Integrating biomass quality variability in stochastic supply chain modeling and optimization for large-scale biofuel production
Integrating biomass quality variability in stochastic supply chain modeling and optimization for large-scale biofuel production
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将生物质质量变异性整合到大规模生物燃料生产的随机供应链建模和优化中
DOI：
10.1016/j.jclepro.2017.02.123
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发表时间：
2017
影响因子：
11.1
通讯作者：
Taherkhorsandi, Milad
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Castillo-Villar, Krystel K.;Eksioglu, Sandra;Taherkhorsandi, Milad
使用第二代原料生产生物燃料已被视为可持续能源的重要替代来源，由于可再生燃料标准等法规，其需求预计将增加。然而，生物燃料产业的成熟之路面临着独特的，未解决的挑战。为了应对这些挑战，本文提出了一个优化模型，量化和控制生物质质量的变化对供应链相关的决策和技术选择的影响。我们提出了一个两阶段的随机规划模型和相关的有效的解决方案来解决大规模的问题，（1）更好地代表供应链建模中的生物质质量（定义为水分和灰分含量）的随机性，（2）评估这些不确定性对供应链设计和planning.The提出的模型的影响，然后应用到田纳西州的案例研究。结果表明，高水分和灰分含量产生负面影响的单位交付成本，因为差的生物质质量需要增加质量控制活动。实验结果表明，当生物质质量较差时，供应链成本可能增加27%-31%。我们评估的拓扑供应链上的生物质质量的影响。我们的案例研究表明，生物质质量影响供应链成本，因此，重要的是要考虑生物质质量的影响，在供应链设计和管理决策。
The production of biofuels using second-generation feedstocks has been recognized as an important alternative source of sustainable energy and its demand is expected to increase due to regulations such as the Renewable Fuel Standard. However, the pathway to biofuel industry maturity faces unique, unaddressed challenges.To address this challenges, this paper presents an optimization model which quantifies and controls the impact of biomass quality variability on supply chain related decisions and technology selection. We propose a two-stage stochastic programming model and associated efficient solution procedures for solving large-scale problems to (1) better represent the random nature of the biomass quality (defined by moisture and ash contents) in supply chain modeling, and (2) assess the impact of these uncertainties on the supply chain design and planning.The proposed model is then applied to a case study in the state of Tennessee. Results show that high moisture and ash contents negatively impact the unit delivery cost since poor biomass quality requires the addition of quality control activities. Experimental results indicate that supply chain cost could increase as much as 27%–31% when biomass quality is poor. We assess the impact of the biomass quality on the topological supply chain. Our case study indicates that biomass quality impacts supply chain costs; thus, it is important to consider the impact of biomass quality in supply chain design and management decisions.
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