A Multi-Objective Linear Programming Model for Ranking Competing Refineries

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Perustieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2018-06-19
Department
Major/Subject
Systems and Operations Research
Mcode
SCI3055
Degree programme
Master’s Programme in Mathematics and Operations Research
Language
en
Pages
67+7
Series
Abstract
For benchmarking, a petroleum refining company is interested in how different market scenarios affect their competitors. This thesis is a feasibility study for the use of a multi-objective linear programming (MOLP) model for analyzing the impact of market prices on competing petroleum refineries. Linear programming (LP) models are widely used for optimizing petroleum refinery operation. The existing LP models can be utilized in the design of a MOLP model which makes it a particuarly desired model type. MOLP is a method for solving linear problems where multiple conflicting objective functions are optimized simultaneously. In this case, the different objective functions depict the profits of competing companies. Since there are several decision makers, this problem is different from those that have been extensively studied in open literature. In this thesis, a MOLP model labeled the Refinery Ranking Model (RRM) is designed. The user sets the market parameters for the RRM which then determines the optimal purchases and sales for each refining company. The results indicate that MOLP can be used to analyze the market dynamics of competing refining companies. The RRM could be expanded to include dozens of refineries and still describe their detailed behavior well and with a very reasonable solution time.

Öljynjalostajille, kuten muillekin yrityksille, on hyödyllistä verrata omaa toimintaansa kilpailijoihinsa. Tämä diplomityö on soveltuvuustutkimus, joka selvittää lineaarisen monitavoiteoptimoinnin (MOLP) soveltuvuutta mallintamaan markkinatilanteiden vaikutuksia kilpaileviin öljynjalostamoihin. Lineaarista ohjelmointia käytetään laajalti öljynjalostamoiden toiminnan optimointiin. Koska öljynjalostajilla on osaamista tällaisista malleista, MOLP-mallin rakentaminen on verrattain helppoa. MOLP on menetelmä, jolla ratkaistaan lineaarisia ongelmia, joissa yritetään minimoida tai maksimoida useita keskenään ristiriitaisia tavoiteyhtälöitä. Tämän työn tapauksessa nämä tavoiteyhtälöt ovat kilpailevien öljynjalostajien tulokset. Koska kukin jalostaja pyrkii optimoimaan omaa tulostaan muista välittämättä, on ongelmassa useita päätöksentekijöitä. Tämä erottaa kyseisen tapauksen aiemmin julkisessa kirjallisuudessa käsitellyistä MOLP-malleista. Tässä työssä luodaan kilpailevien jalostamoiden toimintaa ja tuottavuutta kuvaava MOLP-malli. Käyttäjä voi syöttää malliin markkinahintoja ja muita parametreja. Työn tulokset osoittavat, että MOLP-mallia voidaan käyttää tällaiseen analyysiin. Mallia voitaisiin myös laajentaa kattamaan kymmeniä jalostamoita ilman, että tarkkuus tai ratkaisuaika kärsisivät suuresti.
Description
Supervisor
Virtanen, Kai
Thesis advisor
Svahn, Esa
Keywords
competition, linear programming, multi-objective linear programming, network optimization, petroleum refining, supply chain planning
Other note
Citation