Demand and supply planning for Covid-19 vaccine in Turkey with an anti-vaccine survey

Abstract

The Covid-19 virus, which affects many people, continues in a very contagious state. Vaccination is necessary to end this pandemic period, which everyone wants to end as soon as possible. The studies in the literature focuses on different phases of the vaccination such as product, production, allocation or distribution. Existing, expected and sudden outbreaks are studied considering developed and developing countries. But many studies focus on expected outbreaks in developed countries. There are, however, a limited number of studies for sudden outbreaks because of the uncertainties. Therefore, in this study, we focus on Covid-19, which is a sudden outbreak, and the study is executed in a developing country, Turkey. As the attitude towards vaccination might differ across subpopulations, vaccine hesitancy might affect all of purchasing, distribution, and allocation decisions of vaccines. We conduct a survey in order to reduce the uncertainties about the vaccine demand. We analyze on vaccine selections, government decisions about the purchase of the vaccines, vaccination groups and create a supply chain plan. Covid-19 affects us in a very harmful way and there are several issues we can consider in order to come up with an efficient vaccination plan. Since the vaccine demand is the key factor that affects our decisions, we have to forecast the demand with the least error we can get. If the predicted demand is higher than the actual demand, we would purchase vaccines more than we need and we have to deal with wastage and purchasing costs. If the predicted demand is less than the actual demand, we would miss the opportunity to vaccinate more people and get closer to the end of the pandemic. Thus, by predicting the demand in an accurate way, we can make more meaningful decisions in our supply chain. In our survey, we try to understand the thoughts of individuals in Turkey by asking questions about side effects of vaccines, the acceptance of vaccines, the distrust of the number of cases and deaths announced. The responses help us predict the vaccine demand. After forecasting the weekly demand, we use them in our optimization model to construct a weekly vaccine supply plan for Turkey over a one-year planning horizon. The goal of the optimization model is to minimize the total costs of purchasing, transportation, storage, backordering and to reach the herd immunity. In this model, we consider storage and transportation capacity limits, minimum required vaccination rate to reach the herd immunity, and vaccine demand satisfaction with respect to priorities of the cities.

Birçok insanı etkisi altına alan Covid-19 virüsü oldukça bulaşıcı bir halde devam ediyor. Herkesin bir an önce bitmesini istediği bu pandemi dönemini bitirmek için aşılanma şart. Literatürdeki çalışmalar aşının ürün, üretim, tahsis veya dağıtım gibi farklı aşamalarına odaklanmaktadır. Mevcut, beklenen ve ani salgınlar gelişmiş ve gelişmekte olan ülkeler dikkate alınarak incelenmiştir. Ancak birçok çalışma gelişmiş ülkelerdeki beklenen salgınlara odaklanıyor. Belirsizlikler nedeniyle ani salgınlar için sınırlı sayıda çalışma bulunmaktadır. Bu nedenle, bu çalışmada ani bir salgın olan Covid-19'a odaklanıldı ve çalışma gelişmekte olan bir ülke olan Türkiye'de yürütüldü. Aşıya karşı tutum popülasyonlar arasında farklılık gösterebileceğinden, aşı tereddütü aşıların tüm satın alma, dağıtım ve tahsis kararlarını etkileyebilir. Aşı talebiyle ilgili belirsizlikleri azaltmak için bir anket yapıyoruz. Aşı seçimlerini, aşıların satın alınmasıyla ilgili hükümet kararlarını, aşı gruplarını analiz ediyor ve bir tedarik zinciri planı oluşturuyoruz. Covid-19 bizi çok zararlı bir şekilde etkiliyor ve etkili bir aşı planı oluşturabilmek için göz önünde bulundurmamız gereken birkaç konu var. Aşı talebi, kararlarımızı etkileyen en önemli faktör olduğundan, talebi en az hata ile tahmin etmemiz gerekiyor. Öngörülen talep, gerçek talepten daha yüksek olursa, ihtiyacımızdan daha fazla aşı satın alırız. İsraf ve satın alma maliyetleri ile uğraşmak zorunda kalırız. Öngörülen talep, gerçek talepten daha az olursa, daha fazla insanı aşılama ve pandeminin sonuna yaklaşma fırsatını kaçırmış oluruz. Böylece talebi doğru bir şekilde tahmin ederek tedarik zincirimizde daha anlamlı kararlar verebiliriz. Anketimizde aşıların yan etkileri, aşıların kabulü, açıklanan vaka ve ölüm sayılarına güvensizlik gibi konularda sorular sorarak Türkiye'deki bireylerin düşüncelerini anlamaya çalışıyoruz. Verilen yanıtlar aşı talebini tahmin etmemizde bize yardımcı oluyor. Haftalık talebi tahmin ettikten sonra bunu, bir yıllık planlama ufku boyunca, Türkiye'de haftalık aşı tedarik planı oluşturmak için optimizasyon modelimizde kullanıyoruz. Optimizasyon modelinin amacı, satın alma, nakliye, depolama, geri sipariş toplam maliyetlerini en aza indirmek ve sürü bağışıklığına ulaşmaktır. Bu modelde, depolama ve taşıma kapasitesi limitlerini, sürü bağışıklığına ulaşmak için gereken minimum aşılama oranını ve farklı önceliklere sahip illerin aşı talep memnuniyetlerini dikkate alıyoruz.