رویکرد نظریه بازی برای قیمت‌گذاری یک محصول ساخته‌شده از ضایعات پلاستیکی

جعفری, حامد

doi:10.22105/dmor.2022.328788.1565

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

حامد جعفری

گروه مهندسی صنایع، دانشکده فنی و مهندسی گلپایگان، دانشگاه صنعتی اصفهان، گلپایگان، ایران.

https://doi.org/10.22105/dmor.2022.328788.1565

چکیده

هدف: محصولاتی از قبیل ظروف یک‌بارمصرف را درنظر بگیرید که برای تولید آن‌ها از ضایعات پلاستیکی استفاده می‌شود. برای تولید چنین محصولاتی ابتدا ضایعات پلاستیکی جمع‌آوری و بازیافت شده و سپس مورداستفاده قرار می‌گیرند. در این تحقیق زنجیره‌تامینی شامل انبار ضایعات، بازیافت‌کننده و تولید‌کننده درنظر گرفته‌ شده که در آن از ضایعات پلاستیکی به‌عنوان مواد اولیه موردنیاز برای تولید یک محصول استفاده می‌شود. تحت زنجیره‌تامین مذکور انبار ضایعات، ضایعات پلاستیکی موردنیاز را به‌صورت بازیافت‌نشده جمع‌آوری نموده و بازیافت‌کننده آن‌ها را بازیافت می‌کند. سپس تولید‌کننده با استفاده از ضایعات پلاستیکی بازیافت‌شده، محصول نهایی را تولید و تقاضای مشتریان را برآورده می‌نماید. در این ساختار انبار ضایعات قیمت ضایعات پلاستیکی بازیافت‌نشده، بازیافت‌کننده قیمت ضایعات پلاستیکی بازیافت‌شده و تولید‌کننده قیمت محصول نهایی را تعیین می‌کنند.
روش‌شناسی پژوهش: با استفاده از رویکرد نظریه بازی، تصمیمات مطرح‌شده تحت زنجیره‌تامین موردبررسی اتخاذ می‌شوند. فرض می‌گردد که قدرت تصمیم‌گیری تولید‌کننده بیش‌تر از انبار ضایعات و بازیافت‌کننده است. به همین منظور از یک بازی استکلبرگ که در آن تولید‌کننده رهبر و انبار ضایعات و بازیافت‌کننده پیرو تصمیمات تولید‌کننده هستند، برای قیمت‌گذاری ضایعات پلاستیکی و محصول نهایی استفاده می‌شود.
یافته‌ها: نتایج نشان می‌دهند که قدرت‌های تصمیم‌گیری انبار ضایعات و بازیافت‌کننده تاثیری بر روی قیمت و تقاضای محصول نهایی ندارند. سود تخصیص داده‌شده به تولید‌کننده در حالت‌هایی که انبار ضایعات و بازیافت‌کننده دارای قدرت‌های تصمیم‌گیری متفاوتی هستند، یکسان بوده و این مقدار بیش‌تر از حالتی است که آن‌ها قدرت‌های تصمیم‌گیری مشابهی دارند. هم‌چنین، هرچقدر تقاضای محصول نهایی نسبت به قیمت آن حساس‌تر باشد، سود اعضا کم‌تر خواهد بود.
اصالت/ارزش‌افزوده علمی: استفاده از ضایعات پلاستیکی در تولید محصولات، رویکردی موثر برای توسعه پایداری و کاهش آلودگی محیط‌زیست است. در این تحقیق از ضایعات پلاستیکی برای تولید محصولاتی از قبیل ظروف یک‌بارمصرف در زنجیره‌تامینی شامل تولید‌کننده، بازیافت‌کننده و انبار ضایعات استفاده می‌شود. هم‌چنین برای اتخاذ تصمیمات رویکرد نظریه بازی به‌کار گرفته میشود. می‌توان گفت که در تحقیق فعلی ایده استفاده از رویکرد نظریه بازی برای استفاده از ضایعات پلاستیکی در تولید محصولات تحت زنجیره‌تامین موردبررسی، برای اولین بار در ادبیات موضوع مساله مطرح شده است.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.25385097.1402.8.2.10.4

موضوعات

نظریه بازی ها

عنوان مقاله [English]

A game-theoretic approach to set prices concerning a product manufactured from plastic waste

نویسنده [English]

Hamed Jafari

Department of Industrial Engineering, Golpayegan College of Engineering, Isfahan University of Technology, Golpayegan, Iran.

چکیده [English]

Purpose: The purpose of this paper is to consider products such as disposable tableware produced from plastic waste. In this setting, plastic waste is collected, recycled, and reused. In this research, a supply chain including waste depot, recycler, and manufacturer is considered in which plastic waste is reused in order to manufacture a product. Under this supply chain, the waste depot collects non-recycled plastic waste and the recycler recycles it. Then, the manufacturer uses recycled plastic waste to produce final product and meet customer demand. In this structure, the waste depot, recycler, and manufacturer set the price of non-recycled plastic waste, the price of recycled plastic waste, and the price of final product, respectively.
Methodology: The game theory is used to make the decisions under the considered supply chain. It is assumed that the decision power of the manufacturer is more than of the waste depot and recycler. In this setting, Stackelberg game-theoretic model is established in order to specify the prices adopted by the members.
Findings: Results indicate that decision powers of the waste depot and recycler have no effect on the price and demand of final product. The profits allocated to the manufacturer are the same when decision powers of the waste depot and recycler are different. Moreover, more the price elasticity of the demand for final product leads to lower profits for the members.
Originality/Value: Using plastic waste is an effective approach to sustain environment and reduce pollution. In this research, plastic waste is used to produce products such as disposable tableware in a supply chain including manufacturer, recycler and waste depot. The game theory approach is also used to make decisions. To our knowledge, the idea of applying the game theory to use plastic waste in production of products under the considered supply chain has been raised for the first time in the literature.

کلیدواژه‌ها [English]

Supply chain management
Pricing
Decision-making
Game theory
Recycling

مراجع

[1] Rautela, R., Arya, S., Vishwakarma, S., Lee, J., Kim, K. H., & Kumar, S. (2021). E-waste management and its effects on the environment and human health. Science of the total environment, 773, 145623. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.145623

[2] Hantoko, D., Li, X., Pariatamby, A., Yoshikawa, K., Horttanainen, M., & Yan, M. (2021). Challenges and practices on waste management and disposal during COVID-19 pandemic. Journal of environmental management, 286, 112140. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.112140

[3] Salmenperä, H., Pitkänen, K., Kautto, P., & Saikku, L. (2021). Critical factors for enhancing the circular economy in waste management. Journal of cleaner production, 280, 124339. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124339

[4] Jafari, H., Safarzadeh, S., & Azad-Farsani, E. (2022). Effects of governmental policies on energy-efficiency improvement of hydrogen fuel cell cars: A game-theoretic approach. Energy, 254, 124394. https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.124394

[5] Guo, W., Xi, B., Huang, C., Li, J., Tang, Z., Li, W., … Wu, W. (2021). Solid waste management in China: Policy and driving factors in 2004–2019. Resources, conservation and recycling, 173, 105727. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2021.105727

[6] Kabirifar, K., Mojtahedi, M., Wang, C. C., & Tam, V. W. Y. (2021). Effective construction and demolition waste management assessment through waste management hierarchy; a case of Australian large construction companies. Journal of cleaner production, 312, 127790. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.127790

[7] Jafari, H. (2019). Sustainable development by reusing of recyclables in a textile industry including two collectors and three firms: A game-theoretic approach for pricing decisions. Journal of cleaner production, 229, 598–610. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.04.222

[8] Chen, J., Zhang, B., Luo, L., Zhang, F., Yi, Y., Shan, Y., … Lü, X. (2021). A review on recycling techniques for bioethanol production from lignocellulosic biomass. Renewable and sustainable energy reviews, 149, 111370. https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.111370

[9] Jafari, H., Hejazi, S. R., & Rasti-Barzoki, M. (2017). Sustainable development by waste recycling under a three-echelon supply chain: A game-theoretic approach. Journal of cleaner production, 142, 2252–2261. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.11.051

[10] Honma, S., & Hu, J.-L. (2021). Cost efficiency of recycling and waste disposal in Japan. Journal of cleaner production, 284, 125274. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.125274

[11] Martins, L. S., Guimarães, L. F., Junior, A. B. B., Tenório, J. A. S., & Espinosa, D. C. R. (2021). Electric car battery: An overview on global demand, recycling and future approaches towards sustainability. Journal of environmental management, 295, 113091. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.113091

[12] Mohammed, M., Wilson, D., Gomez-Kervin, E., Petsiuk, A., Dick, R., & Pearce, J. M. (2022). Sustainability and feasibility assessment of distributed E-waste recycling using additive manufacturing in a bi-continental context. Additive manufacturing, 50, 102548. https://doi.org/10.1016/j.addma.2021.102548

[13] Wu, H. (2022). Enhancements of sustainable plastics manufacturing through the proposed technologies of materials recycling and collection. Sustainable materials and technologies, 31, e00376. https://doi.org/10.1016/j.susmat.2021.e00376

[14] de Mello Soares, C. T., Ek, M., Östmark, E., Gällstedt, M., & Karlsson, S. (2022). Recycling of multi-material multilayer plastic packaging: Current trends and future scenarios. Resources, conservation and recycling, 176, 105905. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2021.105905

[15] Jafari, H. (2022). Investigating environmental and economic aspects of sustainability by recycling PET plastic bottles: A game-theoretic approach. Clean technologies and environmental policy, 24, 829–842. https://doi.org/10.1007/s10098-021-02216-7

[16] Lombardi, M., Rana, R., & Fellner, J. (2021). Material flow analysis and sustainability of the Italian plastic packaging management. Journal of cleaner production, 287, 125573. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.125573

[17] Kamp, E., Musbahi, E., & Gupta, P. (2021). Topical treatment samples: plastic, recycling and sustainability. Clinical and experimental dermatology, 47(1), 186-186. https://doi.org/10.1111/ced.14877

[18] Gradus, R. (2020). Postcollection separation of plastic recycling and design-for-recycling as solutions to low cost-effectiveness and plastic debris. Sustainability, 12(20), 1–12. https://doi.org/10.3390/su12208415

[19] Jafari, H., Hejazi, S. R., & Rasti-Barzoki, M. (2016). Pricing decisions in dual-channel supply chain including monopolistic manufacturer and duopolistic retailers: a game-theoretic approach. Journal of industry, competition and trade, 16, 323–343. https://doi.org/10.1007/s10842-016-0224-1

[20] Jafari, H., & Hejazi, S. R. (2017). Pricing decisions in dual-channel supply chain with one manufacturer and multiple retailers: A game-theoretic approach. RAIRO-operations research-recherche opérationnelle, 51(4), 1269–1287.

[21] Nagurney, A. (2021). Supply chain game theory network modeling under labor constraints: Applications to the Covid-19 pandemic. European journal of operational research, 293(3), 880–891.

[22] Rasti-Barzoki, M., Jafari, H., & Hejazi, S. R. (2017). Game-theoretic approach for pricing decisions in dual-channel supply chain. International journal of industrial engineering & production research, 28(1), 1–8.

[23] Jafari, H., Hejazi, S. R., & Rasti-Barzoki, M. (2020). Game theoretical approach to price a product under two-echelon supply chain containing e-tail selling channel. International journal of services and operations management, 36(2), 131–160.

[24] Jafari, H. (2021). Nurse scheduling problem by considering total number of required nurses as well as nurses’ preferences for working shifts: An algorithmic game-theoretic approach. Scientia iranica. https://doi.org/10.24200/sci.2021.56780.4906

[25] Chen, P. C., Chiu, M. C., & Ma, H. (2016). Measuring the reduction limit of repeated recycling–a case study of the paper flow system. Journal of cleaner production, 132, 98–107. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.04.023

[26] Sheu, J. B., & Chen, Y. J. (2012). Impact of government financial intervention on competition among green supply chains. International journal of production economics, 138(1), 201–213.

[27] Dong, X., Li, C., Li, J., Wang, J., & Huang, W. (2010). A game-theoretic analysis of implementation of cleaner production policies in the Chinese electroplating industry. Resources, conservation and recycling, 54(12), 1442–1448.

[28] Nagurney, A., & Woolley, T. (2010). Environmental and cost synergy in supply chain network integration in mergers and acquisitions. In Multiple criteria decision making for sustainable energy and transportation systems (pp. 57–78). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-642-04045-0_6

[29] Nagurney, A., & Toyasaki, F. (2005). Reverse supply chain management and electronic waste recycling: a multitiered network equilibrium framework for e-cycling. Transportation research part e: logistics and transportation review, 41(1), 1–28.

[30] Kreiger, M. A., Mulder, M. L., Glover, A. G., & Pearce, J. M. (2014). Life cycle analysis of distributed recycling of post-consumer high density polyethylene for 3-D printing filament. Journal of cleaner production, 70, 90–96. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.02.009

[31] Liu, B., Zhang, R., & Xiao, M. (2010). Joint decision on production and pricing for online dual channel supply chain system. Applied mathematical modelling, 34(12), 4208–4218.

[32] Jafari, H., Bateni, S., Daneshvar, P., Bateni, S., & Mahdioun, H. (2016). Fuzzy mathematical modeling approach for the nurse scheduling problem: a case study. International journal of fuzzy systems, 18, 320–332. https://doi.org/10.1007/s40815-015-0051-2

[33] Moosaei, H., Ketabchi, S., & Jafari, H. (2015). Minimum norm solution of the absolute value equations via simulated annealing algorithm. Afrika matematika, 26, 1221–1228.

[34] Jafari, H., & Haleh, H. (2021). Nurse scheduling problem by considering fuzzy modeling approach to treat uncertainty on nurses’ preferences for working shifts and weekends off. Journal of optimization in industrial engineering, 14(1), 69–78.

تصمیم گیری و تحقیق در عملیات

رویکرد نظریه بازی برای قیمت‌گذاری یک محصول ساخته‌شده از ضایعات پلاستیکی

مراجع

مراجع

دوره 8، شماره 2
شهریور 1402
صفحه 463-477

رویکرد نظریه بازی برای قیمت‌گذاری یک محصول ساخته‌شده از ضایعات پلاستیکی

مراجع

مراجع

دوره 8، شماره 2شهریور 1402صفحه 463-477

دوره 8، شماره 2
شهریور 1402
صفحه 463-477