شماره ركورد
25666
شماره راهنما
IND2 75
عنوان
برنامهريزي و مسيريابي شبكه بازيافت زباله شهري در توليد سوخت زيستي با در نظر گرفتن تكنولوژي اينترنت اشياء
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي صنايع- لجستيك و زنجيره تامين
دانشكده
فني و مهندسي
تاريخ دفاع
1402/10/29
صفحه شمار
131 ص .
استاد راهنما
كامران كيانفر
كليدواژه فارسي
طراحي شبكه زنجيره تأمين , سيستم مديريت پسماند , مسيريابي وسائل نقليه , صنعت 4.0 , سوخت زيستي
چكيده فارسي
در سالهاي اخير همواره بحث انرژي و آلودگيهاي ناشي از توليد سوختهاي فسيلي جزو چالشهاي مهم كره زمين بشمار ميرود. از طرفي استفاده مجدد از پسماندها و زبالهها جزو مباحث داغ بشريت جهت كاهش آسيبهاي فيزيكي و جسمي ناشي از توليد انبوه اين پسماندها بودهاند. استفاده از فناوريهاي صنعت 4.0 را ميتوان در جهت كاهش هزينههاي عملياتي و بهينه سازي فرايندها بكار گرفت. در اين پژوهش، به برنامهريزي ماشينهاي حمل زباله جهت تخليهي سطلهاي زبالهي خشك و تر و همچنين مراكز جمعآوري برگ-چمن پرداخته شده است. هدف اين برنامهريزي، استفادهي مجدد از پسماندهاست؛ به اين صورت كه زبالههاي تر و مواد گياهي (برگ و چمن) براي توليد سوخت زيستي به كار روند و زبالههاي خشك نيز پس از انجام عمليات تفكيك، بازيافت شوند. اين امر با مديريت موجودي در مراكز جمعآوري و تفكيك محقق ميشود. ابتدا يك مدل برنامه ريزي عدد صحيح غير خطي با اهداف بيشينه كردن سود حاصل از فروش پسماندها و كمينه كردن آلايندگيهاي ناشي از حملونقلها و فرايندها، مدلسازي گرديد و پس از خطي سازي از روشهاي اپسيلون محدوديت و جمع وزني در جهت حل مدل اقدام گرديد. به منظور حل مسائل در ابعاد بزرگ روش ابتكاري همراستا با مدل تعريف شد، روش ابتكاري دوم با در نظر گرفتن تكنولوژي صنعت 4.0 در جهت بررسي حجم زباله داخل سطلها و ارسال سيگنال توسعه پيدا كرد. نتايج نشان ميدهد كه روش دقيق توانست مسائل با ابعاد كوچك را پوشش دهد اما روش ابتكاري مسائل بزرگ را پوشش داد. براي روش ابتكاري از روش تاگوچي براي تنظيم پارامترها استفاده شد و با مقايسه جوابهاي دو روش حل دقيق، روش اپسيلون محدوديت به عنوان روش برتر براي تصميم گيري و روش جمع وزني براي بهترين حالت آلودگي معين شد. از مقايسه نتايج روش دقيق و ابتكاري در ابعاد كوچك خطاي 13% براي روش ابتكاري نسبت به روش دقيق حاصل شد. دو روش ابتكاري با هم مقايسه شد كه روش ابتكاري مجهز به تكنولوژي اينترنت اشياء به طور ميانگين باعث بهبود 5% سود نهايي و همچنين كاهش 7% آلايندگيهاي ناشي از حملونقل شد كه برتري در جهت اهداف مسئله را محقق نمود. با انجام تحليل حساسيت به روي پارامترهاي كليدي مشاهده شد كه با افزايش سطح تخليه سطلها آلودگي كل با كاهش مواجه شد اما در مقابل سود كل نيز كاهشي گشت و همچنين با كاهش اين سطح، شرايط به سمت پوشش كامل سطلها سوق پيدا كرد كه سود بيشتر، همراه با آلودگي كل بيشتر را در بر داشت. با مقايسه حالتهاي مختلف، سطح تخليه 50% تعادلي مناسب بين اين دو معيار سود و آلودگي برقرار ميسازد.
كليدواژه لاتين
Supply chain network design , waste management system , vehicle routing , Industry 4.0 , biofuel
عنوان لاتين
Planning and routing of municipal urban waste recycling network for biofuel production
گروه آموزشي
مهندسي صنايع و آينده پژوهي
چكيده لاتين
In recent years, the issue of energy and the pollution caused by fossil fuel production has consistently been among the major challenges facing the planet. On the other hand, the reuse of waste and refuse has been a hot topic for humanity in order to reduce the physical and environmental damage resulting from the mass generation of such waste. The application of Industry 4.0 technologies can be employed to reduce operational costs and optimize processes. This research addresses the scheduling of waste collection vehicles for the pickup of both wet and dry waste bins, as well as leaf and grass collection centers. The objective of this scheduling is waste reuse; specifically, wet waste and plant materials (leaves and grass) are intended for biofuel production, while dry waste is to be recycled after undergoing separation processes. This is achieved through inventory management at collection and separation centers. Initially, a nonlinear integer programming model was developed with the objectives of maximizing profit from waste sales and minimizing pollution from transportation and processes. After linearization, the epsilon-constraint and weighted sum methods were employed to solve the model. To address large-scale problems, a heuristic method aligned with the model was defined. A second heuristic method was developed by incorporating Industry 4.0 technology to monitor waste volume inside bins and transmit signals. The results indicate that the exact method was able to cover small-scale problems, while the heuristic method covered large-scale ones. For the heuristic method, the Taguchi method was used for parameter tuning. By comparing the solutions of the two exact solution methods, the epsilon-constraint method was identified as the superior method for decision-making, and the weighted sum method was determined to be best for the optimal pollution state. Comparing the results of the exact and heuristic methods for small-scale problems yielded a 13% error for the heuristic method relative to the exact method. The two heuristic methods were compared, revealing that the heuristic method equipped with Internet of Things technology resulted in an average 5% improvement in final profit and a 7% reduction in transportation-related pollution, demonstrating superiority concerning the problemʹs objectives. Through sensitivity analysis performed on key parameters, it was observed that increasing the bin pickup threshold led to a decrease in total pollution, but conversely, total profit also decreased. Furthermore, decreasing this threshold steered conditions towards complete bin coverage, which entailed higher profit accompanied by greater total pollution. Comparing different scenarios indicates that a 50% pickup threshold establishes an appropriate balance between these two criteria, profit and pollution.
تعداد فصل ها
5
فهرست مطالب pdf
156926
نويسنده