ÇOK ÜRÜNLÜ GERİ DÖNÜŞÜM AĞ TASARIMI İÇİN BİR MATEMATİKSEL MODEL

Geri dönüşüm, faydalı ömrünü doldurmuş ürünlerin imalatta tekrar kullanılabilecekleri hammaddelere dönüştürülmesi süreci olup, tersine lojistik alanında uygulaması en fazla olan geri kazanım yöntemidir. Etkin bir geri dönüşüm ağı, ürünlerin müşterilerden toplanması, ayrıştırılması ve uygun bir tesiste geri dönüştürülmesi adımlarının izlendiği etkin bir tersine lojistik ağı tasarımı ile mümkündür. Bu çerçevede dikkate alınabilecek bir diğer konu da müşterilerden toplanan ürünlerin nasıl parçalanacaklarıdır. Bir ürünü en ince ayrıntısına kadar ayrıştırmak, harcanan işgücü açısından maliyetli olsa da elde edilen çıktı açısından karlıdır. Bir ürünün parçalanması için daha az kaynak kullanmak, elde edilecek olan geri dönüştürülebilir malzeme miktarının da azalmasına neden olacaktır. Bu çalışmada, çok ürünlü bir geri dönüşüm ağı birden çok malzeme tipi için incelenmiştir. İncelenen ağdaki her bir ürün birden fazla ayrıştırma yöntemine göre parçalanabilmekte ve her birinde elde edilen malzeme miktarı farklı olmaktadır. Çalışmada ortaya konulan problem tanımlanmış ve bu problemin çözülmesi için karma tamsayılı bir matematiksel model önerilmiştir. Önerilen matematiksel modelin etkinliği, farklı müşteri sayılarında küçük ve büyük boyutlu toplam 240 test problemi üzerinde incelenmiştir. Bu problemlerden, 103 tanesi için bir saatlik çözüm süresi içinde en iyi çözüm bulunmuştur. Geri kalan 137 problem için ise bir saatlik çözüm süresinde bulunan en iyi çözüm ile problem için belirlenen alt sınır değeri arasındaki fark belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, problemlerin çözüm süreleri dikkate alınarak farklı parametreler için değerlendirilmiştir.

A MATHEMATICAL MODEL FOR MULTI-PRODUCT RECYCLING NETWORK DESIGN

Recycling may be defined as the process of transforming the end-of-life products into raw materials used in manufacturing, and it is the most applied recovery method in the field of reverse logistics. An efficient recycling network is possible only with an efficient reverse logistics network design where products are collected from customers, disassembled and recycled at an appropriate recycling facility. In this context, another issue to consider is how the products to be disassembled. Disassembling a product in detail is costly considering the workforce used but it is profitable due to the outcome. In this study, a multi-product recycling network is considered for multiple recoverable material types. Any product examined may be disassembled due to multiple disassembly schemes where the outcome of every scheme differs in quantity. The problem considered is defined in detail and a mixed integer mathematical model is proposed in order to solve the problem. A total of 240 test problems, small and large dimensioned, are generated and solved with a one-hour CPU time limit, in order to demonstrate the efficiency of the model. For the 103 out of 240 test problems the optimal solution is found and for the rest of the problems the difference between the best solution found in one hour and the lower bound found for the problem is determined. The results are analyzed for system parameters considering the CPU times.

PDF

___

[1] Fleischmann, M., Bloemhof-Ruwaard, J.M., Dekker, R., Van der Laan, E.A., Van Nunen, J.A.E.E. ve Van Wassenhove, L.N., Quantitative models for reverse logistics: a review, European Journal of Operational Research, Cilt 103, 113, 1997.
[2] Thierry, M., Salomon, M., Nunen, J. ve Wassenhove, L., Strategic Issues in Product Recovery Management, California Management Review, Cilt 37, No 2, 114-135, 1995.
[3] Rubio, S., Chamorro, A. ve Miranda, F. J., Characteristics of the research on reverse logistics (1995-2005), International Journal of Production Research, Cilt 46, No 4, 1099 1120, 2008.
[4] Louwers, D., Kip, B.J., Peters, E., Souren, F. ve Flapper, SDP., A facility location allocation model for re-using carpet materials, Computers and Industrial Engineering, Cilt 36, 1-15, 1999.
[5] Jayaraman, V., Guide Jr, V.D.R. ve Srivastava, R., A closed-loop logistics model for remanufacturing, Journal of Operational Research Society, Cilt 50, 497508, 1999.
[6] Shih, L., "Reverse logistics system planning for recycling electrical appliances and computers in Taiwan", Resources, Conservation and Recycling, Cilt 32, 55-72, 2001.
[7] Sodhi, M.S. ve Reimer, B., Models for recycling electronics end-of-life products OR Spectrum, Cilt 23, 97115, 2001.
[8] Okumura, S., Morikuni, T. ve Okino, N., Environmental effects of physical life span of a reusable unit following functional and physical failures in a remanufacturing system International Journal of Production Research, Cilt 41, 36673687, 2003.
[9] Beamon, B.M. ve Fernandes, C., Supply-chain network configuration for product recovery, Production Planning and Control, Cilt 13, 270281, 2004.
[10] Sheu, J.B., Chou, Y.H. ve Hu, C.C., An integrated logistics operational model for greensupply chain management, Transportation Research Part E, Cilt 41, 287313, 2005.
[11] Min, H., Ko, H. J. ve Ko, C. S., "A genetic algorithm approach to developing the multi-echelon reverse logistics network for product returns", Omega, Cilt 34, 56-69, 2006.
[12] Ahluwalia, P. K. ve Nema, A. K., "Multiobjective reverse logistics model for integrated computer waste management", Waste Management and Research, Cilt 24, 514-527, 2006.
[13] Sheu, J. B., A coordinated reverse logistics system for regional management of multi-source hazardous wastes, Computers and Operations Research, Cilt 34, 1442-1462, 2007.
[14] Salema, M. I. G., Barbosa-Pavoa, A. P. ve Novais, A. Q., "An optimization model for the design of a capacitated multi-product reverse logistics network with uncertainity", European Journal of Operational Research, Cilt 179, 1063-1077, 2007.
[15] Lu, Z. ve Bostel, N., A facility location model for logistics systems including reverse flows: The case of remanufacturing activities, Computers and Operations Research, Cilt 34, 299-323, 2007.
[16] Demirel, N. O. ve Gökçen, H., "A mixed integer programming model for remanufacturing in reverse logistics environment", International Journal of Advanced Manufacturing Technology , Cilt 39, 1197-1206, 2007.
[17] Biehl, M., Prater, E. ve Realff, M. J., "Assessing performance and uncertainty in developing carpet reverse logistics systems", Computers and Operations Research, Cilt 34, 443-463, 2007.
[18] Kara, S., Rugrungruang, F. ve Kaebernick, H., Simulation modelling of reverse logistics Networks, International Journal of Production Economics, Cilt 106, 61-69, 2007.
[19] Srivastava, S. K., "Network design for reverse logistics", Omega, Cilt 36, 535-548, 2008.
[20] Figueiredo, J. N. ve Mayerle, S. F., Designing minimum-cost recycling collection networks with required throughput, Transportation Research Part E, Cilt 44, 731-752, 2008.
[21] Pishvaee, M. S., Jolai, F. ve Razmi, J., A stochastic model for integrated forward/reverse logistics network design, Journal of Manufacturing Systems, Cilt 28, 107-114, 2009.
[22] Wadhwa, S., Madaan, J. ve Chan, F. T. S., Flexible decision modelling of reverse logistics system: A value adding MCDM approach for alternative selection, Robotics and ComputerIntegrated Manufacturing, Cilt 25, 460-469, 2009.
[23] Easwaran, G. ve Üster, H., A closed-loop supply chain network design problem with integrated forward and reverse channel decisions, IIE Transactions, Cilt 42, 779-792, 2010.
[24] Sasikumar, P., Kannan, G. ve Haq, A. N., A multi-echelon reverse logistics network design for product recovery A case of truck tire remanufacturing, Int. J. Adv. Manuf. Technol, Cilt 49, 1223-1234, 2010.
[25] Alaykıran, K., Çok Ürünlü Tersine Lojistik Ağ Tasarımı: Matematiksel Model ve Tavlama Benzetimi Temelli Çözüm Yaklaşımı, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011.
[26] Demirel, N. Ö. ve Gökçen, H., Geri Kazanımlı İmalat Sistemleri İçin Lojistik Ağı Tasarımı: Literatür Araştırması, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, Cilt 23, 903- 912, 2008.