هماهنگی در زنجیره تامین-بررسی مقاله پنجم

1- مقدمه

محصولات با چرخه عمر کوتاه منبع مهم سود سازمانxad ها هستند زیرا حاشیه سود بیشتری نسبت به محصولات با تقاضای قابل پیشxad بینی دارند. مشخصات این محصولات نوآورانه، عدم قطعیت ذاتی بالا، تقاضاxadی غیرxadقابل پیشxad بینی، زمان تحویل طولانی به همراه چرخه عمر کوتاه و فصل فروش متمرکز میxad باشند. تحت مدت زمان تحویل طولانی، خردهxad فروشان باید قبل از فصل فروش و قبل از اینکه اطلاعات تقاضا در دسترس باشد، سفارش خود را به تولیدxadکننده صادر کنند.

مدت زمان تحویل، اثر مستقیم بر پیشxad بینی عدمxad قطعیت تقاضا دارد. کاهش زمان تحویل به طور کارا دقت پیشxad بینی را افزایش میxad دهد و قادر به پاسخ سریع به تقاضای پیشxad بینی نشده در طول فصل فروش متمرکز برای محصولات با چرخه عمر کوتاه میxad باشد. خطای پیشxad بینی تقاضا در عمل منجر به اختلال موجودی میxad شود. موجودی ناxadکافی یا منجر به کمبود میxad شود که زیانxad های زیاد و سطح سرویس کم را درxadبرxadدارد و یا منجر به موجودی اضافی میxad شود که باعث کاهش قیمت و افزایش هزینه در اختیارxadگیری میxad شود. بنابراین، تصمیمxad گیرندهxad ها نیاز به یک استراتژی برای مدلxad سازی تامین و تقاضای این محصولات دارند. در محیط کسب و کار رقابتی، کاهش زمان تحویل رویکردی کارا برای پاسخ سریع به تقاضای پیشxad بینی نشده، کاهش کمبودxadها، کاهش قیمت اجباری و موجودی منسوخ شده است. اغلب پژوهشxad های پیشین بر سود حاصل از کاهش زمان تحویل تمرکز کردهxad اند و به هزینه اضافی تحمیل شده ناشی از کاهش زمان تحویل توجه نکردهxad اند. برای تنظیم زمان تحویل مناسب، تصمیم گیرندهxad ها باید تعادلی بین سود و هزینه ناشی از کاهش زمان تحویل برقرار کنند.

اغلب، زمان تحویل طولانی، تنوع زیاد و فصل فروش متمرکز برای محصولات با چرخه عمر کوتاه، منجر به افزایش ریسک عملیاتی ناشی از عدم قطعیت تقاضا، کمبود و تامین بیش از حد و فاکتورxadهای عملیاتی دارای نوسان میxad شود. به طور سنتی، مدیران زنجیرهxad تامین خنثی به ریسک، سود یا هزینه مورد انتظار را بهینه میxad کنند. اگرچه در عمل، مثالxad های نقض متعددی نشان دادند که رفتار تصمیمxad گیری مدیران زنجیره تامین تحت عدم قطعیت همیشه در جهت بهینگی سود یا هزینه مورد انتظار نیست. تصمیم گیرندهxad ها در زنجیرهxad تامین از نظر نوع نگرش به ریسک متفاوت هستند. آنxadها میxad توانند از ریسک اجتناب کنند (ریسک گریز)، علاقهxad مند به پذیرش ریسک باشند (ریسک پذیر)، یا نسبت به ریسک بیxad تفاوت باشند (خنثی به ریسک). برای مثال، با توجه به زمان تحویل طولانی، زمانیxad که با تقاضای پیشxad بینی نشده برای کالاxadهای با چرخه عمر کوتاه مواجه شویمxad، تصمیم گیرنده ریسک گریز برآورد بیش از حد محافظه کارانه از تقاضای بازار دارد و مقدار کمی از کالا را سفارش میxad دهد که در نتیجه منجر به افزایش ضرر و کاهش سطح سرویس ناشی از کمبود میxad شود. در مقابل، تصمیم گیرنده ریسکxad پذیر، ممکن است تخمین بیش از حد خوشxadبینانه از تقاضای بازار داشته باشد و تعداد زیادی از کالا را سفارش دهد که منجر به کاهش قیمت اجباری و افزایش هزینه درxadاختیارگیری میxad شود. با توجه به این وضعیت، ترکیب نگرش ریسک اعضای زنجیرهxad تامین با مدل کاهش زمان تحویل، برای تنظیم تصمیمات مناسب و قابل قبول برای محصولات با چرخه عمر کوتاه مهم میxadباشد.

مدیریت ریسک در ادبیات حوزه کنترل موجودی به کارxadبرده شده است. سه نوع مدل سازی ریسک که در ادبیات استفاده شدهxad است:

• میانگین واریانس یا میانگین انحراف استاندارد

• محدودیت شانس یا ارزش ریسک (VaR)
• ارزش ریسک مشروط (CVaR)

معیار CVaR، ارزش میانگین سود در شرایطی که کمتر از سطح مشخص باشد را بادرنظرر گرفتن ریسک و پاداش، اندازه میxad گیرد. همچنین با استفاده از قرارداد تسهیم درآمد، مدل هماهنگی ارائه شده است.

2- نوآوری مقاله

· برقراری تعادل مناسب بین سود و هزینه تحمیل شده به سیستم ناشی از کاهش زمان تحویل

· ترکیب نگرش ریسک عوامل زنجیره تامین با مدل کاهش زمان تحویل که در شرایط عدم قطعیت تقاضا مهم است.

· تصمیمxad گیری زمان تحویل بهینه واقعی با صرف هزینه اضافی

· تصمیمxad گیری در خصوص کاهش زمان تحویل محصولات با چرخه عمر کوتاه که منجر به افزایش دقت پیش xadبینی تقاضا می xadشود.

3- مدل سازی

1-3 مفروضات مساله

در این پژوهش، یک زنجیره تامین دو سطحی شامل یک خرده فروش ریسک گریز و یک تولید کننده خنثی به ریسک در نظر گرفته شده است. خرده فروش یک محصول با چرخه عمر کوتاه تحت مدل روزنامه فروش را به فروش می xadرساند و فقط یک فرصت سفارش دارد. قبل از فصل فروش، خرده xadفروش باید مقدار سفارش (q) را قبل از مواجهه با تقاضای تصادفی بازار (x) تعیین کند. در سیستم سنتی، خرده فروش در زمان صفر سفارش را صادر، سپس تولیدکننده شروع به تولید و محصولات را در زمان T به خردهxad فروش تحویل میxad دهد. فصل فروش در زمان T’ شروع میxad شود. اگرxadچه، در سیستم پاسخ سریع، خرده فروش اطلاعات مربوط به کالاxadهای مشابه را در زمان صفر جمع xadآوری میxad کند و سپس سفارشی در زمان t متعلق به بازه [0,T] صادر میxad کند. این حالت منجر به افزایش دقت پیش xadبینی تقاضای دارای عدم xadقطعیت می xadشود که در نتیجه باعث کاهش کمبود، کم شدن کاهش قیمت اجباری و موجودی کامل در طول فصل فروش میxad شود. بنابراین، مقدار کاهش زمان تحویل برابر t و زمان تحویل واقعی بعد از کاهش زمان تحویل برابر T-t است. پیش بینی تقاضا در زمان t دارای توزیع نرمال است. هزینه هر واحد تولید برابر c(t) است که تحت تاثیر t میxadباشد. کاهش زمان تحویل به هزینه اضافی وابسته است که در عمل رایج است. در واقعیت قیمت عمده فروشی بر مبنای زمان تحویل است. بنابراین، پس از ثبت سفارش خرده xadفروش، قیمت عمده فروشی بیشتر به دلیل هزینه کاهش زمان تحویل بیشتر است. توالی زمانی مساله در شکل شماره (1) نشان داده شدهxadاست.

شکل 1) توالی زمانی مدل مورد بررسی

2-3 تصمیم xadگیری متمرکز

تابع سود احتمالی زنجیره تامین از رابطه زیر بدست میxadآید:

رابطه (1)

به این دلیل که خرده xadفروش ریسک گریز است، سیستم متمرکز به صورت ریسک گریز عمل می xadکند. در نتیجه، هدف زنجیره تامین متمرکز بیشینه کردن مطلوبیت به جای سود مورد انتظار می xadباشد. معیار CVaR به عنوان معیار تصمیمxad گیری برای اندازهxad گیری عملکرد به کار گرفته شده است. با توجه به تعریف کلی CVaR، هدف زنجیرهxad تامین، بیشینه کردن تابع مطلوبیت زیر می xadباشد.

رابطه(2)

درجه ریسک گریزی زنجیره تامین با نشان داده شده است که بین [0,1] است و هر چه کمxadتر باشد زنجیره xadتامین ریسک گریزتر است. وقتی برابر یک است زنجیره تامین نسبت به ریسک خنثی است. حد بالای شدنی سود تحت مقدار معین درجه ریسک گریزی با نشان داده شده است. سپس مقدار تابع سود احتمالی رابطه (1) در رابطه (2) جایگذاری شدهxad است. مقدار بهینه حد بالا از این رابطه بدست میxad آید. در نتیجه تابع مطلوبیت زنجیره تامین به رابطه زیر تبدیل میxadشود.

رابطه (3)

تئوری 1) مقدار بهینه سفارشxad دهی زنجیره تامین متمرکز در زیر آورده شده است.

رابطه (4)

قضیه1) تحت مدل تصمیمxad گیری متمرکز شرایط زیر وجود دارد.

قضیه (1) نشان میxadدهد که زنجیره xadتامین ریسک گریزتر برآورد محافظه xadکارانه xadتری نسبت به تقاضای بازار دارد. این شرایط مقدار سفارش و فاکتور موجودی اطمینان را کاهش میxad دهد. تحت زمان سفارش دیرxadتر t، انحراف استاندارد تقاضای بازار کاهش خواهد یافت که منجر به کاهش فاکتور موجودی اطمینان میxad شود. تحت این شرایط، زمانیکه مقدار سفارش بزرگتر مساوی میانگین تقاضای بازار است، به دلیل اجتناب از ضررxadهای ناشی از موجودی بیش از حد، مقدار سفارش باید کاهش یابد. زمانی که مقدار سفارش کمتر از میانگین تقاضای بازار است و کاهش زمان تحویل منجر به کاهش انحراف استاندارد تقاضا و فاکتور موجودی اطمینان میxad شود که این اثر متقابل باید برای تصمیم گیری مقدار بهینه سفارش در نظر گرفته شود. برای هزینه اضافی کاهش زمان تحویل (C1) بزرگتر، کاهش زمان تحویل، به شدت منجر به کاهش فاکتور موجودی اطمینان و سپس منجر به کاهش مقدار سفارش بهینه در زمان تحویل کاهش یافته میxad شود.

در شرایطی که درجه ریسک گریزی به صفر میل کند، فاکتور موجودی اطمینان به منفی بی نهایت میل می xadکند و مقدار سفارش بهینه منفی می xadشود. بنابراین یک حد آستانه مجاز درجه ریسک گریزی برای حداقل مقدار سفارش که صفر می xadباشد تعریف میxad شود. با ترکیب رابطه (3) و رابطه (5) که در ادبیات وجود دارد، تابع هدف زنجیره تامین به مساله تک متغیره (6) تبدیل میxad شود.

رابطه (6)

قضیه 2: تحت مدل متمرکز، مطلوبیت زنجیره تامین با افزایش درجه ریسک گریزی افزایش می xadیابد.

قضیه 2 نشان میxad دهد که زنجیره تامین ریسک گریزxadتر منجر به فاکتور موجودی اطمینان و مقدار سفارش کمتر میxad شود.

تئوری 2: زمان بهینه سفارش در زنجیره تامین متمرکز برابر است.

2-3 تصمیم xadگیری غیرxadمتمرکز

بر مبنای تعریف مساله، تابع سود احتمالی خرده فروش از رابطه زیر بدست می xadآید.

رابطه (7)

از آنجاییکه خرده فروش ریسک گریز است، هدف خرده فروش بیشینه کردن تابع مطلوبیت زیر میxad باشد.

رابطه (8)

مشابه توضیحاتی که در بخش متمرکز بیان شد، مقدار بهینه حد بالای سود تحت درجه ریسک پذیری معین از رابطه بدست میxad آید. بنابراین تابع مطلوبیت خرده فروش به صورت زیر تغییر میxad یابد.

رابطه (9)

تابع هدف تولیدxadکننده به صورت زیر بدست می xadآید.

رابطه (10)

با به کارگیری یک روش حل متوالی به تصمیمات بهینه دست می xadیابیم. ابتدا خرده xadفروش مقدار سفارش بهینه را بر مبنای زمان تحویل تعیین میxad کند. سپس تولیدکننده قیمت عمده فروشی بهینه را بر مبنای زمان تحویل تعیین میxad کند. با جایگذاری این مقادیر بهینه در تابع هدف خردهxad فروش زمان سفارش بهینه خردهxad فروش بدست میxadآید.

تئوری 3: مقدار سفارش بهینه خردهxad فروش تحت مدل تصمیمxad گیری غیرxadمتمرکز از رابطه زیر بدست می xadآید.

رابطه (11)

تئوری 4: تابع هدف تولیدxadکننده نسبت به w مقعر است و نقطه بهینه در (C0,P) رخ میxad دهد. مقدار بهینه قیمت عمدهxad فروشی تولیدxadکننده از رابطه زیر بدست میxad آید.

رابطه (12)

با توجه به تئوریxadهای (3) و (4) به قضیهxad های (3) و (4) دست میxad یابیم.

قضیه 3 و 4 پیشنهاد می xadدهند که تولیدxadکننده برای زمان تحویل کوتاه xadتر، قیمت عمده xadفروشی بالاتری را برمی xadگزیند. از دیدگاه خردهxad فروش، ارتباط بین مقدار سفارش بهینه و زمان سفارش به اثر متقابل کاهش زمان تحویل و انحراف استاندارد تقاضای بازار، قیمت عمده فروشی و فاکتور موجودی اطمینان بستگی دارد. مشابه حالت متمرکز زمانیکه مقدار سفارش بزرگتر مساوی میانگین تقاضای بازار است، به دلیل اجتناب از ضررxadهای ناشی از موجودی بیش از حد تحت انحراف استاندارد کمتر برای زمان سفارش دیرxadتر، خرده فروش باید مقدار سفارش را کاهش دهد. اگرچه زمانیکه مقدار سفارش کمتر از میانگین تقاضای بازار است، زمان تحویل کوتاه xadتر، منجر به کاهش انحراف استاندارد تقاضا و قیمت عمده xadفروشی بالاتر خواهد شد. بنابراین برای تصمیمxad گیری مقدار سفارش، خرده فروش باید تعادلی بین سود حاصل از مقدار سفارش بیشتر و هزینه ناشی از قیمت عمدهxad فروشی بالاتر برقرار کند.

با جایگذاری روابط 11 و 12 در رابطه 9 رابطه زیر بدست میxad آید.

رابطه (13)

تئوری 5: زمان سفارش بهینه خرده فروش تحت مدل غیرxadمتمرکز از رابطه زیر بدست می xadآید.

4- قرارداد هماهنگی تسهیم درآمد

تحت چهارچوب قرارداد تسهیم درآمد، تابع سود احتمالی خردهxad فروش به صورت رابطه زیر است.

رابطه (14)

نرخ تسهیم درآمد می xadباشد که بین صفر و یک است. به طور مشابه برای خردهxad فروش ریسک گریز تابع هدف به صورت زیر تغییر می xadکند.

رابطه (15)

مقدار بهینه سفارش تحت قرارداد تسهیم درآمد برابر رابطه زیر است.

رابطه (16)

تابع هدف تولیدxadکننده در حالت هماهنگ به صورت زیر میxad باشد.

رابطه (17)

برای دستxadیابی به تصمیمات بهینه تحت تصمیمxad گیری متمرکز، مقادیر زمان سفارش و مقدار سفارش بهینه در حالت هماهنگ برابر مقدار آنxadها در مدل متمرکز قرار داده شدهxad است. در نتیجه مقدار بهینه نرخ تسهیم درآمد برابر رابطه زیر است.

رابطه (18)

با جایگذاری رابطه 16 در روابط 15 و 17 خواهیم داشت:

رابطه (19)

رابطه (20)

باید به این نکته توجه شود که مطلوبیت در مدل هماهنگ نباید کمتر از مقدار عایدی حاصل از مدل غیرمتمرکز باشد. بنابراین رابطه زیر باید برقرار باشد.

رابطه (21)

با قراردادن روابط 19 و 20 در رابطه 21، مقادیر شدنی قیمت عمدهxad فروشی تولیدکننده از رابطه زیر بدست می xadآید.

5- آنالیز حساسیت

در این بخش به تحلیل نتایج حاصل از مثالxad های عددی پرداخته شده xadاست.

1-5 تاثیر تصمیمxad گیرنده ریسکxad گریز بر تصمیمات بهینه و مطلوبیت xadها

شکل2، تاثیر تصمیمxad گیرنده ریسک xadگریز بر تصمیمات بهینه را نشان میxad دهد. این نمودار نشان می xadدهد که زمان سفارش بهینه با ریسک xadگریزی تصمیمxad گیرنده کاهش میxad یابد. وقتی تصمیمxad گیرنده ریسک گریزxadتر، در زمان دیرتری سفارش صادر میxad کند در نتیجه زمان تحویل کوتاه xadتر می xadشود. در نتیجه تصمیم xadگیرنده اطلاعات بیشتری بدست میxad آورد و پیشxad بینی او از تقاضا دقیق xadتر میxad شود. این نتایج برای مدل متمرکز و غیرxadمتمرکز صادق است. اگر درجه ریسکxad گریزی خرده xadفروش متوسط باشد، به دلیل قیمت عمده xadفروشی بالایی که از سوی تولیدکننده تنظیم میxad شود نمی xadتواند زمان تحویل کوتاهxad تری انتخاب کند. اگرچه کاهش زمان تحویل منجر به افزایش دقت پیشxad بینی و کاهش هزینه موجودی و کمبود میxad شود، اما به دلیل افزایش قیمت عمدهxad فروشی، کل مطلوبیت آن افزایش نمیxad یابد. بنابراین خردهxad فروش عقلxadمند، بیش از این زمان تحویل را کوتاه نمیxad کند.

نمودار دوم، اثر متقابل بین ریسکxad گریزی تصمیمxad گیرنده و زمان سفارش بر مقدار سفارش را نشان میxad دهد. در حالت کلی، مقدار بهینه سفارش با درجه ریسک xadگریزی تصمیمxad گیرنده افزایش میxad یابد که در بخشxad های قبل نیز ذکر شده بود. اگرچه برای زنجیره تامین متمرکز با ریسکxad پذیری متوسط، اثر زمان سفارش بر مقدار سفارش بیشتر از حالت ریسکxad گریز است.

نمودار سوم در شکل 2، نشان می xadدهد که با کاهش زمان سفارش قیمت عمده xadفروشی افزایش میxad یابد. بنابراین، تولیدxadکننده هزینه کاهش اضافی را از طریق افزایش قیمت عمده xadفروشی به خرده فروش تحمیل میxad کند.

نمودار چهارم در شکل 2، بیان میxadکند که با ریسک xadگریزxadتر شدن اعضای زنجیره تامین، مطلوبیت آنxadها کاهش میxad یابد.

شکل 2) اثر درجه ریسکxad گریزی بر تصمیمات بهینه و مطلوبیت xadها

2-5 تاثیر خطای پیش xadبینی بر تصمیمات بهینه و مطلوبیتxad ها

نتایج مربوط به این بخش در شکل 3 آورده شده xadاست. با افزایش خطای پیش xadبینی، تصمیمxad گیرنده تمایل به صدور سفارش دیرتر دارد. اگر عدم قطعیت تقاضا بیشتر شود، تصمیمxad گیرنده تمایل به ثبت سفارشی نزدیک به فصل فروش دارد تا اطلاعات بیشتری نسبت به تقاضا برای مواجهه با ریسک بدست آورد. اگر خطای پیشxad بینی کوچک باشد، تصمیمxad گیرنده زمان تحویل کوتاهxad تر را به دلیل تحمیل هزینه xadهای اضافی کاهش، انتخاب نمیxad کند. در حالت کلی، مقدار سفارش بهینه با افزایش خطای پیش xadبینی کاهش میxad یابد، ولی می xadتواند تحت تاثیر اثر متقابل بین زمان سفارش و خطای پیشxad بینی باشد. با بزرگxadتر شدن خطای پیش xadبینی، زمان تحویل برای کاهش خطای پیشxad بینی، کوتاهxad تر میxad شود و درxadنتیجه مقدار سفارش بیشتر می xadشود. بعلاوه، قیمت خرده xadفروشی برای زمان تحویل کوتاه xadتر، افزایش میxadیابد. همچنین اگر خرده xadفروش زمان تحویل را کوتاهxad نکند، تولیدxadکننده قیمت عمدهxad فروشی را کاهش میxad دهد و با کاهش خطای پیش xadبینی باعث تشویق خردهxad فروش به افزایش مقدار سفارش میxad شود که در آن شرایط خطای پیشxad بینی کاهش خواهد یافت. مطلوبیت هر یک از اعضا در نمودار 3 نشان داده شده xadاست. به طور کلی، مطلوبیت هر عضو با افزایش خطای پیش xadبینی، کاهش خواهد یافت. افزایش اولیه مطلوبیت خردهxad فروش به دلیل کاهش یکباره قیمت عمده xadفروشی در حالتی است که خطای پیشxad بینی کم است.

شکل 3) اثر درجه ریسکxad گریزی و خطای پیشxad بینی بر کارایی زنجیره تامین با کاهش زمان تحویل

6- 6- جمعxad بندی و نتیجه xadگیری

· کاهش زمان تحویل، به طور کارا دقت پیش xadبینی را افزایش می xadدهد و سیستم قادر به پاسخ سریع نسبت به تقاضای پیش xadبینی نشده در فصل فروش متمرکز برای کالاهای دارای چرخه عمر کوتاه خواهد بود.

· تحت معیار CVaR، تصمیم xadگیرندگان قادر به تعیین مقادیر بهینه زمان سفارش، مقدار سفارش و قیمت عمدهxad فروشی با درنظرگیری تصمیمxad گیرنده ریسک xadگریز و هزینهxad های اضافی کاهش زمان تحویل هستند.

· در حالتی که خردهxad فروش ریسک گریزxadتر و خطای پیش xadبینی بزرگxadتر است، خرده xadفروش تمایل به انتخاب زمان تحویل کوتاه xadتر با وجود قیمت عمده xadفروشی بالاتر دارد.

· زمان تحویل کوتاهxad تر لزوما بهتر نیست. زیرا در حالتیxad که تصمیمxad گیرنده درجه ریسک xadگریزی متوسط داشته باشد و خطای پیش xadبینی کوچک باشد، به دلیل هزینهxad های اضافی ناشی از کاهش زمان تحویل، ممکن است تمایل به کوتاه کردن زمان تحویل نداشته باشد.

· قرارداد تسهیم درآمد، قادر به دستxad یابی به مدل متمرکز و ارتقا پارتویی برای هر دو عضو زنجیره تامین است.

7- پیشنهادات آتی

· قیمت عمده xadفروشی میxadتواند درونxadزا باشد و به مدت زمان تحویل وابسته باشد.

· در نظرگیری سناریوxadهای اطلاعات نامتقارن برای تصمیمxad گیرنده ریسکxad گریز و هزینه کاهش زمان تحویل

· در نظرگیری دو یا چند خرده xadفروش رقیب در مدل کاهش زمان تحویل