1.
Večkriterijska optimizacija prehranske oskrbovalne verige z matematičnim programiranjem : doktorska disertacijaJan Drofenik, 2025, doctoral dissertation
Abstract: Prehranska oskrbovalna veriga je eden največjih in najkompleksnejših sistemov, zato jo je treba obravnavati celostno in optimizirati v skladu z načeli trajnostnega razvoja. Vključuje ključne akterje – od pridelave do potrošnikov – ter procese, kot so predelava in distribucija hrane ter ravnanje z odpadno hrano. Pri oblikovanju prihodnjih usmeritev v kmetijstvu je ključno, da so odločitve podprte z numeričnimi analizami. Trenutno ne obstaja sistem, ki bi hkrati upošteval vse tri stebre trajnostnega razvoja, optimiziral razporeditev kmetijskih površin med kulture in načine pridelave, določil obseg živinoreje ter podal natančne vrednosti okoljskih, družbenih in ekonomskih spremenljivk.
Namen te doktorske disertacije je zapolniti to vrzel z razvojem izvirnega matematičnega modela, ki omogoča večkriterijsko optimizacijo prehranske oskrbovalne verige in vrednotenje učinkov različnih strateških odločitev. Model je zasnovan na primeru Slovenije, a oblikovan v splošni obliki, zato ga je mogoče z ustreznimi podatki in ob upoštevanju predpostavk prilagoditi katerikoli državi ali regiji.
Na osnovi zbranih, analiziranih in strukturiranih podatkov o slovenskem prehranski oskrbovalni verigi smo oblikovali računski model, s katerim smo preučili povezave med posameznimi elementi sistema in iz njih izpeljali ustrezne enačbe. Tako zasnovan računski model nam je omogočil opis trenutnega stanja slovenske prehranske oskrbovalne verige ter identifikacijo ključnih predpostavk in omejitev, ki veljajo znotraj tega sistema. Na tej osnovi smo razvili optimizacijski matematični model, s katerim smo najprej izvedli niz enokriterijskih optimizacij. Te analize so nam omogočile boljše razumevanje ključnih povezav in konfliktov med posameznimi stebri trajnostnega razvoja. Najizrazitejše nasprotje smo zaznali med družbenim in okoljskim stebrom. Na podlagi teh spoznanj smo oblikovali večkriterijsko namensko funkcijo in nato izvedli večkriterijsko optimizacijo, ki omogoča iskanje uravnoteženih kompromisov med okoljskimi, družbenimi in ekonomskimi cilji prehranskega sistema. Ta kaže, da je mogoče izboljšanje slovenske prehranske oskrbovalne verige v luči trajnostnega razvoja z zmanjšanjem živinoreje in s preusmeritvijo v pridelavo hrane rastlinskega izvora ter prehodom na alternativne načine kmetijske pridelave.
Pri analizi podatkov smo ugotovili, da za Slovenijo ne obstajajo razčlenjeni podatki o razdelitvi odpadne hrane po vrstah, zato smo izvedli prvo tovrstno oceno in ocenili njen energetski potencial. Ugotovili smo, da bi z anaerobno digestijo lahko pokrili približno 1 % energetskih potreb gospodinjstev. Na podlagi tega smo zasnovali inovativno rešitev za učinkovito pridobivanje toplote iz bioplina, proizvedenga iz odpadne hrane.
Za primerjalno vrednotenje trajnosti med državami smo razvili indeks krožnosti in trajnosti kmetijstva, ki omogoča kvantitativno oceno in analizo posameznih kazalnikov. Slovenija se po vrednosti tega indeksa uvršča med vodilne države EU. Indeks smo vključili v optimizacijski model kot dodatno namensko funkcijo, rezultati pa potrjujejo ugotovitve osnovne večkriterijske optimizacije: izboljšanje trajnosti prehranskega sistema v Sloveniji bi bilo možno z določenimi spremembami v strukturi kmetijstva – zlasti s postopnim zmanjševanjem deleža živinoreje, večjim poudarkom na pridelavi rastlinske hrane ter uvajanjem alternativnih in okolju prijaznejših načinov kmetijske pridelave.
Keywords: večkriterijska optimizacija, prehranska oskrbovalna veriga, trajnostno kmetijstvo, odpadna hrana, ACS indeks, matematično programiranje
Published in DKUM: 25.11.2025; Views: 0; Downloads: 15
Full text (11,76 MB)
