25117

طراحي شبكه توزيع امن تحت شرايط عدم قطعيت (مطالعه موردي: صنعت بانكداري)

دكتري

مهندسي صنايع

1393

1400/02/29

دكتر سعيد يعقوبي

دكتر محمد فتحيان، دكتر تام ون ونسل

مهندسي صنايع

در مديريت زنجيره تأمين كالاهاي باارزش، سري يا خطرناك، تنها توجه به اهداف اقتصادي كافي نيست و توزيع-كنندگان كالا بايستي براي بهره¬مندي از زنجيره¬اي هوشمند و چابك، اهداف امنيتي را نيز در نظر بگيرند. به عنوان مثال در صنعت بانكي، اگر تصميم¬گيري¬هاي انجام شده در خصوص طراحي شبكه و نحوه توزيع وجوه و اوراق بهادار در شبكه فيزيكي به درستي صورت نگيرد، علي¬رغم افزايش زمان و هزينه حمل وجوه در سيستم، مي‌تواند توزيع وجوه در شبكه را با تأخير و يا خطر مواجه سازد. بديهي است وجود تأخير و خطر در شبكه و يا عدم تأمين مناسب وجوه نقد براي مشتريان بانك منجر به نارضايتي آن‌ها شده و كاهش مشتريان بانك را به دنبال خواهد داشت. به همين منظور بانك‌ها ناگزير به استفاده از تكنيك‌هاي لازم جهت مديريت مناسب لجستيك وجوه مي‌باشند، تا از اين طريق با توزيع كيفي و كمي مناسب وجوه و اوراق بهادار در شبكه توزيع، عليرغم خدمت‌رساني مناسب به مشتريان، به حفظ مشتريان فعلي پرداخته و يا حتي بر تعداد آن‌ها بيافزايند. در اين راستا، اين رساله مسئله طراحي شبكه توزيع امن مورد بررسي و طراحي قرار مي¬دهد كه در سطح استراتژيك توجه به مسائل مكان‌يابي يا بازآرايي شبكه تسهيلات و در سطح عملياتي بهينه‌سازي حمل كالاي باارزش، سري يا خطرناك در راستاي كسب هوشمندي لازم در دستيابي به اهداف اقتصادي و امنيتي ضروري مي¬نمايد. در اين راستا، ضمن تشريح اهميت مسائل مطرح، ابتدا به تشريح يك متودولوژي جديد پشتيبان تصميم¬گيري مكان¬محور به منظور بازآرايي شبكه شعب خدمت¬رسان در سطح استراتژيك مي¬پردازيم. با استفاده از نتايج حاصله، مدل يكپارچه¬ي مكان¬يابي انبار كالا و مسيريابي وسايل نقليه¬ي حمل¬كننده¬ي كالا با در نظر گرفتن معيارهاي امنيتي توسعه داده مي¬شود. اين مدل توسعه داده شده در ادامه با مدل¬سازي نوسانات تقاضا و شرايط ترافيكي در محيط شهري، به عنوان دو ويژگي جهان واقعي به ترتيب با استفاده از رويكرد بهينه¬سازي استوار و وابستگي سرعت¬هاي سفر به زمان تكميل مي¬شود. به دليل پيچيدگي محاسباتي بالاي مدل¬هاي مسيريابي ناشي از توسعه مدل پايه¬ي «مسيريابي وسيله¬ي نقليه» با افزودن محدوديت¬ها، اهداف و مفروضات جديد، دو روش فراابتكاري براي حل داده¬هاي با ابعاد بزرگ مطرح شده است. در نهايت نيز با اجراي آزمايش¬هاي محاسباتي متعددي به اعتبارسنجي، ارزيابي و تحليل انواع مدل¬ها، الگوريتم‌ها و روش¬هاي توسعه داده شده بر روي سه سري داده مصنوعي، داده¬هاي الگوي موجود در ادبيات و نمونه¬ي واقعي شبكه بانك ملي پرداخته مي¬شود كه نتايج حاكي از كارايي موارد مذكور در مقياس گسترده¬اي مي¬باشند. در خصوص نمايش كارايي مدل‌ها بر روي نمونه واقعي، پس از بازآرايي شبكه شعب در راستاي اهداف مورد نظر بانك و با در نظر گرفتن محدوديت‌هاي مربوطه (تعداد شعب و ملاحظات استراتژيكي كه پيش از اين وجود نداشته است)، تنها با استفاده از پياده‌سازي مدل مبتني بر ريسك توسعه داده شده، بهبودهاي 6.26% و 38.15% در توابع هدف و ريسك حاصل مي¬شود و از نقطه نظر استراتژيك نيز در 67% از داده‌ها پايداري در تصميمات مكان‌يابي گزارش مي¬شود. همچنين با مدل¬سازي سرعت¬هاي سفر وابسته به زمان شاهد 9.31٪ بهبود به¬طور ميانگين نسبت به شرايط سرعت ثابت هستيم. علاوه بر اين، محافظت از مدل وابسته به زمان در برابر بدترين سناريوي تقاضا تحت سطح عدم قطعيت 0.2 حداكثر منجر به افزايش هزينه¬ي متوسط 7.45٪ نسبت به مدل قطعي مي¬شود.

1400/06/02

Design of a secure distribution network under uncertainty (case study: banking industry)

1/1/1900 12:00:00 AM

In supply chain management for valuables, secret or hazardous goods, it is not enough to just pay attention to economic goals, and goods' distributors should also consider security goals in order to benefit from the smart and agile chain. For example, in banking industry, if the decisions made regarding the network design and the manner of cash and securities distribution in the physical network are not made correctly, despite the increase in time and cost of transporting cash in the system, it leads to delays in the distribution or endangers the network. It is obvious that the existence of delays and risks in the network or the lack of adequate provision of cash for banks customers will lead to their dissatisfaction and therefore to a decrease in bank customers. For this reason, banks have to use the necessary techniques to properly manage the cash logistics, so that by distributing the proper quality and quantity of cash and securities in the distribution network, in spite of providing suitable customer service, retain current customers or even increase their number. In this regard, this dissertation illustrates, models and solves the issue of secure distribution network design, where at the strategic level pays attention to location/restructuring of network' facilities and at the operational level optimizes the transportation of valuables, secret or hazardous goods in order to achieve the necessary intelligence in economic and security purposes. In this regard, while explaining the importance of the issues raised, we first describe a new spatial decision support methodology to restructure the branches' network at the strategic level. Using the results, an integrated location routing to locate the treasury and route vehicles is developed taking security criteria into account. This model is further extended by modeling demand fluctuations and traffic conditions in the urban environment, as the two real-world features, using a robust optimization approach and time-dependency of travel speeds, respectively. Due to the NP-hard feature of the routing model resulting from the development of the basic "vehicle routing problem" with the addition of new constraints, objectives and assumptions, two meta-heuristic methods have been developed to solve large-size data. Finally, by performing several computational experiments to validate, evaluate and analyze the models, algorithms and methods developed on three series of artificial data, benchmark data in the literature and real case of branches' network of Bank Melli. The results show the extensive efficiency regarding these three cases. Regarding the efficiency of the developed models on the real case, after restructuring the branches' network in line with the bank's objectives and considering the relevant constraints (the number of branches and strategic considerations that did not exist before), only using the implementation of our LRP model based on the security criteria viewpoint, the improvements of 6.26% and 38.15% are achieved in the objective and risk functions, and from a strategic point of view, in 67% of the data, stability in location decisions is reported. Also, by modeling time-dependent travel speeds, we see an average of 9.31% improvement over constant speed conditions. In addition, protecting the time-dependent model against the worst-case scenario under a maximum uncertainty level of 0.2 results in an average cost increase of 7.45% over the deterministic model.

مسيريابي وسايل حمل كالاهاي باارزش , بازآرايي شبكه تسهيلات , امنيت , عدم قطعيت , بانكداري

Vehicle Routing Problem for Valuables (Cash) Transportation , Branch Restructuring Problem , Security , Uncertainty , Banking Industry