AN INTEGRATED STOCHASTIC MULTI-OBJECTIVE UPSTREAM OIL & GAS SUPPLY CHAIN MODEL FOR TACTICAL DECISION MAKING. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (Ahmed Attia PhD Dissertation) Ahmed_Attia_G201206580.pdf Download (9MB) | Preview

Arabic Abstract

سلاسل إمداد النفط ، الغاز الطبيعى، و مشتقاتهم تعرف بسلاسل إمداد الهيدروكربون HCSC، و هى تشكل جزءا رئيسيا من قطاع الطاقة في العالم. اقتصاد منتجات توليد الطاقة هو واحد من أكثر القطاعات تأثيرا في الاقتصاد العالمي، والمعروف باستثماراته الهائلة. وبالتالي، فإن التخطيط الاستراتيجي أو التكتيكي لسلاسل إمداد الهيدروكربون هو مجال بحث هام. التعارض بين قرارات التخطيط المختلفة هو بمثابة تحد، مثل: تلبية الطلب مقابل تجنب استنزاف الموارد الطبيعية، تقليل التكاليف مقابل زيادة الإيرادات، و تحقيق إيرادات عالية مقابل الحفاظ على مستويات منخفضة من معدلات نضوب الموارد الطبيعية. تهدف هذه الرسالة الى تطوير نموذج واقعي وعملي للحل الأمثل لسلاسل إمداد الهيدروكربون حيث يأخذ فى الاعتبار المستويات الثلاثة (على سبيل المثال: الأنتاج, المعالجة و التوزيع) وإنتاج النفط والغاز في وقت واحد. وقد صيغت ثلاثة نماذج من البرمجة الرياضية متعددة الأهداف وتم تطبيقها على حالة واقعيه لسلاسل إمداد الهيدروكربون فى المملكة العربية السعودية: حتمية, عشوائية، و إدارة المخاطر المالية لأتخاذ قرارات التخطيط التكتيكي. الأهداف التى أخذت فى الاعتبار هي: تقليل التكاليف الإجمالية، وتعظيم الإيرادات الإجمالية، وتقليل معدل النضوب (أى.، ضمان استدامة الاحتياطى). النموذج الحتمى تم صياغته بافتراض اليقين فى جميع معلمات النموذج. بينما، النموذج العشوائى يأخد فى الاعتبار حالات مختلفه للسوق من حيث التغير العشوائى فى الأسعار و حجم الطلب. أخيرا، تم تعديل النموذج العشوائى ليصبح نموذج إدارة المخاطر المالية باستخدام CVaR كمقياس للخطر في دالة الهدف بالإضافة الى إعادة صياغة القيود. الغرض من نموذج المخاطر هو تجنب وضع خطة تكتيكية يترتب عنها إجمالي تكاليف عالية و دخلا منخفض. النماذج المقترحة تقوم بتقييم الأفضليه بين البدائل المختلفه وتوجيه صناع القرار للإدارة الفعالة لسلاسل إمداد الهيدروكربون. و تم تقديم دراسة لحالة واقعيه لأثبات عملية و كفاءة النماذج وقد بلغ عدد المتغيرات ١٠٩٤٦ و عدد القيود ١٢١٤٤. و قد و جد أن أفضل حالة للسوق و التى تحقق فيها المملكة العربية السعودية أعلى ربح هى عندما يكون سعر النفط مرتفع و الطلب عليه منخفض. و تم إجراء تحليل الحساسية لاستخلاص بعض التوجهات و الحلول الإدارية.

English Abstract

The supply chain of crude oil, natural gas, and their byproducts is known as the HCSC, which constitutes a major part of the world’s energy sector. The economy of energy generating products is one of the most influential sectors in the world economy, and is known for its immense investments. Consequently, the strategic or tactical planning of the HCSC is an important research area. Planning decisions must include satisfying demand versus avoiding depletion of the natural resources, minimizing costs versus maximizing revenue, and achieving a high revenue versus maintaining a low levels of depletion rates. The aim of this dissertation is to develop realistic and practical optimization models that considers the three echelons of the HCSC (e.g., production, processing, and distribution) and the production of oil and gas simultaneously. Three multi-objective mathematical programming models were formulated and their utility has been demonstrated using a real case study from Saudi Arabia HCSC: deterministic, stochastic, and financial risk management; for tactical planning decisions. Objectives considered are: minimize the total costs, maximize the total revenue, and minimize the depletion rate (i.e., guarantee reserves sustainability). The deterministic model were formulated assuming certainty of model parameters. Whereas, the stochastic model considers different market situations of prices and demand as an uncertain parameters. Eventually, the stochastic model were modified to a financial risk management model by including CVaR as a risk measure in the objective function and reformulates the constraints. The purpose of risk model is to avoid developing a tactical plan with high total costs and low revenue. The proposed models assesses various trade-offs among alternatives and guide decision makers for effective management of the HCSC. A real case study is provided to demonstrate the utility of the models and a sensitivity analysis is conducted to derive some managerial insights.

Item Type:	Thesis (PhD)
Subjects:	Systems Management and Marketing
Department:	College of Computing and Mathematics > lndustrial and Systems Engineering
Committee Advisor:	Duffuaa, Dr. Salih O.
Committee Members:	Selim, Dr. Shokri Z. and Ben-Daya, Dr. Muhammad and Al-Fares, Dr. Hesham K. and Abu-Khamsin, Dr. Sidqi A.
Depositing User:	AHMED ATTIA (g201206580)
Date Deposited:	16 Aug 2017 07:22
Last Modified:	31 Dec 2020 07:45
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140442