Facility Location and Capacity Level Selection Problem and its Application to a Supply Chain Design Case in the Period of Pandemic

Abstract

In this paper, the problem of facility location and capacity level selection for facilities with gradual capacities is investigated. By choosing the right facility location with the right capacity, it is aimed to minimize the total cost consisting of fixed operating costs of the facilities and the transportation costs of the goods and services from the facilities to distribution centers. An integer linear programming model is formulated to solve this problem. What makes the difference in this paper is that a new integer linear programming model is proposed to address the problem of the decision to choose between facilities at potential locations in a single-stage supply chain, as well as the transfer of multilevel capacities between facilities or the distribution of new capacities to be included in the system. Thus, idle capacities can be better utilized and transportation costs can be reduced. The impact of COVID-19, which leaves deep marks both in business life and in people's individual life, has broken all the routines of the supply chains. During COVID-19 period, almost all market needs changed and most of the supply chain networks have difficulty to meet the requirements with their existing structure. At this point, a case of a disinfectant manufacturer who wanted to redesign its supply chain was discussed and the introduced model was applied to this case. It is aimed that the investigated case and the adapted model contribute to the solution of similar cases.

Keywords

• Facility Location
• Integer Programming
• Capacitated Facilities
• COVID-19
• FMCG

Tesis Yeri ve Kapasite Seviyesi Seçimi Problemi ve Pandemi Döneminde Bir Tedarik Zinciri Tasarımı Vakasına Uygulaması

Abstract

Bu çalışmada kademeli kapasitelere sahip tesisler için tesis yeri ve kapasite seviyesi seçimi problemi ele alınmıştır. Doğru kapasitede doğru lokasyonda tesis seçimi ile tesislerin sabit işletme giderleri ile bu tesislerde üretilen mal ve hizmetlerin dağıtım merkezlerine taşıma maliyetlerinden oluşan toplam maliyetin en aza indirilmesi amaçlanmıştır. Bu problemin çözümü için tam sayılı doğrusal programlama modeli önerilmiştir. Bu çalışmada fark yaratan durum, bir tek aşamalı tedarik zincirinde potansiyel lokasyonlardaki tesisler arasından seçim kararının yanı sıra, kademeli kapasitelerin tesisler arasında transferi ve ya sisteme dahil olacak yeni kapasitelerin dağıtımı problemini ele almak için yeni bir tam sayılı doğrusal programlama modeli önerilmesidir. Böylece atıl kapasiteler daha iyi değerlendirilebilecek ve taşıma maliyetleri düşürülebilecektir. Gerek iş hayatında gerekse insanların bireysel yaşamında derin izler bırakan COVID-19 sürecinin tedarik zincirleri üzerindeki etkisi tüm ezberleri bozmuştur. Pandemi döneminde Pazar ihtiyaçlarının neredeyse tamamen değişmesi ile birlikte, çoğu tedarik zinciri ağı mevcut yapısıyla ihtiyacı karşılamakta zorluk çekmektedir. İşte tam bu noktada tedarik zincirini yeniden tasarlamak isteyen bir dezenfektan üreticisi ile ilgili vaka ele alınmış ve tanıtılan model bu vakaya uygulanmıştır. İncelenen vakanın ve uyarlanan modelin, benzer durumdaki vakaların çözümüne katkı sağlaması hedeflenmiştir.

Keywords

• Tesis Yeri Seçimi
• Tam Sayılı Programlama
• Kapasiteli Tesisler
• COVID-19
• FMCG

References

1. Albareda-Sambola, M., Landete, M., Monge, J., & Sainz-Pardo, J. (2017). Introducing capacities in the location of unreliable facilities. Eur. J. Oper. Res(259), 175–188.
2. Contreras, I.A., & Díaz, J.A.,. (2008). Scatter search for the single source capacitated facility location problem. Ann. Oper. Res.(157), 73–89.
3. Corberána, A., Landete, M., Peiróa, J., & Saldanha-da-Gamac, F. (2020). The facility location problem with capacity transfers. Transportation Research(138), 1-19.
4. Correia, I., & Captivo, M. E. (2003). A lagrangean heuristic for a modular capacitated location problem. Annals of Operations Research(122), 141-161.
5. Cortinhal, M. C. (2003). Upper and lower bounds for the single source capacitated location problem. ur. J. Oper. Res.(151), 333–351.
6. Gadegaard, S.L., Klose, A., & Nielsen, L.R. (2018). An improved cut-and-solve algorithm for the single-source capacitated facility location problem. EURO J. Comput.(6), 1-27.
7. Govindan, K., Mina, H., & Alavi, B. (2020). A decision support system for demand management in healthcare supply chains considering the epidemic outbreaks: A case study of coronavirus disease 2019 (COVID-19). Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, 1-14.
8. Grida, M., Mohamed, R., & Zaied, A.N.H. (2020). Evaluate the impact of COVID-19 prevention policies on supply chain aspects under uncertainty. Transportation Research Interdisciplinary Perspectives(8), 1-8.

9. Guignard, M., & Spielberg, K.,. (1979). A direct dual method for the mixed plant location problem with some side constraints. Math. Program, 17, 198–228.
10. Hallak , J., & Miç , P. (2021). Multi Criteria Decision Making Approach to the Evaluation of Humanitarian. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 22, 71-80.
11. Irawan, C. A., & Jones, D. (2019). Formulation and solution of a two-stage capacitated facility location problem with multilevel capacities. Ann Oper Res(272), 41-67.
12. Ivanov, D., & Dolgui, A. (2020). Viability of intertwined supply networks: extending the supply chain resilience angles towards survivability. Int. J. Prod. Res., 58(10), 2904-2915.
13. Linton, T., & Vakil, B. (2020). Coronavirus is proving we need more resilient supply chains. Harward Business Review: https://hbr.org/2020/03/coronavirus-is-proving-that-we-need-more-resilient-supply-chains adresinden alındı
14. Lu, H., Stratton, C.W., & Tang, Y. W. (2020). Outbreak of pneumonia of unknown etiology in Wuhan, China: The mystery and the miracle. J Med Virol(92), 401-402.
15. Shokrani, A., Loukaides, E.G., Elias, E., & Lunt, A.J. (2020). Exploration of alternative supply chains and distributed manufacturing in response to COVID-19; a case study of medical face shields. Materials & Design(192), 1-3.
16. Sridharan, R. (1995). The capacitated plant location problem. Eur. J. Oper. Res(87), 203–213.
17. Taş, M. B. H., & Yağanoğlu, M. (2020). Ağır Akut Solunum Yolu Yetersizliği Sendromu Koronavirüsü 2 (SARS-CoV-2) Dünya Çapındaki Analizi ve Gelecekteki Durumu. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 20, 248-253.
18. Türken, M., & Köse, Ş. (2020). COVID-19 Bulaş Yolları ve Önleme. Tepecik Eğit. ve Araşt. Hast. Dergisi, 36-42.
19. Uğurlu, Y., Durgun, H., Nemutlu, E., & Kurd, O. (2020). COVID-19 Salgını Sırasında Bireylerin Sosyal El Yıkama Bilgi ve Tutumunun Değerlendirilmesi: Türkiye Örneği. Journal of Contemporary Medicine, 617-624.
20. URL_01. (2020, Temmuz 02). Pandemi. T.C. Sağlık Bakanlığı Covid-19 Bilgilendirme Sayfası: https://covid19.saglik.gov.tr/TR-66494/pandemi.html adresinden alındı