Главная
Новости
Ремонт
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Воздухоопорные сооружения
Грунтовые основания




22.04.2019


22.04.2019


21.04.2019


21.04.2019


19.04.2019


17.04.2019


09.04.2019


09.04.2019


03.04.2019


03.04.2019





Яндекс.Метрика

Контакты | Карта сайта
         » » Оптимизация использования местных материалов

Оптимизация использования местных материалов

30.07.2014

Объективная необходимость расширения масштабов применения местных материалов требует учета возможности как полной, так и частичной взаимозаменяемости разных местных материалов, а также различных направлений их использования, что создает большое количество вариантов. Это усложняет задачу оптимизации использования местных материалов, и она может быть разрешена лишь с применением экономико-математических моделей и ЭВМ.
Экономико-математическое решение задачи рационального производства и применения местных материалов позволяет достаточно широко отразить реальные экономические условия и факторы, влияющие на формирование оптимального плана использования этих материалов. В ограничениях модели можно отразить многочисленные условия, определяющие объем и структуру потребностей производимой продукции, реальные величины различных ресурсов, возможность размещения перерабатывающих установок местных материалов в различных пунктах, пути развития каждого из этих предприятий с учетом их размеров, технического уровня, организации труда, способов транспортирования сырья и готовой продукции, учет различного вида затрат и т. д.
Местные материалы для экономической оценки их применения можно разделить на две группы: 1) материалы, которые без промежуточной обработки или обогащения могут быть использованы на дорожно-строительных объектах; 2) материалы, использование которых на дорожно-строительных объектах возможно лишь после их обогащения или переработки.
Экономическая постановка задачи оптимизации применения местных дорожно-строительных материалов формулируется следующим образом. В определенном экономическом районе известны объекты дорожного строительства и их потребность во взаимозаменяемых материалах; расположение действующих предприятий промышленности строительных материалов и объемы материалов, поставляемые каждым предприятием; расположение источников местных материалов 1-й группы, применяемых без обогащения или переработки, и возможные объемы поставки этих материалов дорожно-строительным организациям; пункты возможного размещения предприятий по переработке местных материалов 2-й группы; затраты на производство каждого из взаимозаменяемых привозных и местных материалов; затраты на перевозку и укладку каждого из взаимозаменяемых материалов во всех пунктах потребления.
Требуется определить, какой из материалов, из каких пунктов и в каком объеме должен применять каждый потребитель, чтобы сумма затрат на производство, перевозку и применение материалов у потребителей при полном удовлетворении заданной потребности была минимальной; в каких, пунктах, какой мощности следует строить установки по переработке или обогащению местных материалов 2-й группы в случае необходимости их использования; с какого предприятия промышленности доставлять традиционные материалы, необходимые для обогащения местных материалов 2-й группы.
Традиционные (привозные) и местные материалы, являясь взаимозаменяемыми для рассматриваемых объектов дорожного строительства, характеризуются различным расходом на единицу равнопрочной конструкции дорожной одежды. Поэтому они приводятся к одному из видов традиционных материалов с помощью коэффициентов взаимозаменяемости, которые определяются отношением удельного расхода соответствующего местного материала (на 1 км дороги или ее конструктивного элемента, например, основания) к эквивалентному расходу заменяемого- материала, принятого за эталон.
В общем случае при оптимизации производства и применения местных материалов между элементами рассматриваемой системы возможны три вида производственно-транспортных связей (рис. 39): 1) сырье-переработка (обогащение)—потребление; 2) готовый продукт — потребление; 3) сырье — потребление.
Оптимизация использования местных материалов

В качестве источников сырья выступают предприятия по производству традиционных материалов, предприятия местных материалов 2-й группы. В качестве источников готового продукта — предприятия по производству традиционных материалов; предприятия но производству местных материалов 1-й группы; установки по переработке или обогащению местных материалов 2-й группы. В качестве потребителей выступают дорожно-строительные объекты.
Переработку или обогащение местных материалов 2-й группы можно проводить в специальных установках или смешением их с традиционными материалами на объекте. Места размещения установок для обогащения или переработки местных материалов 2-й группы определяются пунктами производства или добычи этих материалов; районами наибольшей концентрации дорожно-строительных объектов; пунктами пересечения большого числа маршрутов перевозки материалов от возможных поставщиков к объектам-потребителям; районами наибольшей дефицитности традиционных дорожно-строительных материалов.
Способ обогащения местных материалов смешением на месте совместно с традиционными можно рассматривать как условную установку на объекте, у которой затраты на транспортирование готовой продукции равны нулю, а максимальная мощность не превышает общей потребности объекта в материалах. Для математической формулировки этой задачи введем следующие обозначения:
i — индекс поставщиков строительных материалов для нужд дорожного строительства (i=1, 2, ..., m).
В зависимости от природы и свойств, направления использования этих строительных материалов различны, поэтому все множество индексов поставщиков (I) можно разбить на три непересекающиеся подмножества (I1, I2, I3);
I1 — множество индексов поставщиков традиционных строительных материалов;
I2 — множество индексов поставщиков местных материалов 1-й группы;
I3 — множество индексов поставщиков местных материалов 2-й группы;
l — индекс предприятий по переработке местных материалов 2-й группы (l=1, 2, 3, ..., р). По признаку различия технологии переработки (обогащения) все множество L можно разбить на два подмножества (L1, L2):
L1 — множество индексов специальных предприятий (установок) но обогащению;
L2 — множество индексов условных предприятий;
j — индекс объектов дорожного строительства (j = 1, 2, 3, ..., n).
Параметры модели:
Qi — объем строительных материалов, выделяемые i-м предприятием на нужды дорожного строительства, (i∈I1UI22), для i∈I3-Q практически неограничен;
Art — годовая производительность l-го перерабатывающего предприятия при l-м варианте его развития (l∈L1, r=1, 2, ..., R1);
At — максимально возможная производительность l-го условного предприятия;
λil — нормы расхода i-x материалов па обогащение (переработку) на l-м предприятии;
Bj — потребность в материалах на l-м объекте (в приведенных единицах),
qi — затраты на производство 1 т строительных материалов на i-м предприятии;
Исходя из принятых обозначений задача размещения предприятии по производству и переработке местных материалов записывается в следующем виде: определить не отрицательные Gil(i∈I1UI3);
Оптимизация использования местных материалов

при следующих условиях:
- объемы поставок строительных материалов на первом этапе рассматриваемой системы, не должны превышать лимита, выделенного на нужды дорожного строительства
Оптимизация использования местных материалов

- объем поставок с каждого перерабатывающего предприятия на объекты дорожного строительства не должен превышать его производительности по выбранному варианту развития
Оптимизация использования местных материалов

Аналогично для условных предприятии — объем материала, приготовленного методом смешения на объекте, не должен превышать максимально возможной производительности этого условного предприятия, равной общей потребности объекта в материалах
Оптимизация использования местных материалов

Расход материалов для переработки в зависимости от выбранного варианта развития l∈L1 предприятия должен быть равен объему их поставок oт i∈I1 поставщиков
Оптимизация использования местных материалов

То же, для условных предприятий
Оптимизация использования местных материалов

Потребность каждого объекта дорожного строительства в материалах должна быть полностью удовлетворена:
Оптимизация использования местных материалов

условие целочисленности:
Оптимизация использования местных материалов

При этом целевая функция выглядит следующим образом:
Оптимизация использования местных материалов

Целевая функция при решении поставленной задачи складывается из трех групп затрат:
- приведенные затраты на производство, транспортирование и укладку на объектах дорожного строительства традиционных и местных дорожно-строительных материалов 1-й группы;
- приведенные затраты на производство и транспортирование традиционных и местных материалов 2-й группы на перерабатывающие предприятия;
- приведенные затраты на производство и транспортирование переработанных материалов к объектам-потребителям.
Изложенная экономико-математическая модель решения задачи по оптимизации производства и потребления местных материалов относится к классу задач линейного программирования и имеет следующие специфические особенности, отличающие ее от распространенных производственно-транспортных моделей:
1) пункты производства традиционных материалов выступают как пункты поставки готового продукта и как пункты поставки сырья для перерабатывающих предприятий;
2) переработка местных материалов 2-й группы осуществляется на специальных перерабатывающих предприятиях и смешением непосредственно на объекте потребления, поэтому объекты потребления в данной задаче рассматриваются как потребители и как условные предприятия, обеспечивающие совместное применение местных материалов 2-й группы и традиционных. Условные предприятия отличаются от специальных тем, что используются только на этом объекте, и не требуется целочисленность их производительности, так как допускается сооружение объекта и применение других строительных материалов;
3) в задаче сочетаются двух- и трехэтапные связи.
С учетом перечисленных особенностей решение задачи по данной экономико-математической модели может быть осуществлено с помощью алгоритма, реализующего идею метода «фиктивной диагонали» в сочетании с методом «коэффициентов интенсивности».