مدل‌سازی و حل مسئله زنجیره‌تأمین ساخت بر مبنای سفارش در شرایط محدودیت ظرفیت تولید با استفاده از الگوریتم آزادسازی لاگرانژی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی دانشکده مهندسی صنایع، پردیس دانشکده-های فنی، دانشگاه تهران

2 عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی شاهرود

3 استادیار، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد نوشهر، گروه مهندسی صنایع، مازندران، ایران

10.22084/ier.2019.17206.1790

چکیده

فرآیندهای تولید و عرضه محصولات با شدت گرفتن فضای رقابتی، دچار تغییرات الگویی شده و امروزه در قالب شبکه زنجیره‌تأمین بررسی می‌شود. در این میان اهمیت جریان مواد در شبکه تأمین، و توزیع محصولات در شبکه توزیع از میان جریان‌های سه‌‌گانه مالی، اطلاعاتی، و مواد حائز توجه بیشتری می‌باشند. همچنین توجه بیشتر به مشتری و خواسته‌های او موجب شده تا شبکه‌های تولید و توزیع به سمت تولید برمبنای سفارش متمایل شوند. در این مقاله ضمن بررسی جایگاه شبکه توزیع در یک زنجیره تأمین، به ارائه مدلی برای فرآیند توزیع زنجیره‌تأمین بر مبنای سفارش پرداخته و برای نزدیک‌تر شدن مسئله به شرایط دنیای واقعی، محدودیت‌های تولید و عرضه محصولات نیز لحاظ می‌شود. در این مسئله انواع واحدهای تولید، مراکز توزیع، و خرده‌فروشان وجود داشته و پس از مشخص شدن یک سفارش، کالاها از طریق مراکز توزیع به خرده‌فروش ارسال می‌شود. همچنین در صورت نزدیکی فاصله خرده‌فروشان تا کارخانجات، کالاها از طریق کارخانجات نیز به‌طور مستقیم به‌سوی خرده‌فروشان قابل‌ارسال می‌باشد. حداکثر کردن سود کل به‌عنوان هدف مسئله موردمطالعه در نظر گرفته شده است. لذا ابتدا یک مدل برنامه­ریزی خطی عدد صحیح مختلط توسعه داده می‌شود. سپس با توجه به پیچیدگی مسئله، الگوریتمی مبتنی بر روش آزادسازی لاگرانژ جهت حل آن پیشنهاد می‌شود. در انتها ضمن ارائه یک مثال عددی، عملکرد الگوریتم پیشنهادی ارزیابی شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Modelling the Building to Order Supply Chain Management Considering Restriction on Capacities Using Lagrangian Relaxation (LR) Algorithm

نویسندگان [English]

  • Reza Tavakkoli-Moghaddam 1
  • Seyed Mohammad Hassan Hosseini 2
  • Hossein Amuzad Khalili 3
1 Professor, School of Industrial Engineering, College of Engineering, University of Tehran
2 Shahrood university of technology
3 Azad University
چکیده [English]

Processes of production and supply of products have been changed in pattern in condition of intensifying the competitive atmosphere and are studied in the form of a supply chain network. In the meantime, the importance of the flow of materials in the supply network, and the distribution of products in the distribution network is more important among the three streams of finance, information, and materials. More attention to customer has leaded production process to build to order (BTO). Distribution chain as a part of supply chain is studied in this paper and a new mathematical model is produced for build to order supply chain (BTOSC).  Providing constrains are considered in order to close condition to real world. There is kinds of production units, distribution centers, and retailers. After deterministic an order, it will be sent from distribution centers to a retailer or from a production unit to retailers directly. The objective function is to maximize total profit. First, a new mixed integer linear programing model is developed for the considered problem. Due to the complexity of mathematical model, a new algorithm is introduced to solve it based on Lagrangian Relaxation (LR). Finally, the efficiency of the proposed algorithm is evaluated by solving a numerical example.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Build to order supply chain
  • Providing constrain
  • Integer programing
  • Lagrangian Relaxation (LR)
[1] Aziz, N.A.B., & Moin, N. H. (2007). Genetic Algorithm Based Approach for the Multi Product Multi Period Inventory Routing Problem. Paper presented at the Proceedings, IEEE IEEM, Singapour.

[2] Glasserman, P., Wang, Y. (1998). Lead time-inventory trade-offs in assemble-to-order systems. Operation Research, 46(6), 858-871.

[3] Tang K., Tang, J. (2002). Time-based pricing and lead time policies for a build-to-order manufacturer. Production and Operation Management, 11(3): 374-392.

[4] Prasad, S., Tata, J., Madan, M. (2005). Build to order supply chains in developed and developing countries. Operation Management, 23(5): 551-568.

[5] Miemczyk, J., Howard, M. (2008). Supply strategies for build-to-order: managing global auto operations. Supply Chain Management, 13(1): 3-8.

[6] Chow, H.K.H., Choy, K.L., Lee, W.B. (2007). Knowledge management approach in build-to-order supply chains. Industrial Management & Data System, 107(6): 882-919.

[7] Demirli, K., Yimer, A.D. (2008). Fuzzy scheduling of a build-to-order supply chain. International Journal of Production Research, 46(14):3931–3958.

[8] Shi, J., Zhang, G., Sha, J. (2012). A Lagrangian based solution algorithm for a build-to-order supply chain network design problem. Advances in Engineering Software, 49(1): 21-28.

[9] Sanei Bajgiran, O., Kazemi Zanjaniac, M., Nourelfath, M. (2016). The value of integrated tactical planning optimization in the lumber supply chain. International Journal of Production Economics, 171(1): 22-33.

 [10] Lamazloumian, M., Wong, K.Y., Govindan, K., Kannan, D. (2016). A robust optimization model for agile and build-to-order supply chain planning under uncertainties, Annals of Operations Research, 240(2): 435-470.

[11] Lamazloumian, M., Wong, K.Y., Ahmadi, M. (2014). A mathematical model for supply chain planning in a build-to-order environment, in Enabling manufacturing competitiveness and economic sustainability, Springer; 315-320.

[12] Lin, C.C., Wang, T.H. (2011). Build-to-order supply chain network design under supply and demand uncertainties, Transportation Research Part B: Methodological, 45(8): 1162-1176.

[13] Lin, C.C., Wu, Y.C. (2013). Optimal pricing for build-to-order supply chain design underprice-dependent stochastic demand, Transportation Research Part B: Methodological, 56: 31-49.

[14] Ebrahimi, M., Tavakkoli-Moghaddam, R., Jolaib, F. (2018). Bi-objective Build-to-order Supply Chain Problem with Customer Utility, International Journal of Engineering, 31(7): 1066-1073.

[15] Alemany, MME., Ortiza, A., Vicente, SF. (2018). A decision support tool for the order promising process with product homogeneity requirements in hybrid Make-To-Stock and Make-To-Order environments. Application to a ceramic tile company, Computers & Industrial Engineering, 122: 219-234.

[16] Parvez, M., Ullah, N., Sabuj, M.A., Islam, S. (2018). Profit Maximization of DELL Inc. through Build-to-Order Supply Chain for Laptop Manufacturing, American Journal of Industrial and Business Management,  8: 1657-1671.

[17] Lee, Y. H., & Kim, S. H. (2002). Production–distribution planning in supply chain considering capacity constraints. Computers & industrial engineering, 43(1-2), 169-190.

[18] Hua, Z., Zhang, X., & Xu, X. (2011). Product design strategies in a manufacturer–retailer distribution channel. Omega, 39(1), 23-32.

[19] Hernández-Leandro, N. A., Boyer, V., Salazar-Aguilar, MA, Rousseau, LM. (2019). A matheuristic based on Lagrangian relaxation for the multi-activity shift scheduling problem, European Journal of Operational Research, 272(3.1): 859-867.

[20] Zhou, Y.W., Lau, H.S., Yang, S.L. (2004). A finite horizon lot-sizing problem with time-varying deterministic demand and waiting-time-dependent partial backlogging. International Journal of Production Economics, 91(2):109–119.

[21] San Jose, LA., Sicilia, J., García-Laguna, J. (2006). Analysis of an inventory system with exponential partial backordering. International Journal of Production Economics, 100(1):76–86.

[23] Elias, S. (2000). New vehicle buyer behaviour-quantifying key stages in the consumer buying process. In: Paper presented 3DayCar annual year-end conference, Cardiff, December.

 [25] Held, M., Karp, R.M. (1970). The traveling-salesman problem and minimum spanning trees, Operations Research, 18(6): 1138-1162.

[26] Held, M., Karp, R.M. (1971). The traveling-salesman problem and minimum spanning trees: Part II, Mathematical Programming, 1(1): 6-25.

]22[ خسروشاهی، حسین، معطرحسینی، سید محمد و مرجانی محمدرضا (1393). "اندازه‌گیری اثر شلاق چرمی در یک زنجیره‌تأمین خطی سه سطحی با استفاده از یک روش میانگین متحرک برای برآورد تقاضا"، پژوهش‌های مهندسی صنایع در سیستم‌های تولید، 2 (4): 37-21.

]24[ اسدی گنگرج، ابراهیم و نهاوندی، نسیم (1394). "توسعه روش آزادسازی لاگرانژین برای حل مسئله زمانبندی در محیط جریان کارگاهی انعطاف‌پذیر"، پژوهش‌های مهندسی صنایع در سیستم‌های تولید، 3(6): 131-121.