مساله زمان بندی نورد گرم با در نظر گرفتن شارژ گرم

چکیده در این تحقیق یکی از مسایل مهم برنامه ریزی در صنایع فولاد، یعنی مسأله زمان بندی نورد گرم مورد بررسی قرار می گیرد. مسأله براساس شرایط تولید در بزرگترین تولیدکننده محصولات فولادی تخت در ایران، مجتمع فولاد مبارکه، طراحی شده است. در ابتدا با ارایه معرفی اجمالی از فرآیند تولید فولاد، جایگاه و محدودیت های مسأله مذکور تبیین می گردد. در ادامه فرمول بندی ریاضی مسأله براساس مسأله پایه مسیریابی وسیله نقلیه جمع آورنده جایزه که یک مسأله غیرچندجمله ای سخت است، ارایه می گردد. تکنیک شارژ گرم در فرآیند تولید فولاد با حذف مرحله پیشگرمِ تختال ها قبل از نورد گرم، باعث صرفه جویی در مصرف انرژی و برخی مزایای دیگر شده و ارتباط نزدیکی با مسأله زمان بندی نورد گرم دارد. در فرمول بندی ارایه شده ملاحظات لازم برای تحقق سطح اولیه شارژ گرم درنظر گرفته شده است. برای حل مسأله ارایه شده یک الگوریتم جستجو شامل سه فاز اصلی جداسازی تختال های قابل برنامه ریزی، ساخت جواب اولیه و بهبود جواب، طراحی شده است. ساخت جواب اولیه با استفاده از یک الگوریتم ارضای محدودیت حریصانه و بهبود آن براساس روش جستجوی محلی هدایت شده صورت می گیرد. برای تولید همسایگی در روش جستجوی محلی هدایت شده از چهار زیرالگوریتم تولید همسایگی تحت عناوین حذف، جابجایی، جایگذاری و جانمایی مجدد استفاده شده است. صحت مدل و کارایی الگوریتم جستجوی ارایه شده با استفاده از دو دسته مثال های عددی مورد بررسی قرار می گیرد. در دسته اول چندین مثال واقعی بررسی شده و نتایج الگوریتم ارایه شده با جواب های به دست آمده از روش دستی مورد استفاده در مجتمع فولاد مبارکه مقایسه می گردد. در دسته دوم با توجه به شرایط واقعی تولید در مجتمع فولاد مبارکه چندین مثال تصادفی تولید، حل و تحلیل شده است. دراین قسمت برای مقایسه نتایج عددی از یک الگوریتم جستجوی تصادفی استفاده شده است که با تعداد تکرار بسیار بالا اجرا می گردد. نتایج به دست آمده در هردو دسته مثال های واقعی و تصادفی، نشان می دهد الگوریتم ارایه شده از کارایی بالایی برخوردار است. در این تحقیق یکی از مسایل مهم برنامه ریزی در صنایع فولاد، یعنی مسأله زمان بندی نورد گرم مورد بررسی قرار می گیرد. مسأله براساس شرایط تولید در بزرگترین تولیدکننده محصولات فولادی تخت در ایران، مجتمع فولاد مبارکه، طراحی شده است. در ابتدا با ارایه معرفی اجمالی از فرآیند تولید فولاد، جایگاه و محدودیت های مسأله مذکور تبیین می گردد. در ادامه فرمول بندی ریاضی مسأله براساس مسأله پایه مسیریابی وسیله نقلیه جمع آورنده جایزه که یک مسأله غیرچندجمله ای سخت است، ارایه می گردد. تکنیک شارژ گرم در فرآیند تولید فولاد با حذف مرحله پیشگرمِ تختال ها قبل از نورد گرم، باعث صرفه جویی در مصرف انرژی و برخی مزایای دیگر شده و ارتباط نزدیکی با مسأله زمان بندی نورد گرم دارد. در فرمول بندی ارایه شده ملاحظات لازم برای تحقق سطح اولیه شارژ گرم درنظر گرفته شده است. برای حل مسأله ارایه شده یک الگوریتم جستجو شامل سه فاز اصلی جداسازی تختال های قابل برنامه ریزی، ساخت جواب اولیه و بهبود جواب، طراحی شده است. ساخت جواب اولیه با استفاده از یک الگوریتم ارضای محدودیت حریصانه و بهبود آن براساس روش جستجوی محلی هدایت شده صورت می گیرد. برای تولید همسایگی در روش جستجوی محلی هدایت شده از چهار زیرالگوریتم تولید همسایگی تحت عناوین حذف، جابجایی، جایگذاری و جانمایی مجدد استفاده شده است. صحت مدل و کارایی الگوریتم جستجوی ارایه شده با استفاده از دو دسته مثال های عددی مورد بررسی قرار می گیرد. در دسته اول چندین مثال واقعی بررسی شده و نتایج الگوریتم ارایه شده با جواب های به دست آمده از روش دستی مورد استفاده در مجتمع فولاد مبارکه مقایسه می گردد. در دسته دوم با توجه به شرایط واقعی تولید در مجتمع فولاد مبارکه چندین مثال تصادفی تولید، حل و تحلیل شده است. دراین قسمت برای مقایسه نتایج عددی از یک الگوریتم جستجوی تصادفی استفاده شده است که با تعداد تکرار بسیار بالا اجرا می گردد. نتایج به دست آمده در هردو دسته مثال های واقعی و تصادفی، نشان می دهد الگوریتم ارایه شده از کارایی بالایی برخوردار است.