Luận án Tiến sĩ: Mô hình toán MILP thiết kế chuỗi cung ứng - Dương Võ Hùng

ĐẠI HỌC QUOC GIA TP. HO CHI MINH TRUONG DAI HOC BACH KHOA DUONG VO HUNG MO HINH TOAN CHO VIỆC THIET KE MẠNG LƯỚI CHUOI CUNG [ING LUAN AN TIEN SI QUAN TRI KINH DOANH TP. HO CHI MINH NAM 2016 ĐẠI HỌC QUOC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐƯỜNG VÕ HÙNG MÔ HÌNH TOÁN CHO VIỆC THIET KE MẠNG LƯỚI CHUOI CUNG [ING Chuyén nganh: QUAN TRI KINH DOANH Mã số chuyên ngành: 62.02 Phản biện độc lập 1: TS.

CAO TÔ LINH Phản biện độc lập 2: PGS. DƯƠNG VĂN BẠO Phản biện 1: PGS. HUYNH TRUNG LUONG Phan bién 2: PGS. CAO HAO THI Phan biện 3: PGS.

LE NGỌC QUYNH LAM NGUOI HUONG DAN KHOA HOC PGS. BUI NGUYEN HUNG LOI CAM DOAN Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết qua nghiên cứu và các kết luận trong luận án này là trung thực, và không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bat kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.

Tác giả luận án Duong Võ Hung TOM TAT LUẬN AN Trong luận án nay, tác giả đã phát triển thành công 3 mô hình lý thuyết quy hoạch nguyên hỗn hợp dé giải quyết những khoảng tréng và các van dé nghiên cứu của bai toán thiết kế chuỗi cung ứng. Trong đó, mô hình dau tiên tác giả phát triển cho bài toán đa sản phẩm, đa thời đoạn, phân bô hai nhóm đơn vị kinh doanh (nhà máy sản xuất và tông kho). Nét mới của mô hình này là việc mở các đơn vị kinh doanh theo từng thời điểm thích hợp (xác định mạng cung ứng). lượng vận chuyển hàng hóa giữa các đơn vị kinh doanh trong hệ thống (bải toán vận tải), đồng thời xem xét mức tôn kho tương ứng của mỗi đơn vị kinh doanh trong suốt quá trình thiết kế.

Với cách tiếp cận này, thông số hệ thống tại mỗi thời điểm trong suốt quá trình thiết kế đều được thể hiện. Điều này giúp cho những nhà đầu tư có thể nắm bắt quá trình thiết kế, cũng như có những quyết định kịp thời và hợp lý. Dé đa dạng hóa tính ứng dụng đồng thời hỗ trợ khỏa lấp hết tất cả các khoảng trống nghiên cứu, tác giả đã mở rộng hướng nghiên cứu để phát triển mô hình 2. Mô hình này có xem xét đánh giá hiệu quả vận hành những đơn vị kinh doanh khi được mở trong hệ thong.

Day là nét khác biệt của mô hình này với những mô hình đã được công bó. Khi một don vị kinh doanh được mở trong hệ thống thì hệ thống sẽ kiểm soát mức sản lượng vận hành của đơn vi kinh doanh nay, nếu mức sản lượng vận hành dưới mức sản lượng cho phép, thì đơn vị kinh doanh đó sẽ trả chi phí phạt. Thông tin chi phí phạt này giúp cho những nhà đầu tư có thể hiệu chỉnh quyết định mở các đơn vị kinh doanh của mình trong hệ thống. Đây là điểm khác biệt và thành công của mô hình 2.

Một hướng mở tiếp theo là ứng dụng cho bải toán cấp hàng trực tiếp cũng như thuê ngoai trong thiết kế hệ thống được phát triển trong mô hình 3. Mô hình này tác giả sử dụng tập tổng kho ảo để kết nối giữa những nhà sản xuất và các đại lý trong hệ thống, công suất của các tổng kho ảo này chính là tải trọng của loại xe tải tương ứng. Ngoài ra, việc mở rộng tập các nhà sản xuất bao gồm thêm những nhà cung cấp bên ngoài có thé cho phép mô hình ứng dụng cho trường hợp thuê ngoài, một chiến lược rất thịnh hành hiện nay của chuỗi cung ứng. Mô hình 3 cho phép những nhà dau tư tiết giảm chỉ phí đầu tư ban đầu trong hệ thống, điều này làm giảm rủi ro đầu tư, đây cũng là điểm ii thành công của mô hình 3.

Cả mô hình 2 và 3 đều áp dụng cho trường hợp đơn sản phẩm. Bên cạnh việc phát triển 3 mô hình, tác giả cũng thành công trong việc xây dựng giải thuật Lagrange để tìm lời giải. Giải thuật của luận án cung cấp lời giải đủ tin cậy cần thiết để áp dụng vào thực tế khi thiết kế. Nét đặc trưng của giải thuật này là tác giả đã thêm những bộ ràng buộc can thiết sau khi bài toán được phân tách thành 2 bài toàn nhỏ.

So với hầu hết những mô hình đã công bố, mô hình thường loại bớt một số ràng buộc dé bài toán dé giải hơn, và các ràng buộc này sẽ được kiểm tra lại tương ứng với từng lời giải thu được từ giải thuật. Với những bộ ràng buộc thêm này, việc xác định lời giải của các mô hình của luận án này sẽ hiệu quả và nhanh hơn. lil ABSTRACT In this dissertation, the author had developed 3 theoretical mixed integer linear programming — MILP models to fulfill all gaps and research questions for supply chain network design problems. For the first model, the multi-item, multi-period, two- echelon capacitated facilities location problem was proposed.

The differences of this model are that the facilities are opened at relevant period (distribution network); the transportation volumes are determined in the system (transportation network); and the opened facilities’ inventory levels are considered at each period in time horizon. Therefore, the operational parameters are confirmed at each period. This essential information is very useful for the investors and managers to make their decisions. For more application in realistic and reducing research gaps (with the same research direction — research branch), the author had developed the second MILP model (model 2).

In this model, the opened facilities’ operational volumes are considered to evaluate their efficiencies. This is the new contribution factor to the capacitated facilities location models. All opened facilities are controlled their operational volumes. At any period in time horizon, if these volumes are under requirement levels then these opened facilities have to pay the penalty costs respectively.

This information helps the investors to adjust their decision making. The other extension is applied for direct-shipment and out-sourcing strategies in SCND problems (research branch). In the third MILP model (model 3), the author employed a dummy distribution center set to connect directly from manufacturing plants to retailers. The capacities of the respective vehicles are considered as dummy distribution center capacities.

This model helps to reduce the investment capital, and then reduce the investment risks. For both model 2 and model 3 are applied for single item cases. In addition, the Lagrange relaxation algorithm was proposed to find all solutions for all developed models. This algorithm provided the reliability solutions for application in realistic.

The difference of this algorithm is that some additional constraint sets are added to two sub-problems for getting solutions quickly. iV LỜI CÁM ƠN Tác giả xin đặc biệt cảm ơn Thầy hướng dẫn, PGS. Bùi Nguyên Hùng, có nhiều chia sẻ, cảm thông, động viên, gợi ý hướng giải quyết, khắc phục khó khăn giúp tác gia hoàn thành luận án trong thời gian cho phép. Tác giả xin chân thành cảm ơn Thay PGS.

Huynh Trung Lương, có nhiều ảnh hưởng lớn đến thành công của tác giả, hỗ trợ về chuyên môn và tỉnh thần giúp tác giả thêm tự tin thực hiện nghiên cứu của mình. Tác giả xin trân trọng cảm ơn quý Thây/Cô Bộ môn Quản lý Sản xuất và Điều hành, Khoa Quản lý Công nghiệp, Trường Đại học Bách khoa Tp. Hồ Chí Minh đã theo dõi, chia sẻ và góp ý rất hữu ích cho việc hiệu chỉnh, cải thiện chất lượng cho luận án này. Đặc biệt gửi lời cảm ơn đến 2 Cô đồng nghiệp Nguyễn Thị Đức Nguyên và Bảnh Thị Uyên Uyên có nhiêu góp ý, ho trợ tác giả hoàn thiện từng bước luận án của mình.

Tác giả xin cảm ơn quý Thay/Cé, đồng nghiệp, bạn bè Khoa Quản lý Công nghiệp đã có nhiều hỗ trợ trong việc tra cứu tài liệu, cập nhật tài liệu mới và phù hợp cho cơ sở lý thuyết của luận án. Tác giả xin chân thành cảm ơn Thay PGS. Cao Hào Thị, PGS. Lê Ngọc Quỳnh Lam, TS.

Đỗ Thành Lưu đã dành nhiều thời gian quý báu hỗ trợ tác giả trong suốt tiễn trình hoàn thành các Hội đồng. Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Trường Đại học Bách khoa Tp. Hồ Chí Minh, Phòng Đào tạo Sau đại học, đã cho phép tác giả tham gia chương trình nghiên cứu sinh, đồng thời hỗ trợ một phan kinh phí cho chương trình học của tác giả. Cuôi cùng, tác gia xin gửi lời cảm ơn đền gia đình, Vợ Châu Bùi Mỹ Hạnh và các con, cho tác giả niêm tin vững chac, và tinh than lạc quan hoàn thành chương trình nghiên cứu sinh của tác giả.

MỤC LỤC DANH MỤC CÁC SƠ ĐÔ. - G11 1T TT H112 HT TH HT net xi M.0)/65:1/ 202 xii DANH MỤC CÁC TU VIET TẮT. G2 19% SE EE S391 SE 3v gi xiii CHUONG 1 TONG QUAN. l 1⁄2_ Khoảng trong và van dé nghiên cứu .3 Mục tiêu của luận án.------- << c1 3113010110111 1111 11v 1v ng 7 14 Ý nghĩa thực tiễn của luận AN .---- ¿+ 5252 2E E2ESE£EEE2E£EEEEEEEEEESErkrkrkrsree 8 1.5 Phạm vi nghiên cứu của luận ấn: .6 Quy trình thực hiện luận án: .7 Bố cục của luận án.

- -G- Gv S1 119191 1E 911111 1E 121111 11g nen: 12 CHƯƠNG2 CO SỞ LÝ THUYET VE CHUOI CUNG ỨNG.1 Giới thiệu và định nghĩa về chuỗi cung UNG.2 Câu trúc và hoạt động chuỗi cung UN .1 Nhà cung cấp (Nhà CC — Suppliers — Vendors): .2 Nhà sản xuất (ManufaCfUT€TS):.3 Nhà phân phối (Distributors): .24 Nhà bán lẻ — đại lý (Retailers): .55 Khách hàng (Customers/end-users): .3 Tìm hiểu nghiên cứu về chuỗi cung UN wees eseeeecsescesseeeseseseeesees 23 2.1 Nhóm nghiên cứu không dựa trên mô hình toán (non-mathematical ¡192101012555 ăa. Nhóm nghiên cứu theo mô hình toán (mathematical model):. 27 24 Khoảng trống và van đề nghiên cứu cho bài toán thiết kế chuỗi cung ứng:.1 Lựa chọn va phân bố nguồn lực trong bài toán thiết kế (the capacitated facilities location in supply chain network design problems): .2 Khoảng trống và van dé nghiên cứu của luận án: .5 Phát triển mô hình và định hướng giải thuật cho bài toán thiết kế chuỗi cung ứng: 44 2.1 Bài toán đơn sản phẩm, một thời đoạn (single product, single period) .2 Bài toán đa sản phẩm, một thời đoạn (multi-product, single period) .3 Bài toán đơn sản phẩm, nhiều thời đoạn (single product, multi-period) .4 Bài toán đa sản phẩm, nhiều thời đoạn (multi-product, multi-period) .5 Định hướng mô hình cho bai toán thiết kế chuỗi cung ứng: .6 Định hướng giải thuật cho các mô hình toán: .6 Tóm tắt chương: veces csecsescscsesscscscscscssescscscscssescsessscscssssscscssssssssessesssesess 53 CHUONG 3 MÔ HÌNH THIET KE CHUOI CUNG UNG - CHO BAI TOÁN DA SAN PHAM, DA THOI ĐOẠN.- Gv 1119191 3 51111151 1E 1211 ng re 54 3.1 Giới thiệu mô hình 1: Mô hình đa sản phẩm, nhiều thời đoạn .2 Giới thiệu tập các thông số của mô hình l.1 Tập các chỉ SỐ:.2 Tập các tham SỐ:. Tập các biến quyết định: .