bew180

1-8) قلمرو تحقیق
یک تحقیق علمی باید دارای حدود و شمول تا حد امکان مشخصی باشد ، زیرا تعیین حدود منطقی و صحیح به دقت علمی و ارزش علمی پژوهش خواهد افزود . این محدوده مشخص می نماید که پژوهشگر از لحاظ موضوعی ، مکانی و زمانی تحقیق را به چه نحو اجام داده است و تا چه حد توانسته متغیرهای مربوطه را در کنترل داشته باشد . بنابر این مطالب مذکور قلمرو تحقیق حاضر را می توان از سه نظر مورد توجه قرار داد :
الف) قلمرو موضوعی
قلمرو موضوعی پژوهش حاضر در حوزه علم مدیریت بازاریابی بوده و بررسی های انجام شده حول محور شیوه های مدیریت زنجیره تأمین هم از طریق ارتباط مستقیم و هم با استفاده از یک متغیّر میانجی با عنوان مزیّت رقابتی بر عملکرد سازمانی شرکتهای تولیدی قطعات خودروئی می باشد .
ب) قلمرو مکانی
جامعه آماری این پژوهش تمامی شرکتهای تولیدی قطعات خودروئی هستند که دارای گرید ارتقاء یافته شرکتهای خودروسازدر کل کشورمی باشند .
ج) قلمرو زمانی
قلمرو زمانی مورد بررسی زمستان 1391 و بهار و تابستان 1392 می باشد .
فصل دوم

مروری بر ادبیات تحقیق
بخش اول : عملکرد
بخش دوم : مبانی و مفاهیم مدیریّت زنجیره تآمین
بخش سوم : مبانی و مفاهیم مزیّت رقابتی
بخش چهارم : پیشینه تحقیق
بخش اول

عملکرد
2-1-1)مقدمه
مسیر توسعه و تکامل سازمانها با تکامل خواسته ها ، نیازها ، علایق و آمال بشر همراه است . اگرچه سازمانها در طول زمان ایفاء کننده نقش ها و ماموریت های مختلفی بوده اند اما در دوره معاصر کارکرد آنها بسیار گسترده شده و انتظاراتی که از ایشان میرود به طور مداوم در حال ازدیاد است . توفیق در پاسخگوئی به این انتظارات نیازمند ایجاد ارتباطی تنگاتنگ ، مستمر و موثر بین فرایندهای سازمانی و انتظارات ذکر شده می باشد . همچنین در دنیای رقابتی امروز سازمانها در هر محیطی که فعالیت نمایند دائما" نیازمند بهبود عملکرد بوده و باید تمام تلاش خود را در جهت دستیابی به تعالی عملکرد به کار گیرند ، لذا اهمیت پرداختن به عملکرد از سوی مدیریت به عنوان یک وظیفه اساسی مطرح است . سازمانها به چند دلیل از ارکان ضروری زندگی انسانها محسوب می شوند ، آنها به جامعه خدمت می کنند ، جریانی از دانش و آگاهی را ارائه می کنند که می تواند زمینه ساز توسعه فردی و رشد و سعادت بشر گردد . امروزه توجه فزاینده ای به ابعاد مختلف سازمانها از جمله فرایند ، سیستم ها و به ویژه آنچه سازمانها بدان دست می یابند (عملکرد) میشود . عملکرد را انجام دادن کاری با قصد و نیت قبلی معرفی کرده اند ، عملکرد نتیجه یک عمل خاص می باشد . می توان گفت یکی از موضوعات اصلی در تجزیه و تحلیل های سازمانی ، عملکرد است و بهبود آن نیز مستلزم اندازه گیری است و از این رو سازمانی بدون سیستم ارزیابی عملکرد قابل تصور نیست .
در این فصل پس از تشریح مفهوم و ابعاد عملکرد چند نمونه از مدلهای سنجش عملکرد ارائه میشود و در خصوص چگونگی طراحی سیستم ارزیابی عملکرد صحبت خواهد شد و در نهایت هم به تعریف و تشریح و نحوه سنجش آن خواهیم پرداخت . پس از آن در بخش بعدی این فصل زنجیره تامین و مدیریت بر آن تعریف و تشریح شده و سپس مزیت رقابتی و تاثیر آن برعملکرد سازمانی مورد بررسی قرار می گیرد .
2-1-2) تشریح مفهوم عملکرد
متغیّر وابسته در این پژوهش عملکرد سازمانی است. عملکرد سازمانی یکی از مهم ترین سازه های مورد بحث در پژوهشهای مدیریتی است و بدون شک مهمترین معیار سنجش موفقیت در شرکت های تجاری به حساب می آید. ولی به طور کلی در خصوص این که متغیرها و شاخصهای عملکرد سازمانی کدامند، هنوز توافق نظر کاملی در بین صاحب نظران وجود ندارد.
در ضرورت و تشریح و تعریف مفهوم واژه عملکرد آنچه حائز اهمیت است این است که تنها با تعریف و تشریح عملکرد است که می توان آن را ارزیابی یا مدیریت نمود . هولتون و بتنز خاطر نشان کرده اند که عملکرد یک ساختار چند بعدی است که ارزیابی آن بسته به انواع آن مختلف است ، ایشان همچنین به این موضوع که هدف ، ارزیابی نتایج عملکرد است یا رفتار ، اشاره می نمایند . در خصوص چیستی عملکرد نگرش های متفاوتی وجود دارد . از نظر فردی ، عملکرد سابقه موفقیتهای یک فرد است . کین معتقد است که عملکرد چیزی است که فرد به جای می گذارد و جدای از هدف است .
برنادین و همکارانش معتقدند که عملکرد باید به عنوان نتایج کار تعریف شود ، چون نتایج قوی ترین رابطه با اهداف استراتژیک سازمان ، رضایت مشتری و نقش های اقتصادی دارد . در فرهنگ لغت آکسفورد عملکرد بصورت انجام ، اجرا ، تکمیل ، انجام کار سفارش یا تعهد شده تعریف شده است . این تعریف به خروجیها و نتایج برمیگردد و در عین حال عنوان عملکرد در مورد انجام کار نیز نتایج حاصله از ان می باشد . بروم راچ معتقد است که عملکرد هم به معنای رفتارها و هم به معنای نتایج است . رفتارها از فرد اجرا کننده ناشی میشوند و عملکرد را از یک مفهوم انتزاعی به عمل تبدیل می کنند . رفتارها فقط ابزارهائی برای نتایج نیستند ، بلکه به نوعی خود نتیجه به حساب می آیند و می توان جدای از نتایج در مورد آنها قضاوت کرد . این تعریف از عملکرد منجر به این نتیجه گیری میشود که همگام مدیریت عملکرد ، گروهها و افراد هم ورودی ها (رفتارها) و هم خروجی ها(نتایج) باید در نظر گرفته شود . هارتل این مدل را مدل ترکیبی مدیریت عملکرد می نامد . این مدل سطوح توانائی یا شایستگی و موفقیتها را همانند هدف گذاری و بازبینی اهداف پوشش می دهد (آرمسترانگ ،1385،ص3-4).
2-1-3)ارزیابی و سنجش عملکرد
ارزیابی عملکرد فرایندیست که به سنجش و اندازه گیری ، ارزش گذاری و قضاوت درباره عملکرد طی دوره ای معین می پردازد(رحیمی، 1385، ص 33) . ارزیابی عملکرد عبارتست از اندازه گیری عملکرد از طریق مقایسه وضع موجود با وضع مطلوب یا ایده آل بر اساس شاخص های از پیش تعیین شده که خود واجد ویژگی های معین باشد . به طور کلی نظام ارزیابی عملکرد را می توان فرایند سنجش و اندازه گیری و مقایسه میزان و نحوه دستیابی به وضعیت مطلوب با معیارها و نگرش معین در دامنه و حوزه تحت پوشش معین با شاخص های معین و در دوره زمانی معین با هدف بازنگری ، اصلاح و بهبود مستمر آن می باشد(تولائی،1386،ص11).
در این راستا نیلی و همکارانش اندازه گیری عملکرد را به عنوان فرایند کمی سازی فعالیت تشریح می کنند . در این تعریف اندازه گیری ، فرایند کمی سازی است و فعالیت با عملکرد مرتبط است . یکی از نیازهای هر سیستم ارزیابی عملکرد وجود یک زمینه شفاف بین شاخصهای عملکرد در سطوح سلسله مراتبی مختلف سازمان است به گونه ای که هریک از واحدها در جهت رسیدن به اهداف یکسان تلاش کنند . اجرای موثر برنامه ها و ارزیابی عملکرد در هر سازمانی ضروری است . عملکرد سازمان مقصود شیوه ای است که سازمان بتواند کارها یا وظایف خود را به نحو عالی انجام دهد (روستا ، 1383،ص25).
پیچیدگی محیط در عرصه رقابتی سبک و کارو افزایش انتظارات مشتریان ، ضرورت آگاهی از نقاط ضعف و قوت سازمان و بهبود مستمر بهره وری را بیش از پیش اشکار نموده است . از این رو یکی از دغدغه های اساسی سازمان های امروز دستیابی به یک شیوه ارزیابی عملکرد جامع قابل انعطاف پذیر و اعتماد است تا با توسل بر آن ، اطلاعات دقیق و کافی از جایگاه امروز خویش به دست آورند و با نگاه به آینده از خطاهای گذشته درس بگیرند (Lord Kelvin,1999).
ارزیابی عملکرد به مجموعه اقدامات و اطلاعاتی اطلاق میشود که به منظور افزایش سطح استفاده بهینه از امکانات و منابع در جهت دستیابی به اهداف به شیوه ای اقتصادی توام با کارائی و اثربخشی صورت میگیرد .به طوری که ارزیابی عملکرد در بعد سازمانی معمولا" اثربخشی فعالیتها است . منظور از اثربخشی ، میزان دستیابی به اهداف و برنامه ها با ویژگی کارا بودن فعالیتها و عملیات است . به طور کلی نظام ارزیابی عملکرد را می توان فرایند سنجش و اندازه گیری و مقایسه میزان و نحوه دستیابی به وضعیت مطلوب دانست ( عفتی داریانی و دیگران، 1386،ص5).
ادوارد دمینگ بر این امر تاکید دارد که کلید فرایندهای کسب و کار می بایست بخشی از سیستم ارزیابی همراه با چرخه بازخور باشند . ژاک فتیزانز بر این باور است که ارزیابی هر فرایند کاری ، امری ضروری است
در دیدگاه سنتی مهمترین هدف ارزیابی ، قضاوت و ارزیابی عملکرد مورد نظر می باشد . در حالی که در دیدگاه مدرن ، فلسفه ارزیابی بر رشد ، توسعه و بهبود ظرفیت ارزیابی شونده متمرکز شده است . سایر تفاوتهای این دو دیدگاه را می توان به صورت زیر بیان نمود(عفتی داریانی و دیگران، 1386،ص10-11):
نقش ارزیابی کننده : در دیدگاه سنتی ، ارزیابی کننده قضاوت و ارزیابی کرده و نقش قاضی را ایفا می کند اما در دیدگاه نوین ، ارزیابی کننده هادی و مشورت دهنده است .
دوره ارزیابی : در دیدگاه سنتی تمرکز بر عملکرد گذشته قرار گرفته است ولی در دیدگاه مدرن تمرکز به دیدگاه آینده و بهبود امور می باشد .
هدف : در دیدگاه سنتی هدف کنترل ارزیابی شونده مچگیری است و اعمال سبک دستوری و محاکمه ای از ویژگیهای بارز آن به شمار می آید ، در حالی که در دیدگاه مدرن هدف ، آموزش ، رشد و بهبود افراد و سازمان است .
به نظر میرسد ارزیابی دستگاهها و کارکنان بر اساس نگرش نوین در مقایسه با نگرش سنتی از تفاوتهای اساسی در ابعد مختلف برخوردار است . پیامد وجود نظام ارزیابی مبتنی بر دیدگاه نوین ، بهبود رضایت ، ارتقاء سطح کارکرد و نهایتا" اثربخشی فعالیتهای سازمان خواهد بود(عفتی داریانی و دیگران، 1386،ص12).
2-1-4) فرایند ارزیابی عملکرد
مسئله ارزیابی عملکرد سالیان متمادی است که محققان و کاربران را به چالش واداشته است ، سازمانهای تجاری در گذشته تنها از شاخص های مالی به عنوان ابزار ارزیابی عملکرد استفاده میکردند تا اینکه کاپلان و نورتن در اوایل دهه 1980 سیستم های حسابداری مدیریت را برای ارزیابی عملکرد سازمانها نمایان ساختند ،که این ناکارائی ناشی از افزایش پیچیدگی سازمانها ، پویائی محیط و پیچیدگی بازار بود(Kaplan&Norton,1992,pp9-71). استفاده از سیستم های ارزیابی عملکرد که تنها بر شاخص های مالی متکی هستند می تواند موجب بروز مشکلاتی برای سازمان شود (Ghalayini,Noblea&Crowe,1997) . نواقص و کمبودهای سیستم های سنتی ارزیابی عملکرد به انقلابی در مدیریت عملکرد منجر شد به طوری که محققان و کاربران به سمت خلق سیستمهای نوین ارزیابی عملکرد حرکت کردند تا اهداف و محیط فعلی را مورد توجه قرار دهند ، بدین ترتیب فرایندهای ارزیابی متعدد برای استفاده سازمانهای مختلف ایجاد گردید . بهبود مستمر عملکرد سازمانها ، نیروی عظیم هم افزائی ایجاد می کند که این نیروها می توانند پشتیبان برنامه رشد و توسعه و ایجاد فرصتهای تعالی سازمانی شود . دولتها ، سازمانها و موسسات تلاش جلوبرنده ای را در این مورد اعمال می کنند . بدون بررسی و کسب آگاهی از میزان پیشرفت و دستیابی به اهداف و بدون شناسائی چالشهای پیش روی سازمان و کسب بازخور و اطلاع از میزان اجرای سیاستهای تعیین شده و شناسائی مواردی که به بهبود جدی نیاز دارند ، بهبود مستمر عملکرد میسر نخواهد شد . تمامی موارد مذکور بدون اندازه گیری و ارزیابی امکان پذیر نیست ، هرفرایندی شامل مجموعه ای از فعالیتها و اقدامات با توالی و ترتیب خاص ، منطقی و هدفدار می باشد. در فرایند ارزیابی عملکرد نیز هر مدل و الگوئی که انتخاب شود رعایت نظم و توالی و فعالیتهای ذیل در آن ضروری می باشد (رحیمی،1385،ص 41-42).
تدوین شاخص ها و ابعاد و محورهای مربوطه و تعین واحد سنجش انها .
تعیین وزن شاخصها به لحاظ اهمیت آنها و سقف امتیازات مربوطه .
استاندارد گذاری و تعیین وضعیت مطلوب هر شاخص .
سنجش و اندازه گیری از طریق مقایسه عملکرد واقعی پایان دوره ارزیابی با استاندارد مطلوب از قبل تعیین شده
هر تلاشی که به منظور دستیابی به موفقیت صورت میگیرد باید دارای چهارچوبی باشد و بهبود عملکرد سازمانی باید بر آگاهی فرایندی باشد که چرخه عملکرد نامیده می شود ، بنابراین برنامه بهبود عملکرد سازمانی باید از اندازه گیری عملکرد و بعد ارزیابی عملکرد شروع نماید .
اندازه گیری عملکرد

بهبود
عملکرد

ارزیابی عملکرد

برنامه ریزی بهبود عملکرد

شکل 2-1) چرخه عملکرد (الهی ،1378، ص 53)
2-1-5) مدلهای سنجش و ارزیابی عملکرد
موفقیت استراتژی های هر شرکت در عملکرد آن شرکت منعکس می گردد ، عملکرد یک شرکت میزان موفقیت یک شرکت در خلق ارزش برای قسمتهای مختلف بازار است . در نهایت عملکرد شرکت بر اساس دستیابی به اهداف کسب و کار از طریق واحدهای مختلف شرکت تعیین می شود ، شرکتهای با عملکرد مطلوب ارزش را در طول زمان خلق می نمایند . این امر در شرکتهای با عملکرد نامطلوب صورت نمی گیرد . قسمتهای مختلف بازار به دنبال ارزش های مختلفی هستند . بنابراین ، خلق ارزش و عملکرد شرکت تنها از منظر قسمتهای مختلف بازار قابل ارزیابی است . عوامل کلیدی ارزش افزائی از منظر عملکرد شرکت عبارتند از 1) مشتریان 2) تامین کنندگان 3) مالکان و اعتبار دهندگان . سه گروه ذکر شده مبادلاتی را از طریق بازار با شرکت انجام می دهند ، بدین ترتیب که مشتریان کالا و خدمات را در بازار خریداری می نمایند . تامین کنندگان محصولات و خدمات را از طریق بازارهای عامل به شرکت می فروشند و نیز مالکان و اعتبار دهندگان سهام شرکت یا اسناد بدهی را از طریق بازارهای مالی به فروش میرسانند(سایمونز، 1385، ص 249-250).
شاید بتوان دلایل وجود مدلهای متفاوت برای ارزیابی عملکرد را به این صورت عنوان نمود که تمامی آنها به نحوی ایجاد ارزش می کنند و هر کدام ازدیدگاه خاصی به عملکرد می نگرند . این روش به مدیران کمک می کنند تا بتوانند به بهبود عملکرد سازمان کمک کنند . به همین دلیل مدلهای مختلفی جهت ارزیابی عملکرد طراحی شده است که به شرح زیر می باشد :
سیستم اندازه گیری عملکرد AMBITE
فرایند الگو سازی
سیستم اندازه گیری عملکرد ECOGRAI
الگوی کارت امتیازی متوازن (BSC)
مدل مالکوم بالدریج(MB)
محققین مختلف برای سنجش عملکرد از مولفه های متفاوتی استفاده نموده اند و هیچ رویه ثابت یا مشابهی در این زمینه دیده نمیشود و رویه معمول به این است که در ابتدا چند مولفه در ارتباط با عملکرد انتخاب شده و سپس به روش عینی یا ذهنی و تحت یک سئوال هریک از مولفه ها را می سنجند(بختیاری ، 1386،ص38).
یک معیار عینی می تواند به صورت مستقل ارزیابی و تائید شود . در مقابل معیارهای ذهنی را نمیتوان بصورت مستقل ارزیابی نمود و در واقع بر قضاوت فرد فرد انسانها متکی هستند . یک معیار کامل تمامی جنبه های موفقیت را در بر می گیرد(سایمونز،1385، ص33-34).
بنابراین می توان گفت اگرچه عملکرد می تواند معانی متفاوتی داشته باشد اما بطور عمده از 2 دیدگاه می توان به آن نگریست : نخست مفهوم ذهنی که در وحله اول مرتبط است با عملکرد شرکتها نسبت به رقبای آنها ، دوم مفهوم عینی است که بر پایه اندازه گیری مطلق عملکرد است (Sin,2005,P564-565) .
در گذشته عمدتا" شاخص های مالی مستقیما" از سازمانها یا از منابع ثانویه به دست می آمدند . بعدها به قضاوت داورانه پاسخگویان داخلی و خارجی سازمان گرایش پیدا شد . آنها اغلب هر دو شاخص مالی ، عملیاتی و تجاری را تحت پوشش قرار می دادند . در برخی از مطالعات نوعی سازگاری قوی بین معیارهای عینی و ذهنی یافت شد اما برخی دیگر از مطالعات تفاوتهائی را بین این دو رویکرد تشخیص دادند، معیارهای عینی عملکرد به سختی حاصل می شوند و یا این که پایائی کافی ندارند (Gonzalaes&Benito,2005,P802) . شاخص های عینی عملکرد سازمانی، شاخص هایی است که به صورت کاملاً واقعی و براساس داده های عینی اندازه گیری می شود. از جمله شاخص های عینی عملکرد سازمانی می توان به شاخص های سودآوری نظیر بازده دارایی، بازده حقوق صاحبان سهام، بازده سرمایه گذاری، و سود هر سهم بازده سهام، اشاره کرد(ابزری و دیگران ،1388).
رویکرد ذهنی اندازه گیری ابعاد عملکرد از قبیل ارزش نام تجاری یا رضایت مشتری را تسهیل می کند . اندازه گیری ذهنی همچنین تجزیه و تحلیل مقطعی داده های مربوط به بخشها و بازارها را تسهیل مینماید(Gonzalaes&Benito,2005,P802) .
شاخص های ذهنی عملکرد سازمانی بیشترشاخص هایی را شامل می شود که برمبنای قضاوت گروه های ذینفع سازمان شکل می گیرد. از جمله این شاخص ها می توان به رضایت مندی مشتری، رضایت مندی کارکنان، موفقیت در ارائه محصولات جدید و غیره اشاره کرد(ابزری و دیگران ،1388).
به دلیل انکه عملکرد می تواند در مقایسه با اهداف شرکت یا اهداف رقبایش قابل اندازه گیری شود . ارزیابی ذهنی همچنین باعث میشود که اثرات آهسته و ویژه ی استراتژی سازمان در نظر گرفته شوند . این امر موجب میگردد که دریابیم عملکرد ذهنی نسبت به عملکرد عینی معیار مناسبتری برای سنجش عملکرد است .(Gonzalaes&Benito,2005,P802) .
پژوهشگران در مطالعات مربوط به عملکرد ، مولفه های مختلفی را برای سنجش آن بکار برده اند . معدودی از پژوهشگران مولفه هائی از عملکرد که با یکدیگر مرتبط هستند را در گروههائی جای داد ه و آنها را نام گذاری کرده اند . به عنوان مثال پلهام مولفه های عملکرد را در سه دسته جای داده است (بختیاری ، 1385،ص38)
شامل مولفه های کیفیت محصول ، موفقیت محصول جدید ، نرخ حفظ مشتری .
رشد/ سهم : شامل مولفه های سطح فروش ، نرخ رشد فروش ، سهم بازار .
سودآوری : شامل مولفه های نرخ بازده ویژه (ROE)، نرخ بازگشت سرمایه ، حاشیه سود ناویژه .
چیکوان نیز مولفه های عملکرد را در 2 دسته قرار داده که عبارتند از (بختیاری،1385،ص38):
عملکرد بازار : مشتمل بر مولفه های حفظ مشتری و جذب مشتری جدید .
عملکرد مالی : مشتمل بر مولفه های نرخ بازده دارائی ، سهم بازار و رشد فروش .
پاینگراکیس و نئودوریدس در یکی از مطالعات خود عملکرد شرکت را در مقایسه با رقبای عمده آن در سه سال گذشته به وسیله 2 دسته از شاخصها شامل (Panigyrakis,2007,P.140) :
شاخص های عملکرد مالی : فروش نهائی، نرخ رشد فروش ، حاشیه سود ناخالص.
شاخص های عملکرد غیرمالی : سهم بازار ، بهره وری ، زمان و دوره عمر سهام که مجموعا" جزء شاخص های ذهنی و غیر مستقیم بودند را مورد سنجش قرار دادند .
ونکاترامان و رامانجوام یک طبقه بندی دو بعدی را پیشنهاد نمودند . در یک سمت آنها بین شاخص های مالی و عملیاتی و در سمت دیگر بین منابع اولیه و منابع ثانویه اطلاعات ، تمایز قائل شدند.
معیارهای مالی در ارتباط با معیارهای حسابداری و عملکرد اقتصادی اشاره می کنند . داده ها برای معیارهای اولیه مستقیما" از داخل سازمان جمع آوری می شوند در حالی که داده ها برای معیارهای ثانویه از پایگاه داده های خارجی جمع آوری میگردند(Gohzales-Benito,2005,P802).همچنین بنیتو از سه معیار عینی عملکرد به نامهای فروش ، سود و نرخ بازده دارائی ها(ROI) استفاده کرد که فروش تمرکز بر اثربخشی شرکت در جذب تقاضا داشت که این امر می توانست شاخصی برای موفقیت بازار باشد(Gohzales-Benito,2005,P802). هالت ، توماس، کتچن و اسلی تر بازده سرمایه گذاری ، بازده دارائی ها و بازده حقوق صاحبان سهام را به عنوان معیارهای عملکرد به کار گرفته اند. در حالیکه دوبنی و لافمن از بازده سرمایه گذاری به عنوان معیار عملکرد استفاده کرده اند.
در یک مطالعه در سال 2008 تیلور و دیگران معیارهائی چون بهبود کیفیت خدمات ، کاهش هزینه های تولید ، سازگاری محصول با تقاضای مشتری و سطوح سازگاری خدمات را به عنوان معیارهای عملکرد به کار برده و خاطر نشان می کنند که این متغیرهای فرعی از بین متغیرهائی انتخاب می شوند که وابستگی بیشتری به رابطه بین عرضه کنندگان و فروشندگان در بازارهای صنعتی داشته و به وسیله کارشناسان صنعت نشان داده شده اند(Taylor,2008,P.4).
سینک و رانچورد نیز در تحقیق خود بر روی صنعت قطعه سازی خودرو در انگلستان ، ضمن استفاده از رویکرد ذهنی ، دلیل این امر را سختی در حصول داده های عینی از منابع مستند و عدم دسترسی عمومی به آن به دلیل مخالفت شرکتها جهت بروز این اطلاعات محرمانه دانسته و با این وجود ایشان 5 شاخص عملکرد را برای اندازه گیری عملکرد تجاری مورد ملاحظه قرار دادند که به شرح زیر می باشد :
حفظ مشتری
سهم بازار
موفقیت محصول جدید
بازده دارائی ها
رشد فروش
این 5 شاخص به وسیله مقیاس طیف 7 گزینه ای لیکرت از" 1= خیلی مخالف " تا "7= خیلی موافق" درجه بندی شده است (SING,2004,P138-139).
الاواریتا و فریدمن عملکرد شرکت را در دو قسمت کلی ، شرکت و عملکرد محصول جدید متمایز ساخته اند ، که در مورد عملکرد کلی شرکت از معیارهای نرخ رشد سهم بازار و جایگاه رقابتی شرکت در مقایسه با سایر رقبا در طی سه سال گذشته استفاده نمودند . ایشان برای عملکرد محصول جدید نیز معیارهای موفقیت در فروش کلی محصول جدید ، سود آوری ، سهم بازار و خلاقیت را پیشنهاد کرده اند (Olararieta,2008). آلبرت و نورا عملکرد سازمانی را از طریق سهم بازار، میزان رشد فروش اندازه گیری کرده اند که اطلاعات آن به صورت (ROI) ونرخ بازگشت سرمایه ذهنی از طریق پاسخگویی مدیران سازمان به سؤالات پرسشنامه و با مقیاس لیکرت به دست آمده است. آلفرد و پلهارن نیز برای انداز هگیری عملکرد سازمانی از سه معیار اثربخشی سازمانی،کیفیت نسبی محصولات ، موفقیت در ارائه محصولات جدید، توانایی سازمان درحفظ مشتریان،( سهم و رشد بازار )سطح فروش، رشد فروش وسهم نسبی بازار( وسودآوری )نرخ بازگشت سرمایه وحاشیه سود در مطالعات خود استفاده کرده اند. چون اثربخشی سازمان ها در این مطالعه توانایی آ نها در جذب توریسم است، شاخص های، توانایی سازمان در جذب مشتریان جدید، حفظ رابطه با واسطه ها(تورگردان ها)، و رشد فروش نسبت به گذشته به عنوان شاخص های اندازه گیری عملکرد مورد استفاده قرار خواهند گرفت. که برای اندازه گیری عملکرد از پژوهشهای قبلی متمایز است(ابزری و دیگران ،1388).
لئوسین و الان تسه در تحقیق خود برای سنجش عملکرد بازرگانی از پنج مولفه سود ، حجم فروش ، سهم بازار ، نرخ بازگشت سرمایه و نقدینگی استفاده کرده اند . آنها پس از انجام یک آنالیز فاکتوری روی این مولفه ها آنها را در 2 گروه 1) سود آوری 2) تسلط بر بازار دسته بندی کرده اند(Sin et al ,2005).
2-1-6) نتیجه گیری در مورد متغیر عملکرد
در این تحقیق از یافته های حاصل از مدل لی و همکارانش در سال 2006 استفاده شد که استفاده از آنها با شرایط حاکم بر شرکت های موجود در بازارهای تولید قطعات خودروئی کشور ایران بیشتر همخوانی داشته ، عملکرد سازمانی با استفاده از معیارهای مالی و بازار که به شرح زیر می باشند استفاده شده است(2006,P.111،Li et al.) :
عملکرد مالی
1.1.برگشت سرمایه ROI : نشان دهنده نسبت مزایای خالص به هزینه می باشد (ضیائی و همکاران ،1390، ص 93) .
1.2. سهم بازار: درصدی از یک صنعت یا کل بازار فروش است که توسط یک شرکت خاص در طول مدت زمان مشخص به دست آمده است ،در مطالعات سازماندهی صنعتی ، سهم بازار و رشد آن به عنوان شاخص های مهم عملکردی شرکت شناخته شده اند( سینائی و رشیدی زاده ، 1386، ص 32).
1.3.حاشیه سود فروش: سود باقیمانده یک شرکت پس از فروش محصول یا خدمت پس از کسر هزینه های مرتبط (حقیقت و موسوی ،1386، ص 32).
1.4.رشد ROI : رشد گردش نسبت مزایای خالص به هزینه می باشد که رشد نرخ بازگشت سرمایه به سازمان را نشان می دهد(ضیائی و همکاران ،1390، ص 93) .
1.5.رشد فروش : یکی از شاخص های ارزیابی فعالیت شرکت می باشد (حقیقت و موسوی ،1386، ص 32).
1.6.رشد سهم بازار: افزایش سودآوری و فرصت های رشد باعث میشود که شرکتها سهم بیشتری از بازار را به خود اختصاص دهند ( سینائی و رشیدی زاده ، 1386، ص 32).
عملکرد بازار:
2.1.موقعیّت رقابتی : از عامل موقعیت رقابتی برای تجزیه و تحلیل محیط داخلی سازمان استفاده می شود که نشان می دهد سازمان ها باید چه اهدافی را دنبال نمایند(غریب نواز و زکیلگی ، 1390، ص 99). ارتقاء موقعیت رقابتی سبب شکل گیری فرصت های بهتری در آینده می شود( سینائی و رشیدی زاده ، 1386، ص 32).
بخش دوم

مبانی و مفاهیم مدیریت زنجیره تامین
2-1) مقدمه
در عصر حاضر باید محصولات متنوع را با توجه به نیاز و خواست مشتری در دسترس وی قرار داد . تآکید مشتری بر محصولات با کیفیت بالا و خدمت رسانی سریع موجب افزایش فشارهائی شده است که پیش از این قبلا" وجود نداشت . در نتیجه شرکتها بیش از این نمی توانند به تنهائی از عهده تمامی کارها برآیند . در بازارهای رقابتی موجود بنگاههای اقتصادی و تولیدی علاوه بر پرداختن به سازمان و منابع داخلی ، خود را به مدیریت و نظارت به منابع و ارکان مرتبط خارج از سازمان نیز نیازمند یافته اند . علت این امردر واقع دستیابی به مزیت یا مزایای رقابتی با هدف کسب سهم بیشتری از بازار می باشد و بر این اساس فعالیتهائی نظیر برنامه ریزی عرضه و تقاضا ، تهیه مواد ، تولید و برنامه ریزی محصول ، نگهداری کالا ، کنترل موجودی ، توزیع محصول و تحویل خدمت به مشتری که پیش از این همگی در سطح شرکت انجام می گرفت اینک صرفا" مختص یک شرکت خاص نیست و به سطح زنجیره تامین انتقال یافته و همکاری و هماهنگی زیادی را بین اعضاء زنجیره طلب می کند . از طرف دیگر فضای کسب و کار برای سازمان های امروزی نیز الزاما" فضائی شبکه ای است و سازمانها موظفند با استفاده از رویکرد زنجیره تامین و همکاری تنگاتنگ میان تامین کنندگان ، تولید کنندگان و مشتریان به حیات خود ادامه دهند.
2-2-2) تار یخچه زنجیره تامین
در دو دهه 60 و 70 میلادى، سازمان‌ها براى افزایش توان رقابتى خود تلاش مى‌کردند تا با استاندارد سازى و بهبود فرایندهاى داخلى خود محصولى با کیفیت بهتر و هزینه کمتر تولید کنند. در آن زمان تفکر غالب این بود که مهندسى و طراحى قوى و نیز عملیات تولید منسجم و هماهنگ، پیش‌نیاز دستیابى به خواسته‌هاى بازار و درنتیجه کسب سهم بازار بیشترى است. به همین دلیل سازمان‌ها تمام تلاش خود را بر افزایش کارایى معطوف مى‌کردند.
در دهه 80 میلادى با افزایش تنوع در الگوهاى مورد انتظار مشتریان، سازمان‌ها به طور فزاینده اى به افزایش انعطاف پذیرش در خطوط تولید و توسعه محصولات جدید براى ارضاى نیازهاى مشتریان علاقه مند شدند. در دهه 90 میلادى، به همراه بهبود در فرایندهاى تولید و به کارگیرى الگوهاى مهندسى مجدد، مدیران بسیارى از صنایع دریافتند که براى ادامه حضور در بازار تنها بهبود فرایندهاى داخلى و انعطاف پذیرى در توانایى‌هاى شـــــرکت کافى نیست، بلکه تامین کنندگان قطعات و مواد نیز باید موادى با بهترین کیفیت و کمترین هزینه تولید کنند و توزیع کنندگان محصولات نیز باید ارتباط نزدیکى با سیاست‌هاى توسعه بازار تولید کننده داشته باشند. با چنین نگرشى، رویکردهاى زنجیره تامین و مدیریت آن پا به عرصه وجود نهاد. واژه مدیریت زنجیره تأمین اولین بار توسط دو محقق به نام های اولیور و وبر در سال 1982 به کار رفت و سپس به طورگسترده در دهه ی 1990 استفاده شد. پیش تر از واژه ی لجستیک و مدیریت عملیات به جای آن استفاده میشد (الفت و همکاران ، 1390،ص125).
2-2-3) تعاریف و تئوریهای مدیریت زنجیره ی تأمین
انجمن حرفه ای مدیریت زنجیره ی تأمین، مدیریت زنجیره تأمین را به این صورت تعریف کرده است: مدیریت زنجیره تأمین شامل برنامه ریزی و مدیریت کلیه فعالیت های منبع یابی و تدارکات، تبدیل کالاها از مرحله ماده خام) استخراج (تا تحویل به مصرف کننده نهایی، فعالیت های لجستیک و کلیه ی فعالیتهای هماهنگی و همکاری میان تأمین کنندگان، واسطه ها، خرده فروشان و مشتریان است( http://www.cscmp.org, 2009). مدیریت زنجیره تأمین عبارتست از  شبکه ای از شرکت ها که برای تحویل محصولات یا خدمات به مشتری نهایی فعل و انفعال دارند و جریان ها را از عرضه مواد خام تا تحویل نهایی به هم مرتبط می کنند (Chan et al.2012.p290). مدیریت زنجیره تامین یک برنامه جامع و استراتژیک با رویکرد تقاضا ، تدارکات ، عملیات و لجستیک می باشد (et al,2008,P666 Chow).
مدیریت زنجیره تامین عبارتست از فرایند یکپارچه سازی فعالیتهای زنجیره تامین و نیز جریانهای اطلاعاتی مرتبط با آن از طریق بهبود و هماهنگ سازی فعالیتهای زنجیره تامین ، تولید و عرضه محصول . هدف مدیریت زنجیره تامین یکپارچه سازی اطلاعات و جریان مواد در سراسر زنجیره تامین به عنوان یک سلاح رقابتی می باشد((Li et al.,2006,p109 .
مدیریت زنجیره تأمین بر یکپارچه سازی فعالیت های زنجیره تأمین و نیز جریان های اطلاعاتی مرتبط با آنها از طریق بهبود روابط زنجیره برای دستیابی به مزیت رقابتی مشتمل میشود. بنابراین مدیریت زنجیره تأمین عبارت است از فرایند یکپارچه سازی فعالیت های زنجیره تأمین و نیز جریان های اطلاعاتی مرتبط با آن، از طریق بهبود و هماهنگ سازی فعالیت ها در زنجیره تأمین تولید و عرضه محصول(الفت و همکاران ، 1390، ص 126).
زنجیره تأمین شامل تمامی فعالیت های مرتبط با جریان و مبادله کالاها و خدمات، از مرحله ماده خام اولیه تا مرحله محصول نهایی قابل مصرف توسط مشتری است . این نقل و انتقالات علاوه بر جریان مواد، شامل جریان اطلاعات و مالی نیز می شود ( رحمان سرشت و افسر، 1387، ص38) .
زنجیره تامین شامل شبکه ای از مشارکت کنندگان و کانال های متفاوت عملیاتی از درون و بیرون سازمان است که روی مطلوبیت ستاده های زنجیره تامین تاثیر می گذارند ، هدف اصلی فعالیتهای مربوط به مدیریت زنجیره تامین ، ارضاء تقاضای مشتریان است ، به طوری که بتواند محصول مورد نظر را با حداکثر کیفیت ، حداقل قیمت و در زمان مورد نظر به مشتریان تحویل دهد ، در زنجیره تامین به منظور بهینه کردن
فرایندهای درونی زنجیره ، هر عضو باید با دیگر اعضای زنجیره هماهنگ شود . (عمید و همکاران ، 1386 ،ص 6)
به گفته سیمچی - لوی، کمینسکی (2000) ، مدیریت زنجیره تأمین مجموعه ای از روش هاست که برای یکپارچه سازی اثربخش تأمین کنندگان، تولیدکنندگان، انبارها و فروشگا هها استفاده می شود. به طوری که کالا در حجم مناسب، مکان مناسب و زمان مناسب، تولید و توزیع شود تا هزینه کل سیستم به حداقل برسد و الزامات سطح خدمات برآورده شود. مدیریت زنجیره ی تأمین به عنوان یک فلسفه ی کسب وکار، با افزایش مهارت های کسب وکار و عملکرد تمام اعضا در زنجیر ه ی تأمین، کسب وکار را متحول ساخته مدیریت است(مانیان و همکاران ،1389 ، ص4).
مدیریت زنجیره تامین فلسفه ای یکپارچه در جهت مدیریت جریان کلی مسیر توزیع از سوی تامین کننده تا کاربر نهایی است و بعنوان یک فلسفه مدیرانه شامل میزان و حدود رفتارهای یکپارچه جهت همکاری بین مشتری و تامین کننده در جریان یکپارچه سازی خارجی است(قره بلاغ، 1388،ص 2 ) .
در حالت کلی زنجیره تامین از دو یا چند سازمان تشکیل می شود که رسماً از یکدیگر جدا هستند و به وسیله جریان های مواد، اطلاعات و جریان های مالی به یکدیگر مربوط می شوند. این سازمان ها می توانند بنگاه هایی باشند که مواد اولیه، قطعات، محصول نهایی و یا خدماتی چون توزیع، انبارش، عمده فروشی و خرده فروشی را ارائه کرده و حتی مصرف کننده نهایی را نیز شامل می گردد(معبودی و همکاران ،1389،ص14)
زنجیره تأمین می توان نتیجه گرفت که مدیریت زنجیره ی تأمین عبارت است از مدیریت تمام فعالیت های مربوط به انتقال کالاها از مواد خام تا کاربر نهایی که شامل منبع گزینی و تأمین، زمانبندی تولید، پردازش سفارش، مدیریت موجودی، انتقال، انبارداری و خدمات مشتری است. همچنین سیستم های اطلاعاتی مورد نیاز برای نظارت و هماهنگی فعالیتها را نیز در بر می گیرد (مانیان و همکاران ،1389 ، ص 5).
تعاریف فوق و سایر تعاریف ارائه شده در مورد مدیریت زنجیره تامین گویای این است که زنجیره تأمین اثربخش، به عنوان کلیدی برای ایجاد شبه رقابتی پایدار برای محصولات یا خدمات به طور فزاینده در یک بازار تشخیص داده اند . (Li et al.,2006,p108)
2-2-4) پیکربندی های زنجیره تامین
نقطه شروع رویکرد پیکربندی به کار فیشر (1997) مربوط می شود. به منظور مدیریت استراتژیک جریان های مواد و اطلاعات فیشر دو نوع زنجیره تامین را بر مبنای خصوصیات تقاضای محصول ارائه می کند. برای محصولاتی که دارای تقاضای با ثبات می باشند زنجیره های تامین کارآ و برای محصولاتی که دارای تقاضای متلاطم بودند، زنجیره های تامین پاسخگو را پیشنهاد می کند.
تان و دیگران (2000) یک رویکرد متمایز تر راجع به پیکر بندی زنجیره تامین پاسخگو به بازار ارائه می کنند. آنها پیکربندی زنجیره تامین پاسخگو به بازار را به دو نوع تقسیم می کنند: پیکربندی نوع محصول قابل سفارشی سازی و پیکربندی نوع محصول نوآورانه تفاوت های جزیی بین این دونوع در الگوهای غیر قابل پیش بینی تقاضا، دوره های عمر کوتاه محصول و استراتژی ساخت بر اساس سفارش قرار دارد. چند تن از محققان معتقدند که پیکربندی های خالص برای همه زنجیره های تامین و همه موقعیت ها مناسب نیست و در همین رابطه پیکربندی های ترکیبی را ارائه کرده اند. آنها معتقدند که زنجیره های تامین کارآ یا ناب برای محصولات کارکردی مناسب بوده ولی برای محصولات نوآورانه زنجیره تامین ناب - چابک بهتر است.
لی (2000) با در نظر گرفتن عدم اطمینان در تقاضا و عدم اطمینان در عرضه، چهار نوع زنجیره تامین را از یکدیگر متمایز می کند در این پیکربندی دو نوع زنجیره تامین کارآ و پاسخگو بر حسب میزان عدم اطمینان کم و زیاد در عرضه به چهار نوع زنجیره تامین کارآ، پاسخگو، چابک و محافظت کننده از ریسک تقسیم می شود(دستجردی و همکاران ، 1388 ،ص 124).
2-2-4-1) پاسخگویی زنجیره تأمین
پاسخگویی زنجیره تأمین به عنوان اینکه اعضای زنجیره تأمین چگونه با هماهنگی به تغییرات محیطی پاسخ می دهند، تعریف می شود. پاسخگویی زنجیره تأمین ماهیت پویای قابلیت های زنجیره تأمین را مدنظر دارد که به شرکت این امکان را می دهد تا شایستگیهای خاص شرکت را توسعه و تجدید نماید و به تغییرات محیطی پاسخ بهتری را ارائه نماید بازار پیچیده امروزی نیازمند پاسخ همیشگی، کارا و ... از تمامی اعضای زنجیره تأمین است تا قادر به عمل و عکس العمل متناوب به اطلاعات جمع آوری شده نهایت شکل یادگیری است، بنابراین، زنجیره تأمین پاسخگو به عنوان استراتژی زنجیره تأمین درنظر گرفته شده است. چنانچه قابلیت های زنجیره تأمین به خوبی عمل نمایند استراتژیهای زنجیره تأمین موفق تر خواهند بود. (رحمان سرشت و افسر، 1387 ، ص42)
2-2-4-2)کارایی زنجیره تأمین
مقصود از کارایی زنجیره تأمین، هز ینه تولید و تحو یل محصول به مشتری است در مبحث کارایی زنجیره تأمین، کاهش مستمر هز ینه های خرید مواد، تولید و ... بر ای تمامی شرکای زنجیره تأمین مطرح است
. به عبا رت د یگر، هر یک از اعضا ی زنجیره تأمین به جای تو لید محصولی با قیمت تمام شده بالا و فروش به قیمت بالاتر به د یگر اعضای زنجیره تأمین، سعی می کند تا قیمت تمام شده خود را کاهش دهد . این امر موجب می شود تا بها ی تمام شده محصول ا ین نوع زنجیره تأمین کاهش یابد عملکرد شرکت ارتقاء یابد ، بنابراین می توان به عنوان یکی از استراتژی های زنجیره تأمین درنظر گرفت . (رحمان سرشت و افسر، 1387 ، ص42)
رویکرد پیکربندی دیگری بوسیله کورستن و گابریل (2002) ارائه شده است. آنها از ابعاد ساختار محصول و عدم اطمینان تقاضا برای شرح پیکر بندیهای زنجیره تامین استفاده می کنند رویکرد دیگری که اکثر رویکر دهای دیگر را ترکیب می کند بوسیله کلوس (2003) ارائه شده است. در حالیکه سایر رویکرد ها ارتباط آشکاری با تئوری پیکربندی ندارند، این رویکرد از نظر تئوریک مبتنی بر تئوری پیکربندی است. اکثر پیکربندی های ارائه شده به طور ضمنی مبتنی بر چهارچوب ساختار -رفتار- عملکرد کلاسیک در تئوری سازمان صنعتی بوده و یا می توانند به استراتژی های رقابتی عمومی پورتر مرتبط شوند. به عبارت دیگر در همه پیکر بندیها رویکرد غالب رویکرد بیرون به درون بوده و به عوامل محیطی توجه بسیاری صورت گرفته است. حال آنکه به منظور اثربخشی بیشتر پیکر بند یها لازم است که با رویکرد درون به بیرون تکمیل شده و شایستگی ها و توانمندی های داخلی زنجیره های تامین نیز مورد توجه قرار گیرند(دستجردی و همکاران ، 1388 ، ص124).
2-2-5) مولفه های اصلی مدیریت زنجیره تامین
مدیریت لجستیک در زنجیره تامین
مدیریت اطلاعات و سیستمهای اطلاعاتی در زنجیره تامین
مدیریت روابط بین اعضای زنجیره تامین
این سه مؤلفه، مشخصه های استراتژ یک در زنجیره تامین به شمار می آیند و شایان ذکر است که جریان مواد رو به جلو می باشد و از تامین کنندگان مواد خام آغاز شده و تا مشتری نهایی ادامه می یابد و از اعضای زنجیره تامین، یعنی تامین کنندگان ، تولید کننده و توزیع کنندگان می گذرد و به مدیریت لجستیک در زنجیره تامین معروف است. اما مشخصه ی دیگری که باعث به جریان درآمدن مواد می شود جریان اطلاعات است که حرکتی رو به عقب دارد و از مشتری نهایی آغاز شده و به تامین کنندگان ختم می شود و در مسیر خود از اعضای دیگر زنجیره تامین نیز عبور می کند. این اطلاعات بیانگر خواست و تقاضای مشتری برای محصول یا محصولات و یا خدمات می باشد (قره بلاغ، 1388، ص2 ) .
2-2-5-1) مدیریت لجستیک
کلیه فعالیت ها از مرحله تهیه مواد خام تا محصول نهایی مثل حمل و نقل ، زمان بندی تولید و برنامه های انبار داری ، تبادل و پردازش داده ها میان شرکا ، جمع آوری و پردازش اطلاعات برای تحلیل فرایند منبع یابی و ارزیابی و انتخاب و توسعه تامین کنندگان ، جمع آوری و پردازش اطلاعات عرضه و تقاضا را شامل می شود . بخش نسبتاً بزرگی از فعالیت های زنجیره تامین را به خود اختصاص داده است . در واقع محدوده لجستیک تنها جریان مواد و کالا نبوده بلکه محور فعالیت های زنجیره تامین است که روابط و اطلاعات ، ابزارهای پشتیبان آن برای بهبود در فعالیت ها هستند( عظیمی،1389،ص49 ).
2-2-5-2) مدیریت اطلاعات و سیستمهای اطلاعاتی
امروزه نقش و اهمیت و جایگاه اطلاعات برای همگان بدیهی است ، گردش مناسب و انتقال صحیح اطلاعات باعث می شود تا فرایند مدیریت زنجیره تامین موثر و کارتر گشته و مدیریت آنها آسان تر گردد . در بحث زنجیره تامین همانطور که گفته شد اهمیت هماهنگی در فعالیت ها بسیار حائز اهمیت است . این نکته در مبحث مدیریت اطلاعات زنجیره ، مدیریت سیستم های اطلاعاتی و انتقال اطلاعات نیز صحت دارد . مدیریت اطلاعات هماهنگ و مناسب میان شرکا باعث خواهد شد تا تاثیرات فزاینده ای در سرعت ، دقت ، کیفیت و جنبه های دیگر وجود داشته باشد . مدیریت صحیح اطلاعات موجوب هماهنگی بیشتر در زنجیره خواهد شد . به طور کلی در زنجیره تامین ، مدیریت اطلاعات در بخش های مختلف تاثر گذار خواهد بود که برخی از آنها عبارتند از مدیریت لجستیک ( انتقال ، جابه جایی ، پردازش و دسترسی به اطلاعات لجستیکی برای یکپارچه سازی فرایند های حمل و نقل ، سفارش دهی ، ساخت ، تغییرات سفارش ، زمان بندی تولید ، برنامه های لجستیک و عملیات انبارداری ) تبادل و پردازش داده ها میان شرکاء ( مانند تبادل و پردازش اطلاعات فنی ، سفارشات و ... ) ، جمع آوری ، پردازش اطلاعات برای تحلیل فرایند منبع یابی و ارزیابی ، انتخاب و توسعه تامین کنندگان ، جمع آوری و پردازش اطلاعات عرضه در تقاضا و ... ، برای پیش بینی روند بازار ، شرایط آینده عرضه و تقاضا و ایجاد و بهبود روابط بین شرکا چنانچه پیداست ، مدیریت اطلاعات و مجموعه سیستم های اطلاعاتی زنجیره تامین می تواند بر روی بسیاری از تصمیم گیری های داخلی بخش های مختلف زنجیره تامین موثر باشد که این موضوع حاکی از اهمیت بالای این مولفه در مدیریت زنجیره تامین است( عظیمی،1389،ص49 ).
2-2-5-3) مدیریت روابط
عواملی که ما را به سمت فرجام بحث راهنمایی می کند و شاید مهمترین بخش مدیریت زنجیره تامین به خاطر ساخت و فرم آن باشد ، مدیریت روابط در زنجیره تامین است . مدیریت روابط تاثیر شگرفی بر همه زمینه ها زنجیره تامین و همچنین سطح عملکرد آن دارد . در بسیاری از موارد ، سیستم های اطلاعاتی و تکنولوژی مورد نیاز برای فعالیت های مدیریت زنجیره تامین به سهولت در دسترس بوده و می توانند در یک دوره زمانی نسبتاً کوتاه به کار گمارده شوند ، اما بسیاری از شکست های آغازین در زنجیره تامین ، معلول انتقال ضعیف انتظارات و توقعات و نتیجه رفتارهایی است که بین طرفین درگیر در زنجیره تامین به وقوع می پیوندد . علاوه براین ، مهمترین فاکتور برای مدیریت موفق زنجیره تامین ، ارتباط مطمئن میان شرکا در زنجیره است ، به گونه ای که شرکا اعتماد متقابل به قابلیت ها و عملیات یکدیگر داشته باشد . کوتاه سخن این است که در توسعه هر زنجیره تامین یکپارچه ، توسعه اطمینان و اعتماد در میان شرکا و طرح قابلیت اطمینان برای آنها از عناصر بحرانی و مهم برای نیل به موفقیت است ( عظیمی،1389،ص49 ).
2-2-6) فرآیند های مدیریت زنجیره تامین
نلسون و وینتر (1982) در تئوری اقتصاد تکاملی روتینها را به عنوان اصلی ترین جزء تشکیل دهنده سازمان ها می دانند و معتقدند که نقشی مشابه ژنها در بدن انسان در سازمان ها ایفا می کنند. با در نظر گرفتن زنجیره تامین به عنوان واحد تجزیه و تحلیل، فرآیند های مدیریت زنجیره تامین همان روتینها به زعم نلسون و وینتر (1982) هستند که اصلی ترین جزء زنجیره تامین را تشکیل داده و در صورتی که در زنجیره تامین توانمندی بخواهد بوجود آید در فرآیند ها بایستی روی دهد. بر اساس نظر ری و دیگران (2004) اثربخشی فرآیند های کسب و کار معیار مناسبی برای بررسی رویکرد منبع محور است و منابع و توانمندی های شرکتها و زنجیر ه های تامین در داخل فرآیند های کسب و کار باید بوجود آیند. داونپورت و دیگران (1995)یک فرآیند کسب و کار را به صورت زیر تعریف می کنند: مجموعه ای از فعالیت های ساختمند با اهداف کسب و کار مشخص شده در جهت خدمت به مشتریان(دستجردی و همکاران ، 1388 ، 125). شش فرآیند زیر به عنوان فرآیند های اصلی مدیریت زنجیره تامین در نظر گرفته شده است :
مدیریت ارتباط و خدمت به مشتری :
فرآیند کسب و کاری که نگاه به مشتری داشته و ساختاری را برای ایجاد و حفظ ارتباط با مشتریان توسعه می دهد.
برنامه ریزی زنجیره تامین و مدیریت تقاضا :
این فرآیند با ایجاد تعادل بین عرضه و تقاضا در کل زنجیره تلاش می کند که از مازاد عرضه یا تقاضا در بخشهای مختلف زنجیره جلوگیری کند.
مدیریت جریان ساخت و لجستیک:
فرآیندی که شامل همه فعالیت های لازم برای تولید و انتقال کالا ها از کارخانه ها به رده بعدی زنجیره می باشد و همچنین وظیفه کسب، اجرا و مدیریت انعطاف پذیری در ساخت بر عهده این فرآیند می باشد.
تهیه و تدارک و مدیریت ارتباط با تامین کنندگان :
وظیفه خرید و تهیه و تدارک مواد و قطعات در رده های مختلف زنجیره تامین و همینطور توسعه و حفظ روابط موثر با تامین کنندگان مواد و قطعات بر عهده این فرآیند می باشد.
توسعه و تجاری سازی محصول:
این فرآیند با همکاری مشترک با مشتریان و تامین کنندگان ساختاری را برای توسعه و جا انداختن محصولات در بازار فراهم می کند.
فرآیند برآورده کردن سفارش و توزیع:
این فرآیند شامل همه فعالیتهای لازم برای تعریف نیازمندی های مشتری، طراحی شبکه توزیع و برآورده کردن درخواستهای مشتری با حداقل هزینه کل تحویل می باشد.
با توجه به اینکه شرکت ها معمولا منابع و توانمند یهای خود را در سه حوزه توسعه محصول، مشتری محوری و بدون اتلاف کردن عملیات متمرکز می نمایند، اعضای زنجیره های تامین نیز بر همین اساس یعنی تمرکز تولید کننده تجهیزات اصلی یا رهبر زنجیره تامین، شایستگی های خود را تقویت می کنند،در جدول 2-2 چهارچوب های موجود برای دسته بندی فرآیند های مدیریت زنجیره تامین نشان داده شده است (دستجردی و همکاران ، 1388 ، ص-127126).
جدول 2-1) چهارچوب های موجود برای دسته بندی فرآیند های مدیریت زنجیره تامین(دستجردی و همکاران ، 1388 ، ص126).
چهارچوب فرایندها توسعه دهنده
1 مدیریت ارتباط با مشتری ، مدیریت خدمت به مشتری ، توسعه و تجاری سازی محصول ،مدیریت تقاضا ، مدیریت جریان ساخت ، مدیریت ارتباط با تامین کنندگان ، فرایند براورده کردن سفارش ، فرایند برگشتی ها انجمن جهانی زنجیره تامین
2 برنامه ریزی ، منبع یابی ، ساخت ، تحویل ، برگشتی انجمن زنجیره تامین
3 مدیریت ارتباط با مشتری ، مدیریت توسعه محصول ، و مدیریت زنجیره تامین استریواستاوا و دیگران (1999)
4 برنامه ریزی ، تهیه و تدارک ، ساخت ، تحویل ، طراحی محصول ، مدیریت ظرفیت ، طراحی و بازطراحی فرایند ، و اندازه گیری باورساکس و دیگران
(1999)
5 برنامه ریزی زنجیره تامین ، تهیه و تدارک ، مدیریت سفارش مشتری ، ساخت ، لجستیک انجمن کیفیت و


بهره ری آمریکا
ازبین پنج چهارچوب ارائه شده، فقط دو چهارچوب GSCF , SCOR با جزییات کامل فرآیند ها را شرح داده و در محیط کسب و کار توسط شرکت ها بیشتر مورد استفاده قرار گرفته است. این دو چهارچوب در برخی از جنبه ها بایکدیگر تفاوت داشته و محققان و مدیران بایستی با در نظر گرفتن این تفاوت ها از بین آنها انتخاب نمایند. به طور کلی چهارچوب GSCF جهت گیری استراتژیک بیشتری داشته و بر روی افزایش ارزش بلند مدت سهامداران بوسیله روابط فرا کارکردی نزدیکتر با اعضای کلیدی زنجیره تامین متمرکز است. این چهارچوب بیشتر در موقعیتهای کسب و کاری که توانایی شناسایی، ایجاد و حفظ روابط کسب و کار یک مزیت رقابتی تلقی می شود، بکار گرفته می شود.در ادامه فرآیند های مدیریت زنجیره تامین انجمن جهانی زنجیره تامین به عنوان مبنا در نظر گرفته شده است (دستجردی و همکاران ، 1388 ، ص126).
2-2-7)عوامل موفقیت زا در زنجیره تامین
زنجیره های تامین با هدف ارتقاء رقابت پذیری ، بهبود کیفیت محصول و خدمات ارائه شده ، افزایش سطح رضایت مندی مشتریان ،کاهش هزینه ها و ... و در نهایت افزایش سودآوری کل به عنوان یک ضرورت در عرصه فعالیت های اقتصادی ، ایجاد و به کار گرفته می شوند . تغییرات در عرصه اقتصاد جهانی ، بازیگران این عرصه را علی رغم این که سالها فرایند لجستیک خود را با تدارک ، تولید و توزیع به شکلی مستقل از سایر شرکت ها مدیریت می کردند ، مجبور کرد تا این فرایند را در پیوند با عرضه کنندگان و مشتریان خود سامان داده و زمینه های جدیدی را بوجود آورند تا برای مجموعه عرضه کننده ، تولید کننده و مشتریان ارزش افزوده ایجاد نماید . زنجیره های تامین تمامی عناصری که به طور مستقیم یا غیرمستقیم در جهت ارضاء نیاز مشتری به کار گرفته میشوند را شامل می شود . این عناصر شامل عرضه کنندگان ، سازندگان ، حمل کنندگان ، انبارها ، فروشندگان عمده یا توزیع کنندگان ، فروشندگان خرد و مشتریان می باشند . مدیریت و راهبری زنجیره های تامین یا عرضه ، یک مشخصه کلیدی و راهبردی برای افزایش اثربخشی در شرکت ها و درک بهتر از اهداف سازمانی مانند افزایش توان رقابتی ، توجه بیشتر به مشتری و افزایش سود آوری می باشد .
هدف هر زنجیره تامین ، بهبود و بیشینه کردن کل ارزش ایجاد شده و سودآوری آن است و موفقیت آن بر اساس سودآوری کل زنجیره شکل می گیرد و نه سود هر جزء در مراحل مختلف ، لذا در یک زنجیره تامین تلاش می گردد تا به جای انتقال هزینه ها به بخش های بالا دستی یا پایین دستی ، شرکت ها تشویق شوند تا جریان را در کل زنجیره و با تفکر مشارکتی بهبود بخشند . بر اساس مطالعات انجام شده ، همکاری و مشارکت به عنوان اصلی ترین عامل موفقیت زنجیره تامین ، نقشی استرتژیک در ارتباط میان اجزاء مستقل زنجیره تامین دارد . مشارکت در زنجیره تامین از طریق کاهش هزینه های کل ، کاهش موجودی در طول زنجیره و افزایش سطح تبادل اطلاعات ، سبب می شود تا کارایی و اثربخشی اجرایی و مالی ، افزایش یابد . افزایش جریان اطلاعات ، کاهش عدم اطمینان ، سودمندی کل زنجیره ، کنترل بهتر مسیرهای عرضه و توزیع و ... از دیگر فوایدی است که در نتیجه مشارکت و ارتباط با دیگر اجزاء زنجیره بدست می آید . مفهوم این مشارکت و همکاری باید صرف نظر از هر جزء زنجیره ، در میان اجزاء نیز به دقت مورد توجه قرار گیرد . لازمه موفقیت چنین هدفی ، بستر سازی و فرهنگ سازی مناسب در میان مدیران و کارکنان یک زنجیره است تا نتیجه مطلوب تری حاصل گردد . ( حاجی ترخانی،1382،ص17 ) اساساً پایبندی به چهار اصل زیر موفقیت و رسیدن زنجیره های تامین به تعالی را تا حد زیادی تضمین می کند : ( هوگس ،1387،ص41 )
منابع انسانی : داشتن افراد مناسب و متخصص اولین قدم برای موفقیت و تعالی در مدیریت زنجیره تامین است .
ساختار سازمانی :ساختار سازمانی مشخص کننده نحوه ارتباطات رسمی ، فرایندها ، سرپرستی ، کنترل ، مسئولیتها و اختیاراتی است که لازمه رسیدن سازمان و زنجیره تامین به اهداف مورد نظر می باشد .
فن آوری اطلاعات و اطلاع رسانی همزمان : از آن جا که زنجیره تامین باید اطلاعات مورد نیاز گروه های کاری بین آنها و در سازمان های مختلف به صورت همزمان انتقال دهد ، لذا باید از داشتن پشتوانه های مناسب فن آوری اطلاعات برخوردار بوده تا بتواند ضمن جابجایی اطلاعات ، سازمان ها را برای تصمیم گیری دقیق تر در مورد زنجیره تامین هدایت کند .
ارزیابی عملکرد و شاخص های مناسب : سیستم اندازه گیری مناسب و انتخاب شاخص های صحیح ارزیابی عملکرد ، یکی از مهمترین عوامل موفقیت و تعالی در زنجیره های عرضه می باشد .
برخی صاحب نظران نیز عوامل حیاتی در زنجیره تامین به شرح زیر طبقه بندی نموده اند ( اولیایی و فخر،1384،ص21 )
رفتار یکسان بین مشتریان و تامین کنندگان
به اشتراک گذاشتن با کلیه سطوح زنجیره تامین
تعاون و همکاری در تمام زنجیره تامین و ایجاد هماهنگی لازم
داشتن اهداف شفاف و انتظارات واقع بینانه برای کلیه قسمت های زنجیره تامین
یکپارچه سازی فعالیت های موجود در فرایندهای زنجیره تامین
ایجاد مشارکت و شرکت مبتنی بر اعتماد و اطمینان متقابل
تقسیم سود یا زیان هر دو طرف
کاهش زمان پاسخ دهی در سراسر زنجیره تامین
استفاده از تامین کنندگان مختلف ( برون سپاری )
ارائه کالا یا خدمات با کیفیت
ارائه کالاها یا خدمات مورد نظر در زمان مقرر
انعطاف پذیری در تغییرات عرضه و تقاضا برای کالا و خدمات
2-2-8) انواع مدلهای زنجیره تامین
2-2-8-1) نمایش کلی از یک زنجیره تامین
زنجیره تأمین شامل تمامی فعالیت های مرتبط با جریان و مبادله کالاها و خدمات، از مرحله ماده خام اولیه تا مرحله محصول نهایی قابل مصرف توسط مشتری است . این نقل و انتقالات علاوه بر جریان مواد، شامل جریان اطلاعات و مالی نیز می شود نمودار زیر نمایشی کلی از یک زنجیره تأمین را نشان می دهد.( رحمان سرشت و افسر، 1387، ص38)
723900214630
شکل 2-2) نمایش کلی از یک زنجیره تامین

2-2-8-2) خانه SCM
با توجه به نظر کریستوفر زنجیره تأمین، شبکه ای از سازمان های بالادستی تا پایین دستی است که در فرایندها و فعالیت های مختلفی که در قالب محصولات و خدمات در دست مشتری نهایی ایجاد ارزش می نمایند، درگیر هستند . تأکید این تعریف بر درنظر گرفتن ارضای نیاز مشتریان در تمامی فعالیت های زنجیره تأمین است . بر مبنای این تعریف، SCM در نمودار زیر نشان داده شده است. سقف این خانه، هدف نهایی SCM خانه یعنی رقابت پذیری را نشان میدهد. با گسترش جهانی شدن بازارها، تنها راه ادامه بقاء شرکت ها و سازمان ها منوط به افزایش رقابت پذیری و کسب و حفظ مزیت رقابتی پایدار می باشد. برای رسیدن به رقابت پذیری زنجیره تأمین، باید خدمت به مشتریان سرلوحه فعالیت ها قرار گیرد . امروزه رقابت بین شرکت های منفرد ، جای خود را به رقابت بین زنجیره های تأمین داده است ( رحمان سرشت و افسر، 1387، ص38) .
یکی از قابلیت هایی که جهت دستیابی به رقابت پذیری زنجیره تأمین ضروری است، تسهیم اطلاعات است . تسهیم اطلاعات به توانایی شرکت جهت تسهیم دانش با شرکای زنجیره تأمین به شیوه ای اثربخش و کارا اشاره دارد تسهیم اطلاعات اثربخش بعنوان یکی از اساسی ترین توانایی های فرآیند زنجیره تأمین بشمار می رود و به دنبال پاسخ به این سوال است که رابطه تسهیم اطلاعات با استراتژی های رقابتی و عملکرد زنجیره تأمین چگونه است؟، آیا تسهیم اطلاعات ، عملکرد زنجیره تأمین را افزایش می دهد؟( رحمان سرشت و افسر، 1387،ص39).
971550190500
شکل 2-3) خانه SCM ( رحمان سرشت و افسر، 1387، ص38)

2-2-8-3) مدل چو :
چو و همکاران در مدل مدیریت زنجیره تامین خود شاخص های زیر را در نظر گرفتند که شامل :
شیوه های زنجیره تامین
علاقه به زنجیره تامین
شایستگی های زنجیره تامین
را در نظر گرفته اند که نتایج نشان می دهد که:
بین شیوه های انجام زنجیره تامین و علاقمندی به زنجیره تامین رابطه وجود دارد .
بین شیوه های انجام زنجیره تامین و شایستگی های زنجیره تامین رابطه وجود دارد.
بین علاقمندی به زنجیره تامین و شایستگی های زنجیره تامین رابطه وجود دارد.

—d1174

شکل 2-15: شبکه تک لایه برگشتی .................................................................................................41
شکل 4-1 : نمودار سرعت بر حسب تراکم ........................................................................................ 79
شکل 4-2 : نمودار سرعت بر حسب جریان ...................................................................................... 80
شکل 4-3 : نمودار زمان سفر بر حسی تقاضا ....................................................................................82
شکل 4-4 : نمودار تقاضا بر حسب عرضه ......................................................................................... 89
عنوان صفحه
شکل 4-5: نمودار هزینه متوسط و جانبی ....................................................................................... 92
شکل 4-6 : جریان ترافیک در چند روز مختلف در طول شبانه روز ............................................... 96
شکل 4-7 : نحوه ارتباط سرعت، جریان و چگالی در توابع جریان ترافیک ................................... 100
شکل 4-8 : نمونه جریان ترافیک در بزرگراه ها .............................................................................. 101
شکل 4-9 : نمودار سرعت – تقاضا در مدل ویکری ........................................................................ 103
شکل 4-10 : نمودار هزینه حاشیه ای و هزینه تراکم ....................................................................... 104
شکل 4-11 : ساختار مدل پیشنهادی برای پیش بینی جریان ترافیک .......................................... 117
شکل 4-12 مراحل ساخت مدل پیش بینی حجم ترافیک ............................................................. 118
شکل 4-13: رگرسیون خطی ساده .................................................................................................. 121
شکل 5-1: انواع هزینه های حمل و نقل .......................................................................................... 131
شکل 5-2 : نمودار ترافیک عبوری خودروها را در بازه زمانی یک ساعت .....................................137
شکل 5-3 : نمودار ترافیک عبوری خودروها ...................................................................................137
شکل 5-4 : نمودار مبلغ تراکم در ساعت های مختلف ....................................................................139
شکل 5-5: ارتباط مابین تقاضا، عرضه و حجم ترافیک ...................................................................139
شکل 5-6: مدل چهار مرحلهای برنامه ریزی حمل ونقل ............................................................... 140
شکل 5-7 : خروجی Train شبکه عصبی ........................................................................................144
شکل 5-8: خروجی مربوط به اعتبار سنجی شبکه عصبی .............................................................144
شکل 5-9 : خروجی مربوط به آزمایش شبکه عصبی ......................................................................145
شکل 5-10: تعداد epochهای مورد استفاده توسط الگوریتم یادگیری شبکه .............................145
شکل5-11 : مقایسه خروجی شبکه عصبی با اطلاعات موجود ........................................................146
شکل5-12 : مقایسه خروجی مدل رگرسیون با اطلاعات موجود ....................................................151

فهرست نشانه های اختصاری
TDNN = Time delay neural network
BOT = Build-operate-transfer
PCI = Pavement Condition Index
PSI = Present Serviceability Index
MLF = Multi-layer feed forward
TTI = Texas Transportation Institute
BPR = Bureau of Public Roads
VOTT = Value of Travel Time
HCM = Highway Capacity Manual
BP = Back Propagation
فصل اول
مقدمه و طرح مسئله
1- مقدمه1-1- مقدمهبخش حمل ونقل نیز به عنوان یکی شاهرگ اصلی اقتصاد، نقش بسزایی در شکوفایی و توسعه جامعه ایفا می کند. در کشور ما تاکنون این بخش نتوانسته به جایگاه واقعی خود دست یابد. شاید به جرأت بتوان گفت که امروزه ملاک توسعه یافتگی کشورها پس از صنعت، مربوط به توسعه ارتباطات ریلی، جاده ای، هوایی و دریایی است. بنابراین حمل و نقل را می توان به شریانی تشبیه کرد که موجب پویایی و شکوفایی اقتصاد کشورها می شود.
اگر امروز در جهان از خدمات حمل ونقل تحت عنوان صنعت یاد می شود بخاطر گستردگی و اهمیت این خدمات به عنوان حلقه اتصال صنایع با یکدیگر و عامل ارتباط میان بازارهای تولید و مصرف است . بدین خاطر است که بین نظام حمل ونقل و فرآیند توسعه اقتصادی و اجتماعی جوامع همبستگی شدیدی وجود دارد و اقتصاد دانان، صنعت حمل ونقل را به عنوان نیروی محرکه توسعه می دانند و کارآمدی و توانمندی آن را زمینه ساز توسعه پایدار می شناسند. لذا چنانچه این بخش از اقتصاد، مورد بی مهری و بی توجهی برنامه ریزان اقتصادی قرار گیرد یا به دلیل سیاستگذاری های نامناسب کارایی لازم را نداشته باشد، خواسته یا ناخواسته اقتصاد کشورها را با مشکلات جدی مواجه خواهد کرد.
کشور ایران به دلیل موقعیت جغرافیایی و دسترسی به آبهای آزاد، از موقعیت ویژه ای در حمل ونقل منطقه برخوردار است. اینکه ایران موقعیت طلایی برای ترانزیت و عبور کالا را دارد بر کسی پوشیده نیست ولی متأسفانه طی دهه اخیر، علیرغم گنجاندن این مهم در راهبردهای اقتصادی و برنامه های توسعه کشور، عملاً شاهد تحقق بهره برداری از این پتانسیل نبوده ایم. یکی از مهم ترین عوامل زیربنایی برای توسعه هر کشوری، وجود یک شبکه کارا و مناسب جهت رفع نیازهای حمل ونقلی آن است. بطور کلی حمل ونقل به جهت رفع نیازهای مختلف اقتصادی، اجتماعی و دسترسی صورت می گیرد و تقاضای آن ناشی از تقاضا برای سایر بخش ها است (صفارزاده،هدایتی،1378).
بین صنعت حمل ونقل و سایر بخش های صنعتی از منظر اقتصاد تفاوت هایی وجود دارد . فعالیت های حمل ونقل دارای هزینه ثابت بسیار بالا هستند که بیشتر صرف زیرساخت های حمل ونقل می شود و برای ساخت زیرساخت های حمل ونقل نیاز به سرمایه گذاری بلند مدت است. این دو خصیصه از جمله ویژگی های بارزی هستند که حمل ونقل را از نظر اقتصادی، از دیگر صنایع جدا می کند. بر همین اساس تامین منابع مالی و جذب سرمایه گذاری در این بخش در مقایسه با دیگر بخش های اقتصادی با مشکلات بیشتری همراه است.
حمل ونقل جاده ای به دلیل خصوصیات ویژه ای که داراست (از جمله انعطاف پذیری در انتخاب مسیر، میزان بار، زمان سفر، دسترسی به نقاط مختلف، عدم نیاز به تجهیزات بارگیری و تخلیه) به عنوان متداول ترین شیوه حمل ونقل در کشورهای مختلف محسوب می شود. در ایران نیز علاوه بر ویژگی های خاص حمل ونقل جاده ای، موقعیت ویژه جغرافیایی، عدم پوشش گسترده شبکه ریلی در سطح کشور، فقدان مقررات محدود کننده در خصوص آثار منفی حمل ونقل جاده ای همچون مسائل زیست محیطی، سبب گشته تا درصد بسیار بالایی از حمل ونقل کالا و مسافر توسط این زیربخش صورت گیرد، بطوریکه هم اکنون بیش از 90 % کل حمل بار و مسافر در کشور توسط جاده انجام می شود(سازمان راهداری و حمل و نقل جاده ای، 1383).
در حالیکه فعالیت های حمل و نقل بیش از 9% از تولید ناخالص ملی کشور را در بر می گیرد و در حدود 5/7 میلیون نفر از شاغلان کشور در این حوزه فعالیت می کنند و همچنین بر اساس برآوردهای کارشناسان در صورتی که تمام فعالیتهای مستقیم و غیر مستقیم حمل ونقل به حساب این بخش منظور شود، ارزش افزوده آن بالغ بر 20 % از تولید ناخالص داخلی را تشکیل خواهد داد (سایت اینترنتی بانک مرکزی جمهوری اسلامی ایران، 1389).
ضرورت توجه به حمل ونقل در کشور دو چندان نمایان می شود. در برنامه چهارم توسعه و در ماده 28 آن بطور مشخص اقداماتی در این خصوص پیش بینی شده است که بر اساس آن دولت موظف شده است اقداماتی را به منظور تقویت اقتصاد حمل و نقل، بهره برداری مناسب از موقعیت جغرافیایی کشور، افزایش ایمنی و سهولت حمل ونقل بار و مسافر انجام دهد.
علاوه بر این موارد، افزایش جمعیت، روند رو به رشد اقتصاد کشور و گذر از درحال توسعه به توسعه یافته و استعداد ترانزیت بین المللی، لزوم توسعه و ساخت هر چه بیشتر زیرساخت های حمل ونقل را بیشتر نمایان می کند. اما محدودیت منابع مالی و سرمایه، اکثر کشورهای جهان و ازجمله ایران را به فکر یافتن راه حلی جهت تامین سرمایه مورد نیاز توسعه زیرساخت های حمل ونقل انداخته است . کشورهای مختلف خط مشی های متنوعی برای تامین سرمایه در پروژه های راهسازی در پیش گرفته اند. از روش های متداول اتخاذ شده از سوی دولت ها می توان به وضع مالیات بر سوخت و سایر کالاهای مرتبط با حمل ونقل، مالیات بر خودرو و دریافت عوارض از رانندگان وسایل نقلیه اشاره نمود. معمولاً هزینه های دوره بهره برداری زیربناها نیز از محل اخذ عوارض از کاربران راهها تامین می شود (پژوهشکده حمل و نقل،1389).
در دهه های 80 و 90 میلادی، در سطح دنیا تمایل بسوی ساخت زیربناهای حمل ونقل با مشارکت بخش غیردولتی به جای زیربناهایی عمومی و رایگان صددرصد دولتی، بسیار افزایش یافت . ساخت و توسعه راهها از طریق مشارکت بخش غیردولتی به دلیل استحصال فواید و نتایج مطلوبی همچون کمک به جبران کمبود بودجه عمومی جهت ساخت و نگهداری راهها، پاسخگویی به رشد تقاضا و نیز ارتقا کیفیت و مطلوبیت خدمات حمل ونقل فراگیر شده است. همچنین قیمت گذاری راهها به عنوان فرآیندی مناسب جهت بازگشت سرمایه و هزینه های مدیریت و نگهداری راهها، از سوی کشورها پذیرفته شده و در بیشتر آنها به اجرا درآمده است (Heggie,1995).
بنابراین باید اذعان داشت که امروزه قیمت گذاری راهها به یکی از اولویت های کاری در رئوس سیاست های حمل ونقل در سراسر جهان تبدیل شده است . بیشتر کارشناسان و اقتصاددانان حمل ونقل و همچنین سیاست مداران متقاعد شده اند که قیمت گذاری راه، و هزینه های جانبی مربوط به آنها، راهکار مؤثری برای کسب و جذب منابع مالی جهت توسعه و بهبود سیستم های حمل ونقل و همچنین مدیریت تقاضا و کنترل ازدحام روی راهها است.
در مجموع با بررسی اجمالی وضعیت خدمات راهسازی و راهداری در ایران می توان گفت: کشور ایران از نظر توسعه زیرساخت ها و بهبود شبکه راههای خود دارای نیاز زیادی است. تامین منابع مالی و سرمایه از مشکلات اصلی کنونی برای رفع نیازهای زیرساختی است. همچنین در صورت عدم ایجاد فضای منطقی و هدفمند برای ساخت آزادراهها با مشارکت بخش غیردولتی، مشکلات تقاضای برآورده نشده دوچندان شده و آثار نامناسبی بر اقتصاد خواهد گذاشت. علاوه براین، در صورتیکه حتی بخش غیر دولتی نیز به مشارکت بخش دولتی بیاید اما ساز و کار مناسب برای بازگشت سرمایه به سرمایه گذاران در نظر گرفته نشود، مشکلات بیشتری به دولت و سیستم حمل ونقل وارد شده و بار مالی زیادی به بودجه عمومی وارد می شود.
قیمت گذاری راه مفهوم جدیدی نیست. عوارض روی جاده ها و پلها از اواخر قرن هیجدهم یعنی سال 1790 میلادی در آمریکا رایج بوده است. این دوران با شکوفایی اقتصاد آمریکا مقارن بود . در آن موقع حمل ونقل بهتر به معنی آزادراههای بهتر بود. ایالت ها و دولت های محلی بودجه و منابع مالی محدودی در اختیار داشتند که پاسخگوی نیازهای حمل ونقل نبود . بهمین دلیل آزادراههای خصوصی با فاینانس شرکت های سهامی احداث شد و سهام آن در بازارهای بورس معامله می شد. صاحبان سهام از محل دریافت عوارض و مالیات های بزرگراهها، سود سهام خود را دریافت می کردند (Durenberger,1981).


به این طریق راههای خصوصی و سیستم عوارضی در این راهها تا اواسط قرن نوزدهم ادامه داشت و در آن سا لها به اوج خود رسید. توسعه ریل رقابت شدیدی را بین ریل و جاده به وجود آورد که منجر به کم رنگ شدن اهمیت جاده شد. در نتیجه بیشتر بزرگراهها یا به دولت واگذار شدند یا به صورت نیمه دولتی درآمدند. از آن زمان یعنی اواسط قرن نوزدهم تا اواسط قرن بیستم مردم آمریکا رغبت چندانی به قیمت گذاری راهها نشان داده و با آن مخالفت ورزیده اند . از اوایل سال های 1960 سیستم عوارض سنتی برچیده شد و بجای آن سیستم پرداخت فوری جایگزین شد و در دهه های60، 70 و 80 میلادی مورد استفاده قرار گرفت (پژوهشکده حمل و نقل، 1389).
در کشور انگلیس از سال 1964 تاکنون با هدف کم کردن بار ترافیکی راهها و کمک به تامین اعتبارات برای ساخت و توسعه راهها، استراتژی های مختلفی برای قیمت گذاری راهها اجرا شده است. از سال 2003 به بعد در شهر لندن سیاست های سخت گیرانه تر و همراه با نرخ های بالاتر با هدف کاهش هرچه بشتر بارترافیک اعمال شده است.
یکی از موفق ترین تجربه های قیمت گذاری راهها را کشورهای هنگ کنگ(Ison, Rye,2005) و سنگاپور(Goh,2002) از اواسط دهه 70 میلادی تا کنون داشته اند. هنگ کنگ در خلال سال های 80 و 90 میلادی علیرغم رشد جمعیت و تقاضای حمل و نقل توانست 20 % از بارترافیکی درون پایتخت بکاهد. همچنین سنگاپور نیز در مدیریت ترافیک توفیق زیادی داشته و دو دهه است اخذ الکترونیکی عوارض را تجربه می کند.
در کشور نروژ از سال 1930 تا 1980 5% کل بودجه ساخت و توسعه زیرساخت های حمل ونقل از ، محل قیمت گذاری راهها تامین شده است . اما در دو دهه 80 و 90 میلادی تحولات زیادی در سیستم قیمت گذاری راهها به وجود آمد و در نتیجه 26 % کل بودجه ساخت زیربناهای حمل ونقل کشور نروژ در دو دهه مذکور از محل قیمت گذاری راهها تامین گردید. در سال 1997 تعداد پروژه های راهسازی با استفاده از درآمد های حاصل از قیمت گذاری راهها به 30 پروژه رسید(Odeck, Bråthen,1997).
در کشور ایران تا کنون قیمت گذاری سیستماتیک و جامعی روی شبکه راههای کشور انجام نشده است و تنها در چند آزادراه کشور سیستم اخذ عوارض سنتی وجود دارد که البته بیشتر درآمدهای آن صرف پوشش هزینه های ساخت آزادراههای مذکور می شود. در واقع این آزادراهها با سرمایه بخش خصوصی یا بانک ها ساخته شده و در قالب قراردادهای ساخت-عملیات-واگذاری احداث شده اند و تا دوره ی مشخصی با نظارت دولت مجازند کابران این راهها را شارژ کنند.
بطور کلی در بیشتر کشورهای دنیا در سه دهه اخیر، قیمت گذاری راهها به عنوان منبعی مکمل جهت تامین اعتبارات و منابع مالی بخش حمل ونقل، همچنین مشوقی جهت همکاری و تعامل توأم بخش خصوصی و دولتی برای ساخت و توسعه راههای جدید، مدیریت تقاضا و کنترل ترافیک روی شبکه راهها، مورد نگاهی ویژه قرار گرفته است(پژوهشکده حمل و نقل،1389).
1-2- اهداف قیمت گذاری راههااهدافی زیادی برای قیمت گذاری راهها ذکر شده است. در اینجا به ۴ هدف اشاره می شود که در زیرآمده اند.
1. از مشهورترین و مهمترین اهداف قیمت گذاری راهها، هدف مالی و سرمای های است.قیمت گذاری راهها به عنوان منبعی برای کسب درآمد جهت بهسازی و توسعه زیر ساخت های حمل ونقل عمل می کند. شکاف موجود بین نیازهای زیرساختی حمل ونقل و درآمدهای موجود یکی از محرک های اصلی قیمت گذاری است. جمع آوری منابع مالی از این طریق برای پوشش دادن و جبران هزینه های ساخت راه، توسعه راههای فعلی و ساخت زیرساخت های جدید حمل ونقل صورت می گیرد. در بیشتر کشورهای دنیا بخش زیادی از این منابع از محل مالیات بر سوخت، مالیات بر وسائل نقلیه تامین می گردد. با توجه به تحولات تکنولوژیکی و ورود وسائل نقلیه با سوخت های نوین مانند باطری های خورشیدی، پیل های سوختی و امثالهم، که جایگزین وسایل با سوخت فسیلی می شوند ، انتظار می رود بخش حمل ونقل با کاهش مالیات بر سوخت و در نتیجه کاهش منابع مالی مواجه شود. لذا اهمیت قیمت گذاری راهها به عنوان محلی برای تامین منابع مالی مذکور بیشتر می شود . البته به دلیل اینکه در کشور ایران مالیات بر سوخت گرفته نمی شود، این نگرانی بدین صورت برای کشور ما وجود ندارد؛ بلکه بیشتر کمبود منابع مالی برای ساخت و توسعه شبکه راهها دغدغه اصلی محسوب میشود. قابل ذکر است این هدف بیشتر در قیمت گذاری راههای بین شهری در کشور ما و نیز دیگر کشورها دنبال میشود. (پژوهشکده حمل و نقل،1389).
2. هدف دوم ارائه مکانیزمی برای مدیریت تقاضای حمل ونقل است. با تغییر تعرفه ها در طول شبانه روز (که گاهی قیمت گذاری تراکم یا قیمت گذاری ارزش نامیده می شود ) استفاده کنندگان بگونه ای ترغیب می شوند که در طول ساعات شلوغ و پرتردد از سفر پرهیز کنند و سفرهای خود را در ساعات کم تردد انجام دهند. بدین طریق جریان ترافیک تعدیل شده و تقاضای سفر بگونه ای در طول ساعات روز توزیع می شود که کمتر بار ترافیکی شدید به وجود آید. علاوه بر توزیع تقاضا در ساعات مختلف، با تقسیم شبکه راهها به بخش های مختلف و تخصیص تعرفه های متفاوت به هر کدام به توزیع مناسب تقاضا روی کل شبکه پرداخته و از ترافیک شدید جلوگیری می کنند. طبیعی است با کاهش ترافیک، شاخص دسترسی پذیری افزایش یافته و کارایی حمل ونقل بهبود می یابد(May,1992). البته این هدف، بیشتر در مناطق شهری و درون شهرها مدنظر قرار می گیرد. امروزه در بیشتر شهرهای بزرگ و شلوغ دنیا از جمله شهر تهران این هدف دنبال می شود.
3. هدف سوم کاهش آثار زیان آور زیست محیطی است. معمولاً فعالیت های حمل ونقل اعم ازاحداث راهها و حرکت وسایل نقلیه، موجب وارد شدن آسیب هایی به محیط زیست می شو ند. هزینه های محیط زیستی مربوط به زیرساخت های حمل و نقل، شامل مواردی چون تصرف زمین و اراضی، تغییر مناظر و زیباییهای طبیعی، تخریب زیست گاههای وحوش، آسیب رسانی به منابع و ذخایر زمینی، آلاینده های جوی و غیره است(بیضایی،1382). لذا قیمت گذاری بگونه ای انجام می شود که بخشی از قیمت صرف جبران خسارات وارده به محیط زیست شود.
4. هدف چهارم که بیشتر در مناطق خارج از شهر و روستایی دنبال می شود، شارژ مستقیم کسانی است که از راهها، استفاده های مخاطره آمیز می کنند. مثلاً، ادوات سنگین کشاورزی و عمرانی، ممکن است سبب وارد کردن خساراتی به راهها شوند. تصادفات جاده ای نیز به دلیل تحمیل هزینه به اجتماع و البته بخش حمل ونقل، می تواند شامل این مورد باشد که در این صورت، شرکت های بیمه ای باید هزینه ها و عوارض مربوطه را بپردازند . علاوه بر این موارد، استفاده از وسایل غیراستاندارد و فرسوده که بیش از وسایل استاندارد به راهها آسیب می رسانند، مشمول این نوع قیمت گذاری می شوند. در کشور ایران، فرسود گی زیاد ناوگان حمل ونقل از جمله عوامل فرساینده راه بشمار رفته و اصولاً این دسته از وسایل حمل ونقل باید قیمت بیشتری را بابت استفاده ار راهها بپردازند. پیگیری این هدف می تواند به بهبودی وضع ناوگان و کاهش فرسودگی کمک کند(پژوهشکده حمل و نقل،1389).
برحسب اهداف در نظر گرفته شده برای قیمت گذاری راهها، استراتژی های قیمت گذاری نیز متفاوت خواهد بود. بطور مثال، قیمت گذاری در شهرهای کشورهای سنگاپور و هنگ کنگ بیشتر با هدف کاهش تراکم و مدیریت تقاضا است (Olszewski, Xie,2005) و در شهر لندن این کار بیشتر با هدف کاهش آلودگی های زیست محیطی و البته کاهش تراکم صورت می گیرد(Mitchell,2005) در حالیکه در کشور نروژ قیمت گذاری راه با هدف اصلی ساخت و توسعه شبکه راهها انجام می شود(Odeck, Bråthen,2002). در حوزه فعالیت وزارت راه و ترابری در کشور ایران، قیمت گذاری راهها، بیش از آنکه برای کاهش بار ترافیکی مورد نظر باشد، با هدف ساخت و توسعه شبکه راهها و جبران هزینه های ساخت راههای موجود، انجام می گیرد.
1-3- جمع بندی و نتیجه گیریحمل ونقل جاده ای به دلیل خصوصیات ویژه ای که داراست (از جمله انعطاف پذیری در انتخاب مسیر، میزان بار، زمان سفر، دسترسی به نقاط مختلف، عدم نیاز به تجهیزات بارگیری و تخلیه) به عنوان متداول ترین شیوه حمل ونقل در کشورهای مختلف محسوب می شود. در ایران نیز علاوه بر ویژگی های خاص حمل ونقل جاده ای، موقعیت ویژه جغرافیایی، عدم پوشش گسترده شبکه ریلی در سطح کشور، فقدان مقررات محدود کننده در خصوص آثار منفی حمل ونقل جاده ای همچون مسائل زیست محیطی، سبب گشته تا درصد بسیار بالایی از حمل ونقل کالا و مسافر توسط این زیربخش صورت گیرد. بنابراین باید اذعان داشت که امروزه قیمت گذاری راهها به یکی از اولویت های کاری در رئوس سیاست های حمل ونقل در سراسر جهان تبدیل شده است . بیشتر کارشناسان و اقتصاددانان حمل ونقل و همچنین سیاست مداران متقاعد شده اند که قیمت گذاری راه، و هزینه های جانبی مربوط به آنها، راهکار مؤثری برای کسب و جذب منابع مالی جهت توسعه و بهبود سیستم های حمل ونقل و همچنین مدیریت تقاضا و کنترل ازدحام روی راهها است.

فصل دوم
مبانی نظری
2- مبانی نظری تحقیق2-1- مقدمهحمل و نقل یا جابجایی انسان و کالا از نقطه ای به نقطه دیگر، از جمله خصایص ذاتی و کهن ماندگار انسان ها است. در جوامع ابتدایی به فرم معیشتی نیز، حرکت جزو اساسی ترین الزامات روزانه به شمار می رود و برای تولطد و یا جابجایی هر محصول غیر اقتصادی لازم است حجم معینی از حرکات از محل تولید تا مصرف صورت پذیرد تا کالای مورد نیاز به مصرف کننده برسد.
چنین فرایندی از حرکت از حرکت در یک جامعه توسعه یافته مبادلاتی، ابعاد وسیع تری دارد و اشکال مختلفی از حرکت و جابجایی را پدید می آورد. بنابراین حرکت و جابجایی یکی از عمده الزامات انسانی است که نتایج اقتصادی به دنبال دارد. در علم اقتصاد، مجموعه خدماتی که سبب انتقال و جابجایی منابع تولید می گردد دارای ارزش اقتصادی است و بخشی از جریان تولید محسوب می شود. از این رو حمل و نقل از جمله ضروریات اقتصادی است و تقاضا برای حمل و نقل مشتق از سایر فعالیت های اقتصادی و اجتماعی است و لذا محصول حمل و نقل در عین حال که یک تولید پیچیده و مرکب است، تابع تغییرات تقاضا در نقاط و یا بخش های دیگر اقتصاد نیز می باشد(محمودی،1389)
حمل و نقل به گونه سایر فعالیت های اقتصادی بدون هزینه نیست و حرکت در ابعاد فضایی، همانند هر تولید دیگری دارای هزینه می باشد. تفاوت های ساختاری در عملکرد هزینه های انواع مختلف حمل و نقل میدان کاربری وسیعی را برای برنامه ریزی حمل و نقل فراهم می آورد.
روند توسعه در افزایش تسهیلات حمل و نقل جهانی مبین یک روند فزاینده در تقاضا برای سرمایه گذاری در زیر ساخت های حمل و نقل می باشد و به همین دلیل است که سرمایه گذاری در زیر ساخت های حمل و نقل اهمیت یافته و جزو لاینفک برنامه های توسعه ملی گردیده است. در بسیاری از کشورهای توسعه یافته تامین مالی حمل و نقل بخصوص از این جهت اهمیت دارد که حمل و نقل بزرگترین جزء سرمایه گذاری این کشورها را تشکیل می دهد.
به دلیل بالا بودن هزینه های اجرایی طرح های زیر بنایی حمل و نقل و همچنین به خاطر مسئولیت های مالی دولت ها و ضرورت های توزیع در سطح ملی لازم است دولت ها به سرمایه گذاری در زیر ساخت های حمل و نقل توجه عمده ای مبذول دارند.
2-2- هزینه های حمل ونقلعملکردهای زیانبخش فاصله و محدود ساختن ابعاد حرکت در واقع ناشی از هزینه های حرکت است که بر اثر غلبه بر فاصله به وجود می آید. زیرا عملا هر مصرف کننده ای در حرکت بسوی گردآوری منابع مورد نیاز و یا بمنظور مبادله مقداری از درآمد خود با کالا و خدمات، ضرورتا مقادیر مشخصی از منابع کمیاب (پول، وقت و انرژی فیزیکی ) را به مصرف می رساند تا هزینه مسافت را از میان بردارد. بنابراین وقتی از موانع ناشی از مسافت و سنجش آن با واحدهای پولی صحبت می کنیم، در واقع اشاره به عملکرد خدمات حمل و نقل در غلبه بر مسافت و ساخت هزینه های حرکت و بهای مربوط به آن است که بر پایه ذخایر مالی قرار دارد.
ولی روند غلبه بر هزینه های مسافت همیشه بر اساس مبادلات پولی استوار نیست. مثلا قدم زدن تا فروشگاه برای خرید کالای مورد نیاز، پرداخت هزینه ای را شامل می شود که صرفا جنبه فعالیت بدنی داشته و می توان آنرا از طریق محاسبه واحد کالری مصرفی اندازه گیری نمود. در حالی که استفاده از وسایل ارتباطی محتاج مبادله پولی است و روند چنین مبادله ای بر اساس میزان سرمایه گذاری، نوع خدمات و هزینه های ناشی از آن بسیار متنوع است.
از این رو، برای تجزیه و تحلیل هزینه های حمل و نقل ضرورتا باید شناخت وسیعی از ماهیت هزینه های حمل و نقل داشت.حمل و نقل نوع ویژه ای از تولید است که بر خلاف اصول جاری در تولید کالاهای اقتصادی، در یک نقطه مشخص مکانی مستقر نیست ، بلکه عوامل تولید در چنین شیوه ای در طول یک خط معین و یا در امتداد مسیرهای مختلف ترکیب یافته وشکل می گیرند. بنابراین، از لحاظ اقتصادی، ساخت موقعیتی حمل و نقل با موضوعات مورد مطالعه در سایر فعالیت های اساسی دارد. این وضع زاییده اختلاف های بنیادی بین اهمیت و نقش تولیدی خطوط و گذرگاه ها در مقایسه با سایر فعالیت های اقتصادی است که خود مسائل ویژه ای را در موقعیت مکانی پدیده های تولید مطرح می کند. اهمیت بنادر، ایستگاه های راه آهن و سایر ترمینال ها به عنوان کانون فعالیت های حمل و نقل در واقع نتیجه مستقیم ارتباط های زنجیره ای این نقاط با پاره ای از نقاط دیگر است که هرگز به تنهایی حاوی ارزش های اقتصادی بالقوه ای نیستند. ارزش و اعتبار چنین مراکزی یا بر اساس شاخص هایی مانند تعداد مسافران و وزن کالاهای حمل شده و درآمدهای حاصله از آن تعیین می شود و یا ارزیابی آن ها بر پایه معیارهای فیزیکی دیگری قرار دارد. در هر حال، وسایل حمل و نقل و موسسات مربوط به آن عملا کالاهایی را عرضه نمی کنند و درآمد آن ها ناشی از خدماتی است که در مقطع زمانی و مکانی مشخصی ارائه شده است(محمودی،1389).
در هندسه فرض بر این است که هر خطی از به هم پیوستن بی انقطاع مجموعه ای از نقاط هندسی تشکیل می شود که عملکرد هر یک از نقاط مفروض در ساخت این خط برابر و یکسان است. خطوط ارتباطی را از بسیاری جهات همانند عملکرد نقاط در تشکیل خط می توان فرض کرد و ثابت کرد که تولید در طول چنین خطوطی و بر سر هر نقطه ای می تواند احتمال وقوع داشته باشد. بنابراین، سهمی که هر یک از این نقاط در حرکت دادن مسافر . کالا دارند از طریق محاسبه ای ساده (نرخ کالا هنگام صدور از مبدا منهای ارزش آن در زمان ورود به مقصد) می توان تعیین کرد. ولی کیفیت این گونه استدلال ها انسان را متقاعد می سازد که این نوع محاسبات تقریبا غیر عملی است و کمتر با واقعیت های موجود در حمل یک کالا مطابقت دارد. زیرا حمل و نقل هر محموله ای از ایستگاه مبدا علاوه بر هزینه های خدماتی عملا متضمن پاره ای هزینه های سرمایه ای نیز هست. بنابراین ، اگر از تطبیق این فرضیه که قسمت های مختلف یک خط را نقاط هندسی تشکیل می دهند صرف نظر کنیم و حرکت فرضی یک کالا را با ابعاد محدودتر، در طول یک راه آهن در نظر بگیریم در زمینه ترکیب هزینه های حمل و نقل به نتایج بهتری دست خواهیم یافت.
هزینه هایی که در طول راه آهن خیالی ما به واسطه انتقال کالاهای فرضی پدید می آید، نتیجه محاسبه و جمع زدن هزینه هایی مانند دستمزد، اجاره بها، بهره و غیره است. بسیاری از این هزینه ها به خدمات انجام شده در ادارات مرکزی متعلق می گیرد و برخی دیگر به خدمات انجام شده در ایستگاه های بین راه مربوط است و سایر هزینه ها به طول مسیر طی شده مربوط می شود. بدین ترتیب، سود حاصله از این خدمات برخی به بخش های ویژه ای از دارایی راه آهن و برخی دیگر به قسمت های واقع در طول راه مربوط خواهد بود.
حسابداران و متخصصان نرخ گذاری در بررسی توزیع درآمدهای حاصله، روش های ویژه ای دارند که بر حسب این روش ها، نخست هزینه های اداره مرکزی و سایر اقلام مربوط به آن معین می شود، سپس دستمزدها و هزینه های عملیاتی شهرهایی که ایستگاه ها در آنجا واقع شده اند و در آخر، بخش های ویژه ای از مسیر که به طریقی به نظام ارتباطی مربوط اند تعیین می شوند. چنین روشی را در مورد حمل و نقل های زمینی، دریایی و هوایی نیز می توان تعمیم داد و به کار بست. ولی یک اصل عمده در چنین شیوه ای از برنامه ریزی این است که حجم عمده ای از درآمد تقریبا در ترمینال ها جای گرفته و چنین به نظر می رسد که راه هایی که این ترمینال ها را به هم متصل می کنند بدون هزینه نگهداری می شوند، در حالی که چنین نیست و در واقع ساخت هزینه ها در انواع مختلف حمل و نقل سبب و نتیجه عملکرد هزینه های ثابت و هزینه های متغیر است که از سرمایه گذاری در طول مسیر حاصل آمده است. شکل (2-1) توجیه ساده ای از این مطلب است.

شکل 2-1 : عملکرد هزینه های حمل و نقل
به این ترتیب، حمل و نقل نوعی تولید است که در یک فرایند فضایی شکل یافته و در مقایسه با سایر تولیدات اقتصادی غیر قابل ذخیره است و مصرف آتی دارد. مهم تر از همه آنکه تولید حمل و نقل نسبت به مقیاس دارای بازده صعودی است و با افزایش بهره برداری «طول مسیر، وسایط نقلیه، زمان بهره برداری» ، مقدار تولید افزایش می یاید و از این رو عملکرد هزینه ها « ثابت، متغیر» در تولید تسهیلات حمل و نقل دارای وجوه ویژه ای است.
2-2-1- هزینه های ثابتهزینه های ثابت عبارت است از هزینه هایی که در اثر استهلاک فنی سرمایه های اولیه وسایط نقلیه، مخارج ساخت و نگه داری ترمینال ها و راه ها ، پرداخت مالیات های مختلف و عوارض گمرکی پدید می آید. هزینه های ثابت را معمولا غیر مستقیم، هزینه های مکمل، هزینه های اضافی و یا هزینه های سربار می نامند که تابع آن را به شکل زیر می توان نوشت.
TFX=k=0npi viدر رابطه فوق Vi مقادیر عوامل تولید ثابت و Pi قیمت های آن ها فرض شده است.
کوپر هزینه های ثابت را بر حسب کیفیت آن ها به دو قسمت تقسیم می کند. نخست، هزینه های ثابت سرمایه ای که خود شامل سرمایه گذاری مجدد و هزینه های استهلاک و فرسودگی وسایل نقلیه و ساختمان های مربوط به آن می شود و دوم، هزینه های ثابت روزمره که مشتمل بر دستمزدها، هزینه های انبارداری، گمرکات، بازرسی، مدیریت و غیره است. در هر حال، تاثیر پذیری چنین هزینه هایی در ساخت هزینه های کلی حمل و نقل تا حدودی ثابت است. زیرا این هزینه ها نه تنها ارتباط مستقیمی با سطوح مختلف حرکت ندارند، بلکه به آسانی نیز می توان آن ها را به مصرف کنندگان ویژه ای تحمیل کرد، مگر آنکه افزایش استفاده از تسهیلات ترمینال ها و تجهیزات اصلی آنها، مانند کامیون ها، قطارها و خودروها، موجب تقلیل حد متوسط هزینه های ثابت شود. مثلا در خصوص ارتباط دو نقطه از طریق یک سیستم مجهز راه آهن که در آن میلیارها ریال سرمایه گذاری شده است، تاثیر هزینه های ثابت در بهای تمام شده نرخ حمل و نقل به میزان بهره برداری از آن بستگی خواهد داشت. اگر میزان بهره برداری تا حد مشخصی افزایش یابد، سهم هزینه های ثابت در نرخ حمل و نقل به همان نسبت تقلیل می یابد و منحنی آن مانند شکل(2-2) می باشد. بدین ترتیب، اگر شبکه ارتباطی oq که هزینه های ثابت معینی در ساختمان آن به کار رفته است، در فاصله زمانی مشخص، Z مرتبه بهره برداری شود، تاثیر هزینه های ثابت در بهای تمام شده حمل و نقل، به مراتب کمتر از میزان بهره برداری به مقادیر x و y خواهد بود.
اگر چنانکه هزینه های ثابت بر حسب هر تن کالای حمل شده در طول مسافت بیان شود، فرم عمومی عملکرد هزینه های ثابت به گونه ای خواهد بود که با افزایش عملکرد، هزینه های ثابت به ازای هر تن در مسافت طی شده کاهش خواهد یافت و نتیجتا به کاهش نسبی هزینه های متوسط کل منجر خواهد شد (شکل 2-2).

شکل 2-2 : روند تحلیلی هزینه های ثابت بر حسب میزان بهره برداری

شکل 2-3: عملکرد هزینه های ثابت بر حسب تن-مسافت
معمولا هزینه های نیروی کار و تاسیسات ترمینال ها بخش مهمی از هزینه های ثابت حمل و نقل را تشکیل می دهند و در ترمینال های راه آهن و بنادر کشتیرانی، شاخص بهره دهی بر حسب رابطه بین این هزینه ها به ازای هر تن کالای حمل شده ارزیابی می شود.
برآورد میزان واقعی هزینه های ثابت و نحوه عملکرد آن در ساخت کلی هزینه های حمل و نقل همیشه براحتی میسر نیست و بر حسب میزان سرمایه گذاری، از سیستمی به سیستم دیگر تغییر می کند. معمولا هزینه واقعی عمل حمل و نقل بیش از مبلغی است که از ضریب نرخ باربری در تن – کیلومتر به دست می آید. زیرا در غالب کشورها بخش مهمی از هزینه های ثابت به اقتصاد عمومی تحمیل می شود و دولت به منظور تقلیل هزینه های حمل و نقل برای مصرف کننده مقداری از هزینه های ثابت را به صورت کمک های مالی مستقیم و یا غیر مستقیم تعهد می کند. بوریر به نقل از پرفسور پیرات نشان داده است که در کشور آلمان استفاده مجانی از راهها بویژه در سالهای گذشته برای کامیون ها حداقل به منزله کمک مالی معادل 15 الی 20 درصد بهای تمام شده حمل و نقل بوده است. رساندن چنین کمک های مالی و اعتباری از عمده ترین دلایل علاقمندی دولت ها به تشویق تخصص های منطقه ای و ایجاد رفاه و اشتغال در سطح ملی است. البته بازگشت چنین هزینه های از طرف دولت معمولا از طریق اخذ عوارض و مالیات های مختلف بر سوخت و تاسیسات تامین می شود.
بنابراین در هر شرایطی هدف اساسی سیاست دولت از کمک به حمل و نقل عمومی انجام یکسری خدمات در سطح ملی و تسریع فرایند مبادلات به ویژه توزیع مکانی واحدهای تولیدی است تا از تمرکز فعالیت های اقتصادی در قطب های مشخص جلوگیری به عمل آید و استعدادهای نهفته در نقاط دیگر به کار گرفته شوند.
2-2-2- هزینه های جاری یا متغیرهزینه های جاری یا خدماتی مشتمل بر مجموع هزینه هایی است که در ترمینال ها و یا ضمن حرکت در طول مسیر از انجام خدمات لازم پدید می آید. هزینه های متغیر را گاهی هزینه های دسته اول و یا هزینه های مستقیم می خوانند و تابع آن را به شکل زیر می توان نوشت :
Tvc=i=1npj vjدر رابطه فوق Vj مقادیر عوامل متغیر تولید و Pj قیمت آن ها است.
این گونه هزینه ها اصولا بر حسب کیفیت ساختمانی کالا و سیستم حمل و نقل تغییر می کند و به تناسب ظرفیت وسیله نقلیه و ترمینال ها متفاوت است. در هر حال عملکرد آن تابع مجموع هزینه هایی است که از ایستگاه مبدا تا مقصد صرف می شود. اصولا مخارج استاندارد و بسته بندی کالا در نظام های مختلف حمل و نقل متفاوت اند و غالبا میزان آن در حمل و نقل های درازمدت مانند حمل و نقل دریایی بیش از مبالغی است که در حمل و نقل های کوتاه مدت نظیر حمل و نقل هوایی وجود دارد. نرخ بیمه نیز معمولا در حمل و نقل های درازمدت زمینی و دریایی به جهت طول زمانی حمل و نقل و آسیب پذیری کالا بیش از حمل و نقل هوایی است.
علاوه بر هزینه های بارگیری و تخلیه در ایستگاههای مبدا و مقصد هزینه های بارگیری مجدد بین راه را نیز می توان از جمله هزینه های جاری و یا متغیر به حساب آورد. گاهی ممکن است کالایی پیش از حرکت از ایستگاه مبدا و قبل از رسیدن به ایستگاه مقصد چندین مرحله جابجایی را به همراه داشته باشند که هر یک از آنها هزینه های متفاوتی را بر سطح هزینه های خدماتی وارد می کنند.
در مواردی ممکن است انتقال کالا از یک نوع وسیله نقلیه به نوع دیگر، علاوه بر هزینه های فنی و بارگیری مجدد، مخارج انبارداری و احیانا ایجاد ضایعات و گاهی تاخیر زمانی تحویل کالا را به همراه آورد که هر یک در نوع خود متضمن هزینه های متغیر است.
به هر حال هزینه های متغیر را بر حسب نوع آنها در دو گروه مشخص می توان طبقه بندی کرد.
الف) هزینه های متغیر که بطور مطلق با مسافت طی شده رابطه نسبی دارند
ب) هزینه های متغیری که رابطه مطلق با مسافت طی شده ندارند. مانند پرداخت عوارض گمرکی و هزینه استفاده از ترمینال ها (شکل 2-4)

شکل 2-4: هزینه های متغیر بر حسب عملکرد حمل و نقل
هزینه های متغیر به طور کلی بسیار متنوعند و از یک نوع حمل و نقل به نوع دیگر دارای تفاوت های زیادی می باشند. به همین دلیل گاهی اوقات تفکیک کردن هزینه ها کار بسیار پیچیده ای می باشد. با این حال در اقتصاد حمل و نقل ضرورت دارد که کار تحلیل هزینه ها به دقت انجام پذیرد(محمودی،1389).
2-2-3- هزینه های خارجیهزینه هایی که از عملکرد بنگاه حمل و نقل به محیط زیست تحمیل شده است ولی بابت آن مبلغی پرداخت نمی شود هزینه های خارجی یا در مواردی هزینه های چرخه حیات نامیده می شوند. در مدل تعادل عمومی چنین فرایندی دارای پیامد خارجی است و اثرات زیانباری را از طریق عملکرد یک بنگاه اقتصادی بر منافع یا هزینه های فرد و یا بنگاه دیگری اعمال می کند.
از نظر اقتصاد دانان، آلودگی در محیط زیست ابعاد وسیع تری را شامل می شود و اثرات آن زنجیره وسیعی را در چرخه حیات تحت تاثیر خود قرار می دهد. کلیه هزینه های تباهی و خسارت پذیری محیط زیست چه در قالب هزینه های بازسازی و چه بصورت هزینه های اجتناب از خسارت از آثار تخریب و آلودگی محیط زیست به شمار می روند.
بازتاب تخریب در حوزه حمل و نقل بسیار وسیع است. نتایج مطالعات انجام شده(محمودی،1383) مشخصا به چهار نوع از انواع هزینه های خارجی که بر عملکرد سیستم های مختلف حمل و نقل تاثیر می گذارند اشاره دارد. این نوع هزینه ها در ساده ترین شکل خود عبارتند از هزینه های خارجی ناشی از :
آلودگی صدا
آلودگی هوا
اثرات هزینه ای ناشی از تراکم
هزینه های حاصل از تصادفات
نتایج مطالعات انجام شده در سال 1991 در هفده کشور اروپایی نشان می دهد که 92 درصد هزینه های خارجی مربوط به حمل و نقل جاده ای، 9/5 درصد مربوط به حمل و نقل هوایی، 7/1 درصد مربوط به راهآهن و فقط 3/0 درصد آن به حمل و نقل آبی تعلق دارد.
یک مثال ساده برای شناخت نحوه عملکرد این هزینه ها وضعیت موجود در ترافیک شهری است که مترادف با حجم بالایی از آلاینده ها می باشد. مطالعات موردی نشان داده است که مصرف بنزین و سایر سوخت های فسیلی، مواد آلاینده ای از نوع منو اکسید کربن،هیدرو کربورها، اکسیدهای ازت و غیره را به مقدار زیادی در محیط های شهری پراکنده می کند، در حالی که هزینه های تخریب آن عملا پرداخت نمی شود.
بنابراین لازم است رانندگان شهری علاوه بر پرداخت بهای بنزین هزینه ای نیز بابت تخریب حاصل از مصرف آن که در قیمت بنزین مستتر شده است را پرداخت نمایند. این عمل در نوع خود سبب خواهد شد مصرف بنزین با کاهش قابل ملاحظه ای مواجه شود.

شکل 2-5: تعادل عرضه بنزین با احتساب هزینه های آلوده سازی محیط زیست
در نمودار فوق منحنی تقاضا PP و منحنی عرضه SS است. قیمت بنزین در نقطه تلاقی این دو منحنی یعنی EM به قیمت PM می باشد. با افزایش هزینه های خارجی ناشی از مصرف بنزین منحنی عرضه SS به S’S’ انتقال پیدا کرده است که این منحنی تابع تقاضا را در نقطه E’ قطع می کند. در چنین شرایطی اگر چه بنزین در مقدار کمتری عرضه می شود ولی بدلیل اینکه با قیمت بیشتری بفروش می رسد موجبات کاهش مصرف را فراهم می آورد. همچنین در نمودار فوق تفاضل PM’ و PM نشان دهنده هزینه های خارجی هستند که مصرف کنندگان از پرداخت آن خودداری می کنند.
روش داخلی کردن هزینه های خارجی اگرچه در موارد بسیاری ممکن نیست، ولی برای پیشگیری از اثرات نامطلوب زیست محیطی، لازم است با ایجاد ضوابط و مقرراتی روش هایی برای پرداخت اینگونه هرینه ها اعمال گردند.
2-3- قیمت گذاری حمل ونقلدر تئوری اقتصاد، قیمت ها دارای دو نقش اساسی هستند. نخست تخصیص بهینه خدمات و کالاها میان مصرف کنندگان و دوم انگیزه برای تولید کنندگان و حفظ منافع آنان. هدف یک گرداننده حمل و نقل در سیاست قیمت گذاری به حداکثر رساندن درآمد است. این کار به دو طریق ممکن می شود(محمودی،1389) :
گسترش اندازه بازار
جذب مشتریان جدید و افزایش سهم خود در بازار
یکی از مسائلی که در قیمت گذاری حمل و نقل می بایست مد نظر قرار داده شود هزینه های خارجی است که از مهمترین آنها هزینه تراکم ناشی از سنگینی ترافیک می باشد، که اغلب از سوی افراد و یا شرکت های حمل و نقل در نظر گرفته نمی شوند.
2-4- قیمت گذاری بر اساس هزینه خارجیاگرچه اصول قیمت گذاری بخش عمومی و وضع مالیات و عوارض امر شناخته شده ای است ولی به هر حال طرح و اجرای آن در مسائل حمل و نقل بخصوص در حمل و نقل جاده ای مشکلات و ویژگی های خاص خود را دارد. اصولا به دلیل مشکلات گردآوری عوارض از استفاده کنندگان محلی جاده های برون شهری، مخارج مستقیم مربوط به استفاده از این تاسیسات، پایه مهمی برای تامین مالی این زیر ساخت ها نمی باشد. از سوی دیگر هزینه های جانبی ناشی از استفاده از این تاسیسات، بسط و توسعه عملیات حمل و نقل بر روی آنها نیز به دلیل ضعیف بودن بنیان مالیاتی و یا به دلیل توسعه نیافتگی سیستم های مالی دارای عملکرد درستی نبوده و توزیع بهینه خدمات را با مشکل مواجه می کند.
به منظور ایجاد یک پیوند مفید اقتصادی و محیطی لازم است هزینه های مصرف کنندگان تاسیسات حمل و نقل در رابطه با افزایش درآمد طوری تنظیم شود که اولا از ظرفیت موجود استفاده موثر به عمل آید و ثانیا تامین هزینه های جانبی آنها فراهم شود.
مساله کارایی را می توان از طریق انتخاب بهینه در وسایط نقلیه و سوخت، افزایش کارایی میان قسمت های مختلف حمل و نقل و اعمال سیاست های مناسب در نگاه داری و مدیریت زیر ساخت های حمل و نقل تعمیم داد. امروزه با استفاده از روش های مختلف اخذ عوارض و مالیات که معمولا از طریق نصب باجه های مخصوص در محل های معین صورت می گیرد، موجب پیدایش یک درآمد دائمی شده و در نهایت موجب بوجود آمدن تشویق کننده ای برای استفاده کنندگان و متصدیان امور حمل و نقل گردیده است. افزایش کارایی منابع به خدمت گرفته شده در زیر ساخت های حمل و نقل و همچنین تخصیص بهینه منابع میان اشکال مختلف حمل و نقل نتایج مستقیم اینگونه تصمیمات می باشد. اینگونه اقدامات که سیاست های قیمت گذاری خاصی را می طبید، در نوع خود می تواند هزینه ها را کاراتر سازد و اساس و بنیان مالی بهتری را برای تدارک و نگاه داری تاسیسات حمل و نقل بوجود بیاورد.
در محتوای بهینه سازی هزینه ها این حقیقت وجود دارد که رفت و آمد در جاده ها چندین نوع آثار بیرونی از جمله ایجاد تراکم، آلوده سازی محیط زیست، تخریب سطوح جاده و غیره را به دنبال دارد که هر یک در نوع خود متضمن هزینه های جانبی است.
اثرات خارجی این عوامل و سطح اصطکاک آن در جاده ها به مقدار و نوع سوخت مصرفی وفناوری که در کاربرد این مواد انتخاب شده بستگی دارد. امروزه اخذ عوارض در محدوده نواحی پرتراکم جاده ها موجب شده است بخشی از هزینه های فوق تامین شود. گزارش بانک جهانی حاکی از آن است که اعمال این سیستم در بازگرداندن بخشی از هزینه های جانبی در سنگاپور بسیار موثر بوده است.
اخذ مالیات بابت بنزین و سایر سوخت های فسیلی به علت قابلیت آن در کاربردهای مختلف جانشین مناسبی برای کنترل آلوده سازی محیط زیست بشمار می رود. البته علیرغم آنکه مالیات بر بنزین نقش چندان مهمی را نمی تواند در محدود ساختن تراکم اعمال نماید ولی در بسیاری از کشورها تنها ابزاری است که به منظور رعایت کنترل ترافیک بکار برده می شود.
برای ایجاد فرایندی در فرموله کردن قیمت ابتدا لازم است اجزای تشکیل دهنده قیمت به خوبی شناخته شوند و سپس با استفاده از تجربیات جهانی و در نظر گرفتن قوانین، ضوایط قیمت تعیین شود. در مورد سوخت های فسیلی جامعه جهانی تقریبا به رعایت اصول فوق توافق دارد :
هزینه های منابع سوخت در حد قیمت های جهانی تعیین شود
هزینه های خارجی ناشی از مصرف سوخت در کلیه سطوح اعمال شود
هرگونه مالیات و یا عوارض برای مصرف و یا تعدیل مخارج باید بگونه ای تنظیم شود که تغییر در الگوی مصرف را به حداقل برساند.
تاکید دستور العمل فوق این است که هر گاه هزینه های جانبی و مخارج استفاده از تاسیسات زیربنایی حمل و نقل به طور مستقیم تامین نمی شود، مالیات بر سوخت و اخذ هزینه های خارجی می تواند هزینه های مربوط به زیر ساخت های حمل و نقل و برخی از هزینه های محیطی را بپوشاند. هر چند قیمت سوخت یک جانشین خیلی ضعیف برای تامین هزینه های حمل و نقل به شمار می رود ولی در شرایطی که حمل و نقل به طور سیستماتیک در طول روز جریان دارد می تواند به عنوان بهترین جانشین انتخاب شود. به دنبال تمهیدات فوق انتخاب یک روش مناسب برای قیمت گذاری خدمات حمل و نقل با مشکلاتی همراه می باشد زیرا اکثر منازعات بر سر قیمت به تخصیص هزینه های مشترک کل مربوط می شود. بنابراین بهتر است ابتدا یک محاسبه کلی از هزینه های زیر بنایی و همچنین هزینه های خارجی به عمل آورده و سپس در قیمت تعمیم داده شود.
بهترین مثال در چگونگی انجام این امر شامل مطالعاتی است که توسط گرانائو در سال 1994 و وینوبری در سال 1988 در کشورهای غنا، زیمباوه و تونس برای بانک جهانی انجام شده است. در این مطالعات چنین راهکار مناسب برای هزینه یابی و اعمال سیاست های مالیاتی در سیستم قیمت گذاری حمل و نقل نشان داده شده است. اساسی ترین نکته این مطالعات تاکید بر روی هزینه های جانبی است که از طریق تخریب جاده ها و افزایش تراکم توسط وسایل نقلیه سنگین و اتوبوسها ایجاد می شود.اگر چه بخش عمده از این خرابی ها به شرایط جغرافیایی مناطق مربوط می شود ولی نقش عمده وسایل نقلیه سنگین را نمی توان از نظر دور داشت. توصیه لازم در این زمینه این است که اولا هزینه های سرمایه ای در حساب مخارج گنجاند شود ثانیا مالیات سوخت بر حسب مسافت و میزان بارگیری اخذ شود. به طور مثال در برخی از کشورها مالیات سالانه برای وسایط نقلیه سنگین و خودروهای سواری با توجه به نوع خودرو متفاوت می باشد. مقدار مالیات در این شرایط به طور قابل ملاحظه ای به ظرفیت های بارگیری وسایل نقلیه بستگی دارد. این مسئله موجب برطرف شدن تخصیص هزینه های خارجی و توزیع آنها نمی شود ولی تاثیر بسزایی در بهبود آنها ایجاد می کند. الیته باید توجه داشت در انتخاب سیستهای اخذ مالیات و عوارض اولا باید بسیار محتاطانه عمل کرد و از اتخاذ روشهای نا معقول که ممکن است به آشفتگی بازار بینجامد اجتناب نمود، ثانیا افزایش درآمد عاملی برای توسعه دادن عرضه بشمار می رود و از این رو لازم است درآمدهای حاصله از منابع فوق به بهبود ساختار حمل و نقل اختصاص داده شود.
2-5- پیش بینی حجم ترافیکطی دهه اخیر پیشرفت و گسترش شناسگرهای ترافیکی، امکانات جدیدی را برای مدیریت ترافیک و شبکه معابر فراهم کرده است. شناسگرهای ترافیکی در سطح شبکه معابر نصب شده و به صورت لحظه ای پارامترهای ترافیکی را برداشت می کنند. اطلاعات برداشت شده توسط شناسگرها به کمک بستر مخابراطی به مرکز کنترل ترافیک – مرکز شهری و یا جاده ای – منتقل می شوند. یکی از وظایف مرکز کنترل ترافیک استفاده بهنگام از این اطلاعات برای مدیریت ترافیک است. مدل پیش بینی حجم ترافیک در کوتاه مدت یکی از بخش هایی است که از این اطلاعات استفاده می کند. این مدل با بکارگیری اطلاعات شناسگرهای ترافیکی هر معبر، حجم عبوری از یک معبر در لحظات پیش رو را پیش بینی می کند. از این اطلاعات برای مدیریت پیشگیرانه ترافیک استفاده می شود (افندی زاده، کیانفر،1387).
مدل های مرسوم پیش بینی، مقدار حجم ترافیک را برای سال های آینده و یا برای سناریوهای مختلف پیش بینی می کنند. این پیش بینی با استفاده از مدل های آینده و یا برای سناریوهای مختلف پیش بینی می کنند. این پیش بینی با استفاده از مدل های چهار مرحله ای و یا مدل های مستقیم انجام می شود. نتایج حاصل از این پیش بینی در حوزه برنامه ریزی حمل و نقل بکار گرفته می شود.
شبکه های عصبی از اجزای هوش مصنوعی هستند که در حوزه های کاربردی مختلف با موفقیت استفاده شده اند. یکی از روش پیشنهادی در اینجا، بکارگیری تکنیک های هوش مصنوعی می باشد.در ادامه از روش آماری رگراسیون جهت پیش بینی حجم تردد استفاده گردیده است و در انتها به مقایسه دو روش می پردازیم.
2-6- کلیات شبکههای عصبی مصنوعی تفاوت انسان با سایر موجودات زنده دیگر در توانایی تصمیمگیری و اراده اوست که به ساختار پیچیده مغز و سلسله اعصاب او بر می گردد. از دیرباز دانشمندان و محققین زیادی علاقمند به شناخت ساختمان مغز انسان و چگونگی انجام محاسبات و پردازشها در آن بودهاند آنچه باعث توجه گسترده به این موضوع شده اموری است که مغز آنها را در کسری از ثانیه انجام میدهد (مثل شناسایی چهره آشنا) در حالی که رایانههای دیجیتال برای انجام آنها نیاز به زمان زیادی دارند، بنابراین مغز برای محاسبات خود اساسا از ساختاری کاملا مغایر با ساختار رایانههای متداول برخوردار میباشد.
احساس نیاز بشر برای دستیابی به هوش مصنوعی به منظور نزدیکتر کردن ارتباط انسان و ماشین و دستیابی به ماشینهای هوشمندی که بتواند از عهده وظایف پیچیدهتر برآیند انگیزه اصلی تحقیقات گسترده بر روی سیستم عصبی انسان و دیگر موجودات زنده و تلاش در جهت شبیهسازی مصنوعی آن بوده است. شبکه عصبی مصنوعی (ANN)  ایدهای است برای پردازش اطلاعات که از سیستم عصبی زیستی الهام گرفته شده و مانند مغز به پردازش اطلاعات میپردازد . عنصر کلیدی این ایده ، ساختار جدید سیستم پردازش اطلاعات است.
2-7- نرون بیولوژیکی
همانطورکه گفته شد شبکههای عصبی مصنوعی الهام گرفته از سیستمهای بیولوژیکی هستند. اما اختلافهای عمدهای بین معماری و قابلیت شبکههای عصبی مصنوعی و طبیعی وجود دارد.
مغز انسان به عنوان یک سیستم پردزاش اطلاعاتی با ساختار موازی از 100 تریلیون (1011) نرونهای به هم مرتبط با تعداد کل (1016) ارتباط میباشد که این نرونها از طریق شبکهای از آکسونها و سیناپسها با چگالی تقریبی10 هزار سیناپس در هر نرون ، با هم ارتباط دارند.
محیط عملکرد این نرونها یک محیط شیمیایی است. گیرندههای حسی تحریکات را هم از محیط و هم از داخل بدن دریافت میکند. این تحریکات که به صورت ایمپالسهای الکتریکی هستند اطلاعات را به شبکه نرون ها وارد میکنند. سیستم عصبی مرکزی، اطلاعات دریافتی را پردازش میکند و با کنترل انگیزندهها پاسخ انسان را به صورتهای مختلف بروز میکند.

شکل 2-6: اجزای اصلی یک شبکه عصبی بیولوژیکسلول عصبی یا نرون که عنصر اساسی شبکه عصبی است در شکل 2-6 نشان داده شده است اجزا این سلول عبارتند از : بدنه سلول ، اکسون ، دندریت ، سیناپس
2-8- شبکههای عصبی مصنوعیشبکههای عصبی، نظیر انسانها، با مثال یاد میگیرند . یک ANN برای انجام وظیفههای مشخص، مانند شناسایی الگوها و دستهبندی اطلاعات، در طول یک پروسه یادگیری، تنظیم میشود . در سیستمهای زیستی یادگیری با تنظیماتی در اتصالات سیناپسی که بین اعصاب قرار دارد همراه است. این روش آموزش ANN ها نیز میباشد.
در این قسمت شبکههای عصبی را بر اساس ساختار شبکههای عصبی بیولوژیکی که مطرح شد معرفی میکنیم. اما قبل از آن شباهتهای بین این دو شبکه را عنوان میکنیم.
بلوکهای ساختاری در هر شبکه دستگاههای محاسباتی خیلی سادهای هستند و مضاف بر این نرونهای مصنوعی از سادگی بیشتری برخوردار میباشند.
ارتباطات بین نرونها عملکرد شبکه را تعیین میکند.
اما با وجود اینکه نرونهای بیولوژیکی از نرونهای مصنوعی که توسط مدارات الکتریکی ساخته میشوند بسیار کندتر هستند (یک میلیون بار)، عملکرد مغز خیلی سریعتر از عملکرد یک رایانه معمولی است. علت این پدیده بیشتر به دلیل ساختار کاملا موازی نرونها میباشد و این یعنی اینکه همه نرونها معمولا به طور همزمان کار میکنند و پاسخ میدهند از آنجائی که شبکههای عصبی مصنوعی هم دارای ساختار موازی هستند اما توسط رایانههای سری پیادهسازی میشوند و این مسأله باعث افت سرعت شدید در این شبکهها میشود.
با وجود این که شبکههای عصبی مصنوعی با سیستم عصبی طبیعی قابل مقایسه نیستند ویژگیهایی دارند که آنها را در بعضی از کاربردها مانند تفکیک الگو ، رباتیک ، کنترل و به طور کلی در هر جا که نیاز به یادگیری یک نگاشت خطی یا غیر خطی باشد ممتاز مینمایند. این ویژگی ها به شرح زیر هستند:
قابلیت یادگیری: استخراج نتایج تحلیلی از نگاشت غیر خطی که با چند مثال مشخص شده کار ساهای نیست. چون میدانیم که یک نرون یک دستگاه غیر خطی است در نتیجه یک شبکه عصبی که از اجتماع این نرونها تشکیل میشود هم یک سیستم کاملا پیچیده و غیرخطی خواهد بود. به علاوه خاصیت غیرخطی عناصر پردازش در کل شبکه توزیع می گردد هنگام پیاده سازی این نتایج با یک الگوریتم معمولی وبدون قابلیت یادگیری نیاز به دقت و مراقبت زیادی دارد درچنین حالتی سیستمی که بتواند خود این رابطه را استخراج کند بسیار سودمند به نظر میرسد . خصوصاً اینکه افزودن مثالهای اجتماعی در آینده به یک سیستم با قابلیت یادگیری، به مراتب آسانتر از انجام آن در یک سیستم بدون چنین قابلیتی است.
قابلیت یادگیری یعنی توانایی تنظیم پارمترهای شبکه (وزنهای سیناپتیکی) در مسیر زمان که محیط شبکه تغییر میکند و شبکه شرایط جدید را تجربه میکند، با این هدف که اگر شبکه برای یک وضعیت خاص آموزش دید و تغییر کوچکی در شریط محیطی شبکه رخ داد، شبکه بتواند با آموزش مختصر برای شریط جدید نیز کارآمد باشد. دیگر اینکه اطلاعات در شبکههای عصبی در سیناپسها ذخیره و هر نرون در شبکه، به صورت بالقوه ازکل فعالیت سایر نرونها متأثر میشود. در نتیجه، اطلاعات از نوع مجزا از هم نبوده، بلکه متأثر از کل شبکه میباشد.
2- پراکندگی اطلاعات: آنچه که شبکه فرا میگیرد و یا به عبارت دیگراطلاعات یا دانش، در وزنهای سیناپسی مستتر میباشد و رابطه یک به یک بین ورودیها و وزنهای سیناپتیکی وجود ندارد. میتوان گفت که هر وزن سیناپسی مربوط به همه ورودیها است ولی به هیج یک از آنها به طور منفرد مربوط نیست به عبارت دیگر هر نرون در شبکه از کل فعالیت سایر نرونها متأثر میباشد در نتیجه اطلاعات به صورت زمینهای توسط شبکههای عصبی پردازش میشود.
3- قابلیت تعمیم: پس از آنکه مثالهای اولیه به شبکه آموزش داده شد شبکه می تواند در مقابل یک ورودی آموزش داده نشده قرار می گیرد و یک خروجی مناسب ارائه نماید. این خروجی بر اساس مکانسیم تعیمم که همانا چیزی جز پروسه درونیابی نیست بدست می آید.
4- پردازش موازی: هنگامیکه شبکه عصبی در قالب سخت افزار پیاده می شود سلول هایی که در یک تراز قرار می گیرند میتواننند به طور همزمان به ورودی های ان تراز پاسخ دهند. این ویژگی باعث افزایش سرعت پردازش می شود در واقع در چنین سیستمی ، وظیفه کلی پردازش ، بین پردازنده های کوچکتر مستقل از یکدیگر توزیع می گردد.
5- مقاوم بودن: در یک شبکه عصبی ، هر سلول به طور مستقل عمل می کند و رفتار کلی شبکه برآیند رفتارهای محلی سلول های متعددی است. این ویژگی باعث می شود تا خطاهای محلی از چشم خروجی نهایی دور بمانند. به عبارت دیگر سلول ها در یک روند همکاری، خطاهای محلی یکدیگر را تصحیح می کنند این خصوصیت باعث افزایش قابلیت مقاوم بودن در سیستم می گردد.

—d1209

در نوع اول، مسئله در نظر گرفته شده در این تحقیق به صورت یک زنجیره تامین سه سطحی متشکل از یک تامین کننده – یک خرده فروش و چندین مشتری نهایی می باشد. در این تحقیق به دلیل نامحدود بودن ظرفیت هریک از تامین کننده ها فقط یک تامین کننده انتخاب می شود و از تابع تقاضای هیکس با نوع خطی، که تابعی از قیمت خرده فروشی می باشد، به منظور تابع تقاضا
ی مشتریان، مد نظر قرار گرفته شده است. خرده فروش برای برآورده نمودن تقاضای مشتریان، باید تامین کننده مناسب در دو حالت مدیریت موجودی سنتی و مدیریت موجودی VMI با معیار های مختلفی که عبارتند از: نوع سیاست VMI، از نظر مقدار انباشته ارسالی، تعداد دفعات باز پرسازی و هزینه دریافتی از خرده فروش بابت اجرای سیستم VMI و قیمت عمده فروشی و در حالت سنتی معیار های، قیمت عمده فروشی و مقدار سفارش خرده فروش و تعداد دفعات سفارش دهی آن، به گونه ایی انتخاب نماید، که خرده فروش با تعیین سیاست قیمت گذاری که انجام می دهد، بیشترین سود، برای آن فراهم شود. در این مسئله، خرده فروش، کالاها را در بازار مختلف و مستقل از یکدیگر به فروش می رساند به گونه ایی که همه کالاهای دریافتی از تامین کننده منتخب، کاملا به فروش برسد و حالت کمبودی برای هیچ یک از اعضای زنجیره تامین ایجاد نشود. در نهایت اجرای مدیریت موجودی VMIرا با حالت اجرای مدیریت موجودی سنتی در مسئله انتخاب تامین کننده، مقایسه می شود و مقدار قیمت بهینه خرده فروشی و مقدار انباشته ارسالی و تعداد دفعات باز پرسازی بهینه در هر دو نوع مدیریت موجودی بدست می آید. شکل (1-1) به صورت مفهومی، تفاوت حالت اجرای مدیریت موجودی سنتی و مدیریت موجودی VMI ارائه شده در مسئله اول این تحقیق را نشان می دهد.

شکل 1-1 (a) مدیریت موجودی سنتی (b) مدیریت موجودی توسط فروشنده
در ادامه، مدل نوع اول را تعمیم داده، و به این صورت که در نوع دوم، مسئله در نظر گرفته شده به صورت، یک زنجیره تامین سه سطحی مانند نوع اول است، با این تفاوت که در این حالت به دلیل محدود بودن ظرفیت تولید هریک از تامین کننده ها، می توان چندین تامین کننده انتخاب نمود. در این مسئله، از تابع تقاضای هیکس با نوع کاب داگلاس، که تابعی از قیمت خرده فروشی می باشد، به منظوره تابع تقاضای مشتریان مد نظر قرار گرفته شده است.
خرده فروش با دریافت تقاضای مشتریان، تامین کننده یا تامین کننده های مناسب را در سیستم مدیریت موجودی VMI با توجه به معیارهای متفاوتی که عبارتند از: نوع سیاستVMI ، از نظر مقدار انباشته ارسالی و تعداد دفعات باز پر سازی و هزینه دریافتی از خرده فروش بابت اجرای سیستم VMI و همچنین نرخ خرابی کالاهای ارسالی تامین کننده، قیمت عمده فروشی و هزینه پرداخت شده به خرده فروش به ازای هر واحد کمبود کالا در نظر گرفته می شود. این مسئله به صورت یک مدل تک هدفه غیر خطی آمیخته با عدد صحیح مدل سازی شده است. بنابراین تامین کننده/ تامین کننده هایی با توجه به سیستم VMI که اجرا می کنند، بتوانند با تعیین سیاست قیمت گذاری که خرده فروش اجرا می کند، بیشترین مقدار سود را برای آن به همراه داشته باشند، برای پیاده سازی سیستم VMI انتخاب خواهند شد. شکل (1-2)، بیان مفهومی روابط بین اعضای زنجیره تامین و سیاست های به کار گرفته شده در این تحقیق را نشان می دهد.

شکل 1-2 نمای کلی، روابط بین اعضای زنجیره تامین و سیاست های به کار گرفته شده در این تحقیق1-3 اهداف تحقیق
جایگزینی مدل کنترل موجودی توسط فروشنده با زنجیره تامین سنتی در صنایع مختلف و افزایش کارایی و سوددهی زنجیره تامین
مدل سازی سود خرده فروش در مساله کنترل موجودی توسط فروشنده
بررسی قیمت گذاری در مساله کنترل موجودی توسط فروشنده
انتخاب بهترین تامین کننده
به دست آوردن معیار مناسب برای انتخاب تامین کننده برتر
افزایش رقابت در صنایع مختلف و به تیع آن افزایش رضایت مشتریان
1-4 سوالهای تحقیق
قیمت گذاری در مدل کنترل موجودی توسط فروشنده چه تفاوتی با زنجیره تامین سنتی دارد؟
آیا میزان سود خرده فروش در حالت مدیریت موجودی سنتی با سیستم VMI متفاوت است؟
انتخاب تامین کننده بر اساس چه معیارهایی صورت می گیرد؟
1-5 نوآوری تحقیقدر دنیای واقعی که صنایع مختلف به دنبال مزیت رقابتی هستند، مساله قیمت گذاری مقوله بسیار مهمی در مدیریت تقاضا محسوب می شوند. در این تحقیق سعی شده تا مساله با درنظر گرفتن تابع تقاضای وابسته به قیمت، بیشتر به دنیای واقعی نزدیک شود. علاوه بر مطالب فوق، مساله زنجیره تامین در اکثر صنایع، با مساله انتخاب تامین کننده مناسب درهم آمیخته است و درنظر گرفتن معیارهای انتخاب تامین کننده، مساله را به واقعیت های صنعت نزدیک تر می کند. بنابراین در هیچ پروژه - ریسرچو تحقیقی مساله انتخاب تامین کننده در زنجیره سه سطحی و همچنین در مدل کنترل موجودی توسط فروشنده با مساله قیمت گذاری به صورت برنامه ریزی غیر خطی آمیخته با عدد صحیح، مطرح نشده است. بنابراین، ادغام مسائل فوق با در نظر گرفتن معیار های گوناگون برای انتخاب تامین، علاوه بر نوآوری، این تحقیق را به واقعیت و کاربردی بودن نزدیک می کند.
1-6 ساختار کلی تحقیقدر فصل اول کلیات تحقیق شامل تشریح موضوع و بیان مساله، ضرورت تحقیق، اهداف تحقیق، نوآوری تحقیق و اهمیت آن ارائه شده است.
در فصل دوم، مبانی نظری تحقیق و کارهای عملی در تحقیقات گذشته ارائه شده است. این فصل شامل سه بخش است که در مورد مفاهیم زنجیره تامین، مروری بر مطالعات گذشته مربوط به مسائل انتخاب تامین کننده و مدیریت موجودی توسط فروشنده بیان شده است. در فصل سوم مدل های ریاضی تحقیق بیان شده اند و روشهای مورد استفاده برای حل آنها در تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل چهارم با ارایه مثال های عددی مدل های مطرح شده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته شده است. در فصل پنجم نتایج بیان شده است و پیشنهادهای برای تحقیقات آینده مطرح شده است.
فصل دوممرور ادبیات2-1 مقدمهتغییرات و تحولات عمیق دنیای کسب و کار و الزامات جدید تولید و تجارت در عصر کنونی، زمینه ظهور و بروز نگرش های جدیدی را فراهم ساخته است که ضروری است مورد توجه قرار گیرند. درهمین راستا رویکردها و نگرش های جدیدی پیرامون موضوع تامین، تحت عنوان مدیریت زنجیره تامین گسترش یافته به نحوی که زمینه خلق پارادایم جدیدی در حوزه مدیریت تامین را فراهم ساخته است. همچنین با بیان مدیریت زنجیره تامین استراتژی های مختلفی از جمله مدیریت موجودی توسط فروشنده برای یک پارچه سازی بیشتر زنجیره مطرح شدند.
با توجه به اهمیت انتخاب درست تامین کننده در زنجیره تامین، با جهانی شدن تجارت و افزایش ارتباطات بین المللی و امکان انتخاب تامین کنندگان از سراسر نقاط جهان، منجر به افزایش پیچیدگی مساله انتخاب و تخصیص سفارش به تامین کنندگان شده است. افزایش سطوح تجارت و الکترونیک و استفاده از اینترنت نیز از طرف دیگر موجب شده است که سازمان ها راه حل های بیشتری برای انتخاب تامین کننده پیش رو داشته باشند و دامنه انتخاب آنها به شدت افزایش پیدا کند. در این فصل به بررسی مباحث زنجیره تامین، انتخاب تامین کننده و مدیریت موجودی توسط فروشنده و تحقیقات انجام شده در این حوزه ها خواهیم پرداخت.
2-2 تحولات زنجیره تامینپس از جنگ جهانی دوم و فشار بر صنایع برای کاهش قیمتها و افزایش رقابت‌پذیری آنها، صاحبان صنایع در ‌پی‌کاهش هزینه‌های خود در تولید محصولات، به‌ منظور ماندگاری و ادامه حیات بودند. در این راستا مدیران و صاحبان صنایع از روشهای مختلفی همچون: برنامه‌ریزی تولید، زمانبندی تولید، زمان‌سنجی، الگوهای چیدمان ماشین‌آلات، مکان‌یابی، ارتقای بهره‌وری نیروی کار، ارتقای فناوری و غیره بهره بردند.  وجه مشترک همه این روشها متمرکز بودن به درون بنگاه و تلاش درجهت کاهش هزینه‌ها در درون بنگاه یا کارخانه می‌باشد. هرچند این روشها تا دهه 70 میلادی تا حد زیادی پا سخگوی نیاز صاحبان صنایع در کاهش هزینه‌ها و افزایش توان رقابت ‌پذیریشان شد.
در اوایل دهه 80، مدیران دریافتند، فقط توجه به درون سازمان برای کاهش هزینه ها کافی نبست. در این زمان، با افزایش تنوع در الگوهاى مورد انتظار مشتریان، سازمان‌ها به طور فزاینده اى به افزایش انعطاف پذیرش در خطوط تولید و توسعه محصولات جدید براى ارضاى نیازهاى مشتریان علاقه مند شدند. در دهه 90 میلادى، به همراه بهبود در فرایندهاى تولید و به کارگیرى الگوهاى مهندسى مجدد، مدیران بسیارى از صنایع دریافتند که براى ادامه حضور در بازار تنها بهبود فرایندهاى داخلى و انعطاف پذیرى در توانایى‌هاى شـــــرکت و فقط تولید یک محصول کیفی کافی نیست. در واقع، عرضه محصولات با شرایط مورد نظر مشتری (چه موقع، کجا و چگونه)، با کیفیت و هزینه مورد نظر آنها، چالشی جدیدی را برای سازمانها به وجود آورد. با چنین نگرشى، رویکردهاى زنجیره تامین و مدیریت آن پا به عرصه وجود نهاد. در واقع زنجیره تامین از جدیدترین و مهمترین موضوعات است که سازمان ها با استفاده از آن در پی ایجاد ارزش برای سهامداران و ذی نفعان خود هستند [6]. بر این اساس، فعالیت‌هایی مانند تهیه مواد، برنامه ریزی محصول و تولید ، انبارداری، کنترل موجودی، توزیع ، تحویل و خدمت به مشتری که قبلا همگی در سطح یک سازمان انجام می شد به سطح زنجیره تامین انتقال یافته است. مسئله کلیدی در یک زنجیره تامین، مدیریت ، کنترل و هماهنگی فعالیت‌های مذکور است. مدیریت زنجیره تامین این کار را به طریقی انجام می‌دهد که مشتریان بتوانند محصولات را با کیفیت و خدمات قابل اطمینان، در اسرع وقت و با حداقل هزینه دریافت کنند [30].
مدیریت زنجیره ی تأمین با چالش هایی مواجه است از قبیل ، ایجاد اعتماد و همکاری میان شرکای زنجیره تأمین و تعیین بهترین اقداماتی که می توانند هم راستایی و یک پارچگی فرایند زنجیره نامین را تسهیل کنند.
بنابراین در دهه اخیر و در پی تحولات تکنولوژی ارتباطات و اطلاعات، روند مدیریت زنجیره تأمین به سمت مدیریت زنجیره تأمین الکترونیک تغییر کرد و از حالت سازمانی و منطقه ای به حالت جهانی متمایل گردید. به این ترتیب تولید از روش تولید استاندارد و انبوه به سمت تولید منعطف محلی سوق داده شد. لازمه این امر نیز تغییر ساختاری آن از حالت متمرکز به حالت نیمه متمرکز و ایجاد واحدهای استراتژیک مستقل بود. تغییر دیگری که در این روند می‌توان مشاهده کرد افزایش سهم برون سپاری است. شرکتهای مدیریت زنجیره تأمین برای افزایش مزیت رقابتی خود در طول فرایند تأمین، تمرکز خود را روی مراحلی اختصاص می دهند که ارزش افزوده بیشتری برای مشتری و شرکت فراهم کند و از این جهت بخشهایی با ارزش افزوده کمتر را به شرکتهای دیگر واگذار کرده و ترجیح می‌دهند در این موارد، خرید خارج از مجموعه داشته باشند که در این میان نقش استراتژی های همکاری، بسیار تعیین کننده است.


2-3 مفهوم زنجیره تامینیک زنجیره تامین معمولاً از اجزای زیر تشکیل شده است: 
    مشتریان نهایی محصولات
    خرده فروشان محصولات و خدمات
    توزیع کنندگان / عمده فروشان محصولات
    تولید کنندگان محصول نهایی
    تامین کنندگان
در حقیقت، زنجیره تامین از دو یا چند سازمان تشکیل می‌شود که رسماً از یکدیگر جدا هستند و به وسیله جریان‌های مواد، اطلاعات و جریان‌های مالی به یکدیگر مربوط می‌شوند. این زنجیره،‌ همه فعالیت‌های مرتبط با جریان کالا و تبدیل مواد، از مرحله تهیه ماده اولیه تا مرحله تحویل کالای نهایی به مصرف کننده را شامل می شود، و در شکل(2-1) اجزای یک زنجیره تامین نمایش داده شده که مفهوم هریک از سطوح به شرح زیر می باشد :
- زنجیره تامین بالادست: این بخش شامل تامین کنندگان اولیه )که خودشان میتوانند مونتاژ کننده یا سازنده باشند( و تامین کنندگانشان هستند که همه این مسیرها ازمواد سرچشمه می گیرد. فعالیتهای اصلی این قسمت خرید و حمل است.
- زنجیره تامین داخلی: این بخش شامل همه پردازشهای استفاده شده به وسیله یک سازمان در تبدیل داده های حمل شده به سازمان به وسیله تامین کنندگان به خروجی هاست، از زمانی که مواد وارد سازمان میشود تا زمانی که محصول نهایی برای توزیع به خارج سازمان حرکت می کند. فعالیتها اینجا شامل حمل مواد، مدیریت موجودی، ساخت وکنترل کیفیت است.
- زنجیره تامین پایین دست: این بخش شامل همه فرایندهای درگیر در توزیع و تحویل محصولات به مشتریان نهایی است. بسیار مشاهده می شود که زنجیره تامین وقتی محصول واگذار یا مصرف میگردد، پایان می پذیرد. اینجا فعالیت ها شامل بسته بندی، انبار و حمل است. این فعالیتها ممکن است با استفاده از چندین توزیع کننده انجام شود مثل کل فروشان وخرده فروشان .

شکل2-1 ساختار زنجیره تامین[1].2-4 اهمیت مدیریت زنجیره تأمینزنجیره‌تأمین نیز به‌عنوان یک سیستم، مانند بسیار از سیستم‌های دیگر برای عملکرد مناسب، نیازمند مدیریت است. به عنوان مثال یک تولیدکننده قطعه خودرو ممکن است برای تحویل قطعات نهایی به خودروساز نیازمند مواد اولیه پلاستیک باشد که باید از خارج وارد شود. اگر واردات این محصول با مشکل مواجه گردد تأمین این قطعه دچار اختلال می‌شود و شاید بهتر باشد تولیدکننده مقدار زیادی از آن را به طور مستقیم از عرضه کننده خارجی، یک‌جا خریداری کند. در همین حال، ساخت انبار برای نگهداری حجم زیادی از این مواد بسیار هزینه‌ بر است. از طرف دیگر عدم پاسخگویی به سفارش مشتری می‌تواند آینده تجاری قطعه ‌ساز را دچار مشکل سازد. خودروساز نیز دارای نرخ سفارش یکنواخت به تأمین‌کننده نیست و گاهی سفارش خود را به مدت طولانی به تعویق می‌اندازد. بنابراین هزینه‌ها و ریسک‌های گوناگونی کسب و کار قطعه‌ ساز را تحت تأثیر قرار می‌دهند. در این مثال‌ آن‌چه که روشن است، اهمیت هماهنگی میان عناصر زنجیره تأمین و جریان صحیح اطلاعات و کالا است. به‌‌ این ‌ترتیب مدیریت زنجیره تأمین مجموعه‌ای از رویکردها است که برای یک‌پارچه‌سازی فعالیت های اعضای زنجیره تامین شامل، تأمین‌کنندگان، تولیدکنندگان، توزیع کنندگان و خرده فروشان و نیز انتقال جریانهای اطلاعاتی و منابع مالی مرتبط با آن به‌کار می‌رود، تا کالا به مقدار درست، در محل درست و در زمان درست تولید و توزیع و به مشتریان ارسال شود. رعایت تمامی موارد در حالی است که هزینه‌های کل سیستم حداقل، و هم‌زمان سطح خدمت مطلوب نیز حفظ ‌شود. در این تعریف دو نکته اساسی در مدیریت زنجیره تامین اهمیت دارد.
1-مفهوم یک پارچه سازی 2- اشتراک گذاری اطلاعات که در ادامه به بیان هریک خواهیم پرداخت.
2-4-1 مفهوم یک پارچه سازیدر گذشته شرکت‌هایی که در عرضه کالا یا گروهی از کالاها با هم کار می‌کردند، سعی داشتند تا از هم جدا باشند و بر روی حفظ یا بهبود عملکرد خود تمرکز داشتند. اما امروزه با توجه به هزینه زیاد موجودی‌هایی که در سیستم‌های عرضه گسسته برای پاسخ‌گویی به مشتریان لازم است و نیز افزایش سطح خدمت به مشتریان، شرکت‌ها باید در زنجیره‌ ها یا شبکه‌های تأمین و نه به صورت سازمان های از هم دور افتاده کار کنند. بنابراین، یکی از عوامل کلیدی موفقیت زنجیره‌های تأمین فراهم آوردن امکان هم یاری و همکاری اعضای آن‌ها است. این سطح از همکاری را یکپارچه سازی زنجیره تأمین می‌نامند.
2-4-2 انواع استراتژی های همکاری در زنجیره تامیندر سال 2005 ماتیاس هالوگ و همکاران چهار نوع زنجیره تامین، که تفاوت های آنها در کنترل موجودی و برنامه ریزی در نوع همکاری بین سطوح زنجیره است را بیان نمودند. چهار حالت مختلف برای برنامه ریزی همکاری و کنترل موجودی در زنجیره تامین وجود دارد، که عبارتند از: زنجیره تامین سنتی، تبادل اطلاعات، مدیریت موجودی توسط فروشنده و تامین همزمان شده [7].
شکل(2-2) حالت های مختلف همکاری در زنجیره تامین را نشان می دهد.

شکل2-2 حالت های مختلف همکاری در زنجیره تامین [7].هدف از همکاری در زنجیره تامین ایجاد شفافیت در الگوهای تقاضا در کل زنجیره تامین است.
یک مجموعه از مدل های مخزن آب برای شرح این دسته بندی های همکاری در زنجیره تامین استفاده شده است [8]. در این مدل ها می توان دو تصمیم گیری برای سفارش، در یک زنجیره تامین ساده دو سطحی که به صورت توپ هایی نمایش داده شده است را ملاحظه نمود. آب به معنای موجودی و جریان آب به معنای فروش محصولات می باشد.
2-4-2-1 زنجیره تامین سنتیزنجیره تامین سنتی به این صورت شناسایی می شود که در آن، هر عضو، تنها تولید خود را بر اساس شرایط خودش یعنی تقاضای مشتریان، سطوح موجودی و میزان کار در جریان ساخت، پایه گذاری می کند و به طور خلاصه در صدور سفارشات، هر سطح مراقب مدیریت شرایط خاص خودش است [1].
دی بری و ام ام نعیم در سال 1996 تعریفی که از این زنجیره تامین بیان می کنند که به این شرح می باشد: «زنجیره تامین سنتی، یک سیستم شامل تامین کنندگان، تولیدکنندگان، توزیع کنندگان و مشتریان می باشد که این اعضا از طریق جریان رو به جلو مواد و جریان رو به عقب اطلاعات به یکدیگر متصل هستند. در زنجیره عرضه سنتی هر عضو تنها مسئولیت کنترل موجودی خودش را بر عهده دارد. چالش اصلی که کلیه اعضا اعم از خرده فروش، توزیع کننده، تولید کننده و تامین کننده با آن روبرو هستند این است، که برای مرتفع ساختن تقاضای مشتریان، چه میزان سفارش به سیستم تولیدی باید داد. در واقع این مساله، مهمترین سوال در کنترل موجودی کلاسیک می باشد.» [10] .
هدف یک سیستم تولید و موجودی عبارت است از تبدیل داده ها های بازار به برنامه های هماهنگ راجع به نرخ تولید و سطوح موجودی. در زنجیره تامین سنتی، کنترل تولید و موجودی از طریق پردازش داده های تقاضا، سطوح موجودی و سفارشات در راه از طریق یک شیوه، ساختار یافته ریاضی مانند سیستم پشتیبانی تصمیم گیری یا به شیوه غیر رسمی مانند استفاده از نطرات و تجربیات شخصی انجام می شود. در اغلب موارد به دلیل اثر بخش نبودن ساختار زنجیره، در عین کار آمدی فرایند تصمیم گیری، نتایج رضایت بخش نمی باشند [10]. در این نوع زنجیره عرضه، هر سطح، تنها راجع به مشتریان بلاواسطه و مستقیم خود اطلاع دارد. این وضعیت باعث می شود که تامین کنندگان، نسبت به آنچه که مشتریانشان برای پوشش سطح انتظار مشتریان خود سفارش خواهند داد؛ دیدی ناکافی داشته باشند [1] .
دید ناکافی نسبت به مشتریان نهایی، منجر به ایجاد یک سری مشکلات می شود. در زنجیره تامین، خرده فروش در نتیجه ی پیش بینی تقاضای مشتری، نوسانات یبشتری را به مدل تحمیل می کند. توزیع کننده هم به نوبه خود با پیش بینی بر مبنایی سفارشات خرده فروش این انحرافات تشدید می کند. نوسانات در طول زنجیره تامین بیشتر می شوند، در نتیجه زمانی که کارخانه سفارشات را دریافت می کند، این انحرافات قابل توجه از تقاضای واقعی مشتری رخ داده است. به فرایند تشدید نوسانات، اثر شلاق چرمی می گویند. مهمترین عوامل اثر گذار در تشدید این انحرافات و ازدیاد اثر شلاق چرمی عبارتند از: فرآیند پیش بینی تقاضا، تغییر ناگهانی قیمت ها و مدت تحویل های غیر صفر . اثر شلاق چرمی پدیده ای نیست که به تازگی مورد بررسی محققان قرار گرفته باشد. در سال 1990 استالک و هات اثر شلاق چرمی را در زنجیره تامین پوشاک مورد بررسی قرار داده اند. برمبنای مطالعه فوق تویل، ام سی کالن در سال 1999 به این نتیجه رسیدند که به طور معمول، خرده فروش تقاضای مشتری را با 5% خطا تخمین می زند و انحراف از تقاضای واقعی در هر سطح از زنجیره تامین دو برابر می شود. این امر در شکل(2-3) نشان داده شده است [3]. 45% 20% 10% 5%
3905250247650511492534925050673001587504943475158751048577502921004762500292100476250063500461010082550357187534925003857625234950385762545402536671253492503476625234950331470023495024384002921000225742529210000202882523495002571750396875192405023495011811003968751057275349250904875349250781050349250638175349250404812563500تولید پارچه
0تولید پارچه
528637562865تولید کننده نخ
0تولید کننده نخ
136207582550بوتیک
0بوتیک
275272582550تولید کننده لباس
0تولید کننده لباس
7620063500مصرف کننده
0مصرف کننده
55
شکل 2-3 اثر شلاق چرمی در زنجیره تامین پوشاک[3].
در این نوع زنجیره تامین، شرکت ها می توانند استراتژی های مختلفی برای کاهش هزینه های حمل و نقل اشان توسط یکی کردن بارها به منطوره افزایش تعداد وسایل حمل و نقل پر به کار گیرند [11]. به این ترتیب در زنجیره تامین سنتی بین نگهداری موجودی و کارایی حمل و نقل تضاد وجود دارد. برای یک جریان هموار از مواد در یک زنجیره تامین سنتی ، ارسال ها باید در زمان سفارش دهی و بر مبنای آن مقدار که مورد نیاز است انجام گیرد، این موضوع باعث می شودکه تعداد کمی از محموله ها وسیله نقلیه را پر کنند. بدین ترتیب با استفاده غیر بهینه از وسیله حمل و نقل، هزینه حمل و نقل کاهش می یابد. اما در این حالت به دلیل تشدید اثر شلاق چرمی و بوردیج هزینه های کنترل موجودی و ساخت افزایش پیدا می کند [2،11].
چیلدر هوس و تویل برای یک زنجیره تامین سنتی معایبی چون زمانهای تحویل طولانی، نقاط تصمیم گیری چندگانه، اطلاعات غیر شفاف و حداقل هماهنگی بیان می کند [12].
2-4-2-2 تبادل اطلاعاتتبادل اطلاعات یا اشتراک اطلاعات به این معناست، که خرده فروش و تامین کننده می توانند به طور مستقل سفارش دهند ولی به منظور تبادل در اطلاعات مربوط به تقاضا و یک پارچه کردن پیش بینی ها یشان برای ظرفیت و برنامه ریزی طولانی مدت با هم همکاری می کنند [1].
راهی که با کمک آن، شرکت‌ها می‌توانند با هم پیوند یابند و در نتیجه بهره‌مندی از مزایای یک‌پارچگی را ممکن می‌سازد، به اشتراک‌گذاری اطلاعات است. مهم‌ترین اطلاعاتی که برای دستیابی به یک‌پارچگی در زنجیره‌تأمین لازم است تا به اشتراک گذاشته شود را می‌توان شامل بر داده‌ها و پیش‌بینی‌های تقاضا، برنامه‌های زمان‌بندی تولید، داده‌های محصولات جدید و تغییرات مواد و هم‌چنین سطح موجودی‌ اعضای
زنجیره دانست.
به اشتراک گذاری اطلاعات وقتی تحقق می‌یابد که موانع جریان روان اطلاعات در طول زنجیره‌تأمین برداشته شده یا حداقل شوند. مهم‌ترین این موانع دیدگاه سنتی روابط تقابلی به جای روابط تعاملی در زنجیره‌های‌تأمین است. لی و همکاران  در سال ۲۰۰۶ طی تحقیقی نشان دادند که دو عامل اصلی برای ممکن شدن به اشتراک‌گذاری اطلاعات در زنجیره تأمین، اعتماد دو جانبه و دیدگاه مشترک درباره مشتریان است. هم‌چنین ایشان از این تحقیق نتیجه گرفتند که با به اشتراک‌گذاری اطلاعات در شکل درست آن، افزایش سرعت پاسخ‌گویی به مشتریان، افزایش سرعت جریان اطلاعات و سرانجام افزایش کارایی و اثربخشی را انتظار داشت .

شکل 2-4 عوامل و پیامد‌های به اشتراک‌گذاری اطلاعات در مدیریت زنجیره تامین.
تبادل اطلاعات برای اولین بار در صنایع نساجی به کار گرفته شد و به روش پاسخ سریع معروف شد. در سال 1984 تعدادی از شرکت ها که نقش رهبری را در بازار آمریکا ایفا می کردند، شورایی را تشکیل دادند. تحلیل هایی که این شورا روی زنجیره تامین لباس انجام داد، روشن ساخت که زمان ارسال از مواد خام تا مشتری 66 هفنه است. که این مقدار، 40 هفته در انبار و حمل ونقل گذرانده می شود. برای کاهش زمان اریال و هزینه های موجودی روش پاسخ سریع توسعه پیدا کرد. شرکت میلیکن که در زمینه نساجی و مواد شیمیایی فعالیت می کرد، با اجرای تبادل اطلاعات به شکل موفقیت آمیزی زمان تحویل را از 18 هفته به 6 هفته کاهش داد [2].
2-4-2-3 مدیریت موجودی توسط فروشندهطبق اجرای این سیستم، تصمیم های سازنده در حقیقت بر اساس اطلاعات در مورد فروش و سطح موجودی در مرکز توزیع است. از طرف دیگر توزیع کننده تضمین می کند که به صورت مداوم جریانی از اطلاعات به منطوره توانمند ساختن سازنده برای محاسبه واقع بینانه سفارش ها و فراهم کردن قابلیت اطمینان برای تدارک سفارش ها ارسال نماید [13]. در این نوع همکاری، تامین کننده مدیریت چرخه های باز پرسازی موجودی، برای مشتری را بر عهده دارد. تا بدین صورت بتواند، با سرعت بخشیدن به زنجیره تامین از عهده کوتاه بودن عمر محصولات برآید [7].
شکل(2-5 )مدیریت موجودی توسط فروشنده را به صورت مخزن آب نشان می دهد [7].

شکل 2-5 مدیریت موجودی توسط فروشنده را به صورت مخزن آب [7].مطابق شکل فوق دو نقطه تصمیم گیری وجود دارد. در این رویکرد کاملا اثر شلاق شرمی حذف می شود.
2-4-2-4 تامین هم زمان شدهدر حالت تامین هم زمان شده، برنامه ریزی برای تولید با تصمیم گیری در مورد سفارش دهی ترکیب می شوند و تامین کننده با استفاده از این برنامه ریزی کاملا واضح خود، اقدام به باز پرسازی موجودی مشتریان خود می کند. اگرچه، کنترل موجودی توسط فروشنده بادرک بهتری که به تامین کننده می دهد، این امکان را به او می دهد تا در مقابل نوسانات تقاضا بهتر تصمیم بگیرد و با اثر هزینه بردار شلاق چرمی مقابله کند. اما، اطلاعات مربوط به تقاضای مشتری در تولید و فرآیند کنترل موجودی، دخالت داده نمی شود [7]. شکل (2-6 ) حالت تامین هم زمان شده را از طریق مدل مخزن آب نشان می دهد.

شکل 2-6 نمایش تامین هم زمان شده از طریق مدل مخزن آب [7].
در حالت تامین هم زمان شده برخلاف مدیریت موجودی توسط مشتری، تامین کننده، اطلاعات مربوط به سفارش دهی مشتری را در برنامه ریزی و عملیات خود دخالت می دهد. در واقع در این جا تقاضایی که برای خرده فروش می آید به عنوان ورودی برای فرایند کنترل موجودی ترکیب شده (خرده فروش و تامین کننده) و نیز برنامه ریزی تولید به کار می رود. در حالت تامین هم زمان شده ضمن آنکه اثر شلاق چرمی از بین می رود موجودی ذخیره ایی که برای مقابله با عدم قطعیت در تقاضا نگهداری می شود به حداقل می رسد. چرا که پیش از این به دو سطح موجودی اطمینان نیاز داشتیم و اینک آنها به یک سطح موجودی اطمینان نیاز دارند. تامین هم زمان شده به شکل موفقیت آمیزی توسط شرکت کلوتافازر (یک تولید کننده شکلات در فنلاند)، اجرا شده است. کارخانه ی این شرکت با 5 الی 6 فروشنده ی بزرگ در بازار کشورهای اسکاندیناوی وارد همکاری برای کنترل موجودی شده است. این شرکت موفق شده است که از این طریق در هزینه های کنترل موجودی صرفه جویی های قابل توجهی ایجاد نماید و از این طریق صاحب مزیت رقابتی شده است. طول عمر محصول این شرکت بین 4 تا6 ماه است. از طریق همکاری انتقال موجودی در زنجیره تامین، 3 هفته حذف شده و این انتقال کاملا توانست کاهش معنا داری در هزینه های این شرکت که محصولی با طول عمر کوتاه دارد، فراهم نماید. این موضوع باعث شده است که محصول تازه تر و منسوخی و خرابی کمتر شود و در نتیجه تعداد کمتری از محصولات برگشت داده شوند و در نهایت رضایت مشتریان افزایش یابد. همکاری موفقیت آمیز این کارخانه در زنجیره عرضه مثالی است از ضرورت بیش از حد همکاری در زنجیره تامین محصولاتی که طول عمر کوتاه دارند [7]. با توجه به همه مطالب ذکر شده در مورد انواع همکاری در زنجیره تامین، نوع دوم یا همان مدیریت موجودی توسط فروشنده کاهش بیشتری در هزینه های انتقال، مربوط به باز پرسازی موجودی دارد و در بیشتر موارد اجرای آن و حفظ آن آسان تر و بهتر قابل دسترسی می باشد. در این نوع همکاری، مشتری به سطح سرویس دهی بیشتری نایل می شود و یک بازاریابی یک پارچه را برای بهبود عملیات تامین کننده خودش فراهم می کند. به همین دلیل رواج بیشتری در صنعت یافته است [7]. کنترل موجودی توسط فروشنده روشی برای بهبود زنجیره تامین است .که بستر موضوعی این پایان نامه می باشد. که در ادامه تحقیق، بیشتر به مزایای اجرای این سیستم خواهیم پرداخت.
2- 5 انواع نرم افزار ها برای مدیریت زنجیره تامینبرای تسهیل جریان اطلاعات و مدیریت دقیق آن بستری مناسبی از نرم افزارها و سیستمهای اطلاعاتی یک پارچه و شبکه اینترنت موردنیاز است. در حقیقت، مفهوم زنجیره تامین با رایانه ای شدن و تکامل آن با پیشرفت فناوری، منجر به ارائه نرم افزار هایی شد، که به واسطه آنها کنترل موجودی و همکاری بین اعضا زنجیره، پیشرفت فراوانی کرد.
به طورکلی چهار گروه نرم افزاری، از زنجیره تامین پشتیبانی می کنند، که عبارتند از: [1]
نرم افزارهای برنامه ریزی منابع موسسه
نرم افزارهای مدیریت زنجیره تامین
نرم افزارهای بهینه سازی تولید
نرم افزارهای تجزیه و تحلیل
2-5-1 نرم افزارهــــای برنامه ریزی منابع موسسهاین دسته از نرم افزارها براساس سیستم برنامه ریزی منابع که قبلاً به سیستم برنامه ریزی مواد معروف بود طراحی شده اند. این نرم افزارها سعی می کنند براساس مفاهیمی از برنامه ریزی مواد، عملکردها و بخشهــــایی را که خارج از حوزه های برنامه ریزی تولید قرار دارند را یکپارچه و هماهنگ سازند.
2-5-2 نرم افزارهای گروه مدیریت زنجیره تامین:
این نرم افزارها عمدتاً برهمخوانی بخش تامین و تقاضا تاکید دارد و همـــه وظایف کسب و کار را تعقیب نمی کنند. اکثــراین نرم افزارها از روشهای پیش بینی پیشرفته برای برنامه ریزی تقاضا، از واحد زمانبندی و برنامه ریــزی تولید برای برنامه ریزی تامین و از ابزارهای تجزیه و تحلیل برای بررسی همخوانی بین تقاضا و تامین استفاده می کنند.
2-5-3 ابزارهای بهینه سازی تولید: درجهت بهینه سازی مبتنی بر محدودیت مورد استفاده قرار می گیرند و برپایه قوانین استوارند. این رویکرد ساختمان مدل یک سیستم را دقیقاً با قوانین نه گانه بهینه سازی تولید هماهنگ کرده و راه حل مناسب را پیدا می کند. ابزارهای بهینه سازی تولید تقریباً ازهمه روشهای مدل سازی از قبیل برنامه ریـــزی خطی، عدد صحیح، بهینه- سازی و مــدلسازی شبکه ای و حتی شبیه سازی استفاده می کند.
2-5-4 ابزارهای تجزیه و تحلیل:این نرم افزارها با دیگر گروهها حوزه زنجیره تامین فعل و انفعال کمی دارند. این ابزارها عمدتاً برای شناخت و تحلیل پویایی سیستم یا برای طراحی راهبردی استفاده می شوند.

2-6 اهمیت انتخاب تامین کنندهامروزه بیشتر از قبل، سازمان ها به برون سپاری فعالیت های کسب و کار خود می پردازند. اکثر ساز مان های بزرگ، آن دسته از فعالیت هایی را برون سپاری می کنند که اگر خود، آنها را انجام دهند، از لحاظ هزینه مقرون به صرفه نباشند [14]. بسیاری از سازمان های بزرگ ملیون ها دلار، صرفه برون سپاری می کنند. موسسه مشاور اسنچر مطابق بررسی هایی که در سال 2005 انجام داد، بیان کرد که 80% ساز مان ها ی تحت بررسی به نوعی از برون سپاری استفاده می نمایند و تعداد زیادی از آنها حدود 45% از بودجه کلی خود را به برون سپاری اختصاص می دهند [14].
برون سپاری به عنوان « خرید مداوم خدمات و کالا ها از یک سازمان بیرونی که به این ترتیب آن سازمان بتواند معمولا تهیه و یا سازمان دهی بیشتری برای خودشان فراهم نمایند» تعریف می شود. طبق بررسی هایی که موسسه مشاور اسنچرانجام داده است مشخص شده است، که سازمان ها تنها به دلیل کاهش هزینه های خود، به برون سپاری فعالیت هایشان نمی پردازند بلکه تمرکز بر شایستگی های کلیدی دلیل مهم دیگری برای این کار است. از مهمترین دلایل برون سپاری به ترتیب زیر می توان اشاره کرد [14].
1-در بسباری از موارد برون سپاری موجب دستیابی به تکنولوژی ویژه ایی و برنامه ریزی عملیاتی کارآمدتری شود.
2-برون سپاری موجب کاهش سطوح نیروی انسانی به کار گرفته می شود.
3-برون سپاری با ایجاد پیشرفت در تکنولوژی موجب دستیابی به سطح سرویس دهی خیلی ویژه ایی می شود.
طی بررسی انجام شده توسط گروه آبردین در سال 2004 تشان داده شد که بیش از 83% از ساز مان ها با برون سپاری به کاهش معناداری در هزینه ها نایل می شوند و بیش از 73% از آنها با کاهش هزینه های حمل و نقل مواجه می شوندو همچنین بالای 60% از سازمان ها قادر به کوچک کردن سیکل های تهیه و منبع یابی شده اند [14].
در حقیقت خرید و انتخاب تامین کننده با توجه به قرار گرفتن در فرآیند های اصلی در بالادست زنجیره تامین و تاثیر گذاری بر تمامی حوزه های یک سازمان اهمیت فزاینده ایی یافته است [15[. به گونه ایی که سازمان ها به طور مستقیم و غیر مستقیم به تامین کنندگان وابسته شده اند و تصمیمات ضعیف در این حوزه اثرات بسیار سنگینی به همرا دارد. به گفته تلگن سهم خرید کردن در سازمان های صنعتی بین 90%-50% در گردش است [16] . خرید موثر از انجام 5 کار صحیح حاصل می شود (شکل2-7)، عبارتند از:خرید کالا و خدمات با قیمت مناسب، با کیفیت مناسب، درکمیت مناسب، زمان مناسب و از منبع مناسب [17].
1295400294640002762250294640006286508890قیمت مناسب
0قیمت مناسب
12954002565400043903908890کیفیت مناسب
0کیفیت مناسب

2352040205740خرید کالا و
خدمات
00خرید کالا و
خدمات
942975438150478155043180
273367535560000942975222250031051502222500
4428490372110مکان مناسب
0مکان مناسب
2304415448310کمیت مناسب
0کمیت مناسب
514350448310زمان مناسب
0زمان مناسب

12382502641600305752521653500
شکل2-7 پنج الزام خرید و رابطه بین آنها [17].کاویناتو و کافمن درسال 2000 بیان کردند از بین این موارد، انتخاب منبع مناسب، تأثیر بیشتری برسایر موارد داشته و چیزی است که خرید با استفاده از آن مقدار قابل توجهی از توانایی را برای ایجاد ارزش در فرآیند تدارکات ایجاد می کند. شناسایی، ارزیابی، و تحصیل منابع درست منجر به حصول اطمینان از این امر می شود که شرکت کیفیت، کمیت، زمان، و قیمت مناسبی را دریافت میکند. بنابراین، انتخاب تأمین کننده مناسب کلیدفرآیند خرید است [18] .
2-7 پیچیدگی شرایط تاثیر گذار بر مسئله انتخاب تامین کنندهبا جهانی شدن تجارت و افزایش ارتباطات بین المللی و امکان انتخاب تامین کنندگان از سراسر نقاط جهان، پیچیدگی مساله انتخاب و تخصیص سفارش به تامین کنندگان افزایش پیدا کرده است . افزایش سطوح تجارت و الکترونیک و استفاده از اینترنت نیز از طرف دیگر موجب شده است که سازمان ها راه حل های بیشتری برای انتخاب تامین کننده پیش رو داشته باشند و دامنه انتخاب آنها به شدت افزایش پیدا کند.
سایر موارد مانند مسیرهای حمل و نقل، قوانین دولتی، نگرانی های محیطی مثلا مساله تروریسم، تغییر نسبتا سریع ارجحیت های مشتری، افزایش عملکردها و عوامل مورد نیاز در خرید، افزایش تعداد افراد در گیر درفرایند و در نهایت تاثیر محیط بر تصمیمات اولیه خرید، بر پیچیدگی مساله افزوده و موجب می شوندکه نگرانیهای سازمان ها در انتخاب تامین کنندگان خود روز به روزافزایش پیدا کند. این مساله توسط دبور بررسی شده است که نتایج این بررسی در پروژه - ریسرچوی به صورت شکل زیرنشان داده شده است [19].

شکل2-8 تاثیر محیط بر تصمیمات اولیه خرید [19].2-8 ویژگی های مسئله انتخاب تامین کنندهدر رابطه با مسئله انتخاب و تخصیص سفارش به تامین کنندگان شرایط زیادی تاثیر گذار هستند، که در ادامه به برخی از مهمترین آنها پرداخته می شود.
2-8-1رویکرد تعداد تامین کننده های انتخابی
مطابق این رویکرد مسئله انتخاب تامین کننده بر دو حالت تقسیم می شود.
تک منبعی
چند منبعی
در حالت اول، همه تامین کننده ها توانایی کامل نیازهای کمی و کیفی سازمان از جمله کیفیت مناسب، ظرفیت تولید کل مقدار مورد نیاز، تحویل و غیره را دارا بوده، و در نتیجه فقط یکی از تامین کننده ها که از هر نظر بهترین می باشد انتخاب می شود. این مسئله را اصطلاحا تک منبعی می گویند.
از آنجا که این شرایط در عمل به ندرت پیش می آید، حالت معمول تر زمانی است، که هیچ یک از تامین کننده ها از هر نظر بر تامین کنندگان دیگر برتری نداشته باشد، و محدودیت هایی در ظرفیت تامین کنندگان( در زمینه تقاضا، کیفیت، تحویل) وجود دارد و به بیان دیگر یک تامین کننده منفرد ممکن است نتواند کلیه نیازهای کیفی و کمی خریدار را برآورده نماید. بنابراین خریدار نیاز دارد که مقداری را از یک تامین کننده و مقدار دیگر را از تامین کننده دیگر تهیه کند.در این موارد باید دو تصمیم بگیرد.
1-کدام تامین کنندگان می تواند به کار گرفته شوند
2-به هریک از این تامین کنندگان چه مقدار باید سفارش دهد
به این مساله اصطلاحا چند منبعی گویند.
2-8-2 رویکرد تعداد اقلام مورد نیازمسئله انتخاب تامین کننده ها را از لحاظ انواع اقلام مورد نیاز برای خرید می توان در دو حالت کلی در نظر گرفت.
1-حالتی که خریدار قصد خرید یک نوع محصول یا ماده اولیه را داشته باشد. در این حالت باید تصمیم در ارتباط با انتخاب و تخصیص سفارش به تامین کننده ها صورت پذیرد. این مساله را اصطلاحا تک محصولی می گویند.
2-حالتی است که در آن خریدار چندین نوع محصول یا ماده اولیه را از مجموعه ایی از تامین کننده ها تهیه می کند. بنابراین تصمیم گیری بهینه برای خرید، تعیین بهترین تامین کننده ها برای سفارش دهی، مناسب ترین مقدار سفارش به هریک از آنها ست. بنابراین قایل توجه است که در این حالت، همه تامین کننده ها توانایی تولید یا عرضه همه کالاها را ندارند. در این صورت هر تامین کننده باید اقلامی را که می تواند در اختیار قرار دهد را ارائه کند. این حالت را اصطلاحا چند محصولی می گویند.
2-8-3 رویکرد تعداد دوره های مورد نظر برای تصمیم گیری
از دیدگاه تعداد دوره های مورد نطر برای تصمیم گیری، مساله انتخاب و تخصیص سفارش به تامین کننده ها را می توان در دو حالت در نظر گرفت.
تک دوره ایی
چند دوره ایی
چنانچه سازمان در نظر داشته باشد، میزان سفارش تخصیص داده شده را برای چندین دوره برنامه ریزی کند، باید با در نظر گرفتن سیاست های موجودی، هزینه های نگهداری، سفارش دهی و سایر هزینه های موجودی، تامین کنندگان مناسب را شناسایی کرده و میزان سفارش اقتصادی را نیز تعیین کند. نکته ایی که در این نوع مساله مطرح است این است که، در اغلب این مسائل با توجه به سیاست های موجودی میزان بهینه سفارش تعیین می شود. یعنی با هدف کاهش سایر هزینه های موجودی، میزان سفارش اقتصادی سازمان و نیز تامین کنندگان مورد نظر به صورت همزمان مشخص می شود. این در حالتی است که در عمل، سازمان معمولا میزان تقاضای معینی دارند و باتوجه به آن و سایر موارد دیگر به انتخاب تامین کنندگان می پردازد.
2-8-4 رویکرد تعداد اهداف و معیار های مورد نیاز برای تصمیم گیریاز دیدگاه تعداد اهداف مورد نطر برای تصمیم گیری، مساله انتخاب تامین کننده و تخصیص سفارش به تامین کنندگان را به دو دسته تک هدفه و چند هدفه تقسیم کرد. همان طوری که در برخی از مقالات نیز مطرح شده است، در عمل شاخص های زیادی از قبیل قیمت، محل تامین کنندگان، میزان پاسخ گویی به تقاضا و غیره می توان برای انتخاب تامین کننده ها توسط سازمان به کار گرفت.
انتخاب تامین کنندگان یک مساله چند معیاره است. که شامل هر دو معیار کیفی و کمی و همچنین ملموس و غیرملموس است که برخی از این معیارها با هم در تضادند. بنابراین لازم است برای انتخاب تامین کنندگان مناسب به نقطه بهینه ایی برای این شاخص ها دست یافت. از طرف دیگر اهداف و رویکرد انتخاب تامین کنندگان با توجه به انواع زنجیره تامین می توان متفاوت باشد.
زنجیره تامین به سه دسته تقسیم می شود.
زنجیره تامین ناب
زنجیره تامین چابک
زنجیره تامین ترکیبی
در هریک از زنجیره های فوق با توجه به اهداف آن زنجیره تامین، رویکردهای متفاوتی برای انتخاب تامین کننده ها وجود دارد که در شکل2-10 به صورت موردی بیان شده اند [3].

جدول 2-1 رویکرد انتخاب تامین کنندگان در انواع زنجیره تامین[3].2-9مرور ادبیات انتخاب تامین کنندهدر تصمیمات مربوط به انتخاب تأمین کننده دو مبحث دارای اهمیت ویژه ای است.
چه معیارهایی را باید مورد استفاده قرار داد؟
از چه روش هایی می توان برای مقایسه و انتخاب تأمین کنندگان استفاده نمود [20].
در خصوص پاسخ سوال های فوق باید توجه شود که، برای انتخاب بهترین تامین کننده، مبادلات بین منابع ملموس و ناملموس را در نظر گرفته می شوند. در حالی که برای حل همزمان مسئله انتخاب تامین کننده و تخصیص سفارش به وی، با یک مسئله برنامه ریزی چند هدفه و چند مرحله ای روبرو می شویم که هم شامل جنبه های کیفی و هم شامل جنبه های کمی است، که باید در روش حل، مد نظر قرار داده شوند. از آنجایی که بسیاری از اطلاعات مرتبط با این مسائل با عدم قطعیت روبرو هستند، لازم است برخی از اطلاعات به صورت فازی در نظرگرفته شوند.
بنابراین مسئله ارزیابی و انتخاب تامین کنندگان، یک مسئله تصمیم گیری پیچیده و چند معیاره محسوب
میشود و وزن هر معیار به شرایط و زمان خرید بستکی دارد [22] . درضمن طی سالیان گذشته، روش های زیادی برای ارزیابی و انتخاب تأمین کنندگان ارائه شده است. با وجود این، متخصصان اعتقاد دارند که در عمل، روش بهینه منحصر به فردی برای ارزیابی تأمین کنندگان وجود ندارد، بنابراین شرکت ها از، روش های متفاوتی برای این مساله براساس نیازمندی های مشخص شرکت خود استفاده می کنند. همین امر، یافتن بهترین روش ارزیابی و انتخاب تأمین کننده را دشوار می کند. از جمله این روش ها، تحلیل پوششی داده ها، الگوریتم ژنتیک، فرایندهای تحلیل سلسله مراتبی، فرایندهای تحلیل شبکه ایی، برنامه ریزی ریاضی، تئوری مجموعه فازی، تکنیک رتبه بندی چند شاخصه ساده، شبکه هوش مصنوعی ، روش استدلال نمونه ‌محور،TOPSIS و ترکیب آنها می توان اشاره کرد. در ادامه به به مرور مقالات علمی انجام شده و رورش های و معیارهای به کار برده شده، پرداخته می شود.
با توجه به آنالیز دو موضوع فوق در انتخاب تأمین‌کننده، توجه بسیاری از دانشگاهیان و مدیران خرید را از دهه 1960 جلب کرد. به گونه ایی که،‌ نخستین تحقیق انتخاب و ارزیابی تأمین کننده، با مطالعه دیکسون 1966 با کاربر روی موضوعی با عنوان « یک تحلیل از انتخاب فروشنده و مدیریت» آغاز شد. در این تحقیق یک پرسشنامه، مشتمل بر 23 معیار برای 273 نفر از مدیران و عوامل خرید آمریکا و کانادا ارسال و از آنها خواست معیارهای مشخص شده را در مقیاس صفر(غیر مهم)، تا چهار( بسیار مهم) رتبه بندی کنند. بر اساس مطالعات دیکسون کیفیت تنها معیار بسیار مهم با میانگین 5/3بود. معیارهای تحویل، تاریخچه عملکرد، ضمانتنامه ها و سیاست های تضمین کالا ، قابلیت ها و تسهیلات تولید قیمت، قابلیت فنی، و موقعیت مالی با میانگین 5/2تا5/3 به عنوان معیار های قابل توجیه شناسایی شده اند. از15 معیار باقیمانده، 14معیار به عنوان با درجه اهمیت متوسط با میانگین 5/1 تا5/2 و معیار توافق نامه دو جانبه به عنوان معیار کم اهمیت شناخته شد [23]

—d1218

سپاسگزاری:
من علمنی حرفا فقد صیرنی عبدا
از اساتید محترم، جناب آقای دکتر سرور و دکتر کاظمی و دکتر بابازاده و دوستان خوبم که در به انجام رساندن این رساله کمک فراوانی به اینجانب نموده‌اند و از خانوادهی عزیزم ، صمیمانه سپاسگزارم.
چکیده
طراحی استوار شبکه زنجیره تأمین سبز تحت شرایط عدم قطعیت
نگارش:
الهام مفید نخعی
در این پایان‌نامه، یک مدل برنامهریزی استوار برای طراحی شبکه زنجیره تامین سبز (زیست محیطی) رو به جلو و معکوس تحت عدم قطعیت شرایط اقتصادی آینده ارائه خواهد شد. در ابتدا، یک مدل برنامه‌ریزی عدد صحیح مخلوط قطعی ارائه میگردد؛ سپس مدل استوار آن با استفاده از رویکرد مبتنی بر سناریو و روش مولوی توسعه داده میشود.
مسأله طراحی شبکه مورد نظر شامل فرضیاتی از قبیل: چند محصولی، چند سطحی و تک دورهای میباشد. به علت عدم ثبات شرایط اقتصادی، عدم قطعیت در این مسأله به شکلی متفاوت با مقالات گذشته در نظر گرفته شده‌است. از آنجایی که شرایط اقتصادی بی‌ثبات بر روی تقاضا و همچنین قیمت‌های مواد اولیه، سوخت و ... تاثیرگذار است، در نتیجه پارامترهای تقاضا و هزینه کل تولید و حمل و نقل در مسئله غیرقطعی میباشند.
مدل پیشنهادی همچنین آلودگی‌های بخش تولیدی و سیستم حمل ونقل زنجیره را نیز در نظر گرفته و با ارائه یک تابع هدف و روش Eco-indicator 99 سعی در کاهش آنها را دارد. از طرفی دیگر، مراکز تولید و توزیع به صورت دو‌منظوره فعالیت میکنند. از مزایای این روش صرفه‌جویی در هزینهها و کاهش آلودگی در نتیجهی استفاده از تجهیزات حمل‌و‌نقل و زیرساختهای مشترک میباشد.
واژه‌های کلیدی: زنجیره تأمین سبز، مسأله طراحی شبکه، اثرات زیست‌محیطی، عدم قطعیت تقاضا و هزینه، برنامه‌ریزی استوار
فهرست مطالبTOC o "1-3" h z u
فصل 1مقدمه‌ PAGEREF _Toc403381930 h 11-1مقدمه PAGEREF _Toc403381931 h 21-2تعریف مسأله PAGEREF _Toc403381932 h 31-3اهمیت تحقیق PAGEREF _Toc403381933 h 41-4اهداف تحقیق PAGEREF _Toc403381934 h 51-5نوآوری تحقیق PAGEREF _Toc403381935 h 61-6راهنمای فصل‌های رساله PAGEREF _Toc403381936 h 7فصل 2زنجیره تأمین، مدیریت و طراحی آن PAGEREF _Toc403381937 h 92-1مدیریت زنجیره تأمین PAGEREF _Toc403381938 h 102-1-1 تاریخچه زنجیره تأمین PAGEREF _Toc403381939 h 102-1-2 تصمیمات مدیریت زنجیره تأمین PAGEREF _Toc403381940 h 122-2طراحی شبکه زنجیره تأمین PAGEREF _Toc403381941 h 132-2-1 تصمیم‌گیری در شرایط عدم قطعیت PAGEREF _Toc403381942 h 142-2-2 مقایسه روش استوار با تحلیل حساسیت و برنامه‌ریزی خطی احتمالی PAGEREF _Toc403381943 h 152-2-3 عدم قطعیت‌ها در طراحی شبکه زنجیره تأمین PAGEREF _Toc403381944 h 162-3مفهوم مدیریت زنجیره تأمین سبز PAGEREF _Toc403381945 h 242-3-1 مزایای زنجیره تأمین سبز PAGEREF _Toc403381946 h 252-3-2 تفاوت بین مدیریت زنجیره تأمین سنتی و سبز PAGEREF _Toc403381947 h 262-3-3 لزوم حرکت به سمت رویکرد سبز PAGEREF _Toc403381948 h 272-3-4 استاندارد Eco- indicators PAGEREF _Toc403381949 h 28فصل 3مروری بر ادبیات PAGEREF _Toc403381950 h 363-1مروری بر ادبیات طراحی زنجیره تأمین PAGEREF _Toc403381951 h 373-1-1 ادبیات زنجیره تأمین رو به جلو PAGEREF _Toc403381952 h 383-1-2 ادبیات زنجیره تأمین معکوس PAGEREF _Toc403381953 h 403-1-3 ادبیات زنجیره تأمین توأم PAGEREF _Toc403381954 h 403-2مروری بر ادبیات طراحی شبکه زنجیره تأمین همراه با عدم قطعیت PAGEREF _Toc403381955 h 413-2-1 پارامتر همراه با عدم قطعیت PAGEREF _Toc403381956 h 433-2-2 رویکرد برخورد با عدم قطعیت در فرآیند طراحی زنجیره PAGEREF _Toc403381957 h 443-2-3 نحوه نمایش عدم قطعیت PAGEREF _Toc403381958 h 453-3مروری بر ادبیات طراحی زنجیره تأمین سبز PAGEREF _Toc403381959 h 46فصل 4تعریف مسأله و مدل‌سازی ریاضی PAGEREF _Toc403381960 h 494-1تعریف مسأله PAGEREF _Toc403381961 h 504-1-1 پیش فرض‌های تحقیق PAGEREF _Toc403381962 h 524-2مدل‌سازی ریاضی PAGEREF _Toc403381963 h 534-2-1 توابع هدف PAGEREF _Toc403381964 h 554-2-2 محدودیت‌ها PAGEREF _Toc403381965 h 584-2-3 مدل ریاضی قطعی سبز PAGEREF _Toc403381966 h 614-3روش بهینه‌سازی مدل قطعی سبز PAGEREF _Toc403381967 h 624-3-1 مدل استوار اولیه مبتنی بر روش سناریو (دو مرحله‌ای) PAGEREF _Toc403381968 h 664-3-2 مدل استوار نهایی بر مبنای روش Mulvey PAGEREF _Toc403381969 h 674-3-3 خطی‌سازی مدل استوار PAGEREF _Toc403381970 h 69فصل 5نتایج محاسباتی و تحلیل حساسیت PAGEREF _Toc403381971 h 725-1مطالعه موردی PAGEREF _Toc403381972 h 735-1-1 طریقه به دست آوردن شاخص‌های Eco-indicator در تابع هدف زیست محیطی PAGEREF _Toc403381973 h 755-1-2 نتایج حل دو مدل قطعی و استوار PAGEREF _Toc403381974 h 775-2تحلیل حساسیت PAGEREF _Toc403381975 h 82فصل 6جمع‌بندی و پیشنهاد تحقیقات آتی PAGEREF _Toc403381976 h 856-1نتایج بدست آمده PAGEREF _Toc403381977 h 866-2زمینه‌های تحقیقاتی پیشنهادی آتی برای محققین PAGEREF _Toc403381978 h 88مراجع PAGEREF _Toc403381979 h 90واژه نامه فارسی به انگلیسی PAGEREF _Toc403381980 h 94واژه نامه انگلیسی به فارسی PAGEREF _Toc403381981 h 95پیوست 1: جداول Eco-indicator 99 PAGEREF _Toc403381982 h 96پیوست 2: کدنویسی مدل‌های قطعی و استوار سبز در نرم‌افزار لینگو 9 PAGEREF _Toc403381983 h 101فهرست جداول TOC h z c "جدول" جدول ‏21 مقایسه مدیریت زنجیره تأمین سنتی و سبز PAGEREF _Toc397207873 h 27جدول ‏41 نتایج مصاحبه شفاهی تولیدکنندگان PAGEREF _Toc397207874 h 60جدول ‏51 شاخص تولید ( مواد خام و فرایندها): eippro PAGEREF _Toc397207875 h 75جدول ‏52 شاخص های حمل و نقل ( eiijppd، eijkpdc ، eijipip، eijmpid ) PAGEREF _Toc397207876 h 76جدول ‏53شاخص بازیافت لوله پلی اتیلن ( eiipre) PAGEREF _Toc397207877 h 76جدول ‏54شاخص دفع لوله پلی اتیلن ( eimpdi) PAGEREF _Toc397207878 h 75جدول ‏55 نتایج محاسبات نمونه مورد مطالعه PAGEREF _Toc397207879 h 77جدول ‏56 نتایج محاسبات دو مدل PAGEREF _Toc397207880 h 77جدول ‏57 مقدار محصولات (قطر 63 میلیمتر) حمل شده (kg) از مرکز تولید i به مرکز توزیع j (xijp) PAGEREF _Toc397207881 h 78جدول ‏58 مقدار محصولات (قطر 16 میلیمتر) حمل شده (kg) از مرکز تولید i به مرکز توزیع j (xijp) PAGEREF _Toc397207882 h 78جدول ‏59 مقدار محصولات (قطر 63 میلیمتر) حمل شده (kg) از مرکز توزیع j به مرکز مشتری k (ujkp) PAGEREF _Toc397207883 h 78جدول ‏510 مقدار محصولات (قطر 16 میلیمتر) حمل شده (kg) از مرکز توزیع j به مرکز مشتری k (ujkp) PAGEREF _Toc397207884 h 79جدول ‏511 مقدار محصولات (قطر 63 میلیمتر) حمل شده (kg) از مرکز توزیع j به مرکز تولید i (vjip) PAGEREF _Toc397207885 h 79جدول ‏512 مقدار محصولات (قطر 16 میلیمتر) حمل شده (kg) از مرکز توزیع j به مرکز تولید i (vjip) PAGEREF _Toc397207886 h 79جدول ‏513 مقدار محصولات (قطر 63 میلیمتر) حمل شده (kg) از مرکز توزیع j به مرکز دورریز m (Tjmp) PAGEREF _Toc397207887 h 79جدول ‏514 مقدار محصولات (قطر 16 میلیمتر) حمل شده (kg) از مرکز توزیع j به مرکز دورریز m (Tjmp) PAGEREF _Toc397207888 h 79جدول ‏515 هزینه های مختلف تابع هدف پس از حل دو مدل80


فهرست شکل‌ها TOC h z c "شکل" شکل ‏21: نمایش پیکربندی زنجیره تأمین PAGEREF _Toc403480133 h 11شکل ‏22 چرخه عمر ماشین قهوه ساز PAGEREF _Toc403480134 h 33شکل ‏41 : ساختار یکپارچه شبکه لجستیک رو به جلو و معکوس PAGEREF _Toc403480135 h 51شکل ‏51 مقایسه هزینه‌های ثابت باز کردن تسهیلات در دو مدل قطعی و استوار PAGEREF _Toc403480136 h 80شکل ‏52 مقایسه هزینه‌های فرایند و حمل‌و نقل در دو مدل قطعی و استوار PAGEREF _Toc403480137 h 81شکل ‏53 مقایسه هزینه‌های جریمه ظرفیت‌های به کار برده نشده در دو مدل قطعی و استوار PAGEREF _Toc403480138 h 81شکل ‏54: مقایسه تحلیل حساسیت‌های دو مدل با تغییر هزینه‌های ثابت PAGEREF _Toc403480139 h 82شکل ‏55: مقایسه تحلیل حساسیت های دو مدل با تغییر میانگین تقاضا PAGEREF _Toc403480140 h 83شکل ‏56 : مقایسه تحلیل حساسیت های دو مدل با تغییر میانگین هزینه واحد حمل از مرکز تولید به مرکز توزیع PAGEREF _Toc403480141 h 84

فهرست کلمات اختصاریMILP Mixed Integer Linear Programming
MINLP Mixed Integer Non Linear Programming
SMIP Stochastic Mixed Integer Programming
MIGP Mixed Integer Goal Programming
LCA Life Cycle Assesment
HDPE High-Density Polyethylene
LDPE Low-Density Polyethylene
مقدمه‌
مقدمهامروزه اکثر مردم جهان توجه بیشتری به حفاظت از محیط زیست و منابع زیستی دارند. این حساسیت مثبت تا به آنجا شدت گرفتهاست که حتی صاحبان صنایع سعی دارند با استفاده از آن گامی موثر در جهت مقبولیت کالای مورد عرضه خود به مشتریان برداشته و رعایت نکات زیستمحیطی را به عنوان یک مزیت رقابتی مورد استفاده قرار دهند. در اکثر کشورها به این نتیجه رسیدهاند که توسعه زمانی مداوم و پایدار میگردد که هنگام استفاده از منابع محدود و غیرقابل تجدید، نهایت دقت مبذول گردیده و سعی شود از این منابع محدود محافظت گردد. دولتها نیز سعی دارند بیشتر از گذشته با وضع قوانین زیست‌محیطی (سبز) در این راستا فعالیت نمایند. به همین منظور استانداردهای مشخصی وضع شده است.
عوامل ذکر شده (تقاضای مشتریان، قوانین دولتی و استانداردهای وضع شده) به عنوان محرک، عامل ایجاد تغییراتی در این خصوص شده است. مدیریت این تغییرات در زنجیره تامین به همراه جریان اطلاعاتی که در کل زنجیره تامین وجود دارد، مفهوم نوینی را به نام مدیریت زنجیره تامین سبز معرفی مینماید. استفاده از استراتژیهای مدیریت زنجیره تامین سبز ، باعث کاهش ضایعات، کاهش استفاده از منابع و به تبع آن کاهش مصرف انرژی و آلودگی محیطزیست و ایجاد ارزش برای مشتریان میشود. این امر در نهایت باعث افزایش راندمان و بهبود عملکرد در سازمانها و شرکتها میگردد ]1[.
سازندگان در اواخر دهه 1980 از آنچه در قوانین مورد نیاز بود، فراتر رفته و به سمت رویکرد سبز در عملیات سیستم خود حرکت نمودند. یک امتیاز رقابتی برای کشورها و شرکتها، زنجیره تأمین موثر، کارا و استوار میباشد که به آنها در مواجه با آشفتگیهای محیطی و فشارهای رقابتی در حال افزایش کمک کند ]2[. طراحی و بکارگیری شبکه زنجیره تأمین، یک تصمیم استراتژیک است که اثرات آن برای چندین سال ادامه دارد و در طی آن پارامترهای فضای تجاری (مانند تقاضای مشتریان) ممکن است تغییر یابد. بنابراین این پارامترها ماهیت غیرقطعی دارند و زنجیره تأمینی که طراحی میشود باید در مقابله با چنین عدم قطعیتهایی استوار باشد] 3 [.
تعریف مسأله جهانی شدن اقتصاد و توسعه فنآوری اطلاعات باعث گردیده بازار عرضه محور به شکل گستردهای به بازار تقاضا محور تغییر یابد و سازمانها برای حفظ و بقای خود به اهمیت ارضای نیاز مشتریان پی بردند. بر این اساس مدیریت زنجیره تأمین اهمیت پیدا میکند، زیرا ارضای نیازها و علایق مشتریان نه فقط توسط آخرین موجودیت چسبیده به مشتری یعنی محصول نهایی است، بلکه توسط سایر تأمینکنندگان بالادست نیز صورت می‌گیرد.
در دیدگاه مرسوم و گذشته، مدیریت زنجیره تأمین شامل هدایت تمام اعضای زنجیره تأمین به صورت یکپارچه و هماهنگ با هدف بهبود عملکرد جهت ارتقای بهرهوری و سود بیشتر بود و مدیران زنجیره تأمین به دنبال تحویل سریعتر کالا و خدمات، کاهش هزینه و افزایش کیفیت بودند، اما بهبود عملکرد زیستمحیطی زنجیره تأمین و اهمیت هزینههای اجتماعی و تخریب محیط زیست لحاظ نمیگردید.
فشار مقررات دولتی برای اخذ استانداردهای زیستمحیطی از یک سو و رشد فزاینده تقاضای مشتریان برای عرضه محصولات سبز (بدون اثر مخرب بر محیط زیست) از سوی دیگر مفهوم زنجیره تأمین سبز و مدیریت آن را پدیدار ساخت. امروزه مدیران زنجیره تأمین سبز در شرکت‌های پیشرو از طریق ایجاد مطلوبیت و رضایت‌مندی از منظر زیستمحیطی در سراسر زنجیره تأمین می‌کوشند تا از لجستیک سبز و بهبود عملکرد محیطی خود در کل زنجیره تأمین به عنوان یک سلاح راهبردی جهت کسب مزیت رقابتی پایدار سود ببرند ]4[.
مدل تصمیمگیری طراحی زنجیره تأمین در برگیرنده تعیین تعداد اجزای زنجیره، نظیر تأمین‌کنندگان مواد اولیه و قطعات مورد نیاز، تولید‌کنندگان و مونتاژ کنندگان، مراکز نگهداری و توزیع با هدف ارائه یک ترکیب مناسب از این اجزا میباشد. هدف از ارائه این ترکیب که پیکربندی زنجیره در پی آن تعیین می‌گردد، آن است که محصولات در مقدار، زمان و مکان مناسب تولید و توزیع گردند ]5[.
بهینهسازی استوار یک تکنیک بهینهسازی است که در فضای عدم قطعیت کامل با دو رویکرد سناریو محور و بازدارنده سعی بر ارائه مدل و جواب استوار دارد. استواری مدل، شدنی بودن و استواری جواب، نزدیک به بهینه بودن جوابهای ایجاد شده را در برابر ظهور حالات (مقادیر) مختلف پارامتر همراه با عدم قطعیت تضمین میکنند ]6[.
اهمیت تحقیقامروزه دیگر سازمانها نمیتوانند به عنوان یک موجودیت مستقل و به عنوان تنها یک برند در فضای کسبوکار و در صحنه رقابت حضور داشته باشند. اما این امر با حضور آنها در مجموعه زنجیره تأمین امکانپذیر خواهد بود. شدت یافتن رقابت و جهانی شدن بازارها و فشار مداوم بر سازمان‌ها بر عرضهی سریع‌تر محصولات منطبق بر نیاز مشتریان، منجر به آن شده است که سازمان‌ها مدیریت زنجیره تأمین را به عنوان یک راه‌حل اساسی برگزینند. از این رو دیگر موفقیت سازمان‌ها وابسته به توانایی آنها در یکپارچه ساختن و ایجاد هماهنگی در بین اجزای زنجیره تأمین خواهد بود ]4[.
یکی از فعالیت‌های مهم سازمان در برنامه‌ریزی و مدیریت زنجیره تأمین، طراحی موثر زنجیره می‌باشد. در طراحی زنجیره تأمین تصمیمگیری پیرامون پیکربندی زنجیره اتخاذ میگردد. بدین معنا که در سطح تصمیمگیری استراتژیک تعداد، مکان، ظرفیت و تکنولوژی هر یک از تسهیلات مشخص می‌گردد. در سطوح دیگر نظیر سطح تاکتیکی، تصمیماتی نظیر مدیریت جریان در بین تسهیلات مورد بررسی قرار می‌گیرد. در نتیجه پیکربندی زنجیره تأمین اثراتی مشخص، تأثیرگذار و بلند مدت بر تصمیمات سطوح دیگر، منابع و سرمایههای سازمان خواهد داشت. از این رو میتوان گفت طراحی زنجیره تأمین نقش مهم و بسزایی را در موفقیت سازمان ایفا می‌کند ]7[.
از سوی دیگر توجه به جریان محصولات برگشتی و مدیریت ضایعات و بازیافت نیز می‌تواند به موفقیت سازمان‌ها با توجه به قوانین و انتظارات مشتریان تأثیرگذار باشد. در این میان شرکت‌هایی نظیر کوداک، زیراکس و اچ پی در سال‌های اخیر تلاش‌های زیادی نمودهاند و موفقیتهای بسیاری را هم کسب کرده‌اند ]8[.
در طراحی زنجیره تأمین به دلیل بلندمدت بودن افق برنامهریزی، فرض قطعی بودن برخی از پارامترها کمی دور از واقعیت خواهد بود. عواملی نظیر تقاضا، تأمین مواد اولیه، قیمت مواد اولیه و محصول نهایی، مکان بازارها و موارد دیگری از این دست همگی با عدم قطعیت بسیاری در دوره عمر زنجیره تأمین همراه هستند ]9[. از طرف دیگر حرکت به سمت بازارهای جهانی و ایجاد اتحادیههای فرامنطقهای نظیر اتحادیه اروپا و غیره، محیط اطراف و عوامل موثر در تصمیمگیری را با موارد جدیدی از عدم قطعیت مانند نرخ ارز و قابلیت اطمینان کانالهای توزیع همراه ساختهاست ]7[. از این رو نیازمند یک زنجیره توأم استوار هستیم که در رویارویی با تغییرات محیطی حداقل تأثیرپذیری را از خود به نمایش گذارد.
اهداف تحقیقاز آنجایی که برنامهریزی و مدیریت لجستیک تا حد زیادی بر حداقل کردن هزینه مرتبط با تولید و حمل محصولات تحت محدودیتهای مختلف مانند تجهیزات، ظرفیت، کارگران، مواد، بودجه و منابع دیگر تمرکز میکند ]10[؛ در این پژوهش تلاش بر آن بودهاست که با بهرهگیری از تکنیک بهینهسازی استوار، مدلی جهت طراحی زنجیره تأمین چند محصولی، تک دورهای، سه سطحی و همراه با در نظر گرفتن حداقل آلودگی و اثرات زیستمحیطی یعنی یک زنجیره تأمین سبز استوار ارائه گردد. بهینه‌سازی استوار این امکان را فراهم میسازد تا جوابهای ایجاد شده توسط مدل، حداقل تأثیرپذیری را از پارامترهای همراه با عدم قطعیت موثر بر تصمیمگیری داشته باشند. مشکل اصلی یک مسأله مدیریت لجستیک، در روبرویی آن با عدم قطعیت آینده است. بیشتر مدلهای لجستیک بر اساس تجربهشان احتمال اینکه در کدامیک از متغیرها و یا پارامترهای آنها ممکن است عدم قطعیت وجود داشته باشد را میدانند. یک تکنیک قوی برای حل مسائل بهینهسازی احتمالی، برنامهریزی استوار است که توسط مولوی و همکارانش در سال 1995پیشنهاد شده است ]10[.
هدف این تحقیق ارائه یک مدل جهت طراحی زنجیره تأمین با فرضیات مشخص و یک روش حل کارا برای آن است. از این رو اهداف میانی ذیل نیز مد نظر بوده است:
1- شناخت سطوح تصمیمگیری در مدیریت و طراحی زنجیره تأمین
2- شناخت عدم قطعیت و نحوه برخورد با آن در ادبیات موضوع
3- بررسی تواناییهای بهینهسازی استوار در طراحی زنجیره تأمین
4- شناخت زنجیره تأمین سبز و روش Eco-indicator 99 برای کاهش اثرات زیست محیطی نوآوری تحقیقدر حوزهی زنجیره تأمین توام مقالات اندکی پارامتر همراه با عدم قطعیت را در مدل پیشنهادی خود در نظر گرفتهاند. اکثر این مقالات نیز از برنامهریزی احتمالی بهره گرفتهاند و تنها کارا ]11[ و انوت و پیشوایی و همکارانش در سال 2010 از تکنیک بهینهسازی استوار برای برخورد با پارامتر همراه با عدم قطعیت بهره گرفتهاند. همچنین در اکثر مقالات تنها عدم قطعیت تقاضا و یا عدم قطعیت هزینهها در نظر گرفته شده است، اما در این رساله عدم قطعیت هر دو مورد هم تقاضا و هم هزینه به صورت توام بررسی شده است.
همچنین مدلهای ارائه شده فرضیات سادهای نظیر تک محصولی بودن را در نظر گرفتهاند و ما آن را به چند‌محصولی بسط دادهایم. تفاوت دیگر این کار، در نظر گرفتن سبز بودن زنجیره به همراه بهینه‌سازی استوار آن بوده است که در پروژه - ریسرچهایی که مطالعه شده به این شکل کار نشده است. در این مدل به دلیل اهمیت مبحث کیفیت محصولات و داشتن تجربه خوب مشتریان از این محصول، جریان برگشتی محصولات بی کیفیت را برخلاف مقالات دیگر که از مشتری در نظر میگرفته‌اند، از مکانهای بازرسی که در همان مکان انبارش میباشد، قرار دادهایم.
در این پژوهش سعی بر آن بوده است با توجه به نقاط قابل بهبود در ادبیات موضوع، مدل توسعه یافته ارائه گردد.
راهنمای فصلهای رسالهاین رساله شامل 6 فصل و 2 پیوست می‌باشد. در فصل 1 ابتدا مقدمهای از اهمیت و ضرورت طراحی شبکه زنجیره تأمین سبز و استوار گفته شده است.
در فصل 2 مقدمه‌ای از تعریف مدیریت زنجیره تأمین، تاریخچه آن، زنجیره تأمین سبز و معرفی روش بکار گرفته می‌شود و مراحل آن در محاسبه شاخص‌های زیست‌محیطی و مقدماتی در مورد عدم قطعیت و ریسک، انواع و تفاوت‌های آنها بیان خواهد گردید.
در فصل 3 تاریخ ادبیات موضوع مورد مطالعه مورد بررسی قرار خواهد گرفت. ابتدا تاریخ ادبیات مربوط به طراحی زنجیره تأمین بیان می‌شود و سپس به بررسی چند نمونه از طراحی‌های زنجیره تأمین که با در نظر گرفتن عدم قطعیت هستند، پرداخته خواهد ‌شد و در نهایت نیز نمونه‌هایی از طراحی زنجیره تأمین سبز و طبقه‌بندی آن بررسی خواهد شد.
در فصل 4 به تعریف مسأله مورد نظر و مدل‌سازی ریاضی آن می‌پردازیم. در ابتدا توابع هدف و محدودیت‌ها مشخص شده و سپس مدل بهینه‌سازی استوار مبتنی بر سناریو (دو مرحله‌ای) طراحی شده و به دنبال آن مدل استوار نهایی بر مبنای روش Mulvey توسعه داده می‌شود. روش خطی‌سازی مدل استوار نیز در قالب یک بخش در انتهای فصل توضیح داده خواهد شد.
در فصل 5 مطالعه موردی بیان خواهد گردید و سپس مقادیر شاخص‌های زیست‌محیطی با توجه به مسأله صنعت لوله پلی اتیلن آبرسانی بدست می‌آید و در ادامه مقایسه نتایج مدل‌های قطعی و استوار انجام می‌شود و در نهایت نیز تحلیل حساسیت با تغییر پارامترهای مختلف انجام خواهد شد.
در فصل 6 جمع‌بندی مطالب و نتایج رساله ذکر خواهد شد. در انتهای این فصل، پیشنهاداتی مطرح می‌شود تا زمینه تحقیقات آتی محققان گردد.
در پیوست 1 تعدادی از جداول Eco-indicator که در محاسبه شاخص‌های زیست‌محیطی از آنها استفاده شده است را خواهیم آورد.
در پیوست 2 کدنویسی‌های لینگو برای هر دو مدل قطعی و استوار آورده می‌شود.

زنجیره تأمین، مدیریت و طراحی آن
مدیریت زنجیره تأمینمدیریت زنجیره تأمین شامل مدیریت جریان مواد و اطلاعات از تأمینکنندگان و خریداران مواد خام تا مشتری نهایی میباشد. شبکهای از نهادهایی که در تولید و تحویل یک محصول تمام شده تا مشتری نهایی درگیر میشوند، زنجیره تأمین نامیده میشود. هدف این است که همه افراد در زنجیره با یکدیگر همکاری کنند تا هزینه کلی کاهش یابد و کیفیت و سرعت تحویل محصولات و خدمات بهبود یابد. مدیریت زنجیره تأمین به رویکرد تیمی به وظایفی مانند بازاریابی، خرید، عملیات و مهندسی نیاز دارد که همه با یکدیگر همکاری کنند ]4[.
تاریخچه زنجیره تأمینواژه «زنجیره تأمین» در اواسط دهه 70 ابداع شد. این واژه برای انتقال الکتریسیته به سمت مصرف کننده نهایی توسط بانبوری استفاده شد. البته تا سال 1980 که عبارت «مدیریت زنجیره تأمین» به عنوان یک مفهوم مطرح شد به کار گرفته نشد. الیور و همکاران منافع بالقوه یکپارچهسازی فعالیت‌های داخلی کسب وکار شامل خرید، تولید، توزیع و فروش در یک چارچوب منسجم را مورد بحث قرار دادند. استیون مدیریت زنجیره تأمین را به عنوان یکپارچگی فعالیتهای کسبوکار درگیر در جریان مواد و اطلاعات از ورودی به خروجی پایانی کسب‌و‌کار تعریف نمود. به گفته هارتلند روابط دوتایی و یا چندتایی بین تأمینکنندگان در حال تبدیل شدن به بخشی از فرآیند زنجیره تأمین است.
به عنوان یک تعریف جامع، مدیریت زنجیره تأمین نظارت بر مواد، اطلاعات و جریان مالی است که در یک فرآیند از تأمینکننده به تولیدکننده و سپس عمده فروش، خرده فروش و مصرف کننده حرکت مینماید ]12[.
زنجیره تأمین سیستمی متشکل از تسهیلات و فعالیتها میباشد که به صورت توام با یکدیگر در راستای هدف تدارک، تولید و توزیع کالاها به مشتریان کار میکنند. مدیریت زنجیره تأمین مجموعهای از روشهایی است که برای ایجاد همسویی و هماهنگی کارای تأمینکنندگان، تولیدکنندگان، مراکز نگهداری و خرده فروشان به کار میرود تا کالاهای مورد نظر با مقدار مورد نظر و در زمان و مکان مناسب با کمترین هزینه ممکن (بیشترین درآمد ممکن) و با سطح سرویس مطلوب در اختیار مشتریان قرار گیرد ]13[.
شکل 2-1 یک شبکه زنجیره تأمین را با جریانهای رو به جلو و معکوس نمایش میدهد.
-24130374650شکل STYLEREF 1 s ‏2 SEQ شکل * ARABIC s 1 1: نمایش پیکربندی زنجیره تأمینشکل STYLEREF 1 s ‏2 SEQ شکل * ARABIC s 1 1: نمایش پیکربندی زنجیره تأمین
تصمیمات مدیریت زنجیره تأمیندر تعریف فوق فرض بر آنست که ساختار و پیکرهی زنجیره تأمین معلوم است و هدف آن است که با انجام بهترین برنامهریزی در نحوه حرکت مواد در طول زنجیره بتوان هزینه کل سیستم (درآمد کل سیستم) را کمینه (بیشینه) ساخت. در نتیجه ساختار فیزیکی شبکه زنجیره تأمین به وضوح بر عملکرد آن تأثیرگذار است. از این رو طراحی کارای یک زنجیره تأمین میتواند حرکت مواد را در طول زنجیره بسیار تسهیل نماید. تصمیمات اساسی مربوط به طراحی ساختار زنجیره و پیکربندی آن عبارتند از:
کدام یک از تأمینکنندگان میبایست انتخاب گردند؛
تعداد تسهیلات ساخت و انبار به چه میزان و محل آنها نیز کجا باید باشد؛
هر تسهیل کدام‌یک از محصولات را میبایست تولید نماید.
پس از اتخاذ تصمیمات فوق و تعیین ظرفیت تسهیلات زنجیره تأمین تصمیمات ذیل میبایست اتخاذ گردند:
از هر قلم کالا به چه میزان میبایست در هر یک از تسهیلات زنجیره تولید و یا نگهداری گردد؛
از هر قلم از کالا در کدام زمان و به چه میزان میبایست بین تسهیلات زنجیره حمل گردد. تصمیمات معرفی شده فوق را میتوان به سه دسته کلی تقسیمبندی نمود:
تصمیمات استراتژیک
تصمیمات تاکتیکی
تصمیمات عملیاتی
همچنین با توجه به ماهیت حرکت جریان کالا و مواد در طی زنجیره تأمین، میتوان شبکهها را با توجه به نوع جریان موجود به سه دسته کلی در حوزه طراحی زنجیره تأمین تقسیمبندی نمود:
شبکههای رو به جلو
شبکههای برگشتی
شبکههای توام رو به جلو و برگشتی
امروزه به دلیل اهمیت یافتن معیارهای محیط زیستی و تلاش سازمانها به منظور استفاده موثر و کارا از محصولات تولیدی و حمایت از مصرفکنندگان، محققان توجه ویژهای را به دو مقوله طراحی زنجیره برگشتی و توام منظور داشتهاند ]4[.
طراحی شبکه زنجیره تأمینرقابت شدید در بازار امروز و تغییر سریع ترجیحات مشتریان، همراه با توسعه سریع تکنولوژی و جهانی شدن، سازمانها را مجبور کرده که به عنوان اعضای یک زنجیره تامین به جای شرکتهای فردی کار کنند. موفقیت زنجیره تامین بستگی به ادغام و هماهنگی تمام نهادهای آن برای تشکیل یک ساختار شبکه کارآمد دارد. یک شبکه کارآمد منجر به صرفهجویی در هزینه عملیات در سراسر زنجیره میشود و به آن کمک میکند تا سریعتر به نیازهای مشتریان پاسخ دهد.
بر طبق نظر سیم چیلوی وکمینسکی ]13[ طراحی شبکه زنجیره تامین، اساسیترین تصمیم در مدیریت میباشد که بر تمام تصمیمات دیگر مربوط به زنجیره تاثیرگذار است و گستردهترین اثر را روی بازگشت سرمایه زنجیره و عملکرد کلی آن دارد.
لین و ونگ ] 14[ طراحی شبکه زنجیره تامین را به عنوان یک پیکربندی یکپارچه از سیستمهای عرضه، تولید و تقاضا تعریف میکنند.
طراحی شبکه زنجیره تامین با تصمیمات استراتژیک زنجیره سروکار دارد. مانند: تعداد، مکان و ظرفیت نهادها در هر سطح زنجیره. با این حال چون ساختار شبکه زنجیره به شدت تصمیمات عملیاتی بعدی مدیریت جریان در سراسر زنجیره را تحت تاثیر قرار میدهد، علاوه بر هزینههای مکانیابی و ظرفیت، باید هزینههای حمل‌‌‌‌و‌نقل و نگهداری موجودی نیز در گام طراحی شبکه در نظر گرفته شوند. نادیده گرفتن هزینههای عملیاتی در این گام منجر به بهینگی بخشی از ساختار شبکه میگردد.
تصمیمگیری در شرایط عدم قطعیتروسنهد و همکاران ]15[ در سال 1972 محیط تصمیمگیری را به سه دسته طبقهبندی کردهاند: قطعیت، ریسک و عدم قطعیت. در شرایط اطمینان، تمام پارامترها قطعی و مشخص هستند در حالی که در شرایط ریسک و عدم اطمینان پارامترها تصادفی میباشند.
در شرایط ریسک، پارامترهای نامشخصی وجود دارند که ارزش آنها توسط توزیعهای احتمالی بدست می‌آید که توسط تصمیمگیرنده تعیین شده است. در شرایط عدم اطمینان، پارامترها غیر قطعی هستند و علاوه بر این، هیچ اطلاعاتی در مورد احتمال آنها شناخته شده نمیباشد. در مواقع ریسک مسائل به عنوان مسائل بهینهسازی تصادفی شناخته میشوند؛ یک هدف معمول، بهینهسازی ارزش مورد انتظار تابع هدف میباشد. مسائل تحت عدم قطعیت به عنوان مسائل بهینهسازی استوار شناخته میشوند و اغلب به تلاش برای بهینهسازی عملکرد بدترین حالت از سیستم میپردازند.
هدف از هر دو روش بهینهسازی تصادفی و استوار پیدا کردن راه حلی است که تحت هر تحقق ممکن از پارامترهای تصادفی به خوبی عمل کند. تعریف «عملکرد خوب» از برنامهای تا برنامه دیگر متفاوت است و انتخاب یک اندازهگیری عملکرد مناسب بخشی از فرایند مدلسازی میباشد. پارامترهای تصادفی می‌توانند به صورت پیوسته باشند و یا توسط سناریوهای گسسته توصیف شوند.
اگر اطلاعات احتمال مشخص باشد، عدم قطعیت توسط یک توزیع احتمال (پیوسته یا گسسته) روی پارامترها توصیف میشود. روش سناریو دو اشکال اساسی دارد. یکی این که شناسایی سناریوها (چه رسد به تخصیص احتمال به آنها) کاری دشوار است. در واقع، لازمه آن تمرکز روی بخش گسترده‌ای از ادبیات برنامه‌ریزی تصادفی است.
نقطه ضعف دوم این است که به طور کلی اگر شخصی بخواهد به شناسایی تعداد نسبتا کمی از سناریوها به دلیل محاسبات زیاد بپردازد، این کار طیف حالتهای آینده را که بر اساس آن تصمیم‌گیری‌ها مورد بررسی قرار میگیرد، محدود میکند. با این حال روش سناریو اجازه می‌دهد پارامترها از نظر آماری وابسته باشند چون وقتی پارامترها با توزیعهای احتمال پیوسته توصیف میشوند، اغلب کاربردی نمیباشد (هر چند استثناهایی وجود دارد). وابستگی اغلب برای تحقق مدل لازم است، به عنوان مثال، تقاضاها اغلب وابسته به دورههای زمانی و یا مناطق جغرافیایی هستند و هزینهها اغلب وابسته به تامینکنندگان میباشد.
مقایسه روش استوار با تحلیل حساسیت و برنامهریزی خطی احتمالیدر این قسمت روش استوار با روشهای دیگر برای برخورد با عدم قطعیت مقایسه خواهد شد و خواهیم دید که روش استوار از مزایایی برخوردار است، در حالی که کاستیهایی نیز دارد.
تجزیه و تحلیل حساسیت یک رویکرد واکنشی برای کنترل عدم قطعیت است. این روش تنها قادر به اندازهگیری حساسیت یک پاسخ به تغییرات در دادههای ورودی میباشد و فاقد هرگونه مکانیزمی برای کنترل حساسیت است. برنامهریزی خطی تصادفی مانند بهینهسازی استوار یک رویکرد سازنده است. این دو روش نسبت به تحلیل حساسیت ارجحیت دارند. با مدلهای برنامهریزی خطی تصادفی برای تصمیم‌گیرنده انعطافپذیری متغیرهای کنترل فراهم میباشد.
مدل برنامهریزی خطی تصادفی، تنها اولین جزء از توزیع تابع هدف مدل استوار را بهینه میکند. این مدل اجزای بزرگتر توزیع و ترجیحات تصمیمگیرنده در مقابل ریسک را نادیده میگیرد. این جنبهها به خصوص برای توزیعهای نامتقارن و همچنین برای تصمیمگیرندگان ریسکگریز مهم می‌باشد. ممکن است با تحقق سناریوهای مختلف تغییرات بزرگی در تابع هدف مدل استوار مشاهده شود، اما مقدار ارزش مورد انتظار، بهینه خواهد بود. مدل استوار اجزای بزرگتر تابع هدف به عنوان مثال، واریانس تابع هدف را نیز به حداقل می‌رساند.
از آنجا که ارزش تابع هدف در سناریوهای مختلف تفاوت قابل ملاحظهای نمیکند، متغیرهای کنترل نیاز به تنظیمات بسیار کم دارند و یا هیچ تنظیمی برای آنها نیاز نخواهد بود. از این رو مدل استوار می‌تواند به عنوان مدلی احتمالی در نظر گرفته شود که در آن تصمیمات به طور ضمنی محدود شده است. این تمایز بین مدلهای استوار و احتمالی مهم است و دامنه کاربرد آنها را تعریف میکند.
به عنوان مثال کاربردی، برای برنامهریزی پرسنل، راه حل یک مدل احتمالی میتواند نیروی کاری را طراحی کند که بتواند (از طریق استخدام و یا اخراج) برای پاسخگویی به تقاضا با حداقل هزینه مورد انتظار تنظیم شود. مدل استوار از سوی دیگر، نیروی کاری که برای ارضای تقاضا برای تمام حالات مورد نیاز است، را طراحی می‌کند. با این حال، این هزینه از هزینه راه‌حل برنامهریزی تصادفی احتمالی بیشتر خواهد بود ]16[.
عدم قطعیتها در طراحی شبکه زنجیره تأمیندر دنیای امروزی زنجیرههای تأمین به واسطه طبیعت پیچیدهشان با حد بالایی از عدم قطعیت روبه‌رو هستند که میتواند کیفیت عملکرد آنها را به طور نامطلوبی تحت تأثیر قرار دهد. با توجه به اهمیت این امر، عدم قطعیت در طراحی زنجیرههای تأمین که افق بلند مدت تصمیمگیری نیز سبب تشدید آن می‌گردد، به دو دسته قابل تقسیم میباشد. دسته اول، عدم قطعیت مربوط به پارامترها میباشد که خود به خود به دو دسته سیستمی و محیطی قابل تقسیمبندی است. دسته دوم نیز مربوط به حوادث مخرب غیرمترقبهای میباشد که می‌تواند زنجیرههای تأمین را با ضررهای بزرگی مواجه سازد ]4[.
عدم قطعیتهای محیطی و سیستمی
به طور کلی عدم قطعیتهای سیستمی و محیطی ناشی از دوره بلندمدت برنامهریزی زنجیرههای تأمین و همچنین طبیعت پویای صنعت میباشند. البته مقدار عدم قطعیتها روز به روز رو به افزایش میباشند و از این رو، برنامهریزی برای بلندمدت نیز امری مشکل می‌گردد و همچنین با خطایی بالقوه و احتمالا زیاد همراه خواهد بود. عدم قطعیتهای محیطی مرتبط با عدم قطعیت در تقاضا و عرضه منتج شده از عملکرد تأمینکنندگان و مشتریها میباشد. عدم قطعیتهای سیستمی شامل عدم قطعیتهای موجود در فرآیندهای تولید، توزیع، جمع آوری و بازیافت است. به عنوان مثال، عدم قطعیت زمان تحویل، هزینه تولید و ظرفیت تسهیلات مختلف در این دسته جای میگیرند ]17[.
حال نکتهای که وجود دارد این است که با توجه به اینکه کنترل کردن و تخمین زدن تعداد محصولات برگشتی امری مشکل میباشد، مسأله عدم قطعیت در حیطه زنجیره تأمین معکوس از اهمیتی چند برابر برخوردار میباشد. با توجه به اهمیت موارد ذکر شده، محققین زیادی به بحث عدم قطعیت پارامترها در طراحی شبکههای زنجیره تأمین و نحوه مقابله با آنها و ارائه روشهایی کارا برای اتخاذ تصمیماتی قابل اطمینان در شرایط عدم قطعیت پرداختهاند. یکی از روشهای استفاده شده برای مقابله با عدم قطعیتها در حیطه زنجیره تأمین، برنامهریزی احتمالی میباشد که دارای مشکلاتی است که استفاده از آن را به امری تردید برانگیز در اتخاذ تصمیمات کارا و قابل اطمینان تبدیل نموده است ]18[.
تعدادی از ایرادات روش برنامهریزی احتمالی عبارتند از:
در بسیاری از نمونهها دادههای واقعی و کافی برای پارامترهای غیرقطعی از گذشته وجود ندارد. بنابراین، تخمین تابع احتمال دقیق و واقعی این پارامترها امکانپذیر نمیباشد.
وجود محدودیتهای احتمالی، میزان پیچیدگی مسأله را به شدت افزایش میدهد.
در روش برنامهریزی احتمالی برای مدل کردن عدم قطعیتها از رویکرد مبتنی بر سناریو استفاده میگردد. نکته قابل توجه این امر میباشد که تعداد زیاد سناریوها که برای مدل کردن عدم قطعیتها مورد استفاده قرار میگیرد میتواند از نظر محاسباتی منجر به مسألهای چالش برانگیز گردد.
به همین دلایل ذکر شده در این پایان نامه از روش استوار به جای روش احتمالی برای مقابله با عدم قطعیتهای تقاضا و هزینههای تولید و حمل و نقل استفاده شده است.
عدم قطعیت ناشی از اختلالات
نوع دوم عدم قطعیت مرتبط با اختلالات میباشد. این نوع عدم قطعیت ناشی از حوادث غیرمترقبه نظیر سیل، زلزله، بحرانهای اقتصادی و حملات تروریستی میباشند. وقوع این حوادث سبب نارضایتی مشتریان میگردد. چرا که عملکرد اعضای زنجیره تأمین را مختل مینماید و تحویل کالا به مشتریان مسلما با تأخیر انجام خواهد شد. همچنین وقوع این حوادث که به عنوان شکست زنجیره تأمین شناخته میشوند، میتواند اثر منفی و معناداری بر عملکرد کوتاه مدت و بلند مدت سازمان داشته باشد.
نکته قابل توجه این است که در نظر گرفتن این نوع عدم قطعیت در طراحی شبکههای زنجیره تأمین و ارائه روشی کارا برای مدیریت اختلالات میتواند موجب اتخاذ تصمیماتی با کیفیت بالا گردد. از سوی دیگر، در صورت وقوع اختلالات نیز با کمترین هزینه به تقاضای مشتریان پاسخ داده خواهد شد که امری بسیار مهم میباشد ]4[.
تفاوت ریسک و عدم قطعیت
اگرچه این دو عامل در اصل یکسان میباشند، اما از تمامی جهات یکسان محسوب نمیشوند و از آنجایی که اغلب واژه عدم قطعیت با واژه ریسک به کار میرود (گاهی اوقات به جای آن به کار میرود) لازم است تا ارتباط میان واژه ریسک و عدم قطعیت مورد مطالعه قرار گیرد.
با توجه به تفاوتهای موجود در این امر، خان با مطالعه تحقیقات محققین مختلف تفاوتهای بین ریسک و عدم قطعیت را اینگونه بیان نموده‌ است که در ادامه بحث خواهد شد.
خان یک تفاوت ساده بین ریسک و عدم قطعیت را اینگونه بیان میکند که ریسک عاملی است که توسط تخمینها قابل اندازهگیری میباشد و توسط احتمال وقوع، قابل ایجاد میباشد. از سوی دیگر، عدم قطعیت قابل کمی کردن نمیباشد و احتمالات مربوط به خروجیها شناخته شده نیستند. همچنین بیان شده است که وجود ریسک سبب میشود که عدم قطعیت در خروجیها وجود داشته باشد و اگر احتمال وقوع آن خروجیها مشخص باشد، ریسکی وجود نخواهد داشت. به طور کل، محققین عدم قطعیت را به عنوان عامل محرک ریسک معرفی میکنند و البته بیان میکنند که مدیران میتوانند میزان اثرپذیری از ریسک را توسط توسعه استراتژیهای پیشگیرانه، کاهشدهنده و بهبود دهنده با اندازهگیری میزان ریسک کاهش دهند.
اگرچه این عوامل عدم قطعیت را از بین نمیبرند، اما این عوامل به مدیران کمک میکنند که ریسک به وجود آمده و ناشی از عدم قطعیت را کاهش دهند. در هر صورت خان بیان میکند که ریسک قابل اندازهگیری و قابل مدیریت است اما عدم قطعیت قابل اندازه گیری نمیباشد و بیان میکند که عدم قطعیت به حالاتی از مغز انسان که به دلیل فقدان اطلاعات در مورد آنچه در آینده رخ میدهد و با شک و تردید همراه است اشاره میکند و در واقع عدم قطعیت یک واکنش روانی به فقدان اطلاعات مربوط به آینده است ]4[.
عدم قطعیت به متغیرهایی مربوط میشود که ناشناخته بوده و تغییر میکنند ولی عدم قطعیت آنها با گذشت زمان رفع میشود. ریسک چیزی است که کسی آن را تحمل میکند و در نتیجه عدم قطعیتی به وجود میآید. برخی اوقات نیز ممکن است علیرغم افزایش عدم قطعیت در طول زمان، ریسک ثابت بماند. در نهایت میتوان بیان نمود که ریسک حالتها یا رویدادهایی را در بر میگیرد که ممکن است رخ دهند و احتمال وقوع آنها را میتوان به صورت آماری و با استفاده از دادههای مربوط به سوابق گذشته محاسبه نمود.
عدم قطعیت به وقایعی مرتبط است که خروجیهای آنها را نمیتوان با استفاده از تجربیات و گزارش‌های پیشین به صورت آماری محاسبه نمود و این بدین معنا است که ریسک را میتوان اندازه‌گیری نمود ولی عدم قطعیت را نمیتوان اندازهگیری نمود.
لزوم در نظر گرفتن ریسکها و پایداری زنجیره
برای اتخاذ تصمیمات استراتژیک مناسب، باید تغییرات را در طول زمان در نظر بگیریم که نقش مهمی در اتخاذ تصمیمات بازی میکند. این امر مستلزم در نظرگرفتن عدم قطعیت محیط در گام تصمیمگیری استراتژیک است. چون عدم قطعیت بخش غیر قابل انکار محیط کسب‌وکار میباشد.
زنجیرههای تامین نهادهای مهمی در بازار امروز هستند و طبیعت غیرمتمرکزشان آنها را در مقابل این عدم قطعیتها آسیبپذیر میکند. بنابراین مدیریت ریسک بخشی مهم در مدیریت زنجیره تامین است که شامل طراحی یک ساختار شبکه زنجیره تامین پایدار و مدیریت جریان محصول در سراسر این شبکه به شکلی است که قادر به پیشبینی و مقابله با اختلالات و آشفتگیها باشد.
در زیر به چند نمونه از اختلالات در زنجیرههای تامین اشاره میکنیم:
بر طبق پروژه - ریسرچسارکر و همکاران1 ]19[ در سال 200222 بندر )لنگرگاه( در سواحل غرب ایالات متحده آمریکا در طی اعتصاب کارگری تعطیل شدند، که منجر به بسته شدن کارخانه جدید تولید موتور شد.
طی زلزله مخرب سال 2011 در ژاپن، شرکت موتور تویوتا مجبور به توقف تولید در 12 کارخانه مونتاژ خود شد که منجر به از دست دادن تولید 140000 دستگاه خودرو گردید. علت اصلی این مشکل، اختلال در زیر ساخت زنجیره تولید آن بود. علاوه بر اختلال در امکانات و کارخانه‌های تولیدی در سراسر ژاپن، بسیاری از کارخانههای این کشور، مشکلاتی در تامین مواد مورد نیاز خود، سوخت و انرژی داشتند. در این نوع فجایع، اختلالات در تولید و تامین، مشکلات بزرگی برای شرکتها می‌باشند.
نورمن و جانسون ]20[ بیان کردهاند که در سال 2004 آتشسوزی در یکی از تامینکنندگان اصلی شرکت اریکسون منجر به مشکلات جدی برای این شرکت شد و برای چندین روز تولیدش را تعطیل کرد.
در زلزله 1222 تایوان، خطوط برق تسهیلات ساخت نیمه هادی جابجا شدند و چون این کارخانه تامینکننده 50% تراشههای حافظه، صفحههای مدار، صفحههای نمایش مسطح و اجزای دیگر کامپیوتری بود، منجر به این شد که بسیاری از تولیدکنندههای سخت افزار مانند اچ پی، دل، اپل، آی بی ام، گیت وی و کام پک از این حادثه دچار آسیب جدی شوند.
سینگهال و هندریک ]21[ در سال 2005 اثرات منفی اختلالات در زنجیره تامین را از طریق تجربی بررسی کردهاند که برای اهداف مدلسازی مفید میباشد. بازده سهام مرتبط با مورد بررسی شده آنها در طی یک دوره سه ساله که یک سال قبل از اختلال آغاز و دو سال پس از آن پایان یافت، 40- 33% کاهش یافت و اثرات منفی روی سوددهی هم داشت. 101% کاهش درآمد عملیاتی، 1% کاهش رشد فروش و 11% رشد هزینهها و همچنین دو سال در سطح عملکرد پایین پس از اختلال از عواقب این اختلالات بوده است.
انواع طبقه‌بندی ریسک
حال دیدگاههای متفاوت طبقهبندی ریسک را بررسی میکنیم:
چاپرا و سودهی ]22[ ، در سال 2004 ریسکهای بالقوه زنجیره تامین را به 9 دسته طبقهبندی نموده‌اند:
اختلالات (مانند بلایای طبیعی، تروریسم، جنگ و... )
تاخیرات (مانند عدم انعطافپذیری منابع تامین(
سیستمها (مانند خرابی زیرساختهای اطلاعاتی)
پیشبینی (مانند پیشبینی نادرست، اثر شلاق چرمی و...)
ویژگی فکری (مانند ادغام عمودی(
تدارکات (مانند ریسک نرخ ارز)
مطالبات (مانند تعداد مشتریان)
موجودی (مانند هزینه نگهداری موجودی، عدم قطعیت تقاضا و عرضه و ...)
ظرفیت (مانند هزینه ظرفیت(
آنها استراتژی کاهش در مقابل هر ریسک را نیز بررسی کردهاند.
تنگ ]23[ در سال 2006 دو نوع ریسک را در نظر میگیرد:
1)ریسکهای عملیاتی که عدم قطعیت ذاتی دارند. مانند تقاضاهای غیرقطعی مشتری، عرضه غیرقطعی و هزینههای غیر قطعی.
2)ریسکهای اختلال که اختلالات عمدهای هستند که ناشی از بلایای طبیعی و انسانی مانند زلزله، سیل، طوفان، حملات تروریستی و بحرانهای اقتصادی مانند نوسانات نرخ ارز یا اعتصاب میباشد.
واترز ]24[ منابع ریسک را به ریسکهای داخلی که میتوانند کنترل شوند و ریسکهای خارجی که نمیتوانند کنترل شوند، تقسیم میکند. ریسکهای داخلی مانند تحویل دیرموقع، موجودی مازاد، پیش‌بینیهای ضعیف، خطاهای انسانی و اشتباهات در سیستمهای فناوری اطلاعات در عملیات ظاهر میشوند.
ریسکهای خارجی مانند زلزله، طوفان، اقدامات صنعتی، جنگ، حمله‌های تروریستی، افزایش قیمت‌ها، مشکلات با شریکان تجاری، کمبود مواد اولیه و جرم و جنایت از بیرون زنجیره تامین به آن تحمیل می‌شوند.
علاوه بر این واترز در سال 2001 سه طبقه دیگر از منابع ریسک را معرفی میکند.
منابع زیستمحیطی ریسک، که شامل هر عدم قطعیتی که از تعامل زنجیره تامین با محیط پدید میآید، میشود و اینها ممکن است نتیجه حوادثی) مانند آتشسوزی(، اقدامات سیاسی) مانند تظاهرات برای سوخت یا حملههای تروریستی( یا حوادث غیر انسانی) مانند آب و هوای بد یا زلزله) باشد.
منابع سازمانی ریسک که در محدودهی بخشهای زنجیره تامین قرار میگیرند و از نیروی کار )‌مانند اعتصاب( یا عدم قطعیتهای تولیدی) مانند خرابی ماشین) تا عدم قطعیتهای سیستم فناوری اطلاعات را شامل میشود.
3 ) منابع ریسک مرتبط با شبکه که از تعاملات بین سازمانها در زنجیره پدید میآید.
کار ]25[ بر این باور بود که ریسکهای یک زنجیره میتوانند همچنین در دو گروه طبقهبندی شوند:
1) ریسکهای سیستماتیک که به فاکتورهای محیطی که غیر قابل اجتناب هستند، برمیگردد. شرکتها هیچ کنترلی روی فاکتورهایی مثل عدم قطعیت سمت تقاضا، اختلالات سمت عرضه، تغییرات قانونی و حقوقی و اداری، وقایع و حوادث فاجعه بار و اختلالات زیرساختها ندارند.
2) ریسکهای غیرسیستماتیک که مرتبط با فاکتورهایی است که میتوانند تا حد زیادی توسط شرکت کنترل شوند مانند اختلالات تسهیلات یک زیرسیستم تولیدی.
مفهوم مدیریت زنجیره تأمین سبزمدیریت زنجیره تأمین سبز توسط انجمن پژوهش صنعتی دانشگاه ایالتی میشیگان در سال 1996 معرفی شد که در واقع مدل مدیریت نوینی برای حفاظت از محیط زیست است. مدیریت زنجیره تأمین سبز از منظر چرخه عمر محصول شامل تمامی مراحل از مواد اولیه، طراحی و ساخت محصول، فروش محصول و حملونقل، استفاده از محصول و بازیافت آن میباشد. با استفاده از مدیریت زنجیره تأمین و فناوری سبز، شرکت میتواند تأثیرات منفی زیست محیطی را کاهش داده و به استفاده مطلوب از منابع و انرژی دست یابد.
مدیریت زنجیره تأمین سبز به دنبال تغییر مدل زنجیره خطی سنتی از تأمینکنندگان به کاربر است و سعی دارد اقتصاد بازیافت را به مدیریت زنجیره تأمین ملحق نماید. با انجام این کار، میتوانیم یک حلقه بسته با حالت زنجیره چرخهای داشته باشیم.
اگر شرکت از مدیریت زنجیره تأمین سبز استفاده نماید، علاوه بر حل مشکلات محیط زیست به پیروزی نسبی در مزیت رقابتی نیز دست مییابد. علاوه بر این، پیادهسازی مدیریت زنجیره تأمین سبز میتواند از موانع سبز در تجارت بینالمللی اجتناب کند. بنابراین ما باید به سرعت به سمت پیادهسازی مدیریت زنجیره تأمین سبز برای به دست آوردن فرصت و مقابله با چالشها و پیروزی حرکت کنیم. بسیاری از شرکتهای بزرگ خارجی مانند جنرال موتورز، هیولت پاکارد، پراکتر و گمبل، نایک و بسیاری از شرکتهای دیگر، شهرت و تصویر نام تجاری خوبی برای محصول سبز از طریق پژوهش و پیادهسازی مدیریت زنجیره تأمین سبز به دست آوردهاند ]26[.
مزایای زنجیره تأمین سبزهنگام صحبت از سبز شدن زنجیره تأمین، ممکن است این تصور به وجود آید که این موضوع تنها به ممنوعیت کاربرد مواد شیمیایی سمی و یا کاهش انتشار آلایندهها یا زباله به محیط زیست مربوط می‌شود. در حالی‌که زنجیره تأمین سبز بسیار فراتر از کاهش مصرف و یا آلودگی است. در نتیجه، منافع آن شامل تمام بخشهای سازمان میشود.
مزایای مدیریت زنجیره تأمین سبز بسته به نقشهای مختلف زنجیره تأمین از جمله محیط زیست و جامعه درگروههای مختلف طبقهبندی میشود: مادی، غیرمادی و احساسی. مزایای مادی مدیریت زنجیره تامین سبز به بار کمتر بر روی محیط زیست، هزینههای پایینتر برای تأمینکنندگان، کاهش هزینهها برای تولید کننده، هزینه کمتر مالکیت برای مشتری و مصرف کمتر منابع برای جامعه کمک میکند.
از منظر غیرمادی، مدیریت زنجیره تامین سبز به غلبه بر تعصب و بدبینی برای محیط زیست، رد کمتر تأمینکنندگان، ساخت راحتتر برای تولیدکننده، آسان و سرگرم کننده‌تر برای مشتری و انطباق بهتر برای جامعه کمک مینماید. از لحاظ مزایای احساسی نیز، مدیریت زنجیره تامین سبز به افزایش انگیزه ذینفعان برای محیط زیست، تصویر بهتر برای تأمینکننده و تولید کننده، احساس و کیفیت بهتر زندگی برای مشتریان و ایجاد صنعت در مسیر صحیح جامعه کمک میکند.
ده دلیلی که شرکتها باید رویکرد انطباق با مدیریت زنجیره تامین سبز را بپذیرند عبارت است از:
الف( اهداف بازاریابی ب( پایداری منابع
ج( کاهش هزینهها و افزایش بهره‌وری د( کسب مزیت رقابتی
ه( رقابت و فشارهای زنجیره تامین و( انطباق با قوانین و کاهش ریسک
ز( کسب شهرت نام تجاری ح( بازگشت سرمایه
ط( دلگرمی کارکنان ]27[ تفاوت بین مدیریت زنجیره تأمین سنتی و سبززنجیره تأمین سبز و سنتی از جهاتی با یکدیگر متفاوت میباشند. اول اینکه، زنجیره‌ تأمین سنتی اغلب بر اهداف و ارزشهای اقتصادی متمرکز است، در حالی که زنجیره تأمین سبز به علل زیست محیطی ملاحظات قابل توجهی دارد. از سوی دیگر، زنجیره تأمین سبز، یکپارچه و بهینه از نظر بوم‌شناسی نه تنها در حوزه اثرات سموم انسانی گسترش یافته، بلکه به اثرات بومشناسی منفی بر محیط زیست طبیعی نیز توجه دارد و الزامات بوم شناسی به عنوان معیارهای کلیدی برای محصولات و تولیدات در نظر گرفته میشود.
معیارهای انتخاب خریدار و فروشنده نیز در زنجیره تأمین سبز و سنتی از اساس متفاوت هستند. در زنجیره‌ تأمین سنتی، استاندارد غالب، قیمت میباشد. اما در زنجیره تأمین سبز، هدف زیستمحیطی بخشی از معیارهای انتخاب تأمینکننده است. قرار دادن این ضوابط زیستمحیطی در ارزیابی تأمینکنندگان، موجب میشود تنها تعداد بسیار محدودی از تأمینکنندگان واجد معیارهای تعریف شده باشند. از این رو، هر گونه تغییر در انتخاب تأمینکننده در یک زنجیره تأمین سبز نمیتواند به سرعت زنجیره تأمین سنتی اتفاق بیفتد.
یکی از برداشتهای اولیه در مورد معرفی محصولات سبز در بازار این است که منجر به هزینههای بالاتری از تولید در مقایسه با انواع سنتی میباشند. با این حال، یافتههای اخیر نشان میدهند نوآوریها و برنامهریزی مطلوب میتواند به طور چشمگیری به کاهش هزینهها در اکثر موارد بینجامد. برای اداره موثر مشکلات هزینه، بهرهوری کل زنجیره تأمین بایستی ارزیابی گردد. در مقایسه با زنجیره تأمین سنتی، که درگیر تعداد زیادی مواد و تأمینکننده است، زنجیره تأمین سبز نسبتا از لحاظ سرعت و انعطافپذیری در سطح پایینی است.

در جدول زیر خلاصه تفاوتهای عمده بین مدیریت زنجیره تأمین سنتی و سبز ارائه میگردد.]27[
جدول STYLEREF 1 s ‏2 SEQ جدول * ARABIC s 1 1 مقایسه مدیریت زنجیره تأمین سنتی و سبزویژگیها مدیریت زنجیره تأمین سنتی مدیریت زنجیره تأمین سبز
اهداف و ارزشها اقتصادی اقتصادی و بومشناسی
بهینهسازی و بومشناسی موثر در بومشناسی رویکرد یکپارچه و تأثیر پایین بومشناسی
محدودیت انتخاب تأمین کننده تعویض با سرعت تأمین کننده بر اساس قیمت و ارتباط کوتاه مدت جنبههای بومشناسی و ارتباط بلند مدت
فشار هزینهها و قیمت فشار بالای هزینه، قیمت پایین فشار بالای هزینه، قیمت بالا
سرعت و انعطافپذیری بالا پایین

لزوم حرکت به سمت رویکرد سبزاتخاذ راهبرد سرمایهگذاری در زمینه بهبود عملکرد زیستمحیطی زنجیره تامین مزایا و منافع زیادی را مانند صرفهجویی در منابع انرژی، کاهش آلایندهها، حذف یا کاهش ضایعات، ایجاد ارزش برای مشتریان و در نهایت ارتقای بهرهوری را برای شرکتها و سازمانها به همراه خواهد داشت. سازندگان در اواخر دهه 1280 از آنچه در قوانین مورد نیاز بود، فراتر رفته و به سمت رویکرد سبز در عملیات سیستم خود حرکت نمودند. امروزه آلودگی محیط زیست مشکل اصلی در روی زمین است که اگر به آن پرداخته نشود، میتواند به طور بالقوه منجر به انقراض نوع بشر شود. از انواع آلودگیها، آلودگی هوا یکی از مواردی است که نیاز به توجه فوری دارد.
گرم شدن زمین نیز از اثرات افزایش مقدار گازهای گلخانهای موجود در هوا است که اکثر مردم را با مشکل شدید، مواجه میکند. میزان کربندیاکسید که قبل از انقلاب صنعتی حدود 280 واحد در میلیون بود، به نسبت 380 واحد در میلیون رسیده و ظهور آن با شتاب در حال افزایش است. افزایش نسبت دی اکسیدکربن به بیش از 450 واحد در میلیون موجب افزایش درجه حرارت تا 2 درجه سانتیگراد شده و ذوب سریعتر یخهای قطب جنوب را منجر میشود. ذوب یخ نیز آنطور که انتظار می‌رود منجر به افزایش سطح دریا به اندازه 23 متر میگردد، که این بدان معنی است که خشکی زمین محو خواهد شد. از این رو انجام اقدام مناسب در مقیاس وسیع تکنولوژیک و تغییرات اجتماعی، مالی و سیاسی ضروری به نظر میرسد. با اضافه کردن کلمه سبز، که اشاره به تدارکات سبز، تولید سبز، توزیع سبز و لجستیک معکوس دارد، میتوان به این وضعیت بهبود بخشید. ایده مدیریت زنجیره تامین سبز از بین بردن یا به حداقل رساندن ضایعات انرژی، تولید گازهای گلخانهای و شیمیایی خطرناک و مواد زائد جامد در امتداد زنجیره تامین است.
طراحی فرآیند کلی زنجیره تامین سبز شامل موارد زیر می‌باشد:
1. طراحی سبز 2. مواد سبز 3. تولید سبز
4. بازاریابی سبز 5. مصرف سبز 6. بازیافت سبز [27]
استاندارد Eco- indicatorsشاخصهای محیطی استاندارد، اعدادی هستند که بار محیطی کل یک محصول یا فرآیند را نشان می‌دهند. با این شاخص‌های محیطی استاندارد هر طراح یا مدیر محصولی می‌تواند تأثیر محیطی محصولات را در طول چرخه عمرشان تحلیل کند. سپس گزینه‌های مختلف طراحی می‌توانند با یکدیگر مقایسه شوند.
تأثیرات زیست محیطی محصولات
هر محصولی محیط زیست را به طریقی نابود می‌سازد. مواد خام باید استخراج شوند، محصول باید تولید، توزیع و بسته‌بندی شود و در نهایت به دور ریخته شود. به علاوه، تأثیرات زیست‌محیطی اغلب در طول استفاده از محصول نیز اتفاق می‌افتند به این علت که محصول از انرژی و یا مواد استفاده می‌کند. بنابراین اگر ما بخواهیم میزان نابودی زیست‌محیطی یک محصول را ارزیابی کنیم، باید همه فازهای چرخه عمر محصول را مورد مطالعه قرار دهیم. تحلیل زیست‌محیطی همه فازهای چرخه عمر، ارزیابی چرخه عمر یا به اختصار LCA نامیده می‌شود.
در Eco-indicator 99 واژه محیط زیست با سه نوع آسیب تعریف شده است:
1-سلامتی انسان: شامل تعداد و دوره بیماری‌ها و سال‌های عمر از دست رفته به دلیل مرگ زودرس ناشی از دلایل محیطی می‌باشد. اثرات شامل: تغییرات آب و هوایی، نابودی لایه اوزون، اثرات تنفسی و امواج رادیو‌اکتیو، سر و صدا، مختل کردن بعضی از غدد درون ریز بدن و اثرات سرطان‌زای برخی مواد مانند فلزات سنگین میباشد.
2-کیفیت اکوسیستم: شامل اثراتی روی تنوع گونه‌ها، خصوصا برای گیاهان آوندی و دیگر موجودات زنده است. این اثرات شامل: سمی شدن محیط زیست، اسیدی شدن آن، انباشت آب و مصرف زمین، اثرات گازهای گلخانه‌ای و نابودی لایه اوزون (که هر دو در سلامت انسان تأثیر دارند) و اثر فسفات‌ها می‌باشد.
3- منابع: شامل انرژی مازاد مورد نیاز در آینده برای استخراج منابع فسیلی و معدنی با کیفیت پایین‌تر می‌شود و نابودی منابع کشاورزی مانند خاک و شن که با مصرف زمین انجام می‌شود.
در طی فرآیند طراحی یک زنجیره تأمین ممکن است تعداد زیادی گزینه تولید شود. این گزینه‌ها توسط طراح تحلیل شده و سپس بهترین گزینه طراحی انتخاب می‌گردد. به منظور اینکه این گزینه‌های طراحی متوجه محیط زیست باشند، باید تحلیل و انتخاب آنها شامل وجوه زیست‌محیطی آن محصول شود. مقادیر Eco-indicator های استاندارد نیز به عنوان ابزاری برای انجام این امر برای طراحان تدوین شده است.
روش Eco-indicator که برای محاسبه مقادیر استاندارد استفاده میشود به خوبی با استاندارد ایزو‌14042 مطابقت دارد مگر در بعضی از جزئیات که شاید با یکدیگر متفاوت باشند.
توصیف Eco-indicator های استاندارد
مقادیر Eco-indicator 99 برای موارد زیر در دسترس هستند:
مواد: شاخصها برای فرآیندهای تولید مبتنی بر 1 کیلو ماده هستند.
فرآیندهای تولیدی: برای پردازش مواد مختلف است و واحدهای مناسبی برای هر فرآیند خاص استفاده میشود. (مترمربع برای ورقههای رل شده یا کیلو برای پلاستیک اکسترود شده)
فرآیندهای حمل: بیشتر در قالب واحد تن-کیلو در متر بکار میرود.
فرآیندهای تولید انرژی: واحدها برای برق و گرما داده میشود.
سناریوهای دفع زباله: برای هر کیلو موادی که به انواع مواد دیگر تقسیم میشوند و همچنین روشهای فرآیند دورریزی آنها به کار میرود.
روشهای میانگین اروپایی برای محاسبه این موارد به کار میروند. در هنگام تعیین این شاخصها تعاریف خاصی برای واژههای «مواد» و «فرآیند» بکار میرود که در زیر به طور خلاصه آورده شده است.
تولید مواد
در تعیین شاخص برای تولید مواد، همه فرآیندهایی که از استخراج مواد خام تا آخرین مرحله تولید تا اینکه انبوهی از آن ماده تولید شود، را شامل میشود. فرآیندهای حملو نقل در طول این مسیر تا فرآیندهای نهایی در زنجیره تولید نیز شامل همین مرحله میشود. هر فرآیندی از روی توضیحش قابل استخراج از لیست Eco-indicator میباشد. برای مثال برای پلاستیک همه فرآیندهایی که از استخراج نفت خام تا تولید گرانول را شامل میشود. برای ورقه استیل همه فرآیندها از استخراج سنگ معدن و زغال سنگ تا پردازش آنها را شامل میشود. این شاخص شامل تولید محصولات اصلی (مانند ماشین‌ها، ساختمان و مانند این‌ها) نمی‌شود.
فرآیندهای تولیدی
Eco-indicator ها برای فرآیندهای تولیدی به انتشار آلاینده‌ها از خود فرآیندها و انتشار آلاینده‌ها از فرآیندهای تولید انرژی که ضروری می‌باشند، مربوط میشود. این شاخص شامل تولید محصولاتی مانند ماشین‌ها و ... نمیشود.
فرآیندهای حمل‌و‌نقل
شامل تأثیر انتشار آلاینده‌ها که توسط استخراج و تولید سوخت و تولید انرژی از سوخت در طی حمل و نقل ایجاد می‌شود، می‌باشد. واحد آن حمل یک تن ( 1000کیلوگرم ) محصول در 1 کیلومتر (1 تن-کیلومتر) می‌باشد.
حمل‌و‌نقل جاده‌ای: در مواردی که جرم، فاکتور مهم باشد، (تن ضربدر کیلومتر) و در مواردی که حجم، فاکتور تعیین کننده است، (متر مکعب در کیلومتر) واحد حمل‌و‌نقل می‌باشد.
حمل‌و‌نقل ریلی: این مورد مبتنی بر نرخ متوسط اروپایی دیزل برای کشش الکتریکی و یک سطح متوسط بار می‌باشد.
حمل‌و‌نقل هوایی: برای انواع متفاوت هواپیماهای باری میباشد.
موارد دیگر مانند تولید تراکها و یا زیرساختهای ریل و جاده و مدیریت هواپیماهای باری روی فرودگاه‌ها هم که نمیتوانند نادیده گرفته شوند، در این مرحله در نظر گرفته میشوند.
انرژی
شاخصهای انرژی به استخراج و تولید سوختها و تبدیل انرژی و تولید برق مربوط میشود. یک Eco-indicator که برای برق با ولتاژ بالا تعیین شدهاست، برای فرآیندهای صنعتی در نظر گرفته می‌شود و همچنین به طور خاص برای مصرف برق صنعتی با مقیاس کوچک و مصرف خانگی، برق با ولتاژ پایین تعیین میگردد. تفاوت این دو در سیمهای برق و زیرساختار مورد نیاز مثل کابل‌ها می‌باشد.
پردازش و بازیافت زباله‌ها
همه محصولات به یک روش دفع نمی‌شوند؛ بنابراین در هنگام استفاده از این شاخص‌ها باید به روش پردازشی که بیشتر برای نوع محصولمان مناسب است، توجه داشته باشیم. سناریوهای مختلف می‌تواند شامل سوزاندن، دفن زباله و بازیافت محصولات باشند. البته سناریوی آخر در عمل خیلی گسترده نمی‌باشد.
دستورالعمل اجرای روش
گام‌های زیر همواره باید برای اطمینان از کاربرد درست Eco-indicator دنبال شوند:
1- تعیین هدف محاسبه Eco-indicator
2- تعریف چرخه عمر محصول
3- مشخص کردن مواد و فرآیندها
4- پر کردن فرم
5- تفسیر نتایج
گام 1: تعیین هدف محاسبه Eco-indicator
توصیف محصول یا اجزای محصولی که تحلیل می‌شود.
تعریف اینکه آیا تحلیلی از یک محصول خاص انجام می‌شود یا مقایسه‌ای بین چندین محصول انجام می‌شود.
تعریف سطح دقت مورد نیاز
اگر هدف محاسبه بدست آوردن تأثیر فرآیندهای مخرب محیط‌زیست این محصول است، در نظر گرفتن آیتم‌های اصلی کافی می‌باشد. در این صورت محاسبه فقط شامل فرآیندهای اصلی می‌باشد. در گام بعدی ممکن است بخواهید به طور دقیق‌تری به آن بنگرید و یا برای گزینه‌های مختلف با جزئیات بیشتر یک طراحی جدید را با طراحی موجود مقایسه کنید. برای این کار روش دقیق‌تری ضروری می‌باشد و یک مبنای سرسختانه‌تری برای مقایسه نیاز می‌باشد.
گام 2: تعریف چرخه عمر محصول
یک مرور شماتیک از چرخه عمر محصول را تنظیم کنید. توجه یکسانی به بخش تولید، مصرف و پردازش زباله داشته باشید.
برای نمونه چرخه عمر یک ماشین قهوهساز برای استفاده خانگی درشکل 2-2 آورده شده است:
1511304781550شکل STYLEREF 1 s ‏2 SEQ شکل * ARABIC s 1 2 چرخه عمر ماشین قهوه سازشکل STYLEREF 1 s ‏2 SEQ شکل * ARABIC s 1 2 چرخه عمر ماشین قهوه ساز15113053213000
گام 3: کمی‌سازی مواد و فرآیندها
تعیین یک واحد کاربردی
کمی‌سازی همه فرآیندهای مرتبط از درخت فرآیند
ساختن فرضیات برای داده‌های از دست رفته
در روش LCA ، «توصیف محصول، چرخه عمر و عملکرد» ، واحد کاربردی نامیده می‌شود.
حال، کمی‌سازی می‌تواند برای هر فرآیند در درخت فرآیند بر مبنای این واحد کاربردی و داده محصول انجام گیرد. به طور خاص وقتی مقایسه بین دو محصول انجام می‌گیرد، مهم است که عملکرد دو محصول مشابه هم باشد، همه جزئیات چرخه عمر یک محصول عموما مشخص نمی‌باشد. مقداری تقریب نیز برای آن نیاز می‌باشد. این تقریب‌ها دو نتیجه می‌توانند داشته باشند:
حذف یک جزء یا فرآیند. این امر فقط زمانی قابل قبول می‌باشد که سهم این جزء یا فرآیند در مقایسه با بقیه بسیار ناچیز باشد.
کاربر خودش مقداری را تخمین می‌زند.
در حالت کلی بهتر است که در ابتدا تعدادی تقریب زده شود و سپس داده‌های دقیق‌تری که ضروری می‌باشند، جستجو شود.
مثالی از یک واحد کاربردی: یک واحد کاربردی برای یک ماشین قهوه ساز خانگی به شرح زیر تعیین می‌گردد: هدف ماشین قهوه‌ساز، درست کردن قهوه و گرم نگه داشتن آن می‌باشد. همه محصولات و فرآیندهای مورد نیاز برای تهیه قهوه در خانه در یک دوره زمانی معین می‌باشد. این دوره معین باید تعیین گردد (مثلا 5 سال) و مصرف متوسط قهوه باید تخمین زده شود. برای مثال: آماده کردن 5 فنجان قهوه 2 بار در روز و گرم نگه‌داشتن آن برای نیم ساعت بعد از دم کشیدن. تعداد فیلترها (3650) و مصرف انرژی می‌تواند برمبنای این مصرف باشد.
گام 4: پر کردن در فرم مربوطه
مواد و فرآیندها را در فرم‌های مربوطه به دقت بیاورید و مقادیرشان را وارد کنید.
مقادیر Eco-indicator مربوط به هر مورد را پیدا کرده و در فرم وارد کنید.
اعداد نهایی را با ضرب کردن مقادیر مواد و فرآیندها در مقادیر شاخص مربوطه محاسبه کنید.
نتایج حاصل از مرحله قبل را با هم جمع کنید.
گام 5: تفسیر نتایج:
نتایج بدست آمده را ترکیب کنید.
اثر فرضیات و عدم قطعیت‌ها را بررسی کنید.
بررسی کنید که آیا هدف محاسبات ارضا شده است.
تحلیل کنید که کدام فرآیندها و گام‌ها در چرخه عمر مهم‌ترین اثر را دارند و یا کدام یک کم‌ترین مقدار و اثر را دارند. اثر فرضیات و عدم قطعیت‌ها را برای فرآیندها مورد بررسی قرار دهید و اینکه اگر فرضیات کمی تغییر یابند، نتایج چه تغییری خواهند کرد؟ ]26[
در فصل پنجم روش بدست آوردن این شاخص‌ها را برای صنعت لوله پلی اتیلن آبرسانی به تفصیل بررسی خواهیم نمود.

مروری بر ادبیات
مروری بر ادبیات طراحی زنجیره تأمینظهور و بیان اهمیت طراحی زنجیره تأمین به سال 870 میلادی و تحقیق انجام گرفته توسط گریوز و جیوفرین باز میگردد ]9[. از آن پس با توجه به اهمیت و جایگاه طراحی زنجیره تأمین، این حوزه مورد توجه محققان بسیاری قرار گرفته است. با توجه به ادبیات موضوع میتوان بیان داشت که در سیر زمان، مدلهای ارائه گردیده همواره به دنبال نزدیکتر شدن به شرایط دنیای واقعی بودهاند.
توسعهی مدلها را میتوان با توجه به شاخصهای ذیل مورد بررسی قرار داد.
سطوح تصمیمگیری: مدل ارائه گردیده در کدام یک از سطوح تصمیمگیری استراتژیکی، تاکتیکی و عملیاتی قرار دارد. همچنین برخی از مدلها چند سطح تصمیمگیری را پوشش می‌دهند.
ساختار زنجیره تأمین: مواردی نظیر یک یا چند دورهای بودن مدل تصمیمگیری، تعداد لایهها و تک یا چند محصولی بودن مدل بیانگر ساختار زنجیره تأمین خواهد بود.
ماهیت دادهها: ماهیت دادهها میتواند قطعی و یا غیرقطعی باشد. در حالت غیرقطعی که در برخی از موارد به دنیای واقع نیز نزدیکتر میباشد، مواردی نظیر پارامتر غیرقطعی، رویکرد برخورد با عدم قطعیت و نحوه نمایش آن نیز مورد توجه قرار میگیرد.
معیار ارزیابی: در شرایط واقعی ممکن است چندین هدف متفاوت و یا حتی متضاد در طراحی زنجیره تأمین مد نظر قرار گیرد. ماهیت این توابع میتواند مالی (حداکثرسازی ارزش حال سرمایهگذاری، حداکثرسازی عایدی، حداقلسازی هزینه موجودی، حداقلسازی مجموع هزینه‌های تولید، حملو نقل، عدم ارضای تقاضا و توسعه ظرفیت، حداقلسازی پراکندگی هزینه کل)، غیرمالی (حداکثرسازی ارضای تقاضا، سطح خدمتدهی، معیار پاسخگویی، حداکثرسازی قابلیت اطمینان) و ریسک (حداقلسازی ریسک مالی) باشد. مدلها نیز میتوانند دارای یک یا چند هدف باشند.
پارامترهای مدل: پارامترهای ورودی مدل میتواند مواردی نظیر مجموعه سایتها (تأمین کنندگان، تولیدی و انبار)، دورههای زمانی و اطلاعات مربوط به آن، قیمت مواد اولیه، نرخ بهره و استهلاک، هزینهها (راه اندازی، تولید، حملو نقل، نگهداری، عدم ارضا تقاضا)، ظرفیت سایتها، تقاضا، لیست مواد و زمانهای توزیع و حملو نقل باشد.
محدودیتها: مجموعه محدودیتها را میتوان به چند دسته کلی نظیر تولیدی، ارضای تقاضا، موجودی و حملو نقل دستهبندی نمود ]4[.

—d1221

2-2-3-2- مسأله مکانیابی حداکثر پوشش21
2-2-3-3- مسائل p-center22
2-2-3-4- مسائل p-median23
2-2-4- مسائل دیگر مکانیابی24
2-2-5- مسائل مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم25
2-2-5-1- مرور ادبیات مسائل مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم26
2-2-5-2- مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم29
2-3- نظریه صف35
2-3-1- مشخصات صف36
2-3-2- قانون لیتِل38
2-3-3- صف M/M/139
2-4- مسائل بهینه سازی چندهدفه40
2-4-1- فرمول بندی مسائل بهینه سازی چندهدفه40
2-4-2- الگوریتم‌های تکاملی برای بهینه سازی مسائل چندهدفه بر مبنای الگوریتم ژنتیک41
2-4-2-1- الگوریتم ژنتیک مرتب سازی نامغلوب42
2-4-2-2- الگوریتم NSGA-II محدود شده45
2-4-2-3- الگوریتم ژنتیک رتبه بندی نامغلوب46
2-4-3- الگوریتم‌های تکاملی برای بهینه سازی مسائل چندهدفه بر مبنای سیستم ایمنی مصنوعی49
2-4-3-1- سیستم ایمنی مصنوعی49
2-4-3-1-1- مفاهیم ایمنی49
2-4-3-1-2- ایمنی ذاتی51
2-4-3-1-3- ایمنی اکتسابی51
2-4-3-1-4- تئوری شبکه ایمنی52
2-4-3-1-5- الگوریتم ایمنی مصنوعی53
2-4-3-1-6- سیستم ایمنی مصنوعی و مسائل بهینه سازی چندهدفه54
2-4-3-2- الگوریتم MISA56
2-4-3-3- الگوریتم VIS61
2-4-3-4- الگوریتم NNIA64
2-5- روش‌های اندازه گیری عملکرد الگوریتم‌های چندهدفه67
2-5-1- فاصله نسلی68
2-5-2- درجه توازن در رسیدن همزمان به اهداف69
2-5-3- مساحت زیر خط رگرسیون70
2-5-4- تعداد جواب‌های غیرمغلوب نهائی71
2-5-5- فاصله گذاری71
2-5-6- گسترش72
2-5-7- سرعت همگرائی73
2-5-8- منطقه زیر پوشش دو مجموعه73
2-6- جمع بندی74
فصل سوم: مدل سازی مسأله و توسعه الگوریتم‌ها76
3-1- مسأله موردتحقیق77
3-2- طراحی الگوریتم‌ها81
3-2-1- تطبیق الگوریتم‌ها با مسئله موردبررسی81
3-2-1-1- ساختار حل‌ها81
3-2-1-2- معیار توقف82
3-2-2- تطبیق الگوریتم NSGA-II برای مسئله موردبررسی83
3-2-3- تطبیق الگوریتم CNSGA-II برای مسئله موردبررسی84
3-2-4- تطبیق الگوریتم NRGA برای مسئله موردبررسی85
3-2-5- تطبیق الگوریتم MISA برای مسئله موردبررسی85
3-2-6- تطبیق الگوریتم VIS برای مسئله موردبررسی85
3-2-7- تطبیق الگوریتم NNIA برای مسئله موردبررسی86
فصل چهارم: تجزیه و تحلیل داده‌ها87
4-1- تولید مسأله نمونه88
4-2- اندازه گیری عملکرد الگوریتم‌ها براساس معیارها89
4-3- تجزیه و تحلیل نتایج92
فصل پنجم: نتیجه گیری و مطالعات آتی100
5-1- نتیجه گیری101
5-2- مطالعات آتی102
فهرست منابع و مراجع103
پیوست الف: محاسبه معیارهای هشت گانه برای الگوریتم های استفاده شده105
پیوست ب: نمودارهای بدست آمده از تجزیه و تحلیل نتایج113
پیوست ج: یک نمونه مسئله حل شده توسط الگوریتم NSGA-II118
پیوست د: کد برنامه نویسی الگوریتم NSGA-II در محیط MATLAB123

فهرست اشکال
شکل 2-1- مدل پایه‌ای صف36
شکل 2-2- مجموعه حل‌های غیرمغلوب41
شکل 2-3- نمایشی از نحوه عملکرد NSGA-II43
شکل2-4- الگوریتم NRGA47
شکل 2-5- سلول B، آنتی ژن، آنتی بادی، اپیتوپ، پاراتوپ و ادیوتوپ50
شکل 2-6- فلوچارت الگوریتم MISA57
شکل 2-7- یک شبکه تطبیقی برای رسیدگی به حافظه ثانویه60
شکل 2-8- فلوچارت الگوریتم VIS62
شکل 2-9- تکامل جمعیت NNIA65
شکل 2-10- نمایش حل‌های مناسب69
شکل 2-11- مساحت زیر خط رگرسیون70
شکل 2-12- بیشترین گسترش73
شکل 3-1- مکانیسم عملگر تقاطع83
شکل 4-1- نمودار همگرایی الگوریتم‌ها براساس شاخص MID90
شکل 4-2- نتیجه بدست آمده از آنالیز واریانس برای معیار تعداد جواب‌های غیرمغلوب94
شکل 4-3- نتیجه بدست آمده از آزمون توکی برای معیار تعداد جواب‌های غیرمغلوب95
شکل 4-4- نتیجه به دست آمده از آنالیز واریانس برای تعداد جواب‌های غیرمغلوب97

فهرست جداول
جدول 4-1- مشخصات هر نمونه88
جدول 4-2- گروه بندی الگوریتم‌ها براساس معیار تعداد جواب‌های غیرمغلوب96
جدول 4-3- مقایسه الگوریتم‌ها ازنظر معیارهای مختلف و در حالت‌های گوناگون98
جدول 4-4- متوسط معیارهای الگوریتم‌ها و رتبه بندی الگوریتم‌ها براساس آن99
4221207272
82867519050 1
00 1

تعریف مسأله

1-1- مقدمه
با رشد روز افزون معاملات تجاری در سطح جهان و در سال‌های اخیر، ظهور پدیده تجارت الکترونیک و بانکداری الکترونیک به عنوان بخش تفکیک ناپذیر از تجارت الکترونیک مطرح شد. بانکداری الکترونیک اوج استفاده از فناوری انفورماتیک و ارتباطات و اطلاعات برای حذف دو قید زمان و مکان از خدمات بانکی است. ضرورت یک نظام بانکی کارامد برای حضور در بازارهای داخلی و خارجی ایجاب می‌کند تا بانکداری الکترونیک نه به عنوان یک انتخاب، بلکه ضرورت مطرح شود. امروزه پایانه فروش، پایانه شعب، دستگاه‌های خودپرداز و ... نماد بانکداری الکترونیک است و یافتن مکان بهینه برای این پایانه‌ها و دستگاه‌ها می‌تواند نقش مهمی در حضور یک بانک یا مؤسسه در بازارهای داخلی و خارجی داشته باشد [1].
1-2- مکانیابی تسهیلات
فرض کنید که یک شرکت رسانه‌ای می‌خواهد که ایستگاه‌های روزنامه را در یک شهر ایجاد کند. این شرکت در حال حاضر جایگاه‌هایی را به صورت بالقوه در شهرهای همسایه اش مشخص کرده‌است و هزینه ایجاد و نگهداری یک جایگاه را می‌داند. همچنین فرض کنید که تقاضای روزنامه در هر شهر همسایه مشخص است. اگر این شرکت بخواهد تعدادی از این ایستگاه‌ها را ایجاد کند، باتوجه به مینیمم کردن کل هزینه‌های ایجاد و نگهداری این ایستگاه‌ها و همچنین متوسط مسافت سفر مشتریان، این ایستگاه‌ها در کجا باید واقع شوند؟
سؤال قبل یک مثال از مسأله مکانیابی تسهیلات بود. مکانیابی تسهیلات یعنی اینکه مجموعه‌ای از تسهیلات (منابع) را به صورت فیزیکی به گونه‌ای در یک مکان قراردهیم که مجموع هزینه برآورده کردن نیازها (مشتریان) باتوجه به محدودیت‌هایی که سر راه این مکانیابی قرار دارد، مینیمم گردد.
از سالهای 1960 به این طرف مسائل مکانیابی یک جایگاه ویژه‌ای را در حیطه تحقیق در عملیات اشغال کرده‌اند. آنها وضعیت‌های مختلفی را درنظر گرفته‌اند که می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد: تصمیم گیری در مورد مکان کارخانجات، انبارها، ایستگاه‌های آتش نشانی و بیمارستان‌ها.
به طور اساسی، یک مسأله مکانیابی بوسیله چهار عنصر زیر توصیف می‌شود:
مجموعه‌ای از مکانها که در آن‌ها، تسهیلات ممکن است ایجاد یا باز شوند. برای هر مکان نیز بعضی اطلاعات درمورد هزینه ساخت یا باز نمودن یک تسهیل در آن مکان مشخص می‌شود.
مجموعه‌ای از نقاط تقاضا (مشتریان) که برای سرویس دهی به بعضی از تسهیلات اختصاص داده شوند. برای هر مشتری، اگر بوسیله یک تسهیل معینی خدمت‌رسانی شود، بعضی اطلاعات راجع به تقاضایش و درمورد هزینه یا سودش بدست می‌آید.
لیستی از احتیاجات که باید بوسیله تسهیلات بازشده و بوسیله تخصیص نقاط تقاضا به تسهیلات برآورده شود.
تابعی از هزینه یا سودهایی که به هر مجموعه از تسهیلات اختصاص پیدا می‌کند.
پس هدف این نوع مسائل، پیدا کردن مجموعه‌ای از تسهیلات است که باید باتوجه به بهینه کردن تابع مشخصی باز شوند.
مدل‌های مکانیابی در یک زمینه گسترده از کاربردها استفاده می‌شود. بعضی از این موارد شامل موارد ذیل است: مکانیابی انبار در زنجیره تأمین برای مینیمم کردن متوسط زمان فاصله تا بازار؛ مکانیابی سایت‌های مواد خطرناک برای مینیمم کردن درمعرض عموم قرار گرفتن؛ مکانیابی ایستگاه‌های راه آهن برای مینیمم کردن تغییرپذیری زمان بندی‌های تحویل بار؛ مکانیابی دستگاه‌های خودپرداز برای بهترین سرویس دهی به مشتریان بانک و مکانیابی ایستگاه‌های عملیات تجسس و نجات ساحلی برای مینیمم کردن ماکزیمم زمان پاسخ به حادثه‌های ناوگان دریایی. با اینکه این پنج مسأله توابع هدف مختلفی دارند، همه این مسائل در حوزه مکانیابی تسهیلات واقع می‌شوند. درواقع، مدل‌های مکان‌یابی تسهیلات می‌توانند در موارد ذیل متفاوت باشند: توابع هدفشان، معیارهای فاصله‌ای که به کار می‌برند، تعداد و اندازه تسهیلاتی که قرار است مکانیابی شوند و چندین معیار تصمیم گیری مختلف دیگر. بسته به کاربرد خاص هر مسأله، درنظرگرفتن این معیارهای مختلف در فرموله کردن مسأله، منتهی به مدل‌های مکانیابی بسیار متفاوتی خواهدشد.
1-3- بیان مسأله
هدف از اجرای این تحقیق، مکان‌یابی سیستم‌های خدمات رسانی ثابت با ظرفیت خدمت محدود می‌باشد. یعنی دستگاه‌های خدمت‌رسان به چه تعداد و در چه محل‌هایی استقرار یابند و چه مراکز تقاضایی به این دستگاههای خدمت‌رسان تخصیص یابند. در چنین سیستم‌هایی، زمانی که برای انجام سرویس موردنیاز است تصادفی است و همچنین تقاضای انجام خدمت در نقاط تصادفی از زمان می‌رسند که این تقاضا از جمعیت بزرگی از مشتریان سرچشمه می‌گیرد و معمولاً این سرویس‌دهی در نزدیک ترین تسهیل انجام می‌شود. چنین سیستم‌های خدمت‌رسانی، سیستم‌های صف را تشکیل می‌دهند. مدل‌های مختلفی برای حل این مسائل مکان‌یابی سیستم صف ارائه شده‌است.
دو ناحیه کاربردی وجود دارد که ما با این مدل‌ها روبه رو می‌شویم [4]: اولی در طراحی سیستم ارتباط کامپیوتری مانند اینترنت می‌باشد. در یک سیستم ارتباط کامپیوتری، ترمینال‌های مشتری (کاربران اینترنت) به کامپیوترهای میزبان (سرورهای پروکسی، سرورهای آینه) وصل می‌شوند که قابلیت پردازش بالا و/یا پایگاه داده‌های بزرگ میزبان دارند. زمانی که طول می‌کشد تا سرور درخواست را پردازش کند بستگی به سرعت پردازش سرور و و نوع درخواست دارد که آن هم تصادفی است. زمانی که مشتری برای پاسخ سرور منتظر می‌ماند نیز بستگی به تعداد و اندازه درخواست‌های داده‌ای است که در حال حاضر در صف هستند. به طور کلی، درخواست‌های مشتری‌ها به نزدیکترین سرور وصل می‌شود. این مکان و ظرفیت سرورها، پارامترهای طراحی بحرانی هستند. این انتخاب پارامترها تأثیری قابل توجه روی کیفیت خدمات دارد، به طوری که بوسیله یک مشتری درک می‌شود.
کاربرد دوم شامل طراحی یک سیستم دستگاه خودپرداز برای بانک است. مشتری‌ها به صورت تصادفی به یک دستگاه خودپرداز می‌رسند. اگر هنگامی‌که آن‌ها می‌رسند، دستگاه آزاد باشد، آن‌ها بلافاصله سرویس دهی می‌شوند. در غیر این صورت ، آن‌ها به صف می‌پیوندند یا آن جا را ترک می‌کنند. زمان تصادفی که یک مشتری در یک دستگاه سپری می‌کند بستگی به تعداد و نوع تراکنشی (مثلاً مانده حساب، دریافت وجه، انتقال وجه و غیره) دارد که او انجام می‌دهد. منبع قابل توجه دیگر زمان مشتری در یک دستگاه، شامل تأخیر ارسال در مدت شبکه ارتباط بانک است. از آن جا که دستگاه‌ها ثابت هستند، مشتری‌ها باید به یک مکان خودپرداز مراجعه کنند تا یک تراکنش را انجام دهند. گاهی اوقات، مردم در طول مسیر خود (مثلاً از خانه به محل کار) برای استفاده از یک دستگاه خودپرداز به آن مراجعه می‌کنند؛ گاهی اوقات هم، آن‌ها آن را طبق یک مسیر از پیش برنامه‌ریزی‌شده (مثلاً مسیر روزانه بین خانه و کار) استفاده می‌کنند. به طور کلی، آن‌ها از تسهیل با کمترین هزینه قابل‌دسترس استفاده می‌کنند. برای مثال، هنگامی‌که هزینه‌ها بوسیله مسافت سفر تعیین می‌شود، مشتری‌ها نزدیکترین تسهیل به محل کار/خانه یا نزدیکترین مسیر روزانه شان را انتخاب می‌کنند. ما فرض می‌کنیم که مشتری‌ها هیچ اطلاعی از تأخیرات دستگاه‌های خودپرداز ندارند و از این رو نزدیکترین تسهیل را برای درخواست سرویسشان انتخاب می‌کنند.
فرضیاتی که برای این مسأله درنظر گرفته می‌شود به شرح زیر می‌باشد:
گره مشتری وجود دارد که هر یک درخواستی را برای سرویس ایجادمی‌کند؛
تعداد درخواست‌ها در واحد زمان، یک جریان پوآسن مستقل را تشکیل می‌دهند؛
گره خدمت‌رسان بالقوه وجود دارد؛
مشتریان از مراکز تقاضا به سمت مکان این دستگاه‌ها حرکت می‌کنند؛
هر جایگاه خدمت فقط یک خدمت دهنده دارد؛
زمان سرویس یک دستگاه به صورت تصادفی و توزیع نمایی دارد؛
مکان دستگاه‌ها ثابت هستند؛
مشتری‌ها بوسیله نزدیکترین دستگاه خودپرداز خدمت‌رسانی می‌شوند؛
میزان زمان انتظار مشتریان در صف نباید از یک حد ازپیش تعیین شده، فراتر رود؛
ماکزیمم تعداد دستگاه‌های خدمت‌رسان از قبل تعریف شده‌است.
در مسائل مکان‌یابی تک هدفه، هدف مسأله معمولاً هزینه یا پوشش بوده‌است، امّا در مسائل چندهدفه، حداقل یک هدف دیگر وجود دارد که باتوجه به طبیعت این گونه مسائل، با هدف اوّلی درتضاد است.
براین اساس، ما مروری بر روی اهدافی که در مسائل مکان‌یابی چندهدفه توسعه یافته می‌کنیم. این اهداف می‌توانند به صورت زیر توصیف شوند:
هزینه: انواع مختلفی از هزینه وجود دارد. این انواع می‌توانند به دو قسمت ثابت و متغیر تقسیم شوند. هزینه‌های ثابت شامل هزینه شروع و نصب به همراه سرمایه گذاری می‌باشد. هزینه‌های متغیر می‌تواند هزینه حمل و نقل، عملیات، تولید، خدمات، توزیع، تدارکات، دفع پسماند، نگهداری و محیطی باشد. هزینه حمل و نقل بیشترین و هزینه نصب بعد از آن قرار دارد. مسائل مختلفی از یک معیار «هزینه کل» استفاده کرده‌اند که شامل همه هزینه‌ها تحت یک هدف می‌شود.
ریسک‌های محیطی: این هدف شامل ریسک حمل و نقل، ریسک طبیعی، دفع پسماند یا ریسک رفتاری، یا «اثرات نامطلوب» عمومی است که جایگاه بزرگی دارد. به هر حال نسبت ریسک محیطی در مسائل مکان‌یابی کمتر از دیگر هزینه‌هاست.
پوشش: تقریبا مجموعه کامل مسائل مکان‌یابی درباره پوشش مسافت، زمان، مبلغ و یا حتی انحراف پوشش است. اگرچه بسیاری از مسائل از مسافت و پوشش جمعیّت به عنوان هدفشان استفاده می‌کنند، اما در بعضی مسائل نیز زمان مهّم است.
مفهوم تساوی نیز در این طبقه قرار می‌گیرد، زیرا این نوع مسائل، روشی منصفانه در برخورد با مسأله پوشش دارند.
سطح و کارائی خدمت: در این طبقه، هدف سطح سرویس به همراه کارائی قرارمی‌گیرد.
سود: بعضی مسائل به سود خالص (تفاوت بین سودها و هزینه‌ها) علاقمندند.
اهداف دیگر: بعضی اهداف دیگر که در مسائل مکان‌یابی استفاده می‌شوند، مانند دستیابی به منابع به همراه ریسک‌های سیاسی و اجتماعی که نمی‌توانند در دیگر دسته‌ها قرار بگیرند.
سه هدف برای مسأله موردنظر ما درنظر گرفته شده‌است که هدف اول، مینیمم کردن متوسط تعداد مشتریان درحال سفر؛ هدف دوم، مینیمم کردن متوسط تعداد مشتریان در حال انتظار و هدف سوم، ماکزیمم کردن مجموع کارکرد دستگاه‌ها در واحد زمان می‌باشد.
1-4- روش حل
به طور کلی مسائل مکانیابی تسهیلات اصولاً NP-Hardهستند و بعید است بدون کاربرد الگوریتم‌های فراابتکاری بتوان حلّی بهینه را در زمان معقول پیدا کرد و زمان محاسباتی نیز با توجه به اندازه مسأله به صورت نمایی افزایش می یابد.
مسائل بهینه یابی چندهدفه، به طور کلی با یافتن حل‌های بهینه پارتو یا حل‌های مؤثّر کارمی‌کنند. چنین حل‌هایی غیرمغلوب هستند، یعنی هنگامی‌که همه اهداف درنظر گرفته شوند، هیچ حل دیگری برتر از آن‌ها نیست. بیشترین روش‌هایی که برای حل مسائل بهینه سازی چندهدفه به کار می‌روند، روشهای ابتکاری و فراابتکاری هستند.
برای مسائلی که در کلاس NP-Hard قرار می گیرند، تاکنون روش‌های دقیقی که بتواند در حالت کلی و در زمانی معقول به جواب دست یابد توسعه داده نشده‌است. از این رو روش‌های ابتکاری و فراابتکاری مختلفی را برای حل این دسته از مسائل به کار می برند تا به جواب‌های بهینه یا نزدیک به بهینه دست یابند.
در این تحقیق سعی شده‌است که از چندین الگوریتم بهینه سازی چندهدفه استفاده شود. الگوریتم NSGA-II به این خاطر انتخاب شده‌است که این الگوریتم در بسیاری از مقالات به عنوان الگوریتم مرجع مقایسه گردیده‌است. الگوریتم CNSGA-II نیز به این علت انتخاب شده‌است که روشی مناسب برای برخورد با محدودیت‌های حل مسأله ارائه می‌کند. چون باتوجه به ماهیت مسأله، چندین محدودیت سر راه حل مسأله ایجاد شده‌است که راهکار مناسبی برای رسیدگی به این محدودیت‌ها ایجاب می‌کند. الگوریتم NRGA نیز چون جزء جدیدترین الگوریتم‌های ارائه شده در زمینه بهینه سازی چندهدفه می‌باشد مورداستفاده قرار گرفته‌است. در سال‌های اخیر، الگوریتم‌های بهینه سازی مبتنی بر ایمنی مصنوعی بسیار مورد توجه قرار گرفته‌است که به همین علت، ما در این تحقیق سعی بر آن داریم که از کارآمدترین این الگوریتم‌ها استفاده کنیم. از میان الگوریتم‌های چندهدفه ایمنی، ما از MISA، VIS و NNIA استفاده کرده ایم که در ادامه و در بخش‌های بعدی به نتایج خوبی که دراثر استفاده از این الگوریتم‌ها بدست می‌آید، اشاره می‌کنیم.
1-5- اهمیت و ضرورت تحقیق
امروزه پایانه فروش، پایانه شعب، دستگاه‌های خودپرداز و ... نماد بانکداری الکترونیک است و یافتن مکان بهینه برای این پایانه‌ها و دستگاه‌ها می‌تواند نقش مهمی در حضور یک بانک یا مؤسسه در بازارهای داخلی و خارجی داشته باشد.
در این تحقیق سعی شده‌است که محدودیت‌ها و چالش‌های فراروی این مسأله در دنیای واقعی تا حد ممکن درنظر گرفته شود. به همین منظور محدودیت‌هایی ازقبیل ماکزیمم دستگاه خدمت‌رسانی که می‌تواند به کار گرفته شود و حدّ بالای زمان انتظار برای مشتریان منظور شده‌است. همچنین به‌دلیل اینکه یک هدف، پاسخگوی انگیزه ایجاد شده برای انجام این طرح نمی‌باشد، این مسأله به صورت یک مسأله چند هدفه درنظر گرفته شده‌است تا به دنیای واقعی هر چه نزدیکتر گردد تا در درجه اول سود بانک یا مؤسسه ازطریق انتخاب بهینه دستگاه‌های خودپرداز افزایش یابد و در درجه دوم رضایت مشتریان جلب گردد، به صورتی که هم پوشش مناسب برای خدمت‌رسانی داده شود و هم مدت زمان خدمت‌رسانی به مشتریان حداقل گردد.
1-6- اهداف تحقیق
اهدافی که برای اجرای این تحقیق درنظر گرفته شده‌است عبارتند از:
مروری بر مدل‌های مکانیابی تسهیلات به صورت کلّی
مروری بر مدل‌های مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم
بهینه نمودن استفاده از دستگاه‌های‌های خدمت‌رسان؛ یعنی دستگاه‌های خدمت‌رسان به چه تعداد و در چه محل‌هایی استقرار یابند و چه مراکز تقاضایی به این دستگاههای خدمت‌رسان تخصیص یابند، به‌صورتی که هم رضایت مشتریان جلب شود (این هدف را به صورت کمینه کردن مجموع زمان خدمت‌رسانی به مشتریان که شامل زمان سفر مشتریان از مراکز تقاضا به مراکز خدمت‌رسانی و زمان انتظار آنها برای خدمت‌رسانی درنظر گرفته ایم) و هم مجموع کارکرد دستگاه‌ها بیشینه گردد.
تطبیق الگوریتم‌های مختلف با مسئله مورد بررسی
تجزیه و تحلیل الگوریتم‌های مختلف با استفاده از روشهای مقایسه الگوریتم‌ها
1-7- جمع بندی
مسأله مکانیابی تسهیلات در حالت کلی به عنوان یک مسأله NP-Hard شناخته می‌شود. به‌خصوص در حالتی که محدودیت‌های دیگری نظیر محدودیت انتظار مشتریان در صف و محدودیت در تعداد تسهیلات باز شده نیز مطرح باشد، پیچیدگی این مسأله چندین برابر می‌شود.
هدف اول، مینیمم کردن متوسط تعداد مشتریان درحال سفر؛ هدف دوم، مینیمم کردن متوسط تعداد مشتریان در حال انتظار و هدف سوم، ماکزیمم کردن مجموع کارکرد دستگاه‌ها در واحد زمان می‌باشد.
پایان نامه دارای ساختار زیر است: در فصل دوم برای آنکه خواننده با مفاهیمی که در این پایان‌نامه به کار گرفته شده‌است و همچنین موضوعاتی که در این تحقیق مطرح می‌شود، مروری جامع بر ادبیات موضوعات در بخش‌های مختلف اعم از مکانیابی تسهیلات به صورت کلی، مکانیابی تسهیلات باتوجه به مسأله مطرح شده و محدودیت‌های ایجاد شده به عمل آمده‌است. همچنین الگوریتم‌های چندهدفه‌ای که در این پروژه - ریسرچبه کار گرفته شده‌است به طور عمومی معرفی و تشریح می‌شوند. باتوجه به اینکه سه الگوریتم از این الگوریتم‌ها از مبحث ایمنی مصنوعی است، سعی شده‌است تا مروری مختصر بر این موضوع نیز انجام شود. در آخر نیز روش‌های اندازه گیری عملکرد الگوریتم‌های چندهدفه معرفی شده‌اند.
در فصل سوم ابتدا درمورد مسئله مورد بررسی این تحقیق توضیحات کافی داده می شود و اهداف و محدودیت های فراروی آن شرح داده می شود. سپس، در قسمت طراحی الگوریتم‌ها، الگوریتم‌های درنظر گرفته شده را با مسئله مورد بررسی تطبیق می دهیم.
در فصل چهارم پس از اینکه درمورد تولید مسائل نمونه صحبت کردیم، به تجزیه و تحلیل و مقایسه الگوریتم‌ها خواهیم پرداخت که این کار را به این صورت انجام می‌دهیم که ابتدا معیارهای مختلف را برای تمامی الگوریتم‌ها اندازه گیری کرده و سپس این نتایج را باتوجه به روش‌های موجود درزمینه تحلیل واریانس، مورد تجزیه و تحلیل قرارمی‌دهیم.
در فصل پنجم نیز پس از مروری کلّی بر تحقیقی که انجام شده، چند زمینه تحقیق برای مطالعات آتی به خوانندگان پیشنهاد می‌شود.
4221207272
82867519050 2
00 2

مرور ادبیات

2-1- مقدمه
در این فصل، ابتدا به بحث درباره موضوع مکانیابی تسهیلات می پردازیم. در ابتدا، به مروری بر ادبیات این موضوع می پردازیم. در ادامه، مسائل پوشش که مهمترین و پرکاربردترین مباحث در این حوزه است را توضیح داده و مدل های دیگر مکانیابی تسهیلات را معرفی می نمائیم. سپس باتوجه به اینکه مسئله ما در حیطه مسائل مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم می باشد، به مرور ادبیات این حیطه و خصوصیات این نوع مدل ها می پردازیم. سپس سیستم صف و مسائلی که در این حوزه و ادامه تحقیق، موردنیاز است، شرح داده می شود. همچنین الگوریتم‌های چندهدفه‌ای که در این پروژه - ریسرچبه کار گرفته شده‌است به طور عمومی معرفی و تشریح می‌شوند. باتوجه به اینکه سه الگوریتم از این الگوریتم‌ها از مبحث ایمنی مصنوعی است، سعی شده‌است تا مروری مختصر بر این موضوع نیز انجام شود. در آخر نیز روش‌های اندازه گیری عملکرد الگوریتم‌های چندهدفه معرفی شده‌اند.
2-2- مکانیابی تسهیلات
2-2-1- مرور ادبیات در موضوع مکانیابی تسهیلات [5]
می‌توان استدلال نمود که تحلیل‌های مکانیابی در قرن هفدهم و با مسأله پیِر دِ فِرمَت شروع شد: فرض کنید که سه نقطه در یک صفحه وجود دارد، نقطه چهارمی را پیداکنید به صورتی که مجموع فواصلش تا سه نقطه فرض شده مینیمم گردد. اِوانجلیستا توریچلی نیز یکی از کسانی است که ساختارهای فضایی که نیاز به یافتن یک چنین میانه‌های فاصله‌ای یا «نقاط توریچلی» دارند، به آن نسبت داده شده‌است. به هر حال در قرن اخیر، با «مسأله وِبِر» از آلفرد وِبِر و بعضی از گسترش‌های بعدی اش در مسئله درِزنر و همکارانش دوران جدید تحلیلهای مکانیابی با کاربردش در مکانیابی صنعتی شروع می‌شود. مسأله وِبِر نقاطی را در یک سطح پیدا می‌کند که مجموع فواصل اقلیدسی وزن‌دهی شده آن تا یک مجموعه نقاط ثابت مینیمم گردد. این مسأله به این صورت تفسیر می‌شود که مکان یک کارخانه را به گونه‌ای پیداکنیم که کل مسافت وزن دهی شده آن از تأمین کنندگان و مشتریان مینیمم گردد، که وزن‌ها بیانگر حجم مبادلات می‌باشد، مثل وزن موادی که باید از یک تأمین‌کننده منتقل شود یا حجم محصولات نهایی که برای یک مشتری ارسال می‌شود.
تنها در دهه 60 و 70، با فراهم بودن گسترده قدرت محاسبات برای پردازش و تحلیل مقادیر بزرگی از داده‌ها بود که ما شروع واقعی بهینه سازی جدید و به همراه آن، تحقیق در مسائل مکانیابی را مشاهده می‌کنیم. این دوره را به این دلیل دوره بلوغ تحلیلهای مکانیابی می‌نامند که گرایش زیادی به مطالعه p-median کلاسیک، p-center، پوشش مجموعه، مکانیابی تأسیسات ساده و مسائل تخصیص درجه دوم و گسترش آنها پیدا شد.
در این دوره، کوپر مسأله تک تسهیلی وِبِر را گسترش داد تا مسأله تخصیص-مکانیابی چندتسهیلی را ایجاد کند. سپس مارانزانا این مسأله را از فضای پیوسته به شبکه گسترش داد. به هر حال حکیمی است که شالوده تحقیق در p-median و مسائل دیگر در یک شبکه را کامل می‌کند. مسأله p-median شبیه مسأله وِبِر در یک سطح، مکان p نقطه را در یک شبکه به گونه‌ای پیدا می‌کند که کل مسافت وزن دهی شده با تقاضا را تا نزدیکترین تسهیل مینیمم می‌کند. به علاوه حکیمی مسأله p-center اصلی را ارائه می‌کند که مکان p نقطه را در یک شبکه به گونه‌ای پیدا می‌کند که ماکزیمم مسافت تقاضا تا نزدیکترین تسهیل مینیمم گردد. نتیجه مهم قضیه حکیمی نیز مشخص است، یعنی اینکه یک حل در مسأله p-median، همیشه در گره‌های یک شبکه در مسأله واقع می‌شود، درحالیکه یک حل در مسأله p-center لزومی ندارد که در گره‌ها واقع شود. کاریف و حکیمی اثبات می‌کنند که مسائل p-center و p-median، NP-Hard هستند.
مدلهای پوشش، مسائلی را درنظر می‌گیرند که تقاضاها باید در یک مسافت مطمئنی از زمان سفر پوشش داده شوند. تورِگاس و همکارانش روش حلی را برای اینگونه مسائل که در کاربرد با نام مسأله پوشش مجموعه (LSCP) شناخته می‌شود را فرمول بندی و ارائه کردند. مکان تسهیلات برای خدمات اورژانسی از این مسأله الهام می‌شوند. چِرچ و رِوِله، مسأله مکانیابی حداکثر پوشش (MCLP) را ارائه کردند. این مسأله، مکانهای بهینه‌ای را برای تعداد معیّنی از تسهیلات پیدا می‌کند که جمعیّتی که درون یک فاصله خدمت‌رسانی مشخص، پوشش داده می‌شوند، حداکثر گردد.
دیگر مسأله بنیادی با مفهوم پوشش، مسأله تخصیص درجه دوم (QAP) می‌باشد که به دلیل طبیعت درجه دوّم فرموله کردن تابع هدفش به این نام خوانده می‌شود. تعدادی (N) تسهیل که در همان تعداد جایگاه (N) به گونه‌ای واقع می‌شوند که کل هزینه انتقال مواد درمیان آنها مینیمم گردد. هزینه حرکت مواد بین هر دو مکان بوسیله ضرب یک وزن یا جریان در فاصله بین مکان‌ها بدست می‌آید. مدل خطی آن بوسیله کوپمنس و بِکمن ارائه شد که مورد خاصی از مسأله حمل و نقل شناخته شده‌است. این مسأله NP-Hard علائق بسیاری را برای تحقیق ایجاد کرد و هنوز هم حل آن در هر اندازه ای، بسیار سخت به نظر می‌رسد.
دهه 80 و 90 تحقیقاتی را در تحلیل مکانیابی دید که به رشته‌های دیگر نیز گسترش پیدا کرد و نتایج سودمندی را از دیدگاه مدل سازی و کاربرد بدست آورد. این نوآوری‌ها تا به امروز نیز ادامه دارد.
از جمله این مدل‌ها می‌توان به مکان‌یابی رقابتی، مکان تسهیلات گسترده، مکانیابی تصادفی، مسیریابی، مکان‌یابی هاب و جلوگیری از جریان اشاره کرد. به عنوان کاربردهای جدید در این دوران می‌توان به ناحیه‌هایی ازجمله برنامه ریزی خدمات اورژانسی، کاربردهای محیط زیستی همچون تسهیلات زیان آور و ترکیب مکانیابی با مدیریت زنجیره تأمین اشاره کرد.
مدلهای مکانیابی رقابتی: حکیمی مدلهای رقابتی را درون تئوری مکانیابی وارد کرد. بیشتر نتایج در این زمینه یک فضای گسسته یا یک شبکه را درنظر می‌گیرند. اخیراً مدل‌های مکانیابی رقابتی پیوسته توسط داسکی و لاپورته ارائه شده‌است.
مدلهای مکانیابی تسهیلات گسترده: یک تسهیل اگر در مقایسه با محیطش، خیلی کوچکتر از یک نقطه به نظر برسد، گسترده نامیده می‌شود. چنین مدل‌هایی بارها در وضعیت‌های طراحی شبکه به کار گرفته شده‌است. مِسا و بوفی یک سیستم دسته بندی شامل مسائلی برای تعیین خط مسیر حمل و نقل مواد خطرناک ارائه کردند. اخیراً یک مثال بوسیله بریمبرگ و همکارانش آورده شده‌است که مسأله مکانیابی یک دایره درون یک کره را درنظر می‌گیرد، به صورتی که فاصله از تسهیلات موجود باید مینیمم گردد.
مکانیابی تصادفی: مدلهای مکانیابی تصادفی هنگامی رخ می‌دهند که داده‌های مسأله فقط به روشی احتمالی شناخته شوند. بِرمن و همکارانش مسائلی را درنظر گرفتند که ورود به تسهیلات به صورت تصادفی است و اثر تراکم نیز باید درنظر گرفته می‌شد. لوگندران و تِرِل یک مسأله LA با ظرفیت نامحدود را با تقاضاهای تصادفی حسّاس به قیمت درنظر گرفتند. بِرمن و کراس یک کلاس کلی از «مسائل مکانیابی با تقاضای تصادفی و تراکم» را ارائه کردند.
مسیریابی مکان: ترکیب تحلیلهای مکانیابی با زمینه‌های شناخته شده مسائل مسیریابی وسایل نقلیه، ناحیه جدید دیگری از مدل سازی، یعنی مسیریابی مکان را ایجاد می‌کند.
مکانیابی هاب: در چنین مسائل مکانیابی، هاب‌ها به عنوان متمرکزکننده‌ها یا نقاط سوئیچینگ ترافیک عمل می‌کنند، خواه برای مسافران خطوط هوایی باشد، خواه بسته‌های کوچک در سیستمهای سوئیچینگ. جریان بین منابع و مقاصد اساس مدل سازی این دسته از مسائل را تشکیل می‌دهد. اُکِلی اساس تحلیلهای مکانیابی هاب را بنانهاد. آن مدل‌ها به صورتی مدل سازی شد تا بهترین مکان‌ها برای متصل کردن ترمینال‌ها را باتوجه به مینیمم کردن هزینه‌های کل تراکنش‌ها، پیدا کند.
جلوگیری از جریان: در بسیاری از مسائل مکانیابی، تقاضاها فرض می‌شوند که در گره‌های یک شبکه رخ می‌دهند. یک تغییر جالب که بوسیله مسائل فرض می‌شود این است که تقاضا بوسیله جریانی از وسایل نقلیه یا پیاده‌هایی که از میان اتصالات شبکه عبور می‌کنند، ارائه می‌شوند. ازجمله کاربردهای این حیطه می‌توان به دستگاه‌های خودپرداز و ایستگاه‌های نفتی اشاره کرد. چنین مسائلی اولین بار توسط هاچسون و بِرمن و همکارانش ارائه شد.
مکانیابی یا جابجایی وسایل خدمات اورژانسی: مقدار شگرفی از تحقیقات در مطالعه مکانیابی وسایل خدمات اورژانسی ایجاد شده‌است. چَپمن و وایت اولین کار را برحسب محدودیت‌های کاربردی که در LSCP کاربرد دارد، ارائه کردند. مطالعه میرچندانی و اُدُنی زمان‌های سفر تصادفی را در مکانیابی تسهیلات اورژانس درنظر می‌گیرد. همچنین باتوجه به کاربردهای وسایل اورژانسی، مدل MEXCLP که توسط داسکین ارائه شده‌است، مدل MCLP را با محدودیت‌های احتمالی گسترش می‌دهد. رِپِده و برناردو، مدل TIMEXCLP را ارائه کردند که MEXCLP را با تغییر تصادفی در تقاضا گسترش می‌دهد.
کاربردهای مرتبط با محیط زیست: تسهیلات زیان آور و مفاهیم دیگر: بعضی از تحلیلهای مکانیابی در موضوع محیط زیست، مربوط به مکان تسهیلاتی می‌شود که برای جمعیت مجاورشان مضر یا نامطبوع هستند. گُلدمن و دیِرینگ و همچنین چِرچ و گارفینکل جزء اولین افرادی بودند که مکانیابی برای تسهیلات زیان آور یا تسهیلاتی که ترجیح می‌دهیم دور از دسترس باشند را درنظر گرفتند.
تحلیلهای مکانیابی با مدیریت زنجیره تأمین: مدیریت زنجیره تأمین (SCM) شامل تصمیمات درمورد تعداد و مکان تسهیلات و جریان شبکه در حیطه تأمین، تولید و توزیع می‌شود. در اولین کارها در برنامه ریزی پویا، بالُو از برنامه نویسی پویا برای جابجایی انبارها در طول دوره برنامه‌ریزی استفاده می‌کند. جئوفریون و پاورز محیطی یکپارچه را بین مکان و SCM درنظر می‌گیرد.
2-2-2- معیارهای دسته بندی مدلهای مکانیابی
مدلهای مکانیابی تسهیلات می‌توانند باتوجه به اهداف، محدودیتها، حل‌ها و دیگر خصوصیات دسته بندی شوند. در زیر، هشت معیار رایجی که برای دسته بندی مدل‌های مکانیابی تسهیلات سنتی استفاده می شود، آورده شده‌است ‍‍[6]:
مشخصات مکان: مشخصات مکان تسهیلات و جایگاه‌های تقاضا شامل مدل‌های مکانیابی پیوسته، مدل‌های شبکه گسسته، مدل‌های اتصال هاب و غیره می‌شود. در هر یک از این مدل‌ها، تسهیلات می‌توانند فقط در جایگاه‌هایی واقع شوند که توسط شرایط مکانی مجاز هستند.
اهداف: هدف یکی از معیارهای مهم برای دسته بندی مدل‌های مکانیابی است. هدف مدل‌های پوشش، مینیمم کردن تعداد تسهیلات برای پوشش همه نقاط تقاضا یا ماکزیمم کردن تعداد تسهیلاتی است که باید پوشش داده شوند. هدف مدل‌های p-center مینیمم کردن ماکزیمم فاصله (یا زمان سفر) بین نقاط تقاضا و تسهیلات است. آن‌ها اغلب برای بهینه کردن تسهیلات در بخش‌های عمومی همچون بیمارستان‌ها، اداره‌های پست و آتش‌نشانی‌ها استفاده می‌شوند. مدل‌های p-median سعی می‌کنند که جمع فاصله (یا متوسط فاصله) بین نقاط تقاضا و نزدیکترین تسهیلشان مینیمم گردد. شرکت‌هادر بخش‌های عمومی اغلب از مدل‌های p-median استفاده می‌کنند تا برنامه توزیع تسهیل را به گونه‌ای بریزند که مزایای رقابتشان را بهبود دهند.
روش‌های حل: روش‌های حل مختلف در مدل‌های مکانیابی مختلف همچون مدل‌های بهینه‌سازی و مدل‌های توصیفی بدست می‌آیند. مدل‌های توصیفی از رویکردهای ریاضی همچون برنامه نویسی ریاضی یا برنامه نویسی عددی استفاده می‌کنند تا حل‌های مختلف را برای سبک و سنگین کردن اکثر اهداف مهم در مقابل یکدیگر جستجو کنند. در مقابل، مدل‌های توصیفی، از شبیه سازی یا رویکردهای دیگری استفاده می‌کنند تا موفقیت دستیابی به الگوی مکانیابی را افزایش دهند تا حلی با درجه مطلوب بدست آید. روش‌های حل ترکیبی نیز بوسیله گسترش مدلهای توصیفی با تکنیک‌های بهینه سازی توسعه داده شده‌است تا مسائل مکانیابی تعاملی یا پویا (مثل سرورهای متحرک) را بسازند.
مشخصات تسهیلات: مشخصات تسهیلات نیز مدل‌های مکانیابی را به انواع مختلف تقسیم می‌کند. مثلاً، محدودیت تسهیل می‌تواند منجر به مدلی با یا بدون ظرفیت خدمت‌رسانی شود، و تکیه تسهیلات به یکدیگر می‌تواند به مدل‌هایی منجر شود که همکاری تسهیلات را به حساب آورند یا نیاورند.
الگوی تقاضا: همچنین مدل‌های مکانیابی می‌توانند براساس الگوهای تقاضا دسته بندی شوند. اگر یک مدل تقاضای انعطاف پذیر داشته باشد، پس آن تقاضا محیطی متفاوت با تصمیمات مکانیابی تسهیلات مختلف خواهد داشت؛ درحالیکه یک مدل با تقاضای غیرانعطاف پذیر، به علت تصمیمات مکانیابی تسهیلات، با آن الگوی تقاضا متفاوت نخواهد بود.
نوع زنجیره تأمین: مدل‌های مکانیابی می‌تواند بوسیله نوع زنجیره تأمینی که درنظر می‌گیرند تقسیم شوند (یعنی مدلهای تک مرحله‌ای درمقابل مدل‌های چند مرحله ای). مدل‌های تک‌مرحله‌ای بر روی سیستمهای توزیع خدمت تنها با یک مرحله تمرکز می‌کنند، درحالیکه مدل‌های چندمرحله ای، جریان خدمات را در طول چند سطح سلسله مراتبی درنظر می‌گیرند.
افق زمانی: افق زمانی، مدل‌های مکانیابی را به مدل‌های استاتیک و پویا دسته بندی می‌کند. مدل‌های استاتیک، کارایی سیستم را با درنظر گرفتن همزمان همه متغیرها بهینه می‌کند. درمقابل، مدل‌های پویا، دوره‌های زمانی مختلف را با تغییر داده‌ها درطول این دوره‌ها درنظر می‌گیرند و حل‌هایی را برای هر دوره زمانی با وفق دادن با شرایط مختلف ارائه می‌کند.
پارامترهای ورودی: روش دیگری برای دسته بندی مدل‌های مکانیابی براساس خصوصیت پارامترهای ورودی به مسأله است. در مدلهای قطعی، پارامترها با مقادیر مشخص پیش بینی می‌شوند و بنابراین، این مسأله، برای حل‌های ساده و سریع، ساده سازی می‌شود. به هر حال، برای بیشتر مسائل جهان واقعی، پارامترهای ورودی ناشناخته هستند و طبیعتاً ماهیت احتمالی/تصادفی دارند. مدل‌های مکانیابی احتمالی/تصادفی برای رسیدگی به ماهیت پیچیده مسائل جهان واقعی از توزیع احتمالی متغیرهای تصادقی استفاده می‌کنند یا مجموعه‌ای از طرحهای ممکن را برای پارامترهای نامعیّن درنظر می‌گیرند.
همچنین مدل‌های مکانیابی می‌توانند براساس مشخصات دیگری همچون مدل‌های تک محصولی درمقابل مدلهای چندمحصولی و یا مدلهای کششی درمقابل مدلهای فشاری متمایز شوند.
2-2-3- مسائل پوشش
ایده اصلی پشت مدلهای پوشش مکانیابی تسهیلات به گونه‌ای است که بعضی خدمات موردنیاز مشتریان فراهم شود. دو هدف برای مکانیابی تسهیلات وجود دارد که آیا همه مشتریان در شبکه با حداقل تسهیلات پوشش داده می‌شوند یا هر تعدادی از مشتریان که ممکن است با تعداد مشخصی از تسهیلات پوشش داده شوند. در اینجا به مسائل پوشش در شبکه می‌پردازیم [7]،[8].
2-2-3-1-مسأله پوشش مجموعه
برای ساده سازی، فرض می‌کنیم که همه مشتریان و تسهیلات در گره‌های شبکه واقع می‌شوند. در ادامه، ما از اندیس i برای اشاره به مشتریان و از اندیس j برای اشاره به تسهیلات استفاده می‌کنیم. همچنین تقاضاها (یا وزن‌ها) در گره i را با و تعداد تسهیلاتی است که باید مکانیابی شوند را با p نمایش می‌دهیم. همچنین ما را به عنوان کوتاهترین مسیر (یا زمان، هزینه یا هر عدم مطلوبیت دیگری) بین گره تقاضای و جایگاه تسهیل در گره تعیین می‌کنیم. اگر گره i بتواند بوسیله تسهیل در مکان j پوشش داده شود، قرارمی‌دهیم، درغیر اینصورت . همچنین را مجموعه همه جایگاه‌های کاندیدشده‌ای قرار می‌دهیم که می‌توانند گره تقاضای i را پوشش دهند. اینکه p تسهیل در کجا واقع شوند و کدام تسهیل باید کدام گره تقاضا را سرویس دهد، تصمیمات کلیدی در اینگونه مسائل هستند.
مسائل پوشش مجموعه در ابتدای دهه 70 ایجاد شد. هدف LSCP مکانیابی حداقل تعداد تسهیلات به گونه‌ای است که هر گره تقاضا بوسیله یک یا چند تسهیل «پوشش» داده شود. به طور کلی، تقاضا در یک گره i توسط تسهیل j پوشش داده شده نامیده می‌شود اگر فاصله (یا زمان سفر) بین گره‌ها کمتر از فاصله بحرانی D باشد. به علاوه، D به ماکزیمم فاصله یا زمان خدمتی که تصمیم‌گیرنده مشخص می‌کند اشاره می‌کند.
با این توضیحات، می‌توان مدل مکان پوشش مجموعه را که اولین بار توسط تورِگاس و همکارانش ارائه شد، به صورت زیر فرموله کرد:
(1.2)
(2.2)
(3.2)
تابع هدف (1.2) تعداد تسهیلاتی که استفاده می‌شوند را مینیمم می‌کند. محدودیت (2.2) تعیین می‌کند که برای هر نقطه تقاضای i، حداقل یک تسهیل باید در مجموعه ایجاد گردد که بتواند این گره را پوشش دهد. محدودیت‌های (3.2) محدودیت‌های تکمیلی هستند.

2-2-3-2- مسأله مکانیابی حداکثر پوشش
درمقابل مسأله پوشش مجموعه که در بالا آورده شد، مسأله مکانیابی حداکثر پوشش (MCLP) سعی نمی‌کند که همه مشتریان را پوشش دهد. تعداد p تسهیل را فرض کنید که هدف ما مکانیابی این تسهیلات به گونه‌ای است که بیشترین تعداد ممکن از مشتریان را پوشش دهیم. منظور از پوشش را نیز در بالا آوردیم.
با تعیین این محدودیت‌های مدل پوشش مجموعه، چِرچ و رِوِله مسأله مکانیابی حداکثر پوشش را به صورت زیر فرمول بندی کردند:
(4.2)
(5.2)
(6.2)(3.2)
(7.2)
که اگر گره تقاضای i پوشش داده شود، برابر یک خواهد بود، درغیر اینصورت صفر می‌شود. تابع هدف (4.2) تعداد تقاضاهایی که پوشش داده می‌شوند را ماکزیمم می‌کند. محدودیت (5.2)، متغیرهای مکان و پوشش را به همدیگر مرتبط می‌کند و نشان می‌دهد که گره تقاضای i نمی‌تواند به عنوان پوشش داده شده تلقی گردد مگر اینکه ما حداقل یک تسهیل را در یکی از جایگاه‌های کاندید شده مستقر کنیم که بتواند آن گره را پوشش دهد. محدودیت (6.2) تعداد تسهیلات را به p محدود می‌کند و محدودیت‌های (3.2) و (7.2) محدودیت‌های تکمیلی هستند.
اگر تعداد تسهیلاتی که برای پوشش تمام تقاضاها نیاز است، از منابع دردسترس بیشتر شود، یک گزینه، راحت کردن الزامات برای پوشش کامل می‌باشد.
2-2-3-3- مسائل p-center
نوع دیگری از مسائل کلاسیک پوشش، اصطلاحاً مسائل p-center نامیده می‌شود. هدف مسائل p-center ، مکانیابی تعداد معین p تسهیل به گونه‌ای است که بزرگترین فاصله بین هر مشتری و نزدیکترین تسهیلش تا حد ممکن کوچک شود. اگرچه از دیدگاه نظری، مسائل p-center متفاوت هستند، اما یک روش دوبخشی ساده می‌تواند به کار گرفته شود تا مسائل p-center را به عنوان بخشی از مسائل پوشش حل نماید. این مسأله می‌تواند به صورت زیر فرمول بندی شود که Q ماکزیمم فاصله است که باید مینیمم گردد:
(8.2)
(9.2)
(10.2)
(6.2)
(11.2)
(3.2)
(12.2)محدودیت (9.2) ما را مطمئن می‌کند که هر گره تقاضا تخصیص داده شده‌است، درحالیکه محدودیت (10.2) تصریح می‌کند که این تخصیصها می‌توانند فقط در تسهیلاتی که بهره برداری شده‌اند ایجاد شود. محدودیت (6.2) بیان می‌کند که دقیقاً p تسهیل می‌تواند ایجاد شود. محدودیت (11.2) ماکزیمم فاصله را برحسب متغیرهای تصمیم تعیین می‌کند. این محدودیت‌ها تصریح می‌کنند که Q باید بزرگتر یا مساوی با فاصله‌ای باشد که برای هر گره تقاضا تخصیص داده می‌شود.
2-2-3-4- مسائل p-median
درمقابل مسائل p-center با اهداف مینیماکسش که در قسمت قبل توضیح داده شد، مسائل p-median اهداف مینیمم مجموع دارند. به عبارت دیگر مسائل p-median ، p تسهیل را به‌گونه‌ای مکان‌یابی می‌کنند که مجموع فواصل بین همه مشتریان و نزدیکترین تسهیل مرتبطشان مینیمم گردد. رِوِله و سواین مسأله p-median را به صورت زیر فرمول بندی کردند:
(13.2)
(9.2)
(10.2)
(6.2)
(3.2)
(12.2)
تابع هدف (13.2) کل فاصله‌ای که در تقاضا ضرب شده‌است را مینیمم می‌کند. از آنجائیکه تقاضاها مشخص هستند و کل تقاضا ثابت است، این هدف در حکم مینیمم کردن متوسط فاصله ضرب در تقاضا است. به خاطر داشته باشید که این فرمول بندی خیلی شبیه به فرمول بندی مسأله p-center است مگر در تابع هدف و محدودیت شماره (11.2).

2-2-4- مسائل دیگر مکانیابی [8]
در این بخش به اختصار به انواع دیگری از مدل‌های مکانیابی که در مقالات استفاده شده‌است اشاره می‌کنیم. اولین نوع، مدل‌هایی هستند که به تسهیلات نامطلوب اشاره می‌کنند. چنین مدل‌هایی به مکانیابی تسهیلاتی همچون تأسیسات تصفیه فاضلاب، محل‌های بازیافت زباله‌ها، نیروگاه‌ها یا زندان‌ها می‌پردازند که همسایگی آنها با نواحی مسکونی نامطلوب به نظر می‌رسد.
به عنوان سیستم‌هایی که معمولاً شامل دو یا چند سطح از تسهیلات می‌شوند، از سیستمهای سلسله مراتبی استفاده می‌کنیم. بسیاری از سیستمها در طبیعت سلسله مراتبی هستند. این تسهیلات معمولاً برحسب نوع خدماتی که ارائه می‌کنند سلسله مراتبی هستند. مثلاً مراکز مراقبت‌های پزشکی را درنظر بگیرید که شامل کلینیک‌های عمومی، بیمارستان‌ها و مراکز دارویی هستند.
نوع دیگری از مدل‌ها، به مدل‌های مکانیابی می‌پردازد که اهداف «یکسان» دارند. این مدل‌ها، تسهیلات را به گونه‌ای مکانیابی می‌کنند که برای همه مشتریان به طور مساوی دردسترس باشند.
ناحیه فعال دیگر در این زمینه، مکانیابی هاب‌هاست. هاب به عنوان توپ در مرکز یک چرخ است و منظور از آن، تسهیلاتی است که به بعضی جفت‌های منبأ-مقصد به عنوان گره‌های معاوضه و حمل و نقل سرویس دهی می‌کند و در سیستمهای ترافیک و ارتباطات استفاده می‌شود.
نوع دیگر از مدل‌های مکانیابی، مدل‌های مکانیابی رقابتی است. مثالی از این نمونه به این صورت است که دو فروشنده انحصاری یک محصول را درنظر بگیرید که تسهیلی را هر کدام در یک پاره خط ایجاد می‌کنند. آنها از ابزاری مشابه استفاده می‌کنند و در مکان و قیمت رقابت می‌کنند.
در پایان، تسهیلات گسترده و مسائل جانمایی تسهیلات را درنظر بگیرید. در هر دو زمینه، به خاطر اینکه اندازه تسهیلات در قیاس با فضایی که در آن واقع شده‌اند قابل چشم پوشی نیست، تسهیلات نمی‌توانند به صورت یک نقطه بر روی نقشه نشان داده شوند و خیلی بزرگتر از آن هستند که به صورت یک نقطه درنظر گرفته شوند. به عنوان نمونه‌هایی از مسائل جانمایی، آرایش ایستگاه‌های کاری در یک اداره و قراردادن اتاق‌ها در یک بیمارستان را می‌توان نام برد.
2-2-5- مسائل مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکمما در این بخش به مسائل پیدا کردن مکان‌های بهینه برای مجموعه‌ای از تسهیلات در حضور تقاضای مشتریان تصادفی و تراکم در آن تسهیلات می‌پردازیم. ما به این گونه مسائل به عنوان «مسائل مکانیابی با تقاضای تصادفی و تراکم» (LPSDC) نگاه می‌کنیم [9]. اکثراً ما بحث درباره مسائل را به شبکه محدود می‌کنیم، حتی اگر این مدل‌ها بتواند به مکان‌های گسسته گسترش یابند.
اهمیت مشهود پرداختن به مسائل مکانیابی تسهیلات در حضور عدم قطعیت‌های گوناگون، منجر به تعداد زیادی از مقالات در این موضوع می‌شود. اصولاً مدل‌های LPSDC بر روی دو منبع از عدم قطعیت متمرکز می‌شود: (1) مقدار واقعی و مقدار زمانی که تقاضا بوسیله هر مکان مشتری تولید می‌شود و (2) از دست دادن تقاضا (یا جریمه پولی) به علت ناتوانی تسهیل در فراهم کردن سرویس مناسب به (بعضی از) مشتریان به علت تراکم در آن تسهیل.
این گونه مسائل به پیدا کردن بهترین مکان‌ها برای مجموعه‌ای از تسهیلات می‌پردازند تا ظرفیت سرویس (تعداد خدمت دهندگان) را در تسهیل j مشخص کند. نتیجه چنین سیستمی می‌تواند به صورت یک سیستم صف با M صف و سرویس دهنده مشاهده شود. حتی تحلیل‌های توصیفی چنین سیستمهایی (یعنی با فرض اینکه تصمیمات مکانیابی در حال حاضر گرفته شده‌اند) می‌تواند توانایی حال حاضر سیستم صف را گسترش دهد. چنین مسائلی، قابلیت‌های مسائل مکان‌یابی «کلاسیک» (که بیشتر آن‌ها NP-complete شناخته می‌شوند) را با پویایی پیچیده سیستم‌های صف ترکیب می‌کند. بنابراین، در ساختن یک مدل LPSDC کاربردی، بعضی فرض‌ها و تخمین‌های ساده سازی باید انجام شود تا مدل را قابل حل کند.
یک ناحیه مهم کاربرد مدل‌های LPSDC، مکان‌یابی تسهیلات خدمات اورژانسی (مانند بیمارستان‌ها)، ایستگاه‌های پلیس، ایستگاه‌های آتش نشانی و آمبولانس‌ها هستند. توانایی پاسخگویی به یک درخواست برای خدمت‌رسانی در زمان مناسب، به چنین سیستم‌هایی اختصاص دارد (مثلاً استاندارد رایج برای آمبولانس‌ها در آمریکای شمالی برای پاسخگویی به تلفن‌های با ارجحیت بالا، 3 دقیقه می‌باشد). خصوصیت پایه چنین سیستم‌هایی غیرقابل پیش بینی بودن تعداد و زمان رسیدن تلفن‌ها برای درخواست و اثری که روی کارایی سیستم تراکمی می‌گذارد است و هنگامی‌که بعضی از این تسهیلات درخواست‌های بسیاری را برای خدمت در دوره زمانی مشخصی دریافت می‌کنند، نتیجه آن مشخص می‌شود. به راستی که از لحاظ تاریخی، مسأله مکان‌یابی تسهیلات خدمات اورژانسی، محرّک اصلی برای تحقیقات بیشتر در این زمینه را فراهم کرده‌است.
دیگر ناحیه مهم کاربرد این مسائل که کمتر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته‌است، مکان‌یابی خرده فروشی‌ها یا تسهیلات خدمت‌رسانی دیگر است که مقدار کل تجارت (تقاضای مشتری) در یک تسهیل ممکن است هنگامی‌که نرخ خدمت‌رسانی به علت تراکم کاهش می‌یابد، به طور معکوس عمل کند. درحالی که بعضی از مدل‌هایی که برای مکان‌یابی تسهیلات اورژانسی توسعه پیدا کرده‌اند، می‌توانند به خوبی برای تسهیلات غیراورژانسی نیز به کار روند، این دو دسته از کاربردها، خصوصیات مختلف خودشان را نیز ایجاد می‌کنند.
2-2-5-1- مرور ادبیات مسائل مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم [10]
باتوجه به انعطاف پذیری تقاضا، دسترسی به یک تسهیل می‌تواند برحسب مجاورت با مشتریان بالقوه اش (وِرتر و لاپیِره)، به صورت کل زمان موردنیاز برای دریافت سرویس (پارکر و سرینیواسان) مدل سازی شود. در این مورد یا موارد دیگر، شکل تابع تقاضای مورداستفاده، گسترشی از انعطاف پذیری تقاضا را نشان می‌دهند. بیشتر توابع تقاضای رایج در مقالات به شکل‌های زیر هستند: تابع خطی (وِرتر و لاپیِره؛ پارکر و سرینیواسان)؛ تابع نمایی (بِرمن و پارکان؛ بِرمن و کاپلان و درِزنِر)؛ و تابع مرحله‌ای (بِرمن و کِراس).
اگر انتخاب مشتری را درنظر بگیریم ( که بدین معنی است که هر عضو این حق را دارد که خود تسهیلش را انتخاب کند و نه اینکه توسط یک مرکز به یکی اختصاص پیدا کند)، یک گروه از مقالات، انتخاب بهینه را فرض می‌کنند، یعنی، هر مشتری، تسهیلی که برحسب مزیتش بهینه است را انتخاب می‌کند. بسیاری از نویسندگان به سادگی فرض می‌کنند که مشتریان به نزدیکترین تسهیل مراجعه می‌کنند، درحالیکه پارکر و سرینیواسان فرض می‌کنند که مشتریان، تسهیلی که بیشترین منفعت را دارد انتخاب می‌کنند. درمقابل، گروه دوم مطالعات، انتخاب احتمالی را فرض می‌کنند، یعنی، انتخاب تسهیل توسط مشتری، براساس توزیع احتمالی است که از سودمندی و مجاورت هر تسهیل ایجاد می‌شود. این فرض اغلب در محیط بازار استفاده می‌شود و شاید یک کار اصولی از هاف، مؤثرترین مدل در این دسته باشد. همچنین ماریانوف و همکارانش یک مسأله مکانیابی تسهیلات با تراکم را پیشنهاد کردند که از یک مدل انتخابی احتمالی برای نشان دادن رفتار تخصیص مشتریان استفاده می‌کرد.
مسأله موردنظر ما که تا حدودی در تئوری مکان‌یابی تسهیلات، پایه‌ای به حساب می‌آید، توجّهات بسیاری را در مقالات به خود جلب کرده‌است؛ مخصوصاً اینکه تقابل جنبه‌های مکانیابی و تصادفی (صف بندی)، آن را چالش برانگیز کرده‌است [11]. این مسأله متعلق به دسته‌ای از مسائل مکانیابی با تقاضای تصادفی و تراکم و سرویس دهندگان ثابت (LPSDC) است که توسط بِرمن و کراس مرور شده‌است. مطالعه مدل‌هایی از این نوع، با ماریانوف و سِرا در سال 1998 شروع شده‌است. مقالات دیگری نیز در این زمینه نوشته شده‌است که می‌توان به مقالات بِرمن، کراس و وانگ؛ ماریانوف و ریوس؛ ماریانوف و سِرا؛ وانگ، باتا و رامپ اشاره کرد. به علت پیچیدگی باطنی مسأله، همه مقالاتی که در بالا آورده شده، ساده سازی‌های بزرگی را انجام داده‌اند: فرض می‌شود که تقاضا گسسته است، یا فرض می‌شود که تعداد یا ظرفیت تسهیلات (یا هر دو) ثابت هستند، فرض می‌شود که مکان‌های تسهیلات بالقوه گسسته و بینهایت هستند، فرض می‌شود که فرایند رسیدن تقاضا پواسن باشد و همچنین معمولاً فرض می‌شود که فرایند خدمت‌رسانی نمایی است.
ترکیب حالت تصادفی (شامل تراکم بالقوه در تسهیلات) در مدل‌های نوع پوشش تسهیلات، با مسأله مکانیابی حداکثر پوشش موردانتظار (MEXCLP) توسط داسکین شروع شد؛ و تعداد قابل ملاحظه‌ای از دیگر کاربردها نیز در ادامه آن آورده شد. اما این مدل شامل بعضی ساده سازی‌های بزرگی بود، برای مثال: احتمال اینکه یک خدمت‌رسان مشغول باشد، مستقل از هر خدمت دهنده دیگری است و این موضوع برای همه خدمت دهندگان یکسان است؛ این احتمالات نسبت به مکان و حجم کار یکسان هستند. ماریانوف و سِرا فرض کردند که: (1) تقاضای مشتریان توسط یک فرایند پواسن تولید می‌شود؛ (2) توزیع زمان خدمت نمایی است؛ (3) هر تسهیل به صورت یک سیستم صف M/M/1/a با ظرفیت محدود a عمل می‌کند؛ و (4) همه تقاضاها هنگامی‌که برای خدمت‌رسانی به سیستم می‌رسند، اگر سیستم پر باشد، فرض می‌شود که تقاضا از دست می‌رود. توسط این مدل، تقاضای مشتریان ممکن است ازبین برود، چون یا تسهیل در شعاع پوشش آن وجود ندارد و یا تسهیلات مسدود شده‌اند. هدف، قرار دادن m تسهیل به گونه‌ای است که تقاضا‌ها را هرچه بیشتر پاسخ دهد. ماریانوف و ریوس این مدل را برای مکانیابی دستگاه‌های خودپرداز به کار گرفتند. در مدل آن‌ها، دستگاه‌ها، حافظه کوچکی دارند که هر کدام می‌تواند تعداد ثابتی، b، درخواست را نگهدارند که آن به این علت است که درخواست‌های دستگاه‌ها، اندازه ثابتی (53 بایت) دارند. همچنین دستگاه‌ها به صورت یک صف M/M/1، حداکثر b درخواست در صف (یعنی حافظه) را انجام می‌دهد. اگر یک درخواست درحالی برسد که حافظه پر است، آن درخواست ازدست می‌رود (و باید دوباره فرستاده شود)، و برای اینکه مطمئن باشیم که این رویداد نادر است، یک محدودیت سطح سرویس اعمال شده‌است. به هر حال تعداد کل دستگاه‌ها،به جای اینکه به عنوان قسمتی از فرایند بهینه سازی تعیین شود، ثابت هستند. مدل LSCP این مدل توسط ماریانوف و سِرا گسترش داده شد که در آن، هدف، پیدا کردن حداقل تعداد تسهیلات به گونه‌ای است که همه مشتریان، یک تسهیل در شعاع پوششان داشته باشند و محدودیت بر روی حداکثر نسبت تقاضای از دست رفته (یا حداکثر زمان انتظار) رعایت شود. باید به یاد داشته باشیم که این مدل، فرض می‌کند که مشتریان به جای اینکه به نزدیکترین تسهیل مراجعه کنند، می‌توانند به هر تسهیل باز شده‌ای در شعاع پوشش تخصیص یابند. بنابراین، آنها به جای مکانیسم انتخاب مشتری، مکانیسم انتخاب هدایت شده را انتخاب می‌کنند.
2-2-5-2- مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم
دو منبع بالقوه برای از دست دادن تقاضا به صورت زیر است [12]:
عدم پوشش: این مورد زمانی اتفاق می‌افتد که هیچ کدام از تسهیلات به اندازه کافی به مشتری نزدیک نیستند که سطح مناسبی از راحتی را فراهم کنند.
عدم سرویس: این مورد زمانی اتفاق می‌افتد که مشتری تصمیم می‌گیرد که یک تسهیل را ملاقات کند، اما باتوجه با سطح سرویسی که در آنجا دریافت می‌کند، ناراضی می‌شود. علت‌های زیادی ممکن است وجود داشته باشد که حادثه شکست خدمت اتفاق افتد: یکی از رایج ترین آنها (و مرتبط ترین به تصمیمات مکانیابی) تراکم (پرجمعیتی) در آن تسهیل است.
برای مدل سازی تقاضایی که به علت تراکم از دست می‌رود، ما هر تسهیل را به صورت یک صف مارکفی با ظرفیت ثابت معین درنظر می‌گیریم و فرض می‌کنیم که اگر این ظرفیت به دست آمده باشد، تقاضای مشتری هنگامی‌که درطول این دوره می‌رسد، از دست می‌رود (یعنی، مشتریان بالقوه‌ای که هنگام پر بودن سیستم می‌رسند، مسدود می‌شوند).
مدل‌های LPSDC اصولاً به تقابل چهار مجموعه از عناصر مربوط می‌شود [9]:
مشتریان: که برای انجام خدمت، درخواست می‌دهند.
تسهیلات: که به منابعی (خدمات دهندگان) که برای انجام خدمات موردنیاز است مکان می‌دهند.
خدمت دهندگان: که خدمت درخواست شده را انجام می‌دهند، و
درخواست انجام خدمت: که توسط مشتریان انجام می‌شود و بوسیله اتصال یک مشتری با یک خدمت دهنده دردسترس، رسیدگی می‌شود.
دیگر اجزاء موردنیاز برای توصیف یک مدل LPSDC به صورت زیر هستند: انواع فراهم شدن خدمت (که یا مشتریان به تسهیلات سفر می‌کنند تا به خدمت دهندگان دست یابند و یا خدمت‌دهندگان متحرّک، به مکان مشتریان سفر می‌کنند)، طبیعت و نتایج تراکم (هنگامی‌که یک تسهیل درخواست‌های بسیار زیادی برای انجام خدمت دریافت می‌کند، چه عکس العملی از خود نشان می‌دهد؟)، فرضیات رفتار مشتری (مشتریان تصمیم می‌گیرند که برای بدست آوردن خدمت، به کدام تسهیل مراجعه کنند یا یک «مرجع مرکزی» وجود دارد که مشتریان را به تسهیلات متصل می‌کند)، نوع اهداف و احتیاجات خاص دیگر مانند «استانداردهای پوشش» (که معمولاً به صورت محدودیت‌ها بیان می‌شود).
یک شبکه مشخص را فرض می‌کنیم ، که N، مجموعه گره‌ها و A مجموعه کمان‌هاست. برای از استفاده می‌کنیم که به کوتاهترین مسیر از x به y است.
مشتریان: فرض می‌شود که مشتریان در گره‌های شبکه واقع می‌شوند. نسبت را برای همه درخواست‌هایی که برای انجام خدمت از گره ایجاد می‌شود درنظر می گیریم که . معمولاً فرض می‌شود که کل تقاضای مشتریان برای خدمت‌رسانی، یک فرایند پوآسن از جنس زمان با نرخ است. همچنین فرایند درخواست خدمت برای هر گره i، یک فرایند پوآسن با نرخ می‌باشد. درحالیکه بیشتر مدل‌ها، از ساختار تقاضای مشتریانی که در بالا توضیح داده شد استفاده می‌کنند، بعضی تلاشها برای دخالت دادن امکان ازدست دادن تقاضا به علت تراکم انجام شده‌است. این می‌تواند بوسیله تعریف دوباره نرخ تقاضا در گره i به صورت تعریف شود که C، بعضی اندازه‌های هزینه تراکم است که بوسیله مشتریان اتفاق می‌افتد و یک تابع غیر افزایشی است. در ادامه این بخش، به طور عمومی فرض می‌کنیم که تحت تأثیر تراکم قرار نمی‌گیرد.
تسهیلات: ما فرض می‌کنیم که حداکثر M تسهیل وجود دارد که باید مکان‌یابی شود. ما فرض میکنیم که یک مجموعه گسسته از مکان‌های بالقوه تسهیلات X تعیین شده‌است (که ) و . این فرضیات نیز بدون از دست دادن عمومیت انجام می‌شود: باتوجه به استدلالاتی که توسط بِرمن، لارسون و چیو انجام شده‌است می‌توان نشان داد که اگر به تسهیلات اجازه دهیم که در هر جایی در طول کمان واقع شوند، یک حل بهینه در یک مجموعه گسسته از مکان‌ها بدست می‌آید که شامل گره‌های شبکه است که بوسیله بعضی نقاط داخلی در طول کمان ایجاد شده‌است. بنابراین، با تکمیل کردن مجموعه گره‌های اصلی بوسیله بعضی گره‌های «ساختگی» اضافی، می‌توان فرض کرد که X گره‌ای است.
خدمت دهندگان: هر تسهیل j می‌تواند بین 1 و K خدمت دهنده داشته باشد. بسته به ماهیت خدمتی که بوسیله این تسهیل انجام می‌شود، خدمت دهندگان یا ثابت هستند، یعنی به طور ثابت در تسهیل واقع می‌شوند، یا متحرک هستند، یعنی برای انجام خدمت به مکان مشتریان سفر می‌کنند. تعداد خدمت دهندگانی که در تسهیل j واقع می‌شوند، یک متغیرتصمیم گیری در مدل می‌باشد.
درخواست خدمت: معمولاً یک درخواست برای انجام خدمت، به یک «یارگیری» بین مشتری ایجاد کننده درخواست و یکی از خدمت دهندگان موجود در سیستم احتیاج دارد. این کار معمولاً به صورت زیر انجام می‌شود:
اول باید تعیین کنیم که آیا مکان i بوسیله سیستم پوشش داده می‌شود یا خیر؟ معمولاً برای اینکه یک مشتری پوشش داده شود فرض می‌شود که با استاندارد‌های پوشش معینی مطابقت دارد (مثلاً، تعداد خدمت دهنده کافی باید در اطراف مشتری واقع شده باشد و غیره). این استانداردهای پوشش اغلب از طریق قانونگذاری یا قوانین اجرایی ایجاد می‌شود. اگر مکان مشتری i پوشش داده نشده باشد، همه درخواست‌های خدمت که از i ایجاد می‌شود، به صورت خودکار بوسیله سیستم برگردانده می‌شود (صرفنظر از اینکه آیا سیستم در حال حاضر متراکم هست یا خیر؟). معمولاً برای از دست دادن پوشش مجموعه یک جریمه درنظر گرفته می‌شود. یک تفسیر دیگر از گسترش ندادن پوشش به یک مشتری این است که مشتری بوسیله بعضی خدمات «دیگر» یا «ذخیره» پوشش داده شود (مثلاً، یک خدمت آمبولانس غیردولتی)؛ پس جریمه پوشش ندادن، می‌تواند به عنوان حق الزحمه قرارداد فرعی تفسیر می‌شود.
زمانی که معین می‌شود که درخواست خدمت از یکی از مشتریان «پوشش داده شده» بیاید، یک ارزیابی انجام می‌شود که آیا حالت فعلی سیستم اجازه می‌دهد که فرایند درخواست انجام شود یا خیر؟ این ارزیابی معمولاً در دو مرحله اتفاق می‌افتد: اول، قوانین منطقه‌ای و مکان مشتری برای تعیین «زیرسیستم» مشتری، استفاده می‌شود، یعنی، کدام تسهیلات و خدمت دهندگان می‌توانند به طور بالقوه به این درخواست پاسخ دهند (این ممکن است شامل همه خدمت دهندگان در شبکه شود و یا فقط خدمت دهندگانی که در شعاع سفر معینی از مکان مشتری واقع شده‌اند و غیره). بعد، تعداد درخواست‌های انجام نشده در زیرسیستم ارزیابی می‌شود و تصمیم گیری می‌شود که آیا این درخواست پذیرفته شود یا رد شود؟ این تصمیم معمولاً براساس ظرفیت زیرسیستم صورت می‌پذیرد (مثلاً برای یک صف «ازدست رفته»، اگر هیچ خدمت دهنده‌ای در حال حاضر دردسترس نباشد، یک عدم پذیرش ممکن است اتفاق بیفتد؛ در موارد دیگر ممکن است این محدودیت وجود داشته باشد که چه تعداد درخواست می‌تواند در یک زمان مشخص در صف وجود داشته باشد). معمولاً یک جریمه مرتبط با قبول نکردن یک درخواست وجود دارد. باز هم تأکید می‌کنیم، برخلاف نپذیرفتن یک درخواست از مشتریانی که پوشش داده نشده‌اند که به صورت خودکار است، نپذیرفتن درخواست یک مشتری که پوشش داده شده‌است، براساس حالت سیستم است. به خاطر داشته باشید که قوانین منطقه ای، درجه همکاری بین تسهیلات گوناگون و خدمت دهندگان را در سیستم معین می‌کند.
بعد، درخواست پذیرفته شده به یکی از تسهیلات متصل می‌شود (یعنی تخصیص پیدا می‌کند). این تخصیص ممکن است به قوانین اتصال مطمئن بستگی داشته باشد، همانطور که به حالت فعلی سیستم بستگی دارد (مثلاً، یک درخواست ممکن است به نزدیکترین تسهیل متصل شود و یا ممکن است به نزدیکترین تسهیل با حداقل یک خدمت دهنده آزاد متصل شود و غیره). همچنین قوانین اتصال به فرضیات رفتار مشتریان نیز بستگی دارد، یعنی اینکه کدام تسهیل باید این درخواست را انجام دهد به مشتری بستگی دارد یا به بعضی مراجع مرکزی. ما، این مورد را که مشتری تصمیم می‌گیرد که کدام تسهیل باید به درخواستش رسیدگی کند به عنوان «انتخاب کاربر» و موردی که یک مرجع مرکزی این تصمیم را می‌گیرد به عنوان «انتخاب هدایت شده» می‌شناسیم.
معمولاً یک درخواست پذیرفته شده در یک تسهیل معین، در صف قرار می‌گیرد تا یک خدمت دهنده، دردسترس قرار گیرد. زمانی که این اتفاق می‌افتد، خدمت دهنده و مشتری «یارگیری» کرده‌اند. درمورد خدمت دهندگان متحرک، لازم است که این خدمت‌دهندگان از مکان فعلی شان به مکان مشتری سفر کنند (که متحمل هزینه سفر می‌شوند).
معمولاً مسائل مکانیابی با خدمت دهندگان متحرک، دارای مشخصات زیر هستند:
این تخصیص بستگی به حالت فعلی خدمت دهندگان در زمان ارسال دارد. برای خدمت دهندگان ثابت، این تخصیص ممکن است قبل از تصمیم گیری برای انجام خدمت اتفاق بیفتد، بنابراین ممکن است گفته شود که خدمت دهندگان متحرک ممکن است با یکدیگر همکاری کنند، درحالیکه خدمت دهندگان ثابت تمایلی به این کار ندارند.
اگر یک کاربر، درخواستی را انجام دهد و نزدیکترین خدمت دهنده مشغول باشد، خدمت دهنده دیگری ارسال می‌شود. یعنی، این تخصیص، در حالت مطلق، به نزدیکترین تسهیل اتفاق نمی‌افتد.
مسائل مکانیابی احتمالی اغلب می‌توانند به خوبی به صورت مجموعه مستقلی از سیستم‌های صف، مدل سازی شوند. این استقلال، ازطریق ابزاری ناشی می‌شود که حتی اگر زمان‌های خدمت از یک توزیع نمایی پیروی کنند، درمورد هنگامی‌که زمان سفر احتمالی است، این امر صادق نیست. بنابراین، تئوری صف M/G/m مناسب‌تر از تئوری M/M/m است.
حال به فرموله کردن مسأله می‌پردازیم. محدودیت‌های مسأله معمولاً شامل موارد ذیل است:
- یک حد بالای M بر روی کل تعداد تسهیلاتی که می‌توانند واقع شوند:
(14.2)
- یک حد بالای K بر روی کل تعداد خدمت دهندگانی که می‌تواند واقع شوند:
(15.2)
- استانداردهای پوشش: بسته به احتیاجات پوششی که استفاده می‌شود، می‌تواند شکل‌های گوناگونی به خود بگیرد. شاید ساده ترین (و قدیمی‌ترین) شکل این محدودیت‌ها، به این نیاز دارد که حداقل تعداد مشخصی از این خدمت دهندگان ،، باید در حداکثر فاصله مشخصی از هر مکان مشتری i، واقع شوند. اجازه دهید زیرمجموعه‌ای از مکان‌های تسهیلات بالقوه در فاصله موردنیاز از i باشد. پس این محدودیت می‌تواند به صورت زیر بیان شود:
(16.2)
شکل پیچیده تر این محدودیت پوشش، ممکن است احتیاجاتی احتمالی را به زمان‌های پاسخ تحمیل کند. مثلاً، یک پاسخ سه دقیقه‌ای زمان پاسخ را درنظر بگیرید که برای درخواست‌های آمبولانس با ارجحیت بالا موردنیاز است. شکل دیگری از محدودیت‌ها، ممکن است یک حد بالایی را بر روی نسبت درخواست‌هایی که برگردانده می‌شود ،، اعمال کند. به طور خلاصه، ما می‌توانیم یک محدودیت عمومی را به صورت زیر ارائه کنیم. اجازه دهید که یک متغیر تصادفی باشد که بیانگر «سطح سرویسی» است که بوسیله سیستم به نقاط تقاضای مشتری i تحویل می‌شود (مثلاً، زمان پاسخ). اجازه دهید، ، بیانگر حداقل فراوانی مطلوب این اتفاق باشد (مثلاً، 95% از این زمان). بنابراین، یک محدودیت سطح سرویس کلی می‌تواند به صورت زیر بیان شود:
(17.2)
اکنون، مسأله LPSDC عمومی می‌تواند به صورت زیر فرمول بندی شود:
(18.2)
باتوجه به محدودیت‌های (15)، (16) و (17)

بدیهی است که برای اینکه فرمول بندی بالا را ساده کنیم، به بعضی روشها احتیاج داریم تا پارامترهای کارایی سیستم گوناگونی را که در توسعه تابع هدف و محدودیت‌ها استفاده شد را ارائه کنیم (یعنی، احتمال برگرداندن ، زمان انتظار صف و غیره). متأسفانه، معمولاً بیان تحلیلی کلی برای این مقادیر دردسترس نیست. این منجر به دو رویکرد ممکن می‌شود: رویکرد اول نیاز دارد که فرضیاتی ساده سازی مطمئنی را بر روی عملیات سیستم ایجاد کنیم (مانند قوانین منطقه‌ای ساده، زمان‌های سفر قابل اغماض و غیره). دومین رویکرد شامل استفاده از تکنیک‌هایی براساس توصیف است (مثل شبیه سازی) تا اندازه‌های کارایی سیستم موردنیاز را برای مقادیر خاص بردار مکان x محاسبه کنیم. علاوه بر آن می‌توان از بعضی تکنیک‌های ابتکاری استفاده کرد.
2-3- نظریه صف
انتظار در صف هر چند بسی ناخوشایند است، اما متأسفانه بخشی از واقعیت اجتناب ناپذیر زندگی را تشکیل می‌دهد. انسان‌ها در زندگی روزمره خود با انواع مختلف صف، که به از بین رفتن وقت، نیرو و سرمایه آن‌ها می‌انجامد، روبه رو می‌شوند. اوقاتی که در صف‌های اتوبوس، ناهارخوری، خرید و نظایر آن‌ها به هدر می‌رود، نمونه‌های ملموسی از این نوع اتلاف‌ها در زندگی است. در جوامع امروزی صف‌های مهمتری وجود دارد که هزینه‌های اقتصادی و اجتماعی آن‌ها به مراتب بیش از نمونه‌های ساده فوق است.
2-3-1- مشخصات صف [13]
یک مدل صف در شکل (2-1) نشان داده شده‌است. آن می‌تواند یک مدل صف مثل ترتیب ماشین آلات یا اپراتورها باشد.

شکل 2-1- مدل پایه‌ای صف
یک مدل صف بوسیله مشخصات زیر توصیف می‌شود:
فرایند رسیدن مشتریان
معمولاً فرض می‌کنیم که زمان بین رسیدن‌ها مستقل هستند و یک توزیع رایج دارند. در بسیاری از کاربردهای عملی، مشتریان باتوجه به یک جریان پواسن (یعنی زمان بین رسیدن‌ها نمایی) می‌رسند. مشتریان ممکن است یک به یک و یا به صورت دسته‌ای برسند.
رفتار مشتریان
مشتریان ممکن است صبور باشند و راضی باشند که (برای یک مدت طولانی) منتظر بمانند. یا مشتریان ممکن است کم حوصله باشند و بعد از مدتی صف را ترک کنند.
زمان‌های رسیدن
معمولاً فرض می‌کنیم که زمان‌های رسیدن مستقل هستند و به طور یکسان توزیع شده‌اند و مستقل از زمان بین رسیدن‌ها هستند. مثلاً زمان‌های رسیدن ممکن است به صورت قطعی یا نمایی توزیع شده باشد. همچنین ممکن است که زمان‌های رسیدن، وابسته به طول صف باشد.
نظم سرویس
ترتیبی که مشتریان ممکن است به صف وارد شوند به صورت‌های زیر می‌تواند باشد:
کسی که اول می‌آید، اوّل هم سرویس دهی می‌شود، مثل ترتیب رسیدن‌ها
ترتیب تصادفی
کسی که آخر می‌آید، اول سرویس دهی می‌شود.
حق تقدّم
اشتراک پردازنده (در کامپیوتر که قدرت پردازششان را در میان کل کارها در سیستم، به طور مساوی تقسیم می‌کنند).
ظرفیت سرویس
ممکن است یک سرور تک و یا گروهی از سرورها به مشتریان کمک کنند.
اتاق انتظار
ممکن است محدودیتهایی در رابطه با تعداد مشتریان در سیستم وجود داشته باشد.
یک کد سه قسمتی برای مشخص کردن این مدل‌های به صورت a/b/c استفاده می‌شود که حرف اول توزیع زمان بین رسیدن‌ها و حرف دوم توزیع زمان سرویس را مشخص می‌کند. مثلاً برای یک توزیع عمومی از حرف G و برای توزیع نمایی از حرف M (که M بیانگر فاقد حافظه بودن است) استفاده می‌شود. حرف سوم و آخر نیز تعداد سرورها را مشخص می‌کند. این نمادسازی می‌تواند با یک حرف اضافه که دیگر مدل‌های صف را پوشش دهد، گسترش یابد. مثلاً، یک سیستم با توزیع زمان بین رسیدن و زمان سرویس دهی نمایی، یک سرور و داشتن اتاق انتظار فقط برای N مشتری (شامل یکی در سرویس) بوسیله چهار کد حرفی M/M/1/N نشان داده می‌شود.
در این مدل پایه، مشتریان یک به یک می‌رسند و همیشه اجازه ورود به سیستم را دارند، همیشه اتاق وجود دارد، هیچ حق تقدّمی وجود ندارد و مشتریان به ترتیب رسیدن سرویس دهی می‌شوند.
در یک سیستم G/G/1 با نرخ رسیدن و میانگین زمان سرویس ، مقدار کار که در واحد زمان می‌رسد برابر است. یک سرور می‌تواند به یک کار در واحد زمان رسیدگی کند. برای جلوگیری از اینکه طول صف بینهایت نشود، باید .
معمولاً از نماد زیر استفاده می‌کنند:

اگر ، نرخ اشتغال یا بکارگیری سرور نامیده می‌شود، چون کسری از زمان است که سرور، مشغول کارکردن است.
2-3-2- قانون لیتِل [13]
اگر E(L)، میانگین تعداد مشتریان در سیستم، E(S)، میانگین زمان اقامت مشتری در سیستم باشد و ، متوسط تعداد مشتریانی باشد که در واحد زمان وارد سیستم می‌شوند، قانون لیتِل، رابطه بسیار مهمی را بین این سه نماد می‌دهد و به صورت زیر بیان می‌شود:
(19.2)در اینجا فرض می‌شود که ظرفیت سیستم برای رسیدگی به مشتریان کافی است (یعنی، تعداد مشتریان در سیستم به سمت بینهایت میل نمی‌کند).
به طور حسی، این نتیجه می‌تواند به صورت زیر فهمیده شود: فرض کنید که مشتریان هنگامی‌که به سیستم وارد می‌شوند، یک دلار در واحد زمان می‌پردازند. این پول می‌تواند به دو روش گرفته شود. روش اول اینکه به مشتریان اجازه دهیم که به طور پیوسته در واحد زمان بپردازند. پس متوسط درآمدی که توسط سیستم کسب می‌شود، برابر E(L) دلار در واحد زمان است. روش دوم این است که به مشتریان اجازه دهیم که برای اقامتشان در سیستم، 1 دلار را در واحد زمان در موقع ترک سیستم بپردازند. در موازنه، متوسط تعداد مشتریانی که در واحد زمان، سیستم را ترک می‌کنند برابر متوسط تعداد مشتریانی است که به سیستم وارد می‌شوند. بنابراین سیستم، یک متوسط درآمد دلار را در واحد زمان کسب می‌کند.
با به کار بردن قانون لیتِل در صف، رابطه‌ای بین طول صف، و زمان انتظار W به دست می‌آید:
(20.2)
2-3-3- صف M/M/1
این مدل، حالتی را درنظر می‌گیرد که زمان بین رسیدن‌ها، نمایی با میانگین ، زمان‌های سرویس، نمایی با میانگین و یک سرور مشغول کار است. مشتریان به ترتیب رسیدن، سرویس دهی می‌شوند. ما نیاز داریم که:
(21.2)درغیراینصورت، طول صف منفجر خواهد شد (قسمت قبل را ببینید). مقدار ، کسری از زمان است که سرور، مشغول کار است.
میانگین تعداد مشتریان در سیستم و همچنین میانگین زمانی که در سیستم گذرانده می‌شوند به صورت زیر بیان می‌شود:
(22.2)
و با استفاده از قانون لیتِل،
(23.2)
میانگین تعداد مشتریان در صف، ، می‌تواند از E(L) و با کم کردن میانگین تعداد مشتریان در سیستم بدست آید:
(24.2)
میانگین زمان انتظار، E(W)، از E(S) و با کم کردن میانگین زمان سرویس بدست می‌آید:
(25.2)
2-4- مسائل بهینه سازی چندهدفه
بسیاری از مسائل کاربردی در جهان واقعی را مسائل بهینه سازی ترکیباتی چندهدفه تشکیل می‌دهند، زیرا متغیر‌های مجزا و اهداف متضاد به طور واقعی در ذات آنها است. بهینه سازی مسائل چندهدفه نسبت به مسائل تک هدفه متفاوت بوده، زیرا شامل چندین هدف است که باید در بهینه‌سازی به همه اهداف همزمان توجه شود. به عبارت دیگر الگوریتم‌های بهینه سازی تک هدفه، حل بهینه را با توجه به یک هدف می یابند و این در حالی است که در مسائل چندهدفه (با چندهدف مخالف و متضاد) معمولاً یک حل بهینه مجزا را نمی توان بدست آورد. بنابراین طبیعی است که مجموعه ای از حل‌ها برای این دسته از مسائل موجود بوده و تصمیم گیرنده نیاز داشته باشد که حلّی مناسب را از بین این مجموعه حل‌های متناهی انتخاب کند و در نتیجه حل مناسب، جواب‌هایی خواهد بود که عملکرد قابل قبولی را نسبت به همه اهداف داشته باشد.
2-4-1- فرمول بندی مسائل بهینه سازی چندهدفه
مسائل بهینه سازی چندهدفه را به طور کلی می‌توان به صورت زیر فرموله کرد:
(26.2)

x یک حل است و S مجموعه حل‌های قابل قبول و k تعداد اهداف در مسأله و F(x) هم تصویر حل x در فضای k هدفی و هم مقدار هر یک از اهداف است.
تعریف حل‌های غیرمغلوب: حل a حل b را پوشش می‌دهد، اگر و تنها اگر:
(27.2)
(28.2)
به عبارت دیگر، حل‌های غیرمغلوب، به حل‌های گفته می‌شود که حل‌های دیگر را پوشش داده ولی خود، توسط حل‌های دیگر پوشش داده نمی‌شوند. در شکل (2-2) چگونگی پوشش سایر حل‌ها (دایره‌های با رنگ روشن) توسط مجموعه حل‌های غیرمغلوب (دایره‌های تیره رنگ) نشان داده شده‌است. در این شکل، جبهه‌ی پارتو با خط چین نشان داده شده‌است.
هدف B
هدف A
هدف B
هدف A

شکل 2-2- مجموعه حل‌های غیرمغلوب
2-4-2- الگوریتم‌های تکاملی برای بهینه سازی مسائل چندهدفه بر مبنای الگوریتم ژنتیک
با توجه به آنکه بسیاری از مسائل بهینه سازی، NP-Hard هستند، بنابراین حل به روش‌های دقیق در یک زمان معقول غیرممکن بوده و در نتیجه، استفاده از روش‌های فراابتکاری در این موارد مناسب می باشد. درحقیقت الگوریتم‌های فراابتکاری برای زمانی که محدودیت زمانی وجود دارد و استفاده از روش‌های حل دقیق میسّر نبوده و یا پیچیدگی مسائل بهینه سازی زیاد باشد، به دنبال جواب‌های قابل قبول هستند.
اولین پیاده سازی واقعی از الگوریتم‌های تکاملی، «الگوریتم ژنتیک ارزیابی برداری» توسط دیوید اسکافر در سال 1984 انجام گرفت. اسکافر الگوریتم را به سه بخش انتخاب، ترکیب و جهش که به طور جداگانه در هر تکرار انجام می‌شدند، تغییر داد. این الگوریتم به صورت کارآمدی اجرا می‌شود، اما در برخی از حالات مانند اریب بودن اهداف، با مشکل مواجه می‌شود. درواقع هدف اول الگوریتم‌های بهینه یابی چندهدفه، یعنی رسیدن به جواب‌های بهینه پارتو، به نحو شایسته‌ای توسط این الگوریتم بدست می‌آید، ولی جواب‌های بدست آمده از گستردگی و تنوع خوبی برخوردار نیستند.
در ادامه این قسمت، به سه الگوریتم تکاملی چند هدفه که مبنای اصلی آنها، الگوریتم ژنتیک می‌باشد، می‌پردازیم. الگوریتم NSGA-II به این خاطر انتخاب شده‌است که این الگوریتم در بسیاری از مقالات به عنوان الگوریتم مرجع مقایسه گردیده‌است. الگوریتم CNSGA-II نیز به این علت انتخاب شده‌است که روشی مناسب برای برخورد با محدودیت‌های حل مسأله ارائه می‌کند؛ چون باتوجه به ماهیت مسأله، چندین محدودیت سر راه حل مسأله ایجاد شده‌است که راهکار مناسبی برای رسیدگی به این محدودیت‌ها ایجاب می‌کند. الگوریتم NRGA نیز چون جزء جدیدترین الگوریتم‌های ارائه شده در زمینه بهینه سازی چندهدفه می‌باشد مورداستفاده قرار گرفته‌است.
2-4-2-1- الگوریتم ژنتیک مرتب سازی نامغلوب
دب و همکارانش [14]، یک نخبه گرایی دسته بندی یا مرتب سازی نامغلوب را در الگوریتم‌های ژنتیک پیشنهاد دادند. در اغلب مواقع، این الگوریتم شباهتی به NSGA ندارد، ولی مبتکران نام NSGA-II را به دلیل نقطه پیدایش آن، یعنی همان NSGA، برای آن حفظ کردند.
در این روش، ابتدا جمعیت فرزندان، ، با استفاده از جمعیت والدین، ، ساخته می‌شود. در اینجا به جای پیدا کردن جواب‌های نامغلوب از ، ابتدا دو جمعیت با یکدیگر ترکیب شده و جمعیت با اندازه 2N را ایجاد می‌کنند. سپس از یک مرتب سازی نامغلوب برای دسته بندی تمام جمعیت استفاده می‌شود، البته این مرتب سازی، نسبت به مرتب سازی بر روی ، به تعداد مقایسه بیشتری نیاز دارد. در این شیوه، یک مقایسه عمومی در بین اعضای که مجموع دو جمعیت فرزندان و والدین است، انجام می‌شود و پس از ایجاد صف‌های متفاوت نامغلوب، به ترتیب اولویت (اولویت صفها نسبت به هم) جمعیت بعدی، یکی یکی از این صف‌ها پر می‌شود. پر کردن جمعیت ، با بهترین صف نامغلوب شروع شده و سپس به ترتیب با دومین صف نامغلوب و همین طور سومین و الی آخر، تا زمانی که پر شود، ادامه می‌یابد. از آنجا که اندازه برابر 2N است، تمام اعضای آن ممکن است نتوانند در قرارگیرند و به راحتی جواب‌های باقیمانده را حذف خواهیم کرد. شکل (2-3) نحوه عمل الگوریتم NSGA II را نمایش می‌دهد.

شکل 2-3- نمایشی از نحوه عملکرد NSGA-II
درمورد جواب‌هایی که در صف آخر با استفاده از عملگر نخبه گرایی ازبین می‌روند، باید مهارت بیشتری به کار برده و جواب‌هایی که در ناحیه ازدحام کمتری قراردارند را حفظ کرد. درواقع برای رعایت اصل چگالی در بین جواب‌ها، جواب‌هایی که در ناحیه ازدحامی کوچکتری هستند، برای پر کردن ، در اولویت قرار دارند.
یک استراتژی شبیه بالا در پیشرفت مراحل اولیه از تکامل الگوریتم، تأثیر زیادی نخواهد داشت، چرا که اولویت‌های زیادی در جمعیت ترکیب شده از فرزندان و والدین وجود دارد. احتمالاً جواب‌های نامغلوب زیادی وجود دارند که آماده قرارگرفتن در جمعیت قبل از آن که اندازه‌اش از N تجاوز کند، می‌باشند. یک مسأله مهم و در عین حال سخت این است که مابقی جمعیت چگونه باید پر شود؟ اگرچه درخلال مراحل بعدی شبیه سازی الگوریتم، احتمالاً بیشتر جواب‌های موجود در جمعیت با اندازه 2N، در رده جواب‌هایی با بهترین درجه نامغلوب بودن قرار می‌گیرند و تعداد آن‌ها از N متجاوز خواهد شد، اما الگوریتم بالا با یک راهکار موقعیتی انتخاب، وجود مجموعه متنوعی از جواب‌ها در جمعیت را تضمین می‌کند. با چنین راهکاری، یعنی زمانی که به‌نحوی تمام ناحیه بهینه پارتو توسط جمعیت پوشانده می‌شود، در ادامه الگوریتم، جواب‌های گسترده تری را در فضای جواب فراهم خواهدآورد.
در ادامه، الگوریتم NSGA-II را به اختصار آورده ایم [15]:
گام 1: جمعیت فرزندان و والدین را با یکدیگر ترکیب کرده و را می‌سازیم:

جمعیت حاصل را با استفاده از یک مرتب سازی نامغلوب به صفوف دسته بندی می‌کنیم.
گام 2: قرارمی‌دهیم، i=1، سپس تا زمانی که ، عملیات زیر را تکرار می‌کنیم:

گام 3: روال مرتب سازی ازدحام را اجرا کرده و با استفاده از مفهوم فاصله ازدحام، ارزشهای متفاوتی را برای از جواب‌های تعیین می‌کنیم.
گام 4: جمعیت فرزندان را از با استفاده از یک الگوریتم انتخاب مسابقه‌ای ازدحام و عملگرهای ترکیب و جهش ایجاد می‌کنیم.
گام سوم از الگوریتم بالا، مرتب سازی برحسب ازدحام جواب‌ها در صف i (منظور آخرین صفی است که احتمالاً برخی از جواب‌های موجود در آن نتوانسته‌اند در جمعیت قرار گیرند)، با بکارگیری مفهوم فاصله ازدحام انجام می‌شود. بنابراین، جمعیت به صورت نزولی تحت میزان بزرگی ارزش فاصله ازدحام مرتب شده و در گام چهارم یک عملگر انتخاب مسابقه‌ای ازدحام که مبنای مقایسه آن همان فاصله ازدحام است بکار برده می‌شود. لازم به ذکر است، مرتب سازی نامغلوب واقع در گام اول می‌تواند به همراه عمل پر کردن جمعیت به صورت موازی انجام شود. درواقع هر بار که یک صف نامغلوب، پیدا شده و تست می‌شود که ازنظر اندازه می‌تواند به جمعیت اضافه شود یا نه، درصورتی که نتواند، دیگر نیازی نیست که مرتب سازی بیشتری انجام دهیم. این موضوع، به کاهش زمان اجرا الگوریتم کمک می‌کند.
2-4-2-2- الگوریتم NSGA-II محدود شده
اگر در حین حل مسأله‌ای که باید حل شود، حل‌هایی ایجاد شود که با محدودیت‌های مسأله مغایرت داشته باشد و آن‌ها را نقض کند و درنتیجه غیرقابل قبول باشد، چگونه باید با این موضوع برخورد کرد؟ روش‌های مختلفی برای مقابله با این موضوع وجود دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به توابع جریمه و یا نادیده گرفتن و حذف حل غیرقابل قبول ایجاد شده اشاره کرد.
الگوریتم CNSGA-II، همانند الگوریتم NSGA-II عمل می‌کند، تنها با این تفاوت که برای رسیدگی به محدودیت‌ها، روشی را برمی‌گزیند که براساس مفهوم غلبه و امتیازدهی عمل می‌کند [14].
این روش که به محدودیت رسیدگی می‌کند، از انتخاب تورنمنت دودویی استفاده می‌کند که دو حل از جمعیت، انتخاب و حل بهتر انتخاب می‌شود. باتوجه به محدودیتها، هر حل می‌تواند یا قابل قبول و یا غیرقابل قبول باشد. بنابراین، ممکن است حداکثر سه وضعیت به وجود آید:
هرد و حل قابل قبول باشند؛
یکی از حل‌ها قابل قبول و دیگری غیرقابل قبول باشد؛
هر دو حل غیر قابل قبول باشند.
برای مسائل بهینه سازی تک هدفه، از یک قانون ساده برای هر مورد استفاده می‌کنیم:
مورد 1) حلی که تابع هدف بهتری دارد را انتخاب می‌کنیم.
مورد 2) حل قابل قبول را انتخاب می‌کنیم.
مورد 3) حلی که کمترین انحراف از محدودیت‌ها را دارد انتخاب می‌کنیم. باتوجه به اینکه در هیچدام از موارد، اندازه تابع هدف و محدودیت‌ها با یکدیگر مقایسه نشده‌اند، هیچ نیازی به داشتن پارامترهای جریمه نیست، این موضوعی است که این رویکرد را مفید و جذاب کرده‌است.
درمورد مسائل بهینه سازی چندهدفه، دو مورد آخر می‌تواند همانطور که هستند استفاده شوند و مورد اول نیز می‌تواند با استفاده از اپراتور مقایسه ازدحام، حل شود. برای مقایسه کردن در این الگوریتم، تعریف «غلبه» را بین دو حل i و j تعریف می‌کنیم.
تعریف 1) حل i اگر یکی از وضعیت‌های زیر درست باشد، گفته می‌شود که از لحاظ محدودیت بر حل j غلبه دارد:
حل i قابل قبول است ولی حل j نیست.
حل i و j هر دو غیر قابل قبول می‌باشند، اما حل i انحراف از محدودیت کمتری دارد.
حل i و j قابل قبول هستند و حل i، حل j را مغلوب می‌کند.
اثر استفاده از مفهوم غلبه محدودیت این است که، هر حل قابل قبول، رتبه غیرمغلوبی بهتری از هر حل غیرقابل قبول دارد. همه حل‌های قابل قبول، باتوجه به سطح غلبه شان و براساس مقادیر توابع هدفشان رتبه بندی می‌شوند. به هر حال، از بین دو حل غیر قابل قبول، حلی که کمترین انحراف از محدودیت را دارد، دارای رتبه بهتری است. به هر حال، این اصلاح، در مفهوم غلبه، تغییری در پیچیدگی NSGA-II ندارد. بقیه فرایند CNSGA-II، همانطور که قبلاً درمورد NSGA-II توضیح داده شد، اجرا می‌شود.
2-4-2-3- الگوریتم ژنتیک رتبه بندی نامغلوب
این الگوریتم که توسط الجدان و همکارانش [16] ارائه شده، الگوریتم انتخاب چرخ رولت رتبه‌بندی شده را با الگوریتم رتبه بندی جمعیت برمبنای پارتو ترکیب می‌کند. در این الگوریتم از الگوریتم انتخاب چرخ رولتی استفاده شده‌است که به هر عضو، یک اندازه برازش برابر با رتبه اش در جمعیت، تخصیص می‌دهد؛ بالاترین رتبه، بیشترین احتمال را دارد که انتخاب شود (درمورد ماکزیمم سازی).
این احتمال به صورت معادله زیر محاسبه می‌شود:
(29.2)
که N، تعداد اعضاء این جمعیت است. در این الگوریتم، اعضاء در یک جبهه، براساس فاصله ازدحامشان و جبهه ها براساس رتبه غلبه شان رتبه می‌گیرند.
الگوریتم NRGA، همان طور که سودوکد آن را در شکل (2-4) مشاهده می کنید، به این صورت است که ابتدا، یک جمعیت تصادفی والدین، P، ایجاد می‌شود. مرتب کردن جمعیت براساس غلبه است. به هر حل، برازشی (یا رتبه ای) برابر سطح غلبه اش، تخصیص داده می‌شود (1 برای بهترین سطح، 2 برای سطح بعدی و الی آخر).
Initialize Population P
{ Generate random population-size N
Evaluate Objective Values
Assign Rank (level) Based on Pareto dominance-sort }
Generate Child Population Q

user8307

عنوان صفحه
شکل 2-1 : عملکرد هزینه های حمل و نقل ...................................................................................... 14
شکل 2-2 : روند تحلیلی هزینه های ثابت بر حسب میزان بهره برداری ........................................ 16
شکل 2-3: عملکرد هزینه های ثابت بر حسب تن-مسافت ............................................................ 17
شکل 2-4: هزینه های متغیر بر حسب عملکرد حمل و نقل ............................................................ 19
شکل 2-5: تعادل عرضه بنزین با احتساب هزینه های آلوده سازی محیط زیست ......................... 21
شکل 2-6: اجزای اصلی یک شبکه عصبی بیولوژیک ...................................................................... 27
شکل 2-7: مدل نرون تک ورودی ..................................................................................................... 33
شکل 2-8: توابع مورد استفاده در مدل سلول عصبی ..................................................................... 35
شکل 2-9: مدل چند ورودی یک نرون ............................................................................................. 36
شکل 2-10: فرم ساده شده نرون با R ورودی ................................................................................... 37
شکل 2-11: شبکه تک لایه با S نرون ................................................................................................ 38
شکل 2-12: شبکه پیشخور سه لایه ................................................................................................ 39
شکل 2-13: نرون شبکه پرسپترون .................................................................................................. 40
شکل 2-14: بلوک تاخیر زمانی .......................................................................................................... 41
شکل 2-15: شبکه تک لایه برگشتی .................................................................................................41
شکل 4-1 : نمودار سرعت بر حسب تراکم ........................................................................................ 79
شکل 4-2 : نمودار سرعت بر حسب جریان ...................................................................................... 80
شکل 4-3 : نمودار زمان سفر بر حسی تقاضا ....................................................................................82
شکل 4-4 : نمودار تقاضا بر حسب عرضه ......................................................................................... 89
عنوان صفحه
شکل 4-5: نمودار هزینه متوسط و جانبی ....................................................................................... 92
شکل 4-6 : جریان ترافیک در چند روز مختلف در طول شبانه روز ............................................... 96
شکل 4-7 : نحوه ارتباط سرعت، جریان و چگالی در توابع جریان ترافیک ................................... 100
شکل 4-8 : نمونه جریان ترافیک در بزرگراه ها .............................................................................. 101
شکل 4-9 : نمودار سرعت – تقاضا در مدل ویکری ........................................................................ 103
شکل 4-10 : نمودار هزینه حاشیه ای و هزینه تراکم ....................................................................... 104
شکل 4-11 : ساختار مدل پیشنهادی برای پیش بینی جریان ترافیک .......................................... 117
شکل 4-12 مراحل ساخت مدل پیش بینی حجم ترافیک ............................................................. 118
شکل 4-13: رگرسیون خطی ساده .................................................................................................. 121
شکل 5-1: انواع هزینه های حمل و نقل .......................................................................................... 131
شکل 5-2 : نمودار ترافیک عبوری خودروها را در بازه زمانی یک ساعت .....................................137
شکل 5-3 : نمودار ترافیک عبوری خودروها ...................................................................................137
شکل 5-4 : نمودار مبلغ تراکم در ساعت های مختلف ....................................................................139
شکل 5-5: ارتباط مابین تقاضا، عرضه و حجم ترافیک ...................................................................139
شکل 5-6: مدل چهار مرحلهای برنامه ریزی حمل ونقل ............................................................... 140
شکل 5-7 : خروجی Train شبکه عصبی ........................................................................................144
شکل 5-8: خروجی مربوط به اعتبار سنجی شبکه عصبی .............................................................144
شکل 5-9 : خروجی مربوط به آزمایش شبکه عصبی ......................................................................145
شکل 5-10: تعداد epochهای مورد استفاده توسط الگوریتم یادگیری شبکه .............................145
شکل5-11 : مقایسه خروجی شبکه عصبی با اطلاعات موجود ........................................................146
شکل5-12 : مقایسه خروجی مدل رگرسیون با اطلاعات موجود ....................................................151

فهرست نشانه های اختصاری
TDNN = Time delay neural network
BOT = Build-operate-transfer
PCI = Pavement Condition Index
PSI = Present Serviceability Index
MLF = Multi-layer feed forward
TTI = Texas Transportation Institute
BPR = Bureau of Public Roads
VOTT = Value of Travel Time
HCM = Highway Capacity Manual
BP = Back Propagation
فصل اول
مقدمه و طرح مسئله
1- مقدمه1-1- مقدمهبخش حمل ونقل نیز به عنوان یکی شاهرگ اصلی اقتصاد، نقش بسزایی در شکوفایی و توسعه جامعه ایفا می کند. در کشور ما تاکنون این بخش نتوانسته به جایگاه واقعی خود دست یابد. شاید به جرأت بتوان گفت که امروزه ملاک توسعه یافتگی کشورها پس از صنعت، مربوط به توسعه ارتباطات ریلی، جاده ای، هوایی و دریایی است. بنابراین حمل و نقل را می توان به شریانی تشبیه کرد که موجب پویایی و شکوفایی اقتصاد کشورها می شود.
اگر امروز در جهان از خدمات حمل ونقل تحت عنوان صنعت یاد می شود بخاطر گستردگی و اهمیت این خدمات به عنوان حلقه اتصال صنایع با یکدیگر و عامل ارتباط میان بازارهای تولید و مصرف است . بدین خاطر است که بین نظام حمل ونقل و فرآیند توسعه اقتصادی و اجتماعی جوامع همبستگی شدیدی وجود دارد و اقتصاد دانان، صنعت حمل ونقل را به عنوان نیروی محرکه توسعه می دانند و کارآمدی و توانمندی آن را زمینه ساز توسعه پایدار می شناسند. لذا چنانچه این بخش از اقتصاد، مورد بی مهری و بی توجهی برنامه ریزان اقتصادی قرار گیرد یا به دلیل سیاستگذاری های نامناسب کارایی لازم را نداشته باشد، خواسته یا ناخواسته اقتصاد کشورها را با مشکلات جدی مواجه خواهد کرد.
کشور ایران به دلیل موقعیت جغرافیایی و دسترسی به آبهای آزاد، از موقعیت ویژه ای در حمل ونقل منطقه برخوردار است. اینکه ایران موقعیت طلایی برای ترانزیت و عبور کالا را دارد بر کسی پوشیده نیست ولی متأسفانه طی دهه اخیر، علیرغم گنجاندن این مهم در راهبردهای اقتصادی و برنامه های توسعه کشور، عملاً شاهد تحقق بهره برداری از این پتانسیل نبوده ایم. یکی از مهم ترین عوامل زیربنایی برای توسعه هر کشوری، وجود یک شبکه کارا و مناسب جهت رفع نیازهای حمل ونقلی آن است. بطور کلی حمل ونقل به جهت رفع نیازهای مختلف اقتصادی، اجتماعی و دسترسی صورت می گیرد و تقاضای آن ناشی از تقاضا برای سایر بخش ها است (صفارزاده،هدایتی،1378).
بین صنعت حمل ونقل و سایر بخش های صنعتی از منظر اقتصاد تفاوت هایی وجود دارد . فعالیت های حمل ونقل دارای هزینه ثابت بسیار بالا هستند که بیشتر صرف زیرساخت های حمل ونقل می شود و برای ساخت زیرساخت های حمل ونقل نیاز به سرمایه گذاری بلند مدت است. این دو خصیصه از جمله ویژگی های بارزی هستند که حمل ونقل را از نظر اقتصادی، از دیگر صنایع جدا می کند. بر همین اساس تامین منابع مالی و جذب سرمایه گذاری در این بخش در مقایسه با دیگر بخش های اقتصادی با مشکلات بیشتری همراه است.
حمل ونقل جاده ای به دلیل خصوصیات ویژه ای که داراست (از جمله انعطاف پذیری در انتخاب مسیر، میزان بار، زمان سفر، دسترسی به نقاط مختلف، عدم نیاز به تجهیزات بارگیری و تخلیه) به عنوان متداول ترین شیوه حمل ونقل در کشورهای مختلف محسوب می شود. در ایران نیز علاوه بر ویژگی های خاص حمل ونقل جاده ای، موقعیت ویژه جغرافیایی، عدم پوشش گسترده شبکه ریلی در سطح کشور، فقدان مقررات محدود کننده در خصوص آثار منفی حمل ونقل جاده ای همچون مسائل زیست محیطی، سبب گشته تا درصد بسیار بالایی از حمل ونقل کالا و مسافر توسط این زیربخش صورت گیرد، بطوریکه هم اکنون بیش از 90 % کل حمل بار و مسافر در کشور توسط جاده انجام می شود(سازمان راهداری و حمل و نقل جاده ای، 1383).
در حالیکه فعالیت های حمل و نقل بیش از 9% از تولید ناخالص ملی کشور را در بر می گیرد و در حدود 5/7 میلیون نفر از شاغلان کشور در این حوزه فعالیت می کنند و همچنین بر اساس برآوردهای کارشناسان در صورتی که تمام فعالیتهای مستقیم و غیر مستقیم حمل ونقل به حساب این بخش منظور شود، ارزش افزوده آن بالغ بر 20 % از تولید ناخالص داخلی را تشکیل خواهد داد (سایت اینترنتی بانک مرکزی جمهوری اسلامی ایران، 1389).
ضرورت توجه به حمل ونقل در کشور دو چندان نمایان می شود. در برنامه چهارم توسعه و در ماده 28 آن بطور مشخص اقداماتی در این خصوص پیش بینی شده است که بر اساس آن دولت موظف شده است اقداماتی را به منظور تقویت اقتصاد حمل و نقل، بهره برداری مناسب از موقعیت جغرافیایی کشور، افزایش ایمنی و سهولت حمل ونقل بار و مسافر انجام دهد.
علاوه بر این موارد، افزایش جمعیت، روند رو به رشد اقتصاد کشور و گذر از درحال توسعه به توسعه یافته و استعداد ترانزیت بین المللی، لزوم توسعه و ساخت هر چه بیشتر زیرساخت های حمل ونقل را بیشتر نمایان می کند. اما محدودیت منابع مالی و سرمایه، اکثر کشورهای جهان و ازجمله ایران را به فکر یافتن راه حلی جهت تامین سرمایه مورد نیاز توسعه زیرساخت های حمل ونقل انداخته است . کشورهای مختلف خط مشی های متنوعی برای تامین سرمایه در پروژه های راهسازی در پیش گرفته اند. از روش های متداول اتخاذ شده از سوی دولت ها می توان به وضع مالیات بر سوخت و سایر کالاهای مرتبط با حمل ونقل، مالیات بر خودرو و دریافت عوارض از رانندگان وسایل نقلیه اشاره نمود. معمولاً هزینه های دوره بهره برداری زیربناها نیز از محل اخذ عوارض از کاربران راهها تامین می شود (پژوهشکده حمل و نقل،1389).
در دهه های 80 و 90 میلادی، در سطح دنیا تمایل بسوی ساخت زیربناهای حمل ونقل با مشارکت بخش غیردولتی به جای زیربناهایی عمومی و رایگان صددرصد دولتی، بسیار افزایش یافت . ساخت و توسعه راهها از طریق مشارکت بخش غیردولتی به دلیل استحصال فواید و نتایج مطلوبی همچون کمک به جبران کمبود بودجه عمومی جهت ساخت و نگهداری راهها، پاسخگویی به رشد تقاضا و نیز ارتقا کیفیت و مطلوبیت خدمات حمل ونقل فراگیر شده است. همچنین قیمت گذاری راهها به عنوان فرآیندی مناسب جهت بازگشت سرمایه و هزینه های مدیریت و نگهداری راهها، از سوی کشورها پذیرفته شده و در بیشتر آنها به اجرا درآمده است (Heggie,1995).
بنابراین باید اذعان داشت که امروزه قیمت گذاری راهها به یکی از اولویت های کاری در رئوس سیاست های حمل ونقل در سراسر جهان تبدیل شده است . بیشتر کارشناسان و اقتصاددانان حمل ونقل و همچنین سیاست مداران متقاعد شده اند که قیمت گذاری راه، و هزینه های جانبی مربوط به آنها، راهکار مؤثری برای کسب و جذب منابع مالی جهت توسعه و بهبود سیستم های حمل ونقل و همچنین مدیریت تقاضا و کنترل ازدحام روی راهها است.
در مجموع با بررسی اجمالی وضعیت خدمات راهسازی و راهداری در ایران می توان گفت: کشور ایران از نظر توسعه زیرساخت ها و بهبود شبکه راههای خود دارای نیاز زیادی است. تامین منابع مالی و سرمایه از مشکلات اصلی کنونی برای رفع نیازهای زیرساختی است. همچنین در صورت عدم ایجاد فضای منطقی و هدفمند برای ساخت آزادراهها با مشارکت بخش غیردولتی، مشکلات تقاضای برآورده نشده دوچندان شده و آثار نامناسبی بر اقتصاد خواهد گذاشت. علاوه براین، در صورتیکه حتی بخش غیر دولتی نیز به مشارکت بخش دولتی بیاید اما ساز و کار مناسب برای بازگشت سرمایه به سرمایه گذاران در نظر گرفته نشود، مشکلات بیشتری به دولت و سیستم حمل ونقل وارد شده و بار مالی زیادی به بودجه عمومی وارد می شود.
قیمت گذاری راه مفهوم جدیدی نیست. عوارض روی جاده ها و پلها از اواخر قرن هیجدهم یعنی سال 1790 میلادی در آمریکا رایج بوده است. این دوران با شکوفایی اقتصاد آمریکا مقارن بود . در آن موقع حمل ونقل بهتر به معنی آزادراههای بهتر بود. ایالت ها و دولت های محلی بودجه و منابع مالی محدودی در اختیار داشتند که پاسخگوی نیازهای حمل ونقل نبود . بهمین دلیل آزادراههای خصوصی با فاینانس شرکت های سهامی احداث شد و سهام آن در بازارهای بورس معامله می شد. صاحبان سهام از محل دریافت عوارض و مالیات های بزرگراهها، سود سهام خود را دریافت می کردند (Durenberger,1981).
به این طریق راههای خصوصی و سیستم عوارضی در این راهها تا اواسط قرن نوزدهم ادامه داشت و در آن سا لها به اوج خود رسید. توسعه ریل رقابت شدیدی را بین ریل و جاده به وجود آورد که منجر به کم رنگ شدن اهمیت جاده شد. در نتیجه بیشتر بزرگراهها یا به دولت واگذار شدند یا به صورت نیمه دولتی درآمدند. از آن زمان یعنی اواسط قرن نوزدهم تا اواسط قرن بیستم مردم آمریکا رغبت چندانی به قیمت گذاری راهها نشان داده و با آن مخالفت ورزیده اند . از اوایل سال های 1960 سیستم عوارض سنتی برچیده شد و بجای آن سیستم پرداخت فوری جایگزین شد و در دهه های60، 70 و 80 میلادی مورد استفاده قرار گرفت (پژوهشکده حمل و نقل، 1389).
در کشور انگلیس از سال 1964 تاکنون با هدف کم کردن بار ترافیکی راهها و کمک به تامین اعتبارات برای ساخت و توسعه راهها، استراتژی های مختلفی برای قیمت گذاری راهها اجرا شده است. از سال 2003 به بعد در شهر لندن سیاست های سخت گیرانه تر و همراه با نرخ های بالاتر با هدف کاهش هرچه بشتر بارترافیک اعمال شده است.
یکی از موفق ترین تجربه های قیمت گذاری راهها را کشورهای هنگ کنگ(Ison, Rye,2005) و سنگاپور(Goh,2002) از اواسط دهه 70 میلادی تا کنون داشته اند. هنگ کنگ در خلال سال های 80 و 90 میلادی علیرغم رشد جمعیت و تقاضای حمل و نقل توانست 20 % از بارترافیکی درون پایتخت بکاهد. همچنین سنگاپور نیز در مدیریت ترافیک توفیق زیادی داشته و دو دهه است اخذ الکترونیکی عوارض را تجربه می کند.
در کشور نروژ از سال 1930 تا 1980 5% کل بودجه ساخت و توسعه زیرساخت های حمل ونقل از ، محل قیمت گذاری راهها تامین شده است . اما در دو دهه 80 و 90 میلادی تحولات زیادی در سیستم قیمت گذاری راهها به وجود آمد و در نتیجه 26 % کل بودجه ساخت زیربناهای حمل ونقل کشور نروژ در دو دهه مذکور از محل قیمت گذاری راهها تامین گردید. در سال 1997 تعداد پروژه های راهسازی با استفاده از درآمد های حاصل از قیمت گذاری راهها به 30 پروژه رسید(Odeck, Bråthen,1997).
در کشور ایران تا کنون قیمت گذاری سیستماتیک و جامعی روی شبکه راههای کشور انجام نشده است و تنها در چند آزادراه کشور سیستم اخذ عوارض سنتی وجود دارد که البته بیشتر درآمدهای آن صرف پوشش هزینه های ساخت آزادراههای مذکور می شود. در واقع این آزادراهها با سرمایه بخش خصوصی یا بانک ها ساخته شده و در قالب قراردادهای ساخت-عملیات-واگذاری احداث شده اند و تا دوره ی مشخصی با نظارت دولت مجازند کابران این راهها را شارژ کنند.
بطور کلی در بیشتر کشورهای دنیا در سه دهه اخیر، قیمت گذاری راهها به عنوان منبعی مکمل جهت تامین اعتبارات و منابع مالی بخش حمل ونقل، همچنین مشوقی جهت همکاری و تعامل توأم بخش خصوصی و دولتی برای ساخت و توسعه راههای جدید، مدیریت تقاضا و کنترل ترافیک روی شبکه راهها، مورد نگاهی ویژه قرار گرفته است(پژوهشکده حمل و نقل،1389).
1-2- اهداف قیمت گذاری راههااهدافی زیادی برای قیمت گذاری راهها ذکر شده است. در اینجا به ۴ هدف اشاره می شود که در زیرآمده اند.
1. از مشهورترین و مهمترین اهداف قیمت گذاری راهها، هدف مالی و سرمای های است.قیمت گذاری راهها به عنوان منبعی برای کسب درآمد جهت بهسازی و توسعه زیر ساخت های حمل ونقل عمل می کند. شکاف موجود بین نیازهای زیرساختی حمل ونقل و درآمدهای موجود یکی از محرک های اصلی قیمت گذاری است. جمع آوری منابع مالی از این طریق برای پوشش دادن و جبران هزینه های ساخت راه، توسعه راههای فعلی و ساخت زیرساخت های جدید حمل ونقل صورت می گیرد. در بیشتر کشورهای دنیا بخش زیادی از این منابع از محل مالیات بر سوخت، مالیات بر وسائل نقلیه تامین می گردد. با توجه به تحولات تکنولوژیکی و ورود وسائل نقلیه با سوخت های نوین مانند باطری های خورشیدی، پیل های سوختی و امثالهم، که جایگزین وسایل با سوخت فسیلی می شوند ، انتظار می رود بخش حمل ونقل با کاهش مالیات بر سوخت و در نتیجه کاهش منابع مالی مواجه شود. لذا اهمیت قیمت گذاری راهها به عنوان محلی برای تامین منابع مالی مذکور بیشتر می شود . البته به دلیل اینکه در کشور ایران مالیات بر سوخت گرفته نمی شود، این نگرانی بدین صورت برای کشور ما وجود ندارد؛ بلکه بیشتر کمبود منابع مالی برای ساخت و توسعه شبکه راهها دغدغه اصلی محسوب میشود. قابل ذکر است این هدف بیشتر در قیمت گذاری راههای بین شهری در کشور ما و نیز دیگر کشورها دنبال میشود. (پژوهشکده حمل و نقل،1389).
2. هدف دوم ارائه مکانیزمی برای مدیریت تقاضای حمل ونقل است. با تغییر تعرفه ها در طول شبانه روز (که گاهی قیمت گذاری تراکم یا قیمت گذاری ارزش نامیده می شود ) استفاده کنندگان بگونه ای ترغیب می شوند که در طول ساعات شلوغ و پرتردد از سفر پرهیز کنند و سفرهای خود را در ساعات کم تردد انجام دهند. بدین طریق جریان ترافیک تعدیل شده و تقاضای سفر بگونه ای در طول ساعات روز توزیع می شود که کمتر بار ترافیکی شدید به وجود آید. علاوه بر توزیع تقاضا در ساعات مختلف، با تقسیم شبکه راهها به بخش های مختلف و تخصیص تعرفه های متفاوت به هر کدام به توزیع مناسب تقاضا روی کل شبکه پرداخته و از ترافیک شدید جلوگیری می کنند. طبیعی است با کاهش ترافیک، شاخص دسترسی پذیری افزایش یافته و کارایی حمل ونقل بهبود می یابد(May,1992). البته این هدف، بیشتر در مناطق شهری و درون شهرها مدنظر قرار می گیرد. امروزه در بیشتر شهرهای بزرگ و شلوغ دنیا از جمله شهر تهران این هدف دنبال می شود.
3. هدف سوم کاهش آثار زیان آور زیست محیطی است. معمولاً فعالیت های حمل ونقل اعم ازاحداث راهها و حرکت وسایل نقلیه، موجب وارد شدن آسیب هایی به محیط زیست می شو ند. هزینه های محیط زیستی مربوط به زیرساخت های حمل و نقل، شامل مواردی چون تصرف زمین و اراضی، تغییر مناظر و زیباییهای طبیعی، تخریب زیست گاههای وحوش، آسیب رسانی به منابع و ذخایر زمینی، آلاینده های جوی و غیره است(بیضایی،1382). لذا قیمت گذاری بگونه ای انجام می شود که بخشی از قیمت صرف جبران خسارات وارده به محیط زیست شود.
4. هدف چهارم که بیشتر در مناطق خارج از شهر و روستایی دنبال می شود، شارژ مستقیم کسانی است که از راهها، استفاده های مخاطره آمیز می کنند. مثلاً، ادوات سنگین کشاورزی و عمرانی، ممکن است سبب وارد کردن خساراتی به راهها شوند. تصادفات جاده ای نیز به دلیل تحمیل هزینه به اجتماع و البته بخش حمل ونقل، می تواند شامل این مورد باشد که در این صورت، شرکت های بیمه ای باید هزینه ها و عوارض مربوطه را بپردازند . علاوه بر این موارد، استفاده از وسایل غیراستاندارد و فرسوده که بیش از وسایل استاندارد به راهها آسیب می رسانند، مشمول این نوع قیمت گذاری می شوند. در کشور ایران، فرسود گی زیاد ناوگان حمل ونقل از جمله عوامل فرساینده راه بشمار رفته و اصولاً این دسته از وسایل حمل ونقل باید قیمت بیشتری را بابت استفاده ار راهها بپردازند. پیگیری این هدف می تواند به بهبودی وضع ناوگان و کاهش فرسودگی کمک کند(پژوهشکده حمل و نقل،1389).
برحسب اهداف در نظر گرفته شده برای قیمت گذاری راهها، استراتژی های قیمت گذاری نیز متفاوت خواهد بود. بطور مثال، قیمت گذاری در شهرهای کشورهای سنگاپور و هنگ کنگ بیشتر با هدف کاهش تراکم و مدیریت تقاضا است (Olszewski, Xie,2005) و در شهر لندن این کار بیشتر با هدف کاهش آلودگی های زیست محیطی و البته کاهش تراکم صورت می گیرد(Mitchell,2005) در حالیکه در کشور نروژ قیمت گذاری راه با هدف اصلی ساخت و توسعه شبکه راهها انجام می شود(Odeck, Bråthen,2002). در حوزه فعالیت وزارت راه و ترابری در کشور ایران، قیمت گذاری راهها، بیش از آنکه برای کاهش بار ترافیکی مورد نظر باشد، با هدف ساخت و توسعه شبکه راهها و جبران هزینه های ساخت راههای موجود، انجام می گیرد.
1-3- جمع بندی و نتیجه گیریحمل ونقل جاده ای به دلیل خصوصیات ویژه ای که داراست (از جمله انعطاف پذیری در انتخاب مسیر، میزان بار، زمان سفر، دسترسی به نقاط مختلف، عدم نیاز به تجهیزات بارگیری و تخلیه) به عنوان متداول ترین شیوه حمل ونقل در کشورهای مختلف محسوب می شود. در ایران نیز علاوه بر ویژگی های خاص حمل ونقل جاده ای، موقعیت ویژه جغرافیایی، عدم پوشش گسترده شبکه ریلی در سطح کشور، فقدان مقررات محدود کننده در خصوص آثار منفی حمل ونقل جاده ای همچون مسائل زیست محیطی، سبب گشته تا درصد بسیار بالایی از حمل ونقل کالا و مسافر توسط این زیربخش صورت گیرد. بنابراین باید اذعان داشت که امروزه قیمت گذاری راهها به یکی از اولویت های کاری در رئوس سیاست های حمل ونقل در سراسر جهان تبدیل شده است . بیشتر کارشناسان و اقتصاددانان حمل ونقل و همچنین سیاست مداران متقاعد شده اند که قیمت گذاری راه، و هزینه های جانبی مربوط به آنها، راهکار مؤثری برای کسب و جذب منابع مالی جهت توسعه و بهبود سیستم های حمل ونقل و همچنین مدیریت تقاضا و کنترل ازدحام روی راهها است.

فصل دوم
مبانی نظری
2- مبانی نظری تحقیق2-1- مقدمهحمل و نقل یا جابجایی انسان و کالا از نقطه ای به نقطه دیگر، از جمله خصایص ذاتی و کهن ماندگار انسان ها است. در جوامع ابتدایی به فرم معیشتی نیز، حرکت جزو اساسی ترین الزامات روزانه به شمار می رود و برای تولطد و یا جابجایی هر محصول غیر اقتصادی لازم است حجم معینی از حرکات از محل تولید تا مصرف صورت پذیرد تا کالای مورد نیاز به مصرف کننده برسد.
چنین فرایندی از حرکت از حرکت در یک جامعه توسعه یافته مبادلاتی، ابعاد وسیع تری دارد و اشکال مختلفی از حرکت و جابجایی را پدید می آورد. بنابراین حرکت و جابجایی یکی از عمده الزامات انسانی است که نتایج اقتصادی به دنبال دارد. در علم اقتصاد، مجموعه خدماتی که سبب انتقال و جابجایی منابع تولید می گردد دارای ارزش اقتصادی است و بخشی از جریان تولید محسوب می شود. از این رو حمل و نقل از جمله ضروریات اقتصادی است و تقاضا برای حمل و نقل مشتق از سایر فعالیت های اقتصادی و اجتماعی است و لذا محصول حمل و نقل در عین حال که یک تولید پیچیده و مرکب است، تابع تغییرات تقاضا در نقاط و یا بخش های دیگر اقتصاد نیز می باشد(محمودی،1389)
حمل و نقل به گونه سایر فعالیت های اقتصادی بدون هزینه نیست و حرکت در ابعاد فضایی، همانند هر تولید دیگری دارای هزینه می باشد. تفاوت های ساختاری در عملکرد هزینه های انواع مختلف حمل و نقل میدان کاربری وسیعی را برای برنامه ریزی حمل و نقل فراهم می آورد.
روند توسعه در افزایش تسهیلات حمل و نقل جهانی مبین یک روند فزاینده در تقاضا برای سرمایه گذاری در زیر ساخت های حمل و نقل می باشد و به همین دلیل است که سرمایه گذاری در زیر ساخت های حمل و نقل اهمیت یافته و جزو لاینفک برنامه های توسعه ملی گردیده است. در بسیاری از کشورهای توسعه یافته تامین مالی حمل و نقل بخصوص از این جهت اهمیت دارد که حمل و نقل بزرگترین جزء سرمایه گذاری این کشورها را تشکیل می دهد.
به دلیل بالا بودن هزینه های اجرایی طرح های زیر بنایی حمل و نقل و همچنین به خاطر مسئولیت های مالی دولت ها و ضرورت های توزیع در سطح ملی لازم است دولت ها به سرمایه گذاری در زیر ساخت های حمل و نقل توجه عمده ای مبذول دارند.
2-2- هزینه های حمل ونقلعملکردهای زیانبخش فاصله و محدود ساختن ابعاد حرکت در واقع ناشی از هزینه های حرکت است که بر اثر غلبه بر فاصله به وجود می آید. زیرا عملا هر مصرف کننده ای در حرکت بسوی گردآوری منابع مورد نیاز و یا بمنظور مبادله مقداری از درآمد خود با کالا و خدمات، ضرورتا مقادیر مشخصی از منابع کمیاب (پول، وقت و انرژی فیزیکی ) را به مصرف می رساند تا هزینه مسافت را از میان بردارد. بنابراین وقتی از موانع ناشی از مسافت و سنجش آن با واحدهای پولی صحبت می کنیم، در واقع اشاره به عملکرد خدمات حمل و نقل در غلبه بر مسافت و ساخت هزینه های حرکت و بهای مربوط به آن است که بر پایه ذخایر مالی قرار دارد.
ولی روند غلبه بر هزینه های مسافت همیشه بر اساس مبادلات پولی استوار نیست. مثلا قدم زدن تا فروشگاه برای خرید کالای مورد نیاز، پرداخت هزینه ای را شامل می شود که صرفا جنبه فعالیت بدنی داشته و می توان آنرا از طریق محاسبه واحد کالری مصرفی اندازه گیری نمود. در حالی که استفاده از وسایل ارتباطی محتاج مبادله پولی است و روند چنین مبادله ای بر اساس میزان سرمایه گذاری، نوع خدمات و هزینه های ناشی از آن بسیار متنوع است.
از این رو، برای تجزیه و تحلیل هزینه های حمل و نقل ضرورتا باید شناخت وسیعی از ماهیت هزینه های حمل و نقل داشت.حمل و نقل نوع ویژه ای از تولید است که بر خلاف اصول جاری در تولید کالاهای اقتصادی، در یک نقطه مشخص مکانی مستقر نیست ، بلکه عوامل تولید در چنین شیوه ای در طول یک خط معین و یا در امتداد مسیرهای مختلف ترکیب یافته وشکل می گیرند. بنابراین، از لحاظ اقتصادی، ساخت موقعیتی حمل و نقل با موضوعات مورد مطالعه در سایر فعالیت های اساسی دارد. این وضع زاییده اختلاف های بنیادی بین اهمیت و نقش تولیدی خطوط و گذرگاه ها در مقایسه با سایر فعالیت های اقتصادی است که خود مسائل ویژه ای را در موقعیت مکانی پدیده های تولید مطرح می کند. اهمیت بنادر، ایستگاه های راه آهن و سایر ترمینال ها به عنوان کانون فعالیت های حمل و نقل در واقع نتیجه مستقیم ارتباط های زنجیره ای این نقاط با پاره ای از نقاط دیگر است که هرگز به تنهایی حاوی ارزش های اقتصادی بالقوه ای نیستند. ارزش و اعتبار چنین مراکزی یا بر اساس شاخص هایی مانند تعداد مسافران و وزن کالاهای حمل شده و درآمدهای حاصله از آن تعیین می شود و یا ارزیابی آن ها بر پایه معیارهای فیزیکی دیگری قرار دارد. در هر حال، وسایل حمل و نقل و موسسات مربوط به آن عملا کالاهایی را عرضه نمی کنند و درآمد آن ها ناشی از خدماتی است که در مقطع زمانی و مکانی مشخصی ارائه شده است(محمودی،1389).
در هندسه فرض بر این است که هر خطی از به هم پیوستن بی انقطاع مجموعه ای از نقاط هندسی تشکیل می شود که عملکرد هر یک از نقاط مفروض در ساخت این خط برابر و یکسان است. خطوط ارتباطی را از بسیاری جهات همانند عملکرد نقاط در تشکیل خط می توان فرض کرد و ثابت کرد که تولید در طول چنین خطوطی و بر سر هر نقطه ای می تواند احتمال وقوع داشته باشد. بنابراین، سهمی که هر یک از این نقاط در حرکت دادن مسافر . کالا دارند از طریق محاسبه ای ساده (نرخ کالا هنگام صدور از مبدا منهای ارزش آن در زمان ورود به مقصد) می توان تعیین کرد. ولی کیفیت این گونه استدلال ها انسان را متقاعد می سازد که این نوع محاسبات تقریبا غیر عملی است و کمتر با واقعیت های موجود در حمل یک کالا مطابقت دارد. زیرا حمل و نقل هر محموله ای از ایستگاه مبدا علاوه بر هزینه های خدماتی عملا متضمن پاره ای هزینه های سرمایه ای نیز هست. بنابراین ، اگر از تطبیق این فرضیه که قسمت های مختلف یک خط را نقاط هندسی تشکیل می دهند صرف نظر کنیم و حرکت فرضی یک کالا را با ابعاد محدودتر، در طول یک راه آهن در نظر بگیریم در زمینه ترکیب هزینه های حمل و نقل به نتایج بهتری دست خواهیم یافت.
هزینه هایی که در طول راه آهن خیالی ما به واسطه انتقال کالاهای فرضی پدید می آید، نتیجه محاسبه و جمع زدن هزینه هایی مانند دستمزد، اجاره بها، بهره و غیره است. بسیاری از این هزینه ها به خدمات انجام شده در ادارات مرکزی متعلق می گیرد و برخی دیگر به خدمات انجام شده در ایستگاه های بین راه مربوط است و سایر هزینه ها به طول مسیر طی شده مربوط می شود. بدین ترتیب، سود حاصله از این خدمات برخی به بخش های ویژه ای از دارایی راه آهن و برخی دیگر به قسمت های واقع در طول راه مربوط خواهد بود.
حسابداران و متخصصان نرخ گذاری در بررسی توزیع درآمدهای حاصله، روش های ویژه ای دارند که بر حسب این روش ها، نخست هزینه های اداره مرکزی و سایر اقلام مربوط به آن معین می شود، سپس دستمزدها و هزینه های عملیاتی شهرهایی که ایستگاه ها در آنجا واقع شده اند و در آخر، بخش های ویژه ای از مسیر که به طریقی به نظام ارتباطی مربوط اند تعیین می شوند. چنین روشی را در مورد حمل و نقل های زمینی، دریایی و هوایی نیز می توان تعمیم داد و به کار بست. ولی یک اصل عمده در چنین شیوه ای از برنامه ریزی این است که حجم عمده ای از درآمد تقریبا در ترمینال ها جای گرفته و چنین به نظر می رسد که راه هایی که این ترمینال ها را به هم متصل می کنند بدون هزینه نگهداری می شوند، در حالی که چنین نیست و در واقع ساخت هزینه ها در انواع مختلف حمل و نقل سبب و نتیجه عملکرد هزینه های ثابت و هزینه های متغیر است که از سرمایه گذاری در طول مسیر حاصل آمده است. شکل (2-1) توجیه ساده ای از این مطلب است.

شکل 2-1 : عملکرد هزینه های حمل و نقل
به این ترتیب، حمل و نقل نوعی تولید است که در یک فرایند فضایی شکل یافته و در مقایسه با سایر تولیدات اقتصادی غیر قابل ذخیره است و مصرف آتی دارد. مهم تر از همه آنکه تولید حمل و نقل نسبت به مقیاس دارای بازده صعودی است و با افزایش بهره برداری «طول مسیر، وسایط نقلیه، زمان بهره برداری» ، مقدار تولید افزایش می یاید و از این رو عملکرد هزینه ها « ثابت، متغیر» در تولید تسهیلات حمل و نقل دارای وجوه ویژه ای است.
2-2-1- هزینه های ثابتهزینه های ثابت عبارت است از هزینه هایی که در اثر استهلاک فنی سرمایه های اولیه وسایط نقلیه، مخارج ساخت و نگه داری ترمینال ها و راه ها ، پرداخت مالیات های مختلف و عوارض گمرکی پدید می آید. هزینه های ثابت را معمولا غیر مستقیم، هزینه های مکمل، هزینه های اضافی و یا هزینه های سربار می نامند که تابع آن را به شکل زیر می توان نوشت.
TFX=k=0npi viدر رابطه فوق Vi مقادیر عوامل تولید ثابت و Pi قیمت های آن ها فرض شده است.
کوپر هزینه های ثابت را بر حسب کیفیت آن ها به دو قسمت تقسیم می کند. نخست، هزینه های ثابت سرمایه ای که خود شامل سرمایه گذاری مجدد و هزینه های استهلاک و فرسودگی وسایل نقلیه و ساختمان های مربوط به آن می شود و دوم، هزینه های ثابت روزمره که مشتمل بر دستمزدها، هزینه های انبارداری، گمرکات، بازرسی، مدیریت و غیره است. در هر حال، تاثیر پذیری چنین هزینه هایی در ساخت هزینه های کلی حمل و نقل تا حدودی ثابت است. زیرا این هزینه ها نه تنها ارتباط مستقیمی با سطوح مختلف حرکت ندارند، بلکه به آسانی نیز می توان آن ها را به مصرف کنندگان ویژه ای تحمیل کرد، مگر آنکه افزایش استفاده از تسهیلات ترمینال ها و تجهیزات اصلی آنها، مانند کامیون ها، قطارها و خودروها، موجب تقلیل حد متوسط هزینه های ثابت شود. مثلا در خصوص ارتباط دو نقطه از طریق یک سیستم مجهز راه آهن که در آن میلیارها ریال سرمایه گذاری شده است، تاثیر هزینه های ثابت در بهای تمام شده نرخ حمل و نقل به میزان بهره برداری از آن بستگی خواهد داشت. اگر میزان بهره برداری تا حد مشخصی افزایش یابد، سهم هزینه های ثابت در نرخ حمل و نقل به همان نسبت تقلیل می یابد و منحنی آن مانند شکل(2-2) می باشد. بدین ترتیب، اگر شبکه ارتباطی oq که هزینه های ثابت معینی در ساختمان آن به کار رفته است، در فاصله زمانی مشخص، Z مرتبه بهره برداری شود، تاثیر هزینه های ثابت در بهای تمام شده حمل و نقل، به مراتب کمتر از میزان بهره برداری به مقادیر x و y خواهد بود.
اگر چنانکه هزینه های ثابت بر حسب هر تن کالای حمل شده در طول مسافت بیان شود، فرم عمومی عملکرد هزینه های ثابت به گونه ای خواهد بود که با افزایش عملکرد، هزینه های ثابت به ازای هر تن در مسافت طی شده کاهش خواهد یافت و نتیجتا به کاهش نسبی هزینه های متوسط کل منجر خواهد شد (شکل 2-2).

شکل 2-2 : روند تحلیلی هزینه های ثابت بر حسب میزان بهره برداری

شکل 2-3: عملکرد هزینه های ثابت بر حسب تن-مسافت
معمولا هزینه های نیروی کار و تاسیسات ترمینال ها بخش مهمی از هزینه های ثابت حمل و نقل را تشکیل می دهند و در ترمینال های راه آهن و بنادر کشتیرانی، شاخص بهره دهی بر حسب رابطه بین این هزینه ها به ازای هر تن کالای حمل شده ارزیابی می شود.
برآورد میزان واقعی هزینه های ثابت و نحوه عملکرد آن در ساخت کلی هزینه های حمل و نقل همیشه براحتی میسر نیست و بر حسب میزان سرمایه گذاری، از سیستمی به سیستم دیگر تغییر می کند. معمولا هزینه واقعی عمل حمل و نقل بیش از مبلغی است که از ضریب نرخ باربری در تن – کیلومتر به دست می آید. زیرا در غالب کشورها بخش مهمی از هزینه های ثابت به اقتصاد عمومی تحمیل می شود و دولت به منظور تقلیل هزینه های حمل و نقل برای مصرف کننده مقداری از هزینه های ثابت را به صورت کمک های مالی مستقیم و یا غیر مستقیم تعهد می کند. بوریر به نقل از پرفسور پیرات نشان داده است که در کشور آلمان استفاده مجانی از راهها بویژه در سالهای گذشته برای کامیون ها حداقل به منزله کمک مالی معادل 15 الی 20 درصد بهای تمام شده حمل و نقل بوده است. رساندن چنین کمک های مالی و اعتباری از عمده ترین دلایل علاقمندی دولت ها به تشویق تخصص های منطقه ای و ایجاد رفاه و اشتغال در سطح ملی است. البته بازگشت چنین هزینه های از طرف دولت معمولا از طریق اخذ عوارض و مالیات های مختلف بر سوخت و تاسیسات تامین می شود.
بنابراین در هر شرایطی هدف اساسی سیاست دولت از کمک به حمل و نقل عمومی انجام یکسری خدمات در سطح ملی و تسریع فرایند مبادلات به ویژه توزیع مکانی واحدهای تولیدی است تا از تمرکز فعالیت های اقتصادی در قطب های مشخص جلوگیری به عمل آید و استعدادهای نهفته در نقاط دیگر به کار گرفته شوند.
2-2-2- هزینه های جاری یا متغیرهزینه های جاری یا خدماتی مشتمل بر مجموع هزینه هایی است که در ترمینال ها و یا ضمن حرکت در طول مسیر از انجام خدمات لازم پدید می آید. هزینه های متغیر را گاهی هزینه های دسته اول و یا هزینه های مستقیم می خوانند و تابع آن را به شکل زیر می توان نوشت :
Tvc=i=1npj vjدر رابطه فوق Vj مقادیر عوامل متغیر تولید و Pj قیمت آن ها است.
این گونه هزینه ها اصولا بر حسب کیفیت ساختمانی کالا و سیستم حمل و نقل تغییر می کند و به تناسب ظرفیت وسیله نقلیه و ترمینال ها متفاوت است. در هر حال عملکرد آن تابع مجموع هزینه هایی است که از ایستگاه مبدا تا مقصد صرف می شود. اصولا مخارج استاندارد و بسته بندی کالا در نظام های مختلف حمل و نقل متفاوت اند و غالبا میزان آن در حمل و نقل های درازمدت مانند حمل و نقل دریایی بیش از مبالغی است که در حمل و نقل های کوتاه مدت نظیر حمل و نقل هوایی وجود دارد. نرخ بیمه نیز معمولا در حمل و نقل های درازمدت زمینی و دریایی به جهت طول زمانی حمل و نقل و آسیب پذیری کالا بیش از حمل و نقل هوایی است.
علاوه بر هزینه های بارگیری و تخلیه در ایستگاههای مبدا و مقصد هزینه های بارگیری مجدد بین راه را نیز می توان از جمله هزینه های جاری و یا متغیر به حساب آورد. گاهی ممکن است کالایی پیش از حرکت از ایستگاه مبدا و قبل از رسیدن به ایستگاه مقصد چندین مرحله جابجایی را به همراه داشته باشند که هر یک از آنها هزینه های متفاوتی را بر سطح هزینه های خدماتی وارد می کنند.
در مواردی ممکن است انتقال کالا از یک نوع وسیله نقلیه به نوع دیگر، علاوه بر هزینه های فنی و بارگیری مجدد، مخارج انبارداری و احیانا ایجاد ضایعات و گاهی تاخیر زمانی تحویل کالا را به همراه آورد که هر یک در نوع خود متضمن هزینه های متغیر است.
به هر حال هزینه های متغیر را بر حسب نوع آنها در دو گروه مشخص می توان طبقه بندی کرد.
الف) هزینه های متغیر که بطور مطلق با مسافت طی شده رابطه نسبی دارند
ب) هزینه های متغیری که رابطه مطلق با مسافت طی شده ندارند. مانند پرداخت عوارض گمرکی و هزینه استفاده از ترمینال ها (شکل 2-4)

شکل 2-4: هزینه های متغیر بر حسب عملکرد حمل و نقل
هزینه های متغیر به طور کلی بسیار متنوعند و از یک نوع حمل و نقل به نوع دیگر دارای تفاوت های زیادی می باشند. به همین دلیل گاهی اوقات تفکیک کردن هزینه ها کار بسیار پیچیده ای می باشد. با این حال در اقتصاد حمل و نقل ضرورت دارد که کار تحلیل هزینه ها به دقت انجام پذیرد(محمودی،1389).
2-2-3- هزینه های خارجیهزینه هایی که از عملکرد بنگاه حمل و نقل به محیط زیست تحمیل شده است ولی بابت آن مبلغی پرداخت نمی شود هزینه های خارجی یا در مواردی هزینه های چرخه حیات نامیده می شوند. در مدل تعادل عمومی چنین فرایندی دارای پیامد خارجی است و اثرات زیانباری را از طریق عملکرد یک بنگاه اقتصادی بر منافع یا هزینه های فرد و یا بنگاه دیگری اعمال می کند.
از نظر اقتصاد دانان، آلودگی در محیط زیست ابعاد وسیع تری را شامل می شود و اثرات آن زنجیره وسیعی را در چرخه حیات تحت تاثیر خود قرار می دهد. کلیه هزینه های تباهی و خسارت پذیری محیط زیست چه در قالب هزینه های بازسازی و چه بصورت هزینه های اجتناب از خسارت از آثار تخریب و آلودگی محیط زیست به شمار می روند.
بازتاب تخریب در حوزه حمل و نقل بسیار وسیع است. نتایج مطالعات انجام شده(محمودی،1383) مشخصا به چهار نوع از انواع هزینه های خارجی که بر عملکرد سیستم های مختلف حمل و نقل تاثیر می گذارند اشاره دارد. این نوع هزینه ها در ساده ترین شکل خود عبارتند از هزینه های خارجی ناشی از :
آلودگی صدا
آلودگی هوا
اثرات هزینه ای ناشی از تراکم
هزینه های حاصل از تصادفات
نتایج مطالعات انجام شده در سال 1991 در هفده کشور اروپایی نشان می دهد که 92 درصد هزینه های خارجی مربوط به حمل و نقل جاده ای، 9/5 درصد مربوط به حمل و نقل هوایی، 7/1 درصد مربوط به راهآهن و فقط 3/0 درصد آن به حمل و نقل آبی تعلق دارد.
یک مثال ساده برای شناخت نحوه عملکرد این هزینه ها وضعیت موجود در ترافیک شهری است که مترادف با حجم بالایی از آلاینده ها می باشد. مطالعات موردی نشان داده است که مصرف بنزین و سایر سوخت های فسیلی، مواد آلاینده ای از نوع منو اکسید کربن،هیدرو کربورها، اکسیدهای ازت و غیره را به مقدار زیادی در محیط های شهری پراکنده می کند، در حالی که هزینه های تخریب آن عملا پرداخت نمی شود.
بنابراین لازم است رانندگان شهری علاوه بر پرداخت بهای بنزین هزینه ای نیز بابت تخریب حاصل از مصرف آن که در قیمت بنزین مستتر شده است را پرداخت نمایند. این عمل در نوع خود سبب خواهد شد مصرف بنزین با کاهش قابل ملاحظه ای مواجه شود.

شکل 2-5: تعادل عرضه بنزین با احتساب هزینه های آلوده سازی محیط زیست
در نمودار فوق منحنی تقاضا PP و منحنی عرضه SS است. قیمت بنزین در نقطه تلاقی این دو منحنی یعنی EM به قیمت PM می باشد. با افزایش هزینه های خارجی ناشی از مصرف بنزین منحنی عرضه SS به S’S’ انتقال پیدا کرده است که این منحنی تابع تقاضا را در نقطه E’ قطع می کند. در چنین شرایطی اگر چه بنزین در مقدار کمتری عرضه می شود ولی بدلیل اینکه با قیمت بیشتری بفروش می رسد موجبات کاهش مصرف را فراهم می آورد. همچنین در نمودار فوق تفاضل PM’ و PM نشان دهنده هزینه های خارجی هستند که مصرف کنندگان از پرداخت آن خودداری می کنند.
روش داخلی کردن هزینه های خارجی اگرچه در موارد بسیاری ممکن نیست، ولی برای پیشگیری از اثرات نامطلوب زیست محیطی، لازم است با ایجاد ضوابط و مقرراتی روش هایی برای پرداخت اینگونه هرینه ها اعمال گردند.
2-3- قیمت گذاری حمل ونقلدر تئوری اقتصاد، قیمت ها دارای دو نقش اساسی هستند. نخست تخصیص بهینه خدمات و کالاها میان مصرف کنندگان و دوم انگیزه برای تولید کنندگان و حفظ منافع آنان. هدف یک گرداننده حمل و نقل در سیاست قیمت گذاری به حداکثر رساندن درآمد است. این کار به دو طریق ممکن می شود(محمودی،1389) :
گسترش اندازه بازار
جذب مشتریان جدید و افزایش سهم خود در بازار
یکی از مسائلی که در قیمت گذاری حمل و نقل می بایست مد نظر قرار داده شود هزینه های خارجی است که از مهمترین آنها هزینه تراکم ناشی از سنگینی ترافیک می باشد، که اغلب از سوی افراد و یا شرکت های حمل و نقل در نظر گرفته نمی شوند.
2-4- قیمت گذاری بر اساس هزینه خارجیاگرچه اصول قیمت گذاری بخش عمومی و وضع مالیات و عوارض امر شناخته شده ای است ولی به هر حال طرح و اجرای آن در مسائل حمل و نقل بخصوص در حمل و نقل جاده ای مشکلات و ویژگی های خاص خود را دارد. اصولا به دلیل مشکلات گردآوری عوارض از استفاده کنندگان محلی جاده های برون شهری، مخارج مستقیم مربوط به استفاده از این تاسیسات، پایه مهمی برای تامین مالی این زیر ساخت ها نمی باشد. از سوی دیگر هزینه های جانبی ناشی از استفاده از این تاسیسات، بسط و توسعه عملیات حمل و نقل بر روی آنها نیز به دلیل ضعیف بودن بنیان مالیاتی و یا به دلیل توسعه نیافتگی سیستم های مالی دارای عملکرد درستی نبوده و توزیع بهینه خدمات را با مشکل مواجه می کند.
به منظور ایجاد یک پیوند مفید اقتصادی و محیطی لازم است هزینه های مصرف کنندگان تاسیسات حمل و نقل در رابطه با افزایش درآمد طوری تنظیم شود که اولا از ظرفیت موجود استفاده موثر به عمل آید و ثانیا تامین هزینه های جانبی آنها فراهم شود.
مساله کارایی را می توان از طریق انتخاب بهینه در وسایط نقلیه و سوخت، افزایش کارایی میان قسمت های مختلف حمل و نقل و اعمال سیاست های مناسب در نگاه داری و مدیریت زیر ساخت های حمل و نقل تعمیم داد. امروزه با استفاده از روش های مختلف اخذ عوارض و مالیات که معمولا از طریق نصب باجه های مخصوص در محل های معین صورت می گیرد، موجب پیدایش یک درآمد دائمی شده و در نهایت موجب بوجود آمدن تشویق کننده ای برای استفاده کنندگان و متصدیان امور حمل و نقل گردیده است. افزایش کارایی منابع به خدمت گرفته شده در زیر ساخت های حمل و نقل و همچنین تخصیص بهینه منابع میان اشکال مختلف حمل و نقل نتایج مستقیم اینگونه تصمیمات می باشد. اینگونه اقدامات که سیاست های قیمت گذاری خاصی را می طبید، در نوع خود می تواند هزینه ها را کاراتر سازد و اساس و بنیان مالی بهتری را برای تدارک و نگاه داری تاسیسات حمل و نقل بوجود بیاورد.
در محتوای بهینه سازی هزینه ها این حقیقت وجود دارد که رفت و آمد در جاده ها چندین نوع آثار بیرونی از جمله ایجاد تراکم، آلوده سازی محیط زیست، تخریب سطوح جاده و غیره را به دنبال دارد که هر یک در نوع خود متضمن هزینه های جانبی است.
اثرات خارجی این عوامل و سطح اصطکاک آن در جاده ها به مقدار و نوع سوخت مصرفی وفناوری که در کاربرد این مواد انتخاب شده بستگی دارد. امروزه اخذ عوارض در محدوده نواحی پرتراکم جاده ها موجب شده است بخشی از هزینه های فوق تامین شود. گزارش بانک جهانی حاکی از آن است که اعمال این سیستم در بازگرداندن بخشی از هزینه های جانبی در سنگاپور بسیار موثر بوده است.
اخذ مالیات بابت بنزین و سایر سوخت های فسیلی به علت قابلیت آن در کاربردهای مختلف جانشین مناسبی برای کنترل آلوده سازی محیط زیست بشمار می رود. البته علیرغم آنکه مالیات بر بنزین نقش چندان مهمی را نمی تواند در محدود ساختن تراکم اعمال نماید ولی در بسیاری از کشورها تنها ابزاری است که به منظور رعایت کنترل ترافیک بکار برده می شود.
برای ایجاد فرایندی در فرموله کردن قیمت ابتدا لازم است اجزای تشکیل دهنده قیمت به خوبی شناخته شوند و سپس با استفاده از تجربیات جهانی و در نظر گرفتن قوانین، ضوایط قیمت تعیین شود. در مورد سوخت های فسیلی جامعه جهانی تقریبا به رعایت اصول فوق توافق دارد :
هزینه های منابع سوخت در حد قیمت های جهانی تعیین شود
هزینه های خارجی ناشی از مصرف سوخت در کلیه سطوح اعمال شود
هرگونه مالیات و یا عوارض برای مصرف و یا تعدیل مخارج باید بگونه ای تنظیم شود که تغییر در الگوی مصرف را به حداقل برساند.
تاکید دستور العمل فوق این است که هر گاه هزینه های جانبی و مخارج استفاده از تاسیسات زیربنایی حمل و نقل به طور مستقیم تامین نمی شود، مالیات بر سوخت و اخذ هزینه های خارجی می تواند هزینه های مربوط به زیر ساخت های حمل و نقل و برخی از هزینه های محیطی را بپوشاند. هر چند قیمت سوخت یک جانشین خیلی ضعیف برای تامین هزینه های حمل و نقل به شمار می رود ولی در شرایطی که حمل و نقل به طور سیستماتیک در طول روز جریان دارد می تواند به عنوان بهترین جانشین انتخاب شود. به دنبال تمهیدات فوق انتخاب یک روش مناسب برای قیمت گذاری خدمات حمل و نقل با مشکلاتی همراه می باشد زیرا اکثر منازعات بر سر قیمت به تخصیص هزینه های مشترک کل مربوط می شود. بنابراین بهتر است ابتدا یک محاسبه کلی از هزینه های زیر بنایی و همچنین هزینه های خارجی به عمل آورده و سپس در قیمت تعمیم داده شود.
بهترین مثال در چگونگی انجام این امر شامل مطالعاتی است که توسط گرانائو در سال 1994 و وینوبری در سال 1988 در کشورهای غنا، زیمباوه و تونس برای بانک جهانی انجام شده است. در این مطالعات چنین راهکار مناسب برای هزینه یابی و اعمال سیاست های مالیاتی در سیستم قیمت گذاری حمل و نقل نشان داده شده است. اساسی ترین نکته این مطالعات تاکید بر روی هزینه های جانبی است که از طریق تخریب جاده ها و افزایش تراکم توسط وسایل نقلیه سنگین و اتوبوسها ایجاد می شود.اگر چه بخش عمده از این خرابی ها به شرایط جغرافیایی مناطق مربوط می شود ولی نقش عمده وسایل نقلیه سنگین را نمی توان از نظر دور داشت. توصیه لازم در این زمینه این است که اولا هزینه های سرمایه ای در حساب مخارج گنجاند شود ثانیا مالیات سوخت بر حسب مسافت و میزان بارگیری اخذ شود. به طور مثال در برخی از کشورها مالیات سالانه برای وسایط نقلیه سنگین و خودروهای سواری با توجه به نوع خودرو متفاوت می باشد. مقدار مالیات در این شرایط به طور قابل ملاحظه ای به ظرفیت های بارگیری وسایل نقلیه بستگی دارد. این مسئله موجب برطرف شدن تخصیص هزینه های خارجی و توزیع آنها نمی شود ولی تاثیر بسزایی در بهبود آنها ایجاد می کند. الیته باید توجه داشت در انتخاب سیستهای اخذ مالیات و عوارض اولا باید بسیار محتاطانه عمل کرد و از اتخاذ روشهای نا معقول که ممکن است به آشفتگی بازار بینجامد اجتناب نمود، ثانیا افزایش درآمد عاملی برای توسعه دادن عرضه بشمار می رود و از این رو لازم است درآمدهای حاصله از منابع فوق به بهبود ساختار حمل و نقل اختصاص داده شود.
2-5- پیش بینی حجم ترافیکطی دهه اخیر پیشرفت و گسترش شناسگرهای ترافیکی، امکانات جدیدی را برای مدیریت ترافیک و شبکه معابر فراهم کرده است. شناسگرهای ترافیکی در سطح شبکه معابر نصب شده و به صورت لحظه ای پارامترهای ترافیکی را برداشت می کنند. اطلاعات برداشت شده توسط شناسگرها به کمک بستر مخابراطی به مرکز کنترل ترافیک – مرکز شهری و یا جاده ای – منتقل می شوند. یکی از وظایف مرکز کنترل ترافیک استفاده بهنگام از این اطلاعات برای مدیریت ترافیک است. مدل پیش بینی حجم ترافیک در کوتاه مدت یکی از بخش هایی است که از این اطلاعات استفاده می کند. این مدل با بکارگیری اطلاعات شناسگرهای ترافیکی هر معبر، حجم عبوری از یک معبر در لحظات پیش رو را پیش بینی می کند. از این اطلاعات برای مدیریت پیشگیرانه ترافیک استفاده می شود (افندی زاده، کیانفر،1387).
مدل های مرسوم پیش بینی، مقدار حجم ترافیک را برای سال های آینده و یا برای سناریوهای مختلف پیش بینی می کنند. این پیش بینی با استفاده از مدل های آینده و یا برای سناریوهای مختلف پیش بینی می کنند. این پیش بینی با استفاده از مدل های چهار مرحله ای و یا مدل های مستقیم انجام می شود. نتایج حاصل از این پیش بینی در حوزه برنامه ریزی حمل و نقل بکار گرفته می شود.
شبکه های عصبی از اجزای هوش مصنوعی هستند که در حوزه های کاربردی مختلف با موفقیت استفاده شده اند. یکی از روش پیشنهادی در اینجا، بکارگیری تکنیک های هوش مصنوعی می باشد.در ادامه از روش آماری رگراسیون جهت پیش بینی حجم تردد استفاده گردیده است و در انتها به مقایسه دو روش می پردازیم.
2-6- کلیات شبکههای عصبی مصنوعی تفاوت انسان با سایر موجودات زنده دیگر در توانایی تصمیمگیری و اراده اوست که به ساختار پیچیده مغز و سلسله اعصاب او بر می گردد. از دیرباز دانشمندان و محققین زیادی علاقمند به شناخت ساختمان مغز انسان و چگونگی انجام محاسبات و پردازشها در آن بودهاند آنچه باعث توجه گسترده به این موضوع شده اموری است که مغز آنها را در کسری از ثانیه انجام میدهد (مثل شناسایی چهره آشنا) در حالی که رایانههای دیجیتال برای انجام آنها نیاز به زمان زیادی دارند، بنابراین مغز برای محاسبات خود اساسا از ساختاری کاملا مغایر با ساختار رایانههای متداول برخوردار میباشد.
احساس نیاز بشر برای دستیابی به هوش مصنوعی به منظور نزدیکتر کردن ارتباط انسان و ماشین و دستیابی به ماشینهای هوشمندی که بتواند از عهده وظایف پیچیدهتر برآیند انگیزه اصلی تحقیقات گسترده بر روی سیستم عصبی انسان و دیگر موجودات زنده و تلاش در جهت شبیهسازی مصنوعی آن بوده است. شبکه عصبی مصنوعی (ANN)  ایدهای است برای پردازش اطلاعات که از سیستم عصبی زیستی الهام گرفته شده و مانند مغز به پردازش اطلاعات میپردازد . عنصر کلیدی این ایده ، ساختار جدید سیستم پردازش اطلاعات است.
2-7- نرون بیولوژیکی
همانطورکه گفته شد شبکههای عصبی مصنوعی الهام گرفته از سیستمهای بیولوژیکی هستند. اما اختلافهای عمدهای بین معماری و قابلیت شبکههای عصبی مصنوعی و طبیعی وجود دارد.
مغز انسان به عنوان یک سیستم پردزاش اطلاعاتی با ساختار موازی از 100 تریلیون (1011) نرونهای به هم مرتبط با تعداد کل (1016) ارتباط میباشد که این نرونها از طریق شبکهای از آکسونها و سیناپسها با چگالی تقریبی10 هزار سیناپس در هر نرون ، با هم ارتباط دارند.
محیط عملکرد این نرونها یک محیط شیمیایی است. گیرندههای حسی تحریکات را هم از محیط و هم از داخل بدن دریافت میکند. این تحریکات که به صورت ایمپالسهای الکتریکی هستند اطلاعات را به شبکه نرون ها وارد میکنند. سیستم عصبی مرکزی، اطلاعات دریافتی را پردازش میکند و با کنترل انگیزندهها پاسخ انسان را به صورتهای مختلف بروز میکند.

شکل 2-6: اجزای اصلی یک شبکه عصبی بیولوژیکسلول عصبی یا نرون که عنصر اساسی شبکه عصبی است در شکل 2-6 نشان داده شده است اجزا این سلول عبارتند از : بدنه سلول ، اکسون ، دندریت ، سیناپس
2-8- شبکههای عصبی مصنوعیشبکههای عصبی، نظیر انسانها، با مثال یاد میگیرند . یک ANN برای انجام وظیفههای مشخص، مانند شناسایی الگوها و دستهبندی اطلاعات، در طول یک پروسه یادگیری، تنظیم میشود . در سیستمهای زیستی یادگیری با تنظیماتی در اتصالات سیناپسی که بین اعصاب قرار دارد همراه است. این روش آموزش ANN ها نیز میباشد.
در این قسمت شبکههای عصبی را بر اساس ساختار شبکههای عصبی بیولوژیکی که مطرح شد معرفی میکنیم. اما قبل از آن شباهتهای بین این دو شبکه را عنوان میکنیم.


بلوکهای ساختاری در هر شبکه دستگاههای محاسباتی خیلی سادهای هستند و مضاف بر این نرونهای مصنوعی از سادگی بیشتری برخوردار میباشند.
ارتباطات بین نرونها عملکرد شبکه را تعیین میکند.
اما با وجود اینکه نرونهای بیولوژیکی از نرونهای مصنوعی که توسط مدارات الکتریکی ساخته میشوند بسیار کندتر هستند (یک میلیون بار)، عملکرد مغز خیلی سریعتر از عملکرد یک رایانه معمولی است. علت این پدیده بیشتر به دلیل ساختار کاملا موازی نرونها میباشد و این یعنی اینکه همه نرونها معمولا به طور همزمان کار میکنند و پاسخ میدهند از آنجائی که شبکههای عصبی مصنوعی هم دارای ساختار موازی هستند اما توسط رایانههای سری پیادهسازی میشوند و این مسأله باعث افت سرعت شدید در این شبکهها میشود.
با وجود این که شبکههای عصبی مصنوعی با سیستم عصبی طبیعی قابل مقایسه نیستند ویژگیهایی دارند که آنها را در بعضی از کاربردها مانند تفکیک الگو ، رباتیک ، کنترل و به طور کلی در هر جا که نیاز به یادگیری یک نگاشت خطی یا غیر خطی باشد ممتاز مینمایند. این ویژگی ها به شرح زیر هستند:
قابلیت یادگیری: استخراج نتایج تحلیلی از نگاشت غیر خطی که با چند مثال مشخص شده کار ساهای نیست. چون میدانیم که یک نرون یک دستگاه غیر خطی است در نتیجه یک شبکه عصبی که از اجتماع این نرونها تشکیل میشود هم یک سیستم کاملا پیچیده و غیرخطی خواهد بود. به علاوه خاصیت غیرخطی عناصر پردازش در کل شبکه توزیع می گردد هنگام پیاده سازی این نتایج با یک الگوریتم معمولی وبدون قابلیت یادگیری نیاز به دقت و مراقبت زیادی دارد درچنین حالتی سیستمی که بتواند خود این رابطه را استخراج کند بسیار سودمند به نظر میرسد . خصوصاً اینکه افزودن مثالهای اجتماعی در آینده به یک سیستم با قابلیت یادگیری، به مراتب آسانتر از انجام آن در یک سیستم بدون چنین قابلیتی است.
قابلیت یادگیری یعنی توانایی تنظیم پارمترهای شبکه (وزنهای سیناپتیکی) در مسیر زمان که محیط شبکه تغییر میکند و شبکه شرایط جدید را تجربه میکند، با این هدف که اگر شبکه برای یک وضعیت خاص آموزش دید و تغییر کوچکی در شریط محیطی شبکه رخ داد، شبکه بتواند با آموزش مختصر برای شریط جدید نیز کارآمد باشد. دیگر اینکه اطلاعات در شبکههای عصبی در سیناپسها ذخیره و هر نرون در شبکه، به صورت بالقوه ازکل فعالیت سایر نرونها متأثر میشود. در نتیجه، اطلاعات از نوع مجزا از هم نبوده، بلکه متأثر از کل شبکه میباشد.
2- پراکندگی اطلاعات: آنچه که شبکه فرا میگیرد و یا به عبارت دیگراطلاعات یا دانش، در وزنهای سیناپسی مستتر میباشد و رابطه یک به یک بین ورودیها و وزنهای سیناپتیکی وجود ندارد. میتوان گفت که هر وزن سیناپسی مربوط به همه ورودیها است ولی به هیج یک از آنها به طور منفرد مربوط نیست به عبارت دیگر هر نرون در شبکه از کل فعالیت سایر نرونها متأثر میباشد در نتیجه اطلاعات به صورت زمینهای توسط شبکههای عصبی پردازش میشود.
3- قابلیت تعمیم: پس از آنکه مثالهای اولیه به شبکه آموزش داده شد شبکه می تواند در مقابل یک ورودی آموزش داده نشده قرار می گیرد و یک خروجی مناسب ارائه نماید. این خروجی بر اساس مکانسیم تعیمم که همانا چیزی جز پروسه درونیابی نیست بدست می آید.
4- پردازش موازی: هنگامیکه شبکه عصبی در قالب سخت افزار پیاده می شود سلول هایی که در یک تراز قرار می گیرند میتواننند به طور همزمان به ورودی های ان تراز پاسخ دهند. این ویژگی باعث افزایش سرعت پردازش می شود در واقع در چنین سیستمی ، وظیفه کلی پردازش ، بین پردازنده های کوچکتر مستقل از یکدیگر توزیع می گردد.
5- مقاوم بودن: در یک شبکه عصبی ، هر سلول به طور مستقل عمل می کند و رفتار کلی شبکه برآیند رفتارهای محلی سلول های متعددی است. این ویژگی باعث می شود تا خطاهای محلی از چشم خروجی نهایی دور بمانند. به عبارت دیگر سلول ها در یک روند همکاری، خطاهای محلی یکدیگر را تصحیح می کنند این خصوصیت باعث افزایش قابلیت مقاوم بودن در سیستم می گردد.
2-9- تاریخچه شبکههای عصبی مصنوعی
گرچه برخی از پیش زمینههای شبکههای عصبی در اوائل قرن بیستم و اواخر قرن نوزدهم در فیزیک، روانشناسی و نروفیزیولوژی مطرح گردید، ولی دیدگاه جدید شبکههای عصبی در دهه 40 قرن بیستم شروع شد. در سال 1943 اولین مدل نرون بر مبنای ساختمان نرون بیولوژیکی توسط McCulloch و Pitts ارائه شد که به نرون M-P مشهور است . در این نرون وزنها به دو دسته تحریک (1+) و بازدارنده (1-) تقسیم میشوند. ورودیها و خروجی نرون تنها میتواند مقادیر باینری صفر و یک را بگیرند. نرون وقتی فعال است که میزان کلی تحریک از یک مقدار یا حد آستانه بیشتر شود. با این مدل میتوان عملیات منطقی نظیر AND ، OR و NOT را انجام داد.
در سال 1949، اولین قانون یادگیری به نام قانون یادگیری Hebb ارائه شد. هب در کتاب مشهور خود بیان کرد که ارتباط بین نرونهای مغز همراه با یادگیری تغییر میکند. بر طبق نظریه هب، تحریک مکرر یک نرون توسط نرونی دیگر از طریق یک ارتباط خاص، هدایت آن ارتباط را افزایش میدهد. در سال 1958، Rosenblat یک شبکه عصبی موسوم به پرسپترون را معرفی کرد که شبکهای متشکل از نرون های M-P بود. پرسپترون متشکل از یک لایه ورودی بود که به وسیله وزنهایی قابل تنظیم به نرونها متصل میشد. قاعده یادگیری پرسپترون بر مبنای تحصیح وزن در یک روش تکراری است که قویتر از قاعده یادگیری هب است.
در اوایل دهه 60 Widrow و شاگردش Hoff یک قاعده یادگیری که به نام ویدرو – هوف یا قاعده دلتا نامیده میشود، ارائه دادند که مشابه قاعده یادگیری پرسپترون بود.
قاعده دلتا وزنها را برای کاهش خطای مابین ورودی به نرون خروجی و خروجی مطلوب تصحیح میکند این شبکه به نام آدلاین نامیده میشود بعدها شبکههای چند لایه از آدلاین به نام مادلاین به وجود آمدند.
این شبکهها کاربرد گستردهای در زمینه مخابرات شناسایی الگو و مسائل کنترل داشتند. اما در سال 1969 ،Minsky و Papert محدودیتهای پرسپترون را در تمایز گذاشتن بین برخی الگوهای ساده نشان دادند و متذکر شدند که یک نرون M-Pنمیتواند عنصر محاسباتی کاملی باشد. همچنین نبود رایانههای سریع به این مشکل دامن میزند از اینجا دوران رکود در شبکههای عصبی شروع شد که این رکود تا اواسط دهه 80 ادامه داشت.

user8323

2-4-3-1-5- الگوریتم ایمنی مصنوعی53
2-4-3-1-6- سیستم ایمنی مصنوعی و مسائل بهینه سازی چندهدفه54
2-4-3-2- الگوریتم MISA56
2-4-3-3- الگوریتم VIS61
2-4-3-4- الگوریتم NNIA64
2-5- روش‌های اندازه گیری عملکرد الگوریتم‌های چندهدفه67
2-5-1- فاصله نسلی68
2-5-2- درجه توازن در رسیدن همزمان به اهداف69
2-5-3- مساحت زیر خط رگرسیون70
2-5-4- تعداد جواب‌های غیرمغلوب نهائی71
2-5-5- فاصله گذاری71
2-5-6- گسترش72
2-5-7- سرعت همگرائی73
2-5-8- منطقه زیر پوشش دو مجموعه73
2-6- جمع بندی74
فصل سوم: مدل سازی مسأله و توسعه الگوریتم‌ها76
3-1- مسأله موردتحقیق77
3-2- طراحی الگوریتم‌ها81
3-2-1- تطبیق الگوریتم‌ها با مسئله موردبررسی81
3-2-1-1- ساختار حل‌ها81
3-2-1-2- معیار توقف82
3-2-2- تطبیق الگوریتم NSGA-II برای مسئله موردبررسی83
3-2-3- تطبیق الگوریتم CNSGA-II برای مسئله موردبررسی84
3-2-4- تطبیق الگوریتم NRGA برای مسئله موردبررسی85
3-2-5- تطبیق الگوریتم MISA برای مسئله موردبررسی85
3-2-6- تطبیق الگوریتم VIS برای مسئله موردبررسی85
3-2-7- تطبیق الگوریتم NNIA برای مسئله موردبررسی86
فصل چهارم: تجزیه و تحلیل داده‌ها87
4-1- تولید مسأله نمونه88
4-2- اندازه گیری عملکرد الگوریتم‌ها براساس معیارها89
4-3- تجزیه و تحلیل نتایج92
فصل پنجم: نتیجه گیری و مطالعات آتی100
5-1- نتیجه گیری101
5-2- مطالعات آتی102
فهرست منابع و مراجع103
پیوست الف: محاسبه معیارهای هشت گانه برای الگوریتم های استفاده شده105
پیوست ب: نمودارهای بدست آمده از تجزیه و تحلیل نتایج113
پیوست ج: یک نمونه مسئله حل شده توسط الگوریتم NSGA-II118
پیوست د: کد برنامه نویسی الگوریتم NSGA-II در محیط MATLAB123

فهرست اشکال
شکل 2-1- مدل پایه‌ای صف36
شکل 2-2- مجموعه حل‌های غیرمغلوب41
شکل 2-3- نمایشی از نحوه عملکرد NSGA-II43
شکل2-4- الگوریتم NRGA47
شکل 2-5- سلول B، آنتی ژن، آنتی بادی، اپیتوپ، پاراتوپ و ادیوتوپ50
شکل 2-6- فلوچارت الگوریتم MISA57
شکل 2-7- یک شبکه تطبیقی برای رسیدگی به حافظه ثانویه60
شکل 2-8- فلوچارت الگوریتم VIS62
شکل 2-9- تکامل جمعیت NNIA65
شکل 2-10- نمایش حل‌های مناسب69
شکل 2-11- مساحت زیر خط رگرسیون70
شکل 2-12- بیشترین گسترش73
شکل 3-1- مکانیسم عملگر تقاطع83
شکل 4-1- نمودار همگرایی الگوریتم‌ها براساس شاخص MID90
شکل 4-2- نتیجه بدست آمده از آنالیز واریانس برای معیار تعداد جواب‌های غیرمغلوب94
شکل 4-3- نتیجه بدست آمده از آزمون توکی برای معیار تعداد جواب‌های غیرمغلوب95
شکل 4-4- نتیجه به دست آمده از آنالیز واریانس برای تعداد جواب‌های غیرمغلوب97

فهرست جداول
جدول 4-1- مشخصات هر نمونه88
جدول 4-2- گروه بندی الگوریتم‌ها براساس معیار تعداد جواب‌های غیرمغلوب96
جدول 4-3- مقایسه الگوریتم‌ها ازنظر معیارهای مختلف و در حالت‌های گوناگون98
جدول 4-4- متوسط معیارهای الگوریتم‌ها و رتبه بندی الگوریتم‌ها براساس آن99
4221207272
82867519050 1
00 1

تعریف مسأله

1-1- مقدمه
با رشد روز افزون معاملات تجاری در سطح جهان و در سال‌های اخیر، ظهور پدیده تجارت الکترونیک و بانکداری الکترونیک به عنوان بخش تفکیک ناپذیر از تجارت الکترونیک مطرح شد. بانکداری الکترونیک اوج استفاده از فناوری انفورماتیک و ارتباطات و اطلاعات برای حذف دو قید زمان و مکان از خدمات بانکی است. ضرورت یک نظام بانکی کارامد برای حضور در بازارهای داخلی و خارجی ایجاب می‌کند تا بانکداری الکترونیک نه به عنوان یک انتخاب، بلکه ضرورت مطرح شود. امروزه پایانه فروش، پایانه شعب، دستگاه‌های خودپرداز و ... نماد بانکداری الکترونیک است و یافتن مکان بهینه برای این پایانه‌ها و دستگاه‌ها می‌تواند نقش مهمی در حضور یک بانک یا مؤسسه در بازارهای داخلی و خارجی داشته باشد [1].
1-2- مکانیابی تسهیلات
فرض کنید که یک شرکت رسانه‌ای می‌خواهد که ایستگاه‌های روزنامه را در یک شهر ایجاد کند. این شرکت در حال حاضر جایگاه‌هایی را به صورت بالقوه در شهرهای همسایه اش مشخص کرده‌است و هزینه ایجاد و نگهداری یک جایگاه را می‌داند. همچنین فرض کنید که تقاضای روزنامه در هر شهر همسایه مشخص است. اگر این شرکت بخواهد تعدادی از این ایستگاه‌ها را ایجاد کند، باتوجه به مینیمم کردن کل هزینه‌های ایجاد و نگهداری این ایستگاه‌ها و همچنین متوسط مسافت سفر مشتریان، این ایستگاه‌ها در کجا باید واقع شوند؟
سؤال قبل یک مثال از مسأله مکانیابی تسهیلات بود. مکانیابی تسهیلات یعنی اینکه مجموعه‌ای از تسهیلات (منابع) را به صورت فیزیکی به گونه‌ای در یک مکان قراردهیم که مجموع هزینه برآورده کردن نیازها (مشتریان) باتوجه به محدودیت‌هایی که سر راه این مکانیابی قرار دارد، مینیمم گردد.
از سالهای 1960 به این طرف مسائل مکانیابی یک جایگاه ویژه‌ای را در حیطه تحقیق در عملیات اشغال کرده‌اند. آنها وضعیت‌های مختلفی را درنظر گرفته‌اند که می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد: تصمیم گیری در مورد مکان کارخانجات، انبارها، ایستگاه‌های آتش نشانی و بیمارستان‌ها.
به طور اساسی، یک مسأله مکانیابی بوسیله چهار عنصر زیر توصیف می‌شود:
مجموعه‌ای از مکانها که در آن‌ها، تسهیلات ممکن است ایجاد یا باز شوند. برای هر مکان نیز بعضی اطلاعات درمورد هزینه ساخت یا باز نمودن یک تسهیل در آن مکان مشخص می‌شود.
مجموعه‌ای از نقاط تقاضا (مشتریان) که برای سرویس دهی به بعضی از تسهیلات اختصاص داده شوند. برای هر مشتری، اگر بوسیله یک تسهیل معینی خدمت‌رسانی شود، بعضی اطلاعات راجع به تقاضایش و درمورد هزینه یا سودش بدست می‌آید.
لیستی از احتیاجات که باید بوسیله تسهیلات بازشده و بوسیله تخصیص نقاط تقاضا به تسهیلات برآورده شود.
تابعی از هزینه یا سودهایی که به هر مجموعه از تسهیلات اختصاص پیدا می‌کند.
پس هدف این نوع مسائل، پیدا کردن مجموعه‌ای از تسهیلات است که باید باتوجه به بهینه کردن تابع مشخصی باز شوند.
مدل‌های مکانیابی در یک زمینه گسترده از کاربردها استفاده می‌شود. بعضی از این موارد شامل موارد ذیل است: مکانیابی انبار در زنجیره تأمین برای مینیمم کردن متوسط زمان فاصله تا بازار؛ مکانیابی سایت‌های مواد خطرناک برای مینیمم کردن درمعرض عموم قرار گرفتن؛ مکانیابی ایستگاه‌های راه آهن برای مینیمم کردن تغییرپذیری زمان بندی‌های تحویل بار؛ مکانیابی دستگاه‌های خودپرداز برای بهترین سرویس دهی به مشتریان بانک و مکانیابی ایستگاه‌های عملیات تجسس و نجات ساحلی برای مینیمم کردن ماکزیمم زمان پاسخ به حادثه‌های ناوگان دریایی. با اینکه این پنج مسأله توابع هدف مختلفی دارند، همه این مسائل در حوزه مکانیابی تسهیلات واقع می‌شوند. درواقع، مدل‌های مکان‌یابی تسهیلات می‌توانند در موارد ذیل متفاوت باشند: توابع هدفشان، معیارهای فاصله‌ای که به کار می‌برند، تعداد و اندازه تسهیلاتی که قرار است مکانیابی شوند و چندین معیار تصمیم گیری مختلف دیگر. بسته به کاربرد خاص هر مسأله، درنظرگرفتن این معیارهای مختلف در فرموله کردن مسأله، منتهی به مدل‌های مکانیابی بسیار متفاوتی خواهدشد.
1-3- بیان مسأله
هدف از اجرای این تحقیق، مکان‌یابی سیستم‌های خدمات رسانی ثابت با ظرفیت خدمت محدود می‌باشد. یعنی دستگاه‌های خدمت‌رسان به چه تعداد و در چه محل‌هایی استقرار یابند و چه مراکز تقاضایی به این دستگاههای خدمت‌رسان تخصیص یابند. در چنین سیستم‌هایی، زمانی که برای انجام سرویس موردنیاز است تصادفی است و همچنین تقاضای انجام خدمت در نقاط تصادفی از زمان می‌رسند که این تقاضا از جمعیت بزرگی از مشتریان سرچشمه می‌گیرد و معمولاً این سرویس‌دهی در نزدیک ترین تسهیل انجام می‌شود. چنین سیستم‌های خدمت‌رسانی، سیستم‌های صف را تشکیل می‌دهند. مدل‌های مختلفی برای حل این مسائل مکان‌یابی سیستم صف ارائه شده‌است.
دو ناحیه کاربردی وجود دارد که ما با این مدل‌ها روبه رو می‌شویم [4]: اولی در طراحی سیستم ارتباط کامپیوتری مانند اینترنت می‌باشد. در یک سیستم ارتباط کامپیوتری، ترمینال‌های مشتری (کاربران اینترنت) به کامپیوترهای میزبان (سرورهای پروکسی، سرورهای آینه) وصل می‌شوند که قابلیت پردازش بالا و/یا پایگاه داده‌های بزرگ میزبان دارند. زمانی که طول می‌کشد تا سرور درخواست را پردازش کند بستگی به سرعت پردازش سرور و و نوع درخواست دارد که آن هم تصادفی است. زمانی که مشتری برای پاسخ سرور منتظر می‌ماند نیز بستگی به تعداد و اندازه درخواست‌های داده‌ای است که در حال حاضر در صف هستند. به طور کلی، درخواست‌های مشتری‌ها به نزدیکترین سرور وصل می‌شود. این مکان و ظرفیت سرورها، پارامترهای طراحی بحرانی هستند. این انتخاب پارامترها تأثیری قابل توجه روی کیفیت خدمات دارد، به طوری که بوسیله یک مشتری درک می‌شود.
کاربرد دوم شامل طراحی یک سیستم دستگاه خودپرداز برای بانک است. مشتری‌ها به صورت تصادفی به یک دستگاه خودپرداز می‌رسند. اگر هنگامی‌که آن‌ها می‌رسند، دستگاه آزاد باشد، آن‌ها بلافاصله سرویس دهی می‌شوند. در غیر این صورت ، آن‌ها به صف می‌پیوندند یا آن جا را ترک می‌کنند. زمان تصادفی که یک مشتری در یک دستگاه سپری می‌کند بستگی به تعداد و نوع تراکنشی (مثلاً مانده حساب، دریافت وجه، انتقال وجه و غیره) دارد که او انجام می‌دهد. منبع قابل توجه دیگر زمان مشتری در یک دستگاه، شامل تأخیر ارسال در مدت شبکه ارتباط بانک است. از آن جا که دستگاه‌ها ثابت هستند، مشتری‌ها باید به یک مکان خودپرداز مراجعه کنند تا یک تراکنش را انجام دهند. گاهی اوقات، مردم در طول مسیر خود (مثلاً از خانه به محل کار) برای استفاده از یک دستگاه خودپرداز به آن مراجعه می‌کنند؛ گاهی اوقات هم، آن‌ها آن را طبق یک مسیر از پیش برنامه‌ریزی‌شده (مثلاً مسیر روزانه بین خانه و کار) استفاده می‌کنند. به طور کلی، آن‌ها از تسهیل با کمترین هزینه قابل‌دسترس استفاده می‌کنند. برای مثال، هنگامی‌که هزینه‌ها بوسیله مسافت سفر تعیین می‌شود، مشتری‌ها نزدیکترین تسهیل به محل کار/خانه یا نزدیکترین مسیر روزانه شان را انتخاب می‌کنند. ما فرض می‌کنیم که مشتری‌ها هیچ اطلاعی از تأخیرات دستگاه‌های خودپرداز ندارند و از این رو نزدیکترین تسهیل را برای درخواست سرویسشان انتخاب می‌کنند.
فرضیاتی که برای این مسأله درنظر گرفته می‌شود به شرح زیر می‌باشد:
گره مشتری وجود دارد که هر یک درخواستی را برای سرویس ایجادمی‌کند؛
تعداد درخواست‌ها در واحد زمان، یک جریان پوآسن مستقل را تشکیل می‌دهند؛
گره خدمت‌رسان بالقوه وجود دارد؛
مشتریان از مراکز تقاضا به سمت مکان این دستگاه‌ها حرکت می‌کنند؛
هر جایگاه خدمت فقط یک خدمت دهنده دارد؛
زمان سرویس یک دستگاه به صورت تصادفی و توزیع نمایی دارد؛
مکان دستگاه‌ها ثابت هستند؛
مشتری‌ها بوسیله نزدیکترین دستگاه خودپرداز خدمت‌رسانی می‌شوند؛
میزان زمان انتظار مشتریان در صف نباید از یک حد ازپیش تعیین شده، فراتر رود؛
ماکزیمم تعداد دستگاه‌های خدمت‌رسان از قبل تعریف شده‌است.
در مسائل مکان‌یابی تک هدفه، هدف مسأله معمولاً هزینه یا پوشش بوده‌است، امّا در مسائل چندهدفه، حداقل یک هدف دیگر وجود دارد که باتوجه به طبیعت این گونه مسائل، با هدف اوّلی درتضاد است.
براین اساس، ما مروری بر روی اهدافی که در مسائل مکان‌یابی چندهدفه توسعه یافته می‌کنیم. این اهداف می‌توانند به صورت زیر توصیف شوند:
هزینه: انواع مختلفی از هزینه وجود دارد. این انواع می‌توانند به دو قسمت ثابت و متغیر تقسیم شوند. هزینه‌های ثابت شامل هزینه شروع و نصب به همراه سرمایه گذاری می‌باشد. هزینه‌های متغیر می‌تواند هزینه حمل و نقل، عملیات، تولید، خدمات، توزیع، تدارکات، دفع پسماند، نگهداری و محیطی باشد. هزینه حمل و نقل بیشترین و هزینه نصب بعد از آن قرار دارد. مسائل مختلفی از یک معیار «هزینه کل» استفاده کرده‌اند که شامل همه هزینه‌ها تحت یک هدف می‌شود.
ریسک‌های محیطی: این هدف شامل ریسک حمل و نقل، ریسک طبیعی، دفع پسماند یا ریسک رفتاری، یا «اثرات نامطلوب» عمومی است که جایگاه بزرگی دارد. به هر حال نسبت ریسک محیطی در مسائل مکان‌یابی کمتر از دیگر هزینه‌هاست.
پوشش: تقریبا مجموعه کامل مسائل مکان‌یابی درباره پوشش مسافت، زمان، مبلغ و یا حتی انحراف پوشش است. اگرچه بسیاری از مسائل از مسافت و پوشش جمعیّت به عنوان هدفشان استفاده می‌کنند، اما در بعضی مسائل نیز زمان مهّم است.
مفهوم تساوی نیز در این طبقه قرار می‌گیرد، زیرا این نوع مسائل، روشی منصفانه در برخورد با مسأله پوشش دارند.
سطح و کارائی خدمت: در این طبقه، هدف سطح سرویس به همراه کارائی قرارمی‌گیرد.
سود: بعضی مسائل به سود خالص (تفاوت بین سودها و هزینه‌ها) علاقمندند.
اهداف دیگر: بعضی اهداف دیگر که در مسائل مکان‌یابی استفاده می‌شوند، مانند دستیابی به منابع به همراه ریسک‌های سیاسی و اجتماعی که نمی‌توانند در دیگر دسته‌ها قرار بگیرند.
سه هدف برای مسأله موردنظر ما درنظر گرفته شده‌است که هدف اول، مینیمم کردن متوسط تعداد مشتریان درحال سفر؛ هدف دوم، مینیمم کردن متوسط تعداد مشتریان در حال انتظار و هدف سوم، ماکزیمم کردن مجموع کارکرد دستگاه‌ها در واحد زمان می‌باشد.
1-4- روش حل
به طور کلی مسائل مکانیابی تسهیلات اصولاً NP-Hardهستند و بعید است بدون کاربرد الگوریتم‌های فراابتکاری بتوان حلّی بهینه را در زمان معقول پیدا کرد و زمان محاسباتی نیز با توجه به اندازه مسأله به صورت نمایی افزایش می یابد.
مسائل بهینه یابی چندهدفه، به طور کلی با یافتن حل‌های بهینه پارتو یا حل‌های مؤثّر کارمی‌کنند. چنین حل‌هایی غیرمغلوب هستند، یعنی هنگامی‌که همه اهداف درنظر گرفته شوند، هیچ حل دیگری برتر از آن‌ها نیست. بیشترین روش‌هایی که برای حل مسائل بهینه سازی چندهدفه به کار می‌روند، روشهای ابتکاری و فراابتکاری هستند.
برای مسائلی که در کلاس NP-Hard قرار می گیرند، تاکنون روش‌های دقیقی که بتواند در حالت کلی و در زمانی معقول به جواب دست یابد توسعه داده نشده‌است. از این رو روش‌های ابتکاری و فراابتکاری مختلفی را برای حل این دسته از مسائل به کار می برند تا به جواب‌های بهینه یا نزدیک به بهینه دست یابند.
در این تحقیق سعی شده‌است که از چندین الگوریتم بهینه سازی چندهدفه استفاده شود. الگوریتم NSGA-II به این خاطر انتخاب شده‌است که این الگوریتم در بسیاری از مقالات به عنوان الگوریتم مرجع مقایسه گردیده‌است. الگوریتم CNSGA-II نیز به این علت انتخاب شده‌است که روشی مناسب برای برخورد با محدودیت‌های حل مسأله ارائه می‌کند. چون باتوجه به ماهیت مسأله، چندین محدودیت سر راه حل مسأله ایجاد شده‌است که راهکار مناسبی برای رسیدگی به این محدودیت‌ها ایجاب می‌کند. الگوریتم NRGA نیز چون جزء جدیدترین الگوریتم‌های ارائه شده در زمینه بهینه سازی چندهدفه می‌باشد مورداستفاده قرار گرفته‌است. در سال‌های اخیر، الگوریتم‌های بهینه سازی مبتنی بر ایمنی مصنوعی بسیار مورد توجه قرار گرفته‌است که به همین علت، ما در این تحقیق سعی بر آن داریم که از کارآمدترین این الگوریتم‌ها استفاده کنیم. از میان الگوریتم‌های چندهدفه ایمنی، ما از MISA، VIS و NNIA استفاده کرده ایم که در ادامه و در بخش‌های بعدی به نتایج خوبی که دراثر استفاده از این الگوریتم‌ها بدست می‌آید، اشاره می‌کنیم.
1-5- اهمیت و ضرورت تحقیق
امروزه پایانه فروش، پایانه شعب، دستگاه‌های خودپرداز و ... نماد بانکداری الکترونیک است و یافتن مکان بهینه برای این پایانه‌ها و دستگاه‌ها می‌تواند نقش مهمی در حضور یک بانک یا مؤسسه در بازارهای داخلی و خارجی داشته باشد.
در این تحقیق سعی شده‌است که محدودیت‌ها و چالش‌های فراروی این مسأله در دنیای واقعی تا حد ممکن درنظر گرفته شود. به همین منظور محدودیت‌هایی ازقبیل ماکزیمم دستگاه خدمت‌رسانی که می‌تواند به کار گرفته شود و حدّ بالای زمان انتظار برای مشتریان منظور شده‌است. همچنین به‌دلیل اینکه یک هدف، پاسخگوی انگیزه ایجاد شده برای انجام این طرح نمی‌باشد، این مسأله به صورت یک مسأله چند هدفه درنظر گرفته شده‌است تا به دنیای واقعی هر چه نزدیکتر گردد تا در درجه اول سود بانک یا مؤسسه ازطریق انتخاب بهینه دستگاه‌های خودپرداز افزایش یابد و در درجه دوم رضایت مشتریان جلب گردد، به صورتی که هم پوشش مناسب برای خدمت‌رسانی داده شود و هم مدت زمان خدمت‌رسانی به مشتریان حداقل گردد.
1-6- اهداف تحقیق
اهدافی که برای اجرای این تحقیق درنظر گرفته شده‌است عبارتند از:
مروری بر مدل‌های مکانیابی تسهیلات به صورت کلّی
مروری بر مدل‌های مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم
بهینه نمودن استفاده از دستگاه‌های‌های خدمت‌رسان؛ یعنی دستگاه‌های خدمت‌رسان به چه تعداد و در چه محل‌هایی استقرار یابند و چه مراکز تقاضایی به این دستگاههای خدمت‌رسان تخصیص یابند، به‌صورتی که هم رضایت مشتریان جلب شود (این هدف را به صورت کمینه کردن مجموع زمان خدمت‌رسانی به مشتریان که شامل زمان سفر مشتریان از مراکز تقاضا به مراکز خدمت‌رسانی و زمان انتظار آنها برای خدمت‌رسانی درنظر گرفته ایم) و هم مجموع کارکرد دستگاه‌ها بیشینه گردد.
تطبیق الگوریتم‌های مختلف با مسئله مورد بررسی
تجزیه و تحلیل الگوریتم‌های مختلف با استفاده از روشهای مقایسه الگوریتم‌ها
1-7- جمع بندی
مسأله مکانیابی تسهیلات در حالت کلی به عنوان یک مسأله NP-Hard شناخته می‌شود. به‌خصوص در حالتی که محدودیت‌های دیگری نظیر محدودیت انتظار مشتریان در صف و محدودیت در تعداد تسهیلات باز شده نیز مطرح باشد، پیچیدگی این مسأله چندین برابر می‌شود.
هدف اول، مینیمم کردن متوسط تعداد مشتریان درحال سفر؛ هدف دوم، مینیمم کردن متوسط تعداد مشتریان در حال انتظار و هدف سوم، ماکزیمم کردن مجموع کارکرد دستگاه‌ها در واحد زمان می‌باشد.
پایان نامه دارای ساختار زیر است: در فصل دوم برای آنکه خواننده با مفاهیمی که در این پایان‌نامه به کار گرفته شده‌است و همچنین موضوعاتی که در این تحقیق مطرح می‌شود، مروری جامع بر ادبیات موضوعات در بخش‌های مختلف اعم از مکانیابی تسهیلات به صورت کلی، مکانیابی تسهیلات باتوجه به مسأله مطرح شده و محدودیت‌های ایجاد شده به عمل آمده‌است. همچنین الگوریتم‌های چندهدفه‌ای که در این پروژه - ریسرچبه کار گرفته شده‌است به طور عمومی معرفی و تشریح می‌شوند. باتوجه به اینکه سه الگوریتم از این الگوریتم‌ها از مبحث ایمنی مصنوعی است، سعی شده‌است تا مروری مختصر بر این موضوع نیز انجام شود. در آخر نیز روش‌های اندازه گیری عملکرد الگوریتم‌های چندهدفه معرفی شده‌اند.
در فصل سوم ابتدا درمورد مسئله مورد بررسی این تحقیق توضیحات کافی داده می شود و اهداف و محدودیت های فراروی آن شرح داده می شود. سپس، در قسمت طراحی الگوریتم‌ها، الگوریتم‌های درنظر گرفته شده را با مسئله مورد بررسی تطبیق می دهیم.
در فصل چهارم پس از اینکه درمورد تولید مسائل نمونه صحبت کردیم، به تجزیه و تحلیل و مقایسه الگوریتم‌ها خواهیم پرداخت که این کار را به این صورت انجام می‌دهیم که ابتدا معیارهای مختلف را برای تمامی الگوریتم‌ها اندازه گیری کرده و سپس این نتایج را باتوجه به روش‌های موجود درزمینه تحلیل واریانس، مورد تجزیه و تحلیل قرارمی‌دهیم.
در فصل پنجم نیز پس از مروری کلّی بر تحقیقی که انجام شده، چند زمینه تحقیق برای مطالعات آتی به خوانندگان پیشنهاد می‌شود.
4221207272
82867519050 2
00 2

مرور ادبیات

2-1- مقدمه
در این فصل، ابتدا به بحث درباره موضوع مکانیابی تسهیلات می پردازیم. در ابتدا، به مروری بر ادبیات این موضوع می پردازیم. در ادامه، مسائل پوشش که مهمترین و پرکاربردترین مباحث در این حوزه است را توضیح داده و مدل های دیگر مکانیابی تسهیلات را معرفی می نمائیم. سپس باتوجه به اینکه مسئله ما در حیطه مسائل مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم می باشد، به مرور ادبیات این حیطه و خصوصیات این نوع مدل ها می پردازیم. سپس سیستم صف و مسائلی که در این حوزه و ادامه تحقیق، موردنیاز است، شرح داده می شود. همچنین الگوریتم‌های چندهدفه‌ای که در این پروژه - ریسرچبه کار گرفته شده‌است به طور عمومی معرفی و تشریح می‌شوند. باتوجه به اینکه سه الگوریتم از این الگوریتم‌ها از مبحث ایمنی مصنوعی است، سعی شده‌است تا مروری مختصر بر این موضوع نیز انجام شود. در آخر نیز روش‌های اندازه گیری عملکرد الگوریتم‌های چندهدفه معرفی شده‌اند.
2-2- مکانیابی تسهیلات
2-2-1- مرور ادبیات در موضوع مکانیابی تسهیلات [5]
می‌توان استدلال نمود که تحلیل‌های مکانیابی در قرن هفدهم و با مسأله پیِر دِ فِرمَت شروع شد: فرض کنید که سه نقطه در یک صفحه وجود دارد، نقطه چهارمی را پیداکنید به صورتی که مجموع فواصلش تا سه نقطه فرض شده مینیمم گردد. اِوانجلیستا توریچلی نیز یکی از کسانی است که ساختارهای فضایی که نیاز به یافتن یک چنین میانه‌های فاصله‌ای یا «نقاط توریچلی» دارند، به آن نسبت داده شده‌است. به هر حال در قرن اخیر، با «مسأله وِبِر» از آلفرد وِبِر و بعضی از گسترش‌های بعدی اش در مسئله درِزنر و همکارانش دوران جدید تحلیلهای مکانیابی با کاربردش در مکانیابی صنعتی شروع می‌شود. مسأله وِبِر نقاطی را در یک سطح پیدا می‌کند که مجموع فواصل اقلیدسی وزن‌دهی شده آن تا یک مجموعه نقاط ثابت مینیمم گردد. این مسأله به این صورت تفسیر می‌شود که مکان یک کارخانه را به گونه‌ای پیداکنیم که کل مسافت وزن دهی شده آن از تأمین کنندگان و مشتریان مینیمم گردد، که وزن‌ها بیانگر حجم مبادلات می‌باشد، مثل وزن موادی که باید از یک تأمین‌کننده منتقل شود یا حجم محصولات نهایی که برای یک مشتری ارسال می‌شود.
تنها در دهه 60 و 70، با فراهم بودن گسترده قدرت محاسبات برای پردازش و تحلیل مقادیر بزرگی از داده‌ها بود که ما شروع واقعی بهینه سازی جدید و به همراه آن، تحقیق در مسائل مکانیابی را مشاهده می‌کنیم. این دوره را به این دلیل دوره بلوغ تحلیلهای مکانیابی می‌نامند که گرایش زیادی به مطالعه p-median کلاسیک، p-center، پوشش مجموعه، مکانیابی تأسیسات ساده و مسائل تخصیص درجه دوم و گسترش آنها پیدا شد.
در این دوره، کوپر مسأله تک تسهیلی وِبِر را گسترش داد تا مسأله تخصیص-مکانیابی چندتسهیلی را ایجاد کند. سپس مارانزانا این مسأله را از فضای پیوسته به شبکه گسترش داد. به هر حال حکیمی است که شالوده تحقیق در p-median و مسائل دیگر در یک شبکه را کامل می‌کند. مسأله p-median شبیه مسأله وِبِر در یک سطح، مکان p نقطه را در یک شبکه به گونه‌ای پیدا می‌کند که کل مسافت وزن دهی شده با تقاضا را تا نزدیکترین تسهیل مینیمم می‌کند. به علاوه حکیمی مسأله p-center اصلی را ارائه می‌کند که مکان p نقطه را در یک شبکه به گونه‌ای پیدا می‌کند که ماکزیمم مسافت تقاضا تا نزدیکترین تسهیل مینیمم گردد. نتیجه مهم قضیه حکیمی نیز مشخص است، یعنی اینکه یک حل در مسأله p-median، همیشه در گره‌های یک شبکه در مسأله واقع می‌شود، درحالیکه یک حل در مسأله p-center لزومی ندارد که در گره‌ها واقع شود. کاریف و حکیمی اثبات می‌کنند که مسائل p-center و p-median، NP-Hard هستند.
مدلهای پوشش، مسائلی را درنظر می‌گیرند که تقاضاها باید در یک مسافت مطمئنی از زمان سفر پوشش داده شوند. تورِگاس و همکارانش روش حلی را برای اینگونه مسائل که در کاربرد با نام مسأله پوشش مجموعه (LSCP) شناخته می‌شود را فرمول بندی و ارائه کردند. مکان تسهیلات برای خدمات اورژانسی از این مسأله الهام می‌شوند. چِرچ و رِوِله، مسأله مکانیابی حداکثر پوشش (MCLP) را ارائه کردند. این مسأله، مکانهای بهینه‌ای را برای تعداد معیّنی از تسهیلات پیدا می‌کند که جمعیّتی که درون یک فاصله خدمت‌رسانی مشخص، پوشش داده می‌شوند، حداکثر گردد.
دیگر مسأله بنیادی با مفهوم پوشش، مسأله تخصیص درجه دوم (QAP) می‌باشد که به دلیل طبیعت درجه دوّم فرموله کردن تابع هدفش به این نام خوانده می‌شود. تعدادی (N) تسهیل که در همان تعداد جایگاه (N) به گونه‌ای واقع می‌شوند که کل هزینه انتقال مواد درمیان آنها مینیمم گردد. هزینه حرکت مواد بین هر دو مکان بوسیله ضرب یک وزن یا جریان در فاصله بین مکان‌ها بدست می‌آید. مدل خطی آن بوسیله کوپمنس و بِکمن ارائه شد که مورد خاصی از مسأله حمل و نقل شناخته شده‌است. این مسأله NP-Hard علائق بسیاری را برای تحقیق ایجاد کرد و هنوز هم حل آن در هر اندازه ای، بسیار سخت به نظر می‌رسد.
دهه 80 و 90 تحقیقاتی را در تحلیل مکانیابی دید که به رشته‌های دیگر نیز گسترش پیدا کرد و نتایج سودمندی را از دیدگاه مدل سازی و کاربرد بدست آورد. این نوآوری‌ها تا به امروز نیز ادامه دارد.
از جمله این مدل‌ها می‌توان به مکان‌یابی رقابتی، مکان تسهیلات گسترده، مکانیابی تصادفی، مسیریابی، مکان‌یابی هاب و جلوگیری از جریان اشاره کرد. به عنوان کاربردهای جدید در این دوران می‌توان به ناحیه‌هایی ازجمله برنامه ریزی خدمات اورژانسی، کاربردهای محیط زیستی همچون تسهیلات زیان آور و ترکیب مکانیابی با مدیریت زنجیره تأمین اشاره کرد.
مدلهای مکانیابی رقابتی: حکیمی مدلهای رقابتی را درون تئوری مکانیابی وارد کرد. بیشتر نتایج در این زمینه یک فضای گسسته یا یک شبکه را درنظر می‌گیرند. اخیراً مدل‌های مکانیابی رقابتی پیوسته توسط داسکی و لاپورته ارائه شده‌است.
مدلهای مکانیابی تسهیلات گسترده: یک تسهیل اگر در مقایسه با محیطش، خیلی کوچکتر از یک نقطه به نظر برسد، گسترده نامیده می‌شود. چنین مدل‌هایی بارها در وضعیت‌های طراحی شبکه به کار گرفته شده‌است. مِسا و بوفی یک سیستم دسته بندی شامل مسائلی برای تعیین خط مسیر حمل و نقل مواد خطرناک ارائه کردند. اخیراً یک مثال بوسیله بریمبرگ و همکارانش آورده شده‌است که مسأله مکانیابی یک دایره درون یک کره را درنظر می‌گیرد، به صورتی که فاصله از تسهیلات موجود باید مینیمم گردد.
مکانیابی تصادفی: مدلهای مکانیابی تصادفی هنگامی رخ می‌دهند که داده‌های مسأله فقط به روشی احتمالی شناخته شوند. بِرمن و همکارانش مسائلی را درنظر گرفتند که ورود به تسهیلات به صورت تصادفی است و اثر تراکم نیز باید درنظر گرفته می‌شد. لوگندران و تِرِل یک مسأله LA با ظرفیت نامحدود را با تقاضاهای تصادفی حسّاس به قیمت درنظر گرفتند. بِرمن و کراس یک کلاس کلی از «مسائل مکانیابی با تقاضای تصادفی و تراکم» را ارائه کردند.
مسیریابی مکان: ترکیب تحلیلهای مکانیابی با زمینه‌های شناخته شده مسائل مسیریابی وسایل نقلیه، ناحیه جدید دیگری از مدل سازی، یعنی مسیریابی مکان را ایجاد می‌کند.
مکانیابی هاب: در چنین مسائل مکانیابی، هاب‌ها به عنوان متمرکزکننده‌ها یا نقاط سوئیچینگ ترافیک عمل می‌کنند، خواه برای مسافران خطوط هوایی باشد، خواه بسته‌های کوچک در سیستمهای سوئیچینگ. جریان بین منابع و مقاصد اساس مدل سازی این دسته از مسائل را تشکیل می‌دهد. اُکِلی اساس تحلیلهای مکانیابی هاب را بنانهاد. آن مدل‌ها به صورتی مدل سازی شد تا بهترین مکان‌ها برای متصل کردن ترمینال‌ها را باتوجه به مینیمم کردن هزینه‌های کل تراکنش‌ها، پیدا کند.
جلوگیری از جریان: در بسیاری از مسائل مکانیابی، تقاضاها فرض می‌شوند که در گره‌های یک شبکه رخ می‌دهند. یک تغییر جالب که بوسیله مسائل فرض می‌شود این است که تقاضا بوسیله جریانی از وسایل نقلیه یا پیاده‌هایی که از میان اتصالات شبکه عبور می‌کنند، ارائه می‌شوند. ازجمله کاربردهای این حیطه می‌توان به دستگاه‌های خودپرداز و ایستگاه‌های نفتی اشاره کرد. چنین مسائلی اولین بار توسط هاچسون و بِرمن و همکارانش ارائه شد.
مکانیابی یا جابجایی وسایل خدمات اورژانسی: مقدار شگرفی از تحقیقات در مطالعه مکانیابی وسایل خدمات اورژانسی ایجاد شده‌است. چَپمن و وایت اولین کار را برحسب محدودیت‌های کاربردی که در LSCP کاربرد دارد، ارائه کردند. مطالعه میرچندانی و اُدُنی زمان‌های سفر تصادفی را در مکانیابی تسهیلات اورژانس درنظر می‌گیرد. همچنین باتوجه به کاربردهای وسایل اورژانسی، مدل MEXCLP که توسط داسکین ارائه شده‌است، مدل MCLP را با محدودیت‌های احتمالی گسترش می‌دهد. رِپِده و برناردو، مدل TIMEXCLP را ارائه کردند که MEXCLP را با تغییر تصادفی در تقاضا گسترش می‌دهد.
کاربردهای مرتبط با محیط زیست: تسهیلات زیان آور و مفاهیم دیگر: بعضی از تحلیلهای مکانیابی در موضوع محیط زیست، مربوط به مکان تسهیلاتی می‌شود که برای جمعیت مجاورشان مضر یا نامطبوع هستند. گُلدمن و دیِرینگ و همچنین چِرچ و گارفینکل جزء اولین افرادی بودند که مکانیابی برای تسهیلات زیان آور یا تسهیلاتی که ترجیح می‌دهیم دور از دسترس باشند را درنظر گرفتند.
تحلیلهای مکانیابی با مدیریت زنجیره تأمین: مدیریت زنجیره تأمین (SCM) شامل تصمیمات درمورد تعداد و مکان تسهیلات و جریان شبکه در حیطه تأمین، تولید و توزیع می‌شود. در اولین کارها در برنامه ریزی پویا، بالُو از برنامه نویسی پویا برای جابجایی انبارها در طول دوره برنامه‌ریزی استفاده می‌کند. جئوفریون و پاورز محیطی یکپارچه را بین مکان و SCM درنظر می‌گیرد.
2-2-2- معیارهای دسته بندی مدلهای مکانیابی
مدلهای مکانیابی تسهیلات می‌توانند باتوجه به اهداف، محدودیتها، حل‌ها و دیگر خصوصیات دسته بندی شوند. در زیر، هشت معیار رایجی که برای دسته بندی مدل‌های مکانیابی تسهیلات سنتی استفاده می شود، آورده شده‌است ‍‍[6]:
مشخصات مکان: مشخصات مکان تسهیلات و جایگاه‌های تقاضا شامل مدل‌های مکانیابی پیوسته، مدل‌های شبکه گسسته، مدل‌های اتصال هاب و غیره می‌شود. در هر یک از این مدل‌ها، تسهیلات می‌توانند فقط در جایگاه‌هایی واقع شوند که توسط شرایط مکانی مجاز هستند.
اهداف: هدف یکی از معیارهای مهم برای دسته بندی مدل‌های مکانیابی است. هدف مدل‌های پوشش، مینیمم کردن تعداد تسهیلات برای پوشش همه نقاط تقاضا یا ماکزیمم کردن تعداد تسهیلاتی است که باید پوشش داده شوند. هدف مدل‌های p-center مینیمم کردن ماکزیمم فاصله (یا زمان سفر) بین نقاط تقاضا و تسهیلات است. آن‌ها اغلب برای بهینه کردن تسهیلات در بخش‌های عمومی همچون بیمارستان‌ها، اداره‌های پست و آتش‌نشانی‌ها استفاده می‌شوند. مدل‌های p-median سعی می‌کنند که جمع فاصله (یا متوسط فاصله) بین نقاط تقاضا و نزدیکترین تسهیلشان مینیمم گردد. شرکت‌هادر بخش‌های عمومی اغلب از مدل‌های p-median استفاده می‌کنند تا برنامه توزیع تسهیل را به گونه‌ای بریزند که مزایای رقابتشان را بهبود دهند.
روش‌های حل: روش‌های حل مختلف در مدل‌های مکانیابی مختلف همچون مدل‌های بهینه‌سازی و مدل‌های توصیفی بدست می‌آیند. مدل‌های توصیفی از رویکردهای ریاضی همچون برنامه نویسی ریاضی یا برنامه نویسی عددی استفاده می‌کنند تا حل‌های مختلف را برای سبک و سنگین کردن اکثر اهداف مهم در مقابل یکدیگر جستجو کنند. در مقابل، مدل‌های توصیفی، از شبیه سازی یا رویکردهای دیگری استفاده می‌کنند تا موفقیت دستیابی به الگوی مکانیابی را افزایش دهند تا حلی با درجه مطلوب بدست آید. روش‌های حل ترکیبی نیز بوسیله گسترش مدلهای توصیفی با تکنیک‌های بهینه سازی توسعه داده شده‌است تا مسائل مکانیابی تعاملی یا پویا (مثل سرورهای متحرک) را بسازند.
مشخصات تسهیلات: مشخصات تسهیلات نیز مدل‌های مکانیابی را به انواع مختلف تقسیم می‌کند. مثلاً، محدودیت تسهیل می‌تواند منجر به مدلی با یا بدون ظرفیت خدمت‌رسانی شود، و تکیه تسهیلات به یکدیگر می‌تواند به مدل‌هایی منجر شود که همکاری تسهیلات را به حساب آورند یا نیاورند.
الگوی تقاضا: همچنین مدل‌های مکانیابی می‌توانند براساس الگوهای تقاضا دسته بندی شوند. اگر یک مدل تقاضای انعطاف پذیر داشته باشد، پس آن تقاضا محیطی متفاوت با تصمیمات مکانیابی تسهیلات مختلف خواهد داشت؛ درحالیکه یک مدل با تقاضای غیرانعطاف پذیر، به علت تصمیمات مکانیابی تسهیلات، با آن الگوی تقاضا متفاوت نخواهد بود.
نوع زنجیره تأمین: مدل‌های مکانیابی می‌تواند بوسیله نوع زنجیره تأمینی که درنظر می‌گیرند تقسیم شوند (یعنی مدلهای تک مرحله‌ای درمقابل مدل‌های چند مرحله ای). مدل‌های تک‌مرحله‌ای بر روی سیستمهای توزیع خدمت تنها با یک مرحله تمرکز می‌کنند، درحالیکه مدل‌های چندمرحله ای، جریان خدمات را در طول چند سطح سلسله مراتبی درنظر می‌گیرند.
افق زمانی: افق زمانی، مدل‌های مکانیابی را به مدل‌های استاتیک و پویا دسته بندی می‌کند. مدل‌های استاتیک، کارایی سیستم را با درنظر گرفتن همزمان همه متغیرها بهینه می‌کند. درمقابل، مدل‌های پویا، دوره‌های زمانی مختلف را با تغییر داده‌ها درطول این دوره‌ها درنظر می‌گیرند و حل‌هایی را برای هر دوره زمانی با وفق دادن با شرایط مختلف ارائه می‌کند.
پارامترهای ورودی: روش دیگری برای دسته بندی مدل‌های مکانیابی براساس خصوصیت پارامترهای ورودی به مسأله است. در مدلهای قطعی، پارامترها با مقادیر مشخص پیش بینی می‌شوند و بنابراین، این مسأله، برای حل‌های ساده و سریع، ساده سازی می‌شود. به هر حال، برای بیشتر مسائل جهان واقعی، پارامترهای ورودی ناشناخته هستند و طبیعتاً ماهیت احتمالی/تصادفی دارند. مدل‌های مکانیابی احتمالی/تصادفی برای رسیدگی به ماهیت پیچیده مسائل جهان واقعی از توزیع احتمالی متغیرهای تصادقی استفاده می‌کنند یا مجموعه‌ای از طرحهای ممکن را برای پارامترهای نامعیّن درنظر می‌گیرند.
همچنین مدل‌های مکانیابی می‌توانند براساس مشخصات دیگری همچون مدل‌های تک محصولی درمقابل مدلهای چندمحصولی و یا مدلهای کششی درمقابل مدلهای فشاری متمایز شوند.
2-2-3- مسائل پوشش
ایده اصلی پشت مدلهای پوشش مکانیابی تسهیلات به گونه‌ای است که بعضی خدمات موردنیاز مشتریان فراهم شود. دو هدف برای مکانیابی تسهیلات وجود دارد که آیا همه مشتریان در شبکه با حداقل تسهیلات پوشش داده می‌شوند یا هر تعدادی از مشتریان که ممکن است با تعداد مشخصی از تسهیلات پوشش داده شوند. در اینجا به مسائل پوشش در شبکه می‌پردازیم [7]،[8].
2-2-3-1-مسأله پوشش مجموعه
برای ساده سازی، فرض می‌کنیم که همه مشتریان و تسهیلات در گره‌های شبکه واقع می‌شوند. در ادامه، ما از اندیس i برای اشاره به مشتریان و از اندیس j برای اشاره به تسهیلات استفاده می‌کنیم. همچنین تقاضاها (یا وزن‌ها) در گره i را با و تعداد تسهیلاتی است که باید مکانیابی شوند را با p نمایش می‌دهیم. همچنین ما را به عنوان کوتاهترین مسیر (یا زمان، هزینه یا هر عدم مطلوبیت دیگری) بین گره تقاضای و جایگاه تسهیل در گره تعیین می‌کنیم. اگر گره i بتواند بوسیله تسهیل در مکان j پوشش داده شود، قرارمی‌دهیم، درغیر اینصورت . همچنین را مجموعه همه جایگاه‌های کاندیدشده‌ای قرار می‌دهیم که می‌توانند گره تقاضای i را پوشش دهند. اینکه p تسهیل در کجا واقع شوند و کدام تسهیل باید کدام گره تقاضا را سرویس دهد، تصمیمات کلیدی در اینگونه مسائل هستند.
مسائل پوشش مجموعه در ابتدای دهه 70 ایجاد شد. هدف LSCP مکانیابی حداقل تعداد تسهیلات به گونه‌ای است که هر گره تقاضا بوسیله یک یا چند تسهیل «پوشش» داده شود. به طور کلی، تقاضا در یک گره i توسط تسهیل j پوشش داده شده نامیده می‌شود اگر فاصله (یا زمان سفر) بین گره‌ها کمتر از فاصله بحرانی D باشد. به علاوه، D به ماکزیمم فاصله یا زمان خدمتی که تصمیم‌گیرنده مشخص می‌کند اشاره می‌کند.
با این توضیحات، می‌توان مدل مکان پوشش مجموعه را که اولین بار توسط تورِگاس و همکارانش ارائه شد، به صورت زیر فرموله کرد:
(1.2)
(2.2)
(3.2)
تابع هدف (1.2) تعداد تسهیلاتی که استفاده می‌شوند را مینیمم می‌کند. محدودیت (2.2) تعیین می‌کند که برای هر نقطه تقاضای i، حداقل یک تسهیل باید در مجموعه ایجاد گردد که بتواند این گره را پوشش دهد. محدودیت‌های (3.2) محدودیت‌های تکمیلی هستند.

2-2-3-2- مسأله مکانیابی حداکثر پوشش
درمقابل مسأله پوشش مجموعه که در بالا آورده شد، مسأله مکانیابی حداکثر پوشش (MCLP) سعی نمی‌کند که همه مشتریان را پوشش دهد. تعداد p تسهیل را فرض کنید که هدف ما مکانیابی این تسهیلات به گونه‌ای است که بیشترین تعداد ممکن از مشتریان را پوشش دهیم. منظور از پوشش را نیز در بالا آوردیم.
با تعیین این محدودیت‌های مدل پوشش مجموعه، چِرچ و رِوِله مسأله مکانیابی حداکثر پوشش را به صورت زیر فرمول بندی کردند:
(4.2)
(5.2)
(6.2)(3.2)
(7.2)
که اگر گره تقاضای i پوشش داده شود، برابر یک خواهد بود، درغیر اینصورت صفر می‌شود. تابع هدف (4.2) تعداد تقاضاهایی که پوشش داده می‌شوند را ماکزیمم می‌کند. محدودیت (5.2)، متغیرهای مکان و پوشش را به همدیگر مرتبط می‌کند و نشان می‌دهد که گره تقاضای i نمی‌تواند به عنوان پوشش داده شده تلقی گردد مگر اینکه ما حداقل یک تسهیل را در یکی از جایگاه‌های کاندید شده مستقر کنیم که بتواند آن گره را پوشش دهد. محدودیت (6.2) تعداد تسهیلات را به p محدود می‌کند و محدودیت‌های (3.2) و (7.2) محدودیت‌های تکمیلی هستند.
اگر تعداد تسهیلاتی که برای پوشش تمام تقاضاها نیاز است، از منابع دردسترس بیشتر شود، یک گزینه، راحت کردن الزامات برای پوشش کامل می‌باشد.
2-2-3-3- مسائل p-center
نوع دیگری از مسائل کلاسیک پوشش، اصطلاحاً مسائل p-center نامیده می‌شود. هدف مسائل p-center ، مکانیابی تعداد معین p تسهیل به گونه‌ای است که بزرگترین فاصله بین هر مشتری و نزدیکترین تسهیلش تا حد ممکن کوچک شود. اگرچه از دیدگاه نظری، مسائل p-center متفاوت هستند، اما یک روش دوبخشی ساده می‌تواند به کار گرفته شود تا مسائل p-center را به عنوان بخشی از مسائل پوشش حل نماید. این مسأله می‌تواند به صورت زیر فرمول بندی شود که Q ماکزیمم فاصله است که باید مینیمم گردد:
(8.2)
(9.2)
(10.2)
(6.2)
(11.2)
(3.2)
(12.2)محدودیت (9.2) ما را مطمئن می‌کند که هر گره تقاضا تخصیص داده شده‌است، درحالیکه محدودیت (10.2) تصریح می‌کند که این تخصیصها می‌توانند فقط در تسهیلاتی که بهره برداری شده‌اند ایجاد شود. محدودیت (6.2) بیان می‌کند که دقیقاً p تسهیل می‌تواند ایجاد شود. محدودیت (11.2) ماکزیمم فاصله را برحسب متغیرهای تصمیم تعیین می‌کند. این محدودیت‌ها تصریح می‌کنند که Q باید بزرگتر یا مساوی با فاصله‌ای باشد که برای هر گره تقاضا تخصیص داده می‌شود.
2-2-3-4- مسائل p-median
درمقابل مسائل p-center با اهداف مینیماکسش که در قسمت قبل توضیح داده شد، مسائل p-median اهداف مینیمم مجموع دارند. به عبارت دیگر مسائل p-median ، p تسهیل را به‌گونه‌ای مکان‌یابی می‌کنند که مجموع فواصل بین همه مشتریان و نزدیکترین تسهیل مرتبطشان مینیمم گردد. رِوِله و سواین مسأله p-median را به صورت زیر فرمول بندی کردند:
(13.2)
(9.2)
(10.2)
(6.2)
(3.2)
(12.2)
تابع هدف (13.2) کل فاصله‌ای که در تقاضا ضرب شده‌است را مینیمم می‌کند. از آنجائیکه تقاضاها مشخص هستند و کل تقاضا ثابت است، این هدف در حکم مینیمم کردن متوسط فاصله ضرب در تقاضا است. به خاطر داشته باشید که این فرمول بندی خیلی شبیه به فرمول بندی مسأله p-center است مگر در تابع هدف و محدودیت شماره (11.2).

2-2-4- مسائل دیگر مکانیابی [8]
در این بخش به اختصار به انواع دیگری از مدل‌های مکانیابی که در مقالات استفاده شده‌است اشاره می‌کنیم. اولین نوع، مدل‌هایی هستند که به تسهیلات نامطلوب اشاره می‌کنند. چنین مدل‌هایی به مکانیابی تسهیلاتی همچون تأسیسات تصفیه فاضلاب، محل‌های بازیافت زباله‌ها، نیروگاه‌ها یا زندان‌ها می‌پردازند که همسایگی آنها با نواحی مسکونی نامطلوب به نظر می‌رسد.
به عنوان سیستم‌هایی که معمولاً شامل دو یا چند سطح از تسهیلات می‌شوند، از سیستمهای سلسله مراتبی استفاده می‌کنیم. بسیاری از سیستمها در طبیعت سلسله مراتبی هستند. این تسهیلات معمولاً برحسب نوع خدماتی که ارائه می‌کنند سلسله مراتبی هستند. مثلاً مراکز مراقبت‌های پزشکی را درنظر بگیرید که شامل کلینیک‌های عمومی، بیمارستان‌ها و مراکز دارویی هستند.
نوع دیگری از مدل‌ها، به مدل‌های مکانیابی می‌پردازد که اهداف «یکسان» دارند. این مدل‌ها، تسهیلات را به گونه‌ای مکانیابی می‌کنند که برای همه مشتریان به طور مساوی دردسترس باشند.
ناحیه فعال دیگر در این زمینه، مکانیابی هاب‌هاست. هاب به عنوان توپ در مرکز یک چرخ است و منظور از آن، تسهیلاتی است که به بعضی جفت‌های منبأ-مقصد به عنوان گره‌های معاوضه و حمل و نقل سرویس دهی می‌کند و در سیستمهای ترافیک و ارتباطات استفاده می‌شود.
نوع دیگر از مدل‌های مکانیابی، مدل‌های مکانیابی رقابتی است. مثالی از این نمونه به این صورت است که دو فروشنده انحصاری یک محصول را درنظر بگیرید که تسهیلی را هر کدام در یک پاره خط ایجاد می‌کنند. آنها از ابزاری مشابه استفاده می‌کنند و در مکان و قیمت رقابت می‌کنند.
در پایان، تسهیلات گسترده و مسائل جانمایی تسهیلات را درنظر بگیرید. در هر دو زمینه، به خاطر اینکه اندازه تسهیلات در قیاس با فضایی که در آن واقع شده‌اند قابل چشم پوشی نیست، تسهیلات نمی‌توانند به صورت یک نقطه بر روی نقشه نشان داده شوند و خیلی بزرگتر از آن هستند که به صورت یک نقطه درنظر گرفته شوند. به عنوان نمونه‌هایی از مسائل جانمایی، آرایش ایستگاه‌های کاری در یک اداره و قراردادن اتاق‌ها در یک بیمارستان را می‌توان نام برد.
2-2-5- مسائل مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکمما در این بخش به مسائل پیدا کردن مکان‌های بهینه برای مجموعه‌ای از تسهیلات در حضور تقاضای مشتریان تصادفی و تراکم در آن تسهیلات می‌پردازیم. ما به این گونه مسائل به عنوان «مسائل مکانیابی با تقاضای تصادفی و تراکم» (LPSDC) نگاه می‌کنیم [9]. اکثراً ما بحث درباره مسائل را به شبکه محدود می‌کنیم، حتی اگر این مدل‌ها بتواند به مکان‌های گسسته گسترش یابند.
اهمیت مشهود پرداختن به مسائل مکانیابی تسهیلات در حضور عدم قطعیت‌های گوناگون، منجر به تعداد زیادی از مقالات در این موضوع می‌شود. اصولاً مدل‌های LPSDC بر روی دو منبع از عدم قطعیت متمرکز می‌شود: (1) مقدار واقعی و مقدار زمانی که تقاضا بوسیله هر مکان مشتری تولید می‌شود و (2) از دست دادن تقاضا (یا جریمه پولی) به علت ناتوانی تسهیل در فراهم کردن سرویس مناسب به (بعضی از) مشتریان به علت تراکم در آن تسهیل.
این گونه مسائل به پیدا کردن بهترین مکان‌ها برای مجموعه‌ای از تسهیلات می‌پردازند تا ظرفیت سرویس (تعداد خدمت دهندگان) را در تسهیل j مشخص کند. نتیجه چنین سیستمی می‌تواند به صورت یک سیستم صف با M صف و سرویس دهنده مشاهده شود. حتی تحلیل‌های توصیفی چنین سیستمهایی (یعنی با فرض اینکه تصمیمات مکانیابی در حال حاضر گرفته شده‌اند) می‌تواند توانایی حال حاضر سیستم صف را گسترش دهد. چنین مسائلی، قابلیت‌های مسائل مکان‌یابی «کلاسیک» (که بیشتر آن‌ها NP-complete شناخته می‌شوند) را با پویایی پیچیده سیستم‌های صف ترکیب می‌کند. بنابراین، در ساختن یک مدل LPSDC کاربردی، بعضی فرض‌ها و تخمین‌های ساده سازی باید انجام شود تا مدل را قابل حل کند.
یک ناحیه مهم کاربرد مدل‌های LPSDC، مکان‌یابی تسهیلات خدمات اورژانسی (مانند بیمارستان‌ها)، ایستگاه‌های پلیس، ایستگاه‌های آتش نشانی و آمبولانس‌ها هستند. توانایی پاسخگویی به یک درخواست برای خدمت‌رسانی در زمان مناسب، به چنین سیستم‌هایی اختصاص دارد (مثلاً استاندارد رایج برای آمبولانس‌ها در آمریکای شمالی برای پاسخگویی به تلفن‌های با ارجحیت بالا، 3 دقیقه می‌باشد). خصوصیت پایه چنین سیستم‌هایی غیرقابل پیش بینی بودن تعداد و زمان رسیدن تلفن‌ها برای درخواست و اثری که روی کارایی سیستم تراکمی می‌گذارد است و هنگامی‌که بعضی از این تسهیلات درخواست‌های بسیاری را برای خدمت در دوره زمانی مشخصی دریافت می‌کنند، نتیجه آن مشخص می‌شود. به راستی که از لحاظ تاریخی، مسأله مکان‌یابی تسهیلات خدمات اورژانسی، محرّک اصلی برای تحقیقات بیشتر در این زمینه را فراهم کرده‌است.
دیگر ناحیه مهم کاربرد این مسائل که کمتر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته‌است، مکان‌یابی خرده فروشی‌ها یا تسهیلات خدمت‌رسانی دیگر است که مقدار کل تجارت (تقاضای مشتری) در یک تسهیل ممکن است هنگامی‌که نرخ خدمت‌رسانی به علت تراکم کاهش می‌یابد، به طور معکوس عمل کند. درحالی که بعضی از مدل‌هایی که برای مکان‌یابی تسهیلات اورژانسی توسعه پیدا کرده‌اند، می‌توانند به خوبی برای تسهیلات غیراورژانسی نیز به کار روند، این دو دسته از کاربردها، خصوصیات مختلف خودشان را نیز ایجاد می‌کنند.
2-2-5-1- مرور ادبیات مسائل مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم [10]
باتوجه به انعطاف پذیری تقاضا، دسترسی به یک تسهیل می‌تواند برحسب مجاورت با مشتریان بالقوه اش (وِرتر و لاپیِره)، به صورت کل زمان موردنیاز برای دریافت سرویس (پارکر و سرینیواسان) مدل سازی شود. در این مورد یا موارد دیگر، شکل تابع تقاضای مورداستفاده، گسترشی از انعطاف پذیری تقاضا را نشان می‌دهند. بیشتر توابع تقاضای رایج در مقالات به شکل‌های زیر هستند: تابع خطی (وِرتر و لاپیِره؛ پارکر و سرینیواسان)؛ تابع نمایی (بِرمن و پارکان؛ بِرمن و کاپلان و درِزنِر)؛ و تابع مرحله‌ای (بِرمن و کِراس).
اگر انتخاب مشتری را درنظر بگیریم ( که بدین معنی است که هر عضو این حق را دارد که خود تسهیلش را انتخاب کند و نه اینکه توسط یک مرکز به یکی اختصاص پیدا کند)، یک گروه از مقالات، انتخاب بهینه را فرض می‌کنند، یعنی، هر مشتری، تسهیلی که برحسب مزیتش بهینه است را انتخاب می‌کند. بسیاری از نویسندگان به سادگی فرض می‌کنند که مشتریان به نزدیکترین تسهیل مراجعه می‌کنند، درحالیکه پارکر و سرینیواسان فرض می‌کنند که مشتریان، تسهیلی که بیشترین منفعت را دارد انتخاب می‌کنند. درمقابل، گروه دوم مطالعات، انتخاب احتمالی را فرض می‌کنند، یعنی، انتخاب تسهیل توسط مشتری، براساس توزیع احتمالی است که از سودمندی و مجاورت هر تسهیل ایجاد می‌شود. این فرض اغلب در محیط بازار استفاده می‌شود و شاید یک کار اصولی از هاف، مؤثرترین مدل در این دسته باشد. همچنین ماریانوف و همکارانش یک مسأله مکانیابی تسهیلات با تراکم را پیشنهاد کردند که از یک مدل انتخابی احتمالی برای نشان دادن رفتار تخصیص مشتریان استفاده می‌کرد.
مسأله موردنظر ما که تا حدودی در تئوری مکان‌یابی تسهیلات، پایه‌ای به حساب می‌آید، توجّهات بسیاری را در مقالات به خود جلب کرده‌است؛ مخصوصاً اینکه تقابل جنبه‌های مکانیابی و تصادفی (صف بندی)، آن را چالش برانگیز کرده‌است [11]. این مسأله متعلق به دسته‌ای از مسائل مکانیابی با تقاضای تصادفی و تراکم و سرویس دهندگان ثابت (LPSDC) است که توسط بِرمن و کراس مرور شده‌است. مطالعه مدل‌هایی از این نوع، با ماریانوف و سِرا در سال 1998 شروع شده‌است. مقالات دیگری نیز در این زمینه نوشته شده‌است که می‌توان به مقالات بِرمن، کراس و وانگ؛ ماریانوف و ریوس؛ ماریانوف و سِرا؛ وانگ، باتا و رامپ اشاره کرد. به علت پیچیدگی باطنی مسأله، همه مقالاتی که در بالا آورده شده، ساده سازی‌های بزرگی را انجام داده‌اند: فرض می‌شود که تقاضا گسسته است، یا فرض می‌شود که تعداد یا ظرفیت تسهیلات (یا هر دو) ثابت هستند، فرض می‌شود که مکان‌های تسهیلات بالقوه گسسته و بینهایت هستند، فرض می‌شود که فرایند رسیدن تقاضا پواسن باشد و همچنین معمولاً فرض می‌شود که فرایند خدمت‌رسانی نمایی است.
ترکیب حالت تصادفی (شامل تراکم بالقوه در تسهیلات) در مدل‌های نوع پوشش تسهیلات، با مسأله مکانیابی حداکثر پوشش موردانتظار (MEXCLP) توسط داسکین شروع شد؛ و تعداد قابل ملاحظه‌ای از دیگر کاربردها نیز در ادامه آن آورده شد. اما این مدل شامل بعضی ساده سازی‌های بزرگی بود، برای مثال: احتمال اینکه یک خدمت‌رسان مشغول باشد، مستقل از هر خدمت دهنده دیگری است و این موضوع برای همه خدمت دهندگان یکسان است؛ این احتمالات نسبت به مکان و حجم کار یکسان هستند. ماریانوف و سِرا فرض کردند که: (1) تقاضای مشتریان توسط یک فرایند پواسن تولید می‌شود؛ (2) توزیع زمان خدمت نمایی است؛ (3) هر تسهیل به صورت یک سیستم صف M/M/1/a با ظرفیت محدود a عمل می‌کند؛ و (4) همه تقاضاها هنگامی‌که برای خدمت‌رسانی به سیستم می‌رسند، اگر سیستم پر باشد، فرض می‌شود که تقاضا از دست می‌رود. توسط این مدل، تقاضای مشتریان ممکن است ازبین برود، چون یا تسهیل در شعاع پوشش آن وجود ندارد و یا تسهیلات مسدود شده‌اند. هدف، قرار دادن m تسهیل به گونه‌ای است که تقاضا‌ها را هرچه بیشتر پاسخ دهد. ماریانوف و ریوس این مدل را برای مکانیابی دستگاه‌های خودپرداز به کار گرفتند. در مدل آن‌ها، دستگاه‌ها، حافظه کوچکی دارند که هر کدام می‌تواند تعداد ثابتی، b، درخواست را نگهدارند که آن به این علت است که درخواست‌های دستگاه‌ها، اندازه ثابتی (53 بایت) دارند. همچنین دستگاه‌ها به صورت یک صف M/M/1، حداکثر b درخواست در صف (یعنی حافظه) را انجام می‌دهد. اگر یک درخواست درحالی برسد که حافظه پر است، آن درخواست ازدست می‌رود (و باید دوباره فرستاده شود)، و برای اینکه مطمئن باشیم که این رویداد نادر است، یک محدودیت سطح سرویس اعمال شده‌است. به هر حال تعداد کل دستگاه‌ها،به جای اینکه به عنوان قسمتی از فرایند بهینه سازی تعیین شود، ثابت هستند. مدل LSCP این مدل توسط ماریانوف و سِرا گسترش داده شد که در آن، هدف، پیدا کردن حداقل تعداد تسهیلات به گونه‌ای است که همه مشتریان، یک تسهیل در شعاع پوششان داشته باشند و محدودیت بر روی حداکثر نسبت تقاضای از دست رفته (یا حداکثر زمان انتظار) رعایت شود. باید به یاد داشته باشیم که این مدل، فرض می‌کند که مشتریان به جای اینکه به نزدیکترین تسهیل مراجعه کنند، می‌توانند به هر تسهیل باز شده‌ای در شعاع پوشش تخصیص یابند. بنابراین، آنها به جای مکانیسم انتخاب مشتری، مکانیسم انتخاب هدایت شده را انتخاب می‌کنند.
2-2-5-2- مکانیابی تسهیلات با تقاضای تصادفی و تراکم
دو منبع بالقوه برای از دست دادن تقاضا به صورت زیر است [12]:
عدم پوشش: این مورد زمانی اتفاق می‌افتد که هیچ کدام از تسهیلات به اندازه کافی به مشتری نزدیک نیستند که سطح مناسبی از راحتی را فراهم کنند.
عدم سرویس: این مورد زمانی اتفاق می‌افتد که مشتری تصمیم می‌گیرد که یک تسهیل را ملاقات کند، اما باتوجه با سطح سرویسی که در آنجا دریافت می‌کند، ناراضی می‌شود. علت‌های زیادی ممکن است وجود داشته باشد که حادثه شکست خدمت اتفاق افتد: یکی از رایج ترین آنها (و مرتبط ترین به تصمیمات مکانیابی) تراکم (پرجمعیتی) در آن تسهیل است.
برای مدل سازی تقاضایی که به علت تراکم از دست می‌رود، ما هر تسهیل را به صورت یک صف مارکفی با ظرفیت ثابت معین درنظر می‌گیریم و فرض می‌کنیم که اگر این ظرفیت به دست آمده باشد، تقاضای مشتری هنگامی‌که درطول این دوره می‌رسد، از دست می‌رود (یعنی، مشتریان بالقوه‌ای که هنگام پر بودن سیستم می‌رسند، مسدود می‌شوند).
مدل‌های LPSDC اصولاً به تقابل چهار مجموعه از عناصر مربوط می‌شود [9]:
مشتریان: که برای انجام خدمت، درخواست می‌دهند.
تسهیلات: که به منابعی (خدمات دهندگان) که برای انجام خدمات موردنیاز است مکان می‌دهند.
خدمت دهندگان: که خدمت درخواست شده را انجام می‌دهند، و
درخواست انجام خدمت: که توسط مشتریان انجام می‌شود و بوسیله اتصال یک مشتری با یک خدمت دهنده دردسترس، رسیدگی می‌شود.
دیگر اجزاء موردنیاز برای توصیف یک مدل LPSDC به صورت زیر هستند: انواع فراهم شدن خدمت (که یا مشتریان به تسهیلات سفر می‌کنند تا به خدمت دهندگان دست یابند و یا خدمت‌دهندگان متحرّک، به مکان مشتریان سفر می‌کنند)، طبیعت و نتایج تراکم (هنگامی‌که یک تسهیل درخواست‌های بسیار زیادی برای انجام خدمت دریافت می‌کند، چه عکس العملی از خود نشان می‌دهد؟)، فرضیات رفتار مشتری (مشتریان تصمیم می‌گیرند که برای بدست آوردن خدمت، به کدام تسهیل مراجعه کنند یا یک «مرجع مرکزی» وجود دارد که مشتریان را به تسهیلات متصل می‌کند)، نوع اهداف و احتیاجات خاص دیگر مانند «استانداردهای پوشش» (که معمولاً به صورت محدودیت‌ها بیان می‌شود).
یک شبکه مشخص را فرض می‌کنیم ، که N، مجموعه گره‌ها و A مجموعه کمان‌هاست. برای از استفاده می‌کنیم که به کوتاهترین مسیر از x به y است.
مشتریان: فرض می‌شود که مشتریان در گره‌های شبکه واقع می‌شوند. نسبت را برای همه درخواست‌هایی که برای انجام خدمت از گره ایجاد می‌شود درنظر می گیریم که . معمولاً فرض می‌شود که کل تقاضای مشتریان برای خدمت‌رسانی، یک فرایند پوآسن از جنس زمان با نرخ است. همچنین فرایند درخواست خدمت برای هر گره i، یک فرایند پوآسن با نرخ می‌باشد. درحالیکه بیشتر مدل‌ها، از ساختار تقاضای مشتریانی که در بالا توضیح داده شد استفاده می‌کنند، بعضی تلاشها برای دخالت دادن امکان ازدست دادن تقاضا به علت تراکم انجام شده‌است. این می‌تواند بوسیله تعریف دوباره نرخ تقاضا در گره i به صورت تعریف شود که C، بعضی اندازه‌های هزینه تراکم است که بوسیله مشتریان اتفاق می‌افتد و یک تابع غیر افزایشی است. در ادامه این بخش، به طور عمومی فرض می‌کنیم که تحت تأثیر تراکم قرار نمی‌گیرد.
تسهیلات: ما فرض می‌کنیم که حداکثر M تسهیل وجود دارد که باید مکان‌یابی شود. ما فرض میکنیم که یک مجموعه گسسته از مکان‌های بالقوه تسهیلات X تعیین شده‌است (که ) و . این فرضیات نیز بدون از دست دادن عمومیت انجام می‌شود: باتوجه به استدلالاتی که توسط بِرمن، لارسون و چیو انجام شده‌است می‌توان نشان داد که اگر به تسهیلات اجازه دهیم که در هر جایی در طول کمان واقع شوند، یک حل بهینه در یک مجموعه گسسته از مکان‌ها بدست می‌آید که شامل گره‌های شبکه است که بوسیله بعضی نقاط داخلی در طول کمان ایجاد شده‌است. بنابراین، با تکمیل کردن مجموعه گره‌های اصلی بوسیله بعضی گره‌های «ساختگی» اضافی، می‌توان فرض کرد که X گره‌ای است.
خدمت دهندگان: هر تسهیل j می‌تواند بین 1 و K خدمت دهنده داشته باشد. بسته به ماهیت خدمتی که بوسیله این تسهیل انجام می‌شود، خدمت دهندگان یا ثابت هستند، یعنی به طور ثابت در تسهیل واقع می‌شوند، یا متحرک هستند، یعنی برای انجام خدمت به مکان مشتریان سفر می‌کنند. تعداد خدمت دهندگانی که در تسهیل j واقع می‌شوند، یک متغیرتصمیم گیری در مدل می‌باشد.
درخواست خدمت: معمولاً یک درخواست برای انجام خدمت، به یک «یارگیری» بین مشتری ایجاد کننده درخواست و یکی از خدمت دهندگان موجود در سیستم احتیاج دارد. این کار معمولاً به صورت زیر انجام می‌شود:
اول باید تعیین کنیم که آیا مکان i بوسیله سیستم پوشش داده می‌شود یا خیر؟ معمولاً برای اینکه یک مشتری پوشش داده شود فرض می‌شود که با استاندارد‌های پوشش معینی مطابقت دارد (مثلاً، تعداد خدمت دهنده کافی باید در اطراف مشتری واقع شده باشد و غیره). این استانداردهای پوشش اغلب از طریق قانونگذاری یا قوانین اجرایی ایجاد می‌شود. اگر مکان مشتری i پوشش داده نشده باشد، همه درخواست‌های خدمت که از i ایجاد می‌شود، به صورت خودکار بوسیله سیستم برگردانده می‌شود (صرفنظر از اینکه آیا سیستم در حال حاضر متراکم هست یا خیر؟). معمولاً برای از دست دادن پوشش مجموعه یک جریمه درنظر گرفته می‌شود. یک تفسیر دیگر از گسترش ندادن پوشش به یک مشتری این است که مشتری بوسیله بعضی خدمات «دیگر» یا «ذخیره» پوشش داده شود (مثلاً، یک خدمت آمبولانس غیردولتی)؛ پس جریمه پوشش ندادن، می‌تواند به عنوان حق الزحمه قرارداد فرعی تفسیر می‌شود.
زمانی که معین می‌شود که درخواست خدمت از یکی از مشتریان «پوشش داده شده» بیاید، یک ارزیابی انجام می‌شود که آیا حالت فعلی سیستم اجازه می‌دهد که فرایند درخواست انجام شود یا خیر؟ این ارزیابی معمولاً در دو مرحله اتفاق می‌افتد: اول، قوانین منطقه‌ای و مکان مشتری برای تعیین «زیرسیستم» مشتری، استفاده می‌شود، یعنی، کدام تسهیلات و خدمت دهندگان می‌توانند به طور بالقوه به این درخواست پاسخ دهند (این ممکن است شامل همه خدمت دهندگان در شبکه شود و یا فقط خدمت دهندگانی که در شعاع سفر معینی از مکان مشتری واقع شده‌اند و غیره). بعد، تعداد درخواست‌های انجام نشده در زیرسیستم ارزیابی می‌شود و تصمیم گیری می‌شود که آیا این درخواست پذیرفته شود یا رد شود؟ این تصمیم معمولاً براساس ظرفیت زیرسیستم صورت می‌پذیرد (مثلاً برای یک صف «ازدست رفته»، اگر هیچ خدمت دهنده‌ای در حال حاضر دردسترس نباشد، یک عدم پذیرش ممکن است اتفاق بیفتد؛ در موارد دیگر ممکن است این محدودیت وجود داشته باشد که چه تعداد درخواست می‌تواند در یک زمان مشخص در صف وجود داشته باشد). معمولاً یک جریمه مرتبط با قبول نکردن یک درخواست وجود دارد. باز هم تأکید می‌کنیم، برخلاف نپذیرفتن یک درخواست از مشتریانی که پوشش داده نشده‌اند که به صورت خودکار است، نپذیرفتن درخواست یک مشتری که پوشش داده شده‌است، براساس حالت سیستم است. به خاطر داشته باشید که قوانین منطقه ای، درجه همکاری بین تسهیلات گوناگون و خدمت دهندگان را در سیستم معین می‌کند.
بعد، درخواست پذیرفته شده به یکی از تسهیلات متصل می‌شود (یعنی تخصیص پیدا می‌کند). این تخصیص ممکن است به قوانین اتصال مطمئن بستگی داشته باشد، همانطور که به حالت فعلی سیستم بستگی دارد (مثلاً، یک درخواست ممکن است به نزدیکترین تسهیل متصل شود و یا ممکن است به نزدیکترین تسهیل با حداقل یک خدمت دهنده آزاد متصل شود و غیره). همچنین قوانین اتصال به فرضیات رفتار مشتریان نیز بستگی دارد، یعنی اینکه کدام تسهیل باید این درخواست را انجام دهد به مشتری بستگی دارد یا به بعضی مراجع مرکزی. ما، این مورد را که مشتری تصمیم می‌گیرد که کدام تسهیل باید به درخواستش رسیدگی کند به عنوان «انتخاب کاربر» و موردی که یک مرجع مرکزی این تصمیم را می‌گیرد به عنوان «انتخاب هدایت شده» می‌شناسیم.
معمولاً یک درخواست پذیرفته شده در یک تسهیل معین، در صف قرار می‌گیرد تا یک خدمت دهنده، دردسترس قرار گیرد. زمانی که این اتفاق می‌افتد، خدمت دهنده و مشتری «یارگیری» کرده‌اند. درمورد خدمت دهندگان متحرک، لازم است که این خدمت‌دهندگان از مکان فعلی شان به مکان مشتری سفر کنند (که متحمل هزینه سفر می‌شوند).
معمولاً مسائل مکانیابی با خدمت دهندگان متحرک، دارای مشخصات زیر هستند:
این تخصیص بستگی به حالت فعلی خدمت دهندگان در زمان ارسال دارد. برای خدمت دهندگان ثابت، این تخصیص ممکن است قبل از تصمیم گیری برای انجام خدمت اتفاق بیفتد، بنابراین ممکن است گفته شود که خدمت دهندگان متحرک ممکن است با یکدیگر همکاری کنند، درحالیکه خدمت دهندگان ثابت تمایلی به این کار ندارند.
اگر یک کاربر، درخواستی را انجام دهد و نزدیکترین خدمت دهنده مشغول باشد، خدمت دهنده دیگری ارسال می‌شود. یعنی، این تخصیص، در حالت مطلق، به نزدیکترین تسهیل اتفاق نمی‌افتد.
مسائل مکانیابی احتمالی اغلب می‌توانند به خوبی به صورت مجموعه مستقلی از سیستم‌های صف، مدل سازی شوند. این استقلال، ازطریق ابزاری ناشی می‌شود که حتی اگر زمان‌های خدمت از یک توزیع نمایی پیروی کنند، درمورد هنگامی‌که زمان سفر احتمالی است، این امر صادق نیست. بنابراین، تئوری صف M/G/m مناسب‌تر از تئوری M/M/m است.
حال به فرموله کردن مسأله می‌پردازیم. محدودیت‌های مسأله معمولاً شامل موارد ذیل است:
- یک حد بالای M بر روی کل تعداد تسهیلاتی که می‌توانند واقع شوند:
(14.2)
- یک حد بالای K بر روی کل تعداد خدمت دهندگانی که می‌تواند واقع شوند:
(15.2)
- استانداردهای پوشش: بسته به احتیاجات پوششی که استفاده می‌شود، می‌تواند شکل‌های گوناگونی به خود بگیرد. شاید ساده ترین (و قدیمی‌ترین) شکل این محدودیت‌ها، به این نیاز دارد که حداقل تعداد مشخصی از این خدمت دهندگان ،، باید در حداکثر فاصله مشخصی از هر مکان مشتری i، واقع شوند. اجازه دهید زیرمجموعه‌ای از مکان‌های تسهیلات بالقوه در فاصله موردنیاز از i باشد. پس این محدودیت می‌تواند به صورت زیر بیان شود:
(16.2)
شکل پیچیده تر این محدودیت پوشش، ممکن است احتیاجاتی احتمالی را به زمان‌های پاسخ تحمیل کند. مثلاً، یک پاسخ سه دقیقه‌ای زمان پاسخ را درنظر بگیرید که برای درخواست‌های آمبولانس با ارجحیت بالا موردنیاز است. شکل دیگری از محدودیت‌ها، ممکن است یک حد بالایی را بر روی نسبت درخواست‌هایی که برگردانده می‌شود ،، اعمال کند. به طور خلاصه، ما می‌توانیم یک محدودیت عمومی را به صورت زیر ارائه کنیم. اجازه دهید که یک متغیر تصادفی باشد که بیانگر «سطح سرویسی» است که بوسیله سیستم به نقاط تقاضای مشتری i تحویل می‌شود (مثلاً، زمان پاسخ). اجازه دهید، ، بیانگر حداقل فراوانی مطلوب این اتفاق باشد (مثلاً، 95% از این زمان). بنابراین، یک محدودیت سطح سرویس کلی می‌تواند به صورت زیر بیان شود:
(17.2)
اکنون، مسأله LPSDC عمومی می‌تواند به صورت زیر فرمول بندی شود:
(18.2)
باتوجه به محدودیت‌های (15)، (16) و (17)

بدیهی است که برای اینکه فرمول بندی بالا را ساده کنیم، به بعضی روشها احتیاج داریم تا پارامترهای کارایی سیستم گوناگونی را که در توسعه تابع هدف و محدودیت‌ها استفاده شد را ارائه کنیم (یعنی، احتمال برگرداندن ، زمان انتظار صف و غیره). متأسفانه، معمولاً بیان تحلیلی کلی برای این مقادیر دردسترس نیست. این منجر به دو رویکرد ممکن می‌شود: رویکرد اول نیاز دارد که فرضیاتی ساده سازی مطمئنی را بر روی عملیات سیستم ایجاد کنیم (مانند قوانین منطقه‌ای ساده، زمان‌های سفر قابل اغماض و غیره). دومین رویکرد شامل استفاده از تکنیک‌هایی براساس توصیف است (مثل شبیه سازی) تا اندازه‌های کارایی سیستم موردنیاز را برای مقادیر خاص بردار مکان x محاسبه کنیم. علاوه بر آن می‌توان از بعضی تکنیک‌های ابتکاری استفاده کرد.
2-3- نظریه صف
انتظار در صف هر چند بسی ناخوشایند است، اما متأسفانه بخشی از واقعیت اجتناب ناپذیر زندگی را تشکیل می‌دهد. انسان‌ها در زندگی روزمره خود با انواع مختلف صف، که به از بین رفتن وقت، نیرو و سرمایه آن‌ها می‌انجامد، روبه رو می‌شوند. اوقاتی که در صف‌های اتوبوس، ناهارخوری، خرید و نظایر آن‌ها به هدر می‌رود، نمونه‌های ملموسی از این نوع اتلاف‌ها در زندگی است. در جوامع امروزی صف‌های مهمتری وجود دارد که هزینه‌های اقتصادی و اجتماعی آن‌ها به مراتب بیش از نمونه‌های ساده فوق است.
2-3-1- مشخصات صف [13]
یک مدل صف در شکل (2-1) نشان داده شده‌است. آن می‌تواند یک مدل صف مثل ترتیب ماشین آلات یا اپراتورها باشد.

شکل 2-1- مدل پایه‌ای صف
یک مدل صف بوسیله مشخصات زیر توصیف می‌شود:


فرایند رسیدن مشتریان
معمولاً فرض می‌کنیم که زمان بین رسیدن‌ها مستقل هستند و یک توزیع رایج دارند. در بسیاری از کاربردهای عملی، مشتریان باتوجه به یک جریان پواسن (یعنی زمان بین رسیدن‌ها نمایی) می‌رسند. مشتریان ممکن است یک به یک و یا به صورت دسته‌ای برسند.
رفتار مشتریان
مشتریان ممکن است صبور باشند و راضی باشند که (برای یک مدت طولانی) منتظر بمانند. یا مشتریان ممکن است کم حوصله باشند و بعد از مدتی صف را ترک کنند.
زمان‌های رسیدن
معمولاً فرض می‌کنیم که زمان‌های رسیدن مستقل هستند و به طور یکسان توزیع شده‌اند و مستقل از زمان بین رسیدن‌ها هستند. مثلاً زمان‌های رسیدن ممکن است به صورت قطعی یا نمایی توزیع شده باشد. همچنین ممکن است که زمان‌های رسیدن، وابسته به طول صف باشد.
نظم سرویس
ترتیبی که مشتریان ممکن است به صف وارد شوند به صورت‌های زیر می‌تواند باشد:
کسی که اول می‌آید، اوّل هم سرویس دهی می‌شود، مثل ترتیب رسیدن‌ها
ترتیب تصادفی
کسی که آخر می‌آید، اول سرویس دهی می‌شود.
حق تقدّم
اشتراک پردازنده (در کامپیوتر که قدرت پردازششان را در میان کل کارها در سیستم، به طور مساوی تقسیم می‌کنند).
ظرفیت سرویس
ممکن است یک سرور تک و یا گروهی از سرورها به مشتریان کمک کنند.
اتاق انتظار
ممکن است محدودیتهایی در رابطه با تعداد مشتریان در سیستم وجود داشته باشد.
یک کد سه قسمتی برای مشخص کردن این مدل‌های به صورت a/b/c استفاده می‌شود که حرف اول توزیع زمان بین رسیدن‌ها و حرف دوم توزیع زمان سرویس را مشخص می‌کند. مثلاً برای یک توزیع عمومی از حرف G و برای توزیع نمایی از حرف M (که M بیانگر فاقد حافظه بودن است) استفاده می‌شود. حرف سوم و آخر نیز تعداد سرورها را مشخص می‌کند. این نمادسازی می‌تواند با یک حرف اضافه که دیگر مدل‌های صف را پوشش دهد، گسترش یابد. مثلاً، یک سیستم با توزیع زمان بین رسیدن و زمان سرویس دهی نمایی، یک سرور و داشتن اتاق انتظار فقط برای N مشتری (شامل یکی در سرویس) بوسیله چهار کد حرفی M/M/1/N نشان داده می‌شود.
در این مدل پایه، مشتریان یک به یک می‌رسند و همیشه اجازه ورود به سیستم را دارند، همیشه اتاق وجود دارد، هیچ حق تقدّمی وجود ندارد و مشتریان به ترتیب رسیدن سرویس دهی می‌شوند.
در یک سیستم G/G/1 با نرخ رسیدن و میانگین زمان سرویس ، مقدار کار که در واحد زمان می‌رسد برابر است. یک سرور می‌تواند به یک کار در واحد زمان رسیدگی کند. برای جلوگیری از اینکه طول صف بینهایت نشود، باید .
معمولاً از نماد زیر استفاده می‌کنند:

اگر ، نرخ اشتغال یا بکارگیری سرور نامیده می‌شود، چون کسری از زمان است که سرور، مشغول کارکردن است.
2-3-2- قانون لیتِل [13]
اگر E(L)، میانگین تعداد مشتریان در سیستم، E(S)، میانگین زمان اقامت مشتری در سیستم باشد و ، متوسط تعداد مشتریانی باشد که در واحد زمان وارد سیستم می‌شوند، قانون لیتِل، رابطه بسیار مهمی را بین این سه نماد می‌دهد و به صورت زیر بیان می‌شود:
(19.2)در اینجا فرض می‌شود که ظرفیت سیستم برای رسیدگی به مشتریان کافی است (یعنی، تعداد مشتریان در سیستم به سمت بینهایت میل نمی‌کند).
به طور حسی، این نتیجه می‌تواند به صورت زیر فهمیده شود: فرض کنید که مشتریان هنگامی‌که به سیستم وارد می‌شوند، یک دلار در واحد زمان می‌پردازند. این پول می‌تواند به دو روش گرفته شود. روش اول اینکه به مشتریان اجازه دهیم که به طور پیوسته در واحد زمان بپردازند. پس متوسط درآمدی که توسط سیستم کسب می‌شود، برابر E(L) دلار در واحد زمان است. روش دوم این است که به مشتریان اجازه دهیم که برای اقامتشان در سیستم، 1 دلار را در واحد زمان در موقع ترک سیستم بپردازند. در موازنه، متوسط تعداد مشتریانی که در واحد زمان، سیستم را ترک می‌کنند برابر متوسط تعداد مشتریانی است که به سیستم وارد می‌شوند. بنابراین سیستم، یک متوسط درآمد دلار را در واحد زمان کسب می‌کند.
با به کار بردن قانون لیتِل در صف، رابطه‌ای بین طول صف، و زمان انتظار W به دست می‌آید:
(20.2)
2-3-3- صف M/M/1
این مدل، حالتی را درنظر می‌گیرد که زمان بین رسیدن‌ها، نمایی با میانگین ، زمان‌های سرویس، نمایی با میانگین و یک سرور مشغول کار است. مشتریان به ترتیب رسیدن، سرویس دهی می‌شوند. ما نیاز داریم که:
(21.2)درغیراینصورت، طول صف منفجر خواهد شد (قسمت قبل را ببینید). مقدار ، کسری از زمان است که سرور، مشغول کار است.
میانگین تعداد مشتریان در سیستم و همچنین میانگین زمانی که در سیستم گذرانده می‌شوند به صورت زیر بیان می‌شود:
(22.2)
و با استفاده از قانون لیتِل،
(23.2)
میانگین تعداد مشتریان در صف، ، می‌تواند از E(L) و با کم کردن میانگین تعداد مشتریان در سیستم بدست آید:
(24.2)
میانگین زمان انتظار، E(W)، از E(S) و با کم کردن میانگین زمان سرویس بدست می‌آید:
(25.2)
2-4- مسائل بهینه سازی چندهدفه
بسیاری از مسائل کاربردی در جهان واقعی را مسائل بهینه سازی ترکیباتی چندهدفه تشکیل می‌دهند، زیرا متغیر‌های مجزا و اهداف متضاد به طور واقعی در ذات آنها است. بهینه سازی مسائل چندهدفه نسبت به مسائل تک هدفه متفاوت بوده، زیرا شامل چندین هدف است که باید در بهینه‌سازی به همه اهداف همزمان توجه شود. به عبارت دیگر الگوریتم‌های بهینه سازی تک هدفه، حل بهینه را با توجه به یک هدف می یابند و این در حالی است که در مسائل چندهدفه (با چندهدف مخالف و متضاد) معمولاً یک حل بهینه مجزا را نمی توان بدست آورد. بنابراین طبیعی است که مجموعه ای از حل‌ها برای این دسته از مسائل موجود بوده و تصمیم گیرنده نیاز داشته باشد که حلّی مناسب را از بین این مجموعه حل‌های متناهی انتخاب کند و در نتیجه حل مناسب، جواب‌هایی خواهد بود که عملکرد قابل قبولی را نسبت به همه اهداف داشته باشد.
2-4-1- فرمول بندی مسائل بهینه سازی چندهدفه
مسائل بهینه سازی چندهدفه را به طور کلی می‌توان به صورت زیر فرموله کرد:
(26.2)

x یک حل است و S مجموعه حل‌های قابل قبول و k تعداد اهداف در مسأله و F(x) هم تصویر حل x در فضای k هدفی و هم مقدار هر یک از اهداف است.
تعریف حل‌های غیرمغلوب: حل a حل b را پوشش می‌دهد، اگر و تنها اگر:
(27.2)
(28.2)
به عبارت دیگر، حل‌های غیرمغلوب، به حل‌های گفته می‌شود که حل‌های دیگر را پوشش داده ولی خود، توسط حل‌های دیگر پوشش داده نمی‌شوند. در شکل (2-2) چگونگی پوشش سایر حل‌ها (دایره‌های با رنگ روشن) توسط مجموعه حل‌های غیرمغلوب (دایره‌های تیره رنگ) نشان داده شده‌است. در این شکل، جبهه‌ی پارتو با خط چین نشان داده شده‌است.
هدف B
هدف A
هدف B
هدف A

شکل 2-2- مجموعه حل‌های غیرمغلوب
2-4-2- الگوریتم‌های تکاملی برای بهینه سازی مسائل چندهدفه بر مبنای الگوریتم ژنتیک
با توجه به آنکه بسیاری از مسائل بهینه سازی، NP-Hard هستند، بنابراین حل به روش‌های دقیق در یک زمان معقول غیرممکن بوده و در نتیجه، استفاده از روش‌های فراابتکاری در این موارد مناسب می باشد. درحقیقت الگوریتم‌های فراابتکاری برای زمانی که محدودیت زمانی وجود دارد و استفاده از روش‌های حل دقیق میسّر نبوده و یا پیچیدگی مسائل بهینه سازی زیاد باشد، به دنبال جواب‌های قابل قبول هستند.
اولین پیاده سازی واقعی از الگوریتم‌های تکاملی، «الگوریتم ژنتیک ارزیابی برداری» توسط دیوید اسکافر در سال 1984 انجام گرفت. اسکافر الگوریتم را به سه بخش انتخاب، ترکیب و جهش که به طور جداگانه در هر تکرار انجام می‌شدند، تغییر داد. این الگوریتم به صورت کارآمدی اجرا می‌شود، اما در برخی از حالات مانند اریب بودن اهداف، با مشکل مواجه می‌شود. درواقع هدف اول الگوریتم‌های بهینه یابی چندهدفه، یعنی رسیدن به جواب‌های بهینه پارتو، به نحو شایسته‌ای توسط این الگوریتم بدست می‌آید، ولی جواب‌های بدست آمده از گستردگی و تنوع خوبی برخوردار نیستند.
در ادامه این قسمت، به سه الگوریتم تکاملی چند هدفه که مبنای اصلی آنها، الگوریتم ژنتیک می‌باشد، می‌پردازیم. الگوریتم NSGA-II به این خاطر انتخاب شده‌است که این الگوریتم در بسیاری از مقالات به عنوان الگوریتم مرجع مقایسه گردیده‌است. الگوریتم CNSGA-II نیز به این علت انتخاب شده‌است که روشی مناسب برای برخورد با محدودیت‌های حل مسأله ارائه می‌کند؛ چون باتوجه به ماهیت مسأله، چندین محدودیت سر راه حل مسأله ایجاد شده‌است که راهکار مناسبی برای رسیدگی به این محدودیت‌ها ایجاب می‌کند. الگوریتم NRGA نیز چون جزء جدیدترین الگوریتم‌های ارائه شده در زمینه بهینه سازی چندهدفه می‌باشد مورداستفاده قرار گرفته‌است.
2-4-2-1- الگوریتم ژنتیک مرتب سازی نامغلوب
دب و همکارانش [14]، یک نخبه گرایی دسته بندی یا مرتب سازی نامغلوب را در الگوریتم‌های ژنتیک پیشنهاد دادند. در اغلب مواقع، این الگوریتم شباهتی به NSGA ندارد، ولی مبتکران نام NSGA-II را به دلیل نقطه پیدایش آن، یعنی همان NSGA، برای آن حفظ کردند.
در این روش، ابتدا جمعیت فرزندان، ، با استفاده از جمعیت والدین، ، ساخته می‌شود. در اینجا به جای پیدا کردن جواب‌های نامغلوب از ، ابتدا دو جمعیت با یکدیگر ترکیب شده و جمعیت با اندازه 2N را ایجاد می‌کنند. سپس از یک مرتب سازی نامغلوب برای دسته بندی تمام جمعیت استفاده می‌شود، البته این مرتب سازی، نسبت به مرتب سازی بر روی ، به تعداد مقایسه بیشتری نیاز دارد. در این شیوه، یک مقایسه عمومی در بین اعضای که مجموع دو جمعیت فرزندان و والدین است، انجام می‌شود و پس از ایجاد صف‌های متفاوت نامغلوب، به ترتیب اولویت (اولویت صفها نسبت به هم) جمعیت بعدی، یکی یکی از این صف‌ها پر می‌شود. پر کردن جمعیت ، با بهترین صف نامغلوب شروع شده و سپس به ترتیب با دومین صف نامغلوب و همین طور سومین و الی آخر، تا زمانی که پر شود، ادامه می‌یابد. از آنجا که اندازه برابر 2N است، تمام اعضای آن ممکن است نتوانند در قرارگیرند و به راحتی جواب‌های باقیمانده را حذف خواهیم کرد. شکل (2-3) نحوه عمل الگوریتم NSGA II را نمایش می‌دهد.

شکل 2-3- نمایشی از نحوه عملکرد NSGA-II
درمورد جواب‌هایی که در صف آخر با استفاده از عملگر نخبه گرایی ازبین می‌روند، باید مهارت بیشتری به کار برده و جواب‌هایی که در ناحیه ازدحام کمتری قراردارند را حفظ کرد. درواقع برای رعایت اصل چگالی در بین جواب‌ها، جواب‌هایی که در ناحیه ازدحامی کوچکتری هستند، برای پر کردن ، در اولویت قرار دارند.
یک استراتژی شبیه بالا در پیشرفت مراحل اولیه از تکامل الگوریتم، تأثیر زیادی نخواهد داشت، چرا که اولویت‌های زیادی در جمعیت ترکیب شده از فرزندان و والدین وجود دارد. احتمالاً جواب‌های نامغلوب زیادی وجود دارند که آماده قرارگرفتن در جمعیت قبل از آن که اندازه‌اش از N تجاوز کند، می‌باشند. یک مسأله مهم و در عین حال سخت این است که مابقی جمعیت چگونه باید پر شود؟ اگرچه درخلال مراحل بعدی شبیه سازی الگوریتم، احتمالاً بیشتر جواب‌های موجود در جمعیت با اندازه 2N، در رده جواب‌هایی با بهترین درجه نامغلوب بودن قرار می‌گیرند و تعداد آن‌ها از N متجاوز خواهد شد، اما الگوریتم بالا با یک راهکار موقعیتی انتخاب، وجود مجموعه متنوعی از جواب‌ها در جمعیت را تضمین می‌کند. با چنین راهکاری، یعنی زمانی که به‌نحوی تمام ناحیه بهینه پارتو توسط جمعیت پوشانده می‌شود، در ادامه الگوریتم، جواب‌های گسترده تری را در فضای جواب فراهم خواهدآورد.
در ادامه، الگوریتم NSGA-II را به اختصار آورده ایم [15]:
گام 1: جمعیت فرزندان و والدین را با یکدیگر ترکیب کرده و را می‌سازیم:

جمعیت حاصل را با استفاده از یک مرتب سازی نامغلوب به صفوف دسته بندی می‌کنیم.
گام 2: قرارمی‌دهیم، i=1، سپس تا زمانی که ، عملیات زیر را تکرار می‌کنیم:

گام 3: روال مرتب سازی ازدحام را اجرا کرده و با استفاده از مفهوم فاصله ازدحام، ارزشهای متفاوتی را برای از جواب‌های تعیین می‌کنیم.
گام 4: جمعیت فرزندان را از با استفاده از یک الگوریتم انتخاب مسابقه‌ای ازدحام و عملگرهای ترکیب و جهش ایجاد می‌کنیم.
گام سوم از الگوریتم بالا، مرتب سازی برحسب ازدحام جواب‌ها در صف i (منظور آخرین صفی است که احتمالاً برخی از جواب‌های موجود در آن نتوانسته‌اند در جمعیت قرار گیرند)، با بکارگیری مفهوم فاصله ازدحام انجام می‌شود. بنابراین، جمعیت به صورت نزولی تحت میزان بزرگی ارزش فاصله ازدحام مرتب شده و در گام چهارم یک عملگر انتخاب مسابقه‌ای ازدحام که مبنای مقایسه آن همان فاصله ازدحام است بکار برده می‌شود. لازم به ذکر است، مرتب سازی نامغلوب واقع در گام اول می‌تواند به همراه عمل پر کردن جمعیت به صورت موازی انجام شود. درواقع هر بار که یک صف نامغلوب، پیدا شده و تست می‌شود که ازنظر اندازه می‌تواند به جمعیت اضافه شود یا نه، درصورتی که نتواند، دیگر نیازی نیست که مرتب سازی بیشتری انجام دهیم. این موضوع، به کاهش زمان اجرا الگوریتم کمک می‌کند.
2-4-2-2- الگوریتم NSGA-II محدود شده
اگر در حین حل مسأله‌ای که باید حل شود، حل‌هایی ایجاد شود که با محدودیت‌های مسأله مغایرت داشته باشد و آن‌ها را نقض کند و درنتیجه غیرقابل قبول باشد، چگونه باید با این موضوع برخورد کرد؟ روش‌های مختلفی برای مقابله با این موضوع وجود دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به توابع جریمه و یا نادیده گرفتن و حذف حل غیرقابل قبول ایجاد شده اشاره کرد.
الگوریتم CNSGA-II، همانند الگوریتم NSGA-II عمل می‌کند، تنها با این تفاوت که برای رسیدگی به محدودیت‌ها، روشی را برمی‌گزیند که براساس مفهوم غلبه و امتیازدهی عمل می‌کند [14].
این روش که به محدودیت رسیدگی می‌کند، از انتخاب تورنمنت دودویی استفاده می‌کند که دو حل از جمعیت، انتخاب و حل بهتر انتخاب می‌شود. باتوجه به محدودیتها، هر حل می‌تواند یا قابل قبول و یا غیرقابل قبول باشد. بنابراین، ممکن است حداکثر سه وضعیت به وجود آید:
هرد و حل قابل قبول باشند؛
یکی از حل‌ها قابل قبول و دیگری غیرقابل قبول باشد؛
هر دو حل غیر قابل قبول باشند.
برای مسائل بهینه سازی تک هدفه، از یک قانون ساده برای هر مورد استفاده می‌کنیم:
مورد 1) حلی که تابع هدف بهتری دارد را انتخاب می‌کنیم.
مورد 2) حل قابل قبول را انتخاب می‌کنیم.
مورد 3) حلی که کمترین انحراف از محدودیت‌ها را دارد انتخاب می‌کنیم. باتوجه به اینکه در هیچدام از موارد، اندازه تابع هدف و محدودیت‌ها با یکدیگر مقایسه نشده‌اند، هیچ نیازی به داشتن پارامترهای جریمه نیست، این موضوعی است که این رویکرد را مفید و جذاب کرده‌است.
درمورد مسائل بهینه سازی چندهدفه، دو مورد آخر می‌تواند همانطور که هستند استفاده شوند و مورد اول نیز می‌تواند با استفاده از اپراتور مقایسه ازدحام، حل شود. برای مقایسه کردن در این الگوریتم، تعریف «غلبه» را بین دو حل i و j تعریف می‌کنیم.
تعریف 1) حل i اگر یکی از وضعیت‌های زیر درست باشد، گفته می‌شود که از لحاظ محدودیت بر حل j غلبه دارد:
حل i قابل قبول است ولی حل j نیست.
حل i و j هر دو غیر قابل قبول می‌باشند، اما حل i انحراف از محدودیت کمتری دارد.
حل i و j قابل قبول هستند و حل i، حل j را مغلوب می‌کند.
اثر استفاده از مفهوم غلبه محدودیت این است که، هر حل قابل قبول، رتبه غیرمغلوبی بهتری از هر حل غیرقابل قبول دارد. همه حل‌های قابل قبول، باتوجه به سطح غلبه شان و براساس مقادیر توابع هدفشان رتبه بندی می‌شوند. به هر حال، از بین دو حل غیر قابل قبول، حلی که کمترین انحراف از محدودیت را دارد، دارای رتبه بهتری است. به هر حال، این اصلاح، در مفهوم غلبه، تغییری در پیچیدگی NSGA-II ندارد. بقیه فرایند CNSGA-II، همانطور که قبلاً درمورد NSGA-II توضیح داده شد، اجرا می‌شود.
2-4-2-3- الگوریتم ژنتیک رتبه بندی نامغلوب
این الگوریتم که توسط الجدان و همکارانش [16] ارائه شده، الگوریتم انتخاب چرخ رولت رتبه‌بندی شده را با الگوریتم رتبه بندی جمعیت برمبنای پارتو ترکیب می‌کند. در این الگوریتم از الگوریتم انتخاب چرخ رولتی استفاده شده‌است که به هر عضو، یک اندازه برازش برابر با رتبه اش در جمعیت، تخصیص می‌دهد؛ بالاترین رتبه، بیشترین احتمال را دارد که انتخاب شود (درمورد ماکزیمم سازی).
این احتمال به صورت معادله زیر محاسبه می‌شود:
(29.2)
که N، تعداد اعضاء این جمعیت است. در این الگوریتم، اعضاء در یک جبهه، براساس فاصله ازدحامشان و جبهه ها براساس رتبه غلبه شان رتبه می‌گیرند.
الگوریتم NRGA، همان طور که سودوکد آن را در شکل (2-4) مشاهده می کنید، به این صورت است که ابتدا، یک جمعیت تصادفی والدین، P، ایجاد می‌شود. مرتب کردن جمعیت براساس غلبه است. به هر حل، برازشی (یا رتبه ای) برابر سطح غلبه اش، تخصیص داده می‌شود (1 برای بهترین سطح، 2 برای سطح بعدی و الی آخر).
Initialize Population P
{ Generate random population-size N
Evaluate Objective Values

bew163

ایران از منابع غنی و گسترده انرژی، مخازن بزرگ نفتی و گازطبیعی، معادن عظیم زیرزمینی و پتانسیل بالقوه انرژی برخوردار است، پیش بینى مصرف انرژی مى تواند در تبیین سیاست هاى بخش انرژی، کمک مؤثرى کند. همچنین از آنجایى که مدتی است موضوع محدود کردن مصرف انرژی به ویژه فرآورده هاى نفتی مانند بنزین، در رأس سیاست هاى اقتصادی دولت قرار گرفته است و مشکلات ناشی از افت فشار گازطبیعی، مانند قطع گاز در استان هاى مختلف یا کاهش تولید برق در کارخانجاتی که سوخت اصلی آنها، گاز طبیعی است، گاهى در کشور ایجاد می شود و کمبود منابع انرژی دیگر نیز گاهى برای بخش هاى مختلف اقتصاد، مشکل ساز مى شود، پیش بینى و الگوسازى مصرف انرژی، می‌تواند رهنمود مناسبی برای سیاستگذاران بخش انرژی و اقتصاد کشور باشد " آماده وهمکاران ، 1388 "
از طرفی تأثیر نفت و حامل های انرژی به ویژه بنزین ، گازوئیل و ... در اقتصاد کشور برکسی پوشیده نیست، بنابراین تحقق توسعه پایدار ، در گرو آن است که تولید و بهره برداری از انرژی همراه با سایر نهادها نظیر تکنولوژی، منابع انسانی ، مواد اولیه ، منابع مالی و... بطور هماهنگ و هم ساز برنامه ریزی شود. مصرف فراورده هایی همچون نفت سفید ، نفت کوره ، بنزین موتور و نفت گاز با در نظر گرفتن اهمیّت آن در بخش های مختلف ، نقش اساسی در رشد و توسعۀ اقتصادی کشورها ایفا می‌کند . بررسی مصرف آتی تقاضای فرآورده های نفتی در جهت شناخت دقیق و صحیح از ساختار رفتاری مصرف ، به منظور برنامه ریزی دقیق در راستای تحقق اهداف مورد نظر، امری ضروری است. آگاهی از میزان تقاضای نفت سفید ، نفت کوره و بنزین موتور و نفت گاز به منظور اتخاذ تصمیمات صحیح برای برنامه ریزی و سیاست گذاری های مناسب از اهمیّت ویژه ای برخوردار است این مقوله در بخش های مختلف (حمل و نقل ، صادرات و....) سهم قابل توجه ای از مصرف این سه نوع محصول را دارد که از اهمیّت به سزایی برخوردار است . از طرفی در تجزیه و تحلیل تقاضای حامل‌های انرژی مدل های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد ، که برخی فقط برای جهت مطالعه حامل های انرژی طراحی شده و برخی ارتباط آنها را با یکدیگر بررسی می کند.
روش هاى آمارى و اقتصاد سنجى، درمورد پیش بینى سرى هاى زمانى عملکرد خوبى داشته است، اما محدودیت هایى نیزدارد، ازجمله اینکه ممکن است در این گونه روش ها، فرم تبعى متغیّرهاى مستقل و وابسته در صورت عدم شناخت کافى به درستى تصریح نشود. علاوه براین، داده هاى پرت ممکن است به تخمین اُریب پارامترهاى الگو بیانجامد. درضمن، بیشتر الگوهاى سرى زمانى، خطّى است و بنابراین در تشریح رفتارهاى غیرخطّى ناتواناست " ابریشمى و همکاران، 1389 ". درپژوهش هاى اخیر، از الگوهاى هوش مصنوعى به طور متداول به عنوان ابزار تقریبى غیرخطّى استفاده شده است، به طورى که مى توان با استفاده از آن بر مشکلات فوق چیره شد."جوادپور وکناپ، 2003 ".
هدف پژوهش حاضر، کاربرد الگوهاى هوش مصنوعى، یعنى الگوهاى شبکه هوش مصنوعی، الگوریتم توده ذرّات و الگوریتم علف های هرز، در پیش بینى مصرف انرژى بخش حمل ونقل کشور است تا در پایان بتوان میزان کارایى این روش ها را در پیش بینى مصرف انرژى مقایسه کرد.
بیان مسألهشاید اغراق نباشد اگر گفته شود که در تمام دوره های زندگی بشر، نفت ماده شناخته شده ای بوده است. اما در طول چندین دهۀ گذشته ، حیاتی بودن آن برای تداوم زندگی اقتصادی تردید ناپذیر شده است. حدود 75 درصد از کل منابع نفت موجود جهان در خاورمیانه قرار دارد و ایران یکی از 5 کشور بزرگ مالک ذخایر نفتی در جهان است. نفت از مهم ترین منابع کشور محسوب می شود و مسأله پیش بینی فرآورده های سوختی نفتی در تعیین سیاست بهره برداری از منابع نفتی از اهمیّت ویژه ای برخوردار است. از طرف دیگر پیش بینی و الگو های آن یکی از مباحث مهم و حیاتی مدیریت درزمینه برنامه ریزی و تصمیم گیری است که امروزه علاقه فراوانی در استفاده از سیستم های هوشمند به منظور بهبود کیفیّت تصمیم های مدیریتی و کاهش خطاهای پیش بینی به دلیل قابلیت بالای این سیستم ها بوجود آورده است. ایران از جمله کشورهایی است که اساس اقتصاد آن بر درآمد صادرات فراورده های سوختی نفتی بنا شده است. ارتباط حجم و ارزش صادرات نفت و گاز و رشد اقتصادی به منزلۀ افزایش ظرفیّت های اقتصادی یکی از موضوعات مهم و قابل توجّه برای مراکز تحقیقاتی و برنامه ریزی است. همچنین در دنیای پیچیدۀ امروز پیش بینی و مدیریت تقاضا نقش مهمی در برنامه ریزی حوزۀ انرژی کشورهای نفت خیز دارد ، این بدان دلیل است که نفت یکی از پارامتر و عوامل بسیار مهم در امنیت اقتصادی این کشورها محسوب می شود. براین اساس تخمین تقاضای نفت و فرآورده های سوختی نفتی و تحلیل آن در طول زمان می تواند نقش قابل توجّهی در نیل به اهداف ایفا کند. از طرفی تخمین و پیش بینی میزان تقاضای فرآورده های سوختی نفتی از مدل و تکنیک های مختلفی می تواند صورت بگیرد. اما با توجه به تکنیک های زیادی که ارائه شده است آیا می توان تکنیکی را برتر ، در دقّت برآوردها شناسایی کرد؟
در سال های اخیر شاهد حضور موفق روش های فرا ابتکاری الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرّات و شبکه های عصبی مصنوعی بوده‌ایم. در این تحقیق سعی شده است تا با استفاده از روش های جدید و نیرومند به پیش بینی فرآورده های نفتی بپردازیم وکیفیّت این روش ها را با یکدیگر مقایسه نمائیم. همچنین با پیشرفت و توسعۀ روش های غیر خطّی همچون شبکه های عصبی ، شبکه های عصبی فازی، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم کولونی مورچگان، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرّات ، الگوریتم بهینه سازی علف های هرز و ... می توان از این روش ها برای پیش بینی تقاضا استفاده نمود.
اهمیت پژوهشطبق تعریف، پیش بینی یک برآورد (یا تعدادی برآورد) کمی درباره احتمال وقایع آینده است که براساس اطلاعات حال و گذشته انجام می شود "چتفیلد ، 1372". از طرفی پیش بینی مناسب برای محصولاتی مهم از قبیل بنزین ،گازوئیل و... می تواند در توسعه و برنامه ریزی اقتصادی یک کشور اهمیّت بسزایی داشته باشد. به عبارتی داشتن پیش بینی مناسب از آینده، کارایی برنامه ریزی را به شدّت تحت تأثیر قرار می دهد.
همانطور که اشاره شد برای تخمین تابع تقاضای نفت و فرآورده های سوختی نفتی می توان از تکنیک و مدل های مختلفی کمک گرفت، اما در این تحقیق برای پیش بینی تقاضا برای فرآورده های سوختی نفتی از سه روش توانمندی عینی شبکه های هوش مصنوعی، الگوریتم توده ذرات و علف های هرز استفاده شده است که در نهایت می توان یکی از بهترین روشهای پیش بینی تقاضا را تعیین کرد که نسبت به سایر روش های ارائه شده ازدقت بالاتری برخوردار می باشد.
اهداف تحقیقهمانطور که اشاره شد تخمین تابع تقاضا با تکنیک های مناسب و دقیق تر می تواند ما را به پیش بینی دقیق تری از فرآورده های سوختی نفتی برساند که در نهایت می توان با برآورد کردن تابع تقاضا و اطلاع از حدود تقاضا با تکنیک های مطرح شده سیاست های مناسب و برنامه ریزی دقیق تری را در پیش گرفت. به طور کلّی هدف از این پژوهش ارائه تکنیک های مختلف است که می توان در تخمین تابع تقاضا از آنها کمک گرفت و در نهایت خروجی هر یک از تکنیک های مورد نظر را با یکدیگر مقایسه کرد و یک تکنیک برتر و کارآمد را معرفی کرد.
سؤالات پژوهشیبرخی از سؤالاتی که در این باره می تواند مورد توجه قرار بگیرد به شرح زیر است:
1- آیا با سه روش بهینه سازی توده ذرّات ،شبکه های هوش مصنوعی و الگوریتم علف های هرز می توان به پیش بینی تابع تقاضا پرداخت؟
2- از بین سه روش فوق کدامیک از اهمیت و دقت بالاتری برخوردار است؟
روش تحقیقنوع تحقیق بر اساس هدف کاربردی می باشد و براساس چگونگی بدست آوردن داده های مورد نیاز، تحقیق حاضر یک بخش کتابخانه ای می باشد، به این ترتیب که ابتدا برای شناسایی عوامل مؤثر بر تابع تقاضا با بررسی کتابخانه ای پیشینۀ تحقیق ، مجموعه ای از شاخص ها شناسایی می شود و بعد از آن داده ها بر اساس پایگاه داده شرکت نفت استخراج می شود و در نهایت از طریق نرم افزار MATLAB اجرا می شود.
قلمرو تحقیققلمرو تحقیق شامل سه مورد قلمرو موضوعی، قلمرو زمانی و قلمرو مکانی است که در ادامه به تشریح هر یک پرداخته می شود.
قلمرو موضوعیقلمرو موضوعی این پایان نامه پیش بینی تقاضا برای فرآورده های سوختی نفتی می باشد.
قلمرو زمانیقلمرو زمانی تحقیق، با استفاده از میزان مصرف چهار فرآوردۀ مهم سوختی نفتی در بازۀ زمانی سال 1306 تا 1391 می باشد.
قلمرو مکانیقلمرو مکانی این تحقیق، شرکت ملّی پالایش و پخش فرآورده های سوختی نفتی کشور می باشد.
شرح واژه و اصطلاحات به کار رفته در پژوهش (مفاهیم عملیاتی):تقاضا :
از تقاضا تعاریف زیادی ارائه شده است.اما یک تعریف کلّی که می توان از تقاضا ارائه داد به این ترتیب است که تقاضا عبارت است از مقدار کالا یا خدمتی که با توجه قیمت و سایر عوامل در یک دوره خریداری می کنیم " نظری، 1392".
فراورده های سوختی نفتی:
به مجموعه ای از محصولات منتج از نفت گفته می شود که شامل بنزین ، نفت گاز و ... می باشد.
الگوریتم بهینه سازی علف های هرز:
در طول چهار دهۀ گذشته، تعداد زیادی الگوریتم به منظور حل مسائل متنوّع بهینه سازی مهندسی توسعه یافته اند. اکثر این الگوریتم ها بر پایه روش های برنامه ریزی خطّی و غیر خطّی عددی بوده است. الگوریتم بهینه سازی علف های هرز (IWO) یک الگوریتم بهینه سازی احتمالی عددی الهام گرفته شده از رشد علف های هرز می باشد، که در سال 2006 توسط محرابیان و لوکاس در قالب پروژه - ریسرچایی ارائه شد.
علف های هرز گیاهانی هستند که رشد هجوم آورنده و شدید آنها تهدید مهمی برای گیاهان زراعی محسوب می شود. علف های هرز بسیار پایدار و تطابق پذیر در مقابل تغییرات محیط می باشند. بنابراین با گرفتن خصوصیات آنها می‌توان به یک الگوریتم بهینه سازی قوی رسید. این الگوریتم تلاش می کند که از قدرت تطابق پذیری و تصادفی بودن جمعیّت علف های هرز به طور ساده تقلید کند. معمولاً برای شبیه سازی رفتار علف های هرز تعدادی مسائل پایه ای نیاز است:
1-مقدار دهی اولیه یک جمعیت
2-تولید مثل
3-پراکندگی محیطی
4-حذف رقابتی
الگوریتم بهینه سازی توده ذرّات:
الگوریتم بهینه سازی توده ذرّات یکی از مهم ترین الگوریتم هایی است که در حوزۀ هوش جمعی جای می گیرد. این الگوریتم توسط کندی و ابراهارت در سال 1995 معرفی و با الهام گرفتن از رفتار اجتماعی موجوداتی چون ماهی و پرندگان که در گروه های کوچک و بزرگ کنار هم زندگی می کنند طراحی شده است. نام های دیگر این الگوریتم عبارتند از: الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرّات و الگوریتم پرندگان است که شباهت زیادی به الگوریتم ژنتیک دارد. در این روش هر پاسخ را می توان به صورت پرنده ای در دسته ای از پرندگان تصور نمود. در ابتدا یک دسته از اجزاء که هرکدام iتحت عنوان جزء یک پاسخ برای مسئله می باشند به صورت تصادفی تولید می شوند و در ادامه با حرکت دسته ای از اجزاء در جهت یافتن بهترین پاسخ فضای امکان پذیر جستجو می شود. تغییر موقعیت اجزاء برای رسیدن به موقعیت بهتر، باتوجه به دو عامل صورت می گیرد. این عوامل عبارتند از بهترین موقعیت هر جزء که قبلاً با آن روبرو شده است و موقعیت بهترین جزء جمعیت در طول فرآیند جستجو. سرانجام همۀ اجزاء پس از جستجوی کامل در نقطۀ بهینه همگرا می شوند.
شبکه های هوش مصنوعی:
شبکه های عصبی مصنوعی یا به زبان ساده تر شبکه های عصبی سیستم ها، روش های محاسباتی نوینی هستند که برای یادگیری ماشینی، نمایش دانش و در انتها اعمال دانش بدست آمده در جهت پیش بینی پاسخ های خروجی از سامانه های پیچیده مورد استفاده قرار می گیرد. به طور کلی این تکنیک یکی از روش های جدید در رشتۀ اقتصاد در ایران به تازگی مورد توجه قرار گرفته است و ابزارهای خطّی و غیر خطّی را برای پیش بینی در اختیار قرار می دهد، به عبارت دیگر هوش مصنوعی به عنوان یکی از سه تکنیک ذکر شده می تواند روابط خطّی و غیر خطّی بین ورودی ها و خروجی ها را براساس داده های آموزش تشخیص داده و روابط بنیادی بین آنها را شناسایی کند و سپس روابط کشف شده را بر سایر داده ها تعمیم دهد که در نهایت می تواند به ساختاری دست یابد که توانایی پیش بینی تقاضا را داشته باشد. توافق دقیقی بر تعریف شبکه عصبی درمیان محقّقان وجود ندارد ؛ اما اغلب آنها موافقند که شبکۀ عصبی شامل شبکه ‎ای از عناصر پردازش ساده (نرون ها) است، که می‌تواند رفتار پیچیدۀ کلّی تعیین شده‎ای از ارتباط بین عناصر پردازش و پارامترهای عنصر را نمایش دهد. منبع اصلی و الهام بخش برای این تکنیک، از آزمایش سیستم مرکزی عصبی و نورون ها (آکسون‎ ها، شاخه‌های متعدد سلولهای عصبی ومحلهای تماس دو عصب) نشأت گرفته‌ است، که یکی از قابل توجه‎ ترین عناصر پردازش اطلاعات سیستم عصبی را تشکیل می‎دهد. در یک مدل شبکه عصبی، گره‎های ساده برای تشکیل شبکه ‎ای از گره‎ها، به هم متصل شده اند، به همین دلیل به آن، اصطلاح شبکه‎های عصبی اطلاق می‎شود. درحالی که یک شبکه عصبی نباید به خودی خود سازگارپذیر باشد، استفاده عملی از آن بواسطۀ الگوریتم‌هایی امکان پذیر است، که جهت تغییر وزن ارتباطات در شبکه طراحی شده باشد.
فصل دوم: مبانی‌نظری تحقیقمقدمهاین فصل از تحقیق در سه قسمت تدوین شده است که در قسمت اول به تعریفی از پیش بینی تقاضای فرآورده های سوختی نفتی و عوامل مربوط به آن پرداخته شده است ، در قسمت دوم به تعریفی مختصر از تکنیک های مورد استفاده پرداخته می شود و در قسمت پایانی مروری بر مطالعات قبلی انجام شده در دو قسمت داخلی و خارجی پرداخته شده است.
پیش بینی تقاضای فرآورده های سوختی نفتیایران دارای منابع غنی و گسترده انرژی، مخازن بزرگ نفتی و گاز طبیعی، معادن عظیم زیرزمینی و پتانسیل بالقوه انرژی است، پیشبینی مصرف انرژی می تواند در تبیین سیاست های بخش انرژی، کمک مؤثری کند. و هم چنین از آنجا که مدتی است موضوع محدود کردن مصرف انرژی بویژه فرآورده های نفتی مانند بنزین در رأس سیاست های اقتصادی دولت قرار گرفته است و از سوی دیگر، مشکلات ناشی از افت فشار گاز طبیعی مانند قطع گاز در استان های مختلف یا کاهش تولید برق در کارخانجاتی که سوخت اصلی آن ها، گاز طبیعی است، هر از چندگاهی گریبان گیر کشور ما می شود و علاوه بر آن کمبود منابع انرژی دیگر گاهی برای بخش های مختلف اقتصاد، مشکل ساز می شود، پیش بینی و مدلسازی مصرف انرژی و ارتباط آن با رشد اقتصادی می تواند رهنمود مناسبی برای سیاست گذاران بخش انرژی و اقتصاد کشور باشد. "آماده و همکاران، 1388"
پیش بینی تقاضابیشتر تصمیمات مدیریت در سطوح مختلف سازمان، مستقیم یا غیرمستقیم بر پیش بینی آینده بستگی دارد. به عبارت دیگر پیش بینی ، حلقۀ ارتباطی بین سازمان و محیطش است. به ویژه که تغییرات محیط می تواند بر فعالیت های حال و آینده سازمان تاثیر بگذارد. پیش بینی به طور کلی فرآیند تخمین تقاضای آینده برای خدمات و محصول هایی از نظر کمّی، کیفی، زمانی و مکانی می باشد. در یک محیط ثابت با تغییرات کم و قابل پیش گویی احتیاجی به پیش‌بینی نیست اما هر چه محیط پیچیده تر و پویاتر باشد، پیش بینی شرایط آینده ضروری تر است. به عبارتی پیش بینی به معنای تخمین امری است که در آینده رخ می دهد. هر سازمانی برای ادامه حیات خود و تضمین موفقیتش در بازار رقابتی نیازمند پیش بینی آینده است.به عبارتی پیش بینی میزان فروش یک یا چند محصول می باشد که شرط لازم جهت برنامه ریزی و تولید محصول مربوطه می باشد. پیش بینی از یک سو فرآیندی نامطمئن است، چون با یقین نمی توان در مورد آینده سخن گفت و از سوی دیگر هر چه افق پیش بینی وسیع تر شود عدم اطمینان بیشتر می شود. به دلیل اینکه متغیّرهای بیشتری دخیل می شوند ، امکان وقوع حوادث مختلف را افزایش می دهد. با تمام این وجود پیش بینی یک وظیفۀ حیاتی است و در تمام زمینه های فعالیت انسان کاربرد دارد، به ویژه در شرایطی که باید به نیازهای بسیار متنوع برای محصولات و خدمات پاسخ دهیم.
اهمیت پیش بینی تقاضاحتی اگر پیش بینی همیشه به شکل یک فعالیت صریح و رسمی نباشد ، نقش بسیار مهمی در تصمیم گیری و برنامه‌ریزی دارد. با توجه به این امر پیش بینی برای مدیریت رده بالا و تمام وظایف داخل سازمان به ویژه بازاریابی، مالی و تولید بسیار مفید است. یکی از مهمترین اهداف هر واحد تولیدی عرضه محصول به بازار می باشد . لذا طبیعی است که کلیه فعالیت های آن از برنامه تولید تأثیر پذیرد. عواملی نیروی انسانی، ماشین آلات، نقدینگی، مواد اولیّه و لوازم یدکی همگی بستگی به میزان تولید دارند. لذا با پیش بینی مناسب تقاضا، برنامه ریزی تولید میسّر شده و با اطمینان بیشتری تصمیم گیری در خصوص نیروی انسانی، مواد اولیّه، سرمایه و نقدینگی لازم صورت خواهد گرفت. اولین قدم در کنترل موجودی پیش بینی مصرف آینده است. پیش بینی را بر حسب استفاده کنندگان اطلاعات می‌توان طبقه بندی کرد.
در بیشتر تصمیمات شخصی ، پیش بینی آینده مشخص و نظام مند است در حالیکه پیش بینی های سازمانی به طور دقیق تری انجام می شود.
به خاطر عدم اطمینان ذاتی درمورد آینده و ماهیت پیچیده محیط که تقاضا برای محصول ها و خدمات سازمان را به وجود می آورد، پیش بینی به صورت یک هنر جلوه می کند. با این همه، امروزه مدیران تولید می توانند به کمک فنون بسیار مؤثر و قضاوت مطمئن مدیریت، هنر پیش بینی را به مقدار قابل توجهی بهبود بخشند.
سیستم پیش بینی تقاضابه عنوان یک فعالیت درون سازمانی انتظار می رود که پیش بینی، اطلاعات مربوط به آینده بازاریابی، مالی، میزان تولید، مقدار تقاضا و دیگر موارد را ، در جهت مقاصد برنامه ریزی فراهم کند. این وظیفه توسط سیستم خاصی انجام می شود که می توان آن را بر حسب اجزای کلیدی آن تجزیه و تحلیل کرد:
1. خروجی سیستم پیش بینی: اطلاعات فراهم شده به وسیله پیش بینی؛
2. ورودی های سیستم پیش بینی: داده های مورد نیاز برای پیش بینی؛
3. محدودیت های سیستم پیش بینی: عوامل محدود کننده روش های مورد استفاده؛
4. تصمیمات سیستم پیش بینی؛
5. معیارعملکرد سیستم پیش بینی؛
6. روشهای پیش بینی برای تبدیل ورودی ها به خروجی ها.
این اجزای مشخص کننده سیستم پردازش اطلاعات است که بخش مهمی از سیستم اعصاب سازمان راتشکیل می‌دهد.
جدول STYLEREF 1 s ‎2 SEQ جدول * ARABIC s 1 1. خلاصه تصمیماتی که از پیش بینی در افق های مختلف برنامه ریزی تأثیر می پذیرددوره برنامه ریزی آینده تصمیمات سازمان تصمیمات شخصی
بلند مدت (2تا10سال) - انواع محصول و خدمات ارائه شده
- انواع و اندازه بازارها
- محل و اندازه کارخانه - فعالیت مربوط به کار،جامعه و ورزش
- نوع اشتغال و سطح تحصیلات
- انتخاب منطقه برای کار و زندگی
میان مدت(1تا 24 ماه) - اندازه نیروی کار به کار گرفته شده
- انواع ومقدار موجودی ها برای نگهداری
- میزان مطلوب قراردادها - توجه به تحصیل در علوم ویژه
- زمانبندی یک معاینه کامل پزشکی
- نقاشی ساختمان
کوتاه مدت (1تا5 هفته) - تخمین سفارشات به کارکنان و تجهیزات مشخص
- اعمال کنترل عملی در زمانهای حویل - ترتیب دادن کار با توجه به دیدگاه های جامع
- پرهیز هفتگی
- انتخاب مکانی برای آخر هفته
خروجی های سیستم پیش بینیاز نقطه نظر مدیران تولید برای برنامه ریزی دوره های مختلف تولید به جای پیش بینی فروش، نیازمند پیش بینی تقاضای مورد انتظار در آینده هستیم. به طور کلّی تقاضا تابع میزان سفارشات دریافت شده از مصرف کنندگان است. در حالی که فروش به مقادیر تحویل شده مربوط است. می توان نتیجه گرفت که به دلیل کاهش ظرفیت (فرصت فروش از دست رفته) و یا تأخیر در ارسال محصول های مورد تقاضا ممکن است مقدار تقاضا و فروش متفاوت باشد.
ورودی های سیستم پیش بینیداده های مورد نیاز برای پیش بینی تقاضا از منابع داخلی و خارجی به دست می آید. داده های تاریخی به صورت سری زمانی، فروش ها یا سفارشات قبلی، نظرات متخصّصین و یا نتایج بررسی های ویژه به عنوان ورودی های اطلاعاتی درون سازمانی، مورد استفاده قرار می گیرند و منابع خارجی، اطلاعاتی با ارزش در زمینه پیش بینی های اقتصادی، اجتماعی، سیاسی و فناوری فراهم می سازند.
همچنین منابع اضافی شامل متخصصین صنعت و سازمان های خصوصی و دولتی هستند. برای پیش بینی های کوتاه مدت و میان مدت در یک محیط نسبتاً ثابت، به طور معمول باید روی منابع داخلی تکیه کرد که این منابع برای برنامه ریزی میان مدت معتبرتر است، با این وجود همان طور که یک سازمان به منظور فرموله کردن راهبرد بلند مدت خود برای محصول های جدید، فرآیندها و بازارها بیشتر به آینده توجه می کند، اطلاعات از منابع خارجی شامل رقبا، روند های جدید در فناوری و توسعه های اجتماعی در مناسبات اجتماعی، سیاسی و بین المللی نیز با ارزش خواهد بود.
محدودیت های سیستم پیش بینیانتخاب روش پیش بینی و مقدار پیش بینی انجام شده به شدت به محدودیت های اعمال شده در سیستم پیش بینی بستگی دارد که تعیین آنها به قرار زیر است:
1. زمان موجود برای تهیه پیش بینی؛
2. فقدان اطلاعات مورد نظر از منابع داخلی و خارجی؛
3. کیفیت اطلاعات موجود؛
4. تجربه داخل سازمان؛
5. امکانات محاسباتی در دسترس.
به نظر می رسد محدودیت های 1 تا 3 به طور جدی کیفیت پیش بینی را محدود می کنند، در حالی که محدودیت 4 و 5 می توانند با افزایش بودجه سیستم پیش بینی کاهش یابند.
تصمیمات سیستم پیش بینیمعیار عملکرد سیستم پیش بینیاثربخشی سیستم پیش بینی در جهت خدمت به سازمان براساس چهار معیار ارزیابی می شود.
1.صحّت؛
2.ثبات در مقابل تاثیر پذیری؛
3.واقعیت در رفتار داده های تاریخی؛
4.زمان مورد نیاز برای پیش بینی.
صحّت پیش بینی
از دیرباز مهم ترین صفت پیش بینی، صحّت آن بوده است. تفاوت بین تقاضای واقعی و تقاضای پیش بینی شده برای یک دوره (خطای پیش بینی)، همیشه به معنی صرف هزینۀ اضافی است. بنابراین گرایش به پیش بینی های خوش‌بینانه و یا بدبینانه به صورت مداوم می تواند منشاء مشکلی جدّی برای سازمان باشد. زیرا هر زمان که تقاضای واقعی کم تر از تقاضای پیش بینی شده باشد با ظرفیت بی کار یا موجودی مازاد که هزینۀ پولی دارد (سرمایه راکد و غیره) مواجه می شویم. مدیریت زمانی می تواند انتظار عملکرد کامل را داشته باشد، که به اندازه کافی برای صحّت پیش بینی تلاش کند. بدین وسیله هزینه های مازاد و کمبود موجودی به حداقل می رسد.
متغیّر های موثر بر صحت پیش بینی:
استفاده از تکنیک های پیش بینی به جای قضاوت های سطحی و بی اساس ، نخستین و بنیادی ترین متغیر است که بر صحّت پیش بینی اثر می گذارد. اگرچه که نمی توان ادّعا کرد که شرکت هایی که از روش های کمّی و پیچیده استفاده می کنند نسبت به سایر موارد ، نتایج بهتری می گیرند.
1- استفاده از تکنیک های پیش بینی با خطای پیش بینی رابطه عکس دارد:
استفاده از داده های گذشته برای پیش بینی آینده، در محیط متغیر و متلاطم کنونی کارساز نیست. در محیط کسب و کار امروزی چرخۀ عمر محصولات کوتاه شده و معرفی محصولات جدید و ارتقاء محصول در بازه های زمانی کوتاه تری اتفاق می افتد. بنابراین برای پیش بینی وضعیت آیندۀ چنین محیطی نیازمند اطلاعات گسترده تری از تغییرات بازار و تغییرات اقتصادی است.
2- سطح اتکای پیش بینی کننده بر اطلاعات بدست آمده از منابع گوناگون و متفاوت، با خطای پیش بینی رابطه عکس دارد.
3- سطح استفاده از نتایج بدست آمده از پیش بینی در فرآیند های تصمیم گیری با خطای پیش رابطه عکس دارد.
ثبات در مقابل تاثیر پذیری
پیچیدگی زیاد و عدم اطمینان ذاتی در محیط سازمان موجب تغییرات تصادفی در تقاضای واقعی از دوره ای به دورۀ دیگر می شود. چنین تغییراتی ممکن است در بطن الگوی روند رشد بلند مدت یا تأثیرات فصلی پنهان باشد. از یک سیستم پیش بینی خوب انتظار می رود که این تغییرات ناگهانی را تعدیل کند تا پیش بینی های بعدی از این تغییرات غیرعادی متأثر نشوند. با انجام چنین کاری، سیستم ثبات خود را به نمایش می گذارد.
با این حال ، ما نیز از سیستم پیش بینی انتظار داریم که در مقابل نوسانات مشاهده شده به اندازه کافی حسّاس باشد به طوری که در عمل نشان دهنده هر گونه تغییر واقعی در فرآیند تقاضای محصول ها باشد.
واقعیت
گاهی شرایط جاری تغییراتی را در محیط به وجود می آورد که داده های تاریخی برای پیش بینی وجود ندارد. در نتیجه بهتر است ابتدا با واقعیت به داده ها توجه کنیم و سپس نتایج را با توجه به توسعه های جدید تعدیل کنیم. هر انتخاب دلخواه یا تغییر داده ، واقعیت را تا حدّی منحرف می کند که در نتیجه ارزیابی تخمین نهایی مشکل می شود.
زمان مورد نیاز برای پیش بینی
برای این که یک سیستم پیش بینی مؤثر واقع شود باید به موقع صورت گیرد تا تصمیمات متّکی به آن بهتر گرفته‌ شود.
روشهای پیش بینی تقاضاپیش تر گفته شد که یک سازمان برای برنامه ریزی آینده نیاز به پیش بینی های مختلف دارد. روش پیش بینی مورد نیاز، بستگی به افق برنامه ریزی دارد. انتخاب روش مناسب تحت تأثیر محدودیت های موجود در موقع انجام پیش‌بینی است که از این محدودیت ها می توان به قابلیت دسترسی و کیفیت داده های مربوط، زمان، مهارت و امکانات محاسباتی اشاره کرد.
انواع روش های پیش بینی تقاضا
1- روش های نظری (براساس نظر افراد خبره)
2- روش های آماری (براساس روش های آماری)
روش های نظری و انواع آن
این روش ها زمانی به کار گرفته می شوند که اطلاعات مستندی از گذشته در دست نباشد. در این روش سعی می شود نظرات افراد خبره به فاکتورهای کمّی تبدیل شده و ملاک پیش بینی قرار گیرند. یکی دیگر از موارد کاربرد این نوع پیش بینی، پیش بینی های دراز مدت است. بدیهی است که مواردی همچون سیاست های داخلی وخارجی دولت، موقعیت جهانی، تحولات اجتماعی، تغییر الگوی مصرف در آینده و غیره در اطلاعات گذشته وجود نخواهند داشت . لذا در این گونه موارد نیز استفاده از روش های نظری مفید خواهد بود. در ادامه به انواع این روش ها اشاره می کنیم:
1- روش توافق جمعی حضوری ( نظر جمع تحت تاثیر نظر افراد بانفوذتر قرار می گیرد )
از این روش معمولاً برای برآورد پیش بینی کلّی حجم فروش سازمان استفاده می شود. مدیران شرکت طی جلسات مختلف نظرات خود را ارائه داده و از جمع بندی نظرات، پیشنهادات فروش کلّی شرکت برآورده می شود.
2- روش توافق جمعی غیرحضوری یا دلفی ( اطلاعات به صورت فرم جمع آوری می شوند )
در این روش سازندگان به مصرف کنندگان مراجعه کرده، نظرات آنها را نسبت به کیفیت و کمیت کالا، نوع و مدل آن، رنگ و اندازه و ... و نیز مقدار موردنیاز مصرف کننده در سال جویا می شوند. سپس اطلاعات جمع آوری شده را در اختیار مدیران شرکت قرار می دهند. مدیران اطلاعات بدست آمده را با مشاوران اقتصادی، مدیران تولید و غیره در میان گذاشته و باتوجه به روند بازار، سطح درآمدها و رقبا و غیره میزان تولید را برای سالهای آتی پیش بینی. (معمولاً پیش بینی دراز مدت) می کنند.
3- روش کسب نظر از واحدهای فروش و بازاریابی
این روش بیشتر درمورد حجم فروش به کار می رود و به دلیل اینکه واحدهای فروش و بازاریابی اطلاعات جامع تر و درست تری در این ارتباط دارند. معمولاً دراین ارتباط نظرات آنها معیار اصلی می باشد.
4- روش استفاده از شاخص های مالی و اقتصادی
گاهی اوقات می توان با آنالیز همبستگی میان فروش یک محصول در بازار و شاخص های اقتصادی، مصرف آینده را پیش بینی کرد. برخی از این شاخص ها عبارتند از :
سطح درآمد مردم
تولید ناخالص ملی
میزان و حجم تولید ماشین آلات صنعتی
میزان وحجم تولید فلزات
میزان انعقاد قراردادهای ساختمانی
روند اقتصادی و ...
روش های آماری پیش بینی
روش مقدار واقعی آخرین دوره
روش میانگین تقاضاهای گذشته (معدل ساده)
روش میانگین متحرک
روش هموارنمایی ساده
به طور کلی روش های متعددی برای مدل بندی و پیش بینی سریهای زمانی وجود دارند، روشهای سنّتی، آماری مانند میانگین متحرک، میانگین موزون،ARIMA ، نموّ هموار ساده و پیش بینی های خطیر از مقادیر آینده متغیرها ارائه می دهند. مدلهای خطّی باوجود برخی برتری ها، با محدودیت هایی مانند عدم توانایی در بیان روابط غیرخطّی، روبرو هستند. برای جبران ضعف روشهای خطّی، چندین روش غیرخطّی دراین رابطه پیشنهاد شده اند. همچنین درسالهای اخیر شبکه های عصبی مصنوعی برای پیش بینی سری های زمانی به کار رفته اند. یکی از بزرگ ترین برتری شبکه های عصبی مصنوعی انعطاف پذیری آنها برای پیش بینی انواع مدل های غیرخطّی است " زانگ، 2003". از دیگر روش های قدرتمند نیز که می توان جهت پیش بینی از آن ها یاد کرد روش الگوریتم بهینه سازی توده ذرّات و الگوریتم بهینه سازی علف های هرز می باشد.
روندهای جدید در پیش بینی


با تغییر فضای کسب و کار و با در نظر گرفتن فضای متغیر و پر تلاطم کسب و کار کنونی، سازمان ها نیاز به سرعت در پاسخ گویی به تغییرات محیطی و دقت در شناسایی تغییرات آتی دارند. از این رو داشتن رویکرد صحیح استراتژیک و برنامه ریزی دقیق و در عین حال منطبق بر نیازهای مشتریان از نیازهای اجتناب ناپذیر است. نگرش درست سیستمی به پیش بینی، استفاده از روش های کارآمد و مناسب در پیش بینی و توان بهره مندی از مزایای روش های مختلف پیش بینی با استفاده از ترکیب این مدل ها، نکاتی است که می تواند مدیران را در جهت عملکرد موفقیت آمیز در محیط رقابتی امروزی یاری دهد. از این رو در این بخش قصد داریم در سه قسمت مجزّا به سه موضوع فوق پرداخته و مطالب و تکنیک هایی ارائه دهیم. با نگاهی به موضوعات مقالات مختلف علمی در باب پیش بینی تقاضای محصول به این نتیجه می رسیم که تمرکز تحقیقات در سه حوزه بیشتر است:
نخست آنکه به کارگیری مباحث علمی موجود در باب پیش بینی، تا چه حد، با چه روابطی و بر کدام پارامتر های موجود در سازمان تاثیر می گذارد و آن که آثار یاد شده بر کدام قسمت ها و به چه شکل ظهور می کنند. دانستن پاسخ سؤالات فوق، باعث ایجاد توانایی بیشتر در یافتن پاسخ برای سؤالات زیر خواهد شد:
چه نکاتی باید در پیش بینی تقاضای محصول مدّ نظر باشد؟

–94

2-8عدالت در تامین مالی نظام سلامت: 30
2-9 پیشینه تحقیق 35
فصل سوم :روش اجرای تحقیق 1-3 مقدمه 42
3-2 روش‌ها و ابزار تجزیه و تحلیل داده‏ها: 42
3-3 جامعه آماری و روش گردآوری داده ها 43
3-4 قلمرو زمانی و مکانی تحقیق 43
3-5 روش تحقیق 44
3-6 آزمون ساکن بودن داده های سری زمانی 44
3-7 مدل تحقیق 45
فصل چهارم: تجزیه و تحلیل و بیان نتایج حاصل از تحقیق 4-1 مقدمه 49
4-2 آمار توصیفی 50
4-3آزمون ساکن پذیری متغیرها(ریشه واحد) 59
4-4 تخمین مدل بر اساس روش حداقل مربعات معمولی و نتایج حاصل از آن 61
فصل پنجم خلاصه، نتیجه گیری و پیشنهادات 5-1 مقدمه 65
5-2 خلاصه و نتیجه گیری 65
5-3 پیشنهادات تحقیق 68
5-4 پیشنهاداتی برای تحقیقات آتی 69
5-5 موانع و محدودیتهای تحقیق 70
منابع منابع فارسی 72
منابع غیرفارسی 72
پیوست جدول 74
آزمون دیکی و فولر برای متغیرها 76
چکیده انگلیسی 80

فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول2-1 نرخ تورم ،نقدینگی وتولید ناخالص داخلی...........................................................................17
جدول 4-1 آمار توصیفی مربوط به متغیر های تحقیق.............................................................................51
جدول شماره 4-2 : نتایج آزمون ساکن پذیری متغیرها در سطح و با عرض از مبدا (متغیرها به شکل لگاریتمی هستند)......................................................................................................................................60
جدول 4-3مربوط به تخمین رابطه بین تفاضل بین نزخ رشد هزینه های خانوار و نرخ تورم به عنوان متغیر وابسته و نرخ رشد درامدهای نفتی.................................................................................................61
جدول 4-4مربوط به تخمین رابطه بین تفاضل بین نزخ رشد هزینه های خانوار و نرخ تورم به عنوان متغیر وابسته و نرخ رشد اقتصادی............................................................................................................62
فهرست نمودارها
عنوان صفحه
نمودار 1-4 : نمودار مربوط به درآمدهای نفتی........................................................................................52
نمودار 4-2 : نمودار مربوط به تولید ناخالص داخلی..............................................................................53
نمودار4-3................................................................................................................................................55
نمودار4-4................................................................................................................................................56
نمودار4-5................................................................................................................................................58
چکیده:
یکی از راهکارهای فراروی دولتها برای کاهش فقر ، برقراری نظام تامین اجتماعی بوده است. تحقیق حاضر به بررسی ارتباط بین هزینه های درمانی پرداخت شده توسط مردم و یا سهم مردم از این هزینه ها و درامدهای نفتی و رشد اقتصادی در فاصله سالهای1391-1370از روش حداقل مربعات معمولی و استفاده از نرم افزار eviwesپرداخته شده است. نتایج حاصل از تخمین مدلهای تحقیق نشان می دهد که افزایش درامدهای نفتی و تولید ملی تاثیر قابل توجهی بر بهبود وضعیت سلامت در ایران نداشته است.
کلمات کلیدی: تورم، درامدهای نفتی، هزینه های درمانی, OLS
فصل اول
کلیات تحقیق

1-1 مقدمه:
شاید بتوان گفت که در شرایط کنونی اقتصاد جهانی، موضوع تورم یکی از معضلات اساسی برخی ازکشورها است. به هر علتی که تورم پدید آید درصورتی که از حد قابل قبول و پذیرفته شده در برنامه بلند مدت اقتصادی هر کشور بالاتر باشد، روابط مالی بین افراد و شرکت ها را تحت تأثیر قرار می دهد. صنعت بیمه نیز به دلیل ارتباط گسترده با سایر بخش های اقتصادی و اجتماعی کشور از آثار مختلف شرایط تورمی در امان نیست. بررسی تأثیر تورم بر هزینه های پرداختی بیمه شوندگان از این نظر دارای اهمیت است که در صورتی که همراه با تورم سهم هزینه های درمانی بیمه شوندگان افزایش یابد باعث کاهش رفاه آنان خواهد شد. و اگر در این شرایط دولتها و موسسات اقتصادی با اعمال برخی از روشهای مناسب، تأثیر منفی تورم بر قدرت خرید واقعی افراد بیمه شده را خنثی نکنند مشکلات اقشار با درآمد پایین بیشتر خواهد شد.پس بررسی راهکارهای مناسب برای رونق تقاضای بیمه عمر در شرایط تورمی بسیار دارای اهمیت است. یکی از مشکلات بزرگی که جوامع انسانی در طول تاریخ با آن مواجه بوده اند، نابرابری اقتصادی حاکم بر آن جوامع بوده است که به صورت فقر اکثریت مردم خود را نمایان می ساخته است. امروزه نیز مشکل فقر و نابرابری در زمره مسائل حاد به شمار می‎آید، به گونه ای که طبق اطلاعات موجود حدود هشتصد میلیون نفر از مردم جهان شبها را گرسنه به صبح می برند. لذا کشورهای جهان کاهش فقر و نابرابری را ازجمله اهداف اصلی سیاستهای اقتصادی – اجتماعی خود قرار داده اند.
در دو دهه اخیر نیز به دنبال افزایش هزینه‎های اجتماعی و اقتصادی ناشی از برنامه‎های تعدیل اقتصادی برشمار فقرا افزوده شده است از این رو برای دستیابی به اهداف بالا راهی جز برقراری تأمین اجتماعی وجود ندارد. همانگونه که شعار اصلی انجمن بین‎المللی تأمین اجتماعی نیز عبارت است از: «صلح پایدار بدون عدالت اجتماعی وعدالت اجتماعی بدون تأمین اجتماعی ممکن نخواهد بود.» (پناهی بهرام: 1376)
این تحقیق به بررسی رابطه بین تعدادی از متغیرهای کلان و هزینه های درمانی خانوارها در ایران طی دوره 1390-1370 به شرح ذیل پرداخته است: ابتدا کلیاتی در ارتباط ادبیات موضوع بیان شده است وسپس سابقه مطالعات وتحقیقات انجام شده در این رمینه مرور گردیده است .در بخش سوم عملکرد روش تحقیق و شیوه تجزیه وتحلیل آماری مورد بررسی قرار گرفته است. برآورد مدل به روش همگرایی در بخش چهارم انجام شده است. سرانجام در بخش پایانی نتیجه گیری و پیشنهادات ارائه گردیده است.
برای پی بردن به این موضوع قصد داریم به رابطه بین تورم و مخارج درمانی خانوارها در ایران بپردازیم.در این فصل کلیات تحقیق ارائه خواهد شد.
2-1 بیان مسأله تحقیق:
تورم عموما به معنی افزایش غیرمتناسب سطح عمومی قیمت ها در نظر گرفته می شود. به سخن دیگر، تورم، روند فزاینده و نامنظم افزایش قیمت ها در اقتصاد است.هر چند بر پایه نظریه های گوناگون، تعریف های متفاوتی از تورم ارائه می شود؛ اما تمامی آنها به روند فزاینده و نامنظم افزایش در قیمت ها اشاره دارند. مفهوم امروزی تورم، در سده نوزدهم میلادی رواج یافت. پیش از آن، مفهوم دیگری از تورم وجود داشت که جهت نشان دادن افزایش حجم اسکناس های غیرقابل تبدیل به طلا به کار برده می شد.با تعریف امروزی، می توان نرخ تورم را نشان دهنده افزایش یا کاهش یا ثبات در قیمت مصرف کننده کالاها و خدمات دانست.برای اندازه گیری این شاخص معمولا در بازه های زمانی هفتگی، ماهانه و سالانه، قیمت انواع کالاها و خدمات در سراسر هر کشوری اندازه گیری و اعلان عمومی می شود. کالاها و خدماتی که قیمتشان در نرخ تورم محاسبه می شود معمولا از کالاها و خدمات ضروری زندگی مردم به شمار می روند؛ به مجموعه این کالاها «سبد کالایی و خدماتی سنجش نرخ تورم» می گویند. این سبد کالایی و خدماتی که به عنوان سبد پایه و شاخص کالا شناخته می شود، هرچند سالی یک بار مورد بازنگری قرار می گیرد. در ایران تدوین این سبد از سال ۱۳۳۸ آغاز شد و آخرین بار در سال ۱۳۸۳ با در نظر گرفتن ۳۵۹ قلم کالا و خدمات در ۷۵ شهر منتخب کشور از سوی بانک مرکزی جمهوری اسلامی مورد ارزیابی و محاسبه قرار گرفت. برای اندازه گیری دقیق میزان تورم، دولت ها باید با رصد هفتگی تغییرات در قیمت کالاها و خدماتی که در سبد سنجش تورم قرار دارند، میزان تورم هفتگی کشور را محاسبه کنند. میانگین نرخ تورم هر چهار هفته در یک ماه، نرخ تورم ماهانه نام دارد و میانگین نرخ تورم هر ۱۲ ماه در یک سال، میانگین نرخ تورم سالانه است.
دیدگاه کینزی دو دلیل عمده برای تورم ذکر می‌کند: کاهش عرضه کل یا افزایش تقاضای کل(Monetarist) دیدگاه پول‌گرایان رشد عرضه پول مازاد بر رشد اقتصادی راعمده‌ترین دلیل تورم می‌داند. به عبارت دیگر، تورم تناسب نداشتن حجم پول در گردش با عرضه خدمات و کالاهاست. تقریبا تمام اقتصاددان‌ها بر این نکته متفق‌القول اند که تورم پایدار و دراز مدت ریشه‌ای جز عرضه پول و افزایش نقدینگی ندارد. هر چه میزان تورم بیش‌تر شود،قدرت خرید یک واحد پول کم‌تر می‌گردد.
تورم از جمله پدیده هایی است که می تواند آثار و تبعات مثبت و منفی به دنبال داشته باشد و مهم ترین اثر آن، توزیعی است؛ به نحوی که به نفع گروه های پردرآمد و به ضرر گروه های فقیر و کم درآمد و حقوق بگیر است. به عبارت دیگر تورم به افراد دارای درآمدهای پولی ثابت، ضرر می زند و از قدرت خرید آنان می کاهد و در مقابل، به نفع اغلب کسانی تمام می شود که درآمدهای پولی متغیر دارند. در یکی از گزارش های مرکز پژوهش های مجلس نیز آمده است که تورم همچنین هزینه های عمومی دولت را افزایش داده و در نتیجه دولت را مجبور به کسب درآمد بیشتر یا استقراض از بانک مرکزی می کند که در هر دو حالت ضربات جبران ناپذیری را به اقتصاد کشور وارد می کند. این گزارش در ادامه به طرح راهکارهای مبارزه با تورم پرداخته و تاکید می کند که حل معضل تورم در کشور کار خیلی پیچیده ای نیست و کافی است ریشه های تورم، که قابل شناسایی نیز هستند، به گونه ای از میان برداشته شوند.
بیمه قراردادی است که اشخاص با پرداخت وجهی تحت عنوان حق بیمه ،منعقد کنند که در صورتی که موضوع بیمه گذاشته به نحوی از انحاء در مخاطره افتد شرکت بیمه از عهده خسارت برآید. بیمه شامل موارد ذیل می‌شود: بیمه عمر، بیمه اعضاء بدن، بیمه حریق، بیمه سرقت و غیره.
بیمه در ساده‌ترین تعریف؛ روشی است برای انتقال ریسک. در تعریف ماده یک قانون بیمه ایران: بیمه عبارت است از قراردادی که به موجب آن یک طرف (بیمه گر) تعهد می‌کند در ازای پرداخت وجه یا وجوهی از طرف دیگر(بیمه گذار) در صورت وقوع یا بروز حادثه خسارت وارده بر او را جبران نموده یا وجه معینی را بپردازد. متعهد را بیمه گر، طرف تعهد را بیمه گذار و وجهی را که بیمه گذار به بیمه گر می‌پردازد حق بیمه و آنچه را که بیمه می‌شود موضوع بیمه نامند.
بیمه به عنوان یکی ازابزارهای مهم واساسی دردنیای متمدن امروزی نقش به سزایی درکاهش ریسک وتامین امنیت مالی و ذهنی بازی می کند .امروزه انواع مختلف بیمه ها برای کاهش ریسک های متعددی که افراد با آنها روبروهستند شکل گرفته است . سؤالاتی که در ارتباط با وضعیت سلامت و سایر متغیرهای کلان وحود دارد این است که آیا متغیرهایی مانند رشد اقتصادی و تورم در افزایش سهم هزینه های پرداختی بیمه شوندگان تأثیر دارند یا خیر؟بعبارت دیگر آیا بعد از اینکه تورم و یا رشد اقتصادی ایجاد شد آیا افراد با درآمد ثابت بخش بیشتری از درآمد خود را برای جبران هزینه های درمانی پرداخت می کنند یا کمتر؟تحقیق حاضر به دنبال یافتن پاسخی به این سؤال است.
3-1 اهمیت و ضرورت انجام تحقیق:
شناخت اثر تغییرات در متغیرهای درامد رشد اقتصادی و نرخ تورم بر هزینه های درمانی از اهمیت خاصی برخوردار می باشد.تحقیق حاضر از نظر موضوع مورد بررسی کاری نو محسوب می شود.این پژوهش برای افرادی که محققان ودانشجویان رشته های مدیریت ببمه و نیز شرکتهای مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین بررسی اثر درامد رشد اقتصادی و نرخ تورم بر هزینه های درمانی خانوارها برای تعیین برنامه ها و استراتژیهای بخش دولتی لازم می باشد.


1-4 اهداف تحقیق:
هدف کلی: بررسی رابطه بین تورم درامدهای نفتی و رشد اقتصادی و سهم خانوارها در هزینه های درمانی
1-5 سؤالات تحقیق:
-آیا بین نرخ رشد اقتصادی و نفاضل بین نرخ رشد تورم و نرخ افزایش سهم خانوارها در هزینه های درمانی رابطه وجود دارد؟
آیا بین درامدهای نفتی و نفاضل بین نرخ رشد تورم و نرخ افزایش سهم خانوارها در هزینه های درمانی رابطه وجود دارد؟
1-6 فرضیه‏های تحقیق:
- بین نرخ رشد اقتصادی و نفاضل بین نرخ رشد تورم و نرخ افزایش سهم خانوارها در هزینه های درمانی رابطه وجود دارد
- بین درامدهای نفتی و نفاضل بین نرخ رشد تورم و نرخ افزایش سهم خانوارها در هزینه های درمانی رابطه وجود دارد
7-1 تعریف واژه‏ها و اصطلاحات فنی و تخصصی
تورم: تورم از نظر علم اقتصاد به معنی افزایش سطح عمومی قیمت‌ ها در طول یک زمان مشخص است. نرخ تورم برابر است با تغییر در یک شاخص قیمت که معمولا شاخص قیمت مصرف کننده است.
آزمون دیکی فولر : آزمون ریشه واحد، یکی از معمولی ترین آزمون هایی است که امروزه برای تشخیص مانایی ( سکون) یک فرآیند سری زمانی مورد استفاده قرار می گیرد. اساس آزمون ریشه واحد بر این منطق استوار است که وقتی در یک فرایند خود رگرسیونی مرتبه اول آزمون ریشه واحد باشد، در آن صورت، سری ناماناست.
مخارج درمانی خانوارها: مخارجی که خانوارهای ایرانی در طول یکسال صرف درمان می کنند.
رشد اقتصادی: درصد افزایش سالیانه در تولید ناخالص داخلی
فصل دوم
مروری بر ادبیات پژوهش و پیشینه تحقیق

2-1 تورم
تورم شدید برای بعضی از مردم به منزله مالیات و برای برخی دیگر به مثابه نوعی کمک مالی (یارانه) تلقی می‎شود.(کتابی، 1371: 68).
یکی از بارزترین خصوصیات تورم، عدم تناسب و هماهنگی بین افزایش قیمت‎ها و درآمدهاست به گونه‎ای که قیمت تمامی کالاها با نرخ یکسانی افزایش نمی‎یابد. بعضی از کالاها دچار افزایش قیمت شدید و برخی دیگر با افزایش قیمت کمی رو به رو می‎شوند. به همین ترتیب افزایش درآمدها نیز برای گروههای مختلف جامعه متفاوت خواهند بود. تورم شدید به افرادی که درآمد اسمی ثابت دارند (مانندکارمندان دولت، کارگران، حقوق بگیران، افراد بازنشسته و مستمری بگیران) به شدت صدمه می‎زند و از قدرت خرید آنان می‎کاهد و به افرادی که دارای ذخایر دارائی‎های ثابت از قبیل مسکن، زمین، جواهرات، عتیقه، اتومبیل، انبارهای کالا و سایر دارائی‎ها هستند سود می‎رساند. در نتیجه افراد بادرآمد ثابت که فقرا را نیز شامل می‎شود از افزایش تورم متضرر خواهند شد.
تورم از جمله متغیرهایی است که نه تنها توجه اقتصاددانان را به خود جلب کرده، بلکه به دلیل آثار و پیامدهای اجتماعی آن سیاستمداران نیز مایل‌هستند تغییرات تورم را بررسی کنند. درحقیقت تورم و گرانی چیزی نیست جز کاهش ارزش پول و در واقع ما با آن میزان پولی که در اختیار داریم نسبت به چندماه یا چند سال قبل کالا‌ی کمتری می‌توانیم بخریم. تورم دو رقمی موجود در وضعیت فعلی کشور، به‌طور قطع، ازجمله دغدغه‌های اصلی دولت است. مهم‌ترین بحث در خصوص مهار تورم شناسایی علل آن است و در اقتصادی که نتوان علت‌های وجود تورم را بررسی کرد، بحث از مبارزه با آن به بیراهه رفتن است. ضمن اینکه برای مهار تورم و افزایش مداوم قیمت‌ها باید شناخت درستی از آثار و پیامدهای وجود تورم داشت.
 
2-2عوامل ایجاد تورم
گاهی تورم ناشی از افزایش هزینه تولید است که آثار این افزایش را در قیمت کالا‌ها می‌توان دید به طوری که این افزایش هزینه‌ها می‌تواند ناشی از افزایش دستمزدها، نرخ بالا‌ی حمل و نقل، تولید، سوخت موردنیاز و افزایش نرخ بهره‌بانکی باشد.
تورم همچنین می‌تواند ناشی از افزایش قیمت کالا‌های وارداتی باشدکه تورم وارداتی نامیده می‌شود. کالا‌هایی مانند ماشین‌آلا‌ت، تجهیزات صنعتی و تولیدی که در داخل کشور جانشین ندارند، با افزایش قیمت در خارج و به دلیل عدم‌تولید آن کالا‌ها در داخل کشور، ناگزیر به واردات آنها به هر قیمتی می‌شویم.
یکی از علل ایجاد تورم را می‌توان ناشی از عدم تعادل میان عرضه و تقاضا دانست. وقتی درجامعه‌ای عرضه و تقاضای کالا‌یی در شرایط مطلوب قرار نگیرد، تورم ایجاد می‌شود.
افزایش نرخ ارز خارجی هم به مفهوم کاهش ارزش پول کشور است و از آنجا که صادرات کشور در مقابل واردات کمتر است، این اثر در داخل کشور بیشتر خود را نشان می‌دهد.
در کنار همه این علل، تورم با ساختار کشور نیز ارتباط دارد. بدین مفهوم که وقتی ساختار تولید درست عمل نمی‌کند، تورم پدید می‌آید. در کشورهای کم توسعه یافته مهم‌ترین مشکل، تورم ساختاری است که ناشی از کم توسعه یافتگی ساختار تولید است. به طوری که بازدهی پایین تولید پاسخگوی حجم نیازهای جمعیتی نیست. به عبارت دیگر، رشد نامتعادل بخش‌های اقتصادی به علت ساختار اقتصادی کشور است به طوری که توسعه سریع یک بخش و تحولا‌ت ناشی از آن موجب پیدایش عدم تعادل و ناهماهنگی بین سایر بخش‌های اقتصادی می‌شود.
علت دیگر تورم از بعد تقاضا است. هرگاه متوسط رشد نقدینگی بالا‌تر از متوسط نرخ رشد تولید ناخالص داخلی (GDP) باشد، این امر باعث عدم تعادل بین تقاضا و عرضه و در نتیجه منجر به افزایش سطح عمومی‌قیمت‌ها می‌شود. افزایش نقدینگی به‌طور عمده در واکنش به افزایش پایه پولی بوده و افزایش پایه پولی نیز ناشی از افزایش دارایی‌های خارجی و بدهی دولت به بانک مرکزی است. عدم تعادل بین درآمدها و هزینه‌های دولت از دیگر عوامل بروز تورم از جنبه تقاضا است.
علت دیگر تورم از بعد عرضه است و عواملی که موجب بروز این مسأله می‌شود، عبارت‌اند از: وجود ظرفیت خالی در بخش تولید، پایین بودن سهم سرمایه‌گذاری بخش خصوصی، ناچیز بودن سرمایه‌گذاری خارجی، پایین بودن سهم صادرات کشور، بالا‌بودن قیمت محصولا‌ت صنعتی و...
یکی دیگر از علل بروز تورم، انتظارات تورمی‌دریک جامعه است. اگر مردم براساس تجارب گذشته خود یا بر مبنای مشاهدات بازار پیش‌بینی کنند که در آینده نزدیک قیمت رو به افزایش خواهد بود، میزان هزینه و خریدهای خود را افزایش می‌دهند و از طرف دیگر تولیدکنندگان و فروشندگان نیز از فروش و عرضه کالا‌های خود (به امید افزایش قیمت درآینده) خودداری می‌کنند. بدیهی است در این صورت با این سیاست، عرضه و تقاضا اثر مستقیم بر قیمت‌ها خواهد داشت و موجب افزایش تورم می‌شود.
علت دیگر تورم، کاهش نرخ پس‌انداز است. همچنانکه گفته شد، عدم ثبات قیمت‌ها همواره اثر نامطلوبی بر ثبات اقتصادی یک کشور و انتظارات مردم نسبت به آینده دارد که در نتیجه، این شرایط، منجر به کاهش نرخ پس‌انداز و حتی در بعضی مواقع نرخ رشد منفی پس‌انداز می‌شود و دلیل عمده آن افزایش هزینه‌های استهلا‌ک ناشی از افزایش نرخ ارز و نرخ بالا‌ی فرسودگی ماشین‌آلا‌ت سرمایه‌ای است. از دیگر آثار مهم کاهش پس‌انداز، تأثیر بر سطح سرمایه‌گذاری است که موجب افزایش تقاضا و به طبع افزایش سطح عمومی‌قیمت‌ها می‌شود.
در کنار سایر علل ذکر شده، اثر تغییرات نرخ ارز بر سطح قیمت‌ها نیز از  دیگر عوامل تورم است که از سیاست‌های اقتصادی کلا‌ن کشور ناشی می‌شود. اگر افزایش نرخ ارز تواCم با اجرای سیاست‌های انبساطی مالی و پولی باشد، موجب تشدید و فشار تورم خواهد شد و چنانچه این افزایش با اجرای سیاست‌های انقباضی مالی و پولی همراه باشد، آثار قابل ملا‌حظه‌ای بر تورم و نیز سطح عمومی‌قیمت‌ها نخواهد داشت.
عامل دیگر تورم، بالا‌ بودن نرخ سود تسهیلا‌ت بانکی است. به‌طوری که این مسأله موجب می‌شود تا تولید کنندگان داخلی در بازارهای جهانی از قدرت رقابتی کمتری نسبت به رقبای خارجی خود برخوردار باشند. بنابراین تولیدکنندگان انتظار دارند، نرخ سود تسهیلا‌ت از سوی بانک‌ها کاهش داده شود تا هزینه‌های تولید کاهش یابد و در نهایت اینکه عدم ثبات و آرامش می‌تواند منجر به تورم شود به طوری که اگر در کشوری ثبات و امنیت نباشد موجب کاهش سرمایه‌گذاری و کاهش تولید می‌شود که تورم را به همراه خواهد داشت.
2-3تأثیر تورم بر اقتصاد
مهم‌ترین تأثیر تورم بر توزیع درآمد و ثروت است. یکی از خصوصیات بارز پدیده تورم، عدم تناسب بین تغییر قیمت‌ها و درآمدهاست. بدین ترتیب که قیمت برخی از کالا‌ها و درآمد برخی از طبقات و گروه‌های جامعه با آهنگی تند افزایش می‌یابد و حال آنکه این آهنگ برای قشرها و طبقات دیگر جامعه کند است. این عدم تناسب موجب می‌شود که درآمد حقیقی برخی افراد جامعه از جمله دارندگان درآمدهای متغیر چون تجار، مالکان اراضی و مستغلا‌ت و صاحبان حرفه‌ها و مشاغل آزاد افزایش یابد و در عوض، درآمد حقیقی افرادی که دارای درآمدهای ثابتی هستند، کاهش پیدا کند. البته تورم می‌تواند سبد دارایی عاملا‌ن اقتصادی را دگرگون سازد زیرا در اثر تورم، افراد و گروه‌ها تا حد امکان می‌کوشند دارایی نقدی خود را کاهش و در عوض سهم کالا‌ و اموال غیرنقدی خود را افزایش دهند. بدین ترتیب مقدار زیادی از وقت، انرژی و منابع مالی مردم و عاملا‌ن اقتصادی به جای به کار افتادن در مسیر فعالیت‌های مفید و مولد اقتصادی صرف فعالیت‌هایی می‌شود که هدف از انجام آنها تطابق با شرایط تورمی‌و اجتناب از کاهش ارزش دارایی‌هاست که همین امر به دلا‌ل‌بازی یا معاملا‌ت سوداگرانه دامن می‌زند. از این‌رو، می‌توان نتیجه گرفت، تورم حتی کارآیی اقتصادی را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
یکی دیگر از آثار سوء تورم، تأثیر آن بر پس‌انداز و نحوه مصرف مردم است. براثر کاهش ارزش پول ملی ناشی از افزایش نرخ تورم، تمام افرادی که سرمایه نقدی خود را به‌صورت پس‌انداز نگهداری می‌کنند متضرر خواهند شد که این امر بر تمایل افراد به پس‌انداز اثر منفی دارد و همانطور که ذکر شد، در شرایط تورمی‌میل به کالا‌های بادوام و سرمایه‌ای مانند زمین و مسکن افزایش پیدا می‌کند و همین امر می‌تواند نوع مصرف را تحت تأثیر قرار دهد.
اثر دیگر تورم، تأثیر آن بر تصمیم‌گیری بنگاه‌های اقتصادی است به طوری که این موضوع می‌تواند عاملا‌ن اقتصادی را در تصمیم‌گیری خود دچار بلا‌تکلیفی کند زیرا وجود تورم، بنگاه‌های اقتصادی را در زمینه برآورد درآمد و هزینه، با دشواری مواجه می‌کند.
تأثیر بعدی تورم را می‌توان در هزینه‌های جاری دولت مشاهده کرد زیرا دولت خود مصرف‌کننده است و از سوی دیگر، باید حقوق کارمندان خود را بپردازد. در شرایط تورمی‌دولت مجبور است حقوق کارمندان خود را افزایش دهد. البته نباید فراموش کرد وجود تورم می‌تواند درآمدهای دولت را نیز از طریق مالیات افزایش دهد.
از دیگر آثار تورم، تأثیر آن بر بازرگانی خارجی است  به‌طوری که تورم اغلب موجب اخلا‌ل در موازنه پرداخت‌ها می‌شود زیرا در اثر تورم از یک سو به دلیل افزایش قیمت‌ها در داخل، میزان صادرات کاهش و از سوی دیگر مقدار واردات افزایش خواهد یافت. دراین زمینه باید توضیح داد که اگر تورم در ایران از تورم کشورهایی که با ایران مبادلا‌ت وسیع تجاری دارند بیشتر باشد آنگاه کالا‌های ساخت ایران برای این کشورها گران‌تر خواهد شد در نتیجه صادرات کشورمان کاهش می‌یابد و از سوی دیگر، در این شرایط کالا‌های ساخت کشورهای خارجی برای مصرف کننده ایرانی ارزان‌تر خواهد شد در  آثار واردات کالا‌ به کشور افزایش خواهد یافت که آثار اولیه چنین پدیده‌ای تأثیر بر تراز پرداخت‌هاست و در صورت کمبود منابع درآمدی می‌تواند به کسری تراز بازرگانی منجر شود.
560070722630جدول2-1 نرخ تورم ،نقدینگی وتولید ناخالص داخلی
2-4راه‌های پیشگیری از تورم
تجربه نشان داده است که راه‌حل‌های اداری و دستوری برای ثابت‌نگه‌داشتن قیمت‌ها، هم‌زمان با رشد نقدینگی شیوه مناسبی برای تثبیت قیمت‌ها نیست.
از سوی دیگر، اقتصاد ایران اقتصادی تک محصولی است و از نوسان قیمت نفت متأثر می‌شود. در مقطع زمانی کنونی که درآمد نفت افزایش قابل توجهی یافته است، به جز کسری بودجه عامل دیگری می‌تواند به تورم دامن بزند، این عامل چگونگی مصرف درآمد اضافی نفت در بودجه است. افزایش قیمت نفت به بالا‌ی 100 دلا‌ر سبب شده است که درآمدهای دولت از نفت طی چند سال گذشته تا چند برابر افزایش یابد. این افزایش جهش گونه در درآمد نفت ضمن آنکه به لحاظ افزایش دارایی‌های کشور مغتنم است اما اگر به درستی مورد استفاده قرار نگیرد می‌تواند موجب مخاطرات جدی شود.
درآمدهای نفتی متعلق به دولت است و بهترین گزینه دولت برای مصرف درآمدهای اضافی نفت، انباشت آن در حساب ذخیره ارزی و خودداری از افزایش بودجه ریالی دولت بر پایه این درآمدهای اضافی است. موجودی حساب ذخیره ارزی می‌تواند به بخش خصوصی یا عمومی‌مولد وام داده شود تا صرف وارد کردن ماشین‌آلا‌ت و فناوری برای توسعه ظرفیت‌های تولیدی شود. هم‌زمان با وام ارزی دریافتی از صندوق، سرمایه‌گذاران باید ریال لا‌زم را برای بخش ریالی سرمایه‌گذاری از پس‌اندازهای خود یا دیگر آحاد جامعه تأمین کنند. بدین ترتیب ارز اضافی حاصل از درآمدهای نفت موجب افزایش پایه پولی و حجم نقدینگی نمی‌شود، بلکه پس‌انداز و سرمایه‌گذاری از منابع ریالی موجود در جامعه را تشویق و ظرفیت تولیدی و اشتغال جدید ایجاد می‌کند. بعلا‌وه، با بازگرداندن وام‌های دریافتی از حساب، موجودی حساب در آینده بازسازی می‌شود و استمرار اعطای وام‌های ارزی و تشویق و توسعه سرمایه‌گذاری را در آینده امکان‌پذیر می‌سازد. البته با تقویت حساب ذخیره ارزی، باید تمهیدها و رویه‌هایی اتخاذ کرد که از سوءاستفاده افراد سودجو که ممکن است با ارایه قیمت‌های صوری و اضافی برای ماشین‌آلا‌ت وارداتی به منابع ملی و مصالح ملت تعدی کنند به شدت جلوگیری و با آنها برخورد شود.
بنابراین درست است که درآمد نفتی کشور رشد مناسبی دارد اما تجربه نشان می‌دهد هر قدر پول بیشتری به جامعه تزریق شود، به لزوم نتیجه بهتری عاید نخواهد شد. اگر این درآمدهای مازاد به ریال تبدیل شود، تورم و عدم تعادل اقتصادی و اجتماعی را در پی خواهد داشت. برای کاهش تورم دولت باید در پی افزایش عرضه، کاهش تعرفه‌ها، ثبات نرخ ارز، کاهش نرخ تورم انتظاری، اصلا‌ح پرداخت یارانه‌ها، کاهش رشد نقدینگی در جامعه و ... باشد. از این‌رو، بودجه دولت باید به شکلی تنظیم شود که با نوسان‌های نفتی دچار مشکل نشود و باید مراقب رشدنقدینگی در کشور بود.
2-5راه‌های پیشگیری از تورم در بخش کشاورزی
با نگاهی جامع به افزایش قیمت کالا‌ بر حسب شرایط حاکم بر هر جامعه (از نظر فرهنگی، اقتصادی، اجتماعی و...) که متأثر ازعوامل داخلی و خارجی در بازار است و در درازمدت ناشی از ساختار کلا‌ن اقتصادی شامل زیرساخت‌ها، نظام اطلا‌عاتی، اعتبارات و ... است و در کوتاه‌مدت، تحت تأثیر عوامل مؤثر بر تعیین قیمت‌کالا‌ (نوسان قیمت نهاده‌های تولید، هزینه‌های بازاریابی و...) قرار می‌گیرد، محصولا‌ت کشاورزی با توجه به ماهیت ساختار تولید و ویژگی‌های خاص خود نسبت به سایر کالا‌ها از حساسیت بیشتری برخوردار هستند، بنابراین عوامل مؤثر بر نوسان قیمت کالا‌های کشاورزی اعم از عوامل داخلی و خارجی به‌نسبت محصولا‌ت صنعتی بیشتر و در نتیجه بازتاب نوسان قیمت و آثار روانی آن شدیدتر است. وزارت جهادکشاورزی به عنوان متولی حمایت از تولید محصولا‌ت کشاورزی باید تمام تلا‌ش خود را برای تحقق اهداف برنامه‌ها و سیاست‌های کلا‌ن کشور به کار بندد تا بتواند ضمن تأمین نیازهای غذایی افراد جامعه (ایجاد امنیت غذایی)، با سیاستگذاری مناسب مانع از کمبود عرضه مایحتاج روزانه مردم جامعه شود و بر‌حسب شرایط و مقتضیات زمانی جامعه، عرضه کالا‌های کشاورزی را تنظیم کند. جلوگیری از افزایش قیمت محصولا‌ت کشاورزی تنها با افزایش سطح عرضه محصولا‌ت اتفاق نخواهد افتاد، بلکه عواملی که خارج از حوزه اختیارات وزارت جهاد کشاورزی است نیز باید این بخش را برای جلوگیری از افزایش قیمت تولیدات یاری کند. این عوامل ناظر بر مرحله تأمین نهاده‌های قبل از تولید (مثل کود، سم، بذر و...) و خدمات مربوط (مواد بسته‌بندی، دستمزد کارگر و ...) و مرحله بعد از تولید و ارایه محصول به بازار (شامل بازاریابی، حمل و نقل، بسته‌بندی، فرآوری، تبلیغات و ...) است که در حوزه وظایف سایر دستگاه‌ها مثل وزارت صنایع و معادن (کارخانه‌های فرآوری و ...)، وزارت بازرگانی (تنظیم بازار)، وزارت کار و امور اجتماعی (افزایش دستمزد کارگر، بیمه و...) و نیروی انتظامی‌(قاچاق دام و محصولا‌ت کشاورزی) است. برای جلوگیری از افزایش قیمت‌ها در بخش کشاورزی پیشنهادهای زیر ارایه می‌شود:
-           ایجاد بسترهای لا‌زم برای اصلا‌ح زیرساخت‌های عوامل مؤثر بر افزایش قیمت (نظام اطلا‌عاتی، اعتبارات، آموزش، مشارکت بخش خصوصی و ...) در درازمدت.تورم، نرخ افزایش قیمت‌ها طی یک دوره زمانی معین است. تورم، معمولا یک سنجه کلی از قبیل افزایش عمومی در قیمت‌ها یا افزایش هزینه زندگی در یک کشور است؛ اما به شکل محدودتری نیز تعریف می‌شود (تورم کالاهای معین از قبیل غذا یا برای خدمات، از قبیل اصلاح موی سر). تورم در هر جا به کار رود، بیانگر میزان گران‌تر شدن مجموعه‌ای از کالاها یا خدمات طی یک دوره معین زمانی معمولا سالانه است.(.طیب نیا، علی 1375)،
تورم (به انگلیسی: Inflation) از نظر علم اقتصاد اشاره به افزایش سطح عمومی تولید پول، در آمدهای پولی و یا قیمت است. تورم عموماً به معنی افزایش غیرمتناسب سطح عمومی قیمت در نظر گرفته می‌شود.تورم، روند فزاینده و نامنظم افزایش قیمت‌ها در اقتصاد است. هر چند بر پایه نظریه‌های گوناگون، تعریف‌های متفاوتی از تورم ارائه می‌شود، اما، تمامی آنها به روند فزآینده و نامنظم افزایش در قیمت‌ها اشاره دارند. مفهوم امروزی تورم، در سده نوزدهم میلادی رواج یافت. پیش از آن، مفهوم دیگری از تورم وجود داشت که جهت نشان دادن افزایش حجم اسکناس‌های غیرقابل تبدیل به طلا به کار برده می‌شد.
نرخ تورم برابر است با تغییر در یک شاخص قیمت که معمولاً شاخص قیمت مصرف کننده‌است.
انواع تورم در نظریه هاى اقتصادى، تورم را به سه نوع تقسیم مى کنند:
تورم خزنده (آرام یا خفیف ): به افزایش ملایم قیمت ها گفته می شود. در تورم خفیف , افزایش قیمت بین ١ تا ۶ درصد، حداکثر ۴ درصد یا بین ۴ تا ٨ درصد در سال ذکر شده است.
تورم شدید (تورم شتابان یا تازنده ): در این نوع تورم آهنگ افزایش قیمت ها تند و سریع است . براى تورم شدید, ١۵ تا ٢۵ درصد در سال را نوشته اند.
تورم بسیار شدید (تورم افسار گسیخته، فوق تورم و ابر تورم ): این نوع تورم شدیدترین حالت تورم به شمار مى رود . معیار تورم بسیار شدید را ۵٠ درصد در ماه یا دو برابر شدن قیمت ها در مدت شش ماه و … بیان داشته اند.
البته نمی توان نرخ ثابتی ارائه کرد زیرا این مقادیر با توجه به شرایط زم انی و … عوض می شوند. علاوه بر این تقسیم بندی کلی می توان تورم را به دسته های کوچکتری نیز تقسیم کرد: (طیب نیا، علی 1375)،
1-تورم پنهان: در آن قیمت ثابت ولی کیفیت کمتر می شود.
2-تورم خزنده : تورمی آرام و پیوسته است . معمولا به علت افزایش تقاضا است . بعضی اقتصاددانان معتقند که محرکی برای افزایش درآمد است و بعضی دیگر معتقند که سبب .(% کاهش قدرت خرید است (هر ٢۵ سال ۵٠ تورم رسمی: به علت افزایش عرضه پول از سوی دولت.
3-تورم ساختاری : به علت افزایش قیمت ها به دلیل وجود تقاضای اضافی . در این نوع تورم دستمزدها به دلیل وجود فشار (کمبود) در برخی بخش ها افزایش می یابد.این نوع تورم در کشور های در حال پیشرفت زیاد است.
4-تورم سرکش : افزایش سریع و بی حد و مرز قیمت ها . آثار تورم سرکش عبارتند از (١) کاهش ارزش پول، (٢) گسستگی روابط اقتصادی، و (٣) فرو پاشی نظام اقتصاد . این نوع تورم معمولا پس از جنگها یا انقلا ب ها رخ می دهد؛ مثل افزایش قیمت ٢۵٠٠ % در آلمان در سال ١٩٢٣.
5-تورم شتابان : افزایش سریع و شدید نرخ تورم . مثلا وقتی دولت سعی کند بیکاری را پایینتر از حد طبیعی نگاه دارد، این اقدام باعث افزایش تورم می شود.
تورم مهار شده : تورمی است که به دلیل وجود شرایط تورمی در کشور ایجاد شده است و در مقابل از افزایش آن جلوگیر ی شده است . این شرایط معمولا از فزونی تقاضای کل بر عرضه کل کالاها و خدمات پدید می آید که با فرض ثابت بودن دیگر شرایط به ازدیاد قیمت ها می انجامد.
6-تورم فشار سود : تورمی که در آن تلاش سرمایه داران برای ت صاحب سهم بزرگی از درآمد ملی منشأ تورممی گردد.
7-تورم فشار هزینه : تورمی که مستقل از تقاضا صرفاً از افزایش هزینه های تولید ناشی می شود. مثال بارز چنین تورمی را در تمام کشورهای صنعتی غرب پس از افزایش استثنایی بهای نفت در سالهای ١٩٧٣ و ١٩٧٨ می توان دید . برخی اقتصاددانان معتقدند که متداولترین منبع تورم فشار هزینه قدرت اتحادیه های کشوری است که اضافه دستمزدی بیش از افزایش بازدهی بدست می آورند و این خود در یک مارپیچ تورمی موجب افزایش قیمت ها و متقابلا تقاضا برای دستمزد بیشتر می شود. منتقدان این نظریه استدلال می کنند که اگر اتحادیه های کارگری هنگامی موفق به افزایش دستمزد شوند که سطح تقاضای کل برای جبران آن به اندازه ی کافی افزایش نیافته باشد گرایش هایی در جهت افزایش بیکاری بوجود خواهد آمد که اثرات رکودی بر اقتصاد خواهد داشت . چنین فرایندی نمی تواند به طور نامحدود اد امه یابد و بنابراین تورم فشار هزینه یقیناً نمی تواند بیان کننده تورم مزمنی باشد که کشور های اروپای غربی پس از جنگ جهانی دوم به آن دچار شدند . لذا افزایش قیمت را، در مرحله نخست، یا باید حاصل تقاضای اضافی یا حاصل بالا بردن کل تقاضای پولی برای جلوگیری از بیکاری دانست. .(.طیب نیا، علی 1375)،
8-تورم فشار تقاضا : تورم ناشی از فزونی تقاضای کل نسبت به کل جریان کالا و خدمات ایجاد شده در اقتصاد که همه عوامل تولید را با ظرفیت کامل بکار گرفته باشد. هر گاه تقاضای مصرف کنندگان دولت و بنگاهها برای کالاها و خدمات بر عرضه موجود فزونی گیرد قیمت ها در اثر این عدم تعادل افزایش خواهد یافت . در اصل افزایش قیمت باید تقاضای اضافی را از میان بردارد و بار دیگر تعادل بر قرار سازد و براین اساس باید برای گرایش مستمر به سوی تورم، که ویژگی بسیاری از اقتصادهای پس از جنگ شده است، توصیفی یافت . یکی از نظریه های رای ج در این باره مازاد مستمر تقاضا را ناشی از سیاست دولت می داند. بنا بر این نظریه در حالی که مصرف کنندگان و شرکت ها به هنگام افزایش قیمت ها تقاضای خود را کاهش می دهند، دولت به دلیل توانایی اش در تأمین مالی مخارج خود از محل ایجاد پول، می تواند میزان مخارج خود را به ارزش واقعی حفظ کند یا حتی افزایش دهد . در نتیجه این اقدام نه تنها میل مستمر به تورم بوجود می آید بلکه سهم بخش دولتی از کل منابع موجود در اقتصاد نیز افزایش می یابد.
9-تورم اننقال تقاضا : نظریه ای عناصر تورم فشار تقاضا و فشار هزبنه را با هم ترکیب می کند و تغییر در ساخت تقاضای کل را دلیل تورم می شمارد. هر گاه اقتصاد دچار انعطاف ناپذیری های ساختاری باشد، گسترش برخی صنایع با افول برخی دیگر از صنایع همراه خواهد بود و عوامل تولید را به آسانی نمی توان به بخش های تولیدی انتقال داد. از این رو برای جذب وسایل تولید به سوی صنایع در حال گسترش باید قیمت های بالاتری پرداخت شود . در نتیجه کارگران بخش های افول یابنده خواستار دستمزدی برابر با کارگران دیگر بخش ها می شوند و ترکیب این عوامل به تورم می انجامد.
10-تورم فشار قیمت : نوعی تورم فشار هزینه که در اثر تحمیل قیمتهای بسیا ر گزاف از سوی صاحبکاران اقتصادی با هدف دستیابی به سودهای کلان بدست می آید.
11-تورم فشار دستمزد: نوعی تورم فشار هزینه که سرچشمه فرایند تورم را فشار اتحادیه کارگری بر بازار کار می داند. این برداشت دارای طیف گسترده ایست که در یک سوی آن اعمال قدرت انحصاری اتحا دیه های کارگری و الگوهای قدرت چانه زنی آن بر پایه ی متغیر های اقتصادی قرار دارد و در سوی دیگر الگوهای غیر اقتصادی مبارزه جویی این اتحادیه ها.
شاخص‎های قیمت یکی از قدیمی‎ترین شاخص‎های بررسی تغییرات و تحولات به شمار می‎روند. این شاخص‎ها، تغییرات حاصل از تغییر قیمت کالاها را طی یک دوره زمانی معین نشان می‎دهند. مهم‌ترین کاربرد این شاخص، اندازه‎گیری افزایش سطح عمومی قیمت‎ها یا تورم در یک جامعه است. تورم یا افزایش سطح عمومی قیمت‎ها، مهم‌ترین مسئله سیاست‎گذاران و برنامه‎ریزان اقتصادی و همچنین مردم از گذشته تا امروز بوده است و حساسیت جوامع به تحولات این پدیده که به طور مستقیم زندگی افراد را دستخوش تغییرات می‎نماید، یکی از مهم‌ترین دلایل تولید شاخص قیمت‎ها به عنوان اولین شاخص‎های بررسی تغییرات در علوم انسانی به شمار می‎رود. در واقع، نیاز به بررسی تحولات قیمت کالا و برنامه‎ریزی برای کنترل آن اندیشمندان علوم اقتصادی را به سمت تدوین شاخص‎های قیمت سوق داد. بنابراین شاخص‎ها به منظور کمک در برنامه‎ریزی و تدوین سازوکارهای مناسب برای رفع مشکلات طراحی شده‎اند. این ابزارهای سنجش برای برنامه‎ریزان و سیاست‎گذاران نظیر وسایل و ابزارهای پزشکی برای یک جراح است. در هر حال، شاخص‎های قیمت برای بررسی مهم‌ترین مسایل روز جامعه تدوین و طراحی شدند. از این شاخص‎ها برای خارج ساختن اثرات افزایش قیمت‎ها بر ارزش پولی (تورم‎زدایی) استفاده می‎شود. یکی از نمونه‎های بارز این استفاده از شاخص قیمت‎ها برای محاسبه درآمد واقعی یک کشور است. بدون وجود شاخص‎ قیمت‎ها نمی‎توان اثر افزایش کاذب درآمدهای یک کشور را که در نتیجه افزایش قیمت‎ها حاصل شده، خارج شود. به طور کلی در برنامه‎ریزی‎ها و سیاست‎گذاری‎های اقتصادی و اجتماعی از ارزش واقعی متغیرها و نماگرها استفاده می‎شود. امروزه شاخص قیمت‎ها کاربردهای زیادی در ابعاد مختلف زندگی پیدا کرده است. به عنوان مثال می‎توان به کاربرد این شاخص در دعاوی قضایی خانوادگی مربوط به محاسبه ارزش روز مهریه اشاره کرد. با استفاده از شاخص‎های قیمت، ارزش حال مهریه تعیین شده در زمان جاری شدن عقد تعیین می‎شود.
اصولاً یک شاخص قیمت کمیتی است که به عنوان نماینده کمیت‎های همگن متعدد به کار می‎رود و می‎تواند جهت و میزان تغییر کمیت‎های مورد نظر را در طول زمان نشان دهد. به عنوان مثال تعداد کالاهای موجود در گروه «کالاهای خوراکی» و یا «گروه پوشاک» بسیار زیاد است. اگر بخواهند درباره تغییرات بهای کالاهای موجود در یکی از گروه‎های یاد شده گفتگو کنند، دو راه وجود دارد. یکی این‏که مشخص شود که در سال گذشته قیمت تک‎تک کالاهای گروه مورد نظر چگونه تغییر کرده است، که البته این کار وقت‏گیر و پرزحمتی است. زیرا برشمردن صدها قیمت یا توضیح درباره این‏که هر یک چگونه تغییر کرده‎اند، نمی‎تواند وافی به مقصود باشد. راه دوم این است که با ارائه نوعی شاخص مشخص شود که در مجموع قیمت کالاهای یک گروه چگونه تغییر کرده است. مثلاً برای قیمت هر یک از گروه‎های «کالاهای خوراکی» یا «گروه پوشاک» یا برای گروه «کالاهای وارداتی» و یا «صادراتی»، یک شاخص قیمت تعیین شده و از این شاخص برای توصیف تغییرات مجموع قیمت کالاهای یک گروه خاص استفاده شود.
بنابراین اولین ویژگی یک شاخص این است که به عنوان نماینده‎ای از چندین کمیت همجنس و همگن، مورد استفاده قرار می‎گیرد. دومین ویژگی آن نیز این است که معمولاً این کمیت بر حسب مقدار آن در یک سال پایه سنجیده می‎شود. مقدار شاخص برای سال پایه را معمولاً 100 فرض می‎کنند. مثلاً اگر شاخص قیمت «کالاهای خوراکی» در سال 1361 معادل 8/381 باشد و سال مبنای سنجش نیز سال 1353 انتخاب شود، این بدان معنی است که کمیت شاخص مزبور در سال 1353 معادل 100 فرض شده است. انتخاب سال مبنا برای شاخص‎ها امری اعتباری و اختیاری است.
شاخص‎های قیمت بیشتر به دو صورت، شاخص بهای عمده‎فروشی و شاخص بهای خرده‎فروشی به کار برده می‎شوند. تغییرات شاخص بهای خرده‎فروشی که در ایران هر ماه توسط بانک مرکزی جمهوری اسلامی ایران تهیه و منتشر می‎شود، به عنوان نرخ تورم یاد می‎شود. تغییرات شاخص در ماه محاسبه شده و نرخ تورم ماهانه را نشان می‎دهد و متوسط این تغییرات در سال، نرخ تورم در سال مورد بررسی را نشان می‎دهد. شاخص قیمت خرده‎فروشی، شاخص هزینه زندگی نیز گفته می‎شود. امروزه بانک مرکزی شاخص قیمت بهای تولیدکننده را نیز منتشر می‎کند که تغییرات آن بیانگر تغییرات قیمت تولیدکننده بوده و هزینه‎های تولید با استفاده از آن تورم‎زدایی می‎شود.
2-6تاریخچه بیمه های درمانی در ایران
اولین بار در سال 1269 شمسی با واگذاری امتیاز به تشکیل موسسه بیمه به یک خارجی و سپس ملغای آن به علت عدم انجام تعهدات نامبرده بتدریج بیمه در ایران مطرح شده . در سال 1314 بیمه ایران بعنوان اولین شرکت بیمه دولتی ایران در میان رقابتهای نا سالم خارجیان و در جائی که استعمار حرف اول را میزد تاسیس شد  و در رشته های مختلف شروع به فعالیت نمود که با توسعه فعالیتهای آن بعدها سایر سازمانهای بیمه گر بوجودآمدند . در سال 1326 اولین بیمه درمانی برای کارکنان شرکت دخانیان ایران و تا سال 1328 تعدادی از سازمانهای دولتی بطور پراکنده تحت پوشش بیمه درمانی قرار گرفتند در این سال سازمانی تحت عنوان سازمان بیمه کارکنان دولت تاسیس گردید که کارکنان دولت را تحت پوشش قرار داد و تا سقف معینی هزینه های درمانی آن را تعهد مینمود . در سال 1352 سازمان بیمه خدمات درمانی تاسیس گردید و در سال 1356 سازمان بیمه خدمات درمانی و سازمان تامین اجتماعی در وزارت بهداری ادغام شد تا اینکه پس از پیروزی انقلاب اسلامی ایران در سال 1359 مجدداً سازمان تامین اجتماعی از وزارت بهداری جدا گردید و بصورت مستقل فعالیت خود را ادامه داد و سازمان خدمات درمانی تحت عنوان بیمه گری و درآمد و اداره اسناد پزشکی در تشکیلات بهداری به فعالیت خود ادامه داد تا اینکه در مهرماه 1374 با همت دولتمردان و قانونگذاران دلسوز نظام مقدس جمهوری اسلامی و با تصویب و اجرای خداپسندانه و  مترقی بیمه همگانی با رقه امیددر دل آحاد جامعه فروزان گردید و با تلاش متهدانه مسئولین محترم بیمه خدمات درمانی ثمره این سهم به بار نشسته و عینیت یافت که لازمه تداوم این کار خداپسندانه و مرتفع نمودن اشکالات و موانع موجود در سیستم اجرائی و پیدا کردن راه صحیح ، اصولی ، علمی و قانونی تا گامی موثر در جهت پیشرفت جامعه برداشته شود.
2-7حوزه های عدالت در سلامت:
در ادبیات اقتصاد بهداشت همیشه مباحث زیادی در باب حوزه های متفاوت عدالت در سلامت مطرح می گردد ولی به طور کلی سه حوزه ی زیر قابل تفکیک است:
۱ عدالت در تامین مالی نظام سلامت
۲ عدالت در دسترسی به خدمات
۳ عدالت در سطح سلامت
2-8عدالت در تامین مالی نظام سلامت:
تأمین عادلانه منابع مالی، در نظام های سلامت به معنی آن است که خطراتی که خانوار به دلیل هزینه های مربوط به نظام سلامت با آن مواجه می شود، برحسب توان پرداخت آنها توزیع شود تا خطر خود بیماری. یک نظام با تأمین مالی عادلانه، از حفاظت همه افراد از نظر مالی، اطمینان حاصل می نماید.
نظام سلامتی که افراد یا خانوارها بعضاً در آن از طریق خرید مراقبت مورد نیاز خود به سوی فقر سوق داده می شوند و یا به دلیل هزینه، مجبور به عدم خرید مراقبت می گردند، ناعادلانه است. این وضعیت، مشخصه اکثر کشورهای فقیرتر و برخی از کشورهای با درآمد متوسط یا بالاتر است که در این کشورها، حداقل بخشی از جمعیت به میزان ناکافی در برابر خطرات مالی محافظت می شوند اما در اکثر کشورهای در حال توسعه معمولاً سهم بخش خصوصی بیشتر از سهم دولت می باشد.
تعریف عدالت عمودی و افقی در تامین مالی نظام سلامت :
- عدالت عمودی یعنی خانوارهایی که توان نابرابر پرداخت دارند، پرداخت نابرابری داشته باشند.- عدالت افقی نیازمند آن است که خانوارها با توان یکسان پرداخت یکسان داشته باشند.روش های اندازه گیری میزان عدالت در تامین مالی نظام سلامت:
- روش های ساده اندازه گیری
- پرداخت از جیب ( Out of pocket (OOP
- هزینه های کمرشکن (فاجعه بار) CE) Catastrophic Expenditure)
- هزینه های فقرزا MI) Medical Impoverishment)
- روش های پیچیده
- شاخص کاکوانی ( Kakwani Index (KI
- شاخص مشارکت مالی عادلانه (Fairness in Financial Contribution Index(FFCI
- پرداخت از جیب Out of pocket
نسبتی از هزینه های خدمات بهداشتی و درمانی که مستقیما ازجیب به هنگام دریافت خدمت پرداخت می شود. به عنوان یک اصل کلی افزایش آن نامطلوب است (به علت نزولی بودن، و تاثیر بر دسترسی به خدمات). از این رو کاهش هرچه بیشتر آن مثبت ارزیابی شده و به عنوان یک مورد در برنامه چهارم توسعه ذکر گردیده است. (کاهش پرداخت مستقیم از جیب تا ۳۰ درصد) .- شاخص هزینه های کمرشکن یا فاجعه بار (Catastrophic Expenditure)
هزینه های کمرشکن سلامتی زمانی اتفاق می افتد که کل هزینه های سلامتی پرداخت شده از جیب خانوار برابر یا بیش از ۴۰ درصد از توان پرداخت خانوار یا مصارف غیر خوراکی او باشد. به عبارتی از نسبت هزینه های سلامت (اعم از مستقیم و غیر مستقیم ) به ظرفیت پرداخت هر خانوار محاسبه می گردد . کاهش هرچه بیشتر این شاخص نیز مثبت ارزیابی شده و به عنوان یک مورد در برنامه برنامه چهارم توسعه ذکر گردیده است. (کاهش نسبت خانوار های مواجه با هزینه های فاجعه بار سلامت تا به کمتر از ۰/۱)
- شاخص هزینه های فقرزای درمان (Medical Impoverishment)
این شاخص درصدی از خانوارها را نشان می دهد که از نظر درآمدی پس از کسر پرداخت به سلامت زیر خط فقر قرار می گیرند به عبارتی فقر ناشی از هزینه های درمانی را تجربه می کنند.
- شاخص کاکوانی (Kakwani Index )شاخص کاکوانی یکی از باارزش ترین شاخص های موجود در سنجش میزان عدالت در تامین مالی می باشد. این شاخص میزان تصاعدی بودن پرداخت ها برای نظام سلامت را مورد سنجش قرار میدهد. به عبارتی عدالت افقی در زمینه تامین مالی نظام سلامت از طریق این شاخص آزمون می شود. اگر مقدار شاخص کاکوانی مثبت باشد، تصاعد در مشارکت ها وجود دارد، همچنین مقدار منفی این شاخص بیانگر تنازلی بودن مشارکت هاست.
- شاخص مشارکت عادلانه در تامین مالی (Fairness in Financial Contribution Index)
شاخص مشارکت عادلانه در تامین مالی با هدف اندازه گیری میزان عدالت در توزیع بار مالی هزینه های درمانی در جامعه طی سالیان اخیر از سوی سازمان جهانی بهداشت (WHO) به عنوان یکی از ۳ هدف عمده یک نظام سلامت خوب مطرح شده است. از نظر این شاخص نظام سلامت زمانی عادلانه تامین مالی می شود که سهم کل مشارکت در تامین مالی از ظرفیت پرداخت خانوارها برای همه یکسان و مستقل از وضعیت سلامت خانوار باشد. براین اساس عدالت عبارت است از برابر بودن سهم حق مشارکت ها از ظرفیت پرداخت خانوارها.
- مروری بر وضعیت شاخص سنجش عدالت در تامین مالی نظام سلامت در ایران
شاخص مشارکت مالی عادلانه با توجه به ویژگی های منحصر به فردی که در ارزیابی دقیق میزان نیل به اهداف عدالت گرایانه دارد به سرعت جایگاه ویژه ای در برنامه های عدالت گرایانه ی کشورهای مختلف یافت از آن جمله اینکه طبق برنامه چهارم توسعه کشور ما مقدار این شاخص باید به بیشتر از ۰/۹ برسد.
مطالعه ای که در سال ۱۳۸۴ به سفارش دفتر مدیترانه شرقی سازمان جهانی بهداشت در ایران انجام شده است، نتایج محاسبه دو شاخص FFCI و نسبت خانوارهای دارای هزینه های کمرشکن(یا اسف بار) بهداشتی را نشان می دهد. روند صعودی درصد خانوارهای مواجه با هزینه های اسف بار طی چهارسال از سال ۱۳۷۸الی۱۳۸۱ از یک طرف و روند نزولی شاخص عدالت در تامین مالی FFCI در همین دوره نشان از عملکرد غیرهماهنگ نظام مالی بخش بهداشت و درمان کشور با سیاست های عدالت خواهانه این بخش دارد.
در سال ۲۰۰۰ ، کشورهای کلمبیا، لوگزامبورگ، دانمارک و جیبوتی بهترین جایگاه را از نظر شاخص مشارکت عادلانه مردم، در تأمین هزینه های بخش سلامت، در بین ۱۹۰ کشور جهان دارا بوده اند.
ایران، از این نظر در رتبه ۱۱۲ جهان قرار داشته است که نشانگر وضعیت نامناسب آن نسبت به کشورهای امارات متحده عربی ۲۱ ، کویت ۳۱ ، عربستان سعودی ۳۷ ، اسرا ئیل ۳۹ ، ترکیه ۴۹ ، بنگلادش ۵۱ ، عراق ۶۵ ، بحرین ۷۵ پاکستان ۲۶ ، قطر ۷۰ ، الجزایر ۷۴ و لبنان ۱۰۱ می باشد. البته ایران نسبت به کشورهای آذربایجان ۱۱۸ ، مالزی۱۲۲ ، مصر ۱۲۶ ، یمن ۱۳۱ ، و سوریه ۱۴۱، از وضعیت بهتری برخوردار بوده است .
با توجه به اینکه سال ۸۸ پایان برنامه چهارم توسعه می باشد با این حال میزان دستیابی به هیچ کدام از مواد مرتبط با عدالت در تامین مالی نظام سلامت که در در این برنامه آمده مورد پایش مستمر و ارائه گزلرش قرار نگرفته است. با این وجود نکات زیر را از جمله مهمترین نقاط قوت نظام تامین مالی در ایران می توان نام برد:
- وجود مراقبت های بهداشتی اولیه و سیستم شبکه و نظام ارجاع حتی در نقاط محروم و روستایی .- پوشش بیمه ای کامل جمعیت علی الخصوص جمعیت های در معرض خطر مالی در قالب طرح بیمه روستاییان.- رشد رشته اقتصاد سلامت در سالهای اخیر بر مبنای استفاده موثر از منابع و حفاظت جمعیت از ریسک مالی ناشی از هزینه های بهداشتی
- و در نهایت توجهات مسئولان در سالهای اخیر به تحلیل های اقتصادی از جمله ارزیابی فناوری سلامت (HTA).2-9 پیشینه تحقیق

—191

بهره‌برداری از این پایان‌نامه/ رساله تا تاریخ .................................... ممنوع است.
نام استاد یا اساتید راهنما:
تاریخ:
امضا:

تقدیم به:
با سپاس فراوان از سه وجود مقدس...
آنان که ناتوان شدند تا ما به توانایی برسیم...
موهایشان سپید شد تا ما رو سفید شویم...
و عاشقانه سوختند تا گرمابخش وجود ما و روشنگر راهمان باشند...
پدرانمان...
مادرانمان...
استادانمان...

تقدیـر و تشکـر :
شکر شایان نثار ایزد منان که توفیق را رفیق راهم ساخت تا این پژوهش را به پایان برسانم . از استاد فاضل و اندیشمند جناب آقای دکتر آقا بزرگی به عنوان استاد راهنما که همواره نگارنده را مورد لطف و محبت خود قرار داده اند ،کمال تشکر را دارم. این پایان نامه را ضمن تشکر و سپاس بیکران و در کمال افتخار و امتنان تقدیم می نمایم به:- محضر ارزشمند پدر و مادر عزیزم به خاطر همه ی تلاش های محبت آمیز ی که در دوران مختلف زندگی ام انجام داده اند و با مهربانی چگونه زیستن را به من آموخته اند.- به همسر مهربانم که در تمام طول تحصیل همراه و همگام من بوده است.-  به استادان فرزانه و فرهیخته ای که در راه کسب علم و معرفت مرا یاری نمودند.- به آنان که در راه کسب دانش راهنمایم بودند. - به آنان که نفس خیرشان و دعای روح پرورشان بدرقه ی راهم بود.- الها به من کمک کن تا بتوانم ادای دین کنم و به خواسته ی آنان جامه ی عمل بپوشانم. - پروردگارا حسن عاقبت، سلامت و سعادت را برای آنان مقدر نما.- خدایا توفیق خدمتی سرشار از شور و نشاط و همراه و همسو با علم و دانش و پژوهش جهت رشد و شکوفایی ایران کهنسال عنایت بفرما.

بار الهی ...
در مساله پرتلاطم و نامطمئن زندگی و در مسیر دستیابی به آرمان های الهی، چنان استوارم گردان که در مواجهه با فازهای مبهم و نادقیق آن نیز، همچنان موجه باقی بمانم و در آخرین تکرار این روزگار، بهینگی را تجربه کنم .
تا آنجا که قضایای ریاضیات درباره ی واقعیتند، حتمیت ندارد و آنجا که حتمیت دارد، درباره ی واقعیت نیستند .
"اینشتین-هندسه و تجربه"
A Chinese Proverb:
To be uncertain is to be uncomfortable, but to be certain is to be ridiculous.
چکیده
وقوع حوادث غیر مترقبه و فجایع طبیعی و اثرات ناشی از وقوع آنها جوامع کنونی را ملزم به انجام برنامه ریزی های لازم جهت امدادرسانی در وقوع چنین بحران هایی می نماید که انجام این کار با چالش هایی نظیر آسیب دیدن زیرساخت های حمل و نقل، مسدود شدن راه های ارتباطی، دشوار شدن ایجاد هماهنگی بین عوامل مختلف و ... روبروست. یکی از استراتژی‌های مهم لجستیکی جهت بهبود عملکرد و کاهش زمان تاخیر، مکان‌یابی و ایجاد مراکز توزیع امداد در نزدیکی این مناطق آسیب‌پذیر می‌باشد. لذا وجود مراکز توزیع در محل‌های مناسب از شبکه، که بتوانند تقاضای ایجاد شده در این شرایط را به صورت مناسبی پوشش دهند، درانجام موفق عملیات امداد و نجات، بسیار حائز اهمیت است و در تمام موارد ذکر شده، ضعف در انتخاب مکان مناسب احتمال اتلاف سرمایه را بالاتر خواهد برد و نهایتاً منجر به خسارات و صدمات جانی فراوانی خواهد شد. بدین منظور هدف از این تحقیق بررسی نقاط کاندید به عنوان مراکز توزیع امداد است تا اینکه محل استقرار مراکز از بین یک مجموعه مراکز توزیع کاندید انتخاب می شود.
اما از آنجایی که معمولا کمبود منابع، کالا و وسایل حمل و نقل جهت امدادرسانی بهینه وجود دارد، انجام برنامه ریزی و ارائه مدلی جهت پاسخگویی کارا و اثربخش با توجه به منابع موجود از جایگاه خاصی برخوردار است. در این میان، مساله بسیار مهم توزیع به موقع اقلام و خدمات مورد نیاز بین آسیب دیدگان و حفظ جان آنها می باشد. همچپنین در مدیریت بلایا، اغلب داده ها غیر قطعی هستند، بدین منظور این تحقیق به ارائه مدلی از برنامه ریزی امکانی استوار در شرایط بحران با حضور عدم قطعیت می پردازد و در پایان تحقیق یک مقاسیه بین روش های حل برنامه ریزی امکانی استوار با استفاده از یک مطالعه موردی با استفاده از نرم افزار 23.5 GAMS و با روش LP-metric مشخص شده است .
ما نتیجه گرفتیم که عملکرد مدل HWRPP از دیگر مدل ها بهتر می باشد و شهرهای گرگان، قزوین و ساری بهترین مکان برای مراکز توزیع امداد جهت باز شدن می باشند.
واژه‌های کلیدی :
فارسی انگلیسی
روش های حل Solution Methods
برنامه ریزی فازی fuzzy programming
برنامه ریزی امکانی استوار Robust possibilistic programming
عدم قطعیت Uncertainty
مکان یابی تسهیلات Facility location
لجستیک امداد relief logistics
بلایا Disaster
فهرست مطالب
TOC o "1-3" h z u فصل 1: بیان مسئله و کلیات تحقیق161-1- تعاریف کلی از حوزه تحت بررسی171-2- ضرورت و اهمیت موضوع311-3- بیان مساله و اهداف تحقیق361-4- جمع بندی38فصل 2: مروری بر ادبیات تحقیق392-1- مقدمه402-2- مقایسه زنجیره تامین تجاری و بشردوستانه402-3- مرور ادبیات مکانیابی تسهیلات در لجستیک امداد بشردوستانه تحت قطعیت432-4- مرور ادبیات مکانیابی تسهیلات در لجستیک امداد بشردوستانه تحت عدم قطعیت442-4-1- رویکردهای مواجهه با عدم قطعیت462-4-2- مرور مقالات در حالت عدم قطعیت فازی و امکانی542-4-3- مرور مقالات برنامه ریزی استوار582-4-4- رویکردهای دیگر در نظر گرفتن عدم قطعیت 612-5- تبیین شکاف های تحقیقاتی62فصل 3: توسعه مدل های برنامه ریزی امکانی استوار663-1- مقدمه673-2- مدل کلی از مسئله لجستیک امداد673-3- فرایند ارائه مدل در حالت غیر قطعی703-3-1- مدل BPCCP703-3-2- مدل RPP-I733-3-3- مدل RPP-II753-3-4- مدل RPP-III773-3-5- مدل MRPP773-3-6- مدل HWRPP783-3-7- مدل SWRPP783-4- جمع بندی79فصل 4: مطالعه موردی و تحلیل نتایج804-1- مقدمه814-2- روش حل814-3- مطالعه موردی824-4- تحلیل نتایج86فصل 5: جمع بندی و نتیجه گیری875-1- نتیجه گیری885-2- نوآوری های پژوهش885-3- پیشنهادها برای تحقیقات آتی88منابع90پیوست96
فهرست اشکال
TOC h z t "زیرنویس شکل" c شکل (1-1) چهار فاز چرخه ی مدیریت بحران20شکل (1-2) ساختار فضای بشردوستانه21شکل (1-3) بازیگران درگیر در زنجیره تامین بشردوستانه24شکل (1-4) تقسیم بندی اقلام امدادی25شکل (1-5) فعالت های امدادی اصلی26شکل (1-6) عملیات های زنجیره تامین امداد27شکل (3-1) طرحی کلی از یک زنجیره تامین امداد67شکل (3-2) یک عدد فازی ذوزنقه ای71
فهرست جداول
TOC h z t "بالانویس جدول" c جدول (1-1) پنج فاجعه با بیشترین تلفات انسانی در بازه بین سال های 1980 تا 201218جدول (1-2) بدترین بلایای اتفاق افتاده در ایران بر اساس تعداد تلفات33جدول (1-3) تقسیم بندی بلایا به همراه مثال34جدول (2-1) مقایسه ویژگی های دو زنجیره تامین تجاری و امداد42جدول (4-1) مقدار کالای جمع شده نوع m در نقطه تامین i83جدول (4-2) کل ظرفیت استفاده شده وسیله نقلیه از نقطه تامین به مرکز تویع امداد83جدول (4-3) کل ظرفیت استفاده شده وسیله نقلیه از مرکز تویع امداد به نقطه آسیب دیده83جدول (4-4) مقدار کالای امدادی مورد نیاز نوع m در نقطه آسیب دیده83جدول (4-5) هزینه انتقال هر واحد کالا از نقطه تامین به مرکز تویع امداد84جدول (4-6) هزینه انتقال هر واحد کالا از مرکز تویع امداد به نقطه آسیب دیده84جدول (4-7) نقاط کاندید برای احداث مراکز توزیع امداد85جدول (4-8) عملکرد مدل های ارائه شده85
فصل اول
بیان مسئله و کلیات تحقیق
1-1- تعاریف کلی از حوزه تحت بررسی
بلایا و انواع آن
نویسندگان مختلف تعاریف متفاوتی از بلا ارائه کردند . در این قسمت به برخی از این تعاریف اشاره خواهیم کرد.
اصطلاح "بلا" معمولا برای خرابی در عملیات های عادی یک جامعه که اثرات منفی قابل توجهی بر روی افراد، کارهای آنها، محیط آنها دارد و نیازهای به وجود آمده از ظرفیت پاسخ محلی تجاوز می کنند، به کار برده می شود]1[.
مرکز تحقیقات اپیدمولوژی بلایا، بلا را به عنوان یک وضعیت یا حادثه ای که از ظرفیت محلی تجاوز کرده، و نیازمند درخواست کمک در سطح ملی یا بین المللی می باشد. یک حادثه غیر قابل پیش بینی یا ناگهانی که منجر به خسارات و صدمات زیاد و درد و رنج انسان ها می شود، تعریف می کند]1[.
سازمان بهداشت جهانی هر حادثه ای که منجر به صدمه، خسارت، ویرانی، اختلال زیست محیطی، مرگ و میر انسان ها، زوال بهداشت عمومی و خدمات بهداشتی شود و نیاز به پاسخ و کمک سریع از خارج از جامعه یا منطقه ی آسیب دیده داشته باشد را به عنوان فاجعه (بلا یا مصیبت) تعریف می کند. زلزله، طوفان، گردباد، خشکسالی، سیل، نشت مواد شیمیایی، حوادث هسته ای و ... جزء بلایا دسته بندی می شوند و همگی اثرات ویرانگر زیادی از نظر صدمات مالی و جانی دارند]2[.
یک تعریف کلی برای بلایا که توسط استراتژی بین المللی برای کاهش بلایا ارائه شده است، عبارت است از: یک اختلال جدی در عملکرد جامعه، همراه با تهدید برای زندگی انسان ها، سلامتی، دارایی یا محیط زیست افراد، چه در اثر حادثه، چه طبیعی و چه فعالیت های انسانی ایجاد شود. یکی دیگر از تعاریف گسترده برای بلایا عبارت است از: یک اختلال که بر روی سیستم ها اثرات فیزیکی دارد و همه یا قسمتی از اولویت ها و اهداف را تهدید می کند. تا زمانی که سیستم، یا ملت توانایی مقابله با اثرات این حوادث را داشته باشند، این حادثه به یک بلایای بزرگ تبدیل نمی شود. فاجعه باید شرایط اعلام شده برای وضعیت های اضطراری و نیاز به کمک های بین المللی را داشته باشد]3[. فورمن و همکارانش معتقد هستند که بلایا به طور غیر منتظره رخ می دهند و به حادثه ای گفته می شود که منجر به نتایج با مقیاس بزرگ می شود و اثرات خیلی زیادی در پی دارد]4[.
اوزگون]5[ ویژگی های زیر را برای بلایا بیان می کند:
بلایا حوادثی سریع و بزرگ هستند.
بلایا چه از نظر وقوع و چه از نظر پیامدها همراه با عدم قطعیت هستند.
محیط بلایا (از نظر نوع و مقدار نیازها، منابع موجود، دسترسی به زیرساخت ها و ...) یک محیط پویا است.
بلایا حوادث غیر عادی هستند که می توانند به احتمال کم اتفاق بیافتند یا اصلا اتفاق نیافتند.
طبقه بندی های متفاوتی برای بلایا وجود دارند. انواع مختلفی از بلایا را می توان بر اساس طبیعی یا انسان ساز بودن و زمان وقوع آن که سریع یا آهسته اتفاق می افتد شناسایی کرد.
در جدول (1-1) تقسیم بندی رایج بلایا به همراه مثال آورده شده است]3[.
جدول (1-1) تقسیم بندی بلایا به همراه مثال ]3[
طبیعی انسانی
هجوم ناگهانی زلزله حمله تروریستی
طوفان کودتا
سیل نشت شیمیایی
هجوم آهسته قحطی بحران سیاسی
خشکسالی بحران پناهندگان
فقر و...
به طور عمده می توان بر اساس شرایط جغرافیایی مناطق در معرض خطر، نوع بلایای محتمل در هر منطقه را پیش بینی کرد. برای مثال، ژاپن و نیوزیلند بیشتر در معرض زلزله هستند در حالی که بهمن مربوط به مناطق کوهستانی است که همیشه پوشیده از برف هستند. از طرف دیگر می توانید در آفریقا بلایای با هجوم تدریجی (مانند قحطی) را مشاهده کنید.
مدیریت بحران را می توان در دو گروه عمده دسته بندی کرد:
ابتدا گروه مدیریتی (کیفی) که بیشتر مربوط به محافظت، جلوگیری یا کاهش اثرات بحران، سازگار شدن با بحران از طریق تغییر سیستم های مورد استفاده بشری می شود و در دسته بندی نوع دوم راهکارهای لجستیکی (کمی) که بیشتر به طراحی شبکه و انواع مدل سازی های ممکن ریاضی با توجه به محدودیت ها و اهداف موجود همچون پاسخگویی به حداقل سطح معینی از تقاضا یا کنترل هزینه ها و پیشگیری تجاوز آنها از حدود تعیین شده مربوط می شود.
مدیریت بحران و فازهای آن
مدیریت بحران یا مدیریت بلایا یا مدیریت اضطرار رشته ی اجتناب از ریسک و برخورد با ریسک است. هیچ کشور و هیچ جامعه ای از خطر و ریسک بلایا در امان نیست. بنابراین نیازمند به آمادگی، پاسخ و بازیابی در زمان وقوع بلایا می باشد. مدیریت بحران رشته ای است که شامل آماده سازی برای بلایا قبل از وقوع آن، پاسخ دهی بلافاصله بعد از وقوع و همچنین حمایت و بازسازی جامعه بعد از وقوع بلایای طبیعی یا ساخته ی بشر می باشد بدین منظور مدیریت بحران یا بلایا یا اضطرار یک فرایند پیوسته است از این رو داشتن طرح های اضطراری جامع و به طور پیوسته ارزیابی کردن و بهبود دادن طرح ها ضروری است]1[.
به اعتقاد فورمن و همکارانش]4[ مدیریت بحران بر روی کاهش آسیب پذیری انسان ها و مواد در اثر وقایع بحرانی تمرکز دارد و تلاش ها برای امداد و نجات فوری را تضمین می کند و از بازیابی موثر پشتیبانی می کند.
رویکرد های متفاوتی برای تقسیم بندی فازهای عملیات های مدیریت بلایا وجود دارد]6[. یکی از این رویکردها، فازهای عملیات های مدیریت بلایا را به چهار فاز تقسیم بندی می کند: پیشگیری، آماده سازی، پاسخ و بازیابی یا بهبود]7[. شکل (1-1) ترتیب این فازها را با شروع از بلایا نشان می دهد. اقدامات مناسب در تمام نقاط در چرخه منجر به آمادگی بیشتر، هشدارهای بیشتر، کاهش آسیب پذیری یا پیشگیری از حوادث در طول تکرار های بعدی چرخه می شود]1[. بسته به نوع و شدت بلایا مدت زمانی که هر فاز طول می کشد، متفاوت است. لازم به ذکر است که مراحل بالا به صورت یک چرخه تکرار می شوند]8[.

شکل (1-1) چهار فاز چرخه ی مدیریت بحران]1[
چرخه مدیریت جامع بحران
بدون توجه به نوع بحران، مدیریت این وقایع عموما شامل 4 مرحله ترتیبی پیشگیری، آمادگی، پاسخگویی و بازسازی می باشد. پیشگیری اساس مدیریت بحران است و انجام اقداماتی جهت کمک به کاهش و یا جلوگیری از خطرات یک بحران می باشد. این مرحله به علت متمرکز شدن بر روی اقدامات پیشگیرانه بلند مدت برای حذف یا کاهش ریسک ها متفاوت از دیگر مراحل می باشد. فعالیت های آمادگی به مهیا شدن برای پاسخگویی مواقع وقوع بحران کمک می نماید. فاز پاسخگویی دربرگیرنده فعالیت هایی برای بسیج شدن خدمات و کالاها برای ناحیه بحران زده می باشد. بازیابی پس از یک بحران می تواند ماه ها و یا حتی سال ها بطول بیانجامد. خدمات و زیرساخت ها، تسهیلات، جان مردم و معیشت هزاران فرد ممکن است تا مدت ها تحت تاثیر بحران قرار گیرد. بطور خلاصه ماموریت مدیریت بحران در فاز پیش از بحران کاهش زیان های بالقوه، در فاز هنگام بحران واکنش و اعمال کمک فوری و در فاز پس از بحران ترمیم سریع و مناسب خرابی ها می باشد.
فضای بشردوستانه
سازمان های حقوق بشر با سه اصل انسانیت، بی طرفی و انصاف (عدالت) زندگی می کنند. به عبارت دیگر، آنها به هر فردی که نیاز به کمک دارد، در هر جایی بدون تاثیر از اعتقادات متضاد با خود را کمک می کنند و هیچ گروهی از ذینفعان نهایی را بر دیگری ترجیح نمی دهند]9[. بشریت یعنی این که تمام درد و رنجی که در هر جا وجود دارد از بین برود. انصاف بیانگر کمک بدون تبعیض با اولویت نیازهای فوری است. بی طرفی بیانگر امداد بدون تعصب و وابستگی حزبی می باشد]10[. این اصول "فضا" را هم به صورت فیزیکی و هم به صورت مجازی تعریف می کنند، که توانایی انجام کارآمد وظایف در این فضا امکان پذیر باشد. می توان فرض کرد که یک ساختار مثلثی انعطاف پذیر و پویا داریم و شکل (1-2) بیانگر این ساختار است]9[.

شکل (1-2) ساختار فضای بشردوستانه]9[
از نظر فیزیکی، فضای بشردوستانه بیانگر یک منطقه ی آرام است که در آن غیر نظامیان و افراد غیر جنگی و پرسنل امدادی بدون اسلحه، آزادانه حرکت و فعالیت می کنند. رسیدن به اصول بشردوستانه در محیط های پیچیده اغلب بسیار مشکل است، خصوصا در موارد جنگ و درگیری نظامی]9[.
محیط لجستیک بشردوستانه و چالش های آن
برخلاف لجستیک بخش عمومی، کارکنان بشردوستانه معمولا با ناشناخته ها مواجه هستند: چه هنگام، کجا، چه چیزی، چه مقدار، از کجا و در چه زمانی و اینکه در کوتاه مدت بحران پارامترهای پایه ای مورد نیاز برای استقرار یک زنجیره تامین کارا در سطح بسیار بالایی از عدم قطعیت می باشند. برای مثال در بحران سونامی سال 2004 بزرگترین چالش در مقابل تیم های لجستیک بشردوستانه پیچیدگی شرایط عملیاتی جهت کار، تامین کالا به نواحی آسیب دیده بود. بحران هزاران کیلوکتر از خط ساحلی در سراسر کشورهای هند، اندونزی، مالدیو و تایلند را تخریب نمود. دسترسی عادی به این قبیل از ناحیه ها پیش از بحران و در موقعیت عادی نیز بسیار سخت بود زیرا جاده ها اغلب نامناسب بودند و بعد از بحران زیرساخت های اصلی بکلی از بین رفتند. لجستیک بشردوستانه اغلب تحت سطح بالایی از عدم قطعیت برای تقاضا و کالاهای مورد نیاز کار می کند. در محیط لجستیک بشردوستانه کارکنان بشردوستانه اغلب با ذینفعان زیادی شامل تعداد زیادی از کمک دهندگان، واسطه ها، دولت ها، ذینفعان نظامی و نهایی مواجه هستند. نبود هماهنگی در میان سازمان های بشردوستانه در بحران عادی است بطوریکه می تواند صدها سازمان بشردوستانه جهت انجام عملیات های امدادی با دستورات سیاسی متفاوت، ایدوئولوژی ها و اعتقادات مذهبی متفاوت وجود داشته باشد. بزرگترین چالش در این خصوص هم تراز کردن این سازمان ها بدون توجه به اختیارات و اعتقادتشان می باشد]11[.
زنجیره تامین تجاری
زنجیره های تامین لینک منابع تامین (تامین کنندگان) به صاحبان تقاضا (مشتریان نهایی) می باشند. یکی از قابل توجه ترین تغییرات در الگوهای مدیریت کسب و کار جدید این است که کسب و کارهای انفرادی نمی توانند به مدت طولانی به عنوان یک واحد مستقل تکی رقابت کنند و ترجیح می دهند در قالب یک زنجیره تامین باشند. مفهوم مدیریت زنجیره تامین بر اساس این مفهوم می باشد که زنجیره های تامین نسبت به واحدهای کسب و کار تکی بهتر می توانند با یکدیگر رقابت کنند. یک زنجیره تامین شامل یک سری از ذینفعان شامل تامین کنندگان، سازندگان، توزیع کنندگان، خرده فروش ها و مشتریان می باشد. ساختار زنجیره تامین برای کمپانی های مختلف و حتی در صنایع مشابه می تواند خیلی متفاوت باشد.
زنجیره تامین بشردوستانه
اگر زنجیره تامین تجاری را به عنوان شبکه ای که جریان کالاها، اطلاعات و مالی را از منبع تا مشتری های نهایی شامل می شود تعریف کینم، زنجیره تامین امداد یا بشردوستانه می تواند بصورت کاملا مشابه تعریف شود و به این صورت که شبکه ای برای مدیریت جریان کالاها، اطلاعات و مالی از منابع امدادی تا افراد بحران زده می باشد.
بر خلاف زنجیره های تامین تجاری که ذینفعان صاحبان زنجیره هستند در زنجیره های تامین بشردوستانه هیچ هدف سود محوری وجود نداشته و تکیه سنگین بر نیروهای داوطلب و کمک دهندگان است. استدلال موفقیت در یک زنجیره تامین تجاری به کمک داده های مربوط به سود آسان است اما موفقیت در زنجیره تامین بشردوستانه روشن نیست زیرا داده های گردش وجوه بطور کامل نتایج را تشریح نمی کند، با این وجود مدل های گوناگونی بر اساس حداقل کردن هزینه ( و یا بطور معادل حداکثر کردن منفعت) برای ساخت زنجیره های تامین کارا توسعه داده شده است که می تواند بصورت مستقیم یا با اصلاحاتی برای ساخت این زنجیره ها بکار برده شوند.
مشابه زنجیره های تامین تجاری ساختار زنجیره های تامین بشردوستانه نیز می تواند برای انواع بحران ها و مناطق مختلف متفاوت باشد. برخلاف اکثر زنجیره های تامین تجاری زنجیره های تامین کمک های بشردوستانه اغلب ناپایدار و بی ثبات هستند.
مدیریت زنجیره تامین بشردوستانه
هماهنگی و مدیریت زنجیره تامین بحران مساله ای چالش برانگیز است، چرا که این شبکه تامین بزرگ، پیچیده و با بازیگران متعددی (کمک دهندگان، سازمان های غیر دولتی(NGO ها)، دولت ها، بخش نظامی ، تامین کنندگان) می باشد و هماهنگی همه آنها برای همه آیتم های مورد نیازی که باید تحویل دهی شوند، بسیار سخت است. اگرچه تفاوت های فرهنگی، سیاسی، جغرافیایی و تفاوت های تاریخی در بین آنها وجود دارد ولی همکاری و تخصصی کردن وظایف بین NGOها، بخش نظامی، دولت ها، بخش عمومی در زنجیره تامین بشردوستانه به شدت مورد نیاز می باشد.
مدیریت زنجیره تامین بشردوستانه اثربخش می تواند پاسخگوی اقدامات بسیاری اغلب در یک مقیاس جهانی، با سرعت هرچه ممکن و در یک چارچوب زمانی کوتاه باشد. از این رو زنجیره های تامین بشردوستانه نیازمندند چندگانه، جهانی، پویا و موقتی باشند.
هرچند بسیاری از مفاهیم وابسته به زنجیره های تامین تجاری بطور مستقیم در زنجیره های تامین بشردوستانه قابل بکارگیری هستند. ولی مشخصات منحصربفرد امداد بشردوستانه باعث وجود چالش هایی در این خصوص شده که بایستی تحقیقات آینده توسعه روش هایی باشد که بصورت خاص این چالش ها را مطرح و حل می نماید. موضوعاتی مثل: ساختارهای زنجیره تامین، پیکره بندی شبکه های توزیع، کنترل موجودی، ارزیابی بحران، همکاری و هماهنگی، محدودیت ها و عدم قطعیت های تدارکات و اندازه گیری عملکرد در این خصوص مطرح است.
بازیگران یا طرفین درگیر شبکه های تامین کمک های بشردوستانه
بر خلاف لجستیک تجاری، لجستیک امداد بازیگران زیادی از جمله تعداد زیادی بخش خصوصی، اهداء کنندگان، دولت های میزبان و ارتش، دولت های کشورهای همسایه و NGO ها دارد. که همگی برنامه های مختلف سیاسی، ایدئولوژی ها و نگرش های مذهبی متفاوت، میزان متفاوت توجه رسانه ای و اهداکنندگان را دارند. اهداکنندگان برای ارتقاء امدادهای بشردوستانه تاثیرگذارترین بازیگران هستند]9[. تامین کنندگان انگیزه های مختلفی برای مشارکت دارند و هیچ امیدی برای تکرار خرید وجود ندارد]12[. شکل (1-3) نشان دهنده ی این بازیگران می باشد. بازیگران مختلف با اشتراک گذاری فرآیندها و کانال های توزیع با یکدیگر همکاری می کنند. این امر نیازمند یک رویکرد مدیریت زنجیره تامین برای عملکرد هماهنگ موثر، حذف دوباره کاری ها، حداکثر کردن بهره وری از نظر هزینه ها و سرعت می باشد. این امر همچنین به ایجاد یک مخزن از داده ها برای تجزیه و تحلیل یادگیری های بعد از حوادث کمک می کند]13[.

شکل (1-3) بازیگران درگیر در زنجیره تامین بشردوستانه]14[
اقلام امدادی
زمانی که یک بحران یا بلا اتفاق می افتد، بسته به مکان وقوع، نوع و شدت بلا به اقلام متفاوتی نیاز است. به دلیل حجم زیاد و تنوع این اقلام، نیاز است که تقسیم بندی هایی برای این اقلام انجام شود. ارائه ی این تقسیم بندی ها، در شناسایی و ارزیابی اقلام مورد نیاز و نیز طراحی سیستم توزیع بسیار مفید خواهد بود]6[.
در یکی از این تقسیم بندی های ارائه شده اقلام به دو گروه اصلی مصرفی و غیر مصرفی تقسیم شده اند. شکل (1-4) گروه بندی اقلام امدادی را نشان می دهد. اقلام امدادی مصرفی چندین بار به جمعیت آسیب دیده تحویل داده می شود، در حالی که اقلام امدادی غیرمصرفی تنها یک بار نیاز است که تحویل داده شوند. اقلام امدادی غیر مصرفی عملیاتی برای راه اندازی یک عملیات نیاز است، در حالی که غیر عملیاتی ها برای ارضاء نیازهای ضروری جمعیت آسیب دیده است]8[.

شکل (1-4) تقسیم بندی اقلام امدادی]8[
لجستیک امداد و انواع فعالیت های آن
لجستیک امداد بلایا یکی از فعالیت‌های اصلی در بحث مدیریت بلایا می‌باشد. رویکردهای مورد استفاده شامل دو گام می‌باشند: در گام اول (فاز آمادگی)، مکان مراکز توزیع امداد، میزان موجودی کالای امدادی جهت ذخیره سازی و تامین‌کنندگان مناسب تعیین می‌شوند. در گام بعد (فاز پاسخ)، در رابطه با تامین‌کنندگان مناسب در زمان بحران، میزان حمل کالاهای امدادی از نقاط تامین به مراکز توزیع امداد و از این مراکز به نقاط آسیب‌دیده تصمیم‌گیری می‌شود.
توسعه و گسترش روز افزون لجستیک امداد بشردوستانه و افزایش پیچیدگی تعامل فرایندهای آنها لزوم کنترل ساختار یافته این فرایندها از طریق سیستم های ارزیابی عملکرد فرایندگرا قابل تحلیل و منسجم بیش از پیش آشکار ساخته است.
لجستیک امداد بلایا یکی از فعالیت‌های اصلی مدیریت بلایا میباشد. اهمیت درنظر گرفتن عدم قطعیت در این مبحث، سبب ایجاد انگیزه جهت توسعه ابزارهای تصمیمگیری مناسب برای غلبه بر پارامترهای غیرقطعی و نادقیق در مساله طراحی سیستم لجستیک امداد شده است.
به طور کلی، سازمان های امدادی سه فعالیت عمده در ماموریت خود دارند، جستجو و حفظ، مراقبت های پزشکی و ارضاء نیازهای اولیه افراد آسیب دیده. همان طور که شکل (1-5) نشان می دهد، در هر یک از فرایندهای ذکر شده، لجستیک نقش حمایتی دارد]6[. آنچه که در لجستیک امدادرسانی حائز اهمیت است، ارزش زمان و رساندن کمک ها و خدمات مورد نیاز در کوتاه ترین زمان ممکن است]1[.

شکل (1-5) فعالت های امدادی اصلی]6[
منظور از لجستیک امداد تحویل اقلام صحیح به افراد در مکان های صحیح و در زمان مناسب و به میزان صحیح است]26[. لجستیک امداد نیز مانند لجستیک تجاری فعالیت هایی از قبیل برنامه ریزی، پیش بینی، تهیه و تدارکات، حمل و نقل، انبارداری، توزیع و تحویل را شامل می شود. زنجیره تامین امداد تمام دست اندرکاران را به هم متصل می سازد. این دست اندرکاران عبارتند از: اهدا کنندگان، سازمان های امدادی، ارتش، دولت ها و مردم آسیب دیده. تمام این عملیات ها، هدف مشترک کمک به افراد برای زنده ماندن را دارند]11[.
به طور کلی عملیات های اضطراری به دو فاز قبل از وقوع و بعد از وقوع بحران گروه بندی شده اند. به عملیات هایی که قبل از وقوع بلایا انجام می شود عملیات های قبل از بحران گفته می شود و نقش اساسی در برنامه ریزی استراتژیک (مکانیابی تسهیلات و پیش موقعیت موجودی) یا کاهش و پیشگیری بلایا(تخلیه) دارند. به عملیات هایی که بعد از وقوع بلایا فعال می شوند، عملیات های بعد از بحران گویند و به دنبال رفع اثرات بلایا هستند. برنامه ریزی کوتاه مدت بعد از بلایا، برای بلافاصله بعد وقوع بلایا است و شامل فعالیت هایی از قبیل توزیع امداد، تخلیه افراد، همچنین حمل و نقل و درمان مجروحین است. فعالیت هایی که بعد از این اقدامات انجام می شود عملیات های بازیابی بلایا نامیده می شوند]15[.
شکل (1-6) فعالیت های لجستیک امداد را به طور خلاصه نشان می دهد. پیکان های جهت دار در شکل (1-6) نشان دهنده ی فعالیت ها و همچنین جهت جریان ها هستند. تخلیه با جریان مردم، توزیع امداد با منابع، و حمل و نقل مجروحین با افراد زخمی سروکار دارند. پیکان های بدون جهت نشان دهنده ی جریان نیستند بلکه بیانگر روابط موجود بین یک فعالیت و نقاط متصل شده هستند. به عنوان مثال، مکانیابی تسهیلات (ذاتا یک فرایند بوده و جریان نیست) مربوط به جایابی تسهیلات با توجه به ویژگی های مختلف (اندازه ی تقاضا، مکان) محل بالقوه ی بلایا است. شکل 6-3 نشان دهنده ی روابط و جریان بین تسهیلات و بلایا یا محل های بالقوه ی بلایا است]15[.
3779520295910عملیات های بعد از بلایا
00عملیات های بعد از بلایا
center0002387600312420تسهیلات
تسهیلات
330200287020عملیات های قبل از بلایا
عملیات های قبل از بلایا

224282037274500
172085030353000336677029591100165735071755افراد آواره
00افراد آواره
-16510354965محل های بالقوه ی وقوع بلایا
00محل های بالقوه ی وقوع بلایا
2401570180340پناهگاه ها
0پناهگاه ها
350583530480افراد آواره
00افراد آواره
3872230381635محل های وقوع بلایا
00محل های وقوع بلایا

3465830596900033223206350000116459055880001637030482600033515307874000335915078740002367280356870مراکز پزشکی
0مراکز پزشکی
3545205175895توزیع امداد
00توزیع امداد

125095017780موجودی از قبل قرار گرفته
00موجودی از قبل قرار گرفته
4112260254635مکانیابی تسهیلات
00مکانیابی تسهیلات
3476625159385حمل و نقل مجروحین
00حمل و نقل مجروحین

3530600324485توزیع امداد
00توزیع امداد
107632555880مکانیابی تسهیلات
00مکانیابی تسهیلات

241427093345انبارها
00انبارها

شکل (1-6) عملیات های زنجیره تامین امداد]15[
عملیات های نشان داده شده در شکل (1-6) را می توان به صورت زیر دسته بندی کرد:
مکانیابی تسهیلات
مکانیابی تسهیلات (انبار، مراکز درمانی و پناهگاه)
مکانیابی با توزیع امداد و پیش موقعیت موجودی
توزیع امداد و حمل و نقل مجروحین
تخصیص منابع
جریان در شبکه
تخصیص منابع و جریان در شبکه
سایر تحقیقات
انواع منابع تامین امدادی
اولین نقش یک تامین کننده در یک زنجیره تامین، منبع یابی آیتم های مورد نیاز مشتری می باشد. چالش های خاصی در ارتباط با تامین کالاها از انواع کمک دهندگان (که منابع اعطای کمک های بلاعوض مالی، کالاها، خدمات و ... می باشند) مانند عدم قطعیت بالا در: زمان تحویل، میزان کالاها و نوع کمک دهندگان وجود دارد. به عنوان مثال کالاهای مصرفی ای که خیلی زود دریافت می شوند و نمی توان آنها را برای یک مدت طولانی ذخیره کرد و یا کالاهای غیر مصرفی که بعد از استقرار عملیات ها رسیده که زائد هستند.
کمک های نامناسب باعث ایجاد گلوگاه در زنجیره تامین و همچنین باعث ایجاد فرآیندهای ذخیره سازی و حمل و نقل غیر کارا می شوند. مکان کمک ها می تواند پیچیدگی هایی را به فرآیند تدارکات اضافه کند زیرا که دسترس پذیری کالاها بسیار وابسته به مکانشان می باشد. مکان تامین کنندگان در طول فرآیند تدارکات بایستی با توجه به فاکتورهایی چون کل هزینه، کیفیت، زمان پاسخگویی، قابلیت اطمینان و همچنین فاکتوری با قابلیت اندازه گیری پایین مثل فعال کردن اقتصاد محلی بوسیله انتخاب یک تامین کننده محلی بررسی شود. توسعه قرارداد با تامین کنندگان به علت عدم قطعیت نوع، میزان و زمان آیتم های مورد نیاز و همچنین بودجه موجود فرآیندی مشکل است. همچنین رقابت در بین منابع تامین هنگامیکه NGO های محلی یا بین اللملی دارای اهداف امدادی مشترکی بوده و هماهنگی بین آنها نباشد ایجاد می گردد.
چالش های در ارتباط با منبع یابی کمک دهندگان و فروشندگان بعد از وقع یک بحران ممکن است دسترس پذیری منابع را تحت تاثیر قرار دهد. کمبود منابع ممکن است باعث پاسخگویی اضطراری غیر موثر شود و در نتیجه افزایش زیان های انسانی را موجب شود. بنابراین توسعه استراتژی هایی جهت سرعت بخشیدن به پاسخگویی نیازها یا برخورد با غیر قابل پیش بینی بودن تقاضا اهمیت دارد. یک استراتژی که توسط چندین سازمان بشردوستانه اجرا می شود، ذخیره کردن موجودی بجای تدارکات بعد از وقوع بحران می باشد. ذخیره کردن نه فقط پاسخگویی را سریع تر می کند بلکه باعث برنامه ریزی بهتر تدارکات و بهبود هزینه های توزیع نیز می شود، هرچند یک سرمایه گذاری اضافی را قبل از وقوع بحران نیازمند است که تامین این سرمایه نیز بسیار مشکل است.
اجرای زنجیره تامین بشردوستانه
اجرا یا فرآیند تحویل در یک زنجیره تامین شامل رساندن تامین و تقاضا به هم دیگر است. تحویل می تواند چیزهای متفاوتی در هر مرحله بحران معنی شود، مثلا استقرار انبارها یا پناهگاه های موقت در مرحله قبل از بحران یا تحویل کالاهای امدادی به مردم بحران زده در مرحله پاسخگویی به بحران. عملیات های توزیع در یک چارچوب بحران بسیار چالش بر انگیز است. به علت پیچیدگی فرآیند منبع یابی و عدم قطعیت تقاضا، یک گپ بزرگ بین تامین و تقاضا بر حسب ترکیب میزان، زمان و مکان و انطباق آنها با هم می تواند ایجاد شود و عملیات توزیع یک وظیفه سخت شود. زیرساخت های حمل و نقل به شدت وابسته به مکان می باشند و ممکن است آسیب ببینند یا بکلی خراب شوند و بر اثر تغییر شرایط زیان ببینند. علاوه بر این زیرساخت های ارتباطات نیز ممکن است تخریب شوند.
به علت اینکه اکثر بحران ها یک دفعه و ناگهانی رخ می دهند مشکلات وابسته به برنامه ریزی توزیع نامناسب مانند هزینه های بالابردن سرعت، انتخاب نادرست روش ها و یا وسایل حمل و نقل، ایجاد گلوگاه در ورودی های کشور و اجرای ناتمام عملیات عادی است. بنابراین آمادگی در مراحل پیش از بحران ضروری است و استراتژی هایی مانند استفاده از مناطق عملیاتی برای موقعیت یابی و توزیع کالاهای امدادی به غلبه کردن بر مشکلات تهیه کالاهای درست برای افراد مناسب در زمان مناسب و در مکان مناسب کمک می کند.
عملیات های تحویل زنجیره های تامین بشردوستانه ممکن است اهداف متفاوتی داشته باشند. این اهداف معمولا قابل تقسیم به دو دسته می باشند. یک دسته اهداف بشر دوستانه (پاسخدهی فرآیند تحویل) مانند "حداقل کردن زمان پاسخگویی"، "ماکزیمم کردن نفع به بحران زدگان" ، "حداقل کردن تقاضاهای برآورده نشده " که در ارتباط با رفاه انسانی می باشند و دسته دیگر اهدافی است که به دنبال حداقل کردن هزینه سیستم می باشند مانند "حداقل کردن کل هزینه های عملیاتی " ، " حداقل کردن هزینه تاسیس مراکز توزیع". بدیهی است که این اهداف با یکدیگر در تناقض می باشند چرا که به عنوان مثال کمینه کردن زمان پاسخگویی مستلزم نزدیکی مراکز توزیع تعیین شده به نقاط تقاضا و استقرار تعداد زیادی از مراکز توزیع و در نتیجه مستلزم صرف هزینه های هنگفت می باشد و بالعکس چنانچه فقط اهداف هزینه ای مد نظر قرار گیرند زمان پاسخگویی به بحران افزایش خواهد یافت و کارایی سیستم پایین خواهد آمد از این رو در اکثر تحقیقات این حوزه محققان به دنبال شرایطی در بین این دو حد فوقانی می باشند. قابل توجه است عدالت در فرآیند تحویل دهی یک معیار مهم برای پاسخگویی به بحران است و پاسخگویی ها نباید بر اساس شرایط اقتصادی یا اجتماعی افراد آسیب دیده باشد و نزدیکی میزان رضایت افراد بحران زده در ناحیه های گوناگون منطقه بحران زده بایستی در استقرار زنجیره و فرآیند توزیع مد نظر قرار گیرد.
مفهوم عدم قطعیت
آشنائی و تسلط بر "علم و هنر تصمیم گیری" از جمله پیش نیازهای بسیارمهم مطالعات و تحقیقات اثر بخش است. بی تردید هدف نهائی از انجام چنین تحقیقاتی رسیدن به درکی عمیق تر و بهتر برای تطبیق اقدام ها با یکدیگر و حتی تطبیق اقدام ها با "عدم اقدام" است. اقدام هائی که نهایتا در قالب برنامه ها و طرح های مشخص و منسجم تدوین و پیاده می شوند اصولا باید بر پایه یک روش نظام مند، علمی و معتبر شناسائی، ارزیابی و انتخاب شوند. اگرچه گاهی اوقات در کنار اصطلاحات و مفاهیمی مانند تصمیم گیری و برنامه ریزی، قید هائی مانند " تحت شرایط عدم قطعیت" اضافه می شوند اما باید اذعان کرد که تصمیم گیری و برنامه ریزی در محیط های سرشار از آرامش، سکون، و قطعیت کامل، اگر نگوئیم کاملا بی معنی، مطمئنا غیر واقع بینانه است.
طبقه بندی تصمیم ها از نظر میزان اطمینان به نتایج حاصل از شقوق مختلف اخذ تصمیم، که عبارتند از:
تصمیم گیری تحت شرایط اطمینان کامل: زمانی که تصمیم گیرنده با اطمینان کامل می داند که نتیجه یا نتایج حاصل از هر شق ممکن چیست و در چه شرایطی اتفاق خواهد افتاد، از نظر تصمیم گیری در شرایط اطمینان کامل قرار دارد.
تصمیم گیری در شرایط ریسک: وقتی تصمیم گیرنده با اطمینان کامل نمی داند که نتایج حاصل از هر شق چیست ولی احتمال وقوع آنها را می داند، در تحت شرایط ریسک و یا مخاطره تصمیم می گیرد.
تصمیم گیری در شرایط عدم اطمینان: هنگامی که تصمیم گیرنده احتمال وقوع نتایج حاصل از شقوق ممکن را نمی داند، او در شرایط عدم اطمینان تصمیم گیری می کند.
تعریف مجموعه های فازی
واژه فازی در فرهنگ لغت آکسفورد به صورت مبهم، گنگ و نادقیق تعریف شده است. نظریه مجموعه های فازی، شرایط عدم اطمینان، قادر است بسیاری از مفاهیم و متغیرها و سیستم هایی را که نادقیق هستند، صورتبندی ریاضی ببخشد و زمینه را برای استدلال، استنتاج، کنترل و تصمیم گیری در شرایط عدم اطمینان فراهم آورد.
1-2- ضرورت و اهمیت موضوع
هر ساله بلایای طبیعی و ساخت دست بشر از قبیل سیل، زلزله، طوفان، خشکسالی، جنگ و ... مردم قسمت های مختلف جهان را گرفتار می کند. این بحران های طبیعی (مانند زلزله، سیل، طوفان) به دلیل ماهیت غیرمترقبه بودنشان، خسارات سنگین و بعضاً جبران ناپذیری را به ملت ها وارد می کنند. در واقع هر ساله، بیش از 500 بلا در سیاره ما اتفاق می افتد، حدود 75 هزار نفر کشته و بیش از 200 میلیون نفر تحت تاثیر اثرات بلایا قرار می گیرند]15[. برای مثال تقریبا 1836 نفر جان خود رادر طوفان کاترینا در سال 2005 از دست دادند، همچنین حداقل 86000 در زمین لرزه کشمیر در سال 2005 کشته شدند]14،16[. همچنین، سه میلیون نفر از زلزله هائیتی در سال 2012 تحت تاثیر قرار گرفتند، دولت هائیتی گزارش کرده است که تقریبا 230000 انسان مرده، 300000 مجروح و 1000000 نفر بی خانمان شده اند. همچنین تخمین زده شده است که 250000 خوابگاه و 30000 ساختمان سقوط کرده بود و یا به شدت آسیب دیده بودند]17-19[. وقوع این حوادث طبیعی اغلب با صدمات مالی و جانی بسیار زیاد همراه است. ابعاد وسیع خسارات و تلفات ناشی از این بلایا در شهرهای گوناگون جهان سبب شده است که طی سال های اخیر امدادرسانی به مناطق آسیب دیده و کاهش اثرات بلایا مورد توجه قرار بگیرد]1[.
متاسفانه در 50 سال آینده، هم بلایای طبیعی و هم بلایای انسانی تا 5 برابر افزایش خواهد داشت، نیاز به امداد نیز افزایش می‌یابد. بنابراین تحویل کمک های بشردوستانه می‌تواند به یک صنعت جهانی قابل ملاحضه‌ای تبدیل شود. هر کشوری در جهان هم می‌تواند اهداء کننده و هم می‌تواند دریافت کننده‌ی عملیات های امدادی باشد]12[. بلایا اغلب منجر به ایجاد تقاضای بسیار زیاد می شوند که معمولا این تقاضاها از میزان منابع در دسترس بسیار بیشتر هستند]15[. به این منظور توجه به کمینه سازی کمبود در بحث امداد بشردوستانه به منظور نجات جان انسان ها حائز اهمیت می باشد. میزان تلفات انسانی، خسارات اقتصادی، اهمیت پیدا کردن راه حل مناسب را برای بالا بردن توانایی کاهش اثرات وقایع و ارائه ی پاسخ سریع و موثر با عرضه ی به موقع و سریع کالاهای امداد از قبیل غذا، آب و دارو برای مناطق آسیب دیده می باشد را مشخص می کند]20[. همچنین نبود منابع مالی کافی برای امداد رسانی بحث بهینگی هزینه های دخیل در امداد بشردوستانه را پررنگ می کند.
وقتی بلایا اتفاق می افتد و نیازها اوج می گیرند، برای ایجاد راه حل های مناسب خیلی دیر شده است. اگر چه بلایا متفاوت هستند اما فرایند پاسخ به آنها تقریبا مشابه است. ارزیابی نیازها برای تعیین اینکه چه اقلام و خدماتی مورد نیاز است انجام می شود]3[. همان طور که قبلا بیان شد، فرآیند برنامه ریزی، مدیریت، کنترل جریان این منابع آماده شده برای مردم آسیب دیده، لجستیک امداد نامیده می شود]15[. یک زنجیره تامین بشردوستانه زمانی که یک بلای جدید اتفاق بیافتد فعال می شود. تفاوت هایی که در انواع بلایای مختلف وجود دارد عبارت است از: تعداد افراد آسیب دیده، منابع محلی موجود، منابع مورد نیاز، سهولت در محل کار. پذیرش مدیریت زنجیره تامین به عنوان یک تابع محوری برای پاسخ به بلایا توسط آژانس های بشردوستانه تنها از دهه ی قبل شروع شده است]3[.
در مدیریت بلایا، اغلب داده ها غیر قطعی هستند، تصمیم گیری سریع برمبنای تنها قسمتی از اطلاعات مورد نیاز صورت می گیرد، نه تنها تکنولوژی بلکه فاکتورهای اجتماعی، فرهنگی و روانشناسی نیز نقش مهمی در تصمیم گیری ایفا می کنند]21[. بدین منظور این تحقیق به ارائه مدلی از برنامه ریزی امکانی استوار در شرایط بحران با حضور عدم قطعیت می پردازد.
آمار بلایا در جهان و ایران
در سال های اخیر تکرار حوادث غیر منتظره، این حوادث را به یکی از مهمترین فاکتورهای تاثیرگذار روی توسعه ی اجتماعی تبدیل کرده است]22[. در جدول (1-2) می توانید بلایایی که بیشترین تلفات انسانی را در بازه ی بین سال های 1980 تا 2012 داشته اند را مشاهده کنید]23[. لازم به ذکر است که تمام آمارهای ذکر شده در این قسمت از سایت اینترنتی]24[ پایگاه داده ی بلایای بین المللی (مرکز تحقیقات اپیدولوژی بلایا) استخراج شده است.
جدول (1-2) پنج فاجعه با بیشترین تلفات انسانی در بازه بین سال های 1980 تا 2012 ]24[
نوع تعداد در بازه سال کشور تعداد مرگ و میر تعداد افراد آسیب دیده خسارت (میلیون دلار)
زلزله 756 2010 هاییتی 222570 3700000 8000
2004 اندونزی 165708 532898 4451.6
2008 چین 87476 45976569 85000
2005 پاکستان 73338 5128000 5200
1990 ایران 40000 710000 8000
طوفان 2516 1991 بنگلادش 138866 15438849 1780
2008 میانمار 138366 2420000 4000
1985 بنگلادش 15000 1810000 50
1998 هندوراس 14600 2112000 3793.6
1999 هند 9843 12628312 2500
سیل 3120 1999 ونزوئلا 30000 483635 3160
1980 چین 6200 67000 160
1998 چین 3656 283973000 30000
1996 چین 2775 154634000 12600
2004 هاییتی 2665 31283 از دیدگاه جهانی، هر ساله تعداد بلایای جهانی در حال افزایش است. برای مثال در سال 2005 ، 489 بلای طبیعی در 127 نقطه جهان اتفاق افتاد که در اثر این بلایا 104689 نفر کشته و 160 میلیون نفر آسیب دیدند. در همان سال 2005، ضررهای اقتصادی حدود 159 میلیارد دلار آمریکا تا 210 میلیارد دلار آمریکا برآورد شده است. به دلیل رشد جمعیت تحولات جدید در مناطق در معرض ریسک، در معرض حوادث طبیعی قرار گرفتن بشر نیز بیشتر می شود]1[.
جدول (1-3) نشان دهنده ی بلاهایی است که در بازه ی زمانی بین سال های 1900 تا 2012 در ایران اتفاق افتاده اند و بیشترین تلفات را به همراه داشته اند. همان طور که از جدول مشخص است این بلایا از نوع زلزله هستند و این به این دلیل است که ایران گسل های فعال زیادی در خود دارد. بنابراین می توان نتیجه گرفت که ایران یک کشور زلزله خیز است.
جدول (1-3) بدترین بلایای اتفاق افتاده در ایران بر اساس تعداد تلفات در بازه ی بین سال های 1900 تا 2012 ]24[
نوع بلا سال تعداد تلفات
زلزله 1990 40000
زلزله 2003 26796
زلزله 1978 25000
زلزله 1962 12000
زلزله 1968 10000
زلزله 1972 5057
زلزله 1909 5000
زلزله 1929 3300
زلزله 1957 3000
زلزله 1930 2500
با بروز شرایط بحرانی و نتیجتاً کاهش توانمندی ها به دلیل آسیب‌دیدگی زیرساخت‌ها، تقاضا برای کالاها و خدمات لجستیکی افزایش می‌یابد. فرآیندهایی که در هنگام امداد رسانی پس از وقوع یک بحران به انجام می رسند، لازم است به نحوی برنامه ریزی شوند تا در کوتاه ترین زمان ممکن پاسخگوی نیاز آسیب دیدگان باشند. در این بین نحوه ی توزیع کالاها و خدمات امدادی از جایگاه ویژه ای برخوردار است. در سال های اخیر، بلایای طبیعی زیادی رخ داد که منجر به کشته شدن انسان های بسیاری شد و ویرانی های زیادی نیز به بار آورد .رویداد های طبیعت غیر قابل پیش بینی هستند و به دلیل تعداد زیاد تلفات، زمینه لجستیک بشردوستانه از جنبه های مهم هر عملیات امدادی را ایجاد می کند و می توان آن را نشان دهنده یکی از اهرم های اصلی برای رسیدن به پیشرفت از نظر هزینه، زمان و کیفیت دانست. بنابراین تحویل کمک های بشردوستانه می‌تواند به یک صنعت جهانی قابل ملاحضه‌ای تبدیل شود. هر کشوری در جهان هم می‌تواند اهداء کننده و هم می‌تواند دریافت کننده‌ی عملیات های امدادی باشد. برای حمایت از عملیات نجات و کمک به افراد زخمی، کالاهایی مانند آب، غذا، سر پناه و دارو باید از مراکز توزیع امداد به مناطق آسیب دیده به سرعت فرستاده شوند. کمبود عرضه می تواند واکنش های اضطراری و غیر موثر و در نتیجه درد و رنج به همراه داشته باشد، از این رو، مهم است که به توسعه استراتژی به منظور سرعت بخشیدن به واکنش عرضه و یا تامین تقاضای غیر قابل پیش بینی پرداخته شود. همواره لجستیک یکی از فاکتورهای مهم در عملیات های امداد می‌باشد و تلاش های لجستیکی حدود 80% امداد بلایا را تشکیل می‌دهند. سرعت کمک های بشردوستانه بعد از وقوع بلایا، به توانایی‌های لجستیکی برای تهیه، حمل و نقل و دریافت کالاها در محل وقوع بلایا بستگی دارد. اما عملیات های امداد بلایا به دلیل شرایط بسیار ویژه باید با عجله‌ی بیشتری انجام شود همچنین، از آنجایی که اغلب بلایای طبیعی غیر قابل پیش بینی هستند، تقاضا برای کالاها نیز در مواقع بحران غیر قابل پیش‌بینی است. بنابراین می‌توان مجموعه‌ای از ویژگی‌هایی که لجستیک امداد بشردوستانه را از لجستیک تجاری متمایز می‌کند را شناسایی کرد]3[. تحقیقات اندکی در زمینه لجستیک امدادی با رویکرد چند هدفه صورت گرفته است]15[.
سوال این است که چطور می‌توان به بلایاء در حالت خیلی موثرتر و به منظور کاهش تلفات و افزایش کارایی عملیات های امداد و نجات، پاسخ داد. در موارد بحران ها، سازمان ها با مشکلات عمده‌ای از قبیل حمل و نقل در حجم زیاد انواع مختلف کالاها از قبیل غذا، لباس، دارو، تجهیزات پزشکی، ماشین آلات، پرسنل، از نقاط مختلف مبداء به مقاصد مختلف در منطقه‌ی آسیب دیده مواجه هستند. حمل کالاها و پرسنل امداد و مصدومان باید به طور سریع و کارآمد انجام شود تا نرخ بقای جمعیت آسیب دیده را حداکثر کرده در حالی که هزینه های عملیات ها باید حداقل شوند. یکی از استراتژی ها برای بهبود سرعت پاسخ دهی ایجاد انبارها و قرار دادن موجودی در این انبارها است، که این موجودی ها نیاز به وجود آمده در اثر بلایاء را پاسخ می‌دهند.
طبق قانون اعداد بزرگ امید ریاضی زمانی می‌تواند قابل استناد باشد که تصمیمات یکسان تحت شرایط مشابه به طور مکررا انجام گرفته شوند. از این رو تابع هدف حداقل کردن امید ریاضی مجموع هزینه‌ها خواهد بود و جوابی که بدست خواهد آمد در اجرای بلند مدت مناسب خواهد بود. بنابراین برای مسائل تصمیم گیری غیر تکراری تحت عدم قطعیت یک رویکرد ریسک گریز که اثرات تغییر پذیری خروجی های تصادفی را نیز در نظر می‌گیرد از قبیل هزینه‌ی کل تصادفی، جواب پایدارتری در مقایسه با رویکرد بی طرف نسبت ریسک ارائه می‌کند. تصمیماتی از قبیل برنامه ریزی مکانیابی و مدیریت فاز پاسخ فاجعه نمونه‌هایی از تصمیمات غیر تکراری هستند]25[. محیط بلایا همراه با عدم قطعیت فراوان است. با وجود اینکه اگر بلایا اتفاق بیافتند اثرات مخرب زیادی بر جامعه دارند ولی احتمال وقوع بلایا نیز اندک است. یکی از راه‌های مقابله با عدم قطعیت استفاده از بهینه سازی امکانی استوار است]8[.
همچنین کاربردهائی زیر را می توان برای این تحقیق عنوان کرد:
در زمینه‌ی کاربردهای عملی، بلایا در حال افزایش هستند و ایران نیز به دلیل شرایط آب و هوایی و قرار گرفتن رو گسل ها، در معرض وقوع بلایا مخصوصا زلزله و سیل می‌باشد. پاسخ موثر به بلایایی از قبیل زلزله، سونامی، بهمن، طوفان، فوران آتش فشان ها، آتش سوزی، حملات تروریستی و ...، از اهمیت حیاتی برای زندگی و رفاه انسان ها برخوردار است به همین دلیل سزاوار تلاش های فراوان است. طراحان فاز پاسخ باید ابزارها و مدل های تصمیم گیری قوی و عمومی داشته باشند تا توانایی پاسخ و امداد رسانی خود را افزایش دهند و برای پاسخ موثر و به موقع آماده باشند.
در زمینه‌ی کاربردهای نظری، با وجود اینکه لجستیک بشردوستانه نکات زیادی از قبیل ابزارها و تکنیک های استاندارد طراحی ( برای مثال کنترل موجودی و انبار داری) را از لجستیک تجاری یاد گرفته است، لجستیک تجاری نیز مطمئنا از لجستیک بشردوستانه چابکی و سازگاری در پاسخ به تغییرات سریع یاد گرفته است. همچنین زنجیره‌های تامین بشردوستانه همراه با عدم قطعیت و ریسک بیشتری هستند. بنابراین لجستیک تجاری می‌تواند دو نکته دیگر را نیز از لجستیک بشر دوستانه یاد بگیرد، اولی نحوه‌ی مقابله با عدم قطعیت و دومی تغییرات در طرح های تامین در آخرین لحظات]9[. و از تئوری‌های مربوط به این نکات در می‌توان در زنجیره‌ی تامین تجاری استفاده کرد.
1-3- بیان مساله و اهداف تحقیق
مهم ترین چالش پس از وقوع یک رویداد بزرگ مانند زلزله، تعیین مکان مراکز توزیع امداد و همچنین ارسال کالاهای ضروری به مناطق آسیب دیده به منظور تامین نیازهای اولیه آسیب دیدگان است. لجستیک امداد بلایا یکی از فعالیت‌های اصلی در بحث مدیریت بحران می‌باشد. آنچه که در لجستیک امدادرسانی حائز اهمیت است، ارزش زمان و رساندن کالاهای ضروری و خدمات مورد نیاز در کوتاه‌ترین زمان ممکن به آسیب دیدگان است. یکی از استراتژی‌های مهم لجستیکی جهت بهبود عملکرد و کاهش زمان تاخیر، مکان‌یابی و ایجاد مراکز توزیع امداد در نزدیکی این مناطق آسیب‌پذیر می‌باشد. لذا وجود مراکز توزیع در محل‌های مناسب از شبکه، که بتوانند تقاضای ایجاد شده در این شرایط را به صورت مناسبی پوشش دهند، درانجام موفق عملیات امداد و نجات، بسیار حائز اهمیت است و در تمام موارد ذکر شده، ضعف در انتخاب مکان مناسب احتمال اتلاف سرمایه را بالاتر خواهد برد و نهایتاً منجر به خسارات و صدمات جانی فراوانی خواهد شد. اهدافی که در بحث مکان‌یابی مراکز توزیع امداد دنبال می‌شوند در پی نزدیکی هر چه بیشتر محل استقرار مراکز توزیع امداد به نقاط آسیب‌دیده و کمتر کردن مسافت (تابع هدف کمینه‌سازی)، خدمت‌دهی هر چه سریعتر و بیشتر کردن سطح خدمت‌دهی و تلاش در متعادل ساختن مسافت بین مراکز توزیع و نقاط تقاضا (افراد آسیب‌دیده) هستند.
همچپنین با توجه به غیرقابل پیش بینی بودن وقوع بحران ها و تقاضای مناطق آسیب دیده در نظر گرفتن عدم قطعیت برای رسیدن به امدادرسانی بهینه کلیدی می باشد، همانطور که می دانیم عدم قطعیت را از طریق مدل برنامه ریزی فازی و برنامه ریزی امکانی نیز می توان در نظر گرفت و تلاش کرد تا عدم قطعیت و مقادیر غیر قطعی پارامترها را برحسب مجموعه های فازی ارائه داد. زاده نظریه مجموعه های فازی را به عنوان پایه نظریه امکان به کار برد و نظریه امکان در مواردی که دسترسی به اطلاعات وسیع میسر نباشد، می تواند بسیار راهگشا باشد.
توجه به کمینه سازی کمبود در بحث امداد بشردوستانه به منظور نجات جان انسان ها حائز اهمیت می باشد. میزان تلفات انسانی، خسارات اقتصادی، اهمیت پیدا کردن راه حل مناسب را برای بالا بردن توانایی کاهش اثرات وقایع و ارائه ی پاسخ سریع و موثر با عرضه ی به موقع و سریع کالاهای امداد از قبیل غذا، آب و دارو برای مناطق آسیب دیده می باشد را مشخص می کند. همچنین نبود بودجه و منابع مالی کافی برای امداد رسانی بحث بهینگی هزینه های دخیل در امداد بشردوستانه را پررنگ می کند.
سیستم توزیع امداد در این تحقیق شامل سه بخش اصلی می باشد که عبارتند از: تامین کنندگان، مراکز توزیع امداد و نقاط آسیب دیده. تامین کنندگان کالاهای امدادی نقش اساسی را در زنجیره امدادرسانی بازی می کنند و اجناس امدادی مورد نیاز را برای افرادی که در نقاط آسیب دیده قرار دارند، تامین می کنند.
همان طور که در بالا بیان شد، هدف بررسی نقاط کاندید به عنوان مراکز توزیع امداد است تا اینکه یک سیستم توزیع بهینه پیاده سازی شود. محل استقرار مراکز از بین یک مجموعه مراکز توزیع کاندید انتخاب می شود.
در واقع هدف های این تحقیق که در ادامه به تفضیل توضیح داده می شود عبارتند از:
ارائه‌ی انواع مدل های برنامه ریزی امکانی استوار برای مکانیابی مراکز امداد
تعیین مکان مناسب برای احداث مراکز توزیع امداد
تعیین مقدار کالای منتقل شده از نقطه تامین به مرکز توزیع امداد
تعیین مقدار کالای منتقل شده از مرکز توزیع امداد به ناحیه آسیب دیده
حل مدل های ارائه شده با استفاده از نرم افزار 23.5 GAMS برای تعیین بهترین مدل
1-4- جمع بندی
در فصل اول ابتدا تعاریف اولیه برای آشنایی بیشتر با عبارات و ارائه این تحقیق آورده شده است در ادامه به ضرورت مکان یابی در بحران و همچنین لزوم توجه به در نظر گرفتن عدم قطعیت در وقوع بحران اشاره شده است و بیان مساله و اهداف تحقیق عنوان شده است. در فصل دوم ابتدا مروری بر تحقیقات و کارهای گذشته در زمینه های مکانیابی های انجام شده در بحران، برنامه ریزی فازی، برنامه ریزی امکانی و برنامه ریزی استوار انجام شده است و پس از آن چالش ها و ضعف های موجود در ادبیات های مورد مطالعه بررسی شده است. در فصل سوم ابتدا مساله خود ار به صورت صریح بیان کرده و در بخش های بعدی آن به توسعه مدل های برنامه ریزی امکانی استوار با توجه به امکان بهبود این مدل ها پرداختیم. هر کدام از این مدل های برنامه ریزی امکانی استوار یا بهینگی و یا امکان پذیری را بیشتر تضمین می کنند و در فصل چهارم نتایج محاسباتی و یافته ها با استفاده از یک مطالعه موردی ارائه شده است و در پایان یک تحلیل از نتایج و یافته های خود برای اثبات سودمندی مدل نهایی در بحران مطرح شده است. در پایان برای آخرین فصل ارائه شده نتایج و نوآوری های تحقیق عنوان شده است و همچنین پیشنهاداتی برای کارهای آینده مطرح شده است.
فصل دوم
مروری بر ادبیات موضوع
2-1- مقدمهدر این فصل ابتدا ویژگی های بارز زنجیره های تامین بشردوستانه عنوان شده و زنجیره تامین بشردوستانه با زنجیره تامین تجاری مقایسه شد و با بررسی تفاوت های این دو نوع زنجیره و مدل های موجود در ادبیات زنجیره تامین امداد چالش های کلیدی زیر برای زنجیره تامین امداد ذکر شد]2[:
عدم قطعیت بسیار زیاد (شبکه و مسیرهای غیر قابل استفاده ، مسائل ایمنی، تغییر ظرفیت های تسهیلات، عدم قطعیت در تقاضا، عدم قطعیت در عرضه، عدم قطعیت در مکان تقاضا و ...)
پیچیدگی هماهنگی و ارتباطات (صدمه به خطوط ارتباطی، دخالت بازیگران متعدد مثل دولت، ارتش، NGO ها و ... ، عدم دسترسی به اطلاعات دقیق زمان واقعی تقاضا)
دستیابی مشکل به تحویل به موقع و کارامد
منابع محدود (عرضه،افراد، ظرفیت حمل و نقل، سوخت)
پویایی بسیار زیاد محیط لجستیک اضطراری (از نظر مقدار و نوع نیازها، منابع موجود، دسترسی به زیرساخت ها و ...)
تاثیرپذیری از رفتارهای انسانی(ویژگی های اجتماعی و فرهنگی جمعیت آسیب دیده)
نوع بلایا و نیازهای به وجود آمده در اثر آن
همچنین مروری بر تحقیقات و کارهای گذشته در زمینه های مکانیابی تسهیلات در لجستیک امداد بشردوستانه تحت قطعیت و عدم قطعیت انجام شده است.
2-2- مقایسه زنجیره تامین تجاری و بشردوستانه
مشخصات ویژه زنجیره های تامین بشردوستانه که باعث متمایز شدن آنها از زنجیره های تامین تجاری سنتی می شود:
سطح خطر بالا (اغلب مرگ و زندگی)
زمان تحویل صفر(یا تقریبا صفر):که بصورت موثری از دسترس پذیری منابع، تدارکات و سیستم حمل و نقل تاثیر می پذیرد.
اطلاعات مربوط به حمل و نقل و تامین یا وجود ندارد و یا نامعتبر و ناقص است.
بسیاری از عملیات های امدادی بطور طبیعی موقتی اند.
بررسی دیدگاه های مختلف در عملیات امدادرسانی در امداد بلایا، اساسی برای بررسی شباهت ها و تفاوت های زنجیره ی تامین بشردوستانه و زنجیره تامین تجاری آماده می کند]12[. اگرچه زنجیره تامین بشردوستانه از زنجیره تامین تجاری ایده گرفته است اما به دلیل سروکار داشتن با جان انسان ها، در برخی از قسمت ها با زنجیره تامین تجاری بسیار متفاوت است]9[. زنجیره تامین تجاری و بشردوستانه در حقایقی از قبیل برنامه ریزی و آماده سازی، طراحی تدارک، حمل و نقل، موجودی، انبارداری، توزیع و رضایت مشتری با هم مشترک هستند. به طور خلاصه، عملیات های لجستیکی چه در تجاری و چه در بشردوستانه، برای تحویل کالای مناسب در مکان مناسب و تحویل به افراد مناسب در زمان مناسب طراحی می شوند]9[. از طرف دیگر، تفاوت های زیادی بین این دو نوع زنجیره تامین وجود دارد. وجود این تفاوت ها ایجاد چالش زمینه ی زنجیره تامین بشردوستانه شده و نشان می دهد که بسیاری از تکنیک ها و مفاهیم در زنجیره تامین تجاری به طور مستقیم قابل انتقال به زنجیره تامین بشردوستانه نیستند. در نتیجه نیاز به تحقیقاتی در زمینه زنجیره تامین بشردوستانه با در نظر گرفتن ویژگی های منحصر به فرد آن است تا کارایی این زنجیره ها بیشتر شود. بر خلاف لجستیک تجاری، لجستیک امداد همیشه با عدم قطعیت در زمان، مکان، چگونگی، مقدار، مکان تامین همراه است.
این پارامترها برای راه اندازی یک زنجیره کارامد بسیار حیاتی است. همچنین پیش بینی تقاضا به دلیل فقدان داده های تاریخی کافی بسیار دشوار است. علاوه بر این، بلایا حتی اگر در منطقه ی یکسان اتفاق بیافتند باز هم ویژگی های منحصر به فردی از قبیل ساختار جمعیت یا شرایط اقتصادی دارند که باعث ناکارآمد شدن داده های تاریخی می شود. بنابراین داده های تاریخی خیلی برای پیش بینی تقاضای آینده مفید نیستند]8[. جدول (2-1) تفاوت های بین زنجیره های تامین تجاری و امداد را به طور خلاصه نشان می دهد. برخی از تفاوت های مهم این دو نوع زنجیره می توان به اهداف، الگوی تقاضا، الگوی عرضه و طرفین درگیر(بازیگران). این تفاوت های مهم در این قسمت توضیح داده می شوند.
هدف
اهداف و معیارهای زنجیره ی تجاری با زنجیره امداد به طور قابل توجهی متفاوت است. زنجیره امداد به دنبال دریافت سود نیست و به اهداء کنندگان و داوطلبان وابسته است، در حالیکه، در زنجیره تجاری، سهامداران صاحبان زنجیره هستند. به دنبال بهبود سودآوری و کسب درآمد بیشتر هستند]8[. به طور کلی، هدف در لجستیک تجاری بدست آوردن سود بیشتر است در حالی که در لجستیک بشردوستانه، هدف کاهش درد و رنج مردم آسیب دیده است]12[.
جدول (2-1) مقایسه ویژگی های دو زنجیره تامین تجاری و امداد
زنجیره تامین تجاری زنجیره تامین بشردوستانه
اهداف تولید محصولات با بالاترین کیفیت و کمترین هرینه حداقل کردن میزان تلفات و درد و رنج ناشی از بلایا
حداکثر کردن سود آوری و رضایت مشتریان حداقل کردن زمان مورد انتظار برای پاسخگویی، حداکثر کردن توانایی ارضاء نیازهای ناشی از بلایا
بازیگران شرکت ها سازمان ملل متحد، سازمان های بین المللی مثل صلیب سرخ و هلال احمر،دولت،NGOها
ویژگی های تقاضا نسبتا پایدار، الگوی تقاضا قابل پیش بینی و نقاط تقاضا معمولا ثابت هستند. تقاضا در اثر حوادث تصادفی ایجاد می شود و از نظر مکان، زمان، میزان و نوع غیر قابل پیش بینی است.
توزیع با از قبل تعیین کردن مکان های توزیع به خوبی تعریف شده است. به دلیل طبیعت ناشناخته (مکان ها، نوع و شدت حوادث، سیاست و فرهنگ) تعریف نشده است.