Sürdürülebilir tarım için hasat optimizasyonu: Çay hasadı çizelgeleme örneği

Abstract

Bu çalışmada çay bitkisi için hasat çizelgeleme problemi ele alınmıştır. Çay hasadı çizelgeleme problemi; alım yeri ve fabrika kapasiteleri dahilinde çiftçilerin kontenjanlarını da dikkate alarak bir hasat çizelgesi oluşturulmasını kapsar. Çay hasadı çiftçi–fabrika iş birliği ile gerçekleştiğinden çizelgeleme esnasında her iki taraf da göz önünde bulundurulmalıdır. Fabrika açısından düşünüldüğünde fabrika kapasitesi, alım yeri kapasiteleri ve alım yerlerine yapılacak sefer sayıları önem arz etmektedir. Çiftçi açısından düşünüldüğünde ise çiftçilerin çoğunlukla birincil mesleklerinin farklı olması nedeniyle hasat günleri birincil mesleklerinden uzak kalmaları dikkat çeker. Bu sebeple hasat çizelgesinin oluşturulmasında çiftçilerin hasat günü tercihlerinin dikkate alınması tarımda sürdürülebilirlik adına büyük önem taşımaktadır. Bu problemi çözmek için üç farklı hedef programlama modeli önerilmiştir. Birinci model fabrika ve alım yeri kapasite kısıtları dahilinde çiftçilerin hasat günü tercihlerine olabildiğince uymayı amaçlamaktadır. İkinci model, birinci modele ek olarak çiftçilerin özellikle hasat etmek istemedikleri günleri de dikkate almakta, çiftçileri bu günlere olabildiğince atamamaya çalışmaktadır. Üçüncü model ise çiftçilerin hasat günü tercihlerine olabildiğince uymaya çalışırken fabrika araçlarının haftalık yapması gereken sefer sayısını minimize etmektedir. Rize'de 12 alım yerinin, 988 çiftçinin ve 3392 dekar çay tarlasının bulunduğu bir bölgede örnek uygulama gerçekleştirilmiştir. Örnek uygulama ve gerçekleştirilen duyarlılık analizine göre bütün çözümlerin alım yeri ve fabrika kapasite kısıtları dahilinde çiftçilerin hasat günü tercihlerine %95'in üzerinde uyduğu görülmüştür. Bu sonuç geliştirilen modellerin problemin çözümü için etkin olduğunu, hasat çizelgeleme esnasında bu modellerin kullanılmasının tarımda sürdürülebilirliği ve teşviki artırabileceğini göstermektedir.

In this study, the harvest scheduling problem for tea is discussed. The problem of tea harvest scheduling involves the creation of a harvest schedule taking into account the quotas of farmers within the purchase locations and factory capacities. Because of the tea harvest is completed through farmer-factory cooperation, both sides must be taken into consideration during scheduling. From the factory side, factory capacity, purchase location capacities and the number of expedition to the purchase locations are important. From the farmer's side, farmers often have different primary occupations. On harvest days, farmers stay away from their primary occupation. For this reason, it is of great importance for sustainability in agriculture to take into account the harvest day preferences of farmers in the creation of the harvest schedule. Three different goal programming models have been proposed to solve this problem. The first model aims to comply as much as possible with the harvest day preferences of farmers within the capacity constraints of the factory and the purchase locations. In addition to the first model, the second model also takes into account the days when farmers do not particularly want to harvest, and tries not to assign farmers to these days as much as possible. The third model aims to comply with farmers' harvest day preferences as much as possible, while minimizing the number of expeditions that factory vehicles have to make per week. A sample application was carried out in a region in Rize, where there are 12 purchase locations, 988 farmers and 3392 decares of tea plantations. According to the sample application and the sensitivity analysis performed, it was seen that all solutions complied with the harvest day preferences of the farmers over 95% within the purchase location and factory capacity constraints. This result shows that the developed models are effective for solving the problem and that the use of these models during harvest scheduling can increase sustainability and incentive in agriculture.