Production decisions with convex costs and carbon emission constraints
Konveks üretiım maliıyetleri ve karbon emisyon kısıtları altında üretim planlaması
- Tez No: 427834
- Danışmanlar: PROF. DR. ÜLKÜ GÜRLER, DOÇ. DR. EYÜP EMRE BERK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 178
Özet
Bu tezde üretim planlama probleminin fsrklı versiyonları ele alınmıştır. İlk olarak kapasitesiz deterministik kafile büyüklüğü problemi doğrusal olmayan konveks üretim maliyet fonksiyonu ile çalışılmıştır. Maliyet fonksiyonunun doğrusal olmaması ve konveks bir yapıya sahip olması, çevresel düzenlemeler nedeniyle üretici tarafından üstlenilmesi gereken ekstra maliyetler veya bazı üretim fonksiyonlarından kaynaklanabilir. Özellikle, enerji, tarım ve çimento sektörlerinde kullanılan Cobb-Douglas üretim fonksiyonu incelenmiştir. Bu problemin kesin varsayımlar altında doğrusal olmayan konveks üretim fonksiyonlu kafile büyüklüğü problemi olarak formülize edilebileceği gösterilmiştir. Problemi çözmek için dinamik programlama temelinde polinom zamanlı bir algoritma ve Silver-Meal, En Az Birim Maliyet ve Ekonomik Parti Büyüklüğü gibi klasik kafile büyüklüğü sezgisellerine dayalı dokuz hızlı sezgisel geliştirilmiştir. Bu sezgisellerin performansları ayrıntılı sayısal testler ile kıyaslanmıştır. Sonrasında, ilk problemden yola çıkarak, bozulabilir ürünler için konveks doğrusal olmayan üretim ve elde tutma maliyetlerine sahip kafile büyüklüğü problemi ele alınmıştır. Bu problem matematiksel programlama perspektifinden incelenmiştir. Problemi ikinci derece konik programlama formunda yeniden formüle etmek için yapısal bir yöntem önerilmiş ve bazı optimalite ve geçerlilik kesmeleri modeli güçlendirmek için uygulanmıştır. Bu kesmelerin etkilerini farklı formulasyonlarda görmek için kapsamlı bir nümerik test yapılmıştır. Ayrıca bu sezgisellerin performansı bir döner ufuklu yapıda çalışılmıştır. Sezgiselleri kıyaslamak, tahminleme dönem uzunluğunun etkisini sezgisellerin performans sıralaması üzerinde görmek ve ne zaman kesin çözüm yöntemini domine edeceklerini belirlemek için kapsamlı bir sayısal çalışma yapılmıştır. Son olarak,kafile büyüklüğü problemi karbom emisyon kısıtları ile çalışılmıştır. Emisyon kısıtının periyotlar üzerinde kümülatif olduğu durum için iki Lagrange sezgiseli önerilmiştir. Model, kayıp talep durumu için genişletilmiş, çeşitli karbon emisyon kısıtları altında maliyet minimizasyonunu hedefleyen bir üretici için test edilmiş ve maliyet-emisyon Pareto analizi yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, different variants of the production planning problem are considered. We first study an uncapacitated deterministic lot sizing model with a nonlinear convex production cost function. The nonlinearity and convexity of the cost function may arise due to the extra fines paid by a manufacturer for environmental regulations or it may originate from some production functions. In particular, we have considered the Cobb-Douglas production function which is applied in sectors such as energy, agriculture and cement industry. We demonstrate that this problem can be reformulated as a lot sizing problem with nonlinear production cost which is convex under certain assumptions. To solve the problem we have developed a polynomial time dynamic programming based algorithm and nine fast heuristics which rest on some well known lot sizing rules such as Silver-Meal, Least Unit Cost and Economic Order Quantity. We compare the performances of the heuristics with extensive numerical tests. Next, motivated from the first problem, we consider a lot sizing problem with convex nonlinear production and holding costs for decaying items. The problem is investigated from mathematical programming perspective and different formulations are provided. We propose a structural procedure to reformulate the problem in the form of second order cone programming and employ some optimality and valid cuts to strengthen the model. We conduct an extensive computational test to see the effect of cuts in different formulations. We also study the performance of our heuristics on a rolling horizon setting. We conduct an extensive numerical study to compare the performance of heuristics and to see the effect of forecast horizon length on their dominance order and to see when they outperform exact solution approaches. Finally, we study the lot sizing problem with carbon emission constraints. We propose two Lagrangian heuristics when the emission constraint is cumulative over periods. We extend the model with possibility of lost sales and examine several carb on emission cap policies for a cost minimizing manufacturer and conduct a cost-emission Pareto analysis for each policy.
Benzer Tezler
- Hava-çevre koşullarına adaptif yüzer güneş enerji santrali tasarımı ve uygulaması
Design and implementation of a floating solar power plant adaptive to weather and environmental conditions
MUSTAFA KEMAL KAYMAK
Doktora
Türkçe
2022
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET DURAN ŞAHİN
- Inventory optimization under process flexibility assumptions using approximate dynamic programming approaches
Süreç esnekliği varsayımları altında benzetimsel dinamik programlama yaklaşımlarıyla envanter optimizasyonu
MUSTAFA ÇİMEN
Doktora
İngilizce
2014
İşletmeLancaster Universityİşletme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEVIN GLAZEBROOK
DR. CHRISTOPHER KIRKBRIDE
- Bozulabilir mallar için optimal üretim planlaması
Optimal production planning for decaying items
MELDA GÜRSOY
- Bir yurtdışı altyapı projesinde yüklenici yönetim planı tasarım ve uygulamaları
Başlık çevirisi yok
ÖMER HACISALİHOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DOĞAN SORGUÇ
- Ulaştırma problemlerinde bulanık optimizasyon
Başlık çevirisi yok
İSMAİL ÖZDABAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. COŞKUN ÖZKAN