Kısıtlı veri ve belirsizlik altında elektronik atık (e-atık) miktarlarının tahmin edilmesine yönelik model önerileri

Abstract

Teknolojik değişim ve gelişimlerle birlikte, elektronik atık (e-atık) oluşumu son yıllarda hızlı bir şekilde artmıştır. Oluşan e-atık miktarının tahmin edilmesi ise e-atık yönetimi için önemli bir konu haline gelmiştir. Ancak e-atık oluşumunun ve ürün ömürlerinin belirsiz yapısı ile kayıtlı e-atık verilerin sınırlı olması ise e-atık tahminini zorlaştırmaktadır. Bu tez kapsamında e-atık tahmini için üç farklı metodolojik yaklaşım sunulmuştur. İlk olarak girdi-çıktı analizine dayalı Geliştirilmiş Carnegie Mellon (GCM) yöntemi önerilmiştir. Bu modelde e-atık tahmini, klasik Carnegie Mellon yönteminin aksine ürün ömrünün ürünün satış yılına göre farklı olma durumu dikkate alınarak yapılmaktadır. İkinci olarak ise, e-atık tahmini için sistematik bir tahmin yaklaşımı önerilmiş, bu yaklaşım Türkiye’nin 2001-2035 yılları atık cep telefonu (ACT) tahmininde uygulanmıştır. Önerilen yaklaşım, satış verileri ve dinamik ürün ömrünü dikkate almakta, gelecek tahmini yaparken alternatif zaman serisi modellerini (Basit üstel düzeltme, Holt’s, Lojistik, Gompertz, Logaritmik, Bass ve ARIMA modelleri) kullanarak en iyi performans sergileyen modeli seçmektedir. Devamında ise atık malzeme miktarları ve getiri potansiyelleri hesaplanmaktadır. Önerilen yaklaşım ile 2035 yılında Türkiye’de ACT miktarının 11,5 milyon adedi geçeceği ve 52 milyon dolarlık bir getiri potansiyeline sahip olacağı tahmin edilmiştir. Üçüncü olarak ise, e-atık tahmini için Trigonometri Tabanlı Ayrık Gri Model (TBDGM (1,1)) önerilmiştir. Önerilen model doğrusal olmayan veri yapısına sahip e-atık oluşumunu trigonometrik ifadelerle modelleyebilme ve model parametrelerini meta sezgisel algoritma ile optimize etme kabiliyeti sayesinde başarılı sonuçlar üretmiştir. TBDGM (1,1) modeli ile Türkiye e-atık oluşumu modellenerek 2021-2030 yılları için e-atık miktarı tahmin edilmiştir. Sonuç olarak, tez kapsamında önerilen modeller ve yaklaşımların, e-atık yönetim sürecinde yer alan tüm paydaşlara stratejik ve taktiksel seviye kararlarda katkı sağlaması beklenmektedir.

Along with technological changes and developments, electronic waste (e-waste) generation has increased rapidly in recent years. Therefore, estimating the amount of e-waste generation has become essential for e-waste management. However, the uncertainty of e-waste generation and product lifespans and the limited e-waste data make e-waste estimation difficult. Three different methodological approaches are presented for e-waste estimation with the scope of this thesis: First, the Improved Carnegie Mellon (GCM) method based on input-output analysis is proposed. In this model, e-waste estimation is modelled by considering the product lifespan is variable according to the sales year of the product, unlike the classical Carnegie Mellon method. Secondly, a systematic forecasting approach is proposed for e-waste generation, and this approach is applied in Turkey’s waste mobile phone (ACT) estimation and forecasting for 2001-2035. The proposed approach considers sales data and dynamic product lifespan and selects the best-performing model using alternative time series models while forecasting. Subsequently, material quantities and revenue potentials are calculated. With the proposed approach, it is forecasted that the amount of ACT to be generated in Turkey will exceed 11.5 million and have a revenue potential of fifty-two million dollars in 2035. Thirdly, Trigonometry Based Discrete Grey Model (TBDGM(1,1)) is proposed for e-waste estimation. The proposed model generated successful results thanks to its ability to model the e-waste generation with nonlinear data structure with trigonometric expressions and to optimize the model parameters with a metaheuristic algorithm. Using this model, Turkey’s e-waste generation is modelled, and the amount of e-waste generation is forecasted for 2021-2030. As a result, it is expected that the proposed models and approaches within the scope of the thesis will contribute to all stakeholders involved in the e-waste management process in strategic and tactical level decisions.