ارائه یک مدل برنامه ریزی زنجیره تأمین برای محصولات زراعی فساد‌پذیر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی، مشهد

2 دانشیار گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی، مشهد

3 استادیار گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی، مشهد

چکیده

 در این مقاله یک مدل زنجیره تأمین برای تولید و توزیع محصولات زراعی فسادپذیر ارائه می‌گردد. حلقه‌های این زنجیره شامل: مزارع، سردخانه‌ها و میادین بار است و در صورت نیاز تقاضای محصولات را می‌توان از طریق واردات نیز پاسخ داد. مدل در نظر گرفته شده در این مقاله چند دوره‌ای است. هر محصول را بعد از برداشت حداکثر چند دوره معین می‌توان نگهداری کرد و پس از آن فاسد می‌شود. هدف از این مدل تعیین برنامه بهینه تولید، انبارش و ارسال به میادین بار برای هر محصول در هر دوره است؛ به طوری که هزینه کل زنجیره کمینه گردد. مدل ارائه شده در این مقاله به صورت یک مطالعه موردی برای سه محصول سیب‌زمینی، پیاز و گوجه فرنگی استفاده می‌شود. نتایج عددی نشان می‌دهد استفاده از این مدل به کاهش هزینه‌ کل و نتیجتا کاهش قیمت تمام شده محصولات منجر می‌گردد. آثار مطلوب دیگر این مدل صرفه‌جویی در منابع آب است. همچنین، با انجام تحلیل حساسیت بر روی پارامترهای کلیدی مدل، اثر این پارامترها بر قیمت تمام شده و میزان واردات بررسی می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Developing a Supply Chain Planning Model for Perishable Crops

نویسندگان [English]

  • Amir Hajimirzajan 1
  • Mohammadali Pirayesh 2
  • Farzad Dehghanian 3
1 M.Sc. of Industrial Engineering, Faculty of Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
2 Associate Professor, Industrial Engineering Department, Faculty of Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
3 Assistant Professor, Industrial Engineering Department, Faculty of Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
چکیده [English]

In this paper, a supply chain model including production and distribution of perishable crops is introduced. Echelons of the supply chain are farms, fridges and wholesales. Furthermore, the demand can be responded by imports. The planning horizon is finite. Due to the perishable nature of the crops the harvested crops can be held no longer than pre-determined periods. The purpose of this model is to determine optimal planning for production, holding and transportation of each item in each period in order to the total cost is minimized. This model is applied for the case of potato, onion and tomato. The numerical results show that a decrease in total cost and consequently in price of each product can be made via using this model. Saving in water sources is another result of this model. Sensitivity analysis is done to investigate the effects of the key parameters on price and amount of import.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Supply Chain
  • Perishable crops
  • Production planning
  • Transportation
  • location

1- مقدمه

کشاورزی یکی از مهم‌ترین بخش‌های تأثیرگذار در اقتصاد هر کشور است که نقش مهمی در استقلال سیاسی و اقتصادی آن ایفا می‌کند. وجود مواهب طبیعی فراوان و موقعیت خاص اقلیمی، ایران را به سرزمینی چهارفصل تبدیل کرده است که این موضوع بسترهای لازم برای محور قرار دادن این بخش در اقتصاد کشور را فراهم می‌کند. با وجود این، این بخش از اقتصاد کشور با وجود استعداد بالقوه، کارایی لازم را نداشته است. یکی از بزرگ‌ترین مشکلات بخش کشاورزی در کشور، عدم آگاهی کشاورزان نسبت به کاشت متعادل محصولات کشاورزی بر حسب تقاضاست؛ که برهم خوردن این تعادل از یک سو باعث وفور یک محصول و کاهش چشمگیر قیمت آن در یک سال و متضرر شدن کشاورزان شده، و از سوی دیگر، با کاهش سایر محصولات باعث افزایش قیمت و نارضایتی مردم می‌گردد. ضعف مدیریتی در زنجیره تأمین محصولات کشاورزی و ورود واسطه‌ها در این عرصه را می‌توان مشکل اساسی این بخش از اقتصاد کشور دانست. این امر ضرورت مطالعه مدل‌های زنجیره تأمین در بخش کشاورزی و به طور خاص تولید و توزیع محصولات زراعی را ایجاب می‌کند.

محصولات زراعی[1] به بخشی از محصولات کشاورزی اطلاق می‌شوند که مدت زمان کاشت تا گل‌دهی (پایان عمر محصول) در آنها کمتر از یک سال است. در واقع، چرخه زندگی آنها کمتر از یک سال طول می‌کشد؛ در حالی که محصولات باغی چرخه زندگی طولانی دارند و پس از گل‌دهی گیاه عمر آنها به پایان نمی‌رسد و می‌توان در دوره‌های متوالی بدون کشت مجدد، محصول برداشت نمود. تعریف دیگری که لازم است به آن بپردازیم، کشت آبی[2] و دیم[3] است. کشت آبی به نوعی از تولید محصول کشاورزی گفته می‌شود که در آن کشاورزان آب مورد نیاز گیاه را به موقع تأمین می‌کنند؛ در حالی که در کشت دیم کشاورزان در طی مراحل کاشت، داشت و برداشت، امیدوار به تأمین آب مورد نیاز گیاه از نزولات جوّی هستند.

با توجه به اینکه در حال حاضر برنامه‌ریزی جامعی برای تولید محصولات زراعی فسادپذیر وجود ندارد؛ این مقاله به ارائه و حل یک مدل برنامه‌ریزی ریاضی چند دوره‌ای می‌‌پردازد که علاوه بر تعیین مقدار بهینه میزان تولید محصولات کشاورزی در مزارع به مکانیابی سردخانه‌های نگهداری محصولات و تخصیص محصولات کشاورزی به آنها با توجه به دوره ماندگاری محصولات می‌پردازد. در این مدل نقاط تقاضا به صورت میادین بار (در نقاط شهری) مشخص است و نقاط عرضه به صورت مزارع بزرگ و کوچک هستند که می‌توان آنها را به شکل نقاط متمرکز در هر ناحیه از منطقه مورد بررسی در نظر گرفت.

جنبه نوآوری این مقاله به استفاده از روشی جدید در پایش فسادپذیری محصولات و تلفیق مدل‌های مکان‌یابی با مسأله برنامه‌ریزی تولید در مورد محصولات زراعی و همچنین، استفاده از ضریب عملکرد[4] که در صرفه­جویی مصرف زمین زراعی و آب مؤثر است، مربوط می­شود. تعیین محل سردخانه مربوط به مکانیابی مسأله است که انتخاب صحیح مکان­ها باعث کم شدن ضایعات و هزینه­های انتقال می­شود. مدل ارائه شده به شکلی دقیق و نوین محدودیت­های مربوط به سطح کشت و محدودیت آب را در طول دوره­های مختلف در نظر می­گیرد که باعث نزدیک شدن مدل به واقعیت می‌شود. در واقع مدل ارائه شده در این مقاله با استفاده از یک تابع هدف کمینه­سازی خطی سعی دارد هزینه­های دولت را به عنوان متصدی مدل بر پایه محدودیت­های زمین کشاورزی، منابع آب، تقاضای هر محصول در دوره‌های زمانی مختلف و ظرفیت سردخانه‌ها کاهش دهد.

در ادامه مقاله و در بخش دوم مروری بر ادبیات مدل‌های زنجیره تأمین در حوزه محصولات کشاورزی ارائه می‌شود و شکاف تحقیقاتی که مقاله حاضر بدان می‌پردازد، بیان می‌گردد. بخش سوم به تعریف مسأله و ارائه مدل ریاضی تخصیص داده شده است. در بخش چهارم  مدل ارائه شده برای سه محصول پیاز، سیب ‌زمینی و گوجه فرنگی به عنوان یک مطالعه موردی پیاده‌سازی می‌شود. تحلیل نتایج حاصل از حل مدل و تحلیل حساسیت پارامترهای مسأله موضوع بخش پنجم است. در نهایت، در بخش ششم، نتیجه‌گیری و پیشنهادها برای تحقیقات آتی ارائه می‌شود.

 

2- مرور ادبیات

زنجیره تأمین محصولات کشاورزی امروزه به خاطر داشتن ویژگی‌های منحصر به فردی مثل اهمیت کیفیت غذا، اهمیت تأمین تقاضا، تغییرات آب و هوا و تغییرات قیمت نقش بسیار مهمی در مسائل زنجیره تأمین کسب نموده است. در دسته‌بندی این مباحث محصولات از نظر مدت ماندگاری به دو دسته فسادپذیر و فاسدنشدنی (مانند محصولات دانه­ای و خشکبار)  و از نظر چرخه عمر به دو دسته زراعی و باغی تقسیم‌بندی می‌شوند. این مقاله در حیطه زنجیره تأمین محصولات زراعی فسادپذیر قرار می‌گیرد.

برای آشنایی با گستره­ مسائل زنجیره تأمین محصولات کشاورزی می­توان به سه مقاله مروری که گلن (1987)، لو و پرسکل (2004) و آهومادا و ویلاباس (2009) تهیه کرده‌اند، اشاره کرد. گلن (1987) به جمع‌آوری و دسته‌بندی مقالات مربوط به مسائل زنجیره تأمین محصولات زراعی و دامی و نحوه مدل­سازی آنها می‌پردازد. لو و پرسکل (2004) کار گلن (1987)را در زمینه دسته­بندی مقالات حوزه مسائل زنجیره تأمین محصولات کشاورزی تجاری تا سال 2004 تکمیل می‌کند. آنها در مقاله خود به حوزه‌های تحقیقات آتی و لزوم توجه به پارامترهای نامعین و اهمیت ماهیت عمر کوتاه محصولات با توجه به مدت تولید طولانی اشاره می‌کنند. آهومادا و ویلاباس (2009) به مرور و ارزیابی جامعی از کاربرد و نحوه مدل‌سازی زنجیره تأمین محصولات کشاورزی در مقالات مختلف می‌پردازند و تحقیقات انجام شده در این حوزه را از دیدگاه‌های مختلفی تقسیم‌بندی می‌کنند. از دیدگاه انبارش محصولات، آنها بین مقالاتی که تمرکزشان بر روی محصولات فسادپذیر است، با مقالاتی که عمده تمرکزشان بر روی محصولات فاسدنشدنی است، تمایز قایل می‏شوند. از دیدگاه سطح تصمیم‌گیری، مقالات را به سه دسته راهبردی، تاکتیکی و عملیاتی تقسیم‌بندی می‌کنند. از دیدگاه ماهیت پارامترها، مقالات را به دو دسته قطعی و احتمالی تقسیم می‌کنند. از نظر رویکرد مدل‌سازی، مقالات قطعی به دو دسته برنامه‌ریزی خطی و برنامه‌ریزی پویا و مقالات احتمالی به دو دسته برنامه‌ریزی احتمالی و برنامه­ریزی پویای احتمالی تقسیم‌بندی می‌شوند.

در ادامه، تعدادی از تحقیقات انجام شده در حوزه زنجیره تأمین محصولات کشاورزی را با جزئیاتبیشتر مرور می­کنیم. ون­ برلو (1993) عملیات زنجیره تأمین فرآوری سبزیجات شامل: مراحل کاشت، برداشت، فرآوری صنعتی و ارائه به بازار را در قالب یک مدل ریاضی با استفاده از برنامه­ریزی آرمانی ارائه می­نماید. مدل آنها تصمیم­های کشاورز در راستای کاهش هزینه­های زنجیره را شامل می­شود و فاقد تصمیم­های مکانیابی است.

جولایمی (1996) در مقاله­ای با در نظر گرفتن یک دوره مشخص کاشت به دنبال یافتن مقدار و محل کاشت محصولات با هدف حداکثر کردن سود است. در مدلی که او ارائه می‌دهد، مدل از بین تعداد پرشماری محصول، پرسودترین محصول را به شرط پوشش تقاضا انتخاب می‌کند. انتقادات مهمی به مدل او وارد است؛ از جمله این که چون مدل او چند دوره­ای نیست، لذا توجهی به قابلیت کاشت در زمان کشت و مدت زمان کاشت تا برداشت متفاوتِ محصولاتِ مختلف نشده است؛ یا این که در آن مدل محدودیت منابع آب منظور نشده و توجهی به فساد‌پذیری محصولات نشده است. همچنین، در آن ضریبی به نام تأثیرپذیری کشت مختلط[5] تعریف شده که مقدار افزایش یا کاهش سود حاصل از کاشت مختلط هر تعداد محصول را نسبت به کاشت منفرد آنها تعیین می‌کند؛ حال آنکه در عمل تعیین این ضریب عملی نیست.

آلن و شوستر (2004) در مقاله­ای به برآورد میزان سرمایه­گذاری و نرخ برداشت در جهت کاهش میزان ضایعات محصول ناشی از آب و هوا یا ماندن در انبار با استفاده از یک مدل غیر خطی در تاکستان­ها می‏پردازند. در واقع، مدل آنها تمرکز بر روی ظرفیت­های برداشت و نگهداری دارد و از ارزیابی ریسک مربوط به شرایط آب و هوا استفاده می­کند.

رانتالا (2004) یک مدل زنجیره تأمین برای نهال‏هایی که در نهالستان تهیه و به سردخانه منتقل می­شوند، ارائه می­دهد. مشتریان می­توانند نهال­ها را مستقیماً از نهالستان و یا سردخانه­ها تهیه کنند. همچنین، این مدل محدودیت­های ظرفیت و فسادپذیری را نیز در نظر می­گیرد. هدف این مدل کمینه کردن هزینه­های تولید و انتقال محصولات در راستای پوشش تقاضای مشتریان است.

آپیا و هندریکس (2005) در مقاله خود که درباره طراحی شبکه زنجیره تأمین غذاهای پروتئینی بر پایه نخود است، به ارائه یک مدل زنجیره تأمین متشکل از تولیدکنندگان نخود، کارخانه­های خشک کردن نخود، کارخانه­های پوست­کنی و فرآوری، توزیع کنندگان محصول و خرده فروشان می‌پردازد. تابع هدف به کمینه­کردن هزینه‌های زنجیره با توجه به محدودیت‌های تعادل در زنجیره، پوشش تقاضا و ظرفیت هر یک از کارخانجات می‌پردازد. این مدل نیز غیرپویا و با در نظر گرفتن نحوه‌های مختلف حمل‌ونقل در زنجیره است.

فرر و همکارانش (2008) مدلی برای تصمیم­گیری در مورد مقدار برداشت محصول در هر دوره، نحوه حمل­ونقل به محل فرآوری، برنامه­ریزی فرآوری محصولات در کارخانه و بسته­بندی را در قالب یک مدل MIP[6] برای انگور قرمز ارائه می­دهند. همچنین، این مدل هزینه برداشت محصول و هزینه کاهش کیفیت محصول را در تابع هدف در نظر می‏گیرد. مدلی که آنها ارائه می‌دهند، فقط به ارائه برنامه‌ریزی پس از برداشت تا تأمین تقاضای مشتریان می‌پردازد.

مانزینی و گبنینی (2008) چندین مدل برنامه­ریزی خطی مکانیابی– تخصیص را با توجه به برنامه­ریزی تولید محصولات در کارخانه و نحوه تخصیص محصولات به توزیع کنندگان در قالب یک مدل پویا ارائه می­دهند. آنها با اضافه کردن محدودیت­های تأخیر زمانی در مراحل مختلف توزیع سعی در طراحی مدلی منطبق بر واقعیت دارند؛ علاوه بر این با اضافه کردن محدودیت­هایی، مدل برای شرایطی از جمله توزیع چند کالایی، توزیع سه مرحله­ای، و وجود چند توزیع­کننده مرکزی آماده می­شود.

آهومادا و ویلاباس(a2011و2012) به برنامه‌ریزی  در مورد کشت دو محصول گوجه‌فرنگی و فلفل قرمز در ایالت سینالوا[7] (واقع در شمال شرق مکزیک) در مزارعی با موقعیت‌های مکانی متفاوت با تمرکز بر روی برنامه‌ریزی  استخدام نیروی انسانی موقت و دائم برای مراحل کاشت، داشت و برداشت و همچنین، محدودیت آب محصولات به دو صورت قطعی و تصادفی می‌پردازند.

آهومادا و ویلاباس (b2011) با مدیریت هزینه‏های کارگر و با در نظر گرفتن ارزش محصولات و شیوه حمل­ونقل آنها در قالب یک مدل MIP در چند دوره محدود زمانی (چند هفته) سعی در یافتن یک تعادل بین کیفیت و قیمت محصولات دارند؛ مهم‌ترین ویژگی مسأله آنها درنظرگرفتن چند مزرعه در مکان‌هایی مشخص است؛ به ویژه که در این مدل کیفیت محصول در طول مراحل حمل و تأخیرات کاهش می­یابد. هدف این مدل، بیشینه کردن دریافتی‏های کشاورز با توجه به کیفیت محصولات است. در مدل آنها نوع و محدوده زمانی کشت مشخص است.

رونژ و همکارانش (2011) یک مدل بهینه­سازی برای مدیریت کیفیت محصولات فسادپذیر را در طول مراحل مختلف زنجیره تأمین ارائه می­دهند. در واقع، در این مدل توجه زیادی به حفظ کیفیت محصولات شده است. در این مدل کیفیت محصولات کشاورزی با توجه به دما و زمان نگهداری در هر مرحله و شرایط انتقال محصول کم می­شود. تابع هدف این مقاله به دنبال کمینه کردن تمام هزینه­های زنجیره با حفظ کیفیت قابل قبول محصول است.

تیموری و همکاران (2013) یک زنجیره تأمین محصولات کشاورزی شامل تولیدکنندگان، عمده فروشان و خرده فروشان را بررسی می­کنند. آنها یک مدل شبیه­سازی با رویکرد تحلیل سیستم­ها پیشنهاد می­کنند تا رفتار زنجیره را بررسی کرده و اثر سه عامل عرضه، تقاضا و قیمت را بر همدیگر تعیین نمایند. هدف اصلی آنان از این مطالعه، تعیین بهترین سیاست واردات برای کاهش تغییرات قیمت در سناریوهای مختلف عرضه و تقاضاست.

سلطانی و اسدی (1379)در مقاله­ای با وارد کردن شکل بسیار ساده­ای از برنامه‌ریزی  خطی در مسأله الگوی کشت به بررسی دشت قزوین پرداخته‌اند. آنها با تقسیم کل دشت به پنج ناحیه همگن از نظر منابع آب و در نظر گرفتن 9 محصول و همچنین، دانستن حاشیه سود فروش محصولات به تعیین مقدار کشت محصولات پرداخته‌اند. آنها با توجه به نمونه‌گیری‌هایی که انجام دادند، متوجه شدند که از بین عوامل مؤثر بر درآمد کشاورزان بر اساس آزمون دانکن تنها اندازه مزرعه تأثیر معناداری داشته و با وارد کردن آن به صورت تک دوره­ای در مدل به جواب‌های بهینه در مدل دست یافته‌اند. آنها در مقاله خود توجهی به تقاضا در دوره‌های مختلف، ذخیره محصولات در سردخانه‌ها و محل آنها و فساد‌پذیری محصولات نداشته‌اند. در این مقاله به دولت پیشنهاد شده است با تعیین قیمت آب برای هر محصول در هر ناحیه به اجرای سیاست الگوی کشت اقدام نماید.

اگر چه هدف از مدل ارائه شده در این مقاله توسعه یک مدل زنجیره تأمین برای محصولات زراعی فسادپذیر به منظور ایجاد تعادل بین تولید و تقاضا و در نتیجه تثبیت قیمت محصولات زراعی در کشور بوده است؛ اما با توجه به پیشینه تحقیق، شکاف­های تحقیقاتی که مدل ارائه شده در این مقاله پوشش می­دهد، به شرح زیر است:

1-               توسعه زنجیره تأمین سه مرحله­ای برای محصولات زراعی فسادپذیر؛

2-               چند دوره­ای بودن زنجیره تأمین؛

3-               قابلیت کشت مجدد بر روی زمین زراعی پس از برداشت محصولات؛

4-                 استفاده از ضریب عملکرد زراعی و نیاز آبی محصول در مدل­سازی.

 

3- تعریف مسأله و مدل­سازی

3-1- شرح مدل

 شبکه زنجیره تأمین ارائه شده در این مقاله شامل چهار جزء اصلی است: مزارع کاشت محصولات کشاورزی که می­توان در دوره­های مختلف محصولات مختلفی را در زمین کشاورزی کاشت، سردخانه­های نگهداری محصولات کشاورزی که این سردخانه­ها باید از میان تعدادی نقاط کاندید انتخاب شوند؛ میادین بار (نقاط تقاضا) که محل عرضه محصولات به مشتری نهایی است، که از قبل مکان و میزان تقاضای آنها در هر دوره مشخص است، نهایتاً آخرین جزء مدل واردکنندگان محصولات کشاورزی‏اند که در صورت نیاز محصولات کشاورزی را از خارج کشور وارد کرده، مستقیماً به میادین بار می­رسانند. در واقع، فرض بر این است که واردات در هر دوره زمانی امکان­پذیر بوده، به نگهداری محصولات وارداتی در سردخانه­ها نیازی نیست.

انواع جریان محصولات در شبکه زنجیره تأمین عبارتند از (شکل 1):

  • جریان انتقال مستقیم محصولات از مزارع به میادین بار بدون انبارش(مسیرC)؛
  • جریان انتقال محصولات از مزارع به سردخانه­ها(مسیرA)؛
  • جریان انتقال محصولات از سردخانه به میادین بار که شامل محصولاتی می­شود که حداقل یک دوره در سردخانه انبار می­شوند یا محصولاتی که انبار نمی­شوند و فقط به واسطه‌ هزینه کمتر حمل­ونقل از طریق سردخانه­ها به میادین بارمنتقل می­شوند(مسیرB)؛
  • جریان واردات محصولات به میادین بار(مسیرD).

 

 

شکل(1): جریان محصولات در شبکه زنجیره تأمین

 

در این مدل قصد داریم ضمن دستیابی به یک برنامه ایده­آل تولید، هزینه­های کل زنجیره را کاهش دهیم، لذا تابع هدف را با توجه به کمینه کردن هزینه­های تولید، حمل­ونقل، اجاره سردخانه­ها، نگهداری و واردات محصولات در نظر می­گیریم. دولت به عنوان متصدی کلیه مراحل زنجیره درنظرگرفته می­شود. البته تولید محصول به عهده کشاورزان است، اما فرض بر این است که دولت هزینه تولید و سود کشاورزان را در قالب خرید تضمینی در هنگام برداشت محصول به کشاورز می­پردازد و این به عنوان هزینه­ تولید محصول برای دولت در نظر گرفته می­شود.

مدل ارائه شده به منظور کم کردن هزینه­ها تعیین می­کند که چه محصولی در چه زمان، به چه مقدار و در چه مزرعه­ای کاشته شود. همچنین، از محصول برداشت شده در هر دوره چه مقدار مستقیماً به میادین بار و چه مقدار به سردخانه­ها ارسال شود و چند دوره در سردخانه بماند. علاوه بر این، در هر دوره برای چه محصولی و به چه مقدار واردات انجام شود. از آنجا که هزینه واردات محصولات به طور معمول بالاتر از تولید محصول است؛ مدل سعی دارد واردات محصولات را کاهش دهد.

مدل ارائه شده در این مقاله درحالی که به برنامه‏ریزی کشت و حمل‌ونقل محصولات می­پردازد، سایر الزامات فنی زراعی را نیز در نظر می­گیرد؛ که در این قسمت به آنها اشاره می­کنیم:

  • اصل فسادپذیری: بر اساس این اصل مدت ماندگاری محصول از زمان برداشت تا زمان رسیدن به نقاط تقاضا باید کمتر از حدّ فساد محصول باشد.
  • مدت فرآوری: مدت زمان از کاشت تا برداشت محصول، مدت فرآوری محصول نامیده می­شود؛ لذا محصولات پس از کاشت باید مدت فرآوری لازم را تا برداشت سپری کنند.
  • امکان استفاده مجدد از زمین: از ویژگی­های کشت محصولات زراعی امکان استفاده مجدد از زمین است که بر اساس آن می‌توان پس از برداشت محصول از زمین، مجدداً به کشت بر روی آن اقدام کرد. تمام مقالاتی که در رابطه با زنجیره تأمین محصولات زراعی فساد‌پذیر تا کنون ارائه شده‌اند، به خاطر برنامه‌ریزی  برای یک دوره کاشت، این ویژگی را نادیده گرفته­اند.
  • قابلیت کشت: کشت محصولات در هر ناحیه در دوره‌های خاصی مجاز است؛ برای مثال، برای محصول پیاز در استان کرمان در طول فصل پاییز قابلیت کشت وجود دارد و در سایر فصول قابلیت کشت وجود ندارد.
  • زمین زراعی: زمین زراعی که برای کشت محصولات در دسترس است، محدود است.
  • منابع آب: در این مقاله برنامه­ریزی برای محصولات زراعی با کشت آبی انجام می­شود؛ با توجه به منابع محدود آب در برخی از نواحی، محدودیت منابع آب در مدل در نظر گرفته می‏شود.
  • سردخانه: در این مدل تعداد مشخصی سردخانه وجود دارد که قرار است از بین آنها تعدادی انتخاب شوند. ظرفیت هر سردخانه محدود است. هر سردخانه دارای یک هزینه ثابت با عنوان اجاره سردخانه در طول افق برنامه­ریزی است.
  • بودجه در دسترس: بودجه در دسترس برای اجاره سردخانه­ها محدود است.
  • حداقل درآمد کشاورزان: به منظور ایجاد انگیزه در کشاورزان برای تبعیت از برنامه ارائه شده از طریق این مدل، کسب حداقل درآمد برای کشاورزان در نظر گرفته می­شود.
  • حداقل مقدار قابل قبول کاشت: بر اساس این محدودیت کاشت محصول در هر دوره کمتر از یک حدّ پایین غیرمجاز خواهد بود.

3-2- مفروضات

مدل ارائه شده مبتنی بر مفروضات زیر است:

1-       محصولات زراعی و کاشت آنها به صورت آبی است.

2-       از هر محصول، هر مقدار که کاشت می­شود پس از دوره فرآوری به همان مقدار نیز برداشت می­شود.

3-       پس از برداشت محصول و قبل از ارسال به میادین بار یا سردخانه، ضایعات از محصول برداشت شده کم می­شود.

4-       افق برنامه­ریزی شامل تعدادی دوره زمانی مشخص است.

5-       محصولات پس از اتمام مدت ماندگاری کاملاً فاسد و غیر قابل استفاده می‌شوند.

6-       در صورتی که در یک دوره عملیات کاشت یا برداشت وجود داشته باشد، این عملیات در ابتدای دوره انجام می­گیرد؛ برای مثال، اگر مدت فرآوری محصولی چهار دوره است و این محصول در ابتدای دوره اول کاشته شود، در ابتدای دوره پنجم برداشت شده و در همان ابتدای دوره پنجم زمین زراعی قابل کشت مجدد خواهد بود.

7-       زمان لازم برای حمل­ونقل محصولات ناچیز فرض می­شود.

8-       هزینه­های حمل­ونقل محصولات وابسته به وزن آن است.

9-       هزینه نگهداری محصولات وابسته به وزن و مدت زمان انبارش آن است.

 

3-3- اندیس­ها و پارامترهای مدل

اندیس­ها:

l :1,…,L

اندیس میادین بار(نقاط تقاضا)

i :1,…,I

اندیس مزارع کشاورزی

j :1,…,J

اندیس نقاط کاندید سردخانه

t :1,…,T

اندیس دوره‌های زمانی (افق زمان T)

m :1,…,M

اندیس محصول

n :1,…, nm

اندیس تعداد دوره­های ماندن کالا در سردخانه

پارامترها:

CPmit: هزینه تولید(قیمت خرید تضمینی) به ازای هر واحد محصول m در مزرعه i در دوره t (10 ریال بر تن)؛

CVmit: هزینه ثابت اقدام برای کاشت (راه­اندازی کاشت) محصول m در مزرعه i در دوره t (10ریال)؛

CHmjt: هزینه نگهداری هر واحد محصول m در سردخانه­j در دوره t (10 ریال بر تن)؛

CAmij: هزینه انتقال هر واحد محصول m از مزرعه i به سردخانه j  به ازای هر واحد مسافت (10ریال بر تن بر کیلومتر)؛

CBmjl: هزینه انتقال هر واحد محصول m از سردخانه j به میدان بار l به ازای هر واحد مسافت (10ریال بر تن بر کیلومتر)؛

CCmil: هزینه انتقال هر واحد محصول m از مزرعه i به میدان بار l به ازای هر واحد مسافت (10ریال بر تن بر کیلومتر)؛

dAij: فاصله مزرعه i تا سردخانه j (کیلومتر)؛

dBjl: فاصله سردخانه j تا میدان بارl (کیلومتر)؛

dCil: فاصله مزرعهi تا میدان بار l (کیلومتر)؛

Fj: هزینه اجاره سردخانه j (هزینه ثابت در افق زمانیT) (10 ریال)؛

Wmlt: هزینه واردات هر واحد محصول m به میدان بار l در زمان t (10 ریال بر تن)؛

Ki0: حداکثر زمین در دسترس در مزرعه i در ابتدای افق برنامه­ریزی(هکتار)؛

αmit: درصد ضایعات محصول برداشت شده از مزرعه i در دوره t از محصول m؛

Dmlt: تقاضای میدان بار l از محصول m در دوره t (تن)؛

Sj: ظرفیت سردخانه j (تن)؛

B: حداکثر بودجه در دسترس برای اجاره سردخانه­ها (10 ریال)؛

Lmit: حداقل مقدار قابل قبول کشت محصول m در مزرعه i در دوره t (تن)؛

lmit: اگرقابلیت کاشت محصول m در مزرعه i در دوره t وجود داشته باشد، مقدار این پارامتر 1 است؛ در غیر این صورت صفراست؛

gmi: ضریب تبدیل مقدار محصول m (تن) به سطح اشغالی در مزرعه i بر حسب هکتار (هکتار بر تن)(این پارامتر عکس ضریب عملکرد است)؛

nm: حداکثر مدت مجاز ماندگاری محصول m در سردخانه‌ها(ماه)؛

qm: مدت زمان لازم برای به عمل آمدن (از کاشت تا برداشت) محصول m(ماه)؛

wm: مقدار آب لازم برای به عمل آمدن محصول m (مقدار نیاز آبی محصول m) در هکتار (متر مکعب بر هکتار)؛

TWi: مقدار کل منابع آب در دسترس برای کاشت محصولات مورد نظر در مزرعه i در کل افق برنامه­ریزی (متر مکعب)؛

MinPi: حداقل درآمد قابل قبول برای کشاورزان مزرعه i (10 ریال)؛

M: یک عدد مثبت بسیار بزرگ.

 

3-4- متغیر‏های تصمیم

متغیرهای تصمیم به صورت زیر در نظر گرفته می‏شود:

Xmit: میزان کل تولید (برداشت) محصول m در مزرعه i در زمان t(تن)؛

 : میزان کل کاشت محصول m در مزرعه i در زمان t(تن)؛

xamijt: مقداری از محصولm که از مزرعه i به سردخانه j در دوره t منتقل می­شود(تن)؛

xcmilt: مقداری از محصول m که از مزرعه i به میدان بار l در دوره t منتقل می­شود (تن)؛

xbdmjltn: مقداری از محصول m که در دوره­t وارد سردخانه j شده و پس از n دوره ماندن در سردخانه، در دوره t+n از سردخانه به میدان بار l منتقل می‏شود(تن)؛

xbmjlt: مقداری از محصول mکه بدون تأخیر از سردخانه j به میدان بار l در دوره t منتقل می­شود(تن)؛

ymlt: میزان واردات محصول m به میدان بار l در دوره t(تن)؛

Rj: اگر سردخانه j برای کل افق زمانیT اجاره شود برابر 1 در غیر این صورت صفر؛

Vmit: اگر برای کشت محصول m در مزرعه i در دوره t اقدام شود برابر 1 در غیر این صورت صفر؛

Imjt: مقدار موجودی محصول m‌ در سردخانه ­j در انتهای دوره t (تن)؛

Kit: میزان زمین در دسترس از مزرعه i ام در ابتدای دوره t (هکتار).

 

 

3-5- مدل­سازی

3-5-1-تابع هدف

 

 

 

    رابطه (1) شامل هزینه­های متغیر و ثابت تولید محصول، رابطه (2) مربوط به هزینه انتقال از مزرعه‏­ها به سردخانه­ها، رابطه (3) مربوط به هزینه انتقال از سردخانه­ها به میادین بار، رابطه (4) مربوط به هزینه انتقال از مزرعه­ها به میادین بار، رابطه (5) مربوط به هزینه اجاره سردخانه­ها، رابطه (6) مربوط به هزینه نگهداری محصولات در سردخانه­ها و رابطه (7) مربوط به هزینه واردات محصولات است. از آنجا که  در بخش­های بعدی هزینه‌های مختلف مدل با هم مقایسه می‌شوند؛ مقدار رابطه (1) را هزینه‌های تولید، مجموع مقادیر رابطه‌های (2) تا (6) را هزینه‌های لجستیک و مقدار رابطه (7) را هزینه واردات می‌نامیم.

 

3-5-2- محدودیت ها

 

 

 

رابطه (8) محدودیت مربوط به تعیین سطح قابل کشت در مزرعهi در دوره t است؛ که این مقدار برابر سطح قابل کشت در دوره قبل منهای سطح اشغال شده به واسطه کشت در دوره قبل، بعلاوه سطح آزاد شده از محصولات برداشت شده در ابتدای همان دوره است. رابطه(9) بیان می­کند که مقدار محصول به­دست آمده در دوره t برابر مقدار محصول کاشته شده در دوره­ t-qm است. رابطه (10) محدودیت ظرفیت کاشت بوده و نشان می­دهد میزان کاشت از محصولات مختلف در هر مزرعه در هر دوره باید کمتر از ظرفیت سطح قابل کشت باشد. رابطه (11) محدودیت مربوط به مقدار آب در دسترس در هر مزرعه است. رابطه (12) محدودیتی است که نشان می­دهد محصول تولید شده پس از کسر درصد ضایعات به سردخانه­ها یا میادین بار تخصیص می‏یابد؛ در واقع تعادل محصول را در مزارع برقرار می­کند. رابطه (13) مقدار موجودی هر سردخانه، در هر دوره و از هر محصول را تعیین می‌کند. این مقدار برابر با موجودی دوره قبل بعلاوه کل ورودی محصول در آن دوره منهای کل خروجی محصول در آن دوره است. رابطه (14) محدودیت مربوط به تعادل در سردخانه­هاست. این رابطه بیان کننده آن است که در هر دوره کل محصول وارد شده از تمامی مزارع به یک سردخانه برابر با مقداری است که بدون انبار شدن به میادین بار منتقل می‌گردند؛ به علاوه مقداری که برای نگهداری وارد سردخانه می‌شوند.

یکی از ویژگی­های متمایز این مقاله با تحقیقات مشابه که در مرور ادبیات به آنها اشاره شد، تعریف متغیر xbdmjltn است. برخلاف مدل­های قبلی که برای مدت ماندن در سردخانه و اعمال محدودیت فسادپذیری، متغیر و محدودیت­های جداگانه­ای تعریف می­شود؛ این متغیر میزان ارسال به سردخانه و مدت ماندن در سردخانه را توأمان در نظر می­گیرد. وجود این متغیر به کاهش تعداد متغیرها و محدودیت­ها منجر شده و در نتیجه زمان حل مسأله کاهش می­یابد.

محدودیت (15) نیز نشان می­دهد که تقاضای هر میدان بار از هر محصول در هر دوره  باید از طریق واردات یا مستقیماً از مزارع یا از طریق سردخانه‌ها چه پس از انبارش یا بدون انبارش تأمین شود. رابطه (16) بیان کننده حداقل درآمد کشاورزان است. محدودیت (17) نیز بیان می­کند میزان ذخیره کلیه محصولات در سردخانه j در هر دوره ­باید کمتر از مقدار ظرفیت آن سردخانه باشد؛ البته، در صورتی که متغیر Rj مقدار یک گرفته و آن سردخانه برای کل افق زمانی اجاره شده باشد. محدودیت (18) بیان می­کند که هزینه اجاره سردخانه­های انتخابی نباید از حداکثر بودجه در دسترس بیشتر شود. محدودیت(19) بیان می­کند که تنها در صورت انتخاب سردخانه j می­توان به آن محصول ارسال نمود. محدودیت(20) نیز بیان می‌کند کاشت محصول در هر مزرعه و در هر دوره وقتی صورت می‌گیرد که راه اندازی کاشت انجام شده وقابلیت کاشت محصول در آن دوره و مزرعه وجود داشته باشد و در صورتی که کاشت محصول انجام ­شود، مقدار آن باید از حداقل مقدار تعیین شده بیشتر باشد.

رابطه‌های (21) و (22) باینری بودن دو متغیر تصمیم اجاره سردخانه و اقدام به کشت را نشان می‌دهند و نهایتاً رابطه‌های (23) تا (29) محدودیت‏های مربوط به نامنفی بودن سایر متغیرهای تصمیم مسأله هستند.

 

4- مطالعه موردی

مدل ارائه شده در این مقاله را به صورت موردی برروی سه محصول سیب زمینی، پیاز و گوجه فرنگی با هدف تأمین تقاضای کشور پیاده می­کنیم. دلایل انتخاب این سه محصول به شرح زیر است:

  • قابلیت تولید در کشور: با توجه به داده­های آماری سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد(FAO[8]) در سال 2010 ایران رتبه پنجم تولید پیاز، رتبه هفتم تولید گوجه‌فرنگی و رتبه دوازدهم تولید سیب‌زمینی را در جهان دارد. با وجود این، به علت عدم برنامه­ریزی مناسب عرضه و تقاضای این سه محصول راهبردی و مورد توجه مردم، در کشور همواره نامتعادل بوده و باعث ایجاد مشکلات فراوانی برای کشاورزان و مصرف کنندگان شده است.
  • نوسان تولید و قیمت:هم­اکنون غالب کشاورزانی که به کاشت سه محصول فوق می‌پردازند، بدون هیچ برنامه­ای اقدام به انتخاب و تعیین مقدار کشت سه محصول می‌کنند، که همین امر را می‌توان به عنوان علت اصلی نوسان قیمت این محصولات در سال‌های اخیر در کشورمان بر شمرد. در واقع، کشاورزان یک ناحیه با توجه به قیمت یک محصول اقدام به کشت آن می‌کنند؛ غافل از این که تعداد زیادی از کشاورزان دیگر هم اقدام به کشت همان محصول کرده‌اند و مشکل وقتی ایجاد می‌شود که موقع برداشت قیمت فروش آن محصول به علت وفور آن مقداری نیست که کشاورز انتظار آن را داشته باشد و از طرف دیگر، با توجه به کاهش مقدار محصولات دیگر باید انتظار داشت که قیمت آنها افزایش یابد. شکل2 قیمت هر کیلوگرم محصول برای خرید در مزرعه را در بین سال‌های 2005 تا 2010 نشان می‌دهد. همان‌طور که مشاهده می‌شود، نمودار‌های قیمت شاهد نوسان‌های زیادی بوده‌اند؛ برای مثال، در سال 2007 قیمت سیب زمینی نسبت به پیاز و گوجه فرنگی بالاتر است و در سال 2008 عکس آن اتفاق افتاده است. باید توجه شود که قیمت‌های ارائه شده در شکل2 بیش از اینکه نشأت‌گرفته از هزینه‌های نهاده­های زراعی باشد به شرایط کمبود یا وفور محصول در بازار وابسته بوده است؛ که این شرایط نیز ناشی از عدم وجود برنامه مناسب برای ایجاد تعادل بین عرضه و تقاضاست.

 

شکل (2): قیمت فروش کشاورزان برای سه محصول سیب‌زمینی، پیاز و گوجه‌فرنگی در ایران

 

  • کشت سه محصول به صورت آبی: یکی دیگر از مسائل قابل توجه این است که مدل برای محصولات زراعی آبی ارائه شده است. بر اساس آمارنامه وزارت جهاد کشاورزی[9] 73/99% محصولات سیب‌زمینی، پیاز و گوجه‌فرنگی به صورت آبی کاشت شده‌اند و سهم مقدار کاشت دیم این سه محصول کمتر از 1٪ است. با توجه به این موضوع به­کارگیری این مدل برای برنامه‌ریزی این سه محصول کاملاً مناسب است.

    در حل مسأله مطالعه موردی، هدف ارائه برنامه­ای اجرایی برای استان‌های کشور در سال2012(1391) است. لذا افق برنامه­ریزی 12ماه است.  داده­های ورودی مسأله براساس اطلاعات وزارت جهاد کشاورزی[10] و سازمان حمل و نقل[11] تهیه شده است. تعداد مزارع برای کشت محصولات به تعداد استان‌های کشور؛ یعنی 30 استان در نظر گرفته شده است(استان البرز و تهران با هم در نظر گرفته شده‌اند). در واقع، کلیه مزارع واقع در یک استان به صورت یکپارچه در نظر گرفته شده‌اند. فرض می‌کنیم تمام محصولات برداشت شده از هر استان از مرکز آن استان توزیع می‌شوند. شش محل کاندید در شهرهای مشهد، کرمان، تهران، اصفهان، شیراز و همدان برای اجاره سردخانه­ها در نظر گرفته شده­اند. در میان شهرهای مختلف کشور هر یک از شش شهر بالا به علت خاصی انتخاب شده‌اند. شهر مشهد به علت جمعیت زیاد و برای پوشش تقاضای منطقه شمال شرق کشور، شهر کرمان به عنوان تولید کننده مهم سه محصول و به واسطه نزدیکی به جنوب و جنوب شرقی کشور برای پوشش تقاضای آن منطقه انتخاب شده است. شهر تهران نیز به عنوان مهم‌ترین نقطه تقاضای کشور و به دلیل اهمیت امنیت غذایی آن انتخاب شده است. شهرهای اصفهان و شیراز به عنوان تولیدکنندگان مهم سه محصول و موقعیت راهبرد آنها در مرکزی بودن انتخاب شده‌اند. شهر همدان نیز برای پوشش منطقه غرب و شمال غرب کشور انتخاب شده است. میادین بار به عنوان نقاط تقاضا در این مدل همان مراکز استان‌های سی­گانه تعریف شده‌اند. این به این معناست که تقاضای تمام شهرهای یک استان در مرکز آن استان در نظر گرفته می‌شود.

 

5- تحلیل نتایج

تعداد متغیر­های مطالعه موردی برابر 117085عدد است که از این تعداد 1536 مورد از آنها باینری است؛ تعداد محدودیت­ها 20559عدد است. مدل ارائه شده با استفاده از نرم افزار CPLEX 12.3 با رایانه­ای با پردازنده Intel Core i7 2.93GHz و با حافظه داخلی 3.49GB اجرا شد که زمان حل آن برابر 41/37 ثانیه بوده است.

    یکی از نتایج بااهمیت مدل، زمان حلّ آن است. در مقاله­ای که آهوما و ویلاباس (b2011) برای طراحی زنجیره تأمین محصولات زراعی فساد‌پذیر ارائه کردند، زمان حل مطالعه موردی حل شده در آن مقاله که دارای ابعاد تقریباً مشابه با مطالعه موردی حل شده در این مقاله دارد، با استفاده از نرم افزا‏­های مشابه، 3600 ثانیه است. علت عمده کاهش زمان حل از 3600 ثانیه به 41/37 ثانیه نحوه مدل سازی فسادپذیری در این مقاله است که توضیحات آن در شرح محدودیت (14) آمده است.

 

5-1-1- سهم هزینه‌ها

مقدار تابع هدف برابر 64,138,284,297,330ریال است که به تفکیک میزان هزینه هر بخش در جدول  1 آورده شده است. نتایج جدول 1 نشان می­دهد که میزان واردات صفر است؛ به عبارت دیگر، از طریق تولید داخلی تقاضای هر سه محصول برآورده می‏شود.

 

جدول (1):.تفکیک هزینه هر یک از بخش‌ها

هزینه

مقدار هزینه (ریال)

درصد از کل(%)

هزینه اجاره سردخانه

762,545,418

001/0

هزینه حمل و نقل مسیر A

1,476,512,342,087

302/2

هزینه حمل و نقل مسیر B

1,164,393,665,675

815/1

هزینه حمل و نقل مسیر C

717,443,992,176

119/1

هزینه نگهداری

652,706,160,009

018/1

هزینه واردات

-

0

هزینه تولید محصول

60,126,465,591,965

745/93

جمع کل

64,138,284,297,330

100

 

با توجه به جدول 1 می‌توان ملاحظه نمود که 74/93% هزینه کل مربوط به هزینه تولید محصولات می‌شود، حدود 02/1% برای هزینه‌های نگهداری و کرایه سردخانه و 23/5% باقیمانده به هزینه‌های حمل‌ونقل مربوط هستند.

 

5-1-2-تعادل بین عرضه و تقاضا

همان­طور که در مقدمه مقاله اشاره شد، هدف از ارائه این مدل تعادل بین عرضه و تقاضاست. از آنجا که تابع هدف مدل به صورت کمینه کردن هزینه­ها است و برآوردن تقاضا در محدودیت­ها قرار گرفته است؛ منطقی است که میزان تولید هر محصول نزدیک به تقاضای آن باشد. جدول 2 میزان تقاضای هر محصول و میزان تولید از طریق مدل را دربردارد. نزدیکی این دو عدد نشان دهنده وجود تعادل بین عرضه و تقاضا برای هر محصول است. میزان تقاضای هر محصول که یکی از داده­های ورودی مطالعه موردی است، از طریق سرانه مصرف و پیش‏بینی میزان صادرات برآورد شده است. جزئیات محاسبه برآورد تقاضا در جدول 2 آمده است.

 


 

جدول(2):.مقایسه مقدار تقاضا با میزان تولید

محصول

سیب‌زمینی

پیاز

گوجه­فرنگی

سرانه مصرف سالانه (کیلوگرم)

00/51

30/22

69/63

جمعیت کشور (نفر)

75,149,669

تقاضای سالانه کشور(تن)

3,832,633

1,675,837

4,786,283

پیش­بینی صادرات(تن)

294,913

133,685

287,687

کل تقاضای سالانه(تن)

4,127,546

1,809,522

5,073,970

کل تولید با برنامه‌ریزی مدل(تن)

5,291,723

2,319,908

6,505,108

خالص تولید پس از کسر ضایعات*(تن)

4,127,546

1,809,528

5,073,984

 

* میزان ضایعات یکی از داده­های ورودی مسأله است که برای مطالعه موردی 22% درنظر گرفته شده است.

 


5-1-3- قیمت محصول

با توجه به هزینه کل زنجیره و میزان تولید هر محصول، قیمت تمام شده  هر کیلوگرم محصول مطابق ردیف 1 از جدول 3 خواهد بود. اگر فرض کنیم دولت به عنوان متصدّی این زنجیره محصولات حاصل از برنامه‌ریزی  این مدل را با 20 % سود به فروش برساند، قیمت نهایی مطابق ردیف 2 محاسبه می­شود. مقایسه قیمت نهایی با میانگین قیمت واقعی در بازار(ردیف 3) نشان می­دهد که با بهره­گیری از برنامه ارائه شده در این مقاله می­توان قیمت محصولات سیب‌زمینی، پیاز و گوجه‌فرنگی را به یک سوم قیمت واقعی رساند.

 

جدول (3):.مقایسه قیمت هر کیلوگرم محصول بر اساس نتایج مدل و بازار

محصول

سیب‌زمینی

پیاز

گوجه فرنگی

قیمت مدل(کیلوگرم/ریال)

4,794

4,804

4,245

قیمت نهایی مدل با احتساب 20%سود (کیلوگرم/ریال)

5,753

5,765

5,094

میانگین قیمت واقعی(کیلوگرم/ریال)

15,200

12,000

17,000


 


5-1-4- کشت محصول

در شکل­های 3،4 و 5 میزان تولید سالانه هر محصول در استان­های مختلف کشور که از طریق حل مدل به دست آمده، با میزان واقعی تولید مقایسه شده­اند. این نمودارها نشان می­دهند که الگوی کشت در بعضی استان­ها باید تغییر کند؛ برای مثال، استان فارس که قبلاً مقادیری کشت سیب‌زمینی و پیاز داشت؛ بر اساس الگوی جدید باید مزارع خود را به طور عمده به زیر کشت گوجه‌فرنگی ببرد.با دقت در این نمودارها و بر اساس نتایج مدل می­توان نتیجه گرفت که  استان‏های همدان و اصفهان قطب­های عمده تولید سیب زمینی در کشور هستند. برای پیاز نیز استان‌های کرمان و بوشهر به قطب‌های عمده تولید این محصول در کشور تبدیل می­شوند؛ و در مورد گوجه‌فرنگی هم استان‌های فارس و آذربایجان شرقی باید به کشت عمده آن بپردازند. در واقع، مدل ارائه شده در این مقاله ما را به کاشت تخصصی محصولات هر استان در ابعاد وسیع تشویق می‌کند؛ به طوری که هم هزینه‌های تولید آن محصول کمتر است و هم ضریب عملکرد محصول بالاتر و در نتیجه، هزینه‌های کل زنجیره کاهش می‌یابد.

 

 

 

شکل(3):.مقایسه نتایج مدل با میزان واقعی تولید سیب‌زمینی

 

شکل(4):.مقایسه نتایج مدل با میزان واقعی تولید پیاز

 

 

 

شکل(5):.مقایسه نتایج مدل با میزان واقعی تولید گوجه فرنگی

 

5-2-تحلیل حساسیت

در این بخش تحلیل حساسیت بر روی پارامترهایی انجام می­شود که  نتایج آن رهنمودهایی برای مدیریت تولید و توزیع این محصولات داشته باشد. به­طور کلی، هدف از تحلیل حساسیت بررسی اثرهای تغییر هر یک از پارامترها بر مقدار تابع هدف، قیمت تمام شده محصول و واردات است. در بخش 5-2-1 نتایج تحلیل حساسیت بر روی پارامترهای هزینه­ای، شامل هزینه تولید هر واحد محصول و هزینه حمل و نقل ارائه می­شود و در بخش 5-2-2 تحلیل حساسیت بر روی منابع شامل بودجه کرایه سردخانه، منابع آب، و زمین زراعی انجام می­شود.

 

5-2-1- تحلیل حساسیت بر روی پارامتر­های هزینه­ای

5-2-1-1- هزینه تولید هر واحد محصول

در جدول 4 نتیجه تغییر هزینه تولید هر واحد محصول بر روی هزینه­های مختلف زنجیره­ آورده شده است. برای تهیه این جدول با ثابت ماندن سایر پارامترهای ورودی هزینه ‌تولید هر واحد محصول در هر استان و در هر دوره از 20 تا 1200 درصد افزایش یافته است.

 

 

جدول (4):.تحلیل حساسیت هزینه­های زنجیره تأمین نسبت به تغییرات هزینه تولید هر واحد محصول

 

نسبت افزایش هزینه تولید هر واحد محصول

مقدار تولید سه محصول (تن)

تابع هدف

(ریال)

هزینه تولید

(ریال)

هزینه واردات

(ریال)

هزینه‌های لجستیکی و نگهداری

(ریال)

میانگین قیمت تمام شده هر کیلوگرم محصول

(ریال)

1

14,116,738

4138/6×1013

0126/6×1013

0000/0

0118/4×1012

4,543

2/1

14,116,738

6116/7×1013

1991/7×1013

0000/0

1249/4×1012

5,391

4/1

14,116,738

8093/8×1013

3929/8×1013

0000/0

1644/4×1012

6,240

6/1

14,116,738

0008/1×1014

5887/9×1013

0000/0

1938/4×1012

7,089

8/1

14,116,738

1207/1×1014

0786/1×1014

0000/0

2068/4×1012

7,938

2

14,005,593

2401/1×1014

1783/1×1014

9940/1×1012

1931/4×1012

8,784

3

13,836,166

8222/1×1014

7290/1×1014

0337/5×1012

2835/4×1012

12,907

4

10,996,993

3720/2×1014

7795/1×1014

5971/5×1013

2722/3×1012

16,802

6

516,143

5759/2×1014

2742/1×1013

4483/2×1014

8621/1×1010

18,247

8

386,255

5993/2×1014

2742/1×1013

4717/2×1014

0134/1×1010

18,412

10

309,698

6131/2×1014

2742/1×1013

4856/2×1014

9649/5×109

18,510

12

258,085

6225/2×1014

2742/1×1013

4950/2×1014

3249/7×109

18,576

 

همان­طور که نتایج نشان می­دهد از 20 تا 80 ٪ افزایش نتیجه­ای جز تغییرات جزئی هزینه‌های لجستیک و افزایش خطی هزینه‌های تولید ندارد، اما با دو برابر شدن آن برای اولین بار واردات اقتصادی شده و مقدار تولید سه محصول 110 هزار تن کاهش می­یابد و این مقدار به صورت واردات تأمین می‌شود. واضح است که با ادامه این روند از مقدار تولید کاسته شده و واردات افزایش می‌یابد تا در نهایت تولید تنها به مقداری انجام پذیرد که محدودیت حداقل درآمد کل کشاورزان هر استان (محدودیت 16) را برآورده و باقیمانده تقاضا با واردات پاسخ داده می­شود. از آنجا که واردات هر محصول در فصل مصرف آن انجام می­شود لذا نیاز به سردخانه­ها و حمل و نقل­های مربوط به آن نیست و هزینه­های این بخش به­ طور قابل توجهی کاهش می­یابد.به بیان دیگر، هزینه­ای که قرار است به کشاورزان و عوامل درگیر در حوزه لجستیک و نگهداری محصولات کشاورزی پرداخت شود صرف واردات می­گردد.نکته پر اهمیتی که از این بخش می­توان نتیجه گرفت این است که افزایش هزینه تولید هر واحد محصول تا 3 برابر مقدار فعلی به واردات انبوه منجر نخواهد؛ در حالی که اگر این پارامتر با ثابت ماندن سایر شرایط  4 برابر یا بیشتر شود میزان واردات به طور قابل توجهی افزایش می­یابد. با انجام واردات اولا قیمت تمام شده هر واحد محصول به­طور چشم­گیری افزایش می­یابد ثانیا ضمن بیکاری کشاوران، اشتغال‏های موجود در حوزه لجستیک و نگهداری نیز از بین می­رود.لذا ضروریست مدیران و تصمیم­گیران حوزه کشاورزی با کنترل هزینه­ها و قیمت نهاده­های فعالیت‌های زراعی زمینه را برای تولید محصول در داخل کشور افزایش دهند.

5-2-1-2-هزینه حمل‌ و نقل

در این بخش هزینه کرایه حمل‌ونقل بر مقدار تابع هدف و قیمت تمام شده محصول بررسی می­شود. در جدول 5 نتایج تحلیل حساسیت آورده شده است. برای تهیه این جدول با ثابت ماندن سایر پارامترهای ورودی هزینه‌ انتقال هر واحد محصول در کلیه مسیرها  از 10 تا 1000 ٪ افزایش می­یابد. نتایج نشان می­دهد که مدل نسبت به تغییرات هزینه حمل و نقل حساس نیست؛ به طوری که با 10 برابر شدن هزینه انتقال هر واحد محصول مقدار تولید تغییر نمی­کند و میزان واردات در سطح صفر باقی می­ماند. قاعدتا با افزایش هزینه حمل و نقل مقدار تابع هدف و هزینه‏های لجستیک افزایش می­یابد، اما نکته قابل توجه این است که با 10 برابر شدن هزینه
حمل و نقل متوسط قیمت تمام شده محصول از 4543 ریال به 6369 ریال افزایش می­یابد؛ یعنی تنها 40% افزایش می­یابد.

تولید تنها به مقداری انجام پذیرد که محدودیت حداقل درآمد کل کشاورزان هر استان (محدودیت 16) را برآورده سازد و باقیمانده تقاضا با واردات پاسخ داده می­شود.

از آنجا که واردات هر محصول در فصل مصرف آن انجام می­شود، نیاز به سردخانه­ها و حمل و نقل­های مربوط به آن نیست و هزینه­های این بخش به­طور درخورتوجهی کاهش می­یابد. بیان دیگر این موضوع این است که آن هزینه­ای که قرار است به کشاورزان و عوامل درگیر در حوزه  لجستیک و نگهداری محصولات کشاورزی پرداخت شود، صرف واردات می­گردد.

 

جدول(5):تحلیل حساسیت هزینه­های زنجیره تأمین نسبت به تغییرات هزینه حمل و نقل

 

نسبت افزایش هزینه‌های حمل‌ونقل

مقدار تولید سه محصول

(تن)

تابع هدف

(ریال)

هزینه تولید

(ریال)

هزینه واردات

(ریال)

هزینه لجستیک و نگهداری

(ریال)

میانگین قیمت تمام شده هر کیلوگرم محصول

(ریال)

1

14,116,738

4138/6×1013

0126/6×1013

0000/0

0118/4×1012

4,543

1/1

14,116,738

4471/6×1013

0208/6×1013

0000/0

2623/4×1012

4,567

2/1

14,116,738

4802/6×1013

0210/6×1013

0000/0

5913/4×1012

4,590

3/1

14,116,738

5129/6×1013

0225/6×1013

0000/0

9033/4×1012

4,614

4/1

14,116,738

5456/6×1013

0245/6×1013

0000/0

2110/5×1012

4,637

6/1

14,116,738

6103/6×1013

0325/6×1013

0000/0

7778/5×1012

4,683

8/1

14,116,738

6741/6×1013

0373/6×1013

0000/0

3680/6×1012

4,728

2

14,116,738

7371/6×1013

0436/6×1013

0000/0

9354/6×1012

4,772

3

14,116,738

0429/7×1013

0905/6×1013

0000/0

5241/9×1012

4,989

5

14,116,738

6191/7×1013

1533/6×1013

0000/0

4658/1×1013

5,397

10

14,116,738

9916/8×1013

2149/6×1013

0000/0

7766/2×1013

6,369

 

 


نکته پر اهمیتی که از این بخش می­توان نتیجه گرفت، این است که افزایش هزینه تولید هر واحد محصول تا سه برابر مقدار فعلی به واردات انبوه منجر نخواهد شد، در حالی که اگر این پارامتر با ثابت ماندن سایر شرایط  چهار برابر یا بیشتر شود میزان واردات به طور قابل توجهی افزایش می­یابد. با انجام واردات اولا قیمت تمام شده هر واحد محصول به­طور چشم‏گیری افزایش می­یابد؛ ثانیا ضمن بیکاری کشاوران، اشتغال­های موجود در حوزه لجستیک و نگهداری نیز از بین می­رود. لذا ضروری است مدیران و تصمیم­گیران حوزه کشاورزی با کنترل هزینه­ها و قیمت نهاده­های فعالیت‌های زراعی زمینه را برای تولید محصول در داخل کشور افزایش دهند.

 

5-2-2-تحلیل حساسیت بر روی منابع

5-2-2-1- بودجه اجاره سردخانه

یکی دیگر از پارامترهای تأثیرگذار و مهم در این مدل، بودجه در دسترس برای اجاره سردخانه است که به نوعی تعداد سردخانه‌های قابل اجاره را کنترل می‌کند. مقدار اولیه این پارامتر 1000میلیون ریال در نظر گرفته شده است.  جدول 6 نتایج تحلیل حساسیت بر روی این پارامتر را دربردارد. همان‌طور که مشاهده می‌شود، کاهش مقدار بودجه
 تا 80 %مقدار اولیه هیچ تغییری در میزان تولید، قیمت تمام شده محصول و تعداد سردخانه‌های انتخابی نمی‌دهد. با کاهش  بودجه در دسترس به کمتر از 80% تعداد سردخانه­های انتخابی کاهش یافته و قیمت تمام شده هر واحد محصول اندکی افزایش می­یابد؛ به طوری که وقتی این بودجه به 26/0 مقدار اولیه خود می‏رسد، تنها می­توان یک سردخانه اجاره کرد و به علت محدودیت ظرفیت سردخانه نمی‌توان تمام کالای مورد نیاز برای تأمین تقاضا، در فصول کمبود محصول را، از طریق تولید جبران نمود و واردات صورت می­گیرد.

به عبارت دیگر، برای تأمین تقاضای کشور از طریق تولید داخل، حداقل به دو سردخانه نیاز است. در شرایطی که 5 ٪ ؛ یعنی به اندازه  50 میلیون ریال، به مقدار بودجه اضافه شود، امکان انتخاب 4 سردخانه و کاهشی معادل 164 میلیارد ریال را در مقدار تابع هدف شاهد خواهیم بود. لذا ارزش سایه این منبع بسیار بالاست و این امر ضرورت برنامه‏ریزی در خصوص افزایش بودجه برای اجاره و حتی احداث سردخانه را ایجاب می‏نماید.

 

5-2-2-2- منابع آب

با توجه به این که آب از ضروری‌ترین الزامات کشاورزی محسوب می‌شود، توجه به اهمیت آن در برنامه­ریزی کاشت محصولات زراعی بسیار کلیدی است. جدول 7 نتایج تحلیل حساسیت روی منابع آب در دسترس را شامل می­شود. ستون اول این جدول، کاهش نسبت منابع آب از شرایط اولیه را در بردارد. اگر مقدار منابع آب به کمتر از 30% مقدار اولیه برسد، در این شرایط مسأله نشدنی خواهد بود، چرا که کمبود منابع آب به حدی است که حتی نمی‌توان تولید را به حداقل مقدار کسب کمینه درآمد

 

 

جدول(6): تحلیل حساسیت هزینه­های زنجیره تأمین نسبت به بودجه در دسترس اجاره سردخانه

 

نسبت تغییر بودجه در دسترس

تابع هدف

(ریال)

هزینه تولید

(ریال)

هزینه واردات

(ریال)

هزینه لجستیک ونگهداری

(ریال)

میانگین قیمت تمام شده هر کیلوگرم محصول

(ریال)

تعداد سردخانه‌های انتخابی

26/0

5664/7×1013

7027/5×1013

4575/1×1013

0616/4×1012

5,360

1

5/0

4685/6×1013

0161/6×1013

0000/0

5234/4×1012

4,582

2

75/0

4313/6×1013

0135/6×1013

0000/0

1786/4×1012

4,556

3

8/0

4138/6×1013

0127/6×1013

0000/0

0114/4×1012

4,543

3

9/0

4138/6×1013

0126/6×1013

0000/0

0118/4×1012

4,543

3

1

4138/6×1013

0126/6×1013

0000/0

0118/4×1012

4,543

3

05/1

3974/6×1013

0144/6×1013

0000/0

8296/3×1012

4,532

4

26/1

3946/6×1013

0165/6×1013

0000/0

7810/3×1012

4,530

5

55/1

3775/6×1013

0161/6×1013

0000/0

6142/3×1012

4,518

6

جدول (7): تحلیل حساسیت هزینه­های زنجیره تأمین نسبت به کاهش منابع آب

 

نسبت آب در دسترس

تابع هدف

(ریال)

هزینه تولید

(ریال)

هزینه واردات

(ریال)

هزینه لجستیک و نگهداری

(ریال)

میانگین قیمت تمام شده هر کیلوگرم محصول

(ریال)

0

نشدنی

نشدنی

نشدنی

نشدنی

نشدنی

1/0

نشدنی

نشدنی

نشدنی

نشدنی

نشدنی

2/0

نشدنی

نشدنی

نشدنی

نشدنی

نشدنی

3/0

4173/9×1013

0579/5×1013

0902/4×1013

6913/2×1012

6,671

4/0

0553/7×1013

9384/5×1013

2376/7×1012

9315/3×1012

4,997

5/0

5101/6×1013

0974/6×1013

0000/0

1268/4×1012

4,611

6/0

4305/6×1013

0306/6×1013

0000/0

9996/3×1012

4,555

7/0

4190/6×1013

0172/6×1013

0000/0

0179/4×1012

4,547

8/0

4138/6×1013

0127/6×1013

0000/0

0105/4×1012

4,543

9/0

4138/6×1013

0127/6×1013

0000/0

0113/4×1012

4,543

1

4138/6×1013

0126/6×1013

0000/0

0118/4×1012

4,543

 

 

 

کشاورزان رساند و عملاً در این شرایط نمی‌توان محدودیت شماره 16 مدل را برآورده کرد. همچنین، با استفاده از مدل ارائه شده در این مقاله، با کاهش منابع آب تا 50% مقدار اولیه، می­توان تمام تقاضا را از طریق تولید داخل تأمین کرد و به واردات نیازی نیست. قیمت تمام شده هر کیلوگرم محصول نیز تنها 68 ریال افزایش می­یابد.

برای درک بهتر نقش مؤثر مدل این مقاله در جهت کاهش مصرف آب، در جدول 8 به محاسبه میزان  واقعی مصرف آب هر تن محصول با استفاده از اطلاعات تولید سال­های2005 تا 2010 از رابطه (30) و مصرف آب هر تن محصول با توجه به نتایج مدل از رابطه (31) پرداخته‌ایم

در واقع، این دو مقدار برابر میزان آبی است که برای تولید یک تن محصول در دو حالت واقعی و مدل مصرف می­شود. نتایج به‏دست آمده حاکی از کاهش مصرف آب به میزان 6/1% در سیب زمینی، 14% در پیاز و 9/14%در گوجه فرنگی است؛ یعنی به طور متوسط 2/10%. این مقدار صرفه­جویی معادل 52/1 میلیارد متر مکعب آب است.

 

 

 

جدول(8):محاسبه میزان کاهش مصرف آب

محصول

سیب‌زمینی

پیاز

گوجه فرنگی

میانگین

مصرف آب واقعی سال 2010 (متر مکعب بر تن)

227/357

275/286

683/263

395/302

مصرف آب مدل(متر مکعب بر تن)

497/351

178/246

294/224

989/273

درصد کاهش مصرف آب

6/1%

0/14%

9/14%

2/10%

 

 


5-2-2-3- زمین زراعی

محدودیت زمین زراعی نیز یکی از حساس‌ترین و تأثیرگذارترین ورودی‌های مدل ارائه شده در این مقاله است. جدول 9 به بررسی تأثیر تغییرات زمین زراعی در دسترس بر هزینه‌های زنجیره تأمین می‌پردازد. برای این تحلیل فرض می‌شود که سطح زمین زراعی در هر استان با درصدی از تغییرات کاهش می‌یابد. داده‌های جدول 9 نشان می­دهد، با کاهش بیش از 5% در سطح زمین زراعی، مدل دیگر قادر به تولید کل محصول مورد نیاز نبوده، برای تأمین تقاضا واردات صورت می‌گیرد. در این شرایط مقدار تابع هدف به مقدار قابل توجه 22230 میلیارد ریال افزایش می‌یابد. این افزایش مقدار تابع هدف عمدتاً مربوط به افزایش هزینه‌های تولید و هزینه‌های حمل و نقل است؛ چرا که با کمبود زمین در استان‌هایی که هزینه تولید کمتری برای هر تن محصول دارند، مدل مجبور به تولید محصول در استان‌هایی با هزینه تولید و هزینه‌های حمل و نقل بیشتر خواهد شد. در نهایت، اگر سطح زمین زراعی بیشتر از 8 ٪ کاهش پیدا کند؛ مسأله بدون جواب و نشدنی خواهد بود. لذا ضروری است حفظ زمین­های کشاورزی و عدم تغییر کاربری آنها نیز یکی از اولویت­های مدیران حوزه کشاورزی قرار گیرد. یکی از ویژگی‌های با اهمیت این مدل صرفه‏‏جویی در سطح زمین زراعی است. مقدار سطح زمین زراعی استفاده شده به عنوان ورودی مدل برابر میانگین سطح زیر کشت رفته سه محصول سیب‌زمینی، پیاز و گوجه‌فرنگی در طول پنج سال اخیر (سال­های 2005 تا 2010) در کشور بوده است. نتایج جدول 9 نشان می‌دهد نه تنها افزایش تولید محصول در سال 2012 که مدل برای آن برنامه‌ریزی می‌کند، به مقدار 806 هزار تن نسبت به میزان تولید در سال 2010، باعث کمبود زمین نشده است؛ بلکه اگر سطح زمین زراعی 4 ٪ دیگر کاهش یابد، باز هم مشکلی در تأمین محصولات مورد نیاز کشور رخ نخواهد داد

به عبارت دیگر، مدل ارائه شده در این مقاله به خاطر بهره بردن از ضریب عملکرد زراعی محصول (gmi/1) باعث افزایش بهره‌وری استفاده از زمین زراعی می‌شود.

 

 

جدول(9):.تحلیل حساسیت هزینه­های زنجیره تأمین نسبت به کاهش زمین زراعی

 

نسبت تغییر در زمین زراعی

مقدار تولید سه محصول

(تن)

تابع هدف

(ریال)

هزینه تولید

(ریال)

هزینه واردات

(ریال)

هزینه لجستیک ونگهداری

(ریال)

میانگین قیمت تمام شده هر کیلوگرم محصول (ریال)

9/0

-

نشدنی

نشدنی

نشدنی

نشدنی

نشدنی

91/0

-

نشدنی

نشدنی

نشدنی

نشدنی

نشدنی

92/0

13,780,974

0112/7×1013

0110/6×1013

0239/6×1012

9783/3×1012

4,967

93/0

13,885,431

8729/6×1013

0478/6×1013

1499/4×1012

1007/4×1012

4,869

94/0

14,002,669

7425/6×1013

1264/6×1013

0465/2×1012

1149/4×1012

4,776

95/0

14,088,182

6361/6×1013

1728/6×1013

1232/5×1011

1202/4×1012

4,701

96/0

14,116,738

5556/6×1013

1439/6×1013

0000/0

1168/4×1012

4,644

97/0

14,116,738

5085/6×1013

0932/6×1013

0000/0

1531/4×1012

4,610

98/0

14,116,738

4725/6×1013

0621/6×1013

0000/0

1045/4×1012

4,585

99/0

14,116,738

4413/6×1013

0365/6×1013

0000/0

0479/4×1012

4,563

1

14,116,738

4138/6×1013

0126/6×1013

0000/0

0118/4×1012

4,543

 

 

.

 

6- نتایج و پیشنهادها

مدل ارائه شده تلفیقی از مدل‌های مکانیابی و برنامه‏ریزی تولید است که میزان و زمان کاشت محصولات در مزارع و محل اجاره سردخانه را با توجه به قابلیت‌های کاشت، محدودیت‌های زمین زراعی و منابع آب تعیین می­کند. همچنین، میزان انتقال محصولات به میادین و سردخانه‌ها را در دوره‌های زمانی مختلف تعیین می­کند. یکی از وجه تمایزات این مدل نسبت به مدل­های مشابه شیوه اعمال محدودیت فساد‌پذیری محصول به جهت تعداد دوره‌های ماندگاری آن در سردخانه‌هاست که بدون استفاده از متغیرهای گسسته انجام شده است. همین امر به کاهش زمان حل مسأله در مقایسه با مدل­های مشابه منجر می­شود.

مطالعه موردی‌ که در این مقاله بررسی شد، به ارائه یک برنامه کشت، برداشت، حمل­و­نقل و نگهداری سه محصول سیب‌زمینی، پیاز و گوجه‌فرنگی می­پردازد. نتایج عددی نشان می­دهد که با بهره­گیری از این مدل قیمت تمام شده هر واحد محصول تا یک سوم مقدار واقعی کاهش می­یابد. علت عمده کاهش قیمت این است که مدل در ارئه برنامه کاشت محصول در هر استان علاوه بر عوامل هزینه­ای ضریب عملکرد محصول در آن استان را نیز در نظر می­گیرد؛ از این رو، کل هزینه تولید کاهش می­یابد و همان طور که نتایج نشان داد، سهم هزینه تولید حدود 94% کل هزینه­های زنجیره تأمین است. هزینه­های حمل و نقل حدود 5% از هزینه­های کل را شامل می­شود و نتایج عددی نشان داد که جواب بهینه نسبت به هزینه حمل و نقل حساس نیست؛ اما توجه به این نکته ضروری است که حمل و نقل جزئی از عوامل زنجیره تأمین است و بدون آن این نتایج حاصل نمی­شود. لذا علی­رغم سهم اندک حمل و نقل در هزینه­ها و قیمت تمام شده محصول، توجه به برنامه­ریزی و تدارک تسهیلات حمل و نقل در حوزه کشاورزی ضروری است. تحلیل‌های انجام شده در این مقاله حاکی از نیاز کشور به حداقل دو سردخانه است؛ به نحوی که در صورت نبود این تعداد، تأمین تقاضای کل کشور عملی نیست. این در حالی است که با افزایش تعداد سردخانه‌ها هزینه‌های زنجیره به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد، لذا افزایش تعداد سردخانه‌های اختصاصی نگهداری این سه محصول به مدیران حوزه کشاورزی توصیه می‌شود. نتایج تحلیل حساسیت بر روی منابع آب اهمیت صرفه­جویی در مصرف و استفاده بهینه آن را روشن می­سازد، به طوری که اگر منابع آب به کمتر از 30% مقدار فعلی برسد، پاسخ به تقاضای محصولات از طریق تولید داخل نشدنی است. نتایج عددی نشان می­دهند علی­رغم این که کاهش مصرف آب به عنوان هدف مدل نبوده اما برنامه ارائه شده به صرفه­جویی در میزان آب مصرفی منجر می­شود. اهمیت صرفه­جویی در مصرف آب کشاورزی بر اساس مدل ارائه شده در این مقاله به دو جهت قابل ملاحظه است: اول اهمیت حفظ منابع آبی که به عنوان با ارزش‌ترین سرمایه ملی کشورمان مطرح­اند؛ و دوم اینکه با توجه به کاهش مقدار مصرف آب برای تولید هر تن محصول، قیمت تمام شده محصولات کاهش می­یابد. نتایج تحلیل حساسیت بر روی سطح زمین زراعی نشان می­دهد با کاهش این پارامتر قیمت تمام شده محصولات افزایش یافته و کاهش بیش از 8 درصدی آن، تأمین این سه محصول نیازمند واردات می­شود. در این خصوص به مدیران و تصمیم­گیران حوزه کشاورزی می­توان پیشنهاد داد که با افزایش سطح زمین زراعی در استان‌هایی که هزینه تولید کمتری دارند، می‌توان ضمن جلوگیری از واردات، هزینه کل زنجیره تأمین را کاهش داد و در نتیجه قیمت تمام شده محصولات کاهش می­یابد.

اگرچه استفاده از این مدل برای کل کشور نیازمند فرضیات و اطلاعات زیادی است، اما به دلیل تنوع آب و هوایی و قابلیت کشت متنوع در کل کشور با استفاده از نتایج این مدل استان­ها می­توانند نیاز یکدیگر را در فصول مختلف پاسخ دهند و از واردات محصول تا حدّ ممکن جلوگیری کنند.  همچنین، تعادل بین عرضه و تقاضا که نتیجه آن ثبات قیمت­هاست، ایجاد می­شود. اگر از این مدل به صورت منطقه­ای استفاده می­شود، پیشنهاد می­گردد منطقه مورد مطالعه طوری انتخاب شود که در آن امکان کشت محصولات در دوره­های زمانی مختلف وجود داشته باشد.

به عنوان تحقیقات آتی می‌توان با در نظر گرفتن افت تدریجی کیفیت محصولات بر اثر نگهداری و قیمت­گذاری آن مدل را توسعه داد. همچنین، توسعه این مدل به صورت یک مسأله تصمیم­گیری چند هدفه به طوری که علاوه بر کاهش هزینه­ها، کاهش میزان آب مصرفی و کاهش میزان واردات نیز  به عنوان توابع هدف قرار گیرند، پیشنهاد می­شود.



[1]- Crops

[2]- Irrigated farming

[3] -Dry farming

[4]- Yield Factor

[5]- Effect of  mixed-cropping

[6] -Mixed Integer Programming

[7]- Sinalova State

[8] -Food and Agriculture Organization of The United Nation, available atwww.fao.org.

[9]- معاونت امور برنامه­ریزی، اقتصادی و بین‌المللی دفتر آمار و فناوری اطلاعات، آمارنامه کشاورزی، جلد اول: محصولات زراعی

[10]- معاونت امور برنامه­ریزی، اقتصادی و بین‌المللی دفتر آمار و فناوری اطلاعات وزارت جهاد کشاورزی، هزینه محصولات کشاورزی، جلد اول: محصولات زراعی

[11]- دفتر آمار و برنامه ریزی سازمان حمل و نقل، آمارنامه سالانه حمل و نقل.

 

 

 

 

اسدی، هرمز و سلطانی، غلامرضا.(1379). بررسی حاشیه ایمنی و تعیین الگوی بهینه کشت فعالیت‌های زراعی با بهره­گیری از مدل­سازی برنامه­ریزی خطی، اقتصاد کشاورزی و توسعه، 8(31)، 71-86 .

Ahumada, O., and Villalobos, J.R. (2009). "Application of planning models in the agri-food supply chain: a review", European Journal of Operational Research, 195(1), 1–20.

Ahumada, O., and Villalobos, J.R. (2011a). "A tactical model for planning the production and distribution of fresh produce", Annals of Operations Reearch, 190, 339–358.

Ahumada, O., and Villalobos, J.R. (2011b). "Operational model for planning the harvest and distribution of perishable agricultural products", International Journal of Production Economics, 133(2), 677–687.

Ahumada, O., and Villalobos, J.R., and Mason, A.N. (2012)." Tactical planning of the production and distribution of fresh agricultural products under uncertainty", Agricultural Systems, 112, 17–26.

Allen, S.J., and Schuster, E.W. (2004). "Controlling the risk for an agricultural harvest", Manufacturing & Service Operations Management, 6 (3), 225–236.

Apaiah, R.K., and Hendrix, E.M.T. (2005). "Design of supply chain network for a pea-based novel protein food", Journal of Food Engineering,70, 383–391.

Ferrer, J.C., Cawley, A.M., Maturana, S., Toloza, S., and Jorge, V. (2008). "An optimization approach for scheduling wine grape harvest operations", International Journal of Production Economics,112 (2), 985–999.

Glen, J.J. (1987)." Mathematical models in farm planning: a survey”, Operations Research, 35 (5), 641– 666.

Hamer, P.J.C. (1994). "A decision support system for the provision of planting plans for Brussels sprouts", Computers and Electronics in Agriculture, 11, 97–115.

Jolayemi J.K. (1996). "An integrated model for planning and managing multi-regional mixed-crop farming schemes", Ecological Modelling, 84, 63–74.

Lowe, T.J., and Preckel, P.V. (2004)." Decision technologies for agribusiness problems: a brief review of selected literature and a call for research", Manufacturing & Service Operations Management, 6(3), 201–208.

Manzini, R., and Gebennini, E. (2008). "Optimization models for the dynamic facility location and allocation problem", International Journal of Production Research, 46(8), 2061–2086.

Rantala, J. (2004). "Optimizing the supply chain strategy of a multi-unit finish nursery company", Silva Fennica, 38 (2), 203–215.

Rong, A., Akkerman, R., and Grunow, M. (2011). "An optimization approach for managing fresh food quality throughout the supply chain", International Journal of Production Economics, 131 (1), 421–429.

Teimoury, E., Nedaei, H., Ansari, S., and Sabbaghi, M. (2013). "A multi-objective analysis for import quota policy making in a perishable fruit and vegetable supply chain: a system dynamics approach", Computers and Electronics in Agriculture, 93, 37-45.

Van Berlo, J.M. (1993)." A decision support tool for the vegetable processing industry; an integrative approach of market, industry and agriculture", Agricultural Systems, 43 (1), 91–109.