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




19.11.2018


17.11.2018


17.11.2018


11.11.2018


11.11.2018


11.11.2018


09.11.2018


05.11.2018


02.11.2018


26.10.2018





Яндекс.Метрика
         » » 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».