25264

ارائه مدل ها و رويكردهاي رياضي جهت هماهنگي تصميمات شبكه انتقال خون در حالت عدم قطعيت

دكتري

مهندسي صنايع

1394

1400/06/15

سيد مهدي حسيني مطلق

سيامك نوري

مهندسي صنايع

افزايش روزافزون جمعيت جهان پيامدهايي نظير افزايش نرخ بيماري ها و شيوع بيماري هاي واگير نظير همه گيري كوويد-19 موجب شده كه امروزه توجه به حوزه سلامت و درمان از اهميت و حساسيت ويژه اي بهره مند گردد. دراين‌بين شبكه انتقال خون با توجه به ويژگي هاي خاص و منحصربه‌فردي نظير تعداد كم اهداكنندگان، عدم قطعيت عرضه و تقاضا و همچنين فسادپذيري از اهميت ويژه اي برخوردار است. انطباق عرضه و تقاضا به شيوه اي كارآمد، امري پيچيده و نيازمند برنامه ريزي مناسب و كارا است كه مي تواند منجر به كاهش اتلاف و كمبود در اين شبكه حياتي شود. در اين رساله به ارائه مدل هاي هماهنگي جهت اتخاذ تصميمات طراحي- بازطراحي و مديريت موجودي پرداخته خواهد شد. در گام اول به ارائه يك فرآيند هماهنگي مابين مراكز درماني و بانك هاي خون مركزي بر مبناي انتقال عرضي واكنشي و همچنين امكان برنامه ريزي مجدد براي جمع¬آوري و توليد فرآورده هاي خوني پرداخته مي شود. براي مقابله با پارامترهاي عدم قطعيت در اين سطح از شبكه، از يك نسخه توسعه‌يافته برنامه ريزي تصادفي و از روش شبيه سازي براي توليد سناريو استفاده مي شود. همچنين يك رويكرد روبه‌جلو براي كاهش تعداد سناريو و دستيابي به تعداد سناريوهاي كارا براي كاهش پيچيدگي مسئله بكار گرفته مي شود. سپس فرآيند هماهنگي ارائه‌شده بر روي داده هاي مطالعه موردي واقعي در شهر تهران پياده سازي و نتايج آن گزارش‌شده است. سپس در گام دوم به ارائه يك فرآيند جديد هماهنگي مابين مراكز جمع آوري خون و بانك هاي خون مركزي پرداخته‌شده است. علاوه بر اين، براي مواجهه با عدم قطعيت و ريسك اختلال بر مبناي شرايط خاص بيماري همه گيري كوويد-19، از يك مدل احتمالي با يك روش عدم قطعيت تركيبي استفاده‌شده است. براي حل مدل پيشنهادي نيز از رويكرد برنامه ريزي افق غلطان براي به اشتراك‌گذاري واحدهاي خوني استفاده خواهد شد. در اين سطح از شبكه، از مطالعه موردي كشور ايران براي نشان دادن قابليت ها و كارايي مدل پيشنهادي استفاده مي شود و نتايج به‌دست‌آمده حاكي از كارايي مدل پيشنهادي، برتري مفهوم هماهنگي و كارآمدي فرآيند طراحي‌شده براي كاهش كمبود و اتلاف در شرايط همه گيري كوويد-19 است. لازم به ذكر است كه اگرچه مدل هاي پيشنهادي بر روي مطالعه هاي موردي شهر تهران و كشور ايران پياده‌سازي شده‌اند، منتها محدود به اين موارد نشده و همان‌طور كه بخش نتايج نشان داده‌شده است فرآيندهاي پيشنهادي قابليت تعميم براي ساير شبكه هاي انتقال خون را داراست.

1400/07/03

Proposing mathematical models and approaches to coordinate the blood transfusion network decisions under uncertainty

9/6/2022 12:00:00 AM

The world's growing population has led to an increase in the rate of disease and the prevalence of infectious diseases such as COVID-19, which makes it very important to pay attention to the healthcare system. Specific characteristics of the blood transfusion network, such as insufficient donors, irregular supply and demand, and perishability of blood products, create unique conditions for managing this network. Efficiently matching between supply and demand has a lot of complexity and requires appropriate planning to mitigate the shortage and wastage in this vital network. In this thesis, the coordination models are proposed to adopt the design-redesign and inventory management decisions in this network. In the first step, we design a novel coordination mechanism in which medical centers and central blood banks are coordinated by collaborative activities by a reactive transshipment and re-plan for blood collection orders. Moreover, to tackle the uncertainty of the parameters, an extended version of the stochastic programming approach, along with a Monte Carlo simulation method are applied for scenario generation. Then, to reduce the number of scenarios to have a tractable optimization model, an efficient forward method is tailored. Then, the coordination mechanism is applied to a real case study in Tehran city and the results are reported. In the second step, another novel mechanism is tailored to coordinate the decisions of central blood banks and blood collection centers. Moreover, to tackle the uncertainty and disruption risk based on the COVID-19 outbreak, a novel stochastic model combining the mixed uncertainty approach is tailored. For solving the proposed model and methodology, a rolling horizon planning method is implemented under an iterative procedure to provide and share the limited blood resources. A real-world case study of Iran is investigated to examine the applicability and effectiveness of the proposed model. Obtained computational results indicate the applicability of the proposed model, the superior performance of the coordination concept, and the effectiveness of the designed mechanism for mitigating the shortage and wastage during the COVID-19 outbreak. It should be noted that even though the proposed models are motivated by real case studies in Tehran province and Iran country, this research is not limited to just these cases. As will be explained in computational results, our designed coordination mechanism can be generalized to other blood transfusion networks and other cases.

زنجيره انتقال خون , هماهنگي , طراحي و بازطراحي , موجودي , عدم قطعيت

Blood transfusion chain , Coordination , Design and redesign , Inventory , Uncertainty