Simulation-Based Optimization Approach for Enhancing Petrochemical Supply Chain Efficiency and Sustainability. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF MS_Thesis_Chairil_Final.pdf Restricted to Repository staff only until 27 August 2026. Download (5MB)

Arabic Abstract

تُعَدّ إحدى التحديات الأساسية في سلسلة الإمداد البتروكيميائية هي تحقيق أرباح عالية مع مراعاة العوامل البيئية. تطبّق هذه الدراسة أسلوب المحاكاة المعتمدة على التحسين لتعزيز الكفاءة التشغيلية والربحية والاستدامة في سلسلة إمداد بتروكيميائية متعددة المراحل. تم استخدام نموذج محاكاة الأحداث المنفصلة (DES) لتحسين جدول الصيانة المعتمد على الوقت (TBM) مع مراعاة القيود التشغيلية مثل القدرة الإنتاجية وتفاعلات التخزين. وقد ضَمِن الجدول المُحسَّن استمرار التشغيل مع تنفيذ أنشطة الصيانة دون توقف الإنتاج. أظهرت النتائج زيادة في الأرباح بنسبة 13.5% وانخفاضًا في الأثر البيئي بنسبة %5.18 مقارنة بخط الأساس. وقد تم تحقيق هذا التحسن البيئي أساسًا من خلال الإدارة الإستراتيجية لعمليات الحرق، عبر تقليل الحرق غير الضروري من خلال تنسيق تخزين الـ C4 بين الخزان المخصص والكُرة، والحفاظ على مستويات المخزون الاحتياطي، وتحسين معدلات إعادة التدوير. ساهمت هذه التعديلات التشغيلية في تقليل النفايات والانبعاثات مع الحفاظ على كفاءة الإنتاج. تُظهر النتائج أن دمج المحاكاة مع التحسين يوفر إطارًا قويًا لدعم القرار قادرًا على تحقيق فوائد اقتصادية وبيئية كبيرة، كما يمكن تكييف هذا النهج لإعطاء الأولوية للربحية أو الموثوقية أو الاستدامة، مما يمكّن الصناعات التحويلية من اتخاذ قرارات أكثر وعيًا قائمة على البيانات في ظل ظروف عدم اليقين

English Abstract

One of the primary challenges in the petrochemical supply chain is to secure high profits while considering environmental factors. This study applies a simulation-based optimization approach to enhance the operational efficiency, profitability, and sustainability of a multi-echelon petrochemical supply chain. A Discrete Event Simulation (DES) model was used to optimize a Time-Based Maintenance (TBM) schedule while considering operational constraints such as production capacity and storage interactions. The optimized schedule ensured continuous operation with maintenance activities without production stoppages. The results showed a 13.5% increase in profit and a 5.18% reduction in environmental impact compared to the baseline. This environmental improvement was primarily achieved through strategic flare management, reducing unnecessary flaring by coordinating C4 storage between the dedicated tank and sphere, maintaining safety stock levels, and optimizing recycling rates. These operational adjustments minimized waste and emissions while sustaining production efficiency. The findings demonstrate that integrating simulation with optimization provides a robust decision-support framework capable of delivering significant economic and environmental benefits. This approach can be tailored to prioritize profitability, reliability, or sustainability objectives, enabling process industries to make more informed, data-driven decisions under uncertainty.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Systems Engineering
Department:	College of Computing and Mathematics > lndustrial and Systems Engineering
Committee Advisor:	Attia, Ahmed
Committee Co-Advisor:	Alsawafy, Omar
Committee Members:	Al Hanbali, Ahmad and Abdulaal, Mohammed and Ghaithan, Ahmed
Depositing User:	CHAIRIL AKBAR (g202203580)
Date Deposited:	27 Aug 2025 07:45
Last Modified:	27 Aug 2025 07:45
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143667