طراحی بهینه برنامه زمان بندی در نورد گرم ورق به منظور کاهش سایش

نورد، یکی از متداول ترین و پرکاربردترین روش های تولید فرآورده های فلزی، به ویژه فولادهاست. نرخ و راندمان بالای تولید محصولات نورد، هم چنین نیاز به دقت زیاد برای تولید محصولات آن، باعث شده است که این صنعت از جایگاه و اهمیت خاصی در بین دیگر فرآیندهای شکل دهی برخوردار شود. در این میان، کوچک ترین بهبود در برنامه ریزی می تواند تأثیرات چشم-گیری در کاهش هزینه ها، زمان تولید، زمان تحویل و افزایش رضایت مشتریان داشته باشد. در این تحقیق، طراحی بهینه ی یکی از مسائل مهم برنامه ریزی در این صنعت، یعنی مسئله ی زمان بندی نورد گرم مورد بررسی قرار گرفته است. مسئله ی زمان بندی نورد گرم به طور ساده عبارت است از ساخت یک برنامه. این کار شامل انتخاب تعدادی تختال از انبار نگه داری و تعیین بهترین توالی آن ها برای ارسال به خط نورد گرم می باشد. از آن جایی که مسئله ی زمان بندی بر مبنای بررسی تمام جایگشت های ممکن انتخاب تختال ها است، پیچیدگی فضای مسئله بسیار زیاد است. از این رو حل مسئله ی بهینه سازی آن با پیچیدگی های زیادی همراه است. مسئله بر اساس شرایط تولید در بزرگ ترین تولید کننده ی محصولات فولادی تخت در ایران، یعنی مجتمع فولاد مبارکه طراحی شده است. در این تحقیق برخلاف تحقیقات قبلی که در حوزه ی زمان بندی نورد گرم انجام شده است، ملاحظات مکانیکی حاکم بر فرآیند هم در نظر گرفته شده است. بدین منظور پارامتر سایش به عنوان عامل اصلی پایان یافتن هر برنامه در مسئله ی بهینه سازی لحاظ شده است. فرمول بندی ریاضی مسئله با استفاده از داده های عملی خط در نرم افزار متلب به چهار روش مختلف صورت گرفته است. این چهار روش عبارت اند از: فرمول بندی با استفاده از ایده ی مسئله ی پایه ی فروشنده دوره گرد وسه کد پویا که توسط محقق نوشته شده است. برای حل مسئله ی بهینه سازی از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. روند حل روش اول بر مبنای استفاده از متغیرهای صفر و یک، بوده است. در روش دوم متغیرها به صورت اعداد صحیح تعریف شده است. در روش سوم تختال ها به دسته بندی های کوچک تری تبدیل شده و مورد بررسی قرار گرفته است. در روش چهارم تمام جایگشت های ممکن با استفاده از تکنیک های ممکن مورد بررسی قرار گرفته است. در حین حل مسائل بهینه سازی تکنیک های مختلفی به کار گرفته شده است. به عنوان مثال نسبت کاهش زمان حل مسئله و قیود مسئله با استفاده از تابع جریمه در تابع هدف لحاظ گردیده است. در مسئله ی بهینه-سازی یک بار، افزایش طول برنامه و یک بار کاهش تاج سایشی به عنوان تابع هدف مورد استفاده قرار گرفته است همچنین کاهش پرش عرضی و ضحامتی به عنوان قید در نظر گرفته شده است. در پایان، صحت و کارایی برنامه ارائه شده در قیاس با برنامه ی در حال استفاده در مجتمع فولاد مبارکه مقایسه گردید. نتیجه ی این مقایسه نشان داد که مدل ایجاد شده نسبت به مدل قبلی باعث کاهش سایش و در نتیجه کاهش هزینه و افزایش راندمان تولید می شود.