16162

16162

ارائه يك مدل چندهدفه به‌منظور طراحي شبكه زنجيره تأمين پايدار سوخت بايواتانول مبتني بر گياه سويچ گرس با در نظر گرفتن عدم قطعيت در ايران

كارشناسي ارشد

سيستم هاي اقتصادي اجتماعي

فروردين‌ماه 1395

فروردين‌ماه 1395

دكتر عليرضا معيني

دكتر ميرسامان پيشوايي

صنايع

چكيده اثرات محيط¬زيستي و اجتماعي ناشي مصرف سوخت¬هاي فسيلي و همچنين تجديد ناپذير بودن اين سوخت¬ها، يكي از نگراني¬هاي اصلي بشر در دهه¬هاي اخير بوده است. توليد سوخت بايواتانول از گياه سوييچ¬گرس به‌عنوان يك سوخت تجديد پذير، مناسب براي جايگزيني با بنزين و سازگاربامحيط‌زيست، يك راه¬حل مناسب براي پايان¬دادن به اين نگراني¬هاست. در اين ميان، طراحي شبكه زنجيره تأمين سوخت ¬بايواتانول به‌عنوان مهم‌ترين تصميم استراتژيك در چارچوب برنامه¬ريزي¬هاي زنجيره تأمين، نقشي اساسي در عملكرد اقتصادي، زيست‌محيطي و اجتماعي اين زنجيره بازي مي¬كند. در اين تحقيق، به‌منظور تعيين مكان¬هاي بالقوه كشت گياه سوييچ¬گرس، يك مدل تحليل پوششي داده-هاي يكپارچه مبتني برديدمان توسعه پايدار مورداستفاده قرار مي¬گيرد و با استفاده از آن و تحت معيارهاي خروجي مطلوب و نامطلوب، كارايي يكپارچه مكان¬هاي مختلف براي كشت گياه سوييچ تعيين مي¬شود. سپس يك مدل برنامه¬ريزي رياضي چندهدفه كه قادر به طراحي شبكه زنجيره تأمين بايواتانول مبتني بر گياه سوييچ گرس و تحت ديدمان توسعه پايدار مي¬باشد، توسعه داده‌شده است. براي ارزيابي اثرات محيط¬زيستي و اجتماعي تصميمات طراحي شبكه زنجيره تأمين موردمطالعه، به‌روزترين روش¬هاي ارزيابي اثرات كه مبتني بر ديدگاه ارزيابي دوره عمر عمل مي¬كنند، به كار گرفته‌شده‌اند. همچنين به‌منظور برخورد با عدم قطعيت موجود در مسئله موردمطالعه، يك مدل برنامه¬ريزي امكاني استوار مبتني بر مقادير ميانگين و انحراف مطلق توسعه داده‌شده است. در اين رويكرد، مجموع وزني درجات ارضاء اهداف اقتصادي، زيست¬محيطي و اجتماعي در قالب يك تابع هدف تحت عنوان ميانگين عملكرد ارائه مي¬شود. تابع هدف دوم مدل برنامه¬ريزي استوار مجموع وزني درجات ارضاء انحراف مطلق هر يك از اهداف اقتصادي، زيست‌محيطي و اجتماعي مي¬باشد. درنهايت مجموع جريمه¬هاي انحراف از محدوديت¬هاي شانسي، تابع هدف سوم مدل برنامه¬ريزي استوار را تشكيل مي¬دهد. در مدل ارائه‌شده از تعاريف مرتبط با مقدار ميانگين امكاني براي تبديل محدوديت¬هاي شانسي به معادل قطعي¬شان استفاده‌شده است. براي حل مدل چندهدفه توسعه داده‌شده، رويكرد حل چندهدفه تعاملي فازي مورداستفاده قرارگرفته است. در پايان به‌منظور ارزيابي و اعتبار سنجي مدل برنامه¬ريزي امكاني استوار پيشنهادي، يك مطالعه موردي در كشور ايران انجام‌گرفته است. واژه‌هاي كليدي: طراحي شبكه زنجيره تأمين، توسعه پايدار، زنجيره تأمين بايواتانول، سوييچ¬گرس، ارزيابي دوره عمر، برنامه‌ريزي امكاني استوار، بهينه¬سازي چندهدفه.

1395/09/30

Abstract: Environmental an​d social impacts of fossil fuels as well as their non-renewable resources have been one of the main human being’s problems in the last decades. Bioethanol production from switchgrass as a renewable fuel, suitable substitute for gasoline an​d compatible with environment is a proper solution for these problems. Herein, bioethanol supply chain network design as the most important strategic decision in the supply chain planning structure has a pivotal role in the economic, environmental an​d social performance of this supply chain. In this study, for determining potential switchgrass cultivation sites, first, a unified data envelopment analysis model based on sustainable development is used an​d unified efficiency of considered locations for switchgrass cultivation are calculated based on desirable an​d undesirable outputs. Then, a multi-objective mathematical programming model for designing a switchgrass based bioethanol supply chain is developed. In order to assess the social an​d environmental impacts of the decisions related to bioethanol supply chain network design, the latest impact assessment methods, based on life cycle assessment approach, is employed. In addition, in order to consider the uncertainty, a robust possibilistic programming approach was developed. In this developed model, a combinational method, which uses chance constraints, mean value an​d absolute deviation to model the constraints an​d the objective functions that use uncertain parameters, is utilized. In this approach, the weighted sum of satisfaction degree of economic, environmental, an​d social objectives in form of performance objective function is presented. The second objective function of the developed model is the weighted sum of satisfaction degree of absolute deviation of economic, environmental an​d social objectives. The sum of deviation penalties of chance constraints is the third objective function of the model. In the proposed model, the definitions related to possibilistic mean value have been used to transform chance constraints to their crisp equivalents. In order to solve the proposed multi objective model, TH interactive fuzzy solution approach is used. Eventually, the performance of the proposed method is eva​luated an​d validated through conducting a case study in Iran. Keywords: Supply chain network design, Sustainable development, Bioethanol supply chain, Switchgrass, Life cycle assessment, Robust possibilistic programming, Multi-objective optimization.