بخشی از مقاله
چکیده
باتوجه به اهمیت پایداري و معضلات زیستمحیطی فعلی که دنیا با آن درگیر است مثل تغییرات آبوهوایی، انتشار گازهاي گلخانهاي، تمام شدن منابع طبیعی و تجدیدناپذیر و... در صنعت باعث شده تا صنایع مختلف اهداف گستردهتري را علاوهبر عملکرد اقتصادي سودمند دنبال کنند. به بیانی دیگر صنایع امروزي داراي یک تابع چندهدفه هستند که باید به دنبال بهینه کردن آن باشند.
همچنین باتوجه به استفاده روزافزون و اثرات زیستمحیطی روغنموتور، در این مقاله شبکه زنجیرهتامین روغنموتور در یکی از کارخانههاي بازیافتی روغنموتور در ایران مورد مطالعه قرارگرفته است. مدل ارائه شده از دو تابع هدف تشکیل شده است، تابع هدف اول مربوط به مسائل اقتصادي و تابع هدف دوم در رابطه با اثرات زیستمحیطی کل زنجیرهتامین تولید روغنموتور میباشد. براي محاسبه اثرات زیستمحیطی از روش مبتنی بر ارزیابی دوره عمر - ReCipe - و نرمافزار سیماپرو، همچنین براي بهینهسازي و حل مدل از برنامهریزي آرمانی تعاملی استفاده شدهاست.
.1 مقدمه
مسئله طراحی شبکه زنجیرهتامین شامل تصمیمات استراتژیک میشود که در آن پیکره کلی زنجیرهتامین تعیین میشود و بنابراین این مسئله یکی از مسائل مهم در مدیریت زنجیرهتامین بوده و اثرات قابل توجهی بر سایر تصمیمات عملیاتی و تاکتیکی در زنجیره دارد. در این نوع مسائل عمدتاً به مکانیابی بهینه تسهیلات مختلف و جریان بین آن تسهیلات توجه میشود .[1]
از طرفی جهانیسازي، افزایش مقررات سازمانهاي دولتی و غیردولتی و فشار و درخواست مشتریان در خصوص رعایت مسائل زیستمحیطی و همچنین ظهور بحث مسئولیت اجتماعی شرکتها، باعث شدهاست سازمانها به بررسی اقدامات لازم جهت بکارگیري مدیریت زنجیرهتامین پایدار، به منظور بهبود عملکرد زیستمحیطی، اجتماعی و اقتصادي بپردازند.
مدیریت زنجیرهتامین پایدار، یکپارچهکننده مدیریت تامین پایدار با الزامات زیستمحیطی در تمام مراحل طراحی محصول، انتخاب و تامین مواد اولیه، تولید و ساخت، فرآیندهاي توزیع و انتقال، تحویل به مشتري و بالاخره پس از مصرف، مدیریت بازیافت و مصرف مجدد به منظور بیشینه کردن میزان بهرهوري مصرف انرژي و منابع همراه با بهبود عملکرد کل زنجیرهتامین، با تکیه بر درنظرگرفتن مباحث اجتماعی تاثیرگذار بر کل جامعه است .[2]
طراحی شبکه زنجیرهتامین یکی از مهمترینتصمیمات استراتژیک است که اخیراً توجه ویژهاي به آن شده است. و از آنجایی که پیکرهبندي شبکه بر تصمیمات تاکتیکی و عملیاتی بعدي تاثیرگذار است، مسئله بهینهسازي شبکه موضوع مهمی میباشد . در حال حاضر درنظرگرفتن عوامل توسعه پایدار در مسئله طراحی شبکه موضوع بسیاري از کارهاي تحقیقاتی شده است. در زمینه ارزیابی اثرات زیستمحیطی بیشتر به عواملی همچون انتشار گازهاي گلخانهاي، کمبود آب شیرین و... پرداخته شدهاست و کمتر کل زنجیرهتامین یک محصول از تولید تا توزیع از لحاظ اثرات زیستمحیطی مورد بررسی قرارگرفته است.
اکثر پژوهشهاي انجام شده در زمینه طراحی زنجیرهتامین پایدار بر یک قسمت خاصی از زنجیرهتامین مثل : تولید پایدار، انتخاب تامینکننده پایدار، طراحی محصول پایدار و... تمرکز کردهاند. در واقع کمتر به بررسی کل زنجیرهتامین یک محصول با ملاحظات پایداري پرداخته شدهاست و بیشتر یک قسمت خاص از زنجیرهتامین مورد بررسی قرارگرفته است.
هدف از این تحقیق عبارتست از: دستیابی به مدل ریاضی مناسب براي پیکرهبندي بهینه زنجیرهتامین روغنموتور در ایران به طوري که بین اهداف اقتصادي و محیطزیستی یک تعادل هوشمند ایجاد گردد، بررسی اثرات زیستمحیطی کل زنجیرهتامین تولید روغنموتور از طریق بازیافت، تعیین جریان بین تسهیلات و میزان تولید در واحدهاي تولیدي و همچنین میزان صادرات بهصورت بهینه، درنظرگرفتن تکنولوژيهاي مختلف براي استفاده در کارخانهها و نیز انتخاب بهینه نوع تکنولوژي. در ادامه این مقاله، ابتدا در بخش دوم ادبیات پایداري زیستمحیطی مرور میشود.
سپس مسئله موردنظر در بخش سوم تعریف میشود و اهمیت تصفیه روغنکارکرده نشان داده میشود. در قسمت چهارم روشهاي ارزیابی اثرات زیستمحیطی توضیح داده میشود. مدل مورد نظر و روش حل آن در بخشهاي پنجم و ششم ارائه میشود. در قسمت هفتم به مطالعه موردي پرداخته میشود. و در نهایت در بخش هشتم نتیجهگیري و پیشنهاداتی براي تحقیقات آتی بیان میشود.
.2 پایداري زیستمحیطی
پایداري زیستمحیطی زنجیرهتامین یعنی به طور مداوم از خسارت به محیطزیست اجتناب شود. انرژي باید بهطور موثر استفاده شود، با زبالهها - جامد و مایع - باید درست رفتار شود و همچنین آلودگی هوا با استفاده از انرژيهاي پاك یا دیگر تکنولوژيها کاهش یابد. در گذشته براي توسعهي زنجیرههايتامین، هزینهها و خدمت مصرفی را اندازهگیري میکردند اما اخیرا باتوجه به چالش پایداري مواردي چون مالیات کربن، اثرات گازهاي گلخانهاي و ... نیز به محدودیتهاي مدلهاي زنجیرهتامین اضافه شدهاست. بنابراین براي اندازهگیري عملکرد زیستمحیطی و اقتصادي در مسائل پایداري از مدلهاي چندهدفه استفاده میشود .[3]
گرم شدن سراسر کشورهاي جهان باعث ایجاد قوانین، مقررات و اقدامات دوستدار محیطزیست شدهاست تا مصرف منابع طبیعی و تغییرات زیستمحیطی محدود شود . از اینرو بسیاري از شرکتها به وسیله انتشار کربن کمتر به افزایش تولید کارآمد، حفظ سود و افزایش رقابت نیاز دارند. شرکتها باید یک راه حل موثر و بهتر براي کاهش انتشار دياکسیدکربن داشته باشند. در سالهاي اخیر کربن به عنوان یک موضوع مهم در بین شرکتهاي جهانی مطرح شدهاست.
از طرف دیگر شرکتها محصولاتی را که به پایان عمر خود رسیدهاند را بازیافت و تعمیر میکنند و برخی از این محصولات دوباره در چرخهي تولید قرار میگیرند تا هزینههاي مواد خام و میزان استفاده از منابع طبیعی کاهش یابد. تحقیقات نشان میدهد ابزارهاي تصمیمگیري زیستمحیطی و فعالیتهاي زنجیرههايتامین سبز تاثیر مثبتی بر عملکرد مسائل زیستمحیطی دارند [4] .[5]
بیمون در سال 1999 مفهوم لجستیک معکوس را به وسیلهي مدیریت زنجیرهتامین محیطزیست معرفی کرد. مدیریت زنجیرهتامین محیطزیست را میتوان اینگونه تعریف کرد : مجموعهاي از سیاستها، اقدامات و روابط مدیریت زنجیرهتامین در پاسخ به نگرانیهاي مربوط به طراحی، تولید، توزیع، استفاده، استفادهي مجدد و دفع کالاها و خدمات شرکتها که با محیط طبیعی سروکار دارند .[6] در آغاز دههي 2000، تحقیقات مدیریت زنجیرهتامین محیطزیست گسترش یافت و زنجیرهتامین پایدار را هم شامل شد .[7]
دهقانیان و منصور در سال 2009 در مقالهاي به طراحی شبکه بازیافت تایرهاي فرسوده پرداختند و در آن سه تابع هدف هزینه، میزان آلودگی محیطزیست و معیارهاي اجتماعی را درنظرگرفتند، و با استفاده از الگوریتم ژنتیک چندهدفه به حل مدل مربوطه پرداختند. هر حل به کمک الگوریتم یاد شده یک پیکرهبندي شبکه را براساس تکنولوژي بهکاررفته و مکان مراکز جمعآوري میدهد .[8] چابان و همکارانش در سال 2011 در مقالهاي یک روش جامع براي رسیدگی به مشکلات طراحی زنجیرهتامین پایدار ارائه کردند.
آنها در مرحلهي طراحی به میزان انتشار کربن، کل هزینههاي لجستیکی، انتخاب تامینکنندگان و خردهفروشان، استفاده از تکنولوژي و انتخاب روشهاي حملونقل پرداختند . آنها در روش پیشنهادي خود به منظور ایجاد توازن و تعادل بین ابعاد زیستمحیطی و اقتصادي از یک مدل برنامهریزي خطی چندهدفه استفاده کردهاند. و این روش را در قالب یک مثال در زمینهي صنعت استیل به کارگرفتهاند .[9]
در سال 2012 بینگ و همکارانش انتخاب مناسبترین ترکیب براي جداسازي پلاستیکها از بقیهي زبالهها را در هلند مورد بررسی قرار دادند. آنها براي کاهش هزینههاي حملونقل و اثرات زیستمحیطی در طراحی شبکه از یک مدل برنامهریزي مختلط خطی استفاده کردند. در این مدل سناریوهاي مختلفی با استراتژي-هاي مختلف طراحی شدهاست. برخی از سناریوها نشان میدهد اگر یک کانال جداگانه براي جمعآوري بطريهاي پلیاتیلن ایجاد شود از انتشار کربن جلوگیري میشود .
[10] در سال 2012 امین و ژنگ مدلی چندمحصولی و دوهدفه شامل هزینه و تاثیرات محیطی براي زنجیرهتامین حلقهبسته شامل زنجیره روبهجلو و عقب ارائه کردند. در تابع هدف دوم استفاده از مواد مناسب محیطزیست براي ساخت محصولات در کارخانه و استفاده از انرژيهاي تمیز مانند انرژيهاي تجدیدپذیر و یا انرژي خورشیدي در مراکز جمعآوري مورد بررسی قرارگرفته است. .[11]
پیشوایی و رزمی در سال 2012 یک مدل تکمحصولی، چندسطحی شامل جریان روبهجلو و عقب ارائه دادند. مطالعه موردي استفاده شده در این مقاله یک تولیدکننده سرنگ و سوزن یکبار مصرف است. در این مقاله یک مدل برنامهریزي ریاضی چندهدفه ارائه شده که در آن کمینهسازي هزینه و تاثیرات محیطی مورد بررسی قرارگرفته است. این مدل در شرایط عدم قطعیت ارائه شده و براي حل مدل چندهدفه فازي یک رویکرد حل فازي ارائه شدهاست . [12]
کوپفر و همکارانش در سال 2013 رویکردي را براي کاهش دياکسیدکربن انتشاریافته توسط حملونقل بررسی کردند. آنها یک مدل مسیریابی براي وسایل نقلیه با هدف کاهش مصرف سوخت و کاهش دياکسیدکربن ارائه کردند .[13] وانگ و همکاران در سال 2013 یک مدل چندهدفه که شامل هزینه، میزان گاز کربندياکسید خروجی و میزان اتلاف تولید میباشد، براي پیدا کردن مکان بهینه تسهیلات مانند کارخانههاي تولید محصولات جدید و تولید مجدد محصولات، مراکز توزیع و مراکز بازیافت و جریان بین آنها ارائه داند.
در این مطالعه از مجموعه پارتویی براي آنالیز چگونگی تعادل بین میزان کربندياکسید خروجی به عنوان یکی از توابع هدف و هزینهها استفاده شدهاست. درواقع این مدل پایداري را از دو جنبهي زیستمحیطی و اقتصادي بررسی میکند. در مرحلهي بعد به دلیل عدم قطعیت عرضه، تقاضاي مشتري و مقادیر بازگشتی، یک مدل طراحی زنجیرهتامین چندهدفه با استفاده از تئوري بهینهسازي استوار ارائه کردند .
[14] در سال 2014 پیشوایی و همکارانش یک مدل برنامهریزي چندهدفه براي طراحی شبکه زنجیرهتامین دارویی پایدار تحت شرایط عدم قطعیت طراحی کردند. آنها در مدل خود به اهداف اقتصادي، زیستمحیطی و اجتماعی پرداختهاند. مطالعهي موردي آنها در رابطه با سرنگهاي پزشکی میباشد. مدل ریاضی آنها جز معدود کارهایی میباشد که به هر سه بعد پایداري بهطور همزمان در آن توجه شدهاست .[15]
.3 تعریف مسئله
استراتژيهاي جهانی در حفظ و حراست از محیطزیست و منابع طبیعی و ملاحظات فنی، اقتصادي و اجتماعی باعث گردیده تا طرح بازیافت روغنموتور پایه از روغنهاي کارکرده از اهمیت ویژهاي برخوردار باشد. ضمن اینکه روغن کارکرده براي محیطزیست بسیار آسیبزا است اما صنعت بازیافت روغن کارکرده میتواند در خدمت محیطزیست باشد. این تحقیق به دنبال ارائه یک مدل دوهدفه براي طراحی شبکه زنجیرهتامین در صنعت روغنموتور، با درنظر گرفتن ابعاد اقتصادي و محیطی میباشد. باتوجه به استانداردهاي جهانی مثل ایزو 26000 طراحی شبکه زنجیرهتامین پایدار در زمینهي کالاهاي مختلف حائز اهمیت است.
این مقاله نیز سعی در یکپارچهسازي شبکه زنجیرهتامین روغنموتور با ملاحظات پایداري دارد. همچنین باتوجه به اهمیت پایداري، با استفاده از این مقاله میتوان به کارخانههاي تولیدي روغن پایه از طریق بازیافت کمک کرد تا از اثرات اقتصادي و زیستمحیطی خود آگاهی پیدا کنند و براي توسعهپایداري از تکنولوژيهاي برتر استفاده کنند.
شبکه مورد نظر که در شکل 1 نشان داده شدهاست براي صنعت تولید روغنموتور از روغن کارکرده طراحی شدهاست. براساس آمار منتشر شده توسط سازمان صنایع کشور، در حال حاضر بیش از دویست کارخانه بازیافت روغنموتور مصرفشده در سراسر کشور در زمینه فراورش روغنموتور مصرفشده فعالیت دارند .[16] روش اصلی مدیریت روغنموتور مصرف شده در ایران و اکثر کشورهاي جهان جمعآوري و بازیافت میباشد. مطالعه آلزوبیديو همکارانش نشان میدهد که از هزار تن روغنموتور مصرفشده حداقل ششصد تن روغنپایه تولید میشود.
در حالیکه براي تولید همین مقدار روغنموتور از نفت خام، شش هزار تن نفت خام لازم است. این مورد اهمیت بازیافت روغنموتور مصرفشده را بیان مینماید .[17] روش فراورش روغنموتور مصرفشده در ایران فناوري اسید سولفوریک/خاك رس است. عملیات بازیافت روغنموتور مصرفشده در این فناوري از طریق آبگیري، گرمایش همراه با افزایش اسید و صاف سازي روغنموتور مصرفشده انجام میشود [18] و .[19] در این شبکه براي تولید روغنموتور نیاز به روغنموتور کارکرده میباشد، این نوع روغنموتور به دو طریق براي کارخانجات ارسال میشود: از طریق ارسال مستقیم یا از طریق مراکز جمعآوري. در روش ارسال مستقیم تعمیرگاهها یا واسطهگران، روغنمورد نیاز کارخانجات را مستقیماً ارسال میکنند.
در روش دوم مراکز جمعآوري در مکانهاي مختلف تعبیه میشود، روغنموتورهاي کارکرده توسط این مراکز از قسمتهاي مختلف جمعآوري شده و به کارخانجات ارسال میشود . سپس روغنموتورهاي کارکرده وارد مرکز تصفیه و تولید میشوند و از آنها روغنپایه بدست میآید. در مرحلهي بعدي روغنپایه وارد مراکز بلندینگ میشود و با استفاده از افزودنیهاي مختلف تبدیل به روغنموتور میشود. در نهایت محصول مورد نظر بستهبندي میشود و توسط واحدهاي توزیعکننده به بخشهاي مختلف ارسال میشود. بخش زیادي از این محصول براي مصرفکنندگان فرستاده میشود و مقدار اندکی نیز به تعمیرگاههاي اولیه ارسال میشود.
شکل 1 توضیحات فوق الذکر را نشان میدهد. کارخانه درپی راهاندازي سیستمی نوین در امر تولید از طریق پالایش مجدد روغنکارکرده میباشد. به همین دلیل پس از مطالعه و تحقیقات فراوان به دنبال راهاندازي تکنولوژي جدیدي در این زمینه میباشد . در این نوع تکنولوژي از اسید و خاك استفاده نمیشود و براي تصفیه نوعی پلیمر بهکار میرود که قابلیت بازیافت و بازگشت به چرخه مصرف را دارد و از تولید ضایعاتی همچون لجن اسیدي جلوگیري میکند. شکل .1 شبکه بازیافت، تولید و توزیع روغنموتور تخلیه نمودن روغنهايکارکرده در طبیعت و محیطزیست شهري ضایعات اسفناکی بهبارمیآورد و محیطزیست انسان را به مخاطره میافکند مهمترین ضایعات زیستمحیطی روغنهايکارکرده عبارتست از:
• یک گالن روغن سوخته میتواند یک میلیون گالن آب پاکیزه را که منبع تأمین آب 50 نفر در سال است آلوده کند.
• ورود روغنهاي سوخته به مقدار حداقل 50 تا 100 پیپیام در سیستم تصفیه فاضلاب میتواند در فرآیند تصفیه فاضلاب اختلال ایجاد کند.
