Nghiên cứu này đề xuất một mô hình toán để tối ưu hóa khả năng truy xuất nguồn dựa trên phương pháp phân tán hàng loạt nhằm giảm thiểu chi phí thu hồi sản phẩm. Một mô hình phi tuyến hỗn hợp nguyên (Mixed integer nonlinear programming - MINLP) được thiết lập dựa trên quy mô lô và phân tán lô sản xuất dưới các kết quả đánh giá rủi ro theo phương pháp phân tích thứ bậc (Analytic Hierarchy Process - AHP).
TNU Journal of Science and Technology 226(08): 233 - 243 OPTIMIZATION MODEL FOR ASSESSING THE PROCESS AND PRODUCTION PLANNING TO HELP REDUCE RISK AND IMPROVE THE MANAGEMENT AND OPERATION OF TAXATION PROCESSING FACTORY Le Thi Quynh Nhu, Nguyen Minh Khang, Nguyen Thang Loi*, Nguyen Truong Thi Can Tho University ARTICLE INFO Received: 06/5/2021 Revised: 09/6/2021 Published: 09/6/2021 KEYWORDS Risk evaluation Batch dispersion Product recall Perishable food Food traceability ABSTRACT Product recall is becoming an inevitable trend in production in terms of customer service, which is a key competitive factor This study proposes a mathematical model to optimize traceability based on mass dispersion method to minimize product recall costs A Mixed Integer Nonlinear Programming (MINLP) model is established based on batch size and production lot scattering under the results of risk assessment according to the Analytic Hierarchy Process (AHP) Data were collected directly from Phuong Anh Seafood Processing and ImportExport Joint Stock Company The results show that the proposed model is feasible and fully adaptable when the market parameters change MÔ HÌNH TỐI ƯU HĨA ĐÁNH GIÁ Q TRÌNH VÀ HOẠCH ĐỊNH SẢN XUẤT GIÚP GIẢM RỦI RO VÀ CẢI THIỆN CÔNG TÁC QUẢN TRỊ VẬN HÀNH NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THUỶ SẢN Lê Thị Quỳnh Như, Nguyễn Minh Khang, Nguyễn Thắng Lợi*, Nguyễn Trường Thi Trường Đại học Cần Thơ THƠNG TIN BÀI BÁO Ngày nhận bài: 06/5/2021 Ngày hồn thiện: 09/6/2021 Ngày đăng: 09/6/2021 TỪ KHÓA Đánh giá rủi ro Phân tán lô Thu hồi sản phẩm Thực phẩm dễ hỏng Truy xuất nguồn gốc thực phẩm TÓM TẮT Thu hồi sản phẩm trở thành xu tất yếu sản xuất điều kiện dịch vụ khách hàng yếu tố cạnh tranh chủ chốt Nghiên cứu đề xuất mơ hình tốn để tối ưu hóa khả truy xuất nguồn dựa phương pháp phân tán hàng loạt nhằm giảm thiểu chi phí thu hồi sản phẩm Một mơ hình phi tuyến hỗn hợp nguyên (Mixed integer nonlinear programming - MINLP) thiết lập dựa quy mô lô phân tán lô sản xuất kết đánh giá rủi ro theo phương pháp phân tích thứ bậc (Analytic Hierarchy Process AHP) Dữ liệu tham số mô hình thu thập trực tiếp từ Cơng ty Cổ phần chế biến thủy hải sản xuất nhập Phương Anh Kết cho thấy mơ hình đề xuất khả thi hồn tồn thích ứng tốt thông số thị trường thay đổi DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.4459 * Corresponding author Email: ntloi@ctu.edu.vn http://jst.tnu.edu.vn 233 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 226(08): 233 - 243 Giới thiệu Ngày nay, ngành công nghiệp thuỷ sản chịu áp lực ngày cao từ thị trường nước Cải thiện chất lượng an toàn sản phẩm việc buộc phải thực Bên cạnh đó, yêu cầu truy xuất nguồn gốc (TXNG) đầy đủ thơng tin hàng hóa ngày khắt khe với mục tiêu ứng phó nhanh với rủi ro trở thành điều kiện cần thiết Trên thực tế, Liên minh Châu Âu (EU) yêu cầu ―Tất công ty thực phẩm phải theo dõi sản phẩm họ, tất giai đoạn, bắt đầu với nhà cung cấp sản phẩm cuối đến tay người tiêu dùng cuối cùng‖, tháng năm 2005 (Điều 18, tiêu chuẩn EC 178/2002) [1] Với cố an toàn chất lượng thực phẩm báo cáo thường xuyên luật định mới, TXNG trở thành chức kinh doanh thiết yếu để cung cấp quán sản phẩm thực phẩm chất lượng an toàn cho người tiêu dùng ngành chế biến thủy sản Nghiên cứu mơ hình phân tán theo lơ để tối ưu hóa khả TXNG ngành thực phẩm, nhóm tác giả Dupuy Botta-Genoulaz (2008) [2] đề xuất hướng tiếp cận cách cải thiện khả TXNG dựa mô hình quy hoạch tuyến tính hỗn hợp số ngun (Mixed-Integer Linear Programming – MILP) Kết từ mơ hình cho thấy, TXNG giúp quản lý tốt vấn đề khủng hoảng lương thực, giảm chi phí thu hồi số lượng sản phẩm thu hồi giảm đáng kể Abid Khan (2019) [3] thực TXNG chuỗi cung ứng thực phẩm (Food Supply Chain- FSC) với mục tiêu xác định động lực (yếu tố chính) đóng vai trị quan trọng việc triển khai thành cơng hệ thống xác định nguồn gốc đánh giá mối quan hệ nhân yếu tố FSC theo phương pháp tiếp cận DEMATEL (Decision making trial and evaluation laboratory) Kết nghiên cứu cho thấy yếu tố thúc đẩy tập hợp thành hai nhóm: nhóm có ảnh hưởng (nguyên nhân) nhóm bị ảnh hưởng (tác động) Muhammad cộng (2014) [4] xây dựng mơ hình tốn để tối ưu hóa khả xác định nguồn gốc sản phẩm chuỗi cung ứng dựa việc xem xét phân tán lô hàng nhằm giảm thiểu chi phí thu hồi dự kiến chi phí vận hành khác nhằm tăng lợi nhuận cho bên liên quan Dai Tseng (2014) [5] tiến hành thiết kế hệ thống TXNG để thu hồi sản phẩm theo chế chia sẻ lợi ích mà theo đó, việc giảm trách nhiệm thu hồi nhà sản xuất cải thiện khả TXNG chia sẻ với nhà cung cấp để tạo nỗ lực cải thiện khả TXNG Kết cho thấy chế chia sẻ lãi suất không cải thiện lợi ích kinh tế mà cải thiện khả TXNG cho bên Các nghiên cứu TXNG cho thấy nhu cầu cấp thiết việc TXNG, đa số nghiên cứu chưa xem xét nhiều đến yếu tố liên quan đến công tác quản trị vận hành nhà máy/công ty sản xuất sản phẩm mà tập trung nhiều vào phân tích riêng lẻ nghiệp vụ liên quan đến TXNG hàng hóa Một vấn đề khác quan tâm chất lượng an toàn vệ sinh (ATVS) thực phẩm làm để đánh giá rủi ro TXNG thực phẩm Đã có nhiều nghiên cứu việc đánh giá rủi ro TXNG đem lại lợi ích nhiều cho công ty họ Han Cui (2019) [6] đánh giá rủi ro chất lượng an tồn thực phẩm phương pháp Mơ Hình Markov Ẩn (Hidden Markov Model – HMM) dựa Phân Tích Quan Hệ Xám (Grey Relational Analysis – GRA) để tạo thành phương pháp tích hợp GRA-HMM Man Zhang Hu (2020) [7] phát triển khả thu hồi sản phẩm dựa việc quản lý chất lượng chuỗi cung ứng Tuy nhiên, nghiên cứu chủ yếu tập trung vào việc áp dụng công nghệ hệ thống thông tin phức tạp để tăng cường quản lý truy xuất nguồn gốc Nghiên cứu này, sử dụng cách tiếp cận để tích hợp quản lý TXNG thực phẩm với quy trình quản lý hoạt động Mơ hình lập kế hoạch sản xuất tích hợp đề xuất yếu tố truy xuất nguồn gốc liên quan đến rủi ro kết hợp với yếu tố hoạt động để tối ưu hóa hiệu suất tổng thể hệ thống sản xuất Nghiên cứu điều tra cách định lượng lợi ích từ việc tích hợp liền mạch lập kế hoạch hoạt động với cân nhắc chiến lược truy xuất nguồn gốc thực phẩm vấn đề rủi ro thông qua mơ hình lập kế hoạch sản xuất đề xuất Mơ hình mà chúng tơi xem xét mơ hình http://jst.tnu.edu.vn 234 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 226(08): 233 - 243 Hình Tổng quan TXNG thực phẩm [8] Cơ sở lý thuyết 2.1 Quản trị rủi ro Theo Juttner cộng (2003) [9], SCRM tổ chức nhận dạng quản lý rủi ro cho chuỗi cung ứng, thông qua cách tiếp cận phối hợp thành viên chuỗi cung ứng, để giảm bớt lỗ hổng cho toàn chuỗi cung ứng Một số khung quản lý rủi ro đề xuất sử dụng thuật ngữ khác nhau; nhiên, có đồng thuận quy trình SCRM liên quan đến năm giai đoạn liên tiếp: xác định rủi ro; thẩm định, lượng định, đánh giá; phân tích; xử lý; giám sát (Giannakis Papadopoulos, 2016) [10] 2.2 Mơ hình phi tuyến tính hỗn hợp nguyên Quy hoạch phi tuyến hỗn hợp nguyên (Mixed-Integer Nonlinear Program - MINLP) lĩnh vực tối ưu hóa giải vấn đề phi tuyến với biến số ngun liên tục MINLPs kết hợp khả mơ hình hóa mơ hình hỗn hợp ngun quy hoạch phi tuyến (NLP) thành khuôn khổ đa diện linh hoạt (Kronqvist cộng sự, 2019; Bussieck Pruessner, 2003) [11], [12] MINLP giải lớp chung vấn đề tối ưu hóa với phi tuyến tính mục tiêu và/ ràng buộc biến số nguyên liên tục (Bussieck Pruessner, 2003) [12], sau: z = f(x) + cTy Trong đó: Ràng buộc: vector định hướng biến liên tục ( ) vector định hướng biến nguyên ( ) ma trận tập hợp xem xét Phương pháp thực 3.1 Cách tiếp cận Nghiên cứu lý thuyết mơ hình tốn tối ưu hoá hoạch định quản trị sản xuất Xây dựng mơ hình tốn mơ tả mục tiêu với ràng buộc liên quan phù hợp với tính chất thị trường tiêu thụ thực tế Sử dụng phương pháp AHP (Analytic Hierarchy Process) để xếp hạng rủi ro Phân tích đánh giá ảnh hưởng tham số đến giá trị tối ưu 3.2 Phương pháp Nghiên cứu kết hợp phương pháp định tính định lượng trình thực nghiên cứu Trong đó: - Phương pháp định tính: Xem xét ý kiến chuyên gia cấu trúc loại chi phí để thiết lập khái niệm việc xây dựng mơ hình tốn - Phương pháp số, cụ thể sử dụng nguyên lý tối ưu hóa việc xây dựng mơ hình tốn làm sở để xây dựng giải pháp theo MINLP: Xác định tham số, biến số, lập hàm mục http://jst.tnu.edu.vn 235 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 226(08): 233 - 243 tiêu ràng buộc dựa hoạt động thực tế diễn sau tiến hành phân tích rủi ro Các rủi ro xếp hạng dựa nguyên lý phương pháp AHP Mơ hình tốn 4.1 Giả thuyết Trong phần này, MINLP sử dụng để xây dựng mơ hình tốn học tối ưu hóa tích hợp Mơ hình đề xuất liên quan đến lựa chọn nguyên liệu thô, số lượng kích thước lơ sản xuất Các tiếp cận MINLP thường sử dụng cho vấn đề xem xét nghiên cứu với hàm mục tiêu định lượng rõ ràng hàm định lượng đa tiêu chí (Kallrath, 2005) [13] Mơ hình xem hệ thống sản xuất, sở sản xuất xử lý nguyên liệu thô từ nhà cung cấp thành phẩm thu hồi từ khách hàng Các giả định đưa sau: (a) Tốc độ sản xuất hữu hạn lớn tỷ lệ nhu cầu (b) Sự thiếu không chấp thuận (c) Nhu cầu xác định (d) Chi phí thiết lập cho loại sản phẩm không đổi (e) Nguyên liệu thơ ln có sẵn cung cấp nhiều nhà cung cấp (f) Kích thước lô nguyên liệu thô loại không đổi (g) Kích cỡ lơ sản phẩm kích cỡ ngun liệu thô sử dụng sản phẩm (h) Thành phẩm giao đến khách hàng vào khoảng thời gian cố định 4.2 Mơ tả mơ hình tốn thiết lập Trong nghiên cứu này, mơ hình tốn để tối ưu hóa chi phí liên quan đến q trình sản xuất thiết lập Mục tiêu nghiên cứu hướng đến giảm thiểu tổng chi phí bao gồm: Chi phí thiết lập; Chi phí lưu kho; Chi phí nguyên vật liệu; Chi phí TXNG Chi phí marketing Các ký hiệu xem xét: : số lượng loại lô nguyên liệu thô ( ): = loại lơ ngun liệu thứ k Hóa đơn vật tư (BOM) sử dụng lô thành phẩm không ̅ : số lượng lô hàng trung bình giai đoạn lập ( ): = loại nguyên liệu k từ lô i kế hoạch sử dụng lô thành phẩm không ( ): = loại lô nguyên liệu k sử : Số lượng lô nguyên liệu thứ k lô i dụng lô thành phần j không đơn giá lô nguyên liệu i ( ): =1 lô thành phần j sử dụng : Đơn giá giao dịch sản phẩm lô thành phẩm không : Đơn giá lô i loại nguyên liệu thứ k : Xếp hạng rủi ro lơ ngun liệu có : Tỷ lệ nhu cầu sản phẩm, đơn vị / kỳ : Tốc độ sản xuất cho sản phẩm, đơn vị / ảnh hưởng đến an toàn thành phẩm có liên quan đến xác suất thu hồi sản phẩm thời gian (P < D) giá trị mức độ rủi ro nguyên liệu i : Chi phí thiết lập đơn vị, $ / thiết lập số : Chi phí lưu kho thành phẩm, $/đơn vị/kỳ mức độ nghiêm trọng nguy (ngày): ngày kể từ ngày sản xuất khả xảy nguy sản phẩm biến ảnh hưởng nguy (ngày): thời hạn sử dụng theo hợp đồng yêu trọng số nguyên liệu i cầu nhà bán lẻ λ: hệ số thu hồi cho sản phẩm Hàm tổng chi phí phát triển từ nghiên cứu Wang cộng (2010) [14] sau: (1) ( )̅ Chi phí thiết lập sản xuất ( ): tính tốn dựa vào , công thức (2): (2) http://jst.tnu.edu.vn 236 Email: jst@tnu.edu.vn 226(08): 233 - 243 TNU Journal of Science and Technology Chi phí lưu kho ( ): Trong phần này, chi phí nắm giữ thành phẩm tồn kho sản phẩm xác định cách nhân mức tồn kho trung bình ( phương trình chi phí nắm giữ hàng tồn kho biểu thị như: ∑ ) với Do đó, ∑ (3) Nếu nhiều lô nguyên liệu thô trộn lô sản phẩm hồn thiện, nguy nhiễm thực phẩm tăng lên Trong này, số lượng lô sản phẩm hoàn thiện ( ) giả định với số lượng nguyên liệu thô sử dụng lô thành phẩm, xác định theo công thức (5) ∑ ( )∑ () (4) Nếu có loại nguyên liệu thô chuyển đổi thành lô sản phẩm, cơng thức (5) hình thành ∑ ( ) (5) Chi phí nguyên vật liệu ( ): Thuộc tính rủi ro lơ ngun liệu có tương quan với xác suất thu hồi Trong thực tế, lô nguyên liệu khác đến từ nhà cung cấp khác thường trộn lẫn với BOM để hoàn thành kế hoạch sản xuất cân chất lượng chi phí Do đó, chi phí ngun vật liệu cho giai đoạn nhu cầu xác định theo công thức: ∑ ( )∑ () (6) Chi phí TXNG: Theo Wang cộng (2009a) [15], hệ số thu hồi lô sản xuất cụ thể bị ảnh hưởng lịch sử thu hồi loại sản phẩm mức độ rủi ro lô nguyên liệu thô sử dụng sản xuất Chi phí TXNG cho lơ sản xuất cải tiến từ (Wang cộng sự, 2009a) [15], tính tốn cơng thức (7) ∑ ( )∑ () ( )∑ (7) Chi phí marketing: Chi phí xem cố định (8) 4.3 Giới thiệu mơ hình sử dụng TXNG Cơng thức chi phí truy xuất nêu chi tiết phần ∑ ( ) ( )∑ tính theo Wang cộng (2009b) [16] công thức (10) λ = | | (9) (10) Để xác định tỷ lệ rủi ro sản phẩm lô nguyên liệu, mối nguy (MN) sinh học, hóa học, vật lý tất yếu tố liên quan đến chúng phải kết hợp tính tốn Các MN thu thập thông qua cách tiếp cận cải tiến từ nghiên cứu Wang công (2008) [17], từ giúp đo lường xác suất thu hồi chi phí mơ hình đề xuất Sử dụng phương pháp AHP để xếp hạng mức độ quan trọng MN MN hiểm khác xác định trọng số ( ) cho MN xác định Bảng Mơ hình cấu trúc rủi ro hoạch định tổng hợp MN riêng lẻ Trọng số MN Mức độ MN Khả MN Ảnh hưởng MN (w) (s) (l) (e) … … … … … Tỷ lệ rủi ro G (l, s, e) g( ) … g( ) Bằng cách kết hợp tất yếu tố rủi ro liệt kê Bảng 1, xếp hạng rủi ro tổng thể lô nguyên liệu thơ cụ thể rút theo công thức (11) ∑ ( ) (11) Khi năm chi phí liên quan thiết lập, mục tiêu nghiên cứu xây dựng mơ hình để giảm thiểu tổng chi phí, cụ thể trình bày công thức (12) http://jst.tnu.edu.vn 237 Email: jst@tnu.edu.vn 226(08): 233 - 243 TNU Journal of Science and Technology (12) Ràng buộc: 0