Table Of ContentSupply Chain Management and its
Applications in Computer Science
FOCUS SERIES
Series Editor Jean-Charles Pomerol
Supply Chain Management
and its Applications in
Computer Science
Saoussen Krichen
Sihem Ben Jouida
First published 2016 in Great Britain and the United States by ISTE Ltd and John Wiley & Sons, Inc.
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© ISTE Ltd 2016
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Library of Congress Control Number: 2015954429
British Library Cataloguing-in-Publication Data
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ISSN 2051-2481 (Print)
ISSN 2051-249X (Online)
ISBN 978-1-84821-871-0
Contents
ListofFigures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix
ListofTables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xi
Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiii
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xv
Chapter1.PreliminariesinDecision-Making . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2.Decision-makingproblems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3.Optimizationmodelingofadecisionproblem . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3.1.Notation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3.2.Featuresofanoptimizationproblem . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3.3.Adidacticexample . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.4.Gametheorymodelingofadecisionproblem . . . . . . . . . . . . . . 7
1.4.1.Notation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.4.2.Thecoalitionformationproblem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.4.3.Thestabilityconcepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.5.Allocationmethods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.5.1.Shapleyvalueallocation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.6.Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Chapter2.IntroductiontoSupplyChainManagement . . . . . . . . . 13
2.1.Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2.Mainelementsofthesupplychain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.3.Mainactivitiesinthesupplychain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.3.1.Theorderingproblem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
vi SupplyChainManagementanditsApplicationsinComputerScience
2.3.2.Thewarehousingproblem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.3.3.Thetransportationproblem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.3.4.Theinventoryproblem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3.5.Computerscienceapplicationsinsupplychainmanagement . . . . 21
2.4.Decisionlevelsinthesupplychain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.4.1.Strategiclevel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.4.2.Tacticallevel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.4.3.Operationallevel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.5.Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Chapter3.TheOrderingProblem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.1.Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.2.Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.3.Theonesupplier–oneretailerorderingproblem . . . . . . . . . . . . . 26
3.3.1.Anexampleoftheone–oneorderingproblem . . . . . . . . . . . . 28
3.3.2.Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.4.Theonesupplier–multipleretailersorderingproblem . . . . . . . . . . 29
3.4.1.Fixedpurchasingprice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.4.2.Anexampleofthe1−norderingproblem . . . . . . . . . . . . . 30
3.4.3.Quantity-dependentpurchasingprice . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.5.Themultiplesuppliers–oneretailerorderingproblem . . . . . . . . . . 31
3.6.Themultiplesuppliers–multipleretailersorderingproblem . . . . . . . 32
3.7.Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Chapter4.TheWarehousingProblem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.1.Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.2.Problemdescription . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.2.1.Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.2.2.Inputs/outputsoftheWP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.2.3.WPvariants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.3.WPwithvariablecost/withoutconflicts . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.3.1.Mathematicalformulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.3.2.Anexample . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.4.WPwithfixedcost/withoutconflicts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.4.1.Mathematicalformulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.4.2.Anexample . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.5.WPwithvariablecost/withconflicts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.5.1.Mathematicalformulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.5.2.Anexample . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.6.WPwithfixedcost/withconflicts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.6.1.Mathematicalformulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.6.2.Anexample . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.7.ADSSdesignforthewarehousingproblem . . . . . . . . . . . . . . . 53
Contents vii
4.8.Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.9.Answer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.10.Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Chapter5.InventoryManagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.1.Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.2.Definitionofinventorymanagement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5.3.Purposesofinventory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
5.4.Inventorymodeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
5.4.1.Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
5.4.2.Economicorderquantitymodel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
5.4.3.Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
5.5.Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Chapter6.TheDeliveryintheSupplyChain . . . . . . . . . . . . . . . 65
6.1.Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
6.2.ThedeliveryprocessintheSC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
6.3.Problemdescription . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
6.3.1.Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
6.3.2.Inputs/outputsofthedelivery. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
6.3.3.Deliveryvariants. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
6.4.FirstVariant: deliverywithcapacitatedtrucks . . . . . . . . . . . . . . 70
6.4.1.CVRPspecification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
6.4.2.MathematicalformulationoftheCVRP. . . . . . . . . . . . . . . . 71
6.5.SecondVariant: deliverywithtimewindows . . . . . . . . . . . . . . . 72
6.5.1.VRPTWspecification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
6.5.2.MathematicalformulationoftheVRPTW . . . . . . . . . . . . . . 73
6.6.Arealcasestudy: thecaseofTunisia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
6.7.Alternativeresolutionapproachesforthedeliveryproblem . . . . . . . 75
6.7.1.Atabusearchapproachforsolvingthedeliveryproblem . . . . . . 75
6.7.2.Ageneticalgorithmforsolvingthedeliveryproblem . . . . . . . . 76
6.8.ADSSdesignforthedeliveryproblem . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
6.9.Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
