سمت چپ فضای متغیر تصمیم و شکل سمت راست فضای هدف متناظر را نشان می دهد.. 32 شکل(2-2). بیانتصویریبهینگیپارتودرفضایهدف (چپ) وروابطممکنبینجوابهادر فضایهدف (راست).. 33 شکل(2-3). نمایش یک کروموزوم n بیتی در پایه عددی m.. 38 شکل(2-4). کدگذاری باینری.. 39 شکل(2-5). کدگذاری جایگشتی.. 39 شکل (2-6). کدگذاری ارزشی.. 40 شکل(2-7). تصویرینمادینازطرزکار الگوریتم ژنتیک.. 44 شکل(2-8). نمونه ای از رتبه بندی جمعیت.. 49 شکل (2-9). متد فاصله ازدحام.. 50 شکل(2-10). متد سلول براساس چگالی.. 51 شکل(2-11). رویه NSGA-II. 53 شکل (3-1). شبکه زنجیره تأمین سوخت رسانی به کشور برای یک دوره.. 55 شکل(4-1). نحوه نمایش کروموزوم.. 65 شکل (4-2). شبه کد شناسایی سطوح غیر مسلط.. 67 شکل (4-3). شبه کد تخصیص فاصله ازدحام.. 67 شکل( 4-4) فاصله ازدحام جواب i68 شکل (4-5). نمودار پارتو.. 74 فصل اول: مفاهیم، فرضیات، کلیات مسئله 1-1- مقدمه در سال های اخیر زنجیره تأمین به عنوان موضوعی جذاب برای مدیران و صاحبان صنایع مبدل گردیده و حیات و ممات سازمانها و بنگاههای اقتصادی در گرو فعالیت در قالب زنجیره های در هم تنیده تعریف شده است. از طرفی در محیط پر رقابت امروزی، سرعت بالای تغییر و تحولات بر عدم اطمینان وابهام حاکم بر تصمیم گیری ها تا حدی افزوده است که سطح بالای عدم اطمینان در زنجیره تأمین، توانایی آن را در پیش بینی شرایط آینده با مشکل مواجهمی کند. لذا به منظور برنامه ریزی بهتر و صحیح تر باید به برنامه ریزی قابل اتکا در فضای عدم اطمینان وابهام پرداخته شود. از جمله رویکردهای جدید و مطمئن رویکرد برنامه ریزی استوار می باشد. در این پژوهش، با در نظر گرفتن شرکت ملی پخش فراورده های نفتی ایران به عنوان یک مطالعه موردی، عملیات انتقال فراورده در این سازمان از مبادی تأمین تا نواحی مصرف به صورت یک زنجیره تأمین در نظر گرفته شده و با در نظر گرفتن عدم قطعیت در تقاضای موجود برای فراورده ها از مدلسازی ریاضی استوار به صورت دو هدفه و با اهداف کاهش هزینه حمل و همچنین کاهش تعداد بارگیری ها استفادهشده است. سپس با توجه به حجم بالای محاسبات و اطلاعات مسئله و عدم امکان استفاده از روشهای حل دقیق، از الگوریتم فرا ابتکاری NS-GAII برای حل مدل پیشنهادی استفاده شده است. 1-2- بیان مسئله در دنیای رقابتی کنونی مدیریت زنجیره تامین[1]، یکی از مسائل اساسی پیش روی بنگاههای اقتصادی است که تمامی فعالیتهای سازمانرا به منظور تولید محصولات و ارائه خدمات مورد نیاز مشتریان تحت تأثیر قرار میدهد. از این رو توجه به فرصتها و تهدیدات موجود درعرصه تجارت و ارزیابی توان سازمان در رویارویی با شرایط عدم اطمینان در این عرصه از اهمیت انکار ناپذیری برخوردار است. در این جریان میزان تولید، فرایند انتقال و عرضه بسیار حایز اهمیت میباشد. ازعواملمهمبقادرمحیطپررقابتامروزی،کاهشهزینههای حمل، نگهداری و سایر هزینه هادر این چرخه خواهد بود، همچنینمیزان دریافت بهینه از تأمینکنندگانمیتواندبهشکلقابلملاحظهایهزینههایخریدراکاهشوقابلیترقابتپذیری در دنیای استراتژیک کنونی راافزایشدهد.زنجیره تأمین بر تمام فعالیت‌هاى مرتبط با جریان و تبدیل کالاها از مرحله ماده خام (استخراج ) تا تحویل به مصرف کننده نهایى و نیز جریان‌هاى اطلاعاتى مرتبط با آنها مشتمل مى‌شود. علاوه بر این، یکی از مباحث بسیار مهم در زنجیره تأمین، مبحث عدم قطعیت است. عدم قطعیت (اطمینان) برمبنای نظریه گالبریت[2] به تفاوت بین مقدار اطلاعات مورد نیاز برای اجرای یک وظیفه و مقدار اطلاعات واقعاً در دسترس اطلاق میشود. در فرآیند تصمیم برنامهریزی زنجیره های تأمین عدم اطمینان فاکتوری اساسی است که میتواند بر اثر بخشی پیکره بندی و هماهنگی زنجیره تأمین موثر باشد بسیاری از صاحبنظران به عدم قطعیت در طراحی زنجیره تأمین را به عنوان یک مبحث باز اشاره کرده اند. سولر[3]بیان میکند که اغلب تکنیکهای بکار گرفته شده برای طراحی زنجیره تأمین برای مسائل زنجیره تأمینی به کار گرفته شدهاند که تقاضا، هزینه ها، زمان انتظار، و سایر پارامترهای ورودی آنها کاملاً شناخته شده هستند، در حالیکه سناریوهای زنجیرهتأمین در دنیای واقعی احتمالاً با دادههای تصادفی متأثر از نوسانات تقاضا، دادههای گمشده[4](عدم وجود داده)، و... شناخته میشوند. چنین مسائلی نیازمند بکارگیری تکنیکهای بهینهسازی پیچیدهتری هستند که دادههای تصادفی را مدنظر قرار داده و پس از آن به صورت واقع بینانهتری به مسائل تولید و شبکه توزیع در دنیای واقعی بنگرند تا بتوانند تصمیمات موثرتری اتخاد کنند در این پژوهش با توسعه یک مدل ریاضی جدید بر اساس الگوی زنجیره تأمین و مسئله حمل و نقل به مطالعه موردی شرکت ملی پخش فراورده های نفتی ایران پرداخته شده است. در اینجا با در نظر گرفتن فراورده های نفتی اصلی تولیدی در کشور شامل بنزین، نفت سفید، نفت گاز و نفت کوره و در نظر گرفتن چرخه ی تولید و مصرف آنها که شامل مبادی تأمین، انبارهای واسطه و نواحی مصرف می باشد مسئله تعریف می شود. مبادی تأمین شامل نه پالایشگاه نفت آبادان، اصفهان، اراک، بندرعباس، تبریز، تهران، شیراز، کرمانشاه، لاوان و همچنین دو پایانه ی واردات در شمال و جنوب کشور، می شوند. انبارهای واسطه مشتمل بر 85 انبار اصلی می باشد که در سرتاسر کشور قابلیت دریافت و ذخیره سازی فراورده ها از پالایشگاهها و پایانه های ورودی و همچنین انبارهای دیگر و سپس ارسال آنها به نواحی مصرف را دارند. نواحی مصرف لایه ی نهایی زنجیره و مراکزی جهت تحویل فراورده ها به متقاضیان می باشند. طبق تقسیم بندی های شرکت ملی پخش فراورده های نفتی ایران، 229 ناحیه مصرف در کشور جهت توزیع فراورده های نفتی وجود دارد. مد نظر قرار دادن وسایل مختلف حمل و نقل فراورده ها یکی دیگر از ویژگی های مدل پیشنهادی می باشد، چهار نوع روش حمل مختلف، شامل حمل جاده ای به وسیله ی تانکرهای سوخت رسان (در ظرفیت های متفاوت)، حمل از طریق خط ریلی کشور، حمل از طریق خطوط لوله و همچنین حمل از طریق کشتی های سوخت رسان می باشد که این روشها با ظرفیت های متفاوت، هزینه های متفاوت و بسته به زیرساخت های موجود قابل استفاده می باشند. هدف نهایی مدل پیشنهادی کمینه کردن هزینه های انتقال فراورده های نفتی برای شرکت ملی پخش فراورده های نفتی ایران می باشد، هدف دیگر با توجه به استراتژی های جدید شرکت ملی پخش در ایجاد امکان توزیع مستقیم فراورده ها با کمترین تعداد بارگیری جهت داشتن امنیت بیشتر در این بارگیری ها و حفظ اصول تعریف شده در سیستمهای بهداشت، ایمنی و محیط زیست می باشد. با مد نظر قرار دادن استواری[5] ساختار، مدل پیشنهادی سعی در حل یک مسئله واقعی با ابعاد بسیار بزرگ می کند، که مسلماً روشهای حل دقیق از قبیل شاخه و کران و غیره از حل آن عاجز می باشند. در این پژوهش سپس برای حل مدل از یک روش متاهیوریستیک (NS-GAII) استفاده شده است و بدین ترتیب مسئله ی نقل و انتقال فراورده های نفتی در کشور با در نظر گرفتن متغیر بودن تقاضا و امکان وجود عدم تخمین درست در رابطه با داده های موجود با کامل ترین دیدگاه مرتفع می شود. جهت کپی مطلب از ctrl+A استفاده نمایید نماید |
