مسئله مکان‌یابی هاب چندکالایی با در نظرگرفتن تقاضای پویا و چند بستر حمل‌ونقل

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه کردستان

2 دانشگاه کرستان

10.48308/jimp.2026.243089.1684

چکیده

مقدمه و اهداف: مطالعه حاضر، با هدف مدل‌سازی مکان‌یابی هاب (مراکز توزیع) در زنجیره تامین کالاهای فسادپذیر فصلی با حمل‌ونقل چندمدی ارائه شده است. محصولات فسادپذیر به دلیل ماهیت‌شان، نسبت به کالاهای دیگر بیشتر تحت تاثیر عدم قطعیت‌ها و اختلالات قرار می‌گیرند و کوچکترین تاخیر و وقفه در هر یک از بخش‌های این نوع از زنجیره‌های تامین، می‌تواند موجب کاهش کیفیت محصولات، فروش از دست رفته و به خطر افتادن سلامت عمومی مصرف‌کنندگان گردد. یکی از منابع مهم عدم قطعیت در زنجیره تامین محصولات فسادپذیر، میزان تقاضای متفاوت محصولات در فصول مختلف است. به علاوه، مراکز توزیع نقش تعیین‌کننده‌ای در برآورده کردن تقاضاهای کالاهای فصلی دارند. بنابراین، تصمیم‌گیری در رابطه با نحوه مکان‌یابی این نوع از هاب‌ها (ساخت یا اجاره آن‌ها)، می‌تواند به عنوان راهی مناسب برای پاسخ‌گویی به تقاضای پویا در این زنجیره‌های تامین باشد.

روش‌ها: در این مطالعه یک مدل ریاضی دوهدفه، چندمحصولی و چندمدی توسعه داده شده است که شامل حداقل کردن هزینه‌های مختلف زنجیره تامین از جمله هزینه مکان‌یابی هاب، هزینه‌های حمل‌ونقل، هزینه کمبود کالا، هزینه فسادپذیری کالا طی حمل، و هم‌چنین کمینه کردن زمان جابجایی محصولات می‌شود. مسئله پیشنهادی به صورت یک مدل برنامه‌ریزی عدد صحیح مختلط مدل‌سازی شده و برای حل مسئله دوهدفه از روش‌های حل دقیق نرمال‌سازی و اپسیلون محدودیت تقویت‌شده در محیط کدنویسی GAMS با حل‌کننده CPLEX استفاده شده است.

یافته‌ها: ‌برای اعتبارسنجی و مقیاس‌پذیری مدل، مثال‌های عددی در ابعاد مختلف حل و تحلیل شده است. نتایج تحلیل حساسیت نشان داد که مدل پیشنهادی در مسائل با ابعاد مختلف و نیز تغییر در پارامترها به خوبی عمل کرده و قابلیت تطبیق با شرایط مختلف را دارد. هم‌چنین با افزایش پارامتر حداکثر تعداد هاب‌های اجاره‌ای، هزینه‌های کل و نیز میزان کمبود در فصول مختلف کاهش می‌یابد. پس، زمانی که تقاضاها به‌صورت موقت افزایش می‌یابد، می‌توان به‌جای تأسیس دائمی هاب‌ها، با اجاره هاب به‌صورت فصلی، هزینه‌ها و میزان کمبود را تا حد قابل‌توجهی کاهش داد. اما از طرف دیگر این امر، باعث افزایش تعداد کل هاب‌های تاسیس شده و اجاره‌ای و در نتیجه افزایش فاصله بین هاب‌ها و نقاط تقاضا، و زمان سفر می‌گردد، که این نتیجه بیانگر تعارض بین هزینه‌های کلی شبکه و زمان سفر یا به عبارتی، سطح خدمت‌رسانی در زنجیره تأمین محصولات فسادپذیر است. به علاوه، کاربرد مدهای مختلف حمل‌ونقلی (هوایی و جاده‌ای) در این مسئله، با ویژگی‌های منحصر به فرد خود، نقش بسزایی در توزیع بهتر محصولات ایفا می‌کنند. به عنوان مثال، با توجه به ماهیت فسادپذیر کالاها، بهره‌گیری از سیستم حمل‌ونقل هوایی موجب افزایش سرعت در جابجایی آن‌ها می‌شود و سیستم جاده‌ای حمل‌ونقل، به‌واسطه خاصیت دسترسی‌پذیری که دارد، دسترسی به اکثر مناطق را امکان‌پذیر ساخته و توزیع کالا را تسهیل می‌نماید.

نتیجه‌گیری: این پژوهش با تلفیق مدل‌سازی دوهدفه، پویایی پارامتر تقاضا و روش حمل‌ونقل چندمدی، چارچوبی کارآمد برای مدیریت تقاضای پویای محصولات فسادپذیر ارائه می‌دهد. یافته‌های این مقاله می‌تواند به مدیران زنجیره تأمین و سیاست‌گذاران در تصمیمات استراتژیکی مانند مکان‌یابی و نوع هاب‌ها در صنایع با کالاها یا خدمات فصلی مانند صنعت گردشگری به منظور تامین بیشتر و سریع‌تر کالاها در فصول اوج گردشگری و صرف هزینه‌کمتر در فصول کم‌تقاضا، مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Multimodal Multicommodity Hub Location Problem Considering Dynamic Demand

نویسندگان [English]

  • alireza eydi 1
  • Masoumeh Farhan Moghaddam 2
  • sepideh Hashem Bagheney 1
1 university of kurdistan
2 university of kurdistan
چکیده [English]

Introduction: This study aims to develop a hub (Distribution Centers) location model for supply chains of seasonal perishable goods under a multi-modal transportation system. Due to their inherent characteristics, perishable products are highly susceptible to uncertainties & disruptions, & even minor delays or interruptions at any stage of the supply chain can lead to quality degradation, lost sales, & risks to public health. One major source of uncertainty in such supply chains is the seasonal variability of product demand. Moreover, distribution centers play a critical role in fulfilling the demand for seasonal goods. Therefore, making decisions regarding hub location (construction or rental) can be an effective strategy for responding to dynamic demand in these supply chains.

Methods: A bi-objective, multi-product, multi-modal mathematical model is developed in this article. The model aims to minimize various supply chain costs, including hub location costs, transportation costs, shortage costs, & product deterioration costs during transportation, as well as to minimize product transfer time. The proposed problem is formulated as a mixed-integer programming model. To solve the bi-objective problem, exact solution methods, normalization, & augmented e-constraint method approach are implemented in the GAMS using the CPLEX solver.

Results and discussion: Furthermore, numerical experiments of varying scales are conducted to validate the model & assess its scalability Moreover, increasing the parameter associated with the maximum number of rentable hubs leads to a reduction in total costs as well as shortage levels across different seasons. Therefore, during periods of temporary demand surges, seasonal rental of hubs instead of permanent establishment can significantly reduce both total costs and shortage levels. However, this approach simultaneously results in an increase in the total number of established and rented hubs, which consequently enlarges the average distance between hubs and demand points, leading to longer travel times. This outcome highlights a fundamental trade-off between the overall network cost and travel time, or equivalently, the service level in the supply chain of perishable products. Furthermore, the utilization of multiple transportation modes (air and road) in this problem, each with its distinct characteristics, plays a crucial role in improving product distribution. For instance, considering the perishable nature of the products, the use of air transportation enhances delivery speed, while road transportation, due to its high accessibility, enables coverage of most regions and facilitates product distribution.

Conclusions: By integrating bi-objective modeling, demand dynamics, & multi-modal transportation, this study provides an effective framework for managing dynamic demand for perishable goods. The results can assist supply chain managers & policymakers in making strategic decisions such as hub location in industries with seasonal products or services, including tourism to ensure faster & more efficient supply during peak seasons while reducing costs in low-demand periods.

Future research on the subject of this research that can be mentioned includes the following:

• The model proposed in this article was examined in a bi-objective manner. In future research, the problem can be examined with other objective functions such as sustainability or resilience objectives.

• Also, in the next step, the model can be solved and validated in larger dimensions using meta-heuristic algorithms.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hub location
  • Dynamic demand
  • Multi-modal transportation
  • Multi-commodity
  • Perishable goods