Gıda bankacılığında sürdürülebilir lojistik için matsezgisel

Sürdürülebilir gıda sistemi, gıda israfını en aza indirmek, karbon emisyonlarını azaltmak ve doğal kaynakların verimli kullanımını sağlamak gibi birçok açıdan önemli bir rol oynamaktadır. Gıda bankacılığı operasyonları, sürdürülebilir bir gıda sistemine ulaşmada kritik bir pozisyona sahiptir. Bu tezin motivasyonu, Birleşmiş Milletler'in üç Sürdürülebilir Kalkınma Hedefi'nden, yani "Açlığa Son", "Sorumlu Üretim ve Tüketim" ve "İklim Eylemi" hedeflerinden türetilmiştir. Bu bağlamda, gıda bankacılığı operasyonlarında rotalama ve paylaştırma problemlerini çözmeye yönelik yaklaşımlar içeren bir karar mekanizması oluşturmak bu çalışmanın amacıdır. Çok Depolu - Periyodik Eşlenmemiş Toplamalı Dağıtımlı Araç Rotalama Problemi (ÇD-PETDARP) adlı yeni bir problem, gıda bankacılığı sektöründe büyük bir oyuncunun günlük tedarik zinciri operasyonlarından esinlenerek oluşturulmuştur. Probleme karbon emisyonlarını, yakıt maliyetlerini ve gıda dağıtımındaki adaletsizliği en aza indirirken kurtarılan gıda miktarını maksimize etmek gibi çeşitli hedeflerin dahil edilmesi, bu hedefleri matematiksel ifadelere dönüştürüp çözümlemeyi gerektiren özel fonksiyonlar oluşturulmasını zorunlu kılmaktadır. Bu amaçla, adalet için özel bir fonksiyon sunulmuş ve transporter tip araçlar için karbon emisyonu fonksiyonunun uyarlanması empirik verilerle yapılmıştır. Çözüm yöntemi olarak, bir Karışık Tam Sayılı Doğrusal Programlama modeli geliştirilmiştir. Bu modelde, rotalama şemasını temsil etmek için ikili değişkenler kullanılırken, paylaştırmayı modellemek için doğrusal değişkenler kullanılmaktadır. Karışık Tam Sayılı Doğrusal Programlama modeline karşı rekabet edebilmek için Değişken Komşu Arama tabanlı bir matsezgisel uygulanmıştır. Matsezgiselde, problemin polinom zamanda çözülebilir yapısından yararlanmak için kesin çözüm yaklaşımı olan Paylaştırma Altprogramı kullanılmaktadır. Çok kısa bir sürede üst sınırları oluşturabilmek için başka bir kesin çözüm yaklaşımı olan Paylaştırma üst Sınır Modeli geliştirilmiştir. Deneyler için gerçek hayat senaryolarından örnekler ile birlikte sentetik örneklerden bir küme oluşturulmuştur. Yapılan gözlemler, matsezgiselin, düğüm sayısının ve araç sayısının yüksek olduğu büyük örneklerde Karışık Tam Sayılı Doğrusal Programlama modelinden daha iyi performans sergilediğini göstermektedir. Ancak küçük ölçekli örneklerde, matematiksel model neredeyse optimal çözümler üretmektedir. Paylaştırma üst Sınır Modeli, Karışık Tam Sayılı Doğrusal Programlama modeli tarafından bulunan en iyi sınırlara çok yakın üst sınırlar sağlamaktadır. Bu durum da günlük operasyonlardaki uygulamaya yönelik değerlendirmeleri kolaylaştırırken potansiyel gelecekteki üst sınır kullanan yaklaşımların önünü açmayı amaçlar.