Ολιστικό πλαίσιο λήψης αποφάσεων για τη διαχείριση του υδατικού αποτυπώματος σε εφοδιαστικές αλυσίδες

Abstract

Given that agricultural and industrial activities are closely intertwined with water usage, freshwater sustainability is emerging as a critical corporate social responsibility issue for businesses worldwide in the supply chain context. As the concept of water footprint (WF) has been introduced to quantify water usage across a product’s life cycle, the goal of this doctoral thesis is to highlight the WF as a key performance indicator in the research field of sustainable supply chain management. Initially, a critical literature synthesis concerning product WF assessment is provided to map the state-of-the-art research related to freshwater consumption and pollution in the agricultural and industrial sectors. Although WF assessment is a rapidly evolving research field, scientific publications focusing on a holistic approach at a supply chain extent are limited. As the findings verify that the agrifood sector dominates global water use, both corporate and academic literature is analysed to identify emerging issues on freshwater resources’ management for agrifood products. Then, a hierarchical decision-making framework is proposed, including WF mitigation policies for agrifood supply chains to support all stakeholders in developing a comprehensive water stewardship strategy. Afterwards, the integration of the freshwater resources aspect into sustainable supply chain network design is suggested. In fact, a mixed integer linear programming model is developed for minimising operating costs under a WF constraint in a wine supply chain network by selecting the optimal suppliers, manufacturing sites and transportation modes. According to the optimisation, the network’s characteristics, as well as the production and transportation volumes, vary significantly depending on the values of the WF target to balance the trade-off between economic and environmental water-related efficiency. Thereafter, a strategic system dynamics model is proposed for assessing the long-term impact of alternative water management policies on the WF and the profitability of a wine supply chain under diverse green market behaviour scenarios. Technological interventions during irrigation are proven to be more environmentally and economically sustainable compared to industrial water recycling and reuse, while the combination of both policies is even more effective. Furthermore, the impact of water-efficient policies on supply chain financial performance is even more potent under increased consumer’s environmental sensitivity. Based on current corporate drivers and goals, a contextual supporting methodological framework is finally proposed for the ex-ante evaluation of eco-efficient supply chain water management policies, considering the green corporate image. In conclusion, this doctoral thesis contributes towards the development of a holistic framework that provides a set of novel methodological tools, which could be directly applied to real world, to support decision-making during WF management across end-to-end supply chains.

Δεδομένου ότι οι γεωργικές και οι βιομηχανικές δραστηριότητες συνδέονται στενά με τη χρήση ύδατος, η βιωσιμότητα του γλυκού νερού αναδεικνύεται ως ένα κρίσιμο ζήτημα εταιρικής κοινωνικής ευθύνης για τις επιχειρήσεις παγκοσμίως στα πλαίσια της αλυσίδας εφοδιασμού. Καθώς η έννοια του υδατικού αποτυπώματος (ΥΑ) εισήχθη για την ποσοτικοποίηση της χρήσης ύδατος κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής ενός προϊόντος, σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η ανάδειξη του ΥΑ ως βασικού δείκτη απόδοσης στο ερευνητικό πεδίο της διαχείρισης βιώσιμων εφοδιαστικών αλυσίδων. Αρχικά, παρέχεται μία κριτική βιβλιογραφική σύνθεση σχετικά με την εκτίμηση του ΥΑ προϊόντος για την αποτύπωση των τελευταίων ερευνητικών εξελίξεων σχετικά με την κατανάλωση και τη ρύπανση του γλυκού νερού στον αγροτικό και τον βιομηχανικό τομέα. Παρόλο που η αξιολόγηση του ΥΑ αποτελεί έναν ταχέως εξελισσόμενο ερευνητικό κλάδο, οι επιστημονικές δημοσιεύσεις που επικεντρώνονται σε μία ολιστική προσέγγιση κατά μήκος της εφοδιαστικής αλυσίδας είναι περιορισμένες. Καθώς τα ευρήματα επιβεβαιώνουν ότι ο τομέας των αγροδιατροφικών προϊόντων κυριαρχεί στην παγκόσμια χρήση νερού, αναλύεται τόσο η εταιρική όσο και η ακαδημαϊκή βιβλιογραφία για τον εντοπισμό των αναδυόμενων ζητημάτων σχετικά με τη διαχείριση των υδάτινων πόρων για αγροδιατροφικά προϊόντα. Επιπλέον, προτείνεται ένα ιεραρχικό πλαίσιο λήψης αποφάσεων, που περιλαμβάνει πολιτικές μείωσης του ΥΑ για τις αγροδιατροφικές αλυσίδες εφοδιασμού, ώστε να υποστηρίξει όλους τους εταίρους σχετικά με την ανάπτυξη μίας ολοκληρωμένης στρατηγικής διαχείρισης των υδάτων. Ακολούθως, προτείνεται η ενσωμάτωση της πτυχής των υδάτινων πόρων στον βιώσιμο σχεδιασμό δικτύου εφοδιαστικής αλυσίδας. Στην πράξη, αναπτύχθηκε ένα μοντέλο μικτού ακέραιου γραμμικού προγραμματισμού για την ελαχιστοποίηση του λειτουργικού κόστους υπό περιορισμό στο ΥΑ σε ένα δίκτυο αλυσίδας εφοδιασμού κρασιού, επιλέγοντας τους βέλτιστους προμηθευτές, παραγωγικές μονάδες και τρόπους μεταφοράς. Με βάση τη βελτιστοποίηση, τα χαρακτηριστικά του δικτύου, καθώς και οι ποσότητες παραγωγής και μεταφοράς, διαφέρουν σημαντικά ανάλογα με τις τιμές του στόχου του ΥΑ για την εξισορρόπηση μεταξύ οικονομικής και περιβαλλοντικής αποδοτικότητας σε σχέση με το νερό. Εν συνεχεία, προτείνεται ένα στρατηγικό μοντέλο δυναμικής συστημάτων για την αξιολόγηση της μακροπρόθεσμης επίδρασης των εναλλακτικών πολιτικών διαχείρισης ύδατος στο ΥΑ και την κερδοφορία μίας εφοδιαστικής αλυσίδας κρασιού, υπό διαφορετικά σενάρια περιβαλλοντικής συμπεριφοράς της αγοράς. Οι τεχνολογικές παρεμβάσεις κατά την άρδευση αποδείχθηκαν πιο περιβαλλοντικά και οικονομικά βιώσιμες σε σχέση με τη βιομηχανική ανακύκλωση και επαναχρησιμοποίηση του νερού, ενώ ο συνδυασμός των δύο πολιτικών είναι ακόμα πιο αποτελεσματικός. Επιπλέον, ο αντίκτυπος των αποδοτικών ως προς τη χρήση του νερού πολιτικών στην οικονομική απόδοση της εφοδιαστικής αλυσίδας είναι ακόμη πιο ισχυρός, καθώς αυξάνεται η περιβαλλοντική ευαισθησία των καταναλωτών. Με βάση τους σύγχρονους εταιρικούς οδηγούς και στόχους, προτείνεται τελικά ένα συναφές υποστηρικτικό μεθοδολογικό πλαίσιο για την εκ των προτέρων αξιολόγηση περιβαλλοντικά και οικονομικά αποδοτικών πολιτικών διαχείρισης ύδατος στην εφοδιαστική αλυσίδα, λαμβάνοντας υπόψιν την πράσινη εταιρική εικόνα. Συμπερασματικά, η παρούσα διδακτορική διατριβή συμβάλλει στην ανάπτυξη ενός ολιστικού πλαισίου που παρέχει ένα σύνολο νέων μεθοδολογικών εργαλείων, τα οποία θα μπορούσαν να εφαρμοστούν άμεσα στον πραγματικό κόσμο, για την υποστήριξη της λήψης αποφάσεων κατά τη διαχείριση του ΥΑ σε εκτεταμένες εφοδιαστικές αλυσίδες.