ارائه مدل‌هاي رياضي محاسبه اندازه ناوگان، تخصيص، توزيع و زمان‌بندي ناوگان شاول – كاميون در معادن رو باز در شرايط قطعي و عدم قطعيت

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي صنايع و سيستم ها

كارشناسي ارشد

مديريت بهينه ناوگان بارگيري و باربري در معادن روباز يكي از مسائل اساسي براي كاهش هزينه‌هاي عملياتي و افزايش بهره‌وري است. در اين سيستم، شاول‌ها و كاميون‌ها نقش محوري دارند و بهره‌گيري از روش‌هاي بهينه‌سازي رياضي مي‌تواند به تخصيص و زمان‌بندي دقيق‌تر تجهيزات كمك كند. مدل رياضي يكپارچه سيستم مديريت ناوگان (FMS_IM) براي تركيب مسئله تخصيص و زمان‌بندي به طور هم‌زمان طراحي شده است و رويكردي كارا براي بهبود عملكرد عمليات معدني ارائه مي‌دهد. اين مدل با تعريف پارامتر مرحله، وضعيت ناوگان را در هر لحظه تعيين كرده و توانسته برنامه‌اي بدون نياز به متغيرهاي مربوط به زمان ارائه ‌كند. تحليل سه مطالعه موردي و مقايسه آنها با پژوهش‌هاي ديگر نشان داد كه اين مدل در افزايش توليد و كاهش هزينه‌ها عملكرد چشمگيري داشته است. براي مثال، در معدن سنگ‌آهن چغارت، استفاده از اين مدل منجر به افزايش 12.85 درصدي توليد و صرفه‌جويي 1,350,000 دلاري در هزينه‌هاي ناوگان شد. بااين‌وجود، پيچيدگي ذاتي در مسائل NP-hard مواردي را به همراه دارد. براي مقابله با اين چالش‌ها، مدل دومرحله‌اي سيستم مديريت ناوگان (FMS_TS) معرفي شد كه مسئله را به دو بخش تخصيص (FMS_AS) و زمان‌بندي (FMS_SS) تقسيم مي‌كند. تحليل 400 نمونه تصادفي نشان داد كه اين رويكرد نتايج بسيار خوب را در مدت‌زمان بسيار كم به دست آورده است. در بررسي FMS_TS چهار دسته زمان بارگيري، زمان تخليه مواد، زمان در صف و سرعت كاميون‌ها ارائه شد كه دسته بارگيري با تطابق 100 درصد بهترين عملكرد را داشته و لذا نياز به اجراي مجدد مرحله دوم نداشته است، درحالي‌كه دسته صف با تطابق 86 درصد كمترين هماهنگي را نشان داد. بااين‌حال، بيشترين درصد بهبود نيز مربوط به دسته صف با 12 درصد افزايش بود. مدت‌زمان حل اين مدل در دسته‌هاي مختلف متغير بود و در برخي موارد چندين بار اجراي مرحله زمان‌بندي لازم بود، اما حتي در دسته سرعت كه بيشترين ميانگين مدت‌زمان حل را دارد، مقدار آن 34.2 ثانيه است كه كارايي بالاي روش را تأييد مي‌كند. رويكرد سناريو محور سيستم مديريت ناوگان (FMS_SBA) نيز براي مواجهه با عدم قطعيت‌هايي مانند شرايط جوي، خرابي تجهيزات و زمان در صف معرفي شد. نتايج نشان داد كه اين مدل در تخصيص كاميون‌ها و كاهش هزينه‌هاي عملياتي عملكرد بهتري نسبت به روش‌هاي ديگر دارد. مقايسه FMS_SBA با روش ديگر نشان داد كه درحالي‌كه مقدار ماده معدني و باطله بارگيري شده در هر دو مدل برابر بود، اما FMS_SBA با استفاده از كاميون‌هاي با ظرفيت بزرگ‌تر و كاهش تعداد كاميون‌ها، هزينه‌هاي كمتري ارائه داد. براي مثال، هزينه‌هاي عملياتي اين مدل در سه سناريو به ترتيب 18,650,000، 17,800,000 و 17,800,000 دلار بود كه نسبت به روش ديگر كاهش قابل‌توجهي داشت. علاوه بر كاهش هزينه‌هاي مستقيم، اين رويكرد نياز به نيروي انساني كمتري براي مديريت كاميون‌ها دارد و در شرايط واقعي معدن تطابق بيشتري نشان مي‌دهد. از نظر زماني نيز اين مدل با ميانگين زمان حل 0.95 ثانيه، كارايي قابل‌توجهي ارائه كرد. اين نتايج نشان مي‌دهد كه استفاده از كاميون‌هاي با ظرفيت بالا در مدل FMS_SBA گزينه‌اي اقتصادي‌تر و كارآمدتر براي مديريت حمل‌ونقل در معادن روباز است.

236790

سيستم هاي كلام

مهندسي صنايع و سيستم ها

دانشگاه صنعتي اصفهان