ارائه مدل برنامه ريزي غيرخطي عدد صحيح مختلط براي بهينه سازي زنجيره تامين حلقه بسته سبز: مطالعه موردي صنعت لبني كاله

A Mixed Integer Nonlinear Programming Model for a Green Closed-Loop Supply Chain Optimization (Case Study: Kalleh Dairy Company)

در اين پژوهش يك مدل برنامه ريزي غيرخطي عدصحيح مختلط (MINLP) جهت مدلسازي زنجيره تامين حلقه بسته صنايع لبني در سطوح توليد، توزيع و فروش ارائه شده است. مدل رياضي پيشنهادي تحقيق شامل دو تابع اقتصادي و زيست محيطي است. تابع هدف اقتصادي بر اساس حداكثرسازي سود كل و تابع هدف زيست محيطي به منظورحداقل سازي انتشار CO2 و ميزان COD تعريف شده است. هم چنين در بخشي از مدل كه بيانگر رابطه بين توزيع كننده و مشتري است مسئله مسيريابي وسيله نقليه سبز درنظر گرفته شده كه شامل چند محصول، چند انبار، چند نوع وسيله نقليه و چند دوره زماني است. با توجه به پيچيدگي مسئله و ماهيت NP-hard آن در اين پژوهش از الگوريتم فراابتكاري NSGAII جهت حل مسئله استفاده شده است. به منظور بررسي كارايي اين الگوريتم نيز چند مسئله در ابعاد كوچك طراحي و در نرم افزار لينگو حل شده و پاسخ هاي به دست آمده با جواب هاي حاصل از روش فراابتكاري مقايسه گرديد. درنهايت اثر ميزان هدر رفت چربي به عنوان يكي از عوامل تاثيرگذار بر آلودگي فاضلاب لبني نيز مورد بررسي قرار گرفت. يافته‌ها بيانگر كارايي الگوريتم NSGAII و نيز نشان‌دهنده اثر مستقيم ميزان هدر رفت چربي بر آلودگي فاضلاب بود.

In this research, a mixed integer nonlinear programming (MINLP) model is presented to optimize a closed loop supply chain in dairy industry. The mentioned supply chain includes production, distribution and sales. The proposed model contains two objective functions. The first one is economic and seeks to maximize total profit and the second one is aiming to minimize CO2 emissions and COD as environmental objective function. Also, a green vehicle routing problem is presented to addresses the relationship between distributor and customers. This problem includes several products, several warehouses, several types of vehicles and several time periods. Due to complexity and NP-hardness of this problem, the NSGAII algorithm has been applied to resolve the problem. In order to evaluate the validity of this algorithm, some small problems have been designed and solved in Lingo software. The results also were compared with the outcomes of the meta-heuristic method. Finally, the effect of fat loss, as one of the most affecting factors on dairy wastewater pollution, was also investigated. The results showed the efficiency of NSGAII algorithm and the direct effect of fat loss rate on wastewater pollution.