BÁO cáo CUỐI kì xây DỰNG mô HÌNH tối ưu CHI PHÍ CHO cửa HÀNG bán THỨC ăn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP -oOo - BÁO CÁO CUỐI KI XÂY DỰNG MÔ HINH TỐI ƯU CHI PHÍ CHO CỬA HÀNG BÁN THỨC ĂN GVHD: SVTH: Tp Hồ Chí Minh, Tháng 06/2020 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CƠNG NGHIỆP -oOo - BÁO CÁO CUỐI KI XÂY DỰNG MÔ HINH TỐI ƯU CHI PHÍ CHO CỬA HÀNG BÁN THỨC ĂN GVHD: Cô Trần Võ Thảo Hương SVTH: Trần Nhật Duy Nguyễn Anh Nhật Minh Nguyễn Thành Minh Nguyễn Hoàng Yến Nhi Ngơ Trần Thu Thảo Tp Hồ Chí Minh, Tháng 06/2020 i LỜI CẢM ƠN Một kì học tập với môn “Ứng dụng máy tính công nghiệp” thực sự là quãng thời gian đáng nhớ của nhóm chúng em cũng tất các bạn Để đến được ngày hôm nay, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới cô Trần Võ Thảo Hương, người đã tận tình hướng dẫn chúng em suốt thời gian học tập, từ những ngày làm quen với mô hình tối ưu cho đến hoàn thành đề tài này Mặc dù công việc của cô cũng bận rộn không ngần ngại dẫn, định hướng cho chúng em để hoàn thành tốt nhiệm vụ Không là người truyền đạt kiến thức, cô còn một người chị, một người bạn bên cạnh dìu dắt đàn em Chúng em chúc cô khỏe mạnh và thành công sự nghiệp của mình Nhóm em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến chủ cửa hàng cơm gà X và các nhân viên đã tận tình hỗ trợ nhóm lúc làm đề tài Chủ cửa hàng và các anh chị đã tạo điều kiện cho nhóm em về mặt thời gian cũng cung cấp số liệu chi tiết để nhóm em có thể hoàn thành được đề tài nghiên cứu này Qua việc tìm hiểu đề tài này, nhóm em đã tích góp cho thân thêm nhiều kiến thức mới và bổ ích, đặc biệt là kĩ lập mô hình bài toán tối ưu để giải quyết những vấn đề thực tế Tuy nhiên vì kiến thức chuyên môn còn hạn chế và thân chưa có nhiều kinh nghiệm thực tiễn nên nội dung của báo cáo không tránh khỏi những thiếu xót, chúng em rất mong nhận sự góp ý, bảo thêm của cô để bài báo cáo này được hoàn thiện Một lần nữa em xin gửi đến thầy cô, bạn bè lời cảm ơn chân thành và tốt đẹp nhất! Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 06 năm 2020 SINH VIÊN THỰC HIỆN JOY TEAM Trần Nhật Duy Nguyễn Anh Nhật Minh Nguyễn Thành Minh Nguyễn Hoàng Yến Nhi Ngô Trần Thu Thảo ii TÓM TẮT BÁO CÁO Việc tối thiểu hóa chi phí sản xuất, kinh doanh là một vấn đề cấp thiết được các cửa hàng, sở sản xuất chú trọng quan tâm Trong đó, việc lập một kế hoạch và xây dựng mô hình tối ưu chi phí cụ thể và chính xác đóng góp một phần không nhỏ giúp doanh nghiệp gia tăng lợi thế tài chính Bằng cách xác định những vấn đề cốt lõi về chi phí của doanh nghiệp, đề tài nghiên cứu này tập trung vào việc hoạch định nhu cầu nguyên liệu đầu vào và hoạch định tuyến đường giao hàng hằng ngày của cửa hàng bán cơm gà X tại khu vực đô thị Đại học Quốc Gia thành phố Hồ Chí Minh đảm bảo các ràng buộc thực tế tại cửa hàng Cửa hàng X với quy mô kinh doanh vừa, mô hình kinh doanh là bán hàng tại chỗ và giao hàng tại một số địa điểm nhất định khu vực Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh Hiện tại chi phí vận hành của cửa hàng được đánh giá mức cao và cần phải thực hiện cắt giảm Bộ phận giao hàng của cửa hàng sử dụng đội xe thuê ngoài với số lượng từ – chiếc xe tương ứng với mỗi nhân công giao hàng hằng ngày Mỗi địa điểm giao hàng có nhu cầu đặt hàng không đồng đều và biến đổi hàng ngày Đối với cửa hàng kinh doanh với quy mô vừa và nhỏ vậy, việc sử dụng đội xe thuê ngoài nhiều nhân công nhân là bất hợp lý Do đó, để giải quyết những vấn đề đặt của cửa hàng, nhóm sử dụng hai mô hình tối ưu là Hoạch định nhu cầu vật tư (Material Requirements Planning – MRP) và Hoạch định tuyến đường giao hàng (Vehicle Routing Problem – VRP) Bài báo cáo đã mô hình hóa những dữ liệu thực tế của cửa hàng thành hai mô hình nêu trên, sau đó giải quyết hai mô hình bằng các phần mềm máy tính hỗ trợ bao gồm SPSS, POMQM for Windows, MS Excel, LINGO/LINDO Kết cho thầy rằng, việc hoạch định nhu cầu nguyên liệu cho cửa hàng mang liệu hiệu cao, đó việc áp dụng mô hình hoạch định tuyến đường giao hàng cho cửa hàng với qui mô kinh doanh vừa và nhỏ lại không mang lại hiệu cao Ở cuối mỗi mô hình, nhóm còn đề xuất quy trình vận hành hai mô hình thông qua lưu đờ quy trình Từ khóa: MRP, VRP, mơ hình toán, tối ưu, chi phí, giải thuật,… iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT BÁO CÁO MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH ẢNH DANH SÁCH BẢNG BIỂU DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Sự cần thiết của đề tài 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Phạm vi và giới hạn nghiên cứu 1.4 Cấu trúc báo cáo CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN 2.1 Tổng quan các phần mềm sử dụng 2.1.1 LINGO/L 2.1.2 POM – Q 2.1.3 MICROS 2.1.4 SPSS 2.2 Bài toán hoạch định nhu cầu vật tư 2.2.1 Định ngh 2.2.2 Mục tiêu 2.2.3 Các bước 2.2.4 Các bước 2.3 Bài toán hoạch định tuyến đường 2.3.1 Định ngh 2.3.2 Mục tiêu 2.3.3 Các khái 2.3.4 Các thôn 2.3.5 Lợi ích c 2.3.6 Bài toán iv 2.4 Phương pháp luận CHƯƠNG PHÂN TÍCH ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phân tích vấn đề 3.2.1 Xác định vấn đề 3.2.2 Xác định nguyên nhân 3.3 Thu thập số liệu 3.3.1 Bộ phận giao hàng 3.3.2 Bộ phận sản xuất và v 3.3.3 Số liệu bán hàng 3.4 Dự báo nhu cầu bằng phần mềm SPSS CHƯƠNG MƠ HÌNH HOẠCH ĐỊNH NHU CẦU NGUYÊN LIỆU 4.1 Hoạch định nhu cầu nguyên liệu cho sản phẩm 4.1.1 Nhu cầu dự báo cho 4.1.2 Thành phần của phần 4.1.3 Ứng dụng POM – QM 4.2 Phân tích kết hoạch định nhu cầu nguyên liệu 4.2.1 Kết hoạch định nh 4.2.2 Chi phí ước tính cho 4.2.3 Doanh thu và lợi nhuậ 4.3 Quy trình vận hành MRP CHƯƠNG MƠ HÌNH HOẠCH ĐỊNH TÚN ĐƯỜNG 5.1 Yêu cầu của mô hình 5.2 Xây dựng mô hình toán 5.2.1 Các giả định đặt 5.2.2 Thiết lập biến quyết đị 5.2.3 Thiết lập và tính toán c 5.2.4 Thiết lập bài toán quy 5.3 Giải bài toán phần mềm Lingo 5.4 Xây dựng quy trình vận hành mô hình VRP CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ v 6.1 Đánh giá hiệu của các mô hình 6.1.1 Hiệu của mô hình MRP 6.1.2 Hiệu của mô hình VRP 6.2 Kết luận 6.3 Kiến nghị 6.3.1 Đối với các nghiên cứu đề tài 6.3.2 Đối với môn học TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC A THU NHẬP VÀ PHÂN TÍCH DỮ LIỆU PHỤ LỤC B CODE LINGO VÀ KẾT QUẢ MÔ HÌNH VRP PHỤ LỤC C RUBRIC ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG NHĨM vi DANH SÁCH HINH ẢNH Hình 2.1 Mơ phỏng cho bài toán VRP Hình 2.2 Mô phỏng bài toán CVRP Hình 2.3 Lưu đồ thực hiện đề tài 10 Hình 3.1 Biểu đồ Fishbone .11 Hình 3.2 Nhập dữ liệu vào SPSS 14 Hình 3.3 Biểu diễn dữ liệu dưới dạng đồ thị 14 Hình 3.4 Kết dự báo xuất từ SPSS 15 Hình 3.5 Nhu cầu tại địa điểm KTX A vào tuần tiếp theo 15 Hình 4.1 Khởi tạo mô hình hoạch định nhu cầu nguyên liệu 17 Hình 4.2 Nhập số liệu cho phầm mềm POM - QM .17 Hình 4.3 Nhập nhu cầu cho các ngày 17 Hình 4.4 Bảng kết từ POM - QM 18 Hình 4.5 Quy trình vận hành MRP 20 Hình 5.1 Thiết lập dữ liệu phần mềm MS Excel .25 Hình 5.2 Kết từ phần mềm LINGO 25 Hình 5.3 Kết được xuất MS Excel .25 Hình 5.4 Quy trình vận hành VRP 26 vii DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Thông tin về tuyến đường và khoảng cách 12 Bảng 3.2 Nguyên vật liệu cần thiết để sản xuất 13 Bảng 3.3 Lượng hàng được giao vào tuần tháng 5/2020 13 Bảng 4.1 Nhu cầu dự báo của các ngày tuần 16 Bảng 4.2 Thành phần của phần cơm gà .16 Bảng 4.3 Kết hoạch định nguyên vật liệu cho tuần .18 Bảng 4.4 Chi phí ước tính cho phần cơm 18 Bảng 4.5 Doanh thu và lợi nhuận ước tính cho tháng 19 Bảng 5.1 Thông tin về loại xe và giá xăng dầu cửa hàng sử dụng 22 Bảng 5.2 Dữ liệu nhu cầu khách hàng tại các địa điểm vào thứ 24 Bảng 6.1 Hoạch định tuyến đường theo kinh nghiệm chủ cửa hàng 27 Bảng 6.2 Hoạch định tuyến đường bằng giải thuật tối ưu VRP 28 viii DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT BOM CPU CVRP HCMUS IR KTX MRP MPS NĐH TSP TTGDQP UIT VRP ix CHƯƠNG 6.1 ĐÁNH GIÁ, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đánh giá hiệu các mô hình 6.1.1 Hiệu mô hình MRP Như vậy, sau có kết từ thực tế và mô hình hoạch định nhu cầu nguyên liệu cho cửa hàng, chúng ta có thể so sánh để xem liệu rằng giải pháp mới có hiệu hay không và có đáp ứng được kỳ vọng của cửa hàng hay không Ta tiến hành so sánh kết dựa vào tỷ suất chi phí nguyên liệu doanh thu:  Trước MRP: 95,000,000 i = 5,300 × 25,000 100% = 71.69%  Sau MRP: 70,738,000 i = 5,220 × 25,000 100% = 54.21% Từ đây, ta có thể đánh giá rằng việc hoạch định nhu cầu nguyên liệu mang lại hiệu đáng kể cho cửa hàng 6.1.2 Hiệu mô hình VRP Trước xây dựng mô hình, hoạch định giao hàng theo kinh nghiệm cá nhân của chủ cửa hàng, mỗi ngày cửa hàng sử dụng - xe và thời gian rỗi của mỗi nhân công lớn Dựa vào việc tham khảo ý kiến của chủ cửa hàng, ta có bộ số liệu cho ngày giao hàng sau: Bảng 6.1 Hoạch định tuyến đường theo kinh nghiệm chủ cửa hàng Có thể thấy rằng, việc hoạch định tuyến đường theo kinh nghiệm của chủ cửa hàng cần đến nhân công giao hàng, việc này có thể dẫn đến thời gian rỗi của nhân công lớn, không khai thác được lực tối đa của họ 27 Với việc hoạch định tuyến đường bằng giải thuật tối ưu LINGO, ta có kết sau: Bảng 6.2 Hoạch định tuyến đường bằng giải thuật tối ưu VRP Kết cho thấy, với lời giải tối ưu, số nhân công (số xe) giao hàng cần thiết là xe, cắt giảm được xe so với hoạch định theo kinh nghiệm, với việc khai thác lực của mỗi xe tốt Tuy nhiên, việc áp dụng giải pháp hoạch định tuyến đường VRP cho các mô hình kinh doanh vừa và nhỏ thế này chưa thật sự mang lại hiệu cao 6.2 Kết luận Trong bài báo cáo này, nhóm chúng em đã thực hiện chặt chẽ theo sở lí thuyết đã đưa Bắt đầu từ việc tìm hiểu đối tượng, từ đó xác định vấn đề cần giải quyết tìm các nguyên nhân chính cần xử lý Sau đó, tiến hành áp dụng các mô hình và phần mềm đã học để giải quyết và kiểm tra đánh giá tính hiệu Kết đạt được là giảm đáng kể chi phí nguyên liệu và cải tiến việc giao hàng thỏa mãn kỳ vọng của cửa hàng Trong thực tế hiện nay, các mô hình kinh doanh nhỏ mang tính đơn lẻ quan tâm đến doanh số mà không chú trọng để cắt giảm các chi phí sản xuất và vận hành Nhưng muốn mở rộng quy mô hay thiết lập chuỗi cửa hàng thì lượng chi phí này rất đáng kể, vì thế việc thiết lập các hệ thống quản lí các quy trình sản xuất và vận hành một là vô quan trọng giúp cắt giảm một lượng chi phí, là nền tảng vững chắc cho sự phát triển của doang nghiệp Do thời gian và nguồn lực hạn chế nên phạm vi nghiên cứu thực hiện với mô hình kinh doanh giả định với quy mô vừa nên lượng chi phí chưa đáng kể, nhóm chúng em mong muốn có thể hoàn thiện đề tài để có tính ứng dụng thực tế cao 6.3 Kiến nghị 6.3.1 Đối với các nghiên cứu cùng đê tài Do thời gian và nguồn lực hạn chế nên đề tài nghiên cứu thực hiện với quy mô nhỏ Hơn nữa, bài toán VRP sử dụng giả định thông số vận tốc không đổi và chưa kết hợp với 28 những ràng buộc về sở hạ tầng thực tế Kiến nghị đến các nghiên cứu sau này mở rộng quy mô nghiên cứu nữa, giảm các giả định để tăng tính thiết thực cho các mô hình tối ưu Còn đối với phần mềm tối ưu, thực hiện giải thuật tối ưu những phần mềm lập trình có dung lượng lớn hơn, có thể thay thế LINGO bằng CPLEX Bên cạnh đó, tiến hành áp dụng một số giải thuật kinh nghiệm khác như: Giải thuật di truyền, giải thuật tối ưu đàn kiến, tìm kiếm vùng cấm, giải thuật leo đồi nhằm quyết định phương pháp tốt nhất 6.3.2 Đối với môn học Môn học “Ứng dụng máy tính công nghiệp” là một môn học bổ ích, bài giảng khoa học và thật sự cần thiết cho sinh viên ngành Môn học trang bị cho chúng em kỹ sử dụng các phần mềm chuyên ngành, liên quan đến các lĩnh vực Xác suất – Thống kê, Quản lý Sản xuất, Vận trù học… nhằm hỗ trợ quyết định quản lý hệ thống Cảm ơn cô Trần Võ Thảo Hương đã giảng dạy nhiệt tình và chia các kinh nghiệm bổ ích để chúng em có thể hoàn thành môn học cũng đề tài này Nhóm cũng xin đưa một số nhận định và kiến nghị với mong muốn có thể phát triển môn học nữa:   Bổ sung thêm các công cụ giải thuật tối ưu cho môn học VBA-EXCEL, CPLEX, SQL,… Có thể thay thế phần mềm LINGO vì sự hạn chế của nó bằng các phần mềm nêu Cung cấp những dạng bài, mô hình toán mới, đặc trưng của ngành Ngoài ra, môn học còn giúp chúng em hoàn thiện kĩ làm việc nhóm, cách quản lý công việc hiệu quả, kỹ quyết định góp phần xây dựng tư hệ thống và định hướng rõ ràng về các chuyên ngành học sau này Nhóm hi vọng với những ý kiến có thể giúp môn học phát triển hiệu và đầy thú vị 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Liong C Yeun, Wan R Ismail, K Omar, M Zirour, 2008 Vehicle routing problem: Model & Solution Journal of Quality Measurement and Analysis [2] E Ali, O O Özener, G Kuyzu, 2015 Cyclic Delivery Schedules for an Inventory Routing Problem Transportation Science 49: 817–829 [3] G B Dantzig, J H Ramser, 1959 The Truck Dispatching Problem Management Science 6: 80–91 [4] C E Gounarisa, P P Repoussisb, C D Tarantilisb, C A Floudasa, 2011 A Hybrid Branch-and-Cut Approach for the Capacitated Vehicle Routing Problem 21st European Symposium on Computer Aided Process Engineering [5] C E Miller, E W Tucker, R A Zemlin, R, 1960 Integer Programming Formulations and Travelling Salesman Problems J ACM 7: 326–329 th [6] Bernard W Taylor III, 2006 Introduction to Management Science (9 Edition) Prentice Hall [7] Trần Võ Thảo Hương, 2020 Bài giảng Ứng dụng máy tính cơng nghiệp Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [8] Nguyễn Như Phong, 2013 Quản Lý Sản Xuất Thành phố Hồ Chí Minh, NXB ĐH Quốc gia Tp Hồ Chí Minh [9] Lê Thị Phương Thảo, 2020 Luận văn: Tối ưu hóa hệ thống hoạch định giao hàng sử dụng giải thuật Đại học Bách Khoa – Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh PHỤ LỤC A THU NHẬP VÀ PHÂN TÍCH DỮ LIỆU A.1 Dữ liệu lượng hàng giao các địa điểm tháng 5/2020 Bảng A.1 Lượng hàng giao vào tuần tháng 5/2020 Tuần Thứ KTX A KTX B HCMUS UIT NĐH GDQP TỔNG Bảng A.2 Lượng hàng giao vào tuần tháng 5/2020 Tuần Thứ KTX A KTX B HCMUS UIT NĐH GDQP TỔNG Bảng A.3 Lượng hàng giao vào tuần tháng 5/2020 Tuần Thứ KTX A KTX B HCMUS UIT NĐH GDQP TỔNG Bảng A.4 Lượng hàng giao vào tuần tháng 5/2020 Tuần KTX A Thứ KTX B HCMUS UIT NĐH GDQP TỔNG A.2 Nhu cầu dự báo các địa điểm giao hàng sử dụng phần mềm SPSS Hình A.1 Nhu cầu dự báo tại KTX A Hình A.2 Nhu cầu dự báo tại KTX B Hình A.3 Nhu cầu dự báo tại HCMUS Hình A.4 Nhu cầu dự báo tại UIT Hình A.5 Nhu cầu dự báo tại NĐH A2 Hình A.6 Nhu cầu dự báo tại TT GDQP A3 PHỤ LỤC B B.1 CODE LINGO VÀ KẾT QUẢ MÔ HINH VRP Code LINGO cho mô hình VRP Model: !VRP; Sets: DiemGiao: D, r; !D: demand tại điểm giao !r: khối lượng mà xe đã phục vụ; Link(DiemGiao, DiemGiao): KhoangCach, ThoiGian, ChiPhi, X; endsets Data: DiemGiao = @OLE('file:///C:\Users\Admin\Desktop\udmt\LVTPS3.xlsx'); D = @OLE('file:///C:\Users\Admin\Desktop\udmt\LVTPS3.xlsx'); KhoangCach = @OLE('file:///C:\Users\Admin\Desktop\udmt\LVTPS3.xlsx'); Q = @OLE('file:///C:\Users\Admin\Desktop\udmt\LVTPS3.xlsx'); ENDDATA !Tính thời gian; @For(Link(i,j)| i#NE#j: ThoiGian(i,j) = KhoangCach(i,j)*2+10); !Tính chi phí; @For(Link(i,j): ChiPhi(i,j) = KhoangCach(i,j)*0.016*14000); !Tính tổng quãng đường; TongQuangDuong = @SUM(Link: KhoangCach*X); !Tính tổng chi phí; TongChiPhi = @SUM(Link: ChiPhi*X); !Tính số lượng xe cần dùng; N = @SUM(Link(i,j)| i#EQ# 1: X(i,j)); !Hàm mục tiêu: Cực tiểu số xe; Min = N; !Ràng buộc; !Xe không chạy đến chính nó; @FOR(DiemGiao(k)| k #GT#1: X(k,k) = 0; !Phải có xe qua mỗi điểm; @SUM(DiemGiao(i)| i #NE# K #AND# (i #EQ# #OR# D(i) + D(k) #LE# Q): X(i,k)) = 1; !Xe phải rời sau đến; @SUM(DiemGiao(j)| j #NE# k #AND# (j #EQ# #OR# D(j) + D(k) #LE# Q): X(k,j)) = 1;); !Nhu cầu điểm giao nhỏ lực phục vụ lại xe; @FOR(Link(i,j)|i#GT#1 #AND# j#GT#1: ((D(j)+Q)*X(i,j)Q) = r(j)); !Thời gian giao hàng nhỏ 60 phút; @FOR(Link(i,j)|j#GT#1: @sum(Link(i,j):Thoigian(i,j)*X(i,j))