مکان یابی یک فعالیت اقتصادی اعم از یک بنگاه خرده فروشی، کارخانه، مرکز خدماتی یا … یکی از مهمترین سوالات پیش روی یک بنگاه اقتصادی است تا آنجا که این مساله میتواند تعیین کننده موفقیت یا شکست بنگاه باشد. تاکنون مدل های زیادی به منظور کمک به اتخاذ تصمیم در حوزه مکان­ یابی ایجاد شده ­اند، یکی از مشهورترین مدل ها در میان مدل های مکان­ یابی تسهیلات، مدل مساله پوشش است. این مدل سعی در حداکثر نمودن پوشش جمعیتی می کند که در یک حداکثر فاصله یا زمان مشخص از یک تجهیز قرار دارند. در این پژوهش، مدل ارائه شده توسط ماریانو و سرا (1998) که به صورت یک مسئله حداکثر پوشش با محدودیت شاخصهای صف می باشد توسعه داده می شود. به این شکل که در تابع هدف مساله با وارد کردن درآمد و هزینه­­ها علاوه بر حداکثر کردن میزان تقاضای پوشش یافته، میزان سود بنگاه نیز محاسبه گردیده و حداکثر می­ شود. که از این مدل برای تعیین و انتخاب مکان­های  مناسب برای استقرار 10 کیوسک خودپرداز بانک ملت از میان 30 مکان کاندید، استفاده شده است. برای حل مدل، الگوریتم فراابتکاری ژنتیک چند هدفه NSGA-II ) الگوریتم ژنتیک با مرتب­سازی غیرمغلوب) و نرم افزار MOEA Framework بکار گرفته شده است.

 شایان ذکر است، این مدل برای کلیه­ تصمیم­ گیری­ های مربوط به مکان­ یابی این بانک قابل بکارگیری خواهد بود.

کلید واژه

مکان­ یابی، مساله حداکثر پوشش، الگوریتم ژنتیک

فهرست مطالب

فصل اول: کلیات پژوهش– 1

1-1-  مقدمه————————————————————————————- 2

1-2- بیان مساله پژوهش– 3

1-3- اهمیت وضرورت مساله پژوهش– 5 

1-4- اهداف پژوهش– 6

1-6- فرضیات پژوهش————————————————————————– 6

1-7- فلوچارت پایان نامه 7  

2-2- مکان­ یابی- 10

2-2-1- دیدگاه ­های مطرح در مکان­ یابی صنایع- 10

2-2-2- تئوری­های مکان­ یابی- 13

2-2-3- مدل­های مکان­ یابی- 15

2-3- مکان­ یابی با بهره گرفتن از مدل پوشش– 19

2-4- الگوریتم ژنتیک– 23

2-4-1- الگوریتم- 23

2-4-2- مسائل NP-Hard- 27

2-4-3-  هیوریستیک– 29

2- 5-  مرورادبیات کاربرد الگوریتم ژنتیک درمسایل مکان­ یابی————————————— 49

2- 6- سابقه پژوهش­های دارای موضوعات مشابه 51

فصل سوم: روش اجرای پژوهش– 58

3-1- مقدمه 59

3-2- مدل مسائل پوشش حداکثر (MCLP) 60

3-3- پارامترها و مدل مساله 62

3-4- الگوریتم ژنتیک پیشنهادی- 65

3-4-1- روش Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II  (NSGA-II) 66

3-4-2- پیاده سازی الگوریتم NSGA-II 72

فصل چهارم: تحلیل داده ­ها 74

4-1- مقدمه 75

4-2- یافته­ های پژوهش– 76

4-2-1- مکان­های کاندید- 76

4-2-2- گردآوری داده ­ها 78

فصل پنجم: نتیجه ­گیری و پیشنهادها 87

5-1- مقدمه 88

5-2- نتیجه ­گیری- 89

5-3- محدودیت ها 92

5-4- پیشنهادها 92

منابع- 94

1-1-   مقدمه

مسأله مکان‌یابی، در سطوح استراتژیک تصمیم‌گیری بوده و اهمیت اساسی در موفقیت آن دارد. مکان مناسب نقش مهمی در رقابت‌پذیری یک شرکت در بازار داشته و باید به گونه‌ای انتخاب شود که باعث دستیابی به مزایای رقابتی و استراتژیک در مقایسه با سایر رقبا شود. پیشینه نظری مکان‌یابی تسهیلات، به خوبی توسعه یافته است. از زمانی که‌ مسأله کلاسیک وبر فرمول‌بندی شده است تاکنون نظریه مکان‌یابی بخش فعالی از پژوهش­هایی را مخصوصا در 30 سال گذشته به خود اختصاص داده است. در حال حاضر، مکان‌یابی تسهیلات می‌تواند به صورت بدنه بزرگی از دانش، مدل‌های متنوع، متدولوژی‌ها و تکنیک‌های حل مختلف در زمینه‌های مختلفی از جمله مهندسی صنایع، پژوهش در عملیات، مدیریت عملیات، اقتصاد شهری و علوم سیاسی دیده شود (پرتوی، 2006).

بانکداری نیز به عنوان یک فعالیت اقتصادی به دنبال استفاده از روش­های علمی جهت حداکثر نمودن پوشش خدماتی و کارایی و حداقل نمودن هزینه­هاست. اگرچه ظهور خودپردازها در ابتدا در بانکها بوده است و سالهاست که به ارائه خدمت در بانکها می­پردازند ولی قابلیت­های خودپردازها موجب شده است که از آن­ها در سایر اماکن حتی نقاط رو باز استفاده شود. بدین جهت دستگاه های خودپرداز در قالب کیوسک در نواحی مختلف شهر نصب می­گردند و متعاقباً تعیین مکان مناسب برای آن­ها به میزان مکان­ یابی شعبات بانک حائز اهمیت است (سلطانی، 1383).

مطالعه­ حاضر به عنوان یک پژوهش کاربردی با بهره گرفتن از تکنیک مکان­ یابی حداکثر پوشش به ارائه مدلی با محدودیت­ پارامترهای صف برای انتخاب مکان 10 کیوسک­ خودپرداز بانک ملت از میان  30 پارک منتخب در مناطق 1 تا 5 شهرداری تهران، با هدف حداکثر نمودن درآمد حاصل از این دستگاه­ها پرداخته است. مدل ارائه داده شده توسط الگوریتم ژنتیک چند هدفه و نرم افزار MOEA Framework حل و نتایج حاصل ضمن تعیین گزینه­ های منتخب جهت استقرار کیوسک های خودپرداز، نشان دهنده عملکرد مطلوب این الگوریتم نیز می­باشند.

1-2-    بیان مساله پژوهش

مکان یابی یک فعالیت اقتصادی اعم از یک بنگاه خرده فروشی، کارخانه، مرکز خدماتی یا … یکی از مهمترین سوالات پیش روی یک بنگاه اقتصادی است تا آنجا که این مساله میتواند تعیین کننده موفقیت یا شکست بنگاه باشد. یک انتخاب ضعیف مکان ممکن است منتج به هزینه­ های اضافی حمل و نقل، از دست دادن نیروی کار توانا، مزیت رقابتی یا بعضی شرایط مشابه شود که برای عملیات تعیین کننده است. هر بنگاه از لحاظ مکانی دامنه نفوذی دارد که اکثریت مشتریان خود را از داخل این محدوده جذب می نماید. این محدوده تحت عنوان منطقه خدماتی یا تجاری شناخته می شود، البته باید توجه داشت که این منطقه از لحاظ مسافتی دارای محدودیت می باشد و بنگاه دارای دامنه نفوذ محدودی می باشد، حال اگر مکان انتخاب شده برای بنگاه به نحوی باشد که در دامنه نفوذ بنگاه، مشتریان بالقوه زیادی وجود داشته باشد امکان موفقیت بنگاه به شدت افزایش می یابد و یک انتخاب نامناسب بعلت عدم وجود زمینه بالقوه فعالیت، می تواند منجربه شکست بنگاه گردد (عزیزی، 1388). امروزه خودپردازها با توجه به مزایایی که دارند و همچنین دامنه­ گسترده  خدماتی که ارائه می­دهند، در بسیاری از موارد به عنوان جایگزین شعبات بانکها بکار گرفته می­شوند لذا، انتخاب مکان مناسب برای آن­ها نیز به میزان مکان­ یابی شعبات حائز اهمیت می­باشد.

تاکنون مدل های زیادی به منظور کمک به اتخاذ تصمیم در حوزه مکان­ یابی ایجاد شده ­اند. به­ طور کلی مطالعات مکان­ یابی از دهه 1910 آغاز شد، ولی ورود مدل های کمی به عرصه مکان­ یابی تسهیلات شهری در اواخر دهه 1960 در ایالات متحده با مطرح شدن رویکرد سیستمی در برنامه ریزی شهری اتفاق افتاد. در سال 1963 مدل بسیار مهم لاری، که روی سه مشخصه مرتبط شهری یعنی اشتغال، جمعیت و حمل ونقل متمرکز میشد، مطرح گردید. روش شبیه­سازی کامپیوتر در سال 1973 توسط مارکلند ارائه گشت گه در سال 1986، فردی به نام جان کرسین ، مدل لاری را پویا نمود یعنی عامل زمان را نیز در تحلیل­های مدل وارد کرد. در اوخر همین دهه، تلاش­ هایی که برای یکپارچه­سازی مدل­های کمی صورت گرفت، در ابتدای دهه 90 به ثمر نشست و GIS پا به عرصه نهاد. در سال 1999 لیانگ و لانگ پیشنهاد یک الگوریتم برای مکان یابی با بهره گرفتن از مفاهیم تئوری فازی را دادند(ساده­وند، 1390).

 یکی از مشهورترین مدل ها در میان مدل های مکان­ یابی تسهیلات، مدل مساله پوشش است. درحالیکه مدل های پوشش مدلهای جدیدی نیستند اما همواره توجه زیادی از طرف محققان را به خود جلب کرده ­اند. که دلیل این امر قابلیت بکارگیری آن­ها در دنیای واقعی خصوصا برای تسهیلات خدماتی و اورژانسی است. با توجه به تاریخچه و منشا کارهای انجام شده، حکیمی در سال 1965 برای اولین بار مسائل پوشش را معرفی کرد.

برخی، شیلینگ و جایارامن در سال 1993 مدل­هایی که از مفهوم پوشش استفاده می­ کنند را در دو گروه دسته­بندی کرده ­اند : 1) مسائل پوشش مجموعه (SCP) در مسائلی که پوشش مورد نیاز است و 2) مساله­ی مکان­ یابی حداکثر پوشش (MCLP) هنگامی که پوشش بهینه می­ شود (زنجیرانی فراهانی و دیگران، 2012).

در این پژوهش، سعی بر توسعه­ مدلی از مساله پوشش (گروه MCLP) شده است که علاوه بر حداکثر نمودن سود بنگاه، از طریق قرار دادن محدودیت حداکثر طول مطلوب صف، میزان رضایتمندی متقاضیان را افزایش دهد.

1-3-    اهمیت وضرورت مساله پژوهش

انتخاب مکان بهینه همواره یکی از اصلی ترین تصمیماتی است که مدیران با آن مواجه هستند زیرا اخذ تصمیم نادرست در این زمینه در بلند مدت زمینه ساز نابودی سازمان می گردد. امروزه ارزش یک مدیر وابسته به تصمیماتی است که می گیرد و از طرفی تصمیماتی دارای ارزش است که برگرفته از اطلاعات دقیق باشد. انجام مطالعات مکان یابی درست و مناسب، علاوه بر تاثیر اقتصادی بر عملکرد یک بنگاه، اثرات اجتماعی، محیط زیستی، فرهنگی و اقتصادی در منطقه محل احداث خود خواهد داشت (موسوی، 1380). ((محل مناسب)) یک تسهیل از جمله عوامل موثر در موفقیت آن واحد است که باید قبل از احداث و راه اندازی به آن توجه شود . لذا تعیین محل را یکی از کلیدی ترین قدم های تاسیس آن میدانند چرا که نتایج این تصمیم در درازمدت اثرات بسزایی از بعد اقتصادی، اجتماعی و … خواهد داشت (عزیزی،1388).

همچنین در راستای تعیین بهترین مکان ممکن برای تسهیلات، انتخاب تکنیکی جامع جهت مکان­ یابی حائز اهمیت زیادی می­باشد، چراکه فرایند مکان­ یابی، خود نیازمند صرف هزینه است لذا تعیین مدلی که قادر به استفاده­ی بلند مدت برای تاسیس شعبات جدید بنگاه بوده و در عین حال، علاوه بر کارایی بالا حداقل هزینه را بر بنگاه تحمیل کند نیز دارای حساسیت و اهمیت بالایی خواهد بود.

1-4-    اهداف پژوهش

تعیین مکان مناسب برای استقرار کیوسک خودپرداز با بهره گرفتن از تکنیک ریاضی کاورینگ

1-5-   سوالات پژوهش

با توجه به عوامل موثر در تعیین محل مناسب جهت استقرار کیوسک خودپرداز ، اولویت گزینه­ های موجود چیست؟

مدل ریاضی و روش حل مناسب آن برای مکان­ یابی استقرار کیوسک خودپرداز چیست؟

1-6-   فرضیات پژوهش

با توجه به ماهیت مساله نمی­توان برای مساله فرضیات از پیش تدوین یافته ای را قائل شد.

– مقدمه

شناخت مبانی نظری و ادبیات مربوط به موضوع مکان­ یابی و تناسب هر کدام از روش­های مکانیابی برای بکارگیری در مورد سیستم­های خدماتی یا عملیاتی و همچنین بررسی اجمالی پژوهش­هایی که در ارتباط تنگاتنگ با موضوع مکانیابی سیستم­های خدماتی انجام گرفته است و نیز بکارگیری نرم افزار مناسب جهت کسب یافته­ های دقیق باعث می­ شود تا پژوهش از چارچوب و بنیان قوی­تری برخوردار شود. بنابراین در این فصل تلاش می­ شود تا در حد امکان مبانی نظری مبحث مورد توجه قرار گیرد. بدین منظور در این فصل ابتدا مبانی و نظریه­ های مربوط به مکانیابی بیان گردیده، سپس به تشریح کامل نظریات، مدل­ها و سوابق پژوهشی مساله حداکثر پوشش پرداخته و پس از آن به توضیح و تفسیر الگوریتم ژنتیک به عنوان روش بکار گرفته شده جهت حل مدل مساله خواهیم پرداخت و درنهایت به سوابق پژوهش­های مشابه پژوهش حاضراشاره خواهیم داشت.

دراین فصل ادبیات موضوعی در سه بخش زیر ارائه می­گردد :

• مکان­ یابی 2- مدل­های مساله حداکثر پوشش      3- الگوریتم ژنتیک

2-2- مکان­ یابی

مکان­گزینی صنعتی از جمله مباحثی است که از گذشته­های دور ذهن جغرافی­دانان را به خود معطوف داشته است. ولی بیش از آنان بیشترین رسالت را اقتصاد دانان در تکمیل تئوریهای مکان­گزینی به عهده داشته اند اما با توجه به اینکه، استخراج الگوهای مقیاس و درک تفاوتها و تشابهات موضوع اصلی علم جغرافیاست، مکان­گزینی صنعتی نیز در دستور کار علم جغرافیا قرار می­گیرد.

منظور از تئوریهای مکان­گزینی، ارائه کلیه اصولی است که به موجب آن فعالیت­های صنعتی، مکان بهتر خود را که منطبق با حداکثر سود است تعیین می­ کند.

2-2-1- دیدگاه ­های مطرح در مکان­ یابی صنایع

دیدگاه ­های کلاسیک نوین

در این دیدگاه که از آن بعنوان اندیشه حداقل­سازی هزینه نیز یاد می­ شود، مکان­ یابی بهینه صنایع صرفاً تحت تاثیر عوامل مشخص و قراردادی، نظیر دسترسی به مواد اولیه، نیروی کار، بازار و … قرار دارد. این عوامل و دیگر عوامل تولید لزوماً در یک نقطه متمرکز نبوده و جدایی فضایی آن­ها مستلزم پیمودن مسافت و صرف هزینه است.

براساس این دیدگاه مطالعه درباره مکان­ یابی صنایع در قالب اقتصاد خرد و به منظور تعیین محل دقیق صنایع بر مبنای هزینه و منفعت مطرح است. این نگرش غالباً به هدف­های بخش خصوصی توجه دارد که همواره با هدف­های اجتماعی، سیاسی و عدالت اجتماعی نمی ­تواند همخوانی داشته باشد در صورت پیاده شدن فروض کلاسیک نوین تمرکز صنایع فقط در یک یا چند شهر یک کشور صورت خواهد گرفت که گرچه از دید بخش خصوصی منطقی می­باشد ولی طبیعتاً هزینه­ های زیادی را بر اجتماع تحمیل خواهد کرد.

دیدگاه رفتاری

رفتارگرایی مکتبی استقراری در روان­شناسی است که مدعی تبیین تمامی حیات روانی از طریق قوانین تعامل میان انسان و محیط است. این روش در دهه هفتاد پاسخی بود به انتقادهایی که از بعضی جنبه­ های تحلیل فضا میشد.

دیدگاه رفتارگرایی یک نوع رهایی از وابستگی شدید به نظرهایی بود که بر پایه انسان اقتصادی از محیط او اثر می­پذیرد. رفتارگرایان بجای آنکه درصدد تغییر انسان باشند، دگرگونی محیط را پیشنهاد می­ کنند. آن­ها معتقدند این عوامل خارجی است که انسان را از هر جهت تحت کنترل قرار می­دهد. از جمله کارهای آنان، تشخیص عوامل ذهنی مهمی است که در تاسیس و ادامه حیات موسسات اقتصادی موثر می­باشند و از جمله ویژگی­های شاخص آن، جایگزینی رفتار رضایتبخش بجای رفتار بهینه می­باشد که رضایت فرد را بجای بهینه شدن یا بیشینه شدن در نظر میگیرد. در اینگونه از رفتار، معیار ممکن است شخصی و یا غیر اقتصادی باشد.

آلن پرو که از سردمداران این نگرش است اعتقاد دارد که تصمیمات مکان­ یابی در شرایط گوناگون به لحاظ دانش، اطلاعات و توانایی انسان­ها در بکارگیری این اطلاعات اتخاذ می­گردد. وی ماتریس رفتاری را بعنوان ایده جایگزین انسان اقتصادگرا در تحلیل و فهم مسایل واقعی مکان­ یابی ارائه مینماید. در این ماتریس تصمیم­ گیری­ ها تابعی از دو بردار می­باشند، یکی کمیت و کیفیت اطلاعات دریافتی و دیگری قابلیت استفاده فرد یا گروه از این اطلاعات.

دیدگاه ساختاری

بروز بحران اقتصادی در سطح جهان و پیامدهای مترتب بر بخش صنعت لزوم دیدگاه دیگری را در مطالعات صنعتی اقتضا نمود. دیدگاهی که در آن مسایل واحدهای صنعتی را در چارچوب نظام یک کشور تعیین می­ کند.

براساس این دیدگاه که نزدیکی خاصی با نگرش سیستمی دارد. پدیده­های گوناگون فضای زندگی را نمی­توان به صورت جداگانه و مستقل از یکدیگر مطالعه کرد بلکه هر پدیده­ای جزیی از کل یک ساختار است و تنها در درون این ساختار می­توان آن را تحلیل کرد.

در مکان­ یابی صنعتی، دیدگاه ساختاری توجه خود را به اقتصاد سیاسی و تاثیر آن بر روی مکان­ یابی متمرکز می­ کند زیرا فضا توسط اقتصاد سیاسی تعیین می­یابد و عقلایی بودن خود را از آن میگیرد بدون تردید این قبیل ساخت­های فضایی بر اقتصاد سیاسی کشور اثر بازخوردی دارند.

این سه نگرش را می­توان در قالب یک نگرش فراگیر سیستمی مورد توجه قرار داد. بدین معنی که  تحلیل فضای صنعتی بر مبنای نگرش رفتاری ولی در قالب روش­های کلاسیک نوین و شاخص ­های مربوط انجام می­گیرد و سپس با در نظر گرفتن معیارهای کلی و ویژگی­های کلی ساختار حکم نهایی استخراج می­گردد (عزیزی،1388).

2-2-2- تئوری­های مکان­ یابی