DOI: https://doi.org/10.1007/s10462-024-10737-y
تاريخ النشر: 2024-03-19
المؤلف: Krishnan Suvitha وآخرون
الموضوع الرئيسي: اتخاذ القرار متعدد المعايير
نظرة عامة
تقدم ورقة البحث مجموعة فوزي مترددة احتمالية فيرما (FPHFS) كنهج جديد لاتخاذ القرارات متعددة المعايير (MCDM) في سياق إدارة النفايات الصلبة، مع التركيز بشكل خاص على النفايات البلاستيكية من صناعة التعبئة والتغليف. تستخدم الدراسة طريقة تحليل التسلسل الهرمي الهجين والتقييم القائم على المسافة التراكمية (AHP-CODAS) لتقييم وتحديد أنظمة جمع النفايات البلاستيكية الأكثر فعالية. تشير النتائج الرئيسية إلى أن الفصل الناجح ونظام الإيداع والاسترداد يمكن أن يعزز جهود إعادة التدوير ويعزز الاقتصاد الدائري، وبالتالي معالجة التحديات البيئية التي تطرحها النفايات البلاستيكية.
تختتم الورقة بتسليط الضوء على الدمج المبتكر لتقنيات اتخاذ القرار الضبابية مع إطار عمل FPHFS، مما يسهل حل المشكلات المعقدة في MCDM في البيئات غير المؤكدة. تؤكد على أهمية مرافق إعادة التدوير البلدية مقارنة بالمرافق الخاصة لزيادة المشاركة العامة وتوليد الإيرادات من المواد المعاد تدويرها. تشير النتائج إلى أن نظام الإيداع/الاسترداد هو الاستراتيجية الأكثر فعالية في إدارة النفايات، حيث يقدم فوائد بيئية واقتصادية. تشمل اتجاهات البحث المستقبلية تطوير تقنيات اتخاذ القرار متعددة السمات الهجينة التي تستوعب أنواعًا متنوعة من معلومات القرار واستكشاف إدارة نفايات التعبئة والتغليف في بيئات ضبابية أكثر تعقيدًا، مما يعزز دقة اتخاذ القرار في سيناريوهات إدارة النفايات.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على القضية العالمية الملحة المتمثلة في إدارة النفايات الصلبة البلدية، مع التركيز بشكل خاص على النفايات البلاستيكية، التي لا تزال تُدار بشكل أقل فعالية مقارنة بالمواد الأخرى مثل الورق والمعادن. يتم التأكيد على التحول نحو الدائرية وأنظمة إعادة التدوير المعززة، حيث تدعو الاتحاد الأوروبي إلى تنظيمات أكثر صرامة وتنفيذ مسؤولية المنتج الممتدة (EPR) كأداة سياسية رئيسية. على الرغم من التقدم، لا تزال التحديات قائمة في تحسين عمليات إعادة التدوير، خاصة بالنسبة لمجاري النفايات المختلطة والملوثة، مما يتطلب مزيدًا من البحث وتحسين البيانات حول جودة وكمية النفايات لتحقيق الأهداف المستقبلية لإعادة التدوير.
تناقش هذه الفقرة أيضًا أهمية أطر اتخاذ القرار في إدارة النفايات، وخاصة طرق اتخاذ القرار متعددة المعايير (MCDM) التي تستخدم تقنيات تحليلية لتقييم الخيارات بناءً على معايير متنوعة. يتم تقديم إدخال نظرية المنطق الضبابي كوسيلة للتعامل مع عدم اليقين في اتخاذ القرار، مع التركيز على مجموعات فيرما الضبابية، التي تقدم نهجًا جديدًا لالتقاط التفضيلات ومعالجة الغموض. تقترح الدراسة طريقة جديدة لدعم القرار تدمج AHP وCODAS مع نظرية مجموعة فوزي مترددة احتمالية فيرما، بهدف تعزيز كفاءة اتخاذ القرار في إدارة نفايات التعبئة والتغليف. سيتم توضيح المنهجية من خلال تحليل مقارن مع الأساليب الحالية، مع التأكيد على إمكانياتها في تحسين رضا أصحاب المصلحة وموثوقية القرار.
النتائج
تسلط نتائج الدراسة الضوء على فعالية برامج الإيداع/الاسترداد (M3) كاستراتيجية رائدة لإدارة نفايات التعبئة البلاستيكية. باستخدام نهج هجين ضبابي لاتخاذ القرار متعدد المعايير (MCDM)، وبشكل محدد AHP-CODAS، تحدد الدراسة طرق جمع النفايات البلاستيكية المثلى بناءً على أربعة معايير عبر خمس طرق متميزة. يعزز نظام الإيداع والاسترداد (M3) إعادة استخدام العبوات، مما يقلل بشكل كبير من الاعتماد على المدافن ويقدم فوائد اقتصادية وبيئية واجتماعية كبيرة.
بالإضافة إلى ذلك، تؤكد الدراسة على مزايا البلاستيك في جمع النفايات المركبات (M4)، حيث تُعزى تفوقه إلى عوامل مثل الوزن المنخفض، والجدوى الاقتصادية، والامتثال البيئي، وقدرات إعادة التدوير المعززة مقارنة بالألمنيوم. تشمل الطرق الأخرى التي تم فحصها مراكز الشراء (M5)، التي تحفز جامعي القمامة، وإعادة التدوير على جانب الرصيف (M1)، التي تقلل بشكل فعال من تلوث الأراضي والمياه، وإعادة التدوير في مواقع الإيداع (M2)، حيث تجمع المواقع المحددة المواد القابلة لإعادة التدوير. تشير النتائج إلى أن هذه الطرق لجمع النفايات يمكن دمجها في نظام إدارة النفايات البلاستيكية في الهند وقد تكون قابلة للتطبيق أيضًا على دول أخرى نامية أو صناعية.
المناقشة
تسلط فقرة المناقشة في الورقة الضوء على المنهجيات المتنوعة المستخدمة في مشكلات اتخاذ القرار متعددة المعايير (MCDM)، مع التأكيد على فعالية نظرية المجموعات الضبابية في معالجة التعقيدات الكامنة في هذه السيناريوهات. يتم الإشارة بشكل خاص إلى دمج مجموعات فوزي مترددة احتمالية (PHFS) مع تقنيات MCDM التقليدية، مثل عملية التحليل الهرمي (AHP) وCODAS، لتعزيز عمليات اتخاذ القرار من خلال استيعاب الغموض والأحكام الذاتية. تشير الأدبيات إلى اتجاه متزايد نحو دمج AHP الضبابي مع أطر اتخاذ القرار المختلفة لتحسين قوة التقييمات في سياقات مثل اختيار تقنيات جمع نفايات التعبئة (PWC).
تساهم الدراسة من الناحيتين النظرية والعملية من خلال اقتراح إطار عمل جديد لـ MCDM يستخدم AHP وCODAS الضبابية لتقييم تقنيات PWC بناءً على معايير مثل الأثر البيئي، والآثار الاجتماعية، وتكاليف المواد، وبساطة الفرز. تشمل المساهمات النظرية إدخال وظيفة تقسيم للأرقام الضبابية المترددة الاحتمالية فيرما (FPHFs) وإنشاء نموذج اتخاذ قرار يدمج نظرية المجموعات الضبابية لتعزيز دقة الأحكام. عمليًا، يوفر الإطار نهجًا منظمًا للمديرين لتقييم واختيار تقنيات PWC المثلى، مما يعزز الممارسات المستدامة وكفاءة الموارد. تُظهر التحليل المقارن للطريقة المقترحة مقابل تقنيات MCDM الحالية أدائها المتفوق، خاصة في تحديد أولويات الاستدامة، مما يبرز أهمية المنهجيات الضبابية في سياقات اتخاذ القرار المعاصرة.
DOI: https://doi.org/10.1007/s10462-024-10737-y
Publication Date: 2024-03-19
Author(s): Krishnan Suvitha et al.
Primary Topic: Multi-Criteria Decision Making
Overview
The research paper introduces the Fermatean probabilistic hesitant fuzzy set (FPHFS) as a novel approach to multi-criteria decision-making (MCDM) in the context of solid waste management, particularly focusing on plastic waste from the packaging industry. The study employs a hybrid analytic hierarchy process and combinative distance-based assessment (AHP-CODAS) method to evaluate and identify the most effective plastic waste collection systems. Key findings indicate that successful segregation and a deposit and refund system can enhance recycling efforts and promote a circular economy, thereby addressing the environmental challenges posed by plastic waste.
The paper concludes by highlighting the innovative integration of fuzzy decision-making techniques with the FPHFS framework, which facilitates the resolution of complex MCDM problems in uncertain environments. It emphasizes the importance of municipal recycling facilities over private ones to increase public engagement and revenue generation from recycled materials. The results suggest that the deposit/return system is the most effective waste management strategy, offering both environmental and economic benefits. Future research directions include the development of hybrid multi-attribute decision-making techniques that accommodate diverse types of decision information and the exploration of packaging waste management in more complex fuzzy environments, thereby enhancing decision-making accuracy in waste management scenarios.
Introduction
The introduction highlights the pressing global issue of managing municipal solid waste, particularly focusing on plastic waste, which remains less effectively managed compared to other materials like paper and metal. The shift towards circularity and enhanced recycling systems is underscored, with the European Union advocating for stricter regulations and the implementation of Extended Producer Responsibility (EPR) as a key policy tool. Despite advancements, challenges persist in optimizing recycling processes, especially for mixed and contaminated waste streams, necessitating further research and improved data on waste quality and quantity to meet upcoming recycling targets.
The section also discusses the significance of decision-making frameworks in waste management, particularly Multi-Criteria Decision Making (MCDM) methods that utilize analytical techniques to evaluate options based on various criteria. The introduction of fuzzy logic theory is presented as a means to handle uncertainty in decision-making, with a focus on Fermatean fuzzy sets, which offer a novel approach to capturing preferences and addressing ambiguity. The study proposes a new decision-support method integrating AHP and CODAS with Fermatean probabilistic hesitant fuzzy set theory, aiming to enhance decision-making efficiency in packaging waste management. The methodology will be illustrated through a comparative analysis with existing approaches, emphasizing its potential to improve stakeholder satisfaction and decision reliability.
Results
The results of the study highlight the effectiveness of Deposit/Refund Programmes (M3) as the leading strategy for managing packaging plastic waste. Utilizing a hybrid fuzzy Multi-Criteria Decision-Making (MCDM) approach, specifically AHP-CODAS, the research identifies optimal plastic waste collection methods based on four criteria across five distinct methods. The deposit-refund system (M3) promotes package reuse, significantly mitigating landfill reliance and offering substantial economic, environmental, and societal benefits.
Additionally, the study emphasizes the advantages of plastic in vehicular collection (M4), attributing its superiority to factors such as reduced weight, cost-effectiveness, environmental compliance, and enhanced recycling capabilities compared to aluminum. Other methods examined include buy-back centres (M5), which incentivize garbage collectors, curbside recycling (M1), which effectively minimizes land and water contamination, and drop-off recycling (M2), where designated sites collect recyclables. The findings suggest that these collection methods can be integrated into India’s plastic waste management system and may also be applicable to other developing or industrialized nations.
Discussion
The discussion section of the paper highlights the diverse methodologies employed in multi-criteria decision-making (MCDM) problems, emphasizing the effectiveness of fuzzy set theory in addressing the complexities inherent in these scenarios. The integration of probabilistic hesitant fuzzy sets (PHFS) with traditional MCDM techniques, such as Analytic Hierarchy Process (AHP) and CODAS, is particularly noted for enhancing decision-making processes by accommodating ambiguity and subjective judgments. The literature indicates a growing trend towards combining fuzzy AHP with various decision-making frameworks to improve the robustness of evaluations in contexts like packaging waste collection (PWC) technology selection.
The study contributes both theoretically and practically by proposing a novel MCDM framework that utilizes AHP and fuzzy CODAS to evaluate PWC technologies based on criteria such as environmental impact, social implications, material costs, and sorting simplicity. The theoretical contributions include the introduction of segmentation functionality for Fermatean probabilistic hesitant fuzzy numbers (FPHFs) and the establishment of a decision-making model that integrates fuzzy set theory to enhance the accuracy of judgments. Practically, the framework offers a structured approach for managers to assess and select optimal PWC technologies, thereby promoting sustainable practices and resource efficiency. The comparative analysis of the proposed method against existing MCDM techniques demonstrates its superior performance, particularly in sustainability prioritization, underscoring the relevance of fuzzy methodologies in contemporary decision-making contexts.