بخشی از مقاله
چکیده: يكي از مهمترین مسائل در طراحی موفقیت آمیز کارخانه ها، انتخاب محل مناسب آن مي باشد. انتخاب محل مناسب یک مساله تصمیم گیری چند معیاره می باشد. مجموعه معیارها مشخص میشوند و این معیارها برای محل هاي مختلف مورد بررسی قرار می گیرند. در این مقاله به منظور انتخاب محل مناسب برای احداث کارخانه آلومينا - سیمان در استان آذربایجان شرقی از روش VIKTOR استفاده شده است. ۵ محل احتمالی احداث کارخانه مورد ارزیابی قرار گرفته است. معیارهای مورد بررسي ملاحظات حمل و نقل، تامین آب، تامین برق، تأمین سوخت و زمین مورد نیاز بوده اند. معیارهای دیگری که در تعیین محل احداث کارخانه موثرند، تاثیر یکسان برای ۵ محل احتمالی مورد نظر داشته؛ لذا مورد ارزیابی قرار نگرفته اند. در نهایت محلهای احتمالی امتیاز دهی و محل مناسب انتخاب شده است.
Abstract
One of the most important factors leading to the success of a cement plant is its location. A multi-criteria decision-making method is used to rank alternative plant locations. The set of criteria is established and corresponding criteria should be established for each case study, although this multi-aiteria decision-making approach has broader applicability. In this paper, VIKOR method with five criteria is used to develop a location evaluation for Alumina - cement plant in East Azerbaijan province of Iran. Five alternatives for the plant location are evaluated. The main aiteria are transportation consideration, water supply, power supply, fuel supply and land consideration. Other criteria have the same importance as for five alternatives. Finally, Alternatives are ranked and the best site is proposed. Keywords:Plant location, Multi-etterla dedsion making, VIKOR, Cement
مقدمة : بدون تردید سیمان یکی از کالاهاي مهم و استراتژیک کشور و جزو مهمترین مصالح ساختمانی برای ساخت و ساز بوده که در ساختمانهاي کوچک یک طبقه گرفته تا سدهای عظیم و سایر طرحهای عمرانی بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد. مزاياي نسبی تولید این کالا از جمله وجود معادن غنی که تقریبا در عمده نقاط کشور پراکندگي دارد، انرژی ارزان در دسترس، موقعیت جغرافیایی کشور و ... باعث حمایت دولت از این صنعت شده است. مصرف سیمان به موازات توسعه صنعتی و گسترش شهر نشینی رو به افزایش است. با توجه رشد روز افزون مصرف سیمان، احداث کارخانه هاي سيمان در کشور ضروری به نظر میرسد نظر به کاربردهاي وسيع نفلین سینیت در صنایع الومینیوم، شیشه، سرامیك، پلاستیک، کائوچو، کودهاي شیمیایی، رنگ سازي، کاغذ سازی لوله هاي زهکشی، لوله های تاسیساتی و..، شناسایی ذخایر نفلين سینیت برای تولید آلومینا از دیر باز مورد توجه قرار گرفته است. مطالعات مقدماتي نشان دادند که اکثر ذخایر نفلین سینیت کشور در استان آذربایجان شرقی قرار دارند و توده های نفلین سینیت کلیبر، بزگوش و رزگاه در این استان شناسايي شده اند. به منظور رفع نیازهای سیمان و نفلین سینیت کشور، طرح احداث کارخانه آلومینا- سیمان در استات آذربایجان شرقی ارائه شده است. تامین بخشی از آلومینای مورد نیاز کشور، تامین بخشی از سیمان مصرفی در آذربایجان شرقی و استانهای مجاور و تامین بخشی از کربنات هاي پتاسیم و سديم مصرفی در صنایع داخلی از جمله اثرات مثبت اقتصادی اجرای این طرح خواهد بود. در این تحقیق سعی شده است با در نظر گرفتن معیارهای مختلف، محل مناسب برای احداث این کارخانه تعيين شود.
1 - مباني انتخاب محل ساختگاه کارخانه
به طور کلي، پس از مرحله مطالعات مهندسي و طراحي و تعیین پارامترهاي زیربنائي برای تولید محصول از يك كارخانه، انتخاب محل مناسب برای احداث کارخانه و یا انتخاب محل ساختگاه مد نظر قرار می گیرد. این انتخاب خود وابسته به پارامترهائي است که بخشي مستقيما مربوط به نتایج طراحي کارخانه و بخشي نیز وابسته به فاکتورهاي محيطي و يا اقتصادي مي باشد. مهمترین این معیارها عبارتند از: فضاهاي مورد نیاز بخش هاي صنعتي و جنبي و پشتيباني، نحوه دفع پسابها و پسماندهاي صنعتي کارخانه، میزان مواد اولیه مصرفي کارخانه و محل تامین آنها، تامین زمین مناسب، بازار هاي مصرف محصولات و تولیدات کارخانه، شرايط جوي محل استقرار کارخانه، حمل و نقل مواد اولیه مصرفي و تولیدات، مقدار مصرف آب و نحوه تامین و انتقال آن، مقدار مصرف برق کارخانه و نحوه تامین و انتقال آن، مقادير مصرف سوخت کارخانه و نحوه تأمین و انتقال آنها، نحوه تهیه مصالح ساختماني کارخانه، لرزہ خیزي و وضعیت زمین از نظر گسلهاي زلزله، مراکز تامین و اسکان نيروي انساني، عوامل محيطي از قبیل اثرات اجتماعي، زيست محيطي و ....
٢- مواد خام مورد نیاز
بر اساس تکنولوژي در نظرگرفته شده جهت تولید سالانه ۲۰۰ هزار تن آلومینا، 3.4 میلیون تن سیمان و ۱۵۳ هزار تن انواع کربناتها به 28/1 میلیون تن سنگ نفلین سینیت و حدو7/3 میلیون تن سنگ آهك نیاز خواهد بود[۳]. سنگ نفلین سینیت مورد نیاز کارخانه از معدن رزگاه وسنگ آهک مورد نیاز از معادن سنگ آهك ارشتناب و اسماعیل آباد تامین خواهد شد. تولید سالانه این دو معدن سنگ آهک به ترتیب38/2و24/1 میلیون تن خواهد بود. در شکل ۱ موقعیت جغرافیایی این معادن نشان داده شده است. بوکسیت، سنگ آهن و گچ دیگر مواد خام لازم برای این کارخانه هستند. تمام این مواد به ندرت در يك نوع ماده خام وجود دارد. بنابراین براي دستيابي به ترکیب شیمیایی و رساندن مدول هاي سیمان سازي (مدول هیدرولیکي، نسبت اشباع اهك، نسبت الومین و نسبت سیلیس) به حدود قابل قبول، لازم است مخلوطي از چند نوع ماده خام با نسبت هاي اختلاط مناسب، مورد استفاده قرار گیرد. همچنین مصرف سالیانه بوکسیت، سنگ آهن و گچ به ترتیب در حدود ۱۴۳، ۶۸ و ۱۷۰ هزار تن مي باشد که باتوجه به مقدار کم آن از منطقه و استان قابل تامین خواهند بود.
۴- محل هاي احتمالي ساختگاه کارخانه
با بررسی اولیه عوامل زیر بنائي موثر در انتخاب محل احداث کارخانه از قبیل وجود زمین با وسعت و مورفولوژي مناسب براي محل کارخانه، امکان تمليك زمين و وجود مورفولوژي مناسب جهت دفع پسابها در فاصله اي مناسب از آن، امکان تأمین آب و برق، دسترسي به جاده هاي اصلي و... ، در منطقه اي بين سه معدن رزگاه، اسماعیل آباد و ارشتناب پنج محل احتمالي براي احداث کارخانه مشخص شده است که در شكل ۲ نشان داده شده است. این که در نهایت چه محلي جهت احداث کارخانه انتخاب خواهد شد، به بررسی و مقایسه معیارهاي موثر بستگي دارد.
5- معيارهاي موثر در انتخاب محل کارخانه
در انتخاب محل مناسب برای احداث کارخانه آلومینا - سیمان معیارهاي ذیل مورد توجه قرار گرفته است
-5-1حمل و نقل
همانگونه که گفته شد موادي همچون سنگ نفلین سینیت، سنگ آهک، بوکسیت، سنگ آهن و گچ مواد خام کارخانه هستند که باید به کارخانه حمل شوند و سیمان، آلومینا و کربناتها محصولات کارخانه هستند که باید به بازار عرضه شوند. بديهي است که از نظر حمل و نقل باید ضمن در نظر گرفتن فواصل، مقدار محموله اي را که قرار است حمل شود نیز باید مورد توجه قرار گیرد.
- ۵- 2تأمین آب
کارخانه آلومینا - سیمان به مقدار قابل توجهي آب (۵ میلیون متر مکعب در سال) نیاز دارد. با توجه به ۲۸۷ روز کاري در سال و سه شیفت در هر روز، در هر ثانیه به ۲۰۰ لیتر آب نیاز خواهد بود. این مقدار آب باید از طريق حفر چاههاي آب در مناطق شربیان و اوجان چاي تامين شود. مطالعات آب شناسی منطقه نشان مي دهد که چاههاي اين منطقه، ۲۵ لیتر در ثانیه آبدهي خواهند داشت. بنابراین حفر حداقل ۸ حلقه چاه جهت تامین آب کارخانه الزامي است. بر اساس اطلاعات اخذ شده از بخش مطالعات سازمان آب استان آذربایجان شرقی، تامین آب کارخانه از دشت شربیان به میزان ۳ میلیون مترمکعب در سال و ۲ میلیون متر مکعب در سال از حوالي اوجان چاي ميسر است. لذا از ۸ حلقه چاه تأمین کننده آب کارخانه، ۵ حلقه بایستی در دشت شربیان و ۳ حلقه بایستی در حوالي اوجان چاي حفر شود. آب از دهانه چاههاتا محل کارخانه با استفاده از خط لوله انتقال خواهد یافت. لذا فاصله چاهها تا هر یک از محل هاي انتخابي احداث کارخانه باید مورد توجه قرار گیرد.
- ۵- 3تأمین برق
برق مورد نیاز کارخانه آلومینا - سیمان باید از نزدیکترین پست برق منطقه (پست برق تکمه داش) تأمین شود. لذا فاصله این پست برق تا هر یک از محل هاي انتخابي احداث کارخانه باید مورد توجه قرار گیرد.
- ۵ - 4تامین گاز
مجتمع صنعتی تولید آلومینا - سیمان سالانه به ۷۰۰ میلیون مترمکعب گاز نیاز خواهد داشت که از خط سراسری گاز تامین خواهد شد. لذا فاصله خط سراسري گاز تا هر یک از محل های انتخابی احداث کارخانه باید مورد توجه قرار گیرد.
۵۵- تأمین زمین
کارخانه آلومینا - سیمان باید در زمینی به مساحت ۴۰۰ هکتار احداث شود. محل هاي احتمالي A و E از نظر کشاورزی مرغوب لذا قیمت خرید آنها زياد و سایر محل هاي احتمالی از نظر کشاورزی نامرغوب لذا قیمت خرید آنها کم خواهد بود. لذا از نظر زمین، محل های احتمالیB,C وD مساعد و محل های احتمالی A وE نامساعد خواهند بود. در جدول ۱ محل هاي احتمالي مختلف از نظر معیارهای مختلف مورد مقایسه قرار گرفته اند.
۶- روشVIKOR
yu در سال ۱۹۷۲ راه حل توافقی بر اساس نزدیکی به نقطه ایده ال را پیشنهاد کردzeleny. در سال ۱۹۸۲ استفاده از يك تابع توافقی (تابع تصمیم گیری توسط گروه متخصص برای تعیین نزدیك یا دور بودن گزینه ها نسبت به نقطه ایده آل را پیشنهاد کرد [۶]. روش VIKOR یکی از روش های حل مسائل چند معیاره می باشد. مسائلی با معیارهای نامتناسب و ناسازگار به طوری که تصمیم گیرنده نیاز دارد به راه حلی که نزديك به راه حل ایده آل باشد و تمام گزینه ها مطابق با معیارها مورد ارزیابی قرار گیرد[۲]. در شرایطی که فرد تصمیم گیرنده قادر به شناسایی و بیان برتری های يك مساله در زمان شروع و طراحی آن نیست، این روش می تواند به عنوان ابزاری موثر برای تصمیم گیری مطرح شود[۳]. این روش توسط Oprioovic وTzeng در بخش هایی نظیر مهندسی زلزله و محیط زیست مورد استفاده قرار گرفته است]۷ و ۸]. اگر در یک مساله تصمیم گیری چند معیاره m معیار وn گزينه وجود داشته باشد، به منظور انتخاب بهترین گزینه با استفاده از این روش، مراحل روش به شرح ذیل می باشد]۴[
- ۶ - 1تشکیل ماتریس تصمیم با توجه به تعداد معیارها، تعداد گزينه و ارزیابی همه گزینه ها براي معيارهاي مختلف، ماتريس تصمیم به صورت زیر تشکیل می شود
که در آن تا عملکرد گزینه j ام در رابطه با معيارة iام می باشد.
