Μοντελοποίηση και έλεγχος εφοδιαστικών αλυσίδων με τη χρήση δικτύων Petri:
Creators: name: Μπαλατσού, Σπυριδούλα Θεοφάνη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2010
Subjects: Εφοδιαστική αλυσίδα
Μοντελοποίηση- έλεγχος
Χρωματισμένα δίκτυα Petri
Supply chain
Modeling and control
Coloured Petri Nets

description: Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μοντελοποίηση και ο έλεγχος μιας εφοδιαστικής αλυσίδας (ΕΑ) με τη βοήθεια των δικτύων Coloured Petri Nets. Εξαιτίας του έντονου ανταγωνισμού μεταξύ των βιομηχανικών μονάδων, δημιουργήθηκαν κατάλληλα μαθηματικά μοντέλα ώστε να βελτιστοποιηθεί η απόδοσή της. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μία περιγραφή της ΕΑ με τη βοήθεια γνωστών αλυσίδων που έχουν χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν ώστε να αντιμετωπιστούν διάφορα προβλήματα παραγωγικών μονάδων. Οι σημαντικότεροι παράγοντες που καθορίζουν την απόδοση και την αύξηση του κέρδους των μελών της, είναι ο έλεγχος της στάθμης αποθεμάτων, η ποσότητα παραγωγής και ελλειμματικών παραγγελιών (back orders), ο χρόνος παράδοσης της παραγγελίας αλλά και το κόστος της αλυσίδας. Στη συνέχεια αναλύονται 3 διαφορετικά είδη παραγγελιοδοσίας κάνοντας χρήση μιας γραμμικής, μιας συνάρτησης κινητού μέσου όρου και μιας εκθετικής εξομάλυνσης. Με την βοήθεια αυτών, γίνεται προσπάθεια ομαλοποίησης έντονων φαινομένων που παρατηρούνται κατά την προσομοίωση της αλυσίδας (bullwhip effect). Κύρια χαρακτηριστικά του είναι η ενίσχυση της ζήτησης, η έντονη εναλλαγή της στάθμης του αποθέματος και το αυξημένο κόστος σε σχέση με το προβλεπόμενο. Η λειτουργία μιας ΕΑ όσο αφορά την σχεδίαση, εξαρτάται από την συνδεσιμότητά της, την πολυπλοκότητά της και το βαθμό αλληλεπίδρασης και αλληλεξάρτησης των μελών της. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναλύεται εκτενέστερα το εργαλείο μοντελοποίησης που χρησιμοποιείται, τα CP nets, το οποίο συνδυάζει ένα γραφικό περιβάλλον με μία απλή γλώσσα προγραμματισμού. Δίνονται κάποια εισαγωγικά χαρακτηριστικά του εργαλείου, ορισμός, ιδιότητες, τρόποι μοντελοποίησης απλών αλυσίδων. Τόσο οι εντολές και οι παλέτες προσομοίωσης όσο και επεκτάσεις ενός απλού δικτύου CP είναι απαραίτητες γνώσεις για οποιονδήποτε χρήστη. Στο τρίτο κεφάλαιο μοντελοποιούνται ΕΑ όπου οι εισερχόμενες παραγγελίες δίνονται με σήμα κανονικής κατανομής μέσω των τριών ειδών παραγγελιοδοσίας. Επίσης χρησιμοποιούνται δύο διαφορετικά σενάρια σε ότι αφορά τον τρόπο διακίνησης των προϊόντων τόσο μεταξύ των μελών της όσο και για το κάθε μέλος ξεχωριστά. Με κατάλληλα μέσα ελέγχου αναδεικνύεται ο αποδοτικότερος τρόπος διεξαγωγής των παραγγελιών στις περιπτώσεις συνεχούς και στοχαστικής ανατροφοδότησης. Για το δεύτερο είδος δίνονται ενδεικτικά τρεις περιπτώσεις ανατροφοδότησης ανάλογα με το επίπεδο αποθεμάτων την συχνότητα εκτέλεσης και τον χρόνο διεξαγωγής μιας παραγγελίας. Τα δίκτυα επεκτείνονται έτσι ώστε να υπολογίζεται το κόστος του κάθε μέλους με τη βοήθεια γραμμικής συνάρτησης με μεταβλητές το κόστος μεταφοράς, αποστολής, κατασκευής, αποθήκευσης και μηδενικού αποθέματος. Στο τέταρτο κεφάλαιο πραγματοποιείται η επεξεργασία και η ανάλυση των δεδομένων. Συγκρίνονται τα αποτελέσματα με τη χρήση των τριών συναρτήσεων ξεχωριστά για το απόθεμα τα backorders και τελικά για το κόστος της αλυσίδας. Ελέγχεται το ποσοστό εξομάλυνσης του φαινομένου bullwhip. Επιλέγεται η καλύτερη τεχνική παραγγελιοδοσίας ανάλογα με τον τρόπο ανατροφοδότησης. Στο τελευταίο κεφάλαιο μελετήθηκε και σχεδιάστηκε ένα ανταγωνιστικό μοντέλο στο οποίο συμμετέχουν δύο μεσολαβητές, όπου ο ένας χρησιμοποιεί συνάρτηση κινητού μέσου όρου και ο άλλος εκθετικής εξομάλυνσης. Με τη βοήθεια ενός τεστ, ανάλογα με το επίπεδο αποθεμάτων τους και με τις ανάγκες των άλλων μελών επιλέγεται ένας από τους δύο για να συνεχίσει την παραγγελία. Στη συνέχεια αλλάζει το κριτήριο επιλογής ανάλογα με το ποιος θα ελαχιστοποιήσει τη συνάρτηση κόστους. Τα αποτελέσματα συγκρίνονται με του προηγούμενου κεφαλαίου. Τέλος προτείνονται πολιτικές ώστε ο χαμένος να ανατρέψει το αποτέλεσμα.
description: The main purpose of this dissertation is the modeling and control of a supply chain (SC) by using Coloured Petri Nets. The first chapter contains a SC description with known chains which have been used in the past in order to address various issues in production units. What is vital in the determination of the profit return and profit increase in SC’s members is the stock level control, the production management and back orders quantity, the delivery time and the overall chain cost. Following that, three different ordering types are being analyzed using a linear, a moving average and an exponential smoothing function. Using previous analysis, there has been put an effort to even out intense phenomena that are being observed during the chain simulation (bullwhip effect). The main features observed are the increase of demand, the huge fluctuations of stock level and the higher cost than the expected one. The second chapter analyzes more thoroughly the CP nets (the modeling tool used), which combine a picturesque setting with a simple programming language. There is a brief introduction of the technical features, its definition, the properties, and the methods of how to model simple chains. Both commands and simulation palettes and the simple network CP extensions are essential knowledge for any user. In the third chapter, SCs are being modeled where incoming orders are placed with a normal signal distribution across the three types of ordering. There are also two different scenarios that are carried out concerning the way that goods are being moved among SC’s members, as well as for each member separately. The most efficient ordering pattern in case of continuous feedback is highlighted by adequate means of control. Indicatively, three cases of feedback are given for the second type depending on the stock level, the commencement frequency and ordering time. Networks are extended in a way to calculate each member’s cost using linear function with variables such as cost of transport, delivery, manufacturing, storage and no remaining stock. In fourth chapter the processing and data analysis is being carried out. The results are being compared by using the three functions separately about the stock, the backorders and, ultimately, the overall chain cost. At the same time, the smoothing rate of bullwhip phenomenon is being examined and control. Moreover, the best technical order is being selected, the type of which depends on its re-feeding. In the final chapter, a competitive model has been studied and designed involving two competition-nodes, where the one uses a moving average function and the other an exponential smoothing function. With the aid of a testing method, depending on the inventory level and the needs of other members, one of the two mediators is chosen to continue the sequence. Then, the selection criterion changes depending on who is to minimize the cost function. The results are then compared to those of the previous chapter. Finally, policies are being proposed in order for the loser to overturn the result.