بخشی از مقاله
چکیده
معدن چغارت یکی از معادن بزرگ سنگآهن کشور میباشد که به دلیل فرسودگی ناوگان حمل در این معدن طبق برنامهریزي سال 83، بارگیري و حمل 68 درصد از تولید معدن به بخش خصوصی واگذار شده است. در این تحقیق با استفاده از تکنیک شبیهسازي و بهرهگیري از نرمافزار ARENA عملکرد سیستم حمل و نقل معدن چغارت مورد مطالعه قرار گرفته است. نرمافزار ARENA نرمافزار شبیهسازي توانمندي است که شیءگرا بوده و مدلسازي در آن به صورت فرآیندگرا انجام میشود. در این تحقیق پس از مدلسازي سیستم موجود در معدن و تعیین عملکرد سیستم، با توسعه مدل پتانسیل افزایش تولید با ماشینآلات بارگیري فعال موجود در معدن و هزینههاي واحد تولید مورد بررسی قرار گرفت. همچنین با تغییر پارامترهاي مدل و منطبق کردن آن با وضعیتهاي مختلف پیشنهادي جدید براي معدن از قبیل: جایگزینی کامیونهاي با ظرفیت مختلف و بهکارگیري ترکیبهاي مختلف شاول- کامیون با فرض گسترش فعالیتهاي معدنی به افقهاي پایینتر، تعداد بهینه کامیون در هر مورد تعیین شد. همچنین با به کارگیري مکانیزمی به منظور گسیل کامیونها به روش دیسپچینگ در مدلهاي فوق، تاثیر کاربرد روش بهینه گسیل کامیون بر تولید و هزینههاي تولید بررسی شد.
واژگان کلیدي: شبیهسازي، حمل و نقل، مدلسازي، شیءگرا، فرآیندگرا، دیسپچینگ.
مقدمه
عمومیترین روشهاي انتخاب بهینه ماشینآلات به سه دسته: روشهاي کلاسیک، روشهاي تحقیق در عملیات و روشهاي هوش مصنوعی تقسیم میشوند.هرکدام از روشهاي فوق خود ممکن است شامل چند الگوریتم باشد. مثلاً در روشهاي تحقیق در عملیات میتوان به برنامهریزي خطی و عدد صحیح، شبیهسازي و تئوري صف و در روشهاي هوش مصنوعی به سیستم تصمیمگیري خبره و الگوریتم ژنتیک اشاره نمود.[1] از بین روشهاي فوق شبیهسازي به عنوان تکنیکی نسبتاً جدید و کارآمد در حل مسائل سیستمی، به دلیل دارا بودن یک سري ویژگیهاي خاص نسبت به سایر روشها از جذابیت بیشتري برخوردار است. شبیهسازي، جایگزینکردن مدلی کامپیوتري به جاي سیستم واقعی یا سیستم پیشنهادي به منظور برآورد عملکرد سیستم تحت مجموعه شرایط مختلف میباشد.[2]
در این تحقیق با شبیهسازي سیستم حمل ونقل معدن سنگآهن چغارت، چهار سناریو مختلف از سیستم حمل و نقل مورد بررسی قرار گرفته است.معدن چغارت یکی از معادن بزرگ آهن در ایران میباشد که در حوالی شهر بافق از توابع استان یزد قرار گرفته است. در حال حاضر در این معدن به دلیل فرسودگی ناوگان حمل، جابهجایی حدود 68 درصد از تولید به بخش خصوصی واگذار شده است.در انجام این تحقیق از نرمافزار شبیهسازي ARENA استفاده شده است. نرمافزار ARENA یک سیستم شبیهسازي شیءگرا میباشد که توسط کمپانی نرمافزاري Rockwell و بر اساس نرمافزارهاي شبیهسازي– پویانمایی SIMAN / Cinema ساخته شده است.[2]
در سناریوي اول با مدلسازي از سیستم فعلی معدن میزان تولید و هزینههاي واحد تولید مشخص شد. پس از مقایسه نتیجه حاصل از اجراي مدل با وضعیت موجود در معدن درستی و اعتبار مدل مورد تایید قرار گرفت. سپس با توسعه مدل میزان افزایش تولید ممکن با ماشینآلات بارگیري فعال موجود در کارگاه و هزینههاي تولید بررسی گردید. در سناریوي دوم باپیشنهاد کامیونهاي 85 تنی براي معدن میزان تولید و هزینههاي واحد تولید با بارکنندههاي فعال فعلی مورد مطالعه قرار گرفت. در سناریوهاي بعدي با پیشنهاد ترکیبهاي مختلف شاول- کامیون براي معدن و تغییر پارامترهاي مدل و منطبق کردن آن با وضعیت معدن با گسترش فعالیتهاي معدنکاري به افق 950، مدل ایجاد شده اجرا و نتایج حاصله بررسی شد.
در هر یک از مدلهاي سناریوهاي فوق با به کارگیري مکانیزمی به منظور گسیل کامیونها به روش دیسپچینگ، تاثیر روش بهینه گسیل کامیون بر تولید و هزینه تولید نیز بررسی شد.مراحل مختلف انجام تحقیق مطابق با مراحل انجام فعالیت شبیهسازي صورت گرفته است. به طور کلی مراحل مختلف انجام یک فعالیت شبیهسازي عبارت است از: تعریف مسئله - شناسایی سیستم و تعیین هدف از انجام تحقیق - ، جمعآوري اطلاعات، مدلسازي، تعیین صحت و اعتبار مدل، اجراي مدل، تجزیه و تحلیل نتایج حاصل از اجراي مدل، مستندسازي و نصب و به کارگیري مدل.[3]
سیستم حمل و نقل معدن چغارت و ضرورت بهینهسازي آن
سیستم حمل و نقل معدن چغارت در حال حاضر به سه بخش تقسیم میشود. یکی از این بخشها در اختیار شرکت سنگآهن مرکزي میباشد. این بخش در سال 83 وظیفه بارگیري و حمل حداقل 4/5 میلیون تن سنگآهن پرعیار و کمعیار که 32 درصد از کل تولید معدن میباشد را برعهده دارد. این بخش داراي 5دستگاه شاول در کارگاه استخراج میباشد که به دلیل کم بودن تعداد کامیونهاي آماده به خدمت در معدن در هر شیفت سه دستگاه از این بارکنندهها فعال میباشند.به طور متوسط در هر شیفت 8 دستگاه کامیون 35تنی به کارگاه فرستاده میشود. کم بودن تعداد کامیونها نسبت به بارکنندهها و واگذاري قسمت اعظمی از جابهجایی مواد به بخش خصوصی سبب بالارفتن هزینههاي تولید در این معدن شده است.
مطالعات این تحقیق فقط بر روي بخش فعال سیستم حمل و نقل انجام شده است. هدف از این مطالعه: تعیین عملکرد سیستم حمل و نقل فعلی معدن، تعیین ناوگان بهینه کامیون بهمنظور دستیابی به حداکثر تولید با حداقل هزینه با بارکنندههاي فعلی و بالابردن بهرهوري بارکنندهها، پیشبینی تعداد بهینه کامیونهاي مورد نیاز معدن با ترکیب مناسب شاول- کامیون با گسترش فعالیتهاي معدنکاري به افقهاي پایینتر، با هدف افزایش تولید و کاهش هزینههاي تولید و همچنین تعیین میزان تاثیر به کارگیري روش دیسپچینگ در گسیل کامیونها در معدن چغارت میباشد.
جمعآوري اطلاعات
یکی ازمراحل مهم و اساسی درشبیهسازي سیستمها جمعآوري اطلاعات مربوط به سیستممیباشد. مهمترین اطلاعات مورد نیاز در شبیهسازي زمان انجام فعالیتها میباشد. با زمانسنجی از فعالیتهایی که در معدن انجام میشود و برازش منحنی توزیع بر دادههاي زمانی جمعآوري شده، نتایج حاصله به شرح جدول - 1 - به دست آمد. یک نمونه از منحنیهاي برازش شده بر دادههاي زمانی بارگیري شاول در شکل - 1 - نشان داده شده است. در این شکل تعداد نمونههاي جمعآوري شده، مناسبترین توزیع برازش شده بر دادهها و پارامترهاي توزیع آورده شده است. مناسبترین توزیع، توزیع نرمال با میانگین 1/53و انحراف استاندارد 0/157 می باشد - زمانها بر حسب دقیقه میباشند - .
مدلسازي سیستم حمل و نقل
در این مطالعه ابتدا دو مدل غیردیسپچینگ و دیسپچینگ از سیستم حمل و نقل ایجاد شد. سپس با تغییر پارامترهاي مدل، آن را با سناریوهاي پیشنهادي منطبق نموده و مدل ایجاد شده اجرا گردید. در این قسمت به طور خلاصه طریقه مدلسازي سیستم غیردیسپچینگ مطابق با وضعیت فعلی سیستم حمل و نقل معدن و مدلسازي دیسپچینگ به منظور بررسی تاثیر کاربرد این روش بر روي سیستم حمل و نقل
