مهندسی سیستم و بهره‌وری

مهندسی سیستم و بهره‌وری

مدل‌سازی چندهدفه اقتصادی-زیست‌محیطی برای بهینه‌سازی عملیات انبار متقاطع در زنجیره تأمین فولاد اصفهان

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مدیریت صنعتی، واحد رودهن، دانشگاه آزاد اسلامی، رودهن، ایران
2 گروه مدیریت صنعتی، واحد تهران غرب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
3 گروه مهندسی صنایع، واحد نوشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، نوشهر، ایران
4 گروه مدیریت صنعتی، واحد نوشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، نوشهر، ایران
چکیده
پژوهش حاضر به مدل‌سازی چندهدفه اقتصادی-زیست‌محیطی جهت بهینه‌سازی عملیات انبار متقاطع در زنجیره تأمین فولاد می‌پردازد. برخلاف مدل‌های موجود در ادبیات که اغلب برفرض ناوگان همگن و محصولات تک‌نوعی استوارند، نوآوری کلیدی این مطالعه، توسعه یک مدل بهینه‌سازی خطی عدد صحیح است که با تعریف شاخص‌های اختصاصی برای کالاها و انواع ناوگان، پیچیدگی‌های واقعی (تنوع محصول و ناهمگنی وسایل نقلیه) را به قیود مدل وارد کرده است. مدل توسعه‌یافته با رویکرد فراابتکاری ترکیبی حل‌شده است که در آن الگوریتم ژنتیک مرتب‌سازی نامغلوب چندهدفه نسل دوم وظیفه اکتشاف فضای حل و الگوریتم شبیه‌سازی تبرید وظیفه بهبود محلی بر روی پاسخ‌های جدید را بر عهده دارند. آزمایش‌های محاسباتی نشان می‌دهند که در ابعاد کوچک، گپ بهینگی صفر است و در ابعاد بزرگ نیز، ترکیب مذکور کارایی بالایی دارد. تحلیل حساسیت انجام‌شده بر روی داده‌های واقعی شرکت فولاد مبارکه اصفهان، اولویت‌بندی راهبردی را برای مدیران مشخص کرده است: شناسایی گلوگاه‌های زمانی (بارگیری، تخلیه و انتقال داخلی) و تعیین نقطه بهینه بین زمان عملیات و هزینه‌های زیست‌محیطی. این نتایج به‌عنوان یک ابزار پشتیبان تصمیم عملیاتی، امکان مدیریت پایدار جریان مواد را در صنایع سنگین فراهم می‌آورد.

تازه های تحقیق

  • طراحی یک مدل ریاضی جدید و چندهدفه در مدیریت انبار متقاطع
  • لحاظ کردن پویایی‌های واقعی سیستم در زنجیره تأمین صنعت فولاد
  • توسعه و پیاده‌سازی یک الگوریتم فراابتکاری ترکیبی کارآمد
  • اثبات پایداری عملکرد مدل نسبت به تغییرات کوچک پارامترها

کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Eco-Economic Multi-Objective Modeling for Optimizing Cross-Docking Operations in the Isfahan Steel Supply Chain

نویسندگان English

Mohammadreza Aghajafar Mahallati 1
Mohammad Hossein Darvish Motevalli 2
Seyyed Mostafa Mousavi 3
Majid Motamedi 4
1 Department of Industrial Management, Ro.C., Islamic Azad University, Roudehen, Iran
2 Department of Industrial Management, WT.C., Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 Department of Industrial Engineering, Nos.C., Islamic Azad University, Noshahr, Iran
4 Department of Industrial Management, Nos.C., Islamic Azad University, Noshahr, Iran
چکیده English

This study addresses eco-economic multi-objective modeling to optimize cross-docking operations in the steel supply chain. Moving beyond conventional literature that often relies on homogeneous fleets and single-product assumptions, a key innovation here is the incorporation of product and vehicle diversity through specific indexed modeling, which captures complex, real-world industrial constraints. The model is solved using an efficient hybrid metaheuristic approach, where NSGA-II performs global exploration while Simulated Annealing (SA) is embedded as a local search operator to refine solutions within each generation. Computational experiments demonstrate a zero percent optimality gap in small dimensions, with the hybrid approach maintaining high efficiency for large-scale industrial cases. Furthermore, sensitivity analysis using real data from the Isfahan Mobarakeh Steel Company provides actionable insights for managers: it identifies critical operational bottlenecks (loading, unloading, and internal transfer durations) and enables data-driven trade-offs between logistical makes pan and greenhouse gas emissions, establishing the model as a robust decision-support tool for sustainable heavy industry operations.

کلیدواژه‌ها English

Cross-docking
Mathematical Modeling
Economic Objectives
Environmental Objectives
Isfahan Steel Supply Chain

Copyright © Mohammadreza Aghajafar Mahallati, Mohammad Hossein Darvish Motevalli, Seyyed Mostafa Mousavi, Majid Motamedi

 

License

This article is released under the Creative Commons Attribution (CC BY 4.0) license. Anyone is free to copy, share, translate, and adapt this article for any purpose, whether commercial or non-commercial, as long as proper citation is given to the authors and original publication.

Aghajafar Mahalati, M. A., Darvish Motevalli, M. H., Mousavi, S. M., & Moatamedi, M. (2025). Presenting a Multi-Objective Mathematical Model for Optimizing Cross-Docking Warehouse Management in the Supply Chain Using a Metaheuristic Algorithm. Decision Science and Intelligent Systems, 2(4), 1-24. (In Persian)
Algam, T., Chowdhury, A., & Kundu, P. (2024, June). Optimal PMU placement using BAOA by considering variable cost. In 2024 IEEE 3rd International Conference on Electrical Power and Energy Systems (ICEPES) (pp. 1-6). IEEE. https://doi.org/10.1109/ICEPES60647.2024.10653595
Amani, M. A., & Nasiri, M. M. (2023). A novel cross docking system for distributing the perishable products considering preemption: a machine learning approach. Journal of Combinatorial Optimization45(5), 130. https://doi.org/10.1007/s10878-023-01057-y
Asgharyar, M., Farmand, N., & Shetab-Boushehri, S. N. (2025). A novel mathematical modeling approach for integrating a periodic vehicle routing problem and cross-docking system. Computers & Operations Research180, 107048. https://doi.org/10.1016/j.cor.2025.107048
Babazadeh Rafiei, A., Sohrabi, T., Motamedi, M., & Darvish Motevalli, M. H. (2024). A Robust Risk Management Model for the Blood Supply Chain in Corona Pandemic Condition. Journal of Industrial Management Perspective14(3), 56-78. https://doi.org/10.48308/jimp.14.3.56
Chen, J. C., Anggrahini, D., & Chen, T. L. (2024). Current research and future challenges in parcel hub towards logistics 4.0: a systematic literature review from a decision-making perspective. International Journal of Production Research62(23), 8562-8593. https://doi.org/10.1080/00207543.2024.2337109
Darvish Motevali, M. H., & Motamedi, M. (2020). Dynamic modeling to evaluate the efficiency of a sequential multilevel supply network. Journal of Decisions and Operations Research5(3), 272-289. https://doi.org/10.22105/dmor.2020.242474.1196
Faghih-Mohammadi, F., Nasiri, M. M., & Konur, D. (2023). Cross-dock facility for disaster relief operations. Annals of Operations Research322(1), 497-538. https://doi.org/10.1007/s10479-022-04939-2
Haghgoei, A., Irajpour, A., & Hamidi, N. (2024). A multi-objective optimization model of truck scheduling problem using cross-dock in supply chain management: NSGA-II and NRGA. Journal of Modelling in Management19(4), 1155-1179. https://doi.org/10.1108/JM2-06-2023-0130
Hemmati, A., Kaveh, F., Abolghasemian, M., & Pourghader Chobar, A. (2024). Simulating the line balance to provide an improvement plan for optimal production and costing in petrochemical industries. Journal of Engineering Management and Soft Computing10(1), 190-212. https://doi.org/10.22091/jemsc.2024.11189.1198
Kurt, A., & Gumus, M. (2025). Dynamic Freight Planning with Hybrid Cross-Docking under Carbon Tax and Bounded Storage Age. Transportation Research Record2679(6), 450-470. https://doi.org/10.1177/03611981251318338
Modica, T., Tappia, E., Colicchia, C., & Melacini, M. (2024). Integrating arrival time estimation in truck scheduling: an explorative study in grocery retailing. Production & Manufacturing Research12(1), 2425678. https://doi.org/10.1080/21693277.2024.2425678
Mousavi, S. M., Motamedi, M., & Karimi, R. (2024). A mathematical model of the location problem for central and secondary warehouses in the multi-level supply chain network of perishable products. International journal of research in industrial engineering13(1), 11-24. https://doi.org/10.22105/riej.2024.394527.1378
Poornaser, M., Amoozadkhalili, H., & Motamedi, M. (2022). Routing disaster relief vehicles in a humanitarian supply chain. Disaster Prevention and Management Knowledge (quarterly)12(2), 205-216. https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.23225955.1401.12.2.5.7
Rajabzadeh, M., & Mousavi, S. M. (2023). A new interval-valued fuzzy optimization model for truck scheduling in a multi-door cross-docking system by considering transshipment and flexible dock doors extra cost. Iranian Journal of Fuzzy Systems20(6), 63-84. https://doi.org/10.22111/ijfs.2023.41416.7203
Rajabzadeh, M., Mousavi, S. M., & Azimi, F. (2025). A new gray optimization model for disposing or re-commercializing unsold goods in reverse logistics networks with a cross-docking center. Kybernetes54(5), 2806-2836. https://doi.org/10.1108/K-12-2022-1637
Zadehbagheri, M., Abbasi, A., & Sutikno, T. (2023). Optimal placement of the phasor measurement units using differential evolution algorithm. Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science31(2), 1211-1222. http://doi.org/10.11591/ijeecs.v31.i2.pp1211-1222

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 20 شهریور 1405

  • تاریخ دریافت 05 تیر 1405
  • تاریخ بازنگری 11 شهریور 1405
  • تاریخ پذیرش 20 شهریور 1405
  • تاریخ اولین انتشار 20 شهریور 1405
  • تاریخ انتشار 20 شهریور 1405