一个结构化审查药品供应链的定量模型

文摘

本综述的目的是识别和提供一个结构化的定量模型的概述在药品供应链中,主题不详尽研究了在前面的评论医疗物流相关的主要定量模型在卫生保健或物流研究在医院。模型分为三个类别的分类:网络设计、库存模型,和药品供应链的优化。显示了每个类别分类描述每个梯队的主要特点包括在审查;这种分类允许读者很容易识别论文基于药品供应链的演员。搜索过程之间的数据库包括研究文章发表在1984年和2016年11月。总共46名研究均包括在内。在审查过程中我们发现,在这三个领域最常用的不确定性来源是在56%的情况下的需求。在评审过程中,我们可以得出这样的结论:大部分文章在文献中重点是药品供应链的优化和库存模型但是供应链网络设计的领域并不是深入研究。

1。介绍

医疗系统的目标之一,是保证获得药品作为一项基本的人权(1]。药品供应链必须提供正确的药物在适当的条件下,正确的客户,在正确的时间和地点,以最低成本(2]。医疗保健行业的高水平的复杂性表现在链中的各个角色之间的交互,包括供应商、制造商、分销商、批发商、供应商(3,4]。

药品供应链的典型配置包括一群制造商可以分为五类:跨国公司,通用的制造商,本地公司,合同制造商,生物技术公司5]。还包括一批购买者,包括批发商和分销商,和一群提供商包括医院、诊所、药店(3]。药品供应链涉及的活动流和转换的药品从原材料到最终用户;此外,相关的信息流经关系在供应链中实现一个可持续的竞争优势6]。一个经典的一个佐证配置呈现在图1。它可以观察到药物可以直接从仓库交付或药店也可以满足要求。

除了卫生服务的贡献,pharmacotherapeutic供应链医疗体系是一个重要的因素(7]。制药行业是世界上最具挑战性的行业之一,因为它是估计药品消耗约20%的全球-30%的医疗支出(8]。然而,药品供应链管理是更加困难比典型应用在工业企业中,由于药品和手术用品必须使用在任何时候(9]。

它已经表明,药品和医药产品的适当的管理是直接关系到一个国家的能力来解决公共健康问题;它也被确认药品供应的管理是最重要的一个管理问题在医疗行业10]。

由于复杂性和医药供应链的重要性,任何少于100%的服务水平是无法接受的,因为这对公众健康有直接的影响。由于这个原因,一个可接受的解决方案,可以通过药品供应链是携带大量的库存,以确保填充率接近100%。然而,如果一个制药公司采用这种水平的库存,这就增加了总成本由组织承担;这也代表了一个挑战,因为大多数的药物和易腐产品。据估计,在超市和药店过期的成本超过5亿美元/年(11]。除了非持久性的药品,药品供应链处理需求的不确定性的问题,空间的限制,法律法规,和病人安全。

本文的其余部分组织如下。节2我们描述一些先前的评论和研究相关的医药供应链管理。过程用于选择的论文中解释部分3。节4文章提出的描述,最后一节5提出了本文的结论。

2。先前的评论和医药供应链管理相关工作

Lainez et al。12描述真正的数学的应用程序直接或潜在的与医药行业之间的关系。本文分为三个主要阶段生命周期的一个创新药物产品:产品开发、容量规划、供应链管理。

研究不同地区的医药供应链管理是完成Kwon et al。13]。这认为战略领域的供应链必须实现效率的成本,供应商关系管理等物流操作工具和过程改进。

另一个评论是由(14)涉及制药行业对管理问题的研究,本研究使用分类的地理区域,研究方法和管理问题。这项研究并不是致力于寻找定量模型在医药供应链除了医疗从业者的新兴问题的识别。

进一步研究[15)确定了10个主要供应链全球卫生挑战。挑战是发现缺乏协调、库存管理、缺乏信息的需求,人力资源的依赖,订单管理,避免短缺,过期,仓库管理、温度控制和可见性。作为一个初步结论,它可以观察到,本文有助于识别上面提到的至少四个挑战。另一个观点是由Alverson [16]中所面临的主要挑战药店分为缺乏库存控制,过多的库存水平,股票频繁中断和昂贵的紧急交货,提高卫生系统劳动需求,工作流中断和昂贵的工作,错过了合同合规。

沙阿(17)借鉴了文学的最重要的问题在供应链设计和操作。某些特性解决本文中提到的,但是这篇文章也提出了几个观点源自于作者的经验在这个领域的研究。提到沙是很重要的提供了一个类似的审查工作;然而,目前的研究集中在研究定量模型的各个阶层医药连锁。

最近在医院评审材料物流提出了Volland et al。18]。综述,研究了医院的后勤活动和一些未来的研究确定的机会。尽管这不是一个研究量化药品供应链的模型,本研究的一些特性类似于目前的工作,因为这个评论库存模型。

总之,一些评论已经开发出不同的方法来代表和描述物流问题在医院和药品供应链材料物流在医院、供应链设计和操作在医院或供应链在全球卫生挑战;尽管如此,这篇评论都集中在定量模型在药品供应链中,没有深入研究主题在前面的评论医疗物流。此外,在这个审查过程提出了一个新的分类允许读者轻易识别论文基于药品供应链的演员。

3所示。论文选择过程

3.1。文献分类框架

本文的主要目的是集中在药品供应链定量模型,我们使用三角形率(提出的物流策略19作为文学分类的框架。物流战略的考虑这个三角形,我们识别并提出三大研究主题的文献定量模型在药品供应链中:(1)设计的药品供应链网络,(2)医院库存,和(3)药品供应链网络的优化。使用这个框架的文学主题分类。类别(1)由参与活动的设计制药行业的供应链网络;这包括制造商的点的选择和生产能力的工厂,仓库,和分配点。在研究课题(2)我们考虑决定相关药品在医院和药店的库存。最后,在类别(3)、模型相关的药品供应链的优化。主要的话题(1)和(2)之间的区别是,在第一个话题,相关的决策考虑的策略,而在第二个主题在运营层面上决定分销网络。

3.2。识别的出版物

为了识别相关文献,相关的关键字被用来识别主要的文章。关键字用于第一个主题是“药品供应链网络设计”,“药品供应链设计”和“医药多站点规划。“第二个主题,所使用的关键词是“医院库存,”“库存医院,”“药品库存,”“药品库存,”和“优化库存医院。”最后,关键字用于第三主题是“药品供应链优化,”“优化制药学”和“医学优化供应链网络。”

审查进行了用英文发表论文使用以下数据库:通知期刊Proquest, Sciencedirect, Springerlink,泰勒和弗朗西斯集团,威利在线图书馆,翡翠,IEEExplore。搜索过程包括研究文章发表在前面提到的数据库,以满足任何分类三个字段,发表在1984年和2016年11月。本文的选择标准分为两类:第一,论文考虑定量模型的雁行药品供应链呈现在图1其次任何类型的论文或研究侧重于应用药品供应链或物流的任何阶段的优化药物。这样入选标准有以下特征:(i)原始研究开发符合任何领域的分类提出了研究,(2)纸用英文写了之前在1984至2016年11月,(iii)研究论文研究定量模型和定量应用在药品供应链中,和(4)论文中列出前面提到的数据库之一。排除标准有以下特征:(i)没有被列在定量方法或模型的数据库或应用程序在医疗或供应链的量化模型,(2)定性研究在医药供应链管理,(3)在制药领域案例研究,(iv)定量模型在供应链中不包括任何演员链或不属于分类提出。

4所示。审查

4.1。供应链网络设计

供应链网络的设计包括选择最优物流配置一个新的药品供应链。决策相关的供应链网络的配置涉及到制造阶段,可分为主要生产活性成分和辅助生产配方和包装、存储设施、二级网站、仓库、产品市场领域,分销网络和车辆路径优化。

虽然有相当数量的研究发展的供应链网络设计模型,这些作品中只有一小部分是相关制药行业。

第一个研究制药行业的网络设计是由Rotstein et al。20.]。在这篇文章中,作者开发了一个产品开发优化模型,引入策略,能力策略和投资策略。为了解决这个问题,作者使用一个两阶段随机规划方法;第一阶段包括必须立即做出决定,而第二个阶段包括决策能力。在第二阶段,大量的场景用于独立的临床试验的结果的不同组合对不同的药物。这个问题类似的近似于2001年开发(21]。在这篇文章中,文中针对方法开发选择产品开发、引进战略,和容量计划。问题是制定的混合整数线性规划模型,考虑制造业全球贸易结构和特定功能的活性药物成分。提出了扩展的工作(2003年22)和2004年(23]。在第一个近似,作者开发multiscenario混合整数规划方法和现在的分层算法减少计算时间。在第二个近似,他们提出一个系统的数学规划方法对长期多点容量规划条件下的不确定性。问题是制定两级,multiscenario,混合整数线性规划模型,可以确定产品组合和容量规划。分层算法减少计算时间。

Gatica et al。24)开发一个模型,认为一群制药工厂计划生产的各种产品。产品分为两种类型:这些需求可以被认为是决定性的,因为他们已经在市场上和预测可以得到相当不错,这些需求是随机的。作者开发的数学优化模型来确定最终的产品组合、容量规划、最优生产计划,销售和库存计划概要文件。由于大量的产品和方案,这个实现仅仅是有用的在小实例。为了解决这个问题,相同的作者开发一种聚合方法(25]。建议的方法的结果表明,计算时间大幅改善的实现是通过使用聚合方案。

另一个模型关注的容量规划提出了产品介绍(26]。本文的重点是对需求的不确定性也在技术上的不确定性。具体地说,这些作者评估流程灵活性的使用在医药行业新产品开发风险。该模型解决了使用随机动态优化,因此它可以被用来确定和分配最优的能力决定一个灵活的工具。

一个完整的模型多点,multiechelon multiperiod企业规划和制药公司的全球网络是由(27]。模型集成采购、生产计划和分布与国际税收差异的影响,库存持有成本和其他现实因素。该模型评估两组实际的数据虽然这并不包括随机不确定性。

对于药品供应链网络设计的模糊不确定性下,Mousazadeh et al。28)开发一个biobjective混合整数线性规划模型。使用此解决方案的数学模型的制造和配送中心和物流链上的流动可以确定。涉及的参数不确定性都包含在这个模型需求,单位生产成本、单位运输和转运成本和安全库存水平。为了测试该模型,使用真实数据,收集从一个全国性的组织。最后使用多目标决策技术和测试数据。

它可以得出的结论是,虽然这是一个非常重要的主题由于其对社会的影响,在制药行业中的应用只关注生产过程,尽管设计和配置一个新的药品供应链网络需要属于这个行业的特定元素。

在大多数的文章中,使用何种类型的需求是确定的,而不是用于多种药物。因为大多数论文使用确定性的方法,使用的趋势定量模型是经典线性编程模型和启发式的发展。未来的研究在这个话题可能包括真正的医药供应链的配置,包括不确定性方面的配置。我们描述了定量模型在药品供应链网络设计和总结这些表1。

4.2。库存问题

本节确定在药店和医院库存控制相关的问题。库存模型在文献中研究最多的问题之一,尽管在药品供应链库存管理却没有得到足够关注。Almarsdottir和特劳尔森(29日)描述原因制药和医院值得高度考虑药品的库存控制和其他类型的消费产品。某些特定的特性进行了研究,例如,产品的易腐性,交货期和限制能力等等。

第一次在医院库存管理方法是由(30.]。提出了一种随机和定期检查模型的目标使用库存中断和预算的制定。该模型考虑三种药物的使用,并与一个敏感的分析结果进行了分析。

小和考夫兰(2008)开发一个基于模型确定库存的所有产品在一个存储位置空间约束,考虑临界的药物。决策变量是相关的服务水平,交付的频率,订购数量。测试目标的最大化是最低服务水平和平均服务水平的最大化。模型测试用110个不同的药物(9]。这个模型是一个扩展的一篇文章提出的(31日]。

第一个扩展模型,提出了由Dellaert和Van De Poel [32]。他们提出的模型是一个扩展的(R, s, s)模型。它表示为(R, s、c、s)模型和使用经济订购量模式获得。该模型考虑随机需求和测试使用的规划周期100时期和1544项。实现在医院和评估后,确定总成本降低。

另一个近似的库存模型开发了Kelle et al。33]。这些作者制定两个在运营层面上精确模型的决策。第一个是一个(s, s)模型与空间限制;参数被认为是随机变量和短缺是允许的。第二个模型是制定基于排序的优化配置和持有成本,这被认为是一个服务水平约束而不是短缺。通过使用这个模型表明,药品库存的总成本可以降低80%。VBA的编码算法。

一个近似的库存控制通过模拟是由Vila-Parrish et al。34]。该模型包括两个阶段;第一个由马尔可夫决策过程发展的代表药物病人的需求函数条件下,允许适当的药品库存水平的决心。第二阶段由仿真评估库存策略的使用在第一阶段的特征。在这个仿真模型,交货期和固定生产成本不考虑。在这个近似相反,吴等人开发一个使用系统动力学仿真模型(35]。在这篇文章中,需求是近似正态分布和使用安全库存。使用的场景模拟表明,短缺可以减少。另一个近似使用系统动力学是由王et al。36]。使用模拟的结果,这些作者开发动态drum-buffer-rope补给模型。鲍威尔搜索算法用于确定缓冲区大小和库存数量。模型是真实数据测试,证明该模型可以找到最优补货时间和数量,减少总成本,没有库存中断发生。

有一个近似制药使用射频识别库存模型(37]。在本文中,作者证明连续检查优于定期审议时准确的实时信息是可用的,没有额外的成本。该模型考虑只有一个产品,和需求建模为一个连续随机过程与静止的和独立的增量。交货时间被认为是确定的和一个常数和短缺是缺货的。尽管这个模型没有考虑使用射频识别的经济效果,(38发展一些近似的真正成本使用射频识别在医药供应链。

虽然大多数的目标函数考虑总成本的最小化,(39)认为总净利润的最大化。问题是由这些作者制定作为一个混合整数线性规划模型与混合时间表示。模型考虑VMI策略的使用与规划周期三个月和15个产品。

格雷罗州et al。(2013)提出一个模型multiproduct multiechelon过程(40]。需求被认为是随机,Poisson-distributed以及独立之间的产品。问题是制定作为一个马尔可夫链的目标减少存货价值。模型确定订货水平和order-up-to水平。提出了一种启发式算法减少计算时间。

一个数学模型,运用两种形式的随机数据已经由(41]。这是唯一的文章假定随机过程的材料清单手术室;此外,随机需求。作者开发一个数学模型,运用随机不确定性和测试使用真实数据。

失去了销售的两个精确模型和有限的存储容量已由(42]。能力模型,服务水平最大化受到约束能力;在服务模型中,所需的容量最小化服务水平约束。此外,作者开发一个简单的启发式的能力模型的重新排序的水平和订单数量是固定的。

这个分析的结果提出了在桌子上2。一定要提到的大多数方法提出有用的只有在小的情况下,尽管事实上,在现实情况下,医院、诊所、药店工作极其大量的药物。

4.3。医药供应链网络的优化

在线采购系统开发了金正日(43]。在这个模型中,一个被认为是供应链网络,涉及一群制药公司、批发商、和医院。由于在线系统实现,提供实时信息优化药品的库存控制。通过使用该模型,可以减少总成本和供应商管理系统战略与批发商可以采用包括共享信息。

Baboli et al。44]提出两种模型对集中式和分散式供应链。的基本模型由一个仓库和一个零售商和产品假定有一个对应于确定性需求项与一个稳定的需求和高周转率。集中的模型被认为是一个组织的仓库和零售商属于同一个组织,而在分散模型仓库和零售商被视为外部公司。其他作品处理这个问题的优化供应链的一个集中的模式,比如提出的(45];在这项研究中,一个系统的动态仿真模型开发使用仔细分析表明物流外包往往是最经济的选择。然而,该模型只适用于小实例由于链内的相互作用的复杂性。虽然这个模型是一个数学近似,哈桑et al。46)提出了一个分析基于供应链管理的最佳实践;这些作者生成8个可能的场景和使用多准则决策模型来评估这些。

Uthayakumar和Priyan47)开发一个模型,集成了连续检查与生产和销售。产品变量的模型认为一套交货期,付款延误,约束空间的可用性和客户服务水平。提出的数学模型考虑随机需求,确定的截止日期,和一个随机的时间,被认为是一个正常的随机变量;药物的产量也被认为是。模型是制定two-echelon供应链为了确定最优库存批量通过最小化集成的预计总成本。拉格朗日松弛用于解决该模型。相同的作者开发一个模型包括模糊随机环境下(48]。库存管理的总成本是在multiechelon视为模糊变量,multiproduct、多约束库存基于距离的方法。另一个模型,提出了考虑随机不确定性的赵et al。49]。需求被认为是随机;信息模型包括一组的价格从制造商,生产速度,初始库存。模型分为最优政策的制造商和经销商,证明解决方案提高利润的阶层链。最后,提出了一种启发式评估Pareto-improving费用范围。

尽管在大多数的文章作者描述一个分销网络及其优化,尼科尔森等人提出一个模型来评估被库存项目的外包(50]。该模型包括一个比较three-echelon分销网络和一个外包two-echelon分销网络。three-echelon分销网络的模型提出了一个扩展的工作的51,52]。该模型仅考虑单个产品,具有随机需求。该模型提出了两种启发式测试。

尽管在大多数的文章作者开发模型考虑不确定性,Balcazar-Camacho et al。53)和Stecca et al。54)发展分销网络的线性规划模型。提出的模型认为multiechelon分布系统的目标函数包括总成本的最小化。虽然这些作者提出的数学模型考虑一些关于网络的组成元素,用于测试的实例模型很小,不对应于一个供应链网络的大小。

医药连锁在印度的实际情况研究了Dutta et al。55]。作者描述一个multiperiod-based规划决策支持系统在制药过程。模型包括制造商和仓库,决定材料和生产活动。一个数学线性模型,提出了使用七种类型的药物。

虽然离散仿真用于多数文章、飞机等人提出一个可替换主体为药品供应链仿真模型(56]。模型是用来证明一个特定行业的规范可以用来表示一个特定的行业跟踪其进化的能力。测试模型与三种药物,包括30制造商,60 60供应商和分销商。生命周期建模。

不同类型的研究是由Eberle et al。57]。这项研究由实现蒙特卡罗模拟,以减少生产过程的交货期。主要参与仿真模型的药物有肠外和注射药物。仿真计算的结果与一个“如果”技术来评估投资的影响资源分配和流程改进。

Masoumi et al。58提出一个网络寡头垄断模型。这个模型使用电弧乘数供应链利用不平等理论。模型考虑了非持久性制药和目标是最大化的产品流。

汉森和Grunow [59)考虑支持计划的问题在市场推出药品供应链的操作。两阶段随机模型来支持市场启动准备是在本研究开发。

集成的算法决定购买库存和已开发的“政府改造”等。60]。模型估计的数量、大小和采购组一套医院结合供应链成本最小化的目的。该算法是基于可变邻域内搜索禁忌metaheuristic搜索。该算法与两项测试,一组15个供应商。

在药品供应网络之间的协调问题是研究Grunow et al。61年]。这些作者提出几个聚合方案和一种新颖的混合整数线性规划模型制定基于连续的时间。启发式方法是发达国家为了解决现实问题的实例。

一个巨大的数量的逆向物流的研究在文献中可以找到;然而,研究药品供应链中的逆向物流还没有被研究人员高度发达。

逆向物流在医药上下文包含多余或未用药物的收集从药店或医院。逆向物流的目标是多元化的,包括费用的最小化和罚款支付给政府,行业,最大化的产品收集,个体利润最大化,最小化的收集成本和浪费最小化。

制药行业内的实际情况是由62年]。在规划层面,一个聚合描述提出了供应链运作模型。定义主表示支持供应链资源,然后一个数学公式提出了最优的供应链规划。一旦得到供应链规划的结果,制定调度模型使用数学模型。

如上所述,一些作品可以发现逆向物流应用在制药行业。Weraikat et al。63年)提出一个线性规划模型与拉格朗日松弛包括谈判与第三方物流供应商。施和林提出了多准则优化方法的总成本最小化医疗废物收集系统规划(64年];一个类似的工作提出了Weraikat et al。65年)的非线性数学规划模型。谢和布林66年)设计一个绿色药品供应链模型来减少药品浪费(65年,66年]。虽然其他研究逆向物流包括其他几个特性,定量模型不包括。

大部分的文章综述包括需求的不确定性,这是建模为一个随机函数。然而,医院的近似问题并不发达的文学由于相关条目的数量太高有效操作。关于这个主题的未来的研究应该包括各种药物和应该培养强大的算法之间的协调处理非常大的条目的数量。

最后还分析了这项工作的表3。可以得出一个结论,大多数文章关于供应链的优化模型只考虑少量的药物,从而减少复杂的阶层和药物之间的相互作用。

5。结论

在本文中,我们提出一个定量模型的文献综述的医药供应链。我们确定三个分类类别的战略、战术和操作决策。模型中使用的不确定性的来源提出了审查,发现大多数的文章使用一种随机不确定性的一些阶层的链。我们发现在分类法提出52%的文章对应于网络设计,28%对应的库存问题,20%对应的供应链优化模型。

提出了几种确定性模型,但在大多数情况下使用技术开发下的不确定性。大部分的文章涉及随机近似,只有少数使用另一种近似的不确定性,例如,模糊逻辑,鲁棒优化等等。网络设计中56%的文章使用需求作为确定性和22%随机和22%的文章使用两种类型的需求而库存模型中92%的文章使用确定性一样随机和8%的需求。在供应链优化文章使用需求作为确定性的52%,48%,随机。

即使定量模型的研究结合不同类型的技术,我们得出这样的结论综述,缺乏综合技术的使用将使研究人员可以近似药品供应链的操作在一个现实的方法。这些技术包括通过仿真优化,仿真优化、随机网络建模和模糊优化。为网络设计最常用的技术是典型的优化以33%的情况下,结合经典的优化和使用启发式在22%的情况下,每个随机优化、启发式、随机动态优化和多目标优化是使用11%的病例。库存模型最常用的技术是优化以46%的情况下而随机优化中使用15%的情况下,还与模拟、马尔可夫决策过程模拟、仿真与启发式与启发式马尔可夫决策过程,分别使用启发式和8%。在供应链优化最常用的技术是典型的优化以46%的案件;还拉格朗日松弛启发式,模拟使用了8%的情况下,分别;还与模拟优化,多准则决策、不平等理论、随机优化、metaheuristics,和多准则优化使用了4%的情况下,分别。

最后,从出版物的数量在这一领域,药品供应链是一个重要的主题和重要的实际应用;然而,尽管最近的一些进展,仍有一些工作在这个问题上。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

引用

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