پایان نامه با واژه های کلیدی مکان‌یابی، تحقیق در عملیات، عدم قطعیت

دانلود پایان نامه ارشد

و جریان تنها از طریق محورهای مواصلاتی انتقال می‌یابد و از طریق اتصال محورها به همدیگر جریان در سراسر شبکه توزیع می‌گردد. در مدل تخصیص چندگانه نیز همانند حالت تخصیص ساده بین گره‌های غیر محور اتصالی برقرار نیست و جریان گره‌های غیر محور از طریق محورها انتقال می‌یابد اما با این تفاوت که در اینجا گره‌های غیر محور مجازند تا با بیش از یک محور در ارتباط باشند و از طریق آن‌ها جریان را به گره‌های دیگر شبکه برسانند.
در این پایان‌نامه مدل‌های خاصی از تخصیص ساده و چندگانه‌ی مسائل مکان‌یابی محور ارائه می‌شود. مسائلی که در آن‌ها ظرفیت هر مرکز سرویس‌دهی یا خدمات‌رسانی محدود است. با وجود این‌که هدف نهایی این نوع مسائل کمینه کردن هزینه‌های شبکه و تخصیص بهینه‌ی گره‌ها به محورهای ایجادشده است، به دلیل محدود بودن ظرفیت محورها در هنگام تخصیص گره‌های غیر محور، امکان دارد که سیاست تخصیص هر گره به نزدیک‌ترین محور در دسترس دچار اختلال شود و گره‌ها به دلیل برآورده نشدن تقاضای مورد نیازشان از جانب محوری خاص، تقاضای خود را به دیگر محورهای موجود در شبکه ارسال کنند. معمولاً مسائل دنیای واقعی با فرض غیر‌قابل تغییر بودن پارامترهای ورودی، مورد تحلیل قرار می‌گیرند. با این حال در عمل، غالباً داده‌های ورودی با مفروضات مدل‌های ریاضی متفاوت است. لذا، این مفروضات منجر به جواب‌هایی می‌شود که از بهینگی و حتی شدنی بودن در دنیای واقعی، به دور است. تقاضا، انواع هزینه‌ها، ظرفیت‌ها و … مواردی هستند که در طی زمان در مسائل مکان‌یابی تسهیلات طراحی شبکه تغییر می‌نمایند. در نتیجه بررسی و توسعه مدل ظرفیت محدود مکان‌یابی تسهیلات طراحی شبکه در حالت عدم قطعیت یکی از شکاف‌های تحقیقاتی موجود در این زمینه تلقی می‌شود که سعی خواهد شد این خلأ مورد بررسی قرار گیرد. بهینه‌سازی تحت عدم قطعیت نوعاً از دو دیدگاه بررسی می‌شود. (1) برنامه‌ریزی تصادفی و (2) بهینه‌سازی استوار. در برنامه‌ریزی تصادفی، پارامترهای نامعین توسط تابع توزیع احتمالی تحت کنترل بوده و مدل به دنبال ارائه‌ی راه‌حلی است که هزینه‌ی انتظاری تابع هدف را کمینه سازد. اما در بهینه‌سازی استوار احتمالات نامعین بوده و پارامترهای تصادفی از طریق سناریوهای گسسته یا فواصل بازه‌ای تخمین زده می‌شوند. در حالت گسسته، برای هر پارامتر بر اساس تجارب گذشته و مطالعات و امکان‌سنجی‌های صورت گرفته چندین عدد مختلف پیشنهاد می‌شود که به هر یک از آن‌ها عنوان سناریو اطلاق شده و در حالت پیوسته هر پارامتر غیر‌قطعی با یک بازه‌ی مشخص تعیین می‌گردد. در مسائل بهینه‌سازی استوار هدف نهایی کمینه ساختن بدترین هزینه یا میزان تأسف است که در این تحقیق نیز از همین مدل استفاده شده است.
در این تحقیق ابتدا مدل‌های تخصیص ساده و چندگانه‌ی ظرفیت محدود مسئله‌ی مکان‌یابی محور در نظر گرفته می‌شوند. سپس مدل توسعه داده‌شده را بر روی مجموعه داده‌های IAD که توسط Karmi and Bashiri (2011) تهیه و تنظیم شده است، آزمایش می‌کنیم و مکان‌های انتخابی حالت قطعی ظرفیت محدود این مدل‌ها را با نرم‌افزار GAMS ver.243 به دست می‌آوریم. سپس با توجه به حساسیت جواب‌های مدل نسبت به پارامترهای هزینه‌ی ثابت راه‌اندازی و ظرفیت هر محور از روش بهینه‌سازی استوار استفاده کرده و مدل‌های تخصیص ساده و چند‌گانه‌ی ظرفیت محدود را با نرم‌افزار GAMS حل کرده و مکان‌های انتخابی و هزینه‌های به وجود آمده را تجزیه و تحلیل می‌کنیم. در دنیای واقعی به ویژه در مورد مطالعه‌ای این تحقیق که بر روی 37 فرودگاه عمده‌ی ایران انجام شده است، فرودگاه‌های شهرهای مختلف هر کدام دارای ظرفیت‌های محدودی هستند، بسته به جمعیت و وسعت شهرها، ترافیک جریان هوایی، امکانات رفاهی حال مسافران، بودجه‌ی تخصیص داده‌شده به آن‌ها، وضعیت ناوگان حمل‌و‌نقل، فرسودگی هواپیماها و… وضعیت متفاوت است. به عنوان مثال در شهرستان‌های خیلی کوچکی (در قیاس با دیگر شهرهای مجموعه‌ی IAD) مانند ایلام، رامسر، یاسوج، خارک و … نمی‌توان همواره محور ایجاد کرد و جوابگوی تقاضاهای ورودی به آن‌ها نخواهیم بود.
ادامه‌ی موضوعات این تحقیق به این صورت است که ابتدا در فصل اول کلیات تحقیق که شامل تعاریف کلی از حوزه‌ی مورد بررسی، اهداف، ضرورت و کاربرد‌های تحقیق است، آورده می‌شود سپس در فصل دوم مرور ادبیات تحقیق بررسی می‌شود و در فصل سوم مدل پیشنهادی به خوبی تشریح شده و در فصل چهارم نتایج محاسباتی به دست آمده به صورت کامل توضیح داده خواهند شد و در نهایت در فصل پنجم جمع‌بندی کلی نتایج به دست آمده به همراه نوآوری‌ها و پیشنهاد برای تحقیقات آینده نیز ارائه می‌گردد.

فصل اول
کلیات تحقیق
1-1. مقدمه
1-2. تعاریف کلی از حوزه تحت بررسی
1-3. بیان مسئله و اهداف تحقیق
1-4. ضرورت انجام تحقیق و کاربردهای آن
1-5. ساختار پایان‌نامه

1-1. مقدمه
مكان‌يابي تسهيلات، واژه‌اي شناخته‌شده در حوزه مطالعات كاربردي تحقیق در عملیات است. تعداد بسیار زیاد مقاله‌ها و تحقیق‌های منتشرشده، گواه بر این ادعا است. با اين حال، كاربرد مدل‌هاي مكان‌يابي همواره مورد پرسش قرار دارند. البته سودمندي و كاربردي بودن مكان‌يابي به ویژه در لجستيك، هيچ‌گاه مورد ترديد قرار نگرفته است. قابل‌توجه‌ترین موارد لجستيك در اين حوزه، مديريت زنجيره تأمين است. در واقع، توسعه‌ی مدیریت زنجیره تأمین به طور مستقل از تحقیق در عملیات انجام‌گرفته و تحقیق در عملیات گام به گام وارد مباحث زنجیره تأمین شد. در نتيجه، مدل‌هاي مكان‌يابي تسهيلات، به تدريج وارد متون زنجيره تأمين شده و حوزه‌اي بسيار جذاب و مفيد به وجود آمد.

1-2. تعاريف کلی از حوزه تحت بررسی
1-2-1. مکان‌يابی محور
یکی از مباحث جدیدی که در حوزه‌ی مسائل مکان‌یابی تسهیلات مطرح شده است، مسئله‌ی مکان‌یابی محور است. این مبحث به جهت کاربردهای وسیعی که در دنیای واقعی دارد، از اهمیت زیادی برخوردار است. در این مبحث خدمتی که انجام می‌گیرد، شامل حرکت افراد، کالاها یا اطلاعات، بین یک مکان مبدأ و یک مکان مقصد است. هر زوج مبدأ/مقصد، خدمت متفاوتی از زوج‌های دیگر نیاز دارد. لذا برای بسته‌های حمل شده از تهران به مشهد با بسته‌های حمل شده از اصفهان به شیراز قابل تعویض نیست.
اگر N گره داشته باشیم و هر یک از آن‌ها بتوانند مبدأ یا مقصد باشند، در یک شبکه‌ی کاملاً متصل که هر گره به طور مستقیم به گره‌های دیگر متصل است، (1- N) N زوج مبدأ/مقصد خواهیم داشت. (به عنوان مثال زوج تهران/مشهد با زوج مشهد/تهران متفاوت است.) شکل(1-1) چنین شبکه‌ای را با 6 گره (6=N) نشان می‌دهد. اگر جابجایی کالا در این شبکه مدنظر باشد، با داشتن 18 خودرو و دانستن اینکه با هر خودرو در هر روز 5 زوج مبدأ/مقصد را می‌توانیم خدمات دهیم، آنگاه روزانه دقیقاً 10 گره را می‌توانیم خدمات دهیم.

شکل (1-1): یک گراف کامل با 6 گره و 30 زوج مبدأ/مقصد (Daskin, 1995)

اگر ما یک گره را به عنوان محور تعیین کنیم و همه‌ی گره‌های دیگر را به آن متصل کنیم، آنگاه تنها (1- N)2 اتصال را باید برای خدمت دادن به همه‌ی زوج‌های مبدأ/مقصد پوشش دهیم. شکل (1-1) چنین شبکه‌ای را با 6 گره (6=N) نشان می‌دهد. در این شبکه اگر خدمت حمل‌و‌نقلی داشته باشیم، با داشتن 18 خودرو و دانستن اینکه با هر خودرو در هر روز 5 زوج مبدأ/مقصد را نسبت به حالت شبکه‌ی کامل متصل می‌توانیم خدمات دهیم، آنگاه دقیقاً 46 گره را روزانه می‌توانیم خدمات‌رسانی کنیم.
در نتیجه با منابع حمل‌و‌نقل ثابت، شهرهای بیشتری را با شبکه‌ی محور می‌توانیم خدمات‌دهی کنیم.

شکل (1-2): یک شبکه‌ی تک محور با 6 گره و 30 زوج مبدأ/مقصد (Daskin, 1995)
عیب سیستم فوق (برای همه‌ی گره‌ها بجز گره‌ی محور) این است که بیش از یک جابجایی برای رفتن از مبدأ به مقصد لازم است، زیرا برای رفتن از هر گره‌ی غیر محور به گره‌ی غیر محور دیگر حتماً باید از گره‌ی محور عبور کنیم.

شکل (1-3): مثالی از یک شبکه‌ی 3 محور (Daskin, 1995)

در شبکه‌های چند محور، نوعاً فرض می‌کنیم که همه‌ی محورها به طور مستقیم با یکدیگر اتصال دارند و گره‌های غیر محور به یک محور ساده اتصال دارند. شکل (1-3) چنین شبکه‌ای را با 15 شهر که دارای 3 محور است، نشان می‌دهد. تعداد مسافر یا مقدار محموله‌های جابجا شده در اتصالات محور به محور از اتصالات محور به غیر محور یا غیر محور به محور بیشتر است. به طور مثال در شکل (1-3) اگر جریان بین هر زوج مبدأ/مقصد 10 واحد باشد (مسافر یا تن)، آنگاه 140 واحد جریان بین هر شهر غیر محور و محوری که به هم متصل هستند برقرار است، درحالی‌که بین هر دو محور 250 واحد جریان داریم.
در مسائل مکان‌یابی محور معمولاً تعدادی گره با میزان تقاضاهای متناظر وجود دارد که جریان بین این گره‌ها در حال انتقال است. در مدل تخصیص ساده‌ی مکان‌یابی محور تعدادی از گره‌ها به عنوان محور انتخاب می‌شوند و گره‌های دیگر یعنی گره‌های غیر محور (میله) هر کدام تنها به یک محور متصل می‌باشند. در این مدل هیچ‌گونه ارتباط مستقیمی بین گره‌های غیر محور وجود ندارد و جریان تنها از طریق محورهای مواصلاتی انتقال می‌یابد و از طریق اتصال محورها به همدیگر جریان در سراسر شبکه توزیع می‌گردد.
در مدل تخصیص چندگانه نیز همانند حالت تخصیص ساده بین گره‌های غیر محور اتصالی برقرار نیست و جریان گره‌های غیر محور از طریق محورها انتقال می‌یابد اما با این تفاوت که در اینجا گره‌های غیر محور مجازند تا با بیش از یک محور در ارتباط باشند و از طریق آن‌ها جریان را به گره‌های دیگر شبکه برسانند.
از دیگر دلایل استفاده از محور می‌توان به این اشاره کرد که به صرفه نیست (بسیار پر‌هزینه است) که بین هر گره مسیر مستقیم ایجاد کرد. برای مثال فرض کنید که در یک شبکه‌ی ارتباطی اعم از شبکه‌ی راه یا شبکه‌های رایانه‌ای بخواهیم بین هر یک از گره‌ها مسیر مستقیم ایجاد کنیم (de Camargo et al., 2006).
یکی از مزایای استفاده از محور این است که با ایجاد مسیرهای باکیفیت‌تر بین محورها از فواید صرفه‌جویی در مقیاس بهره‌مند می‌شویم.
همان شبکه‌های ارتباطی را در نظر بگیرید، وقتی در شبکه‌ی راه‌ها بین دو محور ارتباط زیادی وجود دارد به صرفه است که بین آن دو آزادراه چند خطه ایجاد کرد که در این صورت سرعت وسایل حمل‌و‌نقل بیشتر و سوخت مصرفی کمتر می‌شود که صرفه‌جویی در هزینه و زمان را به همراه خواهد داشت. برای مثال می‌توان به تهران و قم به عنوان دو محور اشاره کرد که بین این دو محور یک آزاد‌راه وجود دارد. در مورد شبکه‌های رایانه‌ای هم بین دو محور از خطوط فیبر نوری استفاده می‌شود که با توجه به میزان ارتباط بالای بین دو محور، به صرفه است درحالی‌که این کار اگر بین تمامی گره‌ها انجام شود توجیه اقتصادی نخواهد داشت.

1-2-2. انواع کاربرد‌های مسئله‌ی مکان‌يابی محور
همان طور که اشاره شد مسائل مکان‌یابی محور کارکردها و کاربردهای وسیع و گوناگونی در صنعت امروزه‌ی دنیا دارد که در ادامه در مورد انواع کاربردهای مسئله‌ی مکان‌یابی محور به بحث می‌پردازیم.

1-2-2-1. خطوط هوايی و فرودگاه‌ها
Toh and Higgins (1985), Aykin (1993), Shaw (1993), Aykin (1995), Jaillet et al. (1996), Bania et al. (1998), Sasaki et al. (1999), Martin and Roman (2003), Adler and Hashai (2005).
در مقاله‌ی Adler and Hashai (2005) خطوط و جابجایی هوایی با توجه به سیاست آسمان باز در خاورمیانه مورد بررسی قرار گرفت، جالب این است که در نتیجه‌ی این تحقیق به ترتیب قاهره، تهران، استانبول و ریاض به عنوان مکان‌های بهینه‌ی فرودگاه‌های محور به دست آمده‌اند و نامی از دُبی در آن دیده نمی‌شود. درحالی‌که هم اکنون دُبی به عنوان یکی از محور‌های بزرگ منطقه مورد توجه است و در آینده نیز پیش‌بینی می‌شود که دوحه (پایتخت کشور قطر) به عنوان محور مواصلاتی انتخاب شود. این نکته بیانگر آن است که در عمل مسائل سیاسی و اقتصادی بر بهتر بودن موقعیت مکانی غلبه کرده است.

1-2-2-2. صنعت حمل‌و‌نقل و

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه با واژه های کلیدی مکان‌یابی، عدم قطعیت، زنجیره تأمین Next Entries پایان نامه با واژه های کلیدی عدم قطعیت، مکان‌یابی، مدل‌سازی