ارائه مدل برنامه¬ریزی تأمین، تولید و توزیع در زنجیره تأمین سوخت¬های زیستی با در نظر گرفتن محدودیت دسترسی پالایشگاه¬ها به انواع تسهیلات حمل و نقل تحت شرایط عدم قطعیت

تعداد 112 صفحه فایل word قابل ویرایش

Site: www.filenaab.ir

چکيده:

انرژي زيستي به عنوان مهمترين منبع انرژي که مي­تواند وابستگي به نفت خام را کاهش داده و اثر مثبتي بر اقتصاد، محيط و جامعه داشته باشد شناخته شده، که انتظار مي­رود توليد سوخت زيستي و همچنين تعداد پالايشگاه­هاي زيستي افزايش يابد. در اين تحقيق مدل برنامه­ريزي توليد احتمالي براي زنجيره تأمين سوخت زيستي تحت عدم قطعيت­هاي تقاضا و قيمت ارائه شده است. اين زنجيره­ي تأمين عرضه کنندگان زيست توده، پالايشگاه­هاي زيستي و مراکز تقاضا را شامل مي­شود و مدل برنامه­ريزي خطي احتمالي در چارچوب برنامه­ريزي چند دوره­اي جهت حداکثر نمودن سود پالايشگاه­ها ارائه شده است. در مدل انواع حوزه­هاي زيست توده، پالايشگاه­ها، مراکز تقاضا، انواع محصولات نهايي، انواع تسهيلات حمل و نقل، تنوع تکنولوژي، احتمالات و تعداد سناريوها را داريم. با توجه به اينکه مسئله­ي حاضر از لحاظ ابعاد بزرگ بوده و پارامترهاي مسئله نيز زياد مي­باشند، در نتيجه الگوريتم­هاي دقيق کارايي لازم براي حل مسائل در ابعاد بزرگ را ندارند. بنابراين براي بدست آوردن جواب نزديک به بهينه در زمان محاسباتي معقول از الگوريتم­هاي فراابتکاري شامل الگوريتم ژنتيک و بهينه­سازي تجمع ذرات استفاده شده است که نتايج بدست آمده از الگوريتم­ها نشان­دهنده­ي برتري الگوريتم بهينه­سازي تجمع ذرات نسبت به الگوريتم ژنتيک مي­باشد.

واژه ­هاي کليدي:

زنجيره تأمين، سوخت زيستي، زيست توده، پالايشگاه، برنامه­ريزي توليد احتمالي، عدم قطعيت، الگوريتم ژنتيک، الگوريتم بهينه­سازي تجمع ذرات

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                             صفحه

فصل اول: کلیات تحقیق…………………………………………………………………………………………………..۱

   ۱-۱ مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………..۲

   ۱-۲ ضرورت انجام تحقیق…………………………………………………………………………………………….۴

   ۱-۳ بیان مسئله…………………………………………………………………………………………………………….۴

   ۱-۴ فرضیات مسئله………………………………………………………………………………………………………۵

   ۱-۵ اهداف تحقیق………………………………………………………………………………………………………..۶

   ۱-۶ جنبه­های نوآوری تحقیق…………………………………………………………………………………………۶

   ۱-۷ ساختار تحقیق……………………………………………………………………………………………………….۷

فصل دوم: ادبیات تحقیق………………………………………………………………………………………………….۸

   ۲-۱ مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………۹

   ۲-۲ زیست توده چیست؟……………………………………………………………………………………………….۹

   ۲-۲-۱ چرخه زیست توده در طبیعت……………………………………………………………………………..۱۰

   ۲-۳بیوگاز…………………………………………………………………………………………………………………….۱۱

   ۲-۳-۱ بیوگاز چیست؟…………………………………………………………………………………………………..۱۱

   ۲-۳-۲مکانیسم تولید بیوگاز……………………………………………………………………………………………۱۱

   ۲-۴ منابع زیست توده……………………………………………………………………………………………………۱۲

   ۲-۵ تاریخچه زیست توده………………………………………………………………………………………………۱۵

   ۲-۶ معرفی تکنولوژی­های زیست توده……………………………………………………………………………۱۶

   ۲-۶-۱ فرآیندهای ترموشیمیایی……………………………………………………………………………………..۱۶

  ۲-۶-۲ فرآیندهای بیوشیمیایی………………………………………………………………………………………………..۱۸

  ۲-۷ مزایا و معایب زیست توده……………………………………………………………………………………………..۱۸

  ۲-۸ سوخت­های زیستی چیست؟…………………………………………………………………………………………..۱۹

  ۲-۹ وضعیت بهره­برداری از انرژی زیست توده در جهان و ایران……………………………………………….۲۰

۲-۹-۱ بهره­برداری نیروگاهی…………………………………………………………………………………………………..۲۱

۲-۹-۲ مصارف غیر نیروگاهی زیست توده ………………………………………………………………………………۲۱

 ۲-۹-۳ تجربیات چند کشور پیشرو در خصوص زیست توده …………………………………………………….۲۲

۲-۹-۴ وضعیت بهره­برداری از زیست توده در ایران……………………………………………………………………۲۳

۲-۱۰ استفاده از انرژی بیوماس…………………………………………………………………………………………………۲۳

۲-۱۱ مروری بر تحقیقات انجام شده………………………………………………………………………………………..۲۵

۲-۱۱-۱ مطالعات بر روی عناصر تأمین زنجیره پردازش زیست توده…………………………………………….۲۵

۲-۱۱-۲ بهینه­سازی زنجیره تأمین سوخت­های زیستی در محیط­های قطعی……………………………………۲۶

۲-۱۱-۳ عدم قطعیت موجود در مسائل شبکه زنجیره تأمین سوخت زیستی………………………………….۲۸

۲-۱۲ خلاصه فصل ………………………………………………………………………………………………………………۳۱

فصل سوم: ارائه مدل پیشنهادی و تشریح آن……………………………………………………………………………۳۲

  ۳-۱ مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………….۳۳

  ۳-۲ فرمول­بندی مسئله………………………………………………………………………………………………………….۳۳

  ۳-۲-۱ تعریف مسئله……………………………………………………………………………………………………………۳۳

  ۳-۲-۲ مفروضات مسئله……………………………………………………………………………………………………….۳۴

  ۳-۲-۳ مجموعه­ی اندیس­ها…………………………………………………………………………………………………..۳۴

 ۳-۲-۴ مجموعه­ی پارامترها……………………………………………………………………………………………………۳۵

 ۳-۲-۵ مجموعه­ی متغیرهای تصمیم………………………………………………………………………………………..۳۷

 ۳-۲-۶ تابع هدف………………………………………………………………………………………………………………….۳۸

 ۳-۲-۷ محدودیت­ها………………………………………………………………………………………………………………۳۸

 ۳-۳ اعتبارسنجی مدل…………………………………………………………………………………………………………….۴۴

 ۳-۴ پیچیدگی مسئله……………………………………………………………………………………………………………..۴۷

 ۳-۵ خلاصه فصل…………………………………………………………………………………………………………………۴۸

فصل چهارم: الگوریتم­های پیشنهادی و نتایج محاسباتی……………………………………………………………۴۹

 ۴-۱ مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………۵۰

۴-۲ الگوریتم ژنتیک……………………………………………………………………………………………………………….۵۰

۴-۲-۱ واژگان الگوریتم ژنتیک…………………………………………………………………………………………………۵۱

۴-۲-۲ شمای کلی الگوریتم ژنتیک…………………………………………………………………………………………..۵۲

۴-۲-۳ مفاهیم الگوریتم ژنتیک…………………………………………………………………………………………………۵۳

۴-۲-۳-۱ کد کردن ……………………………………………………………………………………………………………….۵۳

۴-۲-۳-۲ جامعه­ی اولیه …………………………………………………………………………………………………………۵۵

۴-۲-۳-۳ عملیات ژنتیک ……………………………………………………………………………………………………….۵۶

۴-۲-۳-۴ تابع برازش …………………………………………………………………………………………………………….۶۰

۴-۲-۳-۵ شرط توقف الگوریتم ………………………………………………………………………………………………۶۰

۴-۳ الگوریتم بهینه­سازی تجمع ذرات ………………………………………………………………………………………۶۱

۴-۳-۱ مفاهیم پایه الگوریتم PSO …………………………………………………………………………………………..62

۴-۳-۲ مدل­های اصلی برای الگوریتم بهینه­سازی تجمعی ذرات …………………………………………………..۶۳

۴-۳-۲-۱ مدل Global Best PSO ……………………………………………………………………………………….63

۴-۳-۲-۲ مدل Local Best PSO …………………………………………………………………………………………65

۴-۳-۳ شمای کلی الگوریتم بهینه­سازی تجمعی ذرات ……………………………………………………………….۶۵

۴-۴ الگوریتم­های پیشنهادی ……………………………………………………………………………………………………۶۶

۴-۴-۱ الگوریتم ژنتیک پیشنهادی ……………………………………………………………………………………………۶۷

۴-۴-۱-۱ نحوه­ی نمایش جواب­ها……………………………………………………………………………………………۶۷

۴-۴-۱-۲ نحوه ارزیابی جواب­ها …………………………………………………………………………………………….۶۹

۴-۴-۱-۳ تولید جمعیت اولیه …………………………………………………………………………………………………۶۹

۴-۴-۱-۴ عملگر تقاطع ………………………………………………………………………………………………………….۶۹

۴-۴-۱-۵ عملگر جهش …………………………………………………………………………………………………………۷۰

۴-۴-۱-۶ فرآیند تکثیر……………………………………………………………………………………………………………۷۰

۴-۴-۲ الگوریتم بهینه­سازی تجمع ذرات پیشنهادی…………………………………………………………………….۷۰

۴-۵ تولید مسائل نمونه……………………………………………………………………………………………………………۷۰

۴-۶ تنطیم پارامتر ………………………………………………………………………………………………………………….۷۲

۴-۶-۱ تنطیم پارامترهای الگوریتم­های فراابتکاری پیشنهادی ……………………………………………………….۷۳

۴-۷ طراحی آزمایشات …………………………………………………………………………………………………………..۷۹

۴-۸ نمودار همگرایی …………………………………………………………………………………………………………….۸۲

۴-۹ نتایج محاسباتی ………………………………………………………………………………………………………………۸۵

۴-۱۰ نتیجه­گیری …………………………………………………………………………………………………………………..۹۲

فصل پنجم: نتیجه­گیری و پیشنهادها برای تحقیقات آتی …………………………………………………………..۹۳

۵-۱ نتیجه گیری ……………………………………………………………………………………………………………………۹۴

۵-۲ پیشنهادها برای تحقیقات آتی ……………………………………………………………………………………………۹۴

فهرست مراجع ……………………………………………………………………………………………………………………..۹۵

فهرست جداول

عنوان                                                                                                         صفحه

جدول ۳-۱ هزینه خرید زیست توده …………………………………………………………………………………….۴۴

جدول ۳-۲ هزینه تولید سوخت …………………………………………………………………………………………..۴۴

جدول ۳-۳ دسترسی پالایشگاه-ها به تسهیل مورد نظر …………………………………………………………..۴۴

جدول ۳-۴ نرخ تبدیل پالایشگاهی ……………………………………………………………………………………..۴۴

جدول ۳-۵ ظرفیت سوخت ذخیره شده ……………………………………………………………………………….۴۴

جدول ۳-۶ ماکزیمم زیست توده موجود ………………………………………………………………………………۴۵

جدول ۳-۷ ارتباط بین حوزه­ی زیست توده و پالایشگاه …………………………………………………………۴۵

جدول ۳-۸ قیمت سوخت در مراکز …………………………………………………………………………………….۴۵

جدول ۳-۹ مقادیر تقاضا برای سوخت زیستی ………………………………………………………………………۴۵

جدول ۳-۱۰ دسترسی حوزه­های زیست توده به تسهیلات حمل و نقل ……………………………………۴۵

جدول ۳-۱۱ هزینه حمل زیست توده از حوزه­های زیست توده به پالایشگاه……………………………..۴۵

جدول ۳-۱۲ هزینه حمل سوخت به مراکز تقاضا ………………………………………………………………….۴۵

جدول ۳-۱۳ ارتباط بین پالایشگاه و مراکز تقاضا ………………………………………………………………….۴۵

جدول ۳-۱۴ مقدار زیست توده خریداری شده …………………………………………………………………….۴۶

جدول ۳-۱۵ مقدار زیست توده حمل شده از حوزه­­ی زیست توده به پالایشگاه…………………………۴۶

جدول ۳-۱۶ مقدار سوخت حمل شده از پالایشگاه به مراکز تقاضا …………………………………………۴۶

جدول ۳-۱۷ میزان موجودی سوخت در مراکز تقاضا ……………………………………………………………۴۶

جدول ۳-۱۸ مقدار کمبود سوخت در مراکز تقاضا ……………………………………………………………….۴۶

جدول ۳-۱۹ ظرفیت پالایشگاه طراحی شده ……………………………………………………………………….۴۷

جدول ۳-۲۰ میزان تولید سوخت مورد نظر در پالایشگاه …………………………………………………….۴۷

جدول ۳-۲۱ ارتباط بین پالایشگاه با تکنولوژی مورد نظر ……………………………………………………۴۷

جدول ۴-۱ بازه­ی پارامترهای ورودی مسئله ……………………………………………………………………..۷۱

جدول ۴-۲ پارامترهای ورودی مسائل کوچک و بزرگ ………………………………………………………۷۲

جدول ۴-۳ فاکتورهای الگوریتم GA به همراه سطوحشان…………………………………………………..۷۴

جدول ۴-۴ فاکتورهای الگوریتم PSO به همراه سطوحشان ……………………………………………….۷۴

جدول ۴-۵ آرایه متعامد L9(4۳ ) …………………………………………………………………………………..۷۵

جدول ۴-۶ آرایه متعامد L9(2۳ ) ……………………………………………………………………………………۷۵

جدول ۴-۷ سطوح بهینه پارامترها …………………………………………………………………………………….۷۹

جدول ۴-۸ آرایه متعامد L۱۸۵ *۲۱ ) …………………………………………………………………………….۸۰

جدول ۴-۹ مسائل آزمایشی طراحی شده…………………………………………………………………………..۸۱

جدول ۴-۱۰ مسائل آزمایشی طراحی شده و نتایج حاصل از اجرای الگوریتم­ها …………………….۸۶

فهرست اشکال

عنوان                                                                                                         صفحه

شکل ۴-۱ کدگذاری باینری ……………………………………………………………………………………………………..۵۴

شکل ۴-۲ کدگذاری جهشی …………………………………………………………………………………………………….۵۴

شکل ۴-۳ کدگذاری ارزشی …………………………………………………………………………………………………….۵۴

شکل ۴-۴ کدگذاری درختی ……………………………………………………………………………………………………۵۵

شکل ۴-۵ بهنگام سازی سرعت ذره …………………………………………………………………………………………۶۴

شکل ۴-۶ بهنگام سازی موقعیت ذره …………………………………………………………………………………………۶۴

شکل ۴-۷ نمودار نرخ S/N توابع هدف در سطوح مختلف عامل­های الگوریتمGA در مسائل کوچک …………………………………………………………………………………………………………………………………………….۷۶

شکل ۴-۸  نمودار نرخ S/N توابع هدف در سطوح مختلف عامل­های الگوریتمGA در مسائل بزرگ …………………………………………………………………………………………………………………………………………… ۷۷

شکل ۴-۹ نمودار نرخ S/N توابع هدف در سطوح مختلف عامل­های الگوریتمPSO در مسائل کوچک …………………………………………………………………………………………………………………………………………….۷۸

شکل ۴-۱۰ نمودار نرخ S/N توابع هدف در سطوح مختلف عامل­های الگوریتمPSO در مسائل بزرگ …………………………………………………………………………………………………………………………………………….۷۸

شکل ۴-۱۱ نمودار همگرایی در الگوریتم GA پیشنهاد شده برای مسأله F=4 , J=4 , M=6 …………………………………………………………………………………………………………………………………………….82

شکل ۴-۱۲ نمودار همگرایی در الگوریتم PSO پیشنهاد شده برای مسأله F=4 , J=4 , M=6 ………………………………………………………………………………………………………………………………………….83

شکل ۴-۱۳ نمودار همگرایی در الگوریتم GA پیشنهاد شده برای مسأله F=6 , J=10 , M=15 …………………………………………………………………………………………………………………………………………….84

شکل ۴-۱۴ نمودار همگرایی در الگوریتم PSO پیشنهاد شده برای مسأله F=6 , J=10 , M=15 ………………………………………………………………………………………………………………………………………….84

 شکل ۴-۱۵ تأثیر تعداد زیست توده­های نوع (J)i نسبت به شاخص RPD ………………………………87

شکل ۴-۱۶ تأثیر تعداد مکان­های بالقوه برای احداث پالایشگاه (F) نسبت به شاخص RPD ……..88

شکل ۴-۱۷ تأثیر تعداد بازارهای مصرفی (M) نسبت به شاخص RPD …………………………………..88

شکل ۴-۱۸ تأثیر تعداد حوزه­های زیست توده نوع (J)i بر زمان حل مسئله ……………………………….۸۹

شکل ۴-۱۹ تأثیر تعداد مکان­های بالقوه برای احداث پالایشگاه (F) بر زمان حل مسئله……………….۸۹

شکل ۴-۲۰ تأثیر تعداد بازارهای مصرفی (M) بر زمان حل مسئله ……………………………………………۹۰

شکل ۴-۲۱ نمودار میانگین و فواصل LSD(سطوح اطمینان %۹۵) برای الگوریتم­هایPSO, GA ………………………………………………………………………………………………………………………………………….91

نقد و بررسی‌ها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “ارائه مدل برنامه¬ریزی تأمین، تولید و توزیع در زنجیره تأمین سوخت¬های زیستی با در نظر گرفتن محدودیت دسترسی پالایشگاه¬ها به انواع تسهیلات حمل و نقل تحت شرایط عدم قطعیت”
قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...