ارائه مدل برنامه‌ریزی ریاضی عدد صحیح برای مسئله زمان‌بندی استخراج در معادن روباز تحت شرایط عدم قطعیت عیار و حل آن با استفاده از الگوریتم کرم شب‌تاب

Abstract

برنامه‌ریزی تولید بلند‌مدت در معادن روباز یک امر بسیار حیاتی در برنامه‌ریزی معدن است و توزیع جریان نقدینگی را در سراسر عمر معدن مشخص می‌کند. هدف برنامه‌ریزی، بیشینه‌کردن ارزش خالص فعلی با در نظر گرفتن همه محدودیت‌های عملیاتی از قبیل شیب، آمیختن عیارهای مختلف، تولید ماده معدنی و ظرفیت استخراج است. عدم قطعیت‌های مرتبط با داده‌های مدل، نقش به سزایی در بهینه‌سازی برنامه‌های تولید بلند‌مدت دارند. در میان عدم قطعیت‌ها، عدم قطعیت عیار، سهم عمده‌ای را ایفا می‌کند. در این مقاله مدل‌های ترکیبی به وسیله روش آزادسازی لاگرانژی (LR)، روش آزادسازی لاگرانژی تعمیم‌یافته (ALR) و الگوریتم کرم شب‌تاب (FA) برای حل مساله برنامه‌ریزی تولید بلند مدت معادن روباز با فرض قطعیت و همچنین، با در نظر گرفتن عدم قطعیت عیار ارایه شده‌اند. الگوریتم کرم شب‌تاب برای به روزرسانی ضرایب لاگرانژ مورد استفاده قرار گرفته شده است. رویکردهای جدید پیشنهاد شده با نتایج روش‌های ترکیبی حاصل از آزادسازی لاگرانژی و آزادسازی لاگرانژی تعمیم‌یافته با الگوریتم ژنتیک (GA) و روش سنتی زیرگرادیان (SG) مقایسه شده‌اند. برای حل و اعتبارسنجی مدل به دست‌آمده، معدن سنگ آهن چادرملو به عنوان مورد مطالعاتی مناسب، در نظرگرفته شده است. نتایج حاصل از مطالعه موردی نشان می‌دهد که استراتژی‌ ترکیبی ALR-FA می‌تواند راه‌حل بهینه را نسبت به روش‌های دیگر ارایه کند؛ به‌طوری‌که، در طول یک دوره زمان‌بندی دوازده ساله، میانگین ارزش خالص با استفاده از روش ترکیبی پیشنهادی 11/20 درصد بیشتر از روش سنتی موجود است. همچنین، سرعت CPU از مدل پیشنهادی، 7/4 درصد بیشتر از دیگر روش‌ها حاصل شد.

Keywords

• معادن روباز
• برنامه‌ریزی تولید بلند‌مدت
• عدم قطعیت عیار
• آزادسازی لاگرانژی
• الگوریتم کرم شب‌تاب