A Green Multi-Item Capacitated Lot Sizing Problem with Demand Uncertainty in Industrial Symbiosis. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Final Thesis with green cover page.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 4 January 2027. Download (1MB)

Arabic Abstract

مع تزايد مخاطر التغير المناخي الناتجة عن انبعاثات الكربون، أصبح من الضروري على الشركات والأفراد اتخاذ إجراءات فعّالة للمساهمة في الحد من هذه الآثار السلبية. وتُعد اللوائح والتنظيمات الحكومية التي تهدف إلى تقليل أو تنظيم الانبعاثات الكربونية من أهم الأدوات المتبعة لتحقيق هذا الهدف. في هذا البحث، تم اقتراح وحل نموذج صديق للبيئة لمسألة تخطيط دفعات الإنتاج متعددة الأصناف ذات السعة المحدودة ضمن إطار التآزر الصناعي، وذلك في ظل عدم يقين الطلب وعلى مدى أفق تخطيطي متعدد الفترات، حيث يتم دمج وحدتي إنتاج، ويلتزم كل من وحدتي الإنتاج بالحدود المعتمدة حكوميًا لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون، من خلال تطبيق نوعين من قيود الانبعاثات الكربونية، وهما القيود الدورية والقيود التراكمية. ثم تم حل النماذج المقترحة ومناقشة نتائجها باستخدام أسلوب البرمجة العشوائية المعتمد على السيناريوهات، وذلك بالاعتماد على محلل CPLEX وخوارزمية متوسط العينة )– SAA Sample Average Approximation(. وأظهرت النتائج أن خوارزمية SAA تحقق أداء ًجيدًا مع زمن حل أقل بكثير، خاصة عند التعامل مع المسائل كبيرة الحجم. وأخيرًا، تم استعراض ومناقشة عدد من الاتجاهات والتوسعات البحثية الممكنة في الدراسات المستقبلية.

English Abstract

With the growing threat of climate change because of the usage of carbon emissions, companies and individuals must take actions and contribute to preventing it. A major approach to prevent these negative effects is to reduce or balance the use of carbon emissions through regulations by governments. In this research, a multi-item green capacitated lot sizing problem with industrial symbiosis is proposed and solved under demand uncertainty, where two production units are integrated over a multi-period planning horizon. Both production units must limit their emissions to the government's approved limits for CO2 emissions. Two cases of carbon emissions are introduced: periodic and cumulative carbon emission constraints; both are NP-Hard optimization problems, as proved in the research. These models are solved and discussed using scenario-based stochastic programming approach via the CPLEX solver and using the Sample Average Approximation (SAA) algorithm. It was found that the SAA algorithm has good results with much lower solving time in large scale problems. Finally, several potential directions and extensions for future research are highlighted and discussed.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Systems Engineering
Department:	College of Computing and Mathematics > lndustrial and Systems Engineering
Committee Advisor:	Abdulaal, Mohammed
Committee Co-Advisor:	Almoghathawi, Yasser
Committee Members:	Alhomaidhi, Esam
Depositing User:	KHALID ALBADIA (g201680320)
Date Deposited:	04 Jan 2026 12:14
Last Modified:	04 Jan 2026 12:14
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143977