۲-۸- پیشینه روش های حل

درادبیات مسائل مکانیابی تسهیلات ظرفیت دار چند کالایی پویا درطراحی شبکه زنجیره تامین حلقه – بسته دامنه وسیعی ازآن بصورت تک هدفه مطرح گردیده است ؛هرچندچندین هدف برای این نوع مسائل ،باعث نزدیکی مدل به دنیای واقعی می گردد. به طور دقیق، تصمیمات استراتژیک طراحی شبکه لجستیک درجریان مستقیم و معکوس مرتبط با تعیین نوع شبکه (شامل مکانیابی و تعیین ظرفیت تسهیلات تولید، ظرفیت ذخیره، هم زمانی بارانداز^[۱۰۴]، توزیع، جمع آوری، مرتب سازی، احیا، بازیافت و انهدام و تعریف انواع ارتباطات حمل و نقل می باشد. مدل مسأله طراحی شبکه لجستیک مستقیم به فرم MLIP درمی‌آید(جایارامان وپیرکول،۲۰۰۱)^[۱۰۵]. معمولاٌ حل یکپارچه مدل‌هایی از این نوع در اندازه کوچک با روش دقیق ممکن است. این مسأله در دسته مسائل NP-hard قرار می‌گیرد. لذا با بزرگ شدن مسأله و همچنین بررسی همزمان آن در جهت معکوس، بر پیچیدگی‌های الگوریتم افزوده می‌شود و نیاز به استفاده از روش‌های فرا ابتکاری را اجتناب‌ناپذیر می کند.

دراین بخش به مرور جزئی بر پیشینه روش های حل پیشنهادی یعنی الگوریتم های فراابتکاری که در این پایان نامه استفاده شده می پردازیم.

۲-۸-۱- الگوریتم های فراابتکاری^[۱۰۶](متاهیورستیک)

روش‌ها و الگوریتم‌های بهینه‌سازی به دو دسته الگوریتمهای دقیق^[۱۰۷]و الگوریتم‌های تقریبی^[۱۰۸] تقسیم‌بندی می‌شوند. الگوریتم‌های دقیق قادر به یافتن جواب بهینه به صورت دقیق هستند اما در مورد مسائل بهینه سازی سخت کارایی ندارند و زمان حل آنها در این مسائل به صورت نمایی افزایش می‌یابد. الگوریتم‌های تقریبی قادر به یافتن جواب‌های خوب (نزدیک به بهینه) در زمان حل کوتاه برای مسائل بهینه‌سازی سخت هستند. الگوریتم‌های تقریبی معمولا به دو دسته الگوریتم‌های ابتکاری^[۱۰۹] و فراابتکاری طبقه بندی می شوند.

۲-۸-۲- انواع الگوریتم های فرا ابتکاری

کلونی مورچگان ACO   - سیستم ایمنی مصنوعی AIS  - کلونی زنبوران BC
الگوریتمهای تربیتی CA    - الگوریتم های با هم تکاملی CEA
استراتژی تکاملی تطابق با ماتریس کواریانس CMA-ES  -تکامل دیفرانسیل DE
الگوریتم های تخمین توزیع EDA  - برنامه ریزی تکاملی EP  - استراتژی های تکاملی ES
الگوریتم ژنتیک GA   - طوفان بزرگ GDA  - جستجوی محلی راهنما GLS
برنامه نویسی ژنتیک GP  -رویه جستجوی انطباقی حریصانه GRASP
جستجوی محلی تکراری ILS -روش شلوغ NM  - بهینه سازی توده ذرات PSO
انجماد تدریجی SA  -روش هموار سازی SM  -جستجوی پراکنده SS - پذیرش آستانه TA
جستجوی ممنوع TS    - جستجوی همسایگی متغیرVNS  - الگوریتم رقابت استعماری ICA
بهینه سازی ازدحام ذرات چند هدفه(MOPSO)- الگوریتم ژنتیک با مرتب سازی نا مغلوب(NSGA, NSGA-II)

۲-۸-۳- چه موقع از روش های فرا ابتکاری استفاده میشود ؟

۱- مسائل ساده با نمونه های خیلی بزرگ  . (با توجه به ابعاد بزرگ مسئله ، حل دقیق پر هزینه است )
۲- مسائل ساده با محدودیت های زمان واقعی شدید . ( مسائل بهینه سازی پویا )
۳- مسائل بهینه سازی با توابع هدف یا محدودیتهای زمان بر .( هزینه محاسباتی زیاد در روش های دقیق )
۴- مدل های غیر تحلیلی .
۵- مسائل شبیه سازی پیچیده .
۶- مسائل کنترلی . ( مانند مدیریت ترافیک که تصمیمات در حد ثانیه می باشد )
دو مشکل اصلی الگوریتم‌های ابتکاری، قرار گرفتن آنها در بهینه‌های محلی، و ناتوانی آنها برای کاربرد در مسائل گوناگون است. الگوریتم‌های فراابتکاری برای حل این مشکلات الگوریتم‌های ابتکاری ارائه شده‌اند. در واقع الگوریتم‌های فراابتکاری، یکی از انواع الگوریتم‌های بهینه‌سازی تقریبی هستند که دارای راهکارهای برونرفت از بهینه محلی می‌باشند و قابل کاربرد در طیف گسترده ای از مسائل هستند.

۲-۸-۴- تحلیل عملکردی متاهیوریستیک

ارزیابی عملکرد ی متاهیوریستیک ، جهت اطمینان داشتن از صحت جوابهای بدست آمده ضروریست ، که با بهره گرفتن از طراحی آزمایش ها ، اندازه گیری با بهره گرفتن از شاخص ها ، تحلیل آماری و گزارش گیری از نتایج بدست آمده ، انجام می گردد .

۲-۹- جمع بندی

در این فصل، به بررسی تحقیقات انجام شده در زمینه‌ی طراحی شبکه لجستیک معکوس و یکپارچه پرداخته شد. همان‌طور که از مرور ادبیات برمی‌آید، در سال‌های گذشته بیشتر مدل‌های طراحی شبکه بر طراحی شبکه‌های مستقیم و معکوس به صورت جداگانه تمرکز داشته‌اند و تنها تعداد محدودی از مقالات در سال‌های اخیر به طراحی یکپارچه شبکه لجستیک مستقیم و معکوس پرداخته‌اند. با وجود ارزش این مدل‌ها در طراحی یکپارچه، برخی از موضوعات مهم در این مدل‌ها مورد غفلت قرار گرفته است. از این جمله، می‌توان به موضوع زیست محیطی در کل زنجیره ودر اینجا توجه به تامین کننده هارامیتوان اشاره نمود که با وجود تأثیر غیرقابل انکار آن بر میزان انتشارگازهای گلخانه ای و بازگشت محصولات تاکنون مورد توجه قرار نگرفته است. از دیگر کاستی‌های مدل‌های قبل می‌توان به تک‌دوره‌ای بودن بیشتر مدل‌ها، در نظر نگرفتن برخی سطوح شبکه لجستیک مانند تأمین‌کنندگان، مراکز بازیافت و مراکز انهدام و نیز در نظر گرفتن میزان بازگشت کالا به عنوان کسری از تقاضا اشاره نمود. با توجه به این بررسی‌ها و پی بردن به خلأهای موجود، در این تحقیق مدلی برای طراحی یکپارچه شبکه‌ی لجستیک مستقیم و معکوس با در نظر گرفتن کاهش گازهای گلخانه ای برای یک زنجیره‌ی تأمین چندسطحی در حالت چنددوره‌ای ارائه خواهد شد.

فصل سوم :تعریف مسئله ومدل

۳-۱- مقدمه

پس از ارائه کلیات وپیشینه تحقیق،ابتدا زنجیره تامین حلقه – بسته واجزاء یک شبکه عمومی زنجیره تامین حلقه ـ بسته تشریح شده ،سپس فرضیات وپارامترها ومتغیرهای تصمیم مدل پیشنهادی ارائه می گرددوبعد از با توجه به گسترگی مدل به طورمشروح به تعریف اجزاروابط مدل می پردازیم،وپس از نتیجه گیری فصل را بیان می نمائیم .

۳-۲- زنجیره تأمین حلقه ـ بسته ومکان یابی تسهیلات در طراحی

اخیراً مفهوم زنجیره تأمین حلقه ـ بسته موردتوجه دو قشر متخصصان و محققان قرار گرفته و باتوجه به منافع بالقوه از ادغام فعالیت‌های معمولی روبه جلو زنجیره تأمین، فعالیت‌های معکوس آن روبه رشد نهاده است. بسیاری از صنایع از قبیل قطعه‌سازان خودرو، لوازم الکترونیکی مصرفی، ارتباطات راه دور، چاپ و نشر، شیوه زنجیره تأمین حلقه ـ بسته را اتخاذ نموده‌اند. دو دلیل عمده بر این روند روبه رشد وجود دارد:
اولین عامل، مقررات و قانون‌گذاری‌های زیست محیطی برای شرکت‌ها بویژه در اروپا ودومین عامل،‌ عوامل اقتصادی موثر در شدت مبارزه رقابت درمیان شرکت‌های موجود است(وسیچ وهمکاران ^[۱۱۰]و۲۰۰۷).
باتوجه به توضیحات ذیل یک نمای کلی و نموداری از شبکه زنجیره تأمین حلقه ـ بسته در شکل های ۳-۱ و ۳-۲ نشان داده شده است. در نمونه فرایند زنجیره تأمین تولیدکنندگان، تأمین‌کننده مواد خام / قطعات برای ایجاد محصولات نهایی وجود دارند. اغلب مشتریان خرید محصولات را ازطریق توزیع‌کنندگان را به خرید مستقیم از تولیدکنندگان انجام می‌دهند. با تعیین سیاست بازگردان، محصول درحال حاضر، کاربران نهایی ممکن است محصولات خود را از طرق تولیدکنندگان را به خرید مستقیم از تولیدکنندگان انجام می‌دهند. با تعیین سیاست بازگردان، محصول در حال حاضر، کاربران نهایی ممکن است محصولات خود را برای بازیابی به زنجیره تأمین بفرستند (شکل ۳-۱ را ببینید).
بهبود محصولات ممکن است بصورت مستقیم و یا از پردازش دوره باشد (شکل ۳-۲را مشاهده نمایید) که شامل طیف گسترده‌ای از فعالیت‌ها برای کل فرایند زنجیره تأمین معکوس است.
شکل ۳-۱- یک شبکه عمومی زنجیره تامین حلقه ـ بسته
پنج فعالیت عمده از یک زنجیره تأمین معکوس به شرح ذیل می‌باشد^[۱۱۱].
جمع آوری^[۱۱۲] (و یا خرید): مجموعه اشاره به دریافت محصولات از مصرف‌کنندگان نهایی به یک نقطه بازیابی می‌باشد.
بازرسی/ انتخاب/ فرایند مرتب‌سازی: محصولات در یک نقطه ایجاد شده پس از آن باتوجه به گزینه‌های بازیابی، بصورت مجزا تقسیم می‌شوند.
توزیع مجدد: درصورت بهبود مستقیم اقلام بازگشتی به عنوان اقلام جدید (قابل استفاده مجدد) به سرعت به چرخه توزیع بازمی گردند.
پردازش مجدد: اگر کیفیت اقلام بازگشتی نامناسب باشد محصول برای پردازش دوباره برای انتقال به مرکز حمل می‌شود.دلیل پردازش مجدد تبدیل محصولات برای استفاده مجدد در آینده می‌باشد.مرحله پردازش مجدد شامل تعمیر، نوسازی، بازسازی/ جایگزینی و بازیافت می‌باشد. بعلاوه تمیزکردن، ‌جایگزینی و مونتاژ دوباره در این مرحله گنجانیده شده است.
دفع:اقلام غیرقابل استفده مجددی هستند که از طریق سوزاندن و یا دورانداختن در محل‌های دفع زباله انجام می‌پذیرند.
شکل ۳-۲- سیستم زنجیره تأمین حلقه ـ بسته (اروپادی جوچیم،۲۰۱۲)
همانطور که در شکل (۳-۲)نشان داده شده که نقطه بالای هرم بیشترین بهبود ارزش را نشان می‌دهد در حالیکه فعالیت‌های بهبود نزدیک به پایین هرم ارزش کمتری را نشان می‌دهند (کوماروملجینت^[۱۱۳] ،۲۰۰۶). این دیدگاه که بایستی شرکت‌ها گزینه بازده بازیابی یا دفع مناسب را انتخاب نمایند را تقویت می‌کنند.
از مهم‌ترین هزینه‌های اضافی که در تمام طول عمر تسهیلات بر آنها تحمیل می‌گردد شامل مکان‌های ناکارآمد تولید،‌ بازیابی، توزیع، جمع‌ آوری و دفع می باشد.از اینرو باید اهداف استراتژیک بلندمدت به درستی توسعه یابند.

۳-۳- یک مدل عمومی مکان‌یابی تسهیلات برای زنجیره تأمین حلقه ـ بسته

در نسخه پویا و چند دوره‌ای، جریان روبه جلو و معکوس برای ارائه ارزش‌های بهینه تولید و میزان حمل و نقل محصولات تولید شده و بازتولید و همچنین برای حل مسائل مکان‌یابی روبه جلو و معکوس در هر دوره و تعامل متقابل آنها به صورت همزمان درنظر گرفته شده است.