Industrial symbiosis network design: An application of real life scenario with mathematical optimization technique through systems engineering approach
Endüstriyel simbiyoz ağ tasarımı: Sistem mühendisliği yaklaşımıyla matematiksel en iyileme tekniği ile gerçek hayat senaryo uygulaması
- Tez No: 985047
- Danışmanlar: PROF. DR. METE GÜNDOĞAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sürdürülebilir bir sistem oluşturmak, kaynakların daha etkin kullanılmasını ve daha temiz endüstriyel yöntemlerin uygulanmasını gerektirir. Endüstriyel simbiyoz, atık, yan ürün ve yardımcı maddelerin değişimi yoluyla birbiriyle ilişkili endüstriyel sektörler arasında iş birliğini teşvik eder; dolayısıyla üretim süreci verimliliğini artırmak için yaratıcı yöntemler sunar. Tarımsal ürünlerin ve tarıma dayalı endüstrilerin sürdürülebilirliği, insanlığın hayatta kalması için hayati önem taşır. Bu çalışmada, tarım ve tarıma dayalı endüstriler için simbiyotik bir sistem kurmak üzere beş katmanlı bir sistem modeli önerilmektedir. Beş katmanlı sistem modeli, sistem mühendisliğinde kullanan aşağıdan yukarıya bir yaklaşımla tarımsal ve endüstriyel sistemleri gösterir ve açıklar. Ayrıca, her seviyedeki karar vericilerin hedefleri de açıklanmaktadır. Bu çalışmada Türkiye'de şeker pancarı ve mısır tarımı ile bu tarıma dayalı sanayiler incelenmekte ve analiz edilmektedir. Dördüncü katmanda simbiyotik sistem için, yöneticinin şeker pancarı, mısır ve ilgili tarıma dayalı sanayi sektörleri arasındaki simbiyotik ilişkiler üzerinde sınırlanmış karar alma yetkisine sahip olduğu merkezi bir simbiyotik üretim sistemi önerilmektedir. Problem ortamı, organize bir alan içinde yer alan bir şeker üretim tesisi, mısır entegreli bir endüstriyel tesis ve birbirine bağlı birkaç tesisten oluşmaktadır. CO₂ emisyonlarının azaltılmasını sistem kârının maksimize edilmesiyle birlikte ele alan çok amaçlı bir optimizasyon modeli geliştirilmiştir. Sistemin genel verimliliğinin artırılması için ilgili tesislerin ihtiyaç duyduğu hammadde, nihai ürün, yan ürün ve atık akışları, planlama dönemi için üretim çizelgeleriyle birlikte belirlenir. Çok amaçlı modeli çözmek için ε-kısıtlama yaklaşımı kullanılmış ve her iki amacı da karşılayan verimli çözümler elde edilmiştir. Temel model olarak sistem kârının maksimizasyonu kullanılmış olup, buna göre on adet senaryo oluşturulmuştur. Bu senaryoların incelenmesi maliyet, gelir, kâr ve CO2 emisyonu metriklerinin değerlendirilmesini içerir. Geliştirilen senaryolar, çeşitli faktörlerin yönetim anlayışı üzerindeki etkilerine dair önemli içgörüler sunar. Çalışma, çevresel ve ekonomik hususları destekler, böylelikle tarıma dayalı şirketlerin daha sürdürülebilir bir şekilde büyümesine olanak sağlar. Ayrıca, gelecekteki üretim stratejilerinin formüle edilmesi için iş birliğine dayalı ve tutarlı metotları da teşvik eder.
Özet (Çeviri)
Creating a sustainable system requires more effective resource usage and the implementation of cleaner industrial methods. Industrial symbiosis fosters collaboration among interrelated industrial sectors through the exchange of waste, byproducts, and utilities; hence, it offers creative methods to improve production process efficiency. The sustainability of agricultural products and agro-based industries is crucial for human survival. A five-layer system model is proposed to construct a symbiotic system for agriculture and agro-based industries in this study. The five-layer system model illustrates and clarifies agricultural and industrial systems through a bottom-up approach employing systems engineering. In addition to that, the objectives of decision-makers at each level are also described. In this study, sugar beet and corn agriculture along with the related agro-based industries in Türkiye is examined and analyzed. A centralized symbiotic production system is proposed for a fourth-layer symbiotic system, wherein the director holds exclusive decision-making authority over the symbiotic relationships among sugar beet, corn, and associated agro-based industry sectors. The problem setting consists of a sugar production plant, a corn-integrated industrial plant, and several interconnected facilities, all situated inside an organized area. A multi-objective optimization model that considers the reduction of CO₂ emissions together with the maximization of system profit is developed. To enhance the overall system's efficiency, the required raw materials, final products, byproducts, and waste streams of the relevant plants, with the production schedules are determined for the planning period. The ε-constraint approach is utilized to solve the multi-objective model, yielding efficient solutions that satisfy both objectives. System profit maximization as the basic model is utilized, from which generated ten scenarios. The examination of these scenarios include evaluating costs, income, profit, and CO2 emission metrics. Developed scenarios provide substantial insights into the impacts of varied factors for management comprehension. The study promotes environmental and economic considerations, so allowing the expansion of agro-based companies more sustainable. It also fosters collaborative and cohesive methodologies for formulating future manufacturing strategies.
Benzer Tezler
- TR 81 düzey 2 bölgesinde orman ürünleri sanayiinin endüstriyel simbiyoz potansiyeli ve sürdürülebilir bir ağ tasarımı: Filyos vadisi projesi örneği
Forest products in TR 81 level 2 region industrial symbiosis potential of the industry and a sustainable network design: Filyos valley project example
ÖZLEM YILDIZ
Doktora
Türkçe
2022
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiBartın ÜniversitesiOrman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT KAYGIN
DOÇ. DR. FERDİ KESİKOĞLU
- Orman ürünleri endüstrisi temelli bir endüstriyel simbiyoz ağı için deterministik ve stokastik modeller
Deterministic and stochastic models for an industrial symbiosis network based on forest products industry
MURAT YEŞİLKAYA
Doktora
Türkçe
2021
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiKırıkkale ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLESİN SENA DAŞ
- Geleceğin kentlerinde kamusal açık alan tasarım niteliklerinin değerlendirilmesi
Evaluation of public open space design qualities in cities of the future
BÜŞRA KILIÇDAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiKentsel Tasarım Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET OCAKÇI
- Bridging the GAP between product and user: A design framework to establish a free relationship with tehnology
Ürün ile kullanıcı arasında köprü kurmak: Teknoloji ile özgür bir ilişki kurabilmek için bir tasarım çerçevesi
ENVER TATLISU
Doktora
İngilizce
2023
Endüstri Ürünleri Tasarımıİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstriyel Tasarım Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLNAME TURAN
- Doğadan ilham alan sürdürülebilir eko-endüstriyel park gelişimi ve tasarımı
Bio-inspired sustainable eco-industrial park development and design
OLCAY GENÇ
Doktora
Türkçe
2020
İnşaat Mühendisliğiİskenderun Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN ERDİŞ