تعیین مسیر و زمان‌بندی بهینه همزمان اعزام پمپ و کامیون‌های حمل بتن آماده با استفاده از مدل‌سازی برنامه‌ریزی ریاضی

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: تعیین مسیر و زمان‌بندی بهینه همزمان اعزام پمپ و کامیون‌های حمل بتن آماده با استفاده از مدل‌سازی برنامه‌ریزی ریاضی

ارائه دهنده: Provider: حسناسادات موسوی‌نسب - مهندسی عمران

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر محسن بابائی

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر سیدمهدی حسینیان، دکتر جواد طاهری‌نژاد

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: ساعت 16 - 1404/7/26

مکان ارائه: Place of presentation: کلاس 61

چکیده: Abstract: با رشد روزافزون پروژه‌های عمرانی در مقیاس‌های مختلف، نیاز به بهره‌گیری از سیستم‌های برنامه‌ریزی دقیق و بهینه در فرآیند حمل و پمپاژ بتن آماده بیش از پیش احساس می‌شود. فرآیند تحویل بتن آماده، با توجه به محدودیت‌های زمانی، فنی و عملیاتی، نقش بسزایی در موفقیت یا شکست عملیات بتن‌ریزی در پروژه‌های ساختمانی ایفا می‌کند. این پژوهش به منظور پاسخ به چالش‌های موجود در این زمینه، به طراحی و توسعه یک مدل ریاضی جامع برای زمان‌بندی و مسیریابی هم‌زمان اعزام کامیون‌ها و پمپ‌های بتن آماده پرداخته است. مدلی که ضمن لحاظ کردن محدودیت‌های عملیاتی، زمانی، ظرفیت ماشین‌آلات، هزینه‌ها و الزامات کیفیت بتن، بتواند تصمیم‌گیری را برای مدیران پروژه تسهیل نموده و بهره‌وری منابع را به حداکثر برساند. در این راستا، مدل پیشنهادی با توسعه‌ی یک مدل پایه و افزودن متغیرها و قیود مربوط به پمپ‌های بتن و روابط تعاملی آن با کامیون‌های حمل، طراحی شده است. این مدل در قالب یک برنامه‌ریزی خطی عدد صحیح مختلط (MILP) در محیط نرم‌افزار GAMS پیاده‌سازی شده و با استفاده از حل‌گر CPLEX، بر روی داده‌های واقعی پروژه‌های بتن‌ریزی شهری در کارخانه «عمران بتن اکباتان» همدان آزموده شد. از مهم‌ترین نوآوری‌های این پژوهش، می‌توان به لحاظ کردن زمان‌بندی مستقل پمپ‌ها، توالی فعالیت منابع، جلوگیری از درز سرد، تخصیص بهینه منابع در بازه‌های زمانی محدود و مدلسازی هم‌زمان منابع چندگانه اشاره کرد. نتایج عددی مدل نشان داد که مدل پیشنهادی، در مقایسه با روش‌های تجربی رایج، می‌تواند کاهش ۲۳ درصدی در تعداد پمپ‌ها و ۱۳ درصدی در تعداد کامیون‌ها را بدون افت کیفیت عملیات، محقق کند. همچنین، در سناریوهای آزمایشی متنوع و تحلیل حساسیت، مدل می‌تواند پایداری ساختاری و انعطاف‌پذیری تصمیم‌گیری بالایی از خود نشان دهد. به‌عنوان مثال، در پروژه‌هایی با تغییر ضرایب هزینه یا محدودیت‌های زمانی متفاوت، الگوی تخصیص منابع به‌صورت هوشمندانه تغییر یافت و تعادل در بار کاری منابع بهبود پیدا کرد. این مدل همچنین قادر است به‌رغم افزایش پیچیدگی در فرمول‌بندی، در زمان حل معقول (زیر 1000 ثانیه) حل شود. علاوه بر دستاوردهای علمی، مدل پیشنهادی از منظر عملیاتی نیز واجد ارزش فراوانی است. امکان کاهش مصرف منابع، افزایش هماهنگی عملیاتی بین تجهیزات، کاهش زمان انتظار، تسهیل مدیریت پروژه‌های چندایستگاهی و افزایش رضایت مشتری از جمله مزایای عملیاتی این مدل است. همچنین، تحلیل‌های تکمیلی نشان دادند که مدل پیشنهادی، نه‌تنها در مقیاس‌های کوچک، بلکه در پروژه‌های بزرگ‌مقیاس شهری نیز قابلیت پیاده‌سازی دارد و می‌تواند به‌عنوان ابزاری تصمیم‌یار در دست مدیران پروژه و کارخانه‌های تولید بتن به کار گرفته شود. از سوی دیگر، مدل قابلیت انطباق با شرایط پروژه‌های مختلف از جمله تغییر در ساعات کاری، ظرفیت تجهیزات یا هزینه‌ها را دارد. به‌طور کلی، پژوهش حاضر با تلفیق دقیق بین مفاهیم تصمیم‌گیری ریاضی، داده‌های واقعی پروژه، محدودیت‌های اجرایی و روابط عملیاتی بین منابع، گامی مؤثر در به‌کارگیری بهینه‌سازی در صنعت ساخت برداشته است. نتایج به‌دست‌آمده، علاوه‌بر ارائه یک ابزار علمی-کاربردی قابل اتکا، می‌تواند به کاهش هزینه‌های حمل‌ونقل، افزایش بهره‌وری منابع، بهبود زمان‌بندی پروژه‌ها و ارتقاء سطح خدمات در صنعت بتن آماده کمک نماید. این مدل همچنین قابلیت توسعه در پژوهش‌های آتی شامل محیط‌های چندکارخانه‌ای، زمان سفر وابسته به ترافیک و لحاظ شاخص‌های مستقیم رضایت مشتری را دارد و می‌تواند مبنای توسعه مدل‌های پیشرفته‌تر در حوزه مدیریت ساخت قرار گیرد. در نهایت، این پژوهش تلاشی است در جهت پر کردن شکاف میان نظریه‌های مدل‌سازی و پیچیدگی‌های دنیای واقعی؛ تلاشی که نشان می‌دهد ابزارهای ریاضی، اگر به‌درستی با داده‌های واقعی تلفیق شوند، می‌توانند نقش مؤثری در تصمیم‌سازی‌های عملیاتی ایفا کنند.

فایل: ّFile: دانلود فایل