Optimization of Energy Consumption in Milk Production Units through Integration of Data Envelopment Analysis Approach and Sensitivity Analysis

هدف از این مطالعه بررسی و مدل­سازی انرژی مصرفی در واحدهای صنعتی تولید شیر با استفاده از روش تحلیل پوششی داده­ها و تحلیل حساسیت نهاده­های ورودی بود. اطلاعات و داده­ها از طریق روش پرسشنامه و مصاحبه حضوری با مدیران 44 واحد تولیدی طی سال­های 1393-1392 به دست آمد. ورودی­های سامانه شامل خوراک دام، سوخت­های فسیلی، الکتریسیته، ماشین آلات و نیروی انسانی و خروجی نیز عملکرد شیر تولیدی بودند. نتایج نشان داد که دو نهاده خوراک دام با سهم 82 درصد و نهاده سوخت­های فسیلی با 13 درصد از کل انرژی مصرفی بیشترین سهم را در تولید داشتند. مقادیر کارآیی فنی و کارآیی فنی خالص و کارایی مقیاس با استفاده از روش تحلیل پوششی داده­ها به ترتیب برابر 6/44، 48/74 و 53 درصد محاسبه شدند. نتایج حاصل از روش بازگشت به مقیاس متغیر نشان داد که از 44 واحد تولیدی 15 واحد دارای کارایی فنی خالص بهینه می­باشند به طوری­که 39/3852 مگاژول (74/47 درصد) از کل انرژی مصرفی بدون کاهش عملکرد شیر تولیدی می­تواند ذخیره­سازی شود. همچنین بررسی حاصل از تحلیل حساسیت نهاده­های ورودی نشان داد که با افزایش یک مگاژول انرژی در هر یک از نهاده­های نیروی انسانی، سوخت­های فسیلی و خوراک دام به ترتیب عملکرد 14/3، 36/1 و 95/0 کیلوگرم افزایش و با افزایش یک مگاژول انرژی در هر یک از نهاده­های الکتریسیته و ماشین‪آلات عملکرد شیر تولیدی به ترتیب 03/1 و 16/7 کیلوگرم کاهش می­یابد.

The aims of this study were to evaluate the energy consumption and its modeling in industrial milk production units using data envelopment analysis (DEA) approach and sensitivity analysis. Data were collected from 44 industrial milk production units in Guilan province of Iran with face to face questionnaire method during 2012-2013. Inputs included animal feed, fossil fuels, electricity, machinery and human labor and output was milk yield. The results highlighted that the highest share of energy consumption belonged to the animal feed (82%) followed by fossil fuels (13%). The results of DEA application revealed that the technical efficiency (TE) was 44.6%, pure technical efficiency (PTE) was 74.48% and scale efficiency (SE) was 0.53 for the investigated units. The results of variable returns to scale (VRS) illustrated that out of 44 producers considered for the analysis, 15 units were purely technically efficient in energy consumption from the different sources. The greatest potential inputs for saving energy were related to animal feed and diesel fuel, respectively. About 3852.39 MJ (47.74% of total energy input) could be saved without reducing the milk yield through following recommendations resulted from this study. Moreover, sensitivity analysis results showed that with one MJ extra use of human labor, fossil fuels and animal feed energy, it would lead to an additional increase in yield by 3.14, 1.36 and 0.95 kg, respectively. Also, one MJ extra energy use for either electricity or machinery result in a decrease in milk yield by 1.03 and 7.16 kg, respectively.