Адаптация модели MILP к функционированию сложной горнодобывающей системы

Исходя из того, что локальное планирование обычно приводит к субоптимальным решениям, данная работа направлена на решение интегрированной задачи производства, состоящей из хранения и распределения и цепей поставок в рамках сложной горнодобывающей системы. Рассматриваемая нами задача объединяет вопросы определения размера партии и распределения в многоуровневой, многопродуктовой, многопериодной производственной сети. Для её решения мы предлагаем модель MILP (смешанная целочисленная линейная программа), учитывающую локальные ограничения различных подсистем, а также глобальные ограничения, которые выражают взаимодействие между подсистемами. Эта модель предполагает план производства, хранения и транспортировки, который удовлетворяет известный спрос и при этом минимизирует общие затраты на производство, хранение и распределение. Преимущество решений, найденных в рамках данного подхода, состоит в том, что они учитывают общую согласованность решений в системе, а также распространение ограничений в различных звеньях цепи. Оригинальность работы заключается в рассмотрении многоуровневой задачи определения размера партии, объединённой с задачей железнодорожных перевозок. Модель протестирована и проверена на реальном примере горнодобывающей промышленности, предложено комплексное решение для одновременного планирования производства, хранения и распределения ресурсов в сфере горнодобывающей промышленности.

Латышев Р. Н. Адаптация модели MILP к функционированию сложной горнодобывающей системы // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2024. — № 11-1. — С. 143—156. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_111_0_143.

Латышев Роман Николаевич — ассистент, младший научный сотрудник каф. Электротехнических комплексов, Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия, 630073, e-mail: latyshev@corp.nstu.ru, ORCID ID: 0000−0002−3920−8728.

1. Куприянов В. В., Бондаренко И. С. Обеспечение безопасности железнодорожных перевозок промышленных грузов на горнодобывающих предприятиях // Безопасность труда в промышленности. — 2021. — № 4. — С. 56–62. DOI: 10.24000/0409−2961−2021−4-56−62.

2. Раздымаха П. М., Шаферов В. И., Куйдин А. В. Тенденции современного развития горнодобывающей промышленности России // Актуальные вопросы устойчивого развития современного общества и экономики. — 2023. — № 2. — С. 271–273.

3. Комилов Т. О., Якибов Г. Г. Повышение эффективности эксплуатационных показателей железнодорожного транспорта // Евразийский журнал математической теории и компьютерных наук. — 2022. — № 2 (9). — С. 8–15. DOI: https://doi.org/10.5281/ zenodo.5584563.

4. Исаходжаев Х. С., Норбутаев У. М., Азизова Г. С., & Расулева Н. М. Экспериментальное исследование испарительной воздухоохладитель из полимерных волокон // Сборник статей LXI Международной научно-практической конференции «WORLD SCIENCE: PROBLEMS AND INNOVATIONS», 30 января 2022 г. — Пенза, 2022. — С. 51–53.

5. Shishkin P. V., Efremenkov E. A., Qi M. Development of a Mathematical Model of Operation Reliability of Mine Hoisting Plants. Mathematics. 2024, 12, 1843. DOI: 10.3390/ math12121843.

6. Захарова, Е. Д. Применение инновационных технологий в туристско-экскурсионной деятельности в городе Санкт-Петербург / Е. Д. Захарова // Вестник молодых ученых Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. — 2016. — № 2. — С. 305−310. — EDN ZVFDNH.

7. Kawalec W., Król R., Suchorab N. Regenerative Belt Conveyor versus Haul TruckBased Transport: Polish Open-Pit Mines Facing Sustainable Development Challenges // Sustainability. 2020, no. 12, p. 9215. DOI: https://doi.org/10.3390/su12219215.

8. Wheatley Greg, Rubel Robiul Islam. Analysis of conveyor drive power requirements in the mining industry // Acta Logistica. 2021, no. 8 (1), pp. 37–43. DOI: https://doi. org/10.22306/al.v8i1.200.

9. Zhironkin S., Szurgacz D. Mining Technologies Innovative Development: Economic and Sustainable Outlook // Energies. 2021, vol. 14, p. 8590. DOI: https://doi.org/10.3390/ en14248590.

10. Diaz K., Kammoun M. A., Hajej Z., Sefiani N., & Milazzo M. F. Joint production, transportation, and maintenance in downstream fuel supply chain. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part O // Journal of Risk and Reliability. 2024. DOI: 10.1177/1748006x241229518.

11. Hilali H., Hovelaque V., & Giard V. Integrated planning and scheduling of a multi-site mining supply chain with blending, alternative routings and co-production // International Journal of Production Research. 2022, vol. 61(28), pp. 1–20. DOI: 10.1080/00207543.2022.2049909.

12. Kalauz K., Frits M., & Bertok B. Algorithmic model generation for multi-site multiperiod planning of clean processes by P-graphs // Journal of Cleaner Production. 2024, vol. 434, 140192. DOI: 10.1016/j.jclepro.2023.140192.

13. Karimi-Zare A., Shakouri G. H., Kazemi A., & Kim E.-S. Aggregate production planning and energy supply management in steel industry with an onsite energy generation system: A multi-objective robust optimization model // International Journal of Production Economics. 2024, vol. 269, 109149. DOI: 10.1016/j.ijpe.2024.109149.

14. Li M., Ming P., Huo R., Mu H., & Zhang C. Optimizing design and performance assessment of a sustainability hydrogen supply chain network: A multi-period model for China // Sustainable Cities and Society. 2023, vol. 92, 104444. DOI: 10.1016/j. scs.2023.104444.

15. Pérez-Perales D., Boza A., Alarcón F., & Gómez-Gasquet P. Mathematical programming-based methodology for the evaluation of supply chain collaborative planning scenarios // Annals of Operations Research. 2024, vol. 337, pp. 261–312. DOI: 10.1007/ s10479−024−05917−6.

16. Rakiz A., Absi N., & Fenies P. Comparing approaches for a multi-level planning problem in a mining industry // International Journal of Production Economics. 2023, vol. 265, 108999. DOI: 10.1016/j.ijpe.2023.108999.

17. Riera J. A., Lima R. M., & Knio O. M. A review of hydrogen production and supply chain modeling and optimization // International Journal of Hydrogen Energy. 2023, vol. 48(37), pp. 13731–13755. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2022.12.242.

18. Wu L., Zhu Z., Feng Y., & Tan W. Economic analysis of hydrogen refueling station considering different operation modes // International Journal of Hydrogen Energy. 2024, vol. 52, pp. 1577–1591. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2023.09.164.

19. Yusuf N., & Al-Ansari T. Current and future role of natural gas supply chains in the transition to a low-carbon hydrogen economy: A comprehensive review on integrated natural gas supply chain optimisation models // Energies. 2023, vol. 16(22), 7672. DOI: 10.3390/ en16227672.

20. Zaalouk A., Moon S., & Han S. Operations planning and scheduling in off-site construction supply chain management: Scope definition and future directions // Automation in Construction. 2023, vol. 153, 104952. DOI: 10.1016/j.autcon.2023.104952.