همانطور که در شکل ۳-۶ مشخص است، میزان انتشار گازهای گلخانه در ازای حمل مقدار مشخصی از بار، برای سیستمهای مختلف حمل و نقل بیان شده است.
شکل ۳‑۶- جداول استاندارد گازهای آلاینده در وسایل حمل و نقل مختلف |
الگوریتم حل و نتایج محاسباتی
مقدمه
در این فصل، روشهای حل پیشنهادی برای مدلهای ارائه شده در فصل پیش تشریح می شود و با بهره گرفتن از مثالهای عددی و مطالعه موردی اعتبار مدلهای پیشنهادی و کارائی روشهای حل مورد بررسی قرار میگیرد.
روش حل پیشنهادی مدل ۱
از آنجا که مدل برنامه ریزی کلی چند هدفه تصادفی پایدار ارائه شده، یک مسئله دو هدفه عدد صحیح مختلط است و توابع هدف آن در تضاد با یکدیگر هستند، از روش برنامه ریزی توافقی که یکی از روشهای شناخته شده در حوزه تصمیم گیری چندمعیاره برای حل مسائل با توابع هدف متضاد است، استفاده می شود. طبق این روش که در قسمت مرور ادبیات بدان اشاره شد، ابتدا با در نظر گرفتن هر یک از توابع هدف بصورت جداگانه و حل مسئله تک هدفه، جواب بهینه هر یک از توابع هدف را بصورت منفرد بدست میآوریم. در نهایت با فرمول بندی مجدد تلاش میکنیم مجموع قدر مطلق نرمال شده انحرافات بین هر تابع هدف و مقدار بهینه بدست آمده در قدم قبلی کمینه شود. در مدل اول توابع هدف اول و دوم را به ترتیب Z2, Z1 نامگذاری میکنیم و طبق توضیحات فوق مدل پیشنهادی باید به ازای هر دوی این توابع حل گردد. فرض کنید جواب بهینه بدست آمده برای این دو تابع به ترتیب Z2*, Z1* باشند، در این صورت، تابع هدف مسئله Lp-metrics که Z3 نام گذاری شده، بصورت زیر فرموله بندی می شود:
(۴-۱) |
که در آن وزن نسبی دو تابع هدف Z2, Z1 است و ارجحیت تصمیم گیر را نسبت به دو تابع هدف مسئله نشان میدهد. با در نظر گرفتن تابع هدف Z3 و محدودیتهای مدل تصادفی گسترده شده اول، یک مسئله تک هدفه خطی بدست می آید که به راحتی با بهره گرفتن از نرم افزارهای حل مسائل برنامه ریزی ریاضی قابل حل است. نکته حائز اهمیت این است که، چون تعداد سناریوها در مورد مطالعاتی ۴ سناریو فرض شده، مسئله گسترده خطی بدست آمده در زمان قابل قبول حل می شود.
مورد مطالعاتی مدل ۱
در این بخش، یک مورد واقعی از صنعت چوب و کاغذ (شرکت چوکا) مورد بررسی قرار میگیرد و با بکار بردن دادههای شرکت مزبور و استفاده از مدل اول، کاربردپذیری و کارائی آن را مورد بررسی قرار میدهیم.
تشریح مورد مطالعاتی
در سال ۱۳۵۲ شمسی با مشارکت وزارت کشاورزی، سازمان منابع طبیعی و سازمان گسترش و نوسازی صنایع ایران، شرکت صنایع چوب و کاغذ ایران (چوکا) شامل تعدادی جنگل و بخشهای صنعتی با هدف تولید چوب و کاغذ صنعتی در گیلان تأسیس شد. در سال ۱۹۸۶ میلادی به دلیل قانون مصوب کابینه ریاست جمهوری وقت، صنایع چوب جدا شد و به استانهای دیگری نظیر سمنان و خوزستان منتقل گردید.
در حال حاضر مجموع مساحت کارخانههای تولیدی این شرکت تقریباً برابر ۵۰۰ هزار هکتار در قالب ۷۳ طرح جامع مدیریت جنگل و مزارع است. مهمترین اقدامات شرکت را میتوان محافظت، احیای جنگل، توسعه و بهره برداری با در نظر گرفتن شرایط اقتصادی-اجتماعی، ذکر کرد.
ایجاد تجهیزات عظیم در چوکا در سالهای اخیر، و وجود سایر شرکت ها برای تولید چوبهای نوپان و فیبر و انواع فرآیندهای کارگاهی تولید کاغذ، تقاضای روزانه رو به افزایشی را از انواع گوناگون مواد اولیه که بایستی از مکانهای دور و نزدیک فراهم آید، سبب شده است. شکل ۴-۱ با کمی تغییرات زنجیره تأمین این شرکت و شرکتهای وابسته را نشان میدهد.
شکل ۴‑۱- زنجیره تأمین شرکت چوکا (با کمی تغییرات)
شرکت چوکا محصولات مختلفی را تولید مینماید که عبارتند از:
کاغذ فلوتینگ؛ این محصول با عرضهای مختلف تا ۴۴۰ سانتی متر عرضه می شود و با وزن ۱۱۳-۱۲۷ g/m2 تولید می شود.
کاغذ چاپ روزنامه؛ این محصول تا عرض ۶۱۴ سانتی متر برای صنعت چاپ داخل که عمدتاً روزنامه است عرضه می شود. در دو نوع HB و ۸/۴۸ g/m2 تولید می شود.
کاغذ پرینت ۵۰ و ۷۰ گرمی (g/m2).
و ده نوع مواد اولیه مختلف که عمدتاً سلولوزی هستند و عبارتند از:
ساقه پنبه، شاهدانه و کتان با طول الیاف بلند (۱٫۲mm–۶mm)
ساقه گیاهانی نظیر گندم، جو، کنف و غیره
درخت کاج با تنه بلند و درخت چنار با تنه کوتاه
انواعی از کاغذهای بازیافتی و ضایعات کارتون
افق زمانی ۱۲ دوره از مارس ۲۰۰۹ تا مارس ۲۰۱۰ در نظر گرفته شده است.
مطابق شکل ۴-۱ این شرکت سه سایت اصلی دارد که در نزدیکترین مکان ممکن نسبت به نقاط مشتری و تأمین کنندگان واقع شده اند. تأمین کنندگان بصورت جغرافیایی در سرتاسر کشور پراکنده اند و در مناطقی نزدیک به جنگل ها واقع شده اند. اطلاعات مربوط به سایت ها و نقاط مشتری و نیز کارخانجات در جداول ۴-۱ تا ۴-۱۱ آمده اند. تعداد سایت ها، نقاط تقاضا، تأمین کنندگان عمده، محصولات، مواد اولیه، دوره ها و سناریوها به ترتیب برابر ۳، ۴، ۴، ۵، ۱۰، ۱۲ و ۴ میباشد. هزینه های مرتبط با نیروی انسانی به تفکیک سایت در جداول ۴-۱ و ۴-۲ ارائه شده است. جدول ۴-۳ زمان تولید را برای هر یک از محصولات نشان میدهد. همین طور هزینه نگهداری و موجودی ابتدای دوره برای هر محصول در هر سایت نشان داده شده است. پیش بینی تقاضای بازار در جدول ۴-۴ آمده است. در جدول ۴-۵ سطح نیروی انسانی ابتدای دوره برنامه ریزی و ظرفیت انبارش هر یک از سایت ها نشان داده شده است. اوقات عادی و اضافه کاری و نیز ظرفیت برونسپاری برحسب واحد زمانی در جدول ۴-۶ ارائه شده است. ضریب مصرف مواد اولیه مختلف در جدول شماره ۴-۷ آمده است. هزینه و ظرفیت تدارک مواد اولیه توسط تأمین کنندگان مختلف در جدول ۴-۸ بیان شده است. جداول ۴-۹ و ۴-۱۰ هزینه های حمل و نقل و زمان تدارک بین تأمین کنندگان و تولید کنندگان و نیز بین تولیدکنندگان و نقاط مشتری را نشان میدهد. جدول ۴-۱۱ هزینه کمبود و قیمت فروش محصولات را در نقاط مختلف عرضه نشان میدهد.
با توجه به اطلاعات فوق در نظر گرفتن چهار سناریو شامل خوش بینانه با احتمال وقوع ۰٫۲۵، محتمل ترین با احتمال وقوع ۰٫۵، بدبینانه با احتمال وقوع ۰٫۱۵ و بسیار بدبینانه با احتمال وقوع ۰٫۱، مسئله برنامه ریزی تولید کلی چند هدفه تصادفی پایدار سه مرتبه هر بار با توابع هدف Z3 ,Z2 ,Z1 حل می شود. تابع هدف اول مجموع وزنی امید ریاضی و تغییرپذیری زیان کل سیستم تولیدی و زنجیره تأمین بعلاوه مضربی از جریمه انحراف از موجه شدن مدل تحت سناریوهای مختلف را کمینه مینماید. تابع هدف دوم مجموع وزنی امید ریاضی و تغییرپذیری مجموع بیشینه کمبودها در میان همه نقاط مشتری در همه دوره ها را کمینه مینماید. تابع هدف سوم، تابع Lp-metrics است و در آن دو تابع هدف مزبور و بهترین مقادیر آن ها (Z1*, Z2*) گنجانده شده اند و تلاش مینماید تا بر اساس وزنهای نسبی ارجحیت که توسط تصمیم گیر انتخاب می شود کمترین انحراف این دو تابع را از بهترین مقادیرشان ارائه دهد و این کار را از طریق برقراری یک تعادل نسبی بین هزینه های کل سیستم تولیدی و زنجیره تأمین و رضایتمندی مشتریان انجام دهد بنحویکه جواب بدست آمده بیشترین مقاومت را در برابر نوسانات تصادفی تقاضا و سایر پارامترهای احتمالی مسئله داشته باشد.