فصلنامه سیستم های انرژی پایدار

فصلنامه سیستم های انرژی پایدار

چارچوب یکپارچه تصمیم‌گیری مبتنی بر یادگیری تقویتی برای بهینه‌سازی تخصیص نفت خام در سامانه‌های پالایشی و پتروشیمی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
دانشکدگان علوم و فناوری های میان رشته ای، دانشگاه تهران، تهران، ایران.
10.22059/ses.2026.413963.1238
چکیده
تدوین راهبردی پایدار برای تخصیص نفت خام همواره با چالش‌های ساختاری قابل‌توجهی مواجه بوده است؛ چالش‌هایی که اغلب از نوسانات پیش‌بینی‌ناپذیر قیمت نفت خام، فرآورده‌های نفتی و حجم معاملات آن ها در بازارهای انرژی ناشی می‌شوند. این نوسانات، همراه با پویایی‌های غیرخطی و تعاملات پیچیده میان بازارهای نفتی، کارآمدی رویکردهای سنتی بهینه‌سازی (مدل‌های قطعی یا روش‌های ابتکاری) را در ایجاد راه‌حل‌های پایدار محدود می‌کند. پژوهش حاضر یک چارچوب سیاست‌محور مبتنی بر تلفیق یادگیری تقویتی و فرآیند تحلیل سلسله‌مراتبی ارائه می‌کند. در این چارچوب، ترجیحات خبرگان استخراج و به وزن‌های کمی برای معیارهای عملیاتی تبدیل می‌شود. با استفاده از این وزن‌ها، تابع پاداش مدل یادگیری تقویتی تولید می شود تا عامل یادگیرنده سیاست‌های تخصیص نفت خام را در شرایط متغیر بازار و منطبق با اولویت‌های سیاستی بیاموزد. چارچوب پیشنهادی با داده‌های واقعی قیمت و حجم معاملات بورس انرژی ارزیابی شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که عامل به یک سیاست بهینه همگرا می‌شود و تصمیم‌های آن همخوانی معناداری با ارزیابی‌های کارشناسی دارد. افزون بر این، اجرای چارچوب موجب بهبود قابل‌ملاحظه در عملکرد اقتصادی شده و افزایش 10.23٪ در سودآوری کل را به همراه داشته است؛ به‌گونه‌ای که سود خالص سالانه از 4.12 میلیارد دلار به 4.54 میلیارد دلار افزایش می‌یابد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

An Integrated Reinforcement Learning-AHP Decision Framework for Optimizing Crude Oil Allocation in Refinery and Petrochemical Systems

نویسندگان English

Sattar Zavvari
amirali saifoddin
Fathollah Pourfayaz
Faculty of Interdisciplinary Science and Technology, Tehran University,Tehran, Iran.
چکیده English

In recent years, creating a robust strategy to allocate crude oil has been proven difficult due to the sudden and harsh changes in product prices, energy markets, and trading volumes. Traditional optimization methods, whether deterministic or heuristic, fail to optimize the allocation of crude oil, mainly because of various economic goals and the nonlinear dynamics of refinery and petrochemical markets. To address these difficulties, this study aims to develop a policy-driven framework that combines Reinforcement Learning (RL) with the Analytic Hierarchy Process (AHP). We will use AHP to assess expert preferences through pairwise comparisons. This process will generate structured weights for multiple economic and operational criteria. These weights are then embedded directly into the RL reward function, which will enable the agent to learn allocation strategies both adaptive to market transitions and aligned with managerial priorities.

The proposed RL–AHP decision framework is trained and evaluated using live transaction, price, and volume data from the Energy Exchange. Simulation results demonstrate that the agent reliably converges to a stable policy, with high agreement between expert optimal and learned decisions (Accuracy: 94.44%). We will gain substantial economic growth by implementing the learned framework. This growth leads to improved total profitability by 10.23%, increased revenue by 1.32%, and reduced operational costs by 8.91%. As a result, the general profit increases from 4.12 billion USD to 4.54 billion USD.

کلیدواژه‌ها English

Oil Industry
Energy Policy
Refinery
Petrochemical Industry
Reinforcement Learning

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 25 خرداد 1405