کنترل موجودی محصولات فسادپذیر در یک سیستم VMI با قابلیت جایگزینی محصولات ناموجود: رویکرد برنامه ریزی پویا تصادفی (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
مقدمه و اهداف: درنظرگرفتن خاصیت فسادپذیری و همچنین قابلیت جایگزینی، یکی از مهم ترین چالش های طراحی و بهینه سازی تصمیمات سیستم های مدیریت موجودی توسط فروشنده (VMI) است. این چالش زمانی بیشتر موردتوجه قرار می گیرد که در تقاضا محصول عدم قطعیت وجود داشته باشد. بر این اساس، هدف اصلی این پژوهش، ارائه رویکرد برنامه ریزی پویا تصادفی برای کنترل بهینه تصمیمات در این سیستم های VMI با عدم قطعیت پویا تقاضا است که توسط آن سطح سفارش دهی و موجودی محصولات فسادپذیر در شبکه دوسطحی شامل فروشنده و خریداران بهینه می شود.روش ها: پس از تعریف مسئله موردنظر این پژوهش در توسعه سیستم های VMI، با توجه به عدم قطعیت و خاصیت فسادپذیری، مسئله در یک چارچوب چنددوره ای مدل سازی شده و از رویکرد برنامه ریزی پویا تصادفی(SDP) برای فرمولاسیون آن استفاده می شود. در مدل پیشنهادی، تابع هدف، بیشینه کردن سود انتظاری است که در آن هزینه های مختلف ازجمله سفارش دهی و نگهداری به حساب می آید که هزینه نگهداری وابسته به عمر باقی مانده محصول است؛ به این معنا که هرچه محصول به پایان عمر خود نزدیک شود، هزینه نگهداری آن افزایش می یابد. مدل SDP پیشنهادی این پژوهش به شیوه بازگشتی اجرا می شود و از نرم افزار متلب برای پیاده سازی آن استفاده می شود. هر مرحله از مدل SDP به صورت یک مدل بهینه سازی ساده تر خطی است که با حل کننده CPLEX به صورت کارا حل می شود. یافته ها: نتایج عددی نشان دهنده کارایی روش SDP برای حل این مسئله است و با استفاده از آن می توان با کنترل هزینه های مختلف در یک سیستم VMI و تصمیمات بهینه در مراحل مختلف تحت هر وضعیت، سود در پایان دوره های زمانی را بهبود داد. جایگزینی کالا در صورت مواجهه با کمبود موجب می شود که نخست در صورت کمبود در یک مرکز و ناتوانایی تأمین کننده برای تأمین آن، مرکز، موجودی مازاد خود را عرضه کند تا از کمبود جلوگیری شود. دوم، درصورتی که موجودی انبار یک مرکز توزیع به تاریخ انقضا نزدیک شود، از فساد آن جلوگیری می شود. به طورکلی این امکان موجب کاهش هزینه های کمبود و هزینه فسادپذیری می شود. نتایج مرتبط با طول عمر محصول نشان می دهد که در صورت لحاظ کردن طول عمر باقی مانده محصول در سیستم کنترل موجودی مبتنی بر سیستم VMI می توان از اطلاعات بین لایه توزیع و تأمین برای کاهش قیمت، جابه جایی موجودی آن به یک مرکز دیگر و حتی تغییر سیاست کنترل موجودی استفاده کرد تا نه تنها از فسادپذیری محصول جلوگیری شود، بلکه از هزینه های کمبود و سفارش دهی مجدد نیز کاسته شود. برای مدل کردن این ویژگی، ابتدا یک طول عمر کامل برای هر محصول تازه تأمین شده و سپس یک مجموعه دوره تعریف می شود. به ازای هر دوره برنامه ریزی، درصورتی که محصول به مشتری نهایی تحویل داده نشود (موجودی انبار باشد)، عمر باقی مانده آن یک دوره/ روز از عمر اولیه تعریف شده کسر می شود و به مرور از حالت تازه خارج و در دسته محصولات کهنه قرار می گیرد که مشمول کاهش قیمت می شود؛ همچنین درنتیجه مقایسه مدل پیشنهادی با لحاظ کردن قابلیت جایگزینی، نسبت به حالتی که کمبود در نظر گرفته نمی شود، ملاحظه می شود که بهبود 5/10 درصدی در سود ایجاد می شود.نتیجه گیری: در مدیریت سیستم های VMI مدرن، در نظر گرفتن پویایی در رفتار تقاضا و عدم قطعیت مرتبط با آن بسیار حائز اهمیت است و می تواند بر سود بنگاه ها بسیار تأثیرگذار باشد. رویکرد SDP با در نظر گرفتن سناریوهای محتمل عدم قطعیت تقاضا، امکان ایجاد جایگزینی و نهایتاً توجه به طول عمر محصول، تصمیمات بهینه در وضعیت های مختلف را فراهم می آورد و نه تنها ریسک تصمیم گیری را کاهش می دهد که موجب می شود سود نهایی نسبت به مدل های مقدار اسمی و مدل های کلاسیک در مبانی نظری بهبود قابل ملاحظه ای داشته باشد.Inventory Control of Perishable Products in a VMI System with the Ability of Replacing Unavailable Products: Stochastic Dynamic Programming Approach
Introduction: Considering the perishability and substitutability of products are among the most significant challenges in the design and optimization of decision-making in Vendor Managed Inventory (VMI) systems. This challenge becomes more pronounced when there is uncertainty in product demand. Therefore, the primary objective of this research is to present a stochastic dynamic programming approach for optimal control of decisions in VMI systems with dynamic demand uncertainty, optimizing the ordering levels and inventory of perishable products in a two-tier network including vendors and buyers.Methods: After defining the problem of interest in developing VMI systems, considering demand uncertainty and product perishability, the problem is formulated in a multi-period modeling framework, and a stochastic dynamic programming (SDP) approach is used for its formulation. In the proposed SDP model, the objective function is to maximize expected profit by taking into account various costs such as ordering and holding, where the holding cost is dependent on the remaining product life; meaning that as the product approaches its expiration date, the holding cost increases. The proposed SDP model is executed in a recursive manner, and MATLAB software is used for its implementation. Each step of the SDP model is a simpler linear optimization model that is efficiently solved using the CPLEX solver.Results and discussion (Findings): Numerical results demonstrate the computational effectiveness of the SDP method in solving this problem. Using this approach, it is possible to control different costs in a VMI system and make optimal decisions at different stages under any state, thereby improving profit at the end of the time periods.Product substitution in the event of a shortage ensures that, firstly, in the case of a shortage at one center and the supplier's inability to replenish, the center offers its excess inventory to prevent the shortage. Secondly, if the inventory in a distribution center approaches its expiration date, spoilage is prevented. Therefore, the substitution capability generally leads to a reduction in shortage costs and spoilage costs. Results related to product shelf life indicate that by considering the remaining shelf life of products in a VMI-based inventory control system, information between the distribution and supply layers can be used to reduce prices, transfer inventory to another center, and even change inventory control policies to not only prevent product spoilage but also reduce shortage and reordering costs. To model this feature, a full shelf life is initially defined for each newly supplied product, and then a set of periods is defined. For each planning period, if the product is not delivered to the end customer (remains in inventory), one period/day is deducted from the initially defined shelf life, and over time, it moves from a fresh state to the category of older products, which are subject to price reductions. Furthermore, comparing the proposed model with substitution capability in the case of a shortage to the case where a shortage is not considered, it is observed that there is a 10.5% improvement in profit.Conclusion: In the management of modern VMI systems, considering the dynamism in demand behavior and the associated uncertainty is very important and can significantly affect the profitability of enterprises. This importance is doubled when the system in question is managed for the inventory control of perishable products. The SDP approach, by considering potential scenarios of demand uncertainty, enabling substitution, and ultimately paying attention to product shelf life, provides optimal decisions in different situations and not only reduces the risk of decision-making but also leads to a noticeable improvement in final profit compared to nominal quantity models and classical optimization models in the literature.
تبلیغات
