طراحی مدل ریاضی دوهدفه عدد صحیح مختلط غیرخطی با هدف افزایش قابلیت اطمینان زنجیره تأمین خون

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مدیریت صنعتی، واحد فیروزکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، فیروزکوه، ایران

2 مدیریت صنعتی، گروه مدیریت صنعتی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد فیروزکوه،فیروزکوه، ایران

3 گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی صنایع و مدیریت، دانشگاه علوم و فنون مازندران، مازندران، ایران، گروه مهندسی صنایع، واحد فیروزکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، فیروزکوه، ایران

4 گروه مهندسی صنایع،واحد فیروزکوه،دانشگاه آزاد اسلامی، فیروزکوه، ایران

چکیده

هدف این تحقیق ارائه یک مدل برنامه‌­ریزی ریاضی دوهدفه چندسطحی عدد صحیح مختلط غیرخطی با اهداف کاهش هزینه و افزایش قابلیت اطمینان در زنجیره تامین خون است. در این تحقیق قابلیت اطمینان نسبت به عوامل: شرایط و ایمنی حمل، نوسان دما، استاندارهای بسته‌­بندی، تجهیزات آزمایشگاهی و تقاضا در نظر گرفته شده است. برای آزمایش مدل، مسئله در ابعاد مختلف و استفاده از داده‌­های واقعی مدل­‌سازی و حل گردید و نتایج به دست آمد. علاوه­‌ بر آن خروجی­‌های مسأله نسبت به تغییرات پارامترها مورد تحلیل حساسیت قرار گرفت. برای حل مدل ریاضی ارائه شده از حل کنندهBaron  در نرم‌­افزار 24.9 GAMS استفاده شده است. این مدل محصول ارسال شده از  خون به بیمارستان، میزان تولید محصول در مرکز خون، میزان خون جمع‌­آوری شده از اهداکنندگان، تعداد مراکز جمع‌­آوری، میزان موجودی محصول در هر مرکز و بیمارستان را با هدف کاهش هزینه و افزایش قابلیت اطمینان تعیین می­نماید. با توجه به اینکه تابع هدف اول از نوع حداکثرسازی و تابع هدف دوم از نوع حداقل‌­سازی است، بین این دو تابع تضاد وجود دارد، به این معنی که با افزایش قابلیت اطمینان هزینه­ها کاهش می­‌یابند. مدل ارائه شده در این تحقیق، متغیرهای تصمیم را به گونه‌­ای تعیین می­‌نماید که ضمن افزایش قابلیت اطمینان زنجیره تامین خون، هزینه­‌ها به نحو مطلوب تحت کنترل قرار گیرند و اتلاف و کمبود خون نیز حداقل گردد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Designing a Non-Linear Mixed Integer Two-objective Math Model to Maximize the Reliability of Blood Supply Chain

نویسندگان [English]

  • Majid Motamedi 1
  • Mohammad Mahdi Movahedi 2
  • Javad Rezaian Zaidi 3
  • Allireza Rashidi komijan 4
1 Department of Industrial Management, Firuzkouh Branch, Islamic Azad University, Firuzkouh, Iran,   
2   Department of Industrial Management, Firuzkouh Branch, Islamic Azad University, Firuzkouh, Iran 
3 Department of Industrial Engineering, Faculty of Industrial Engineering and Management, Mazandaran, University of Science and Technology, Mazandaran, Iran 
4 Department of Industrial Engineering, Firuzkouh Branch, Islamic Azad University, Firuzkouh, Iran,
چکیده [English]

The purpose of this article is to design a Non-Linear Mixed Integer Multilevel TwoObjective Mathematical Model to minimize the costs and maximize the reliability of blood supply chain. In this research, the reliability is measured according to the conditions and safety of transportation, temperature fluctuations, packaging standards, laboratory equipment and the demand. To test the model, the problem is modeled and solved by different dimensions using real data. In addition, the sensitivity analysis of the outputs is carried out to parameters changes. To solve the proposed mathematical model, Baron Solver of GAMS 24.9 is used. This model determines the product sent from blood center to hospital, the amount of production in blood center, the amount of blood donated from donors, the number of collection centers, the amount of product inventory in each center and hospital to minimize the costs and maximize the reliability. Given the fact that the first objective function is the maximization and the second one the minimization, there is a conflict between these two functions. That is, the costs will be minimized by maximizing the reliability. The model developed in this study determines the variables of decision so that by maximizing the reliability of supply chain, the costs will be well controlled and the waste and lack of blood minimized.  

کلیدواژه‌ها [English]

  • Blood Supply Chain
  • reliability
  • minimization waste and shortage. 

مراجع

[1]. Agrell, P. J. and Hatami-Marbini, A. (2011) Frontier-based performance analysis models for supply chain management: State of the art and research directions. CORE DISCUSSION PAPER 2011/69
[2]. M. T. Melo, S. Nickel, F. Saldanha-da-Gama, "Facility location and supply chain management–A review," European Journal of Operational Research, vol. 196, pp. 401-412, 2009.
[3]. A. Nagurney and L. S. Nagurney, "Medical nuclear supply chain design: A tractable network model and computational approach," International Journal of Production Economics, vol. 140, pp. 865-874, 2012.
[4]. C. Kanzian, M. Kuhmaiera, J. Zazgornik, K. Stampfer "Design of forest energy supply networks using multi-objective optimization," Biomass and Bioenergy, vol. 58, pp. 294-302, 2013.
[5]. A. Nagurney, A. H. Masoumi, M. Yu, "Supply chain network operations management of a blood banking system with cost and risk minimization," Computational Management Science, vol. 9, pp. 205-231, 2012.
[6]. M. Rezaei-Malek and R. Tavakkoli-Moghaddam, "Robust humanitarian relief logistics network planning," Uncertain Supply Chain Management, vol. 2, pp. 73-96, 2014.
[7]. R. Uthayakumar, S. Priyan, Pharmaceutical supply chain and inventory management strategies: Optimization for a pharmaceutical company and a hospital, Oper. Res. Health Care 2 (2013) 52–64.
[8]. N. Privett, D. Gonsalvez, The top ten global health supply chain issues: Perspectives from the field, Oper. Res. Health Care 3 (2014) 226–230.
[9]. Rezaei-Malek, M., Tavakkoli-Moghaddam, R., Zahiri, B., & Bozorgi-Amiri, A. (2016). An interactive approach for designing a robust disaster relief logistics network with perishable commodities. Computers & Industrial Engineering,94, 201-215.
[10].  Jamal Nahofti Kohneh, Ebrahim Teymoury, Mir Saman Pishvaee: Blood products supply chain design considering disaster circumstances (Case study: earthquake disaster in Tehran); Journal of Industrial and Systems Engineering Vol. 9, special issue on supply chain, pp 51 – 72 ;Winter (January) 2016.
[11]. Duan, Q., & Liao, T. W. "Optimization of blood supply chain with shortened shelf lives and ABO compatibility". International Journal of Production Economics, Vol. 153, (2014), pp.113-129.
[12]. Zahiri, B., Torabi, S. A., Mousazadeh, M., & Mansouri, S. A. "Blood collection management: Methodology and application". Applied Mathematical Modelling, Vol. 39, No. 23, (2015), pp.7680-7696.
[13]. Andrea Pirabán Ramírez,  Nacima Labadie:  Stochastic inventory control and distribution of blood products. Proceedings of the International Conference on Industrial Engineering and Operations Management Bogota, Colombia, October 25-26, 2017.
[14]. B. I. Whitaker, J. Green, M. R. King, L. L. Leibeg, S. M. Mathew, K. S. Schlumpf, G. B. Schreiber, "The 2007 National Blood Collection and Utilization Survey," 2007.
[15]. van Zyl GJJ. Inventory control for perishable commodities. Dissertation, University of North Carolina;1964.
[16]. Osorio, A. F., Brailsford, S. C., & Smith, H. K. (2015). A structured review of quantitative models in the blood supply chain: a taxonomic framework for decision-making. International Journal of Production Research, 53(24), 7191-7212.
[17]. B. Zahiri, S.A. Torabi, M. Mousazadeh, S.A. Mansouri: Blood collection management: A robust possibilistic programming approach; Appl. Math. Modelling (2015), doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.apm. 2015.04.028.
[18]. Sara Cheraghi, Seyyed-Mahdi Hosseini-Motlagh & Mohammadreza Ghatreh Samani: A Robust Optimization Model for Blood Supply Chain Network Design; International Journal of Industrial Engineering & Production Research (2016); December 2016, Volume 27, Number 4 pp. 425-444.
[19]. Salma Mouatassim, Mustapha Ahlaqqach, Jamal Benhra,  My Ali El Oualidi (2016);  Model based on Hybridized Game Theory to Optimize Logistics: Case of Blood Supply Chain; International Journal of Computer Applications (0975 – 8887) Volume 145 – No.15, July 2016.
[20]. Nigel M. Clay , Babak Abbasi , Andrew Eberhard  and John Hearne; On the volatility of blood inventories; INTERNATIONAL TRANSACTIONS INOPERATIONAL  RESEARCH; Intl. Trans. in Op. Res. 25 (2018) 215–242 DOI: 10.1111/itor.12326 
[21]. Sima M. Fortsch, Elena A. Khapalova: Reducing uncertainty in demand for blood; Operations Research for Health, Care 9 (2016) 16–28.
[22]. Sara Cheraghi, Seyyed-Mahdi Hosseini-Motlagh: Optimal Blood Transportation in Disaster Relief Considering Facility Disruption and Route Reliability under Uncertainty; 225 International Journal of Transportation Engineering, Vol.4/ No.3/ Winter 2017.
[23].  N. Yates, S. Stanger, R. Wilding & S. Cotton: Approaches to assessing and minimizing blood wastage in the hospital and blood supply chain. ISBT Science Series (2017) 0, 1–8.
[24]. Ensafian, Hamidreza.,Yaghoubi, Saeed., & Yazdi , Mohammad Modarres., Raising quality and safety of platelet transfusion services in a patientbased integrated supply chain under uncertainty.Computers and Chemical Engineering http://dx.doi.org/10.1016/j.compchemeng.2017.06.015.
[25]. Hamidreza Ensafian, Saeed Yaghoubi( 2017): Robust optimization model for integrated procurement, production and distribution in platelet supply chain. Transportation Research Part E 103 (2017) 32–55.
[26]. Mahdi Yousefi  Nejad Attari, Seyed Hamid Reza Pasandide, Afsaneh Agaie, Seyed Taghi Akhavan Niaki: Presenting a stochastic multi choice goal programming model for reducing wastages and shortages of blood products at hospitals. Journal of Industrial and Systems Engineering Vol. 10, Special issue on healthcare, pp 81-96 Winter (January) 2017.
[27]. Reza Ramezanian, Zahra Behboodi : Blood supply chain network design under uncertainties in supply and demand considering social aspects. Transportation Research Part E 104 (2017) 69–82.
[28]. Mohammad Reza Ghatreh Samani, S. Ali Torabi and S. Mahdi Hosseini-Motlagh, Integrated blood supply chain planning for disaster r e l i e f , International Journal of Disaster Risk Reduction, https://doi.org/10.1016/j.ijdrr.2017.10.005.
[29]. A. Ahmadi, M. Najafi, Blood inventory management in hospitals: Considering supply and demand uncertainty and blood transshipment possibility, Operations Research for Health Care (2017), https://doi.org/10.1016/j.orhc.2017.08.006.
[30]. Lusiana Sibuea, Habibis Saleh, Moh Danil Hendry Gamal. Stochastic Integer Programming Models in the Management of the Blood Supply Chain: A Case Study. World Journal of Operational Research. Vol. 1, No. 2, 2017, pp. 41-48. doi: 10.11648/j.wjor.20170102.11.
[31]. Andrea Pirabán Ramírez,  Nacima Labadie:  Stochastic inventory control and distribution of blood products. Proceedings of the International Conference on Industrial Engineering and Operations Management Bogota, Colombia, October 25-26, 2017.
[32]. Shiva Moslemi and Abolfazl Mirzazadeh: PERFORMANCE EVALUATION OF FOUR-STAGE BLOOD SUPPLY CHAIN WITH FEEDBACK VARIABLES USING NDEA CROSS-EFFICIENCY AND ENTROPY MEASURES UNDER IER UNCERTAINTY. NUMERICAL ALGEBRA, CONTROL AND OPTIMIZATIOVolume 7, Number 4, December 2017.
[33]. Mary Dillon, Fabricio Oliveira and Babak Abbasi, A twostage stochastic programming model for inventory management in the blood supply chain, Intern. Journal of Production Economics, http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpe.2017.02.006.
[34].  Andres F. Osorio , Sally C. Brailsford , Honora K. Smith , WHOLE BLOOD OR APHERESIS DONATIONS? A MULTI-OBJECTIVE STOCHASTIC OPTIMIZATION APPROACH, European Journal of Operational Research (2017), doi: 10.1016/j.ejor.2017.09.005.
[35]. Nur Arif Azezan, Mohammad Fadzli Ramli, and Hafiz Masran(2017): A review on the modelling of collection and distribution of blood donation based on vehicle routing problem; International Conference on Mathematics, Statistics and their Applications (ICMSA2017). AIP Conf. Proc. 1905, 040008-1–040008-6; https://doi.org/10.1063/1.5012196
[36]. Ali Ekici, Okan Örsan Özener, and Elvin Çoban(2018): Blood Supply Chain Management and Future Research Opportunities; Operations Research Applications in Health Care Management, International Series in Operations Research & Management Science 262, https://doi.org/10.1007/978-3-319-65455-3_10.
[37]. Pratiksha Patil, Pradip Kumar Ray and Esha Saha(2018): Modeling and Analysis of Distribution of Blood Stocks to Healthcare Units; Healthcare Systems Management: Methodologies and Applications, Managing the Asian Century, DOI 10.1007/978-981-10-5631-4_9.
[38]. امیدخدا، آزاده، صدیقه امینی کافی آباد، علی اکبر پورفتح اله، مهتاب مقصودلو (1396)، مدیریت تولید، فرآوری، توزیع خون و پایش ضایعات آن در ایران (1388 الی 1394)، فصلنامه علمی پژوهشی خون، دوره 12 شماره 2 پاییز 96، (155-163).
[39]. داودی کیاکلایه، علی، پریدار، مصطفی، توگه، غلامرضا (1391)، محاسبه هزینه واحد پایگاه­های انتقال خون استان گیلان، فصلنامه علمی پژوهشی خون، دوره 9 شماره 3 پاییز 91، (352-346).
[40]. عقیانی، مونا، جبارزاده، آرمین، سجادی، سید جعفر (1394)، ارائه یک مدل بهینه سازی استوار جهت طراحی شبکه زنجیره تامین خون در شرایط بحران با در نظرگرفتن قابلیت اطمینان، نشریه مهندسی و مدیریت کیفیت جلد - 5 شماره 2، تابستان  95.
[41]. زنده دل، محمد، بزرگی امیری، علی، عمرانی، هاشم (1393)، ارائه مدل مکان یابی پایگاه های اهدای خون با در نظر گرفتن اختلال در محل استقرار، نشریه تخصصی مهندسی صنایع، دوره  48، سال 93، (33-43).
[42]. Nigel M. Clay , Babak Abbasi , Andrew Eberhard  and John Hearne; On the volatility of blood inventories; INTERNATIONAL TRANSACTIONS INOPERATIONAL  RESEARCH; Intl. Trans. in Op. Res. 25 (2018) 215–242 DOI: 10.1111/itor.12326 .
نشریه علمی پژوهشی مهندسی و مدیریت کیفیت
دوره 8، شماره 4
اسفند 1397
صفحه 259-274

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار