دانشگاه علوم وفنون مازندران

گروه مهندسی صنایع

پایان نامه کارشناسی ارشد

رشته:

مهندسی صنایع – صنایع

مدل زنجیره تأمین استوار چند هدفه برای شرکت ملی پخش فراورده های نفتی ایران وحل آن به وسیله الگوریتم فرا ابتکاری NS-GAII

استاد راهنما:

دکترایرج مهدوی

استاد مشاور :

دکتر محمد مهدی پایدار

تیر ماه 1391

چکیده:

در سال های اخیر زنجیره تأمین به عنوان موضوعی جذاب برای مدیران و صاحبان صنایع مبدل گردیده و حیات و ممات سازمانها و بنگاههای اقتصادی در گرو فعالیت در قالب زنجیره های در هم تنیده تعریف شده است. از طرفی در محیط پر رقابت امروزی، سرعت بالای تغییر و تحولات بر عدم اطمینان و ابهام حاکم بر تصمیم گیری ها تا حدی افزوده است که سطح بالای عدم اطمینان در زنجیره تأمین، توانایی آن را در پیش بینی شرایط آینده با مشکل مواجه می کند. لذا به منظور برنامه ریزی بهتر و صحیح تر باید به برنامه ریزی قابل اتکا در فضای عدم اطمینان و ابهام پرداخته شود. از جمله رویکردهای جدید و مطمئن رویکرد برنامه ریزی استوار می باشد. در این پژوهش، با در نظر گرفتن شرکت ملی پخش فراورده های نفتی ایران به عنوان یک مطالعه موردی، عملیات انتقال فراورده در این سازمان از مبادی تأمین تا نواحی مصرف به صورت یک زنجیره تأمین در نظر گرفته شده و با در نظر گرفتن عدم قطعیت در تقاضای موجود برای فراورده ها از مدلسازی ریاضی استوار به صورت دو هدفه و با اهداف کاهش هزینه حمل و همچنین کاهش تعداد بارگیری ها استفاده شده است. سپس با توجه به حجم بالای محاسبات و اطلاعات مسئله و عدم امکان استفاده از روشهای حل دقیق، از الگوریتم فرا ابتکاری NS-GAII  برای حل مدل پیشنهادی استفاده شده است.

کلمات کلیدی:

زنجیره تأمین، بهینه سازی استوار، عدم قطعیت، بهینه سازی چند هدفه، الگوریتم های فراابتکاری

فهرست مطالب

چکیده:. ‌ه

فهرست مطالب. و

فهرست جداول. ط

فهرست شکل ها:. ‌ی

فصل اول:  مفاهیم، فرضیات، کلیات مسئله

1-2- بیان مسئله.. 2

1-3- اهمیت و ضرورت پژوهش:.. 3

1-4- هدف های تحقیق یا نتایج مورد انتظار:.. 4

1-5- روش کلی تحقیق:.. 4

1-6- شرح واژه ها و اصطلاحات کلیدی:………………………………………………………………….. 4

فصل دوم: پیشینه تحقیق، زنجیره تأمین، استواری مدل مروری بر مسائل بهینه سازی چند هدفه،
و الگوریتم ژنتیک  NS-GA II

2-1- مقدمه.. 6

2-2- مدیریت زنجیره تأمین.. 7

2-2-1- تهیه کالا در زنجیره تأمین.. 8

2-2-2- مدیریت توزیع در زنجیره تأمین.. 9

2-2-2-1- مدیریت لجستیک. 9

2-2-2-2- توزیع فیزیکی. 10

2-2-2-3- تقاضا و تمرکز بر مشتری. 10

2-3- استواری، مفهوم و نقش آن در تحقیق در عملیات.. 11

2-4– مدل استوار مبتنی بر سناریو) مدل استوار مالوی و همکاران(. 14

2-5- مروری بر تحقیقات استواری در زنجیره تأمین.. 19

2-6- خانواده مسائل چند معیاری.. 28

2-7- جستجو و تصمیم گیری.. 29

2-8- بهینه سازی چند هدفی.. 30

تعریف 2-8-1:  مسئله بهینه سازی چند هدفی.. 31

تعریف 2-8-2: مجموعه شدنی.. 32

تعریف 2-8-3: مفهوم تسلط(چیرگی).. 33

تعریف 2-8-4: مفهوم بهینگی پارتو و مجموعه غیر مسلط.. 34

تعریف 2-8-4-1 : بهینگی پارتو. 34

تعریف 2-8-4-2 :  مجموعه غیر مسلط. 35

تعریف 2-8-5: مجموعه بهینه پارتو سراسری.. 35

تعریف 2-8-6: مجموعه ها و لبه های نامغلوب.. 35

2-9- رویکردهای پایه ای موجود.. 35

2-9-1- ساختار و پیچیدگی مسائل چندهدفه.. 36

2-10- تشریح الگوریتم ژنتیک.. 36

2-10-1- چارچوب یک الگوریتم ژنتیک استاندارد.. 37

2-10-2- کروموزوم.. 38

2-10-3- رمز گذاری.. 38

2-10-4- کدگذاری باینری.. 38

2-10-5- کدگذاری جایگشتی.. 39

2-10-6- کدگذاری ارزشی.. 39

2-10-7- جمعیت.. 40

2-10-8 مقدار برازندگی.. 40

2-10-9- انتخاب.. 40

2-10-9-1-  انتخاب بر اساس تورنامنت. 41

2-10-9-2-  انتخاب بر اساس بهترین ها. 41

2-10-9-3- انتخاب بر اساس حذف درصدی از بدترین اعضا. 41

2-10-10- عملگر تقاطع.. 41

2-10-11-  جهش.. 42

2-10-12- معیار توقف.. 42

2-11- نمودار جریان الگوریتم به همراه شبه کد آن.. 43

2-12- کاربرد الگوریتم های ژنتیک در بهینه سازی.. 44

2-12-1- استراتژی برخورد با محدودیت ها.. 45

2-12-1-1-  استراتژی اصلاح عملگرها. 45

2-12-1-2- استراتژی  ردی. 45

2-12-1-3- استراتژی اصلاحی. 45

2-12-1-4- استراتژی جریمه ای. 46

2-13- بهینه سازی چند هدفی با استفاده از الگوریتم های ژنتیک.. 46

2-13-1-  طراحی اصول واجزای الگوریتم ژنتیک چند هدفه.. 48

2-13-1-1- توابع هدف چندگانه. 48

2-13-1-2- روشهای رتبه بندی پارتو. 48

2-13-1-3- تنوع، تخصیص برازندگی، تقسیم برازندگی. 49

2-13-1-4- تقسیم برازندگی. 49

2-13-1-5- فاصله ازدحام. 50

2-13-1-6- سلول بر اساس چگالی. 51

2-13-1-7- نخبه گرایی. 51

2-13-1-7-1- استراتژیهایی که جوابهای نخبه را در جمعیت نگهداری می کنند  51

2-13-1-7-2- نخبه گرایی با جمعیت های صوری. 52

2-14- جمع بندی: الگوریتم ژنتیک مرتب سازی غیرمغلوب (NSGA-II).. 52

فصل سوم: مدل برنامه ریزی خطی پیشنهادی، برای حمل و نقل فراورده در شرکت پخش فراورده های نفتی ایران

3-1- مقدمه.. 54

3-2- فرمول بندی مسئله.. 55

3-2-1- مجموعه اندیس ها:.. 56

3-2-2- پارامترها :.. 56

3-2-3- متغیرها:.. 57

3-2-4 توابع هدف:.. 58

3-2-5 محدودیت ها:.. 58

3-3- خطی سازی مدل.. 61

3-4 همتای استوار مدل بر اساس الگوی مالوی.. 62

3-5- خلاصه.. 63

فصل چهارم : توسعه الگوریتم ژنتیکNS-GA II، نتایج محاسباتی

4-1- مقدمه.. 64

4-2- تعریف کروموزم.. 65

4-3- ایجاد جمعیت اولیه.. 65

4-4- مکانیزم نمونه گیری.. 65

4-4-1- عملگر انتخابی تورنامنت ازدحام  ( ).. 66

4-4-2- رویه شناسایی سطوح غیر مسلط.. 66

4-4-3- رویه تخصیص فاصله ازدحام.. 67

4-5- عملگرهای تقاطعی.. 68

4-6- عملگرهای جهشی.. 69

4-7- نخبه گرایی.. 69

4-8- استراتژی برخورد با محدودیتها.. 69

4-9- معیار توقف الگوریتم.. 70

4-10- نتایج الگوریتم در حالت تک هدفه.. 70

4-10-1- نتایج الگوریتم در حالت تک هدفه در حالت ساده.. 71

4-10-2- نتایج الگوریتم در حالت تک هدفه در حالت استوار.. 72

4-11- حل الگوریتم در حالت چند هدفه.. 73

4-11-1- مقیاس های کارآیی.. 73

4-11-2- نمودار پارتو.. 74

فصل پنجم: نتیجه‌گیری، ارائه پیشنهاد برای تحقیقات‌ آتی

5-1- نتیجه گیری.. 76

5-2- ارائه پیشنهاد برای تحقیقات آتی.. 77

5-3- جمع بندی.. 78

مراجع.. 79

Abstract. 85

فهرست جداول

جدول (2-1). تعاریف مدیریت زنجیره تأمین.. 7

جدول (2-2). نمونه ای از حوزه های کاربردی استواری و نمونه ای از محققین آنها 12

جدول (2-3).  مقایسه MADM و MODM… 29

جدول(2- 4). شبه کد الگوریتم ژنتیک. 43

جدول (2-5). الگوریتم های ژنتیک چند هدفه مشهور و ویژگیهای آنها 47

جدول (2-6). شبه کد اولین تکنیک رتبه بندی پارتو توسط گلدبرگ… 48

جدول (2-7): شبه کد متد فاصله ازدحام  NSGA-II. 50

جدول(4- 1). پارامترهای الگوریتم ژنتیک در حالت تک هدفه. 71

جدول(4- 2). پارامترهای استواری برای حالت استوار. 71

جدول (4-3). مقادیر عددی به دست آمده برای حالت ساده. 72

جدول (4-4). مقادیر عددی به دست آمده برای حالت استوار. 73

جدول (4-5).  هزینه ها برای نقطه مشخص شده بر اساس وسیله حمل و نقل.. 75

فهرست شکل ها:

شکل (2-1). شکل سمت چپ فضای متغیر تصمیم و شکل سمت راست  فضای هدف متناظر را نشان می دهد. 32

شکل(2-2). بیان تصویری بهینگی پارتو در فضای هدف (چپ) و روابط ممکن بین جواب ها در فضای هدف (راست). 33

شکل(2-3). نمایش یک کروموزوم n بیتی در پایه عددی m.. 38

شکل(2-4). کدگذاری باینری.. 39

شکل(2-5). کدگذاری جایگشتی.. 39

شکل (2-6). کدگذاری ارزشی.. 40

شکل(2-7). تصویری نمادین از طرز کار الگوریتم ژنتیک… 44

شکل(2-8). نمونه ای از رتبه بندی جمعیت.. 49

شکل (2-9). متد فاصله ازدحام. 50

شکل(2-10). متد سلول براساس چگالی.. 51

شکل(2-11). رویه NSGA-II. 53

شکل (3-1). شبکه زنجیره تأمین سوخت رسانی به کشور برای یک دوره. 55

شکل(4-1). نحوه نمایش کروموزوم. 65

شکل (4-2). شبه کد شناسایی سطوح غیر مسلط.. 67

شکل (4-3). شبه کد تخصیص فاصله ازدحام. 67

شکل( 4-4) فاصله ازدحام جواب i 68

شکل (4-5). نمودار پارتو. 74

 برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.