ارائه یک مدل ریاضی یکپارچه برای بهینه‌سازی تخصیص و گسیل کامیون‌ها در معادن روباز

عملیات باربری تشکیل‌دهنده سهم قابل‌توجهی از هزینه‌های عملیاتی استخراج در یک معدن روباز است؛ بنابراین، بهینه‌سازی زمان‌بندی کار کامیون‌ها، به‌عنوان اصلی‌ترین ماشین باربری، امری ضروری و تاثیرگذار در بهره‌وری عملیات استخراج است. بهینه‌سازی زمان‌بندی عملیات باربری به‌طور سنتی، در قالب دو مسئله بهینه‌سازی تخصیص و سپس گسیل کامیون‌ها تعریف می‌شود و تاکنون مدل‌ها و روش‌های مختلفی مبتنی بر تکنیک‌های شبیه‌سازی و مدل‌سازی ریاضی چندمرحله‌ای، برای بهینه‌سازی این دو مسئله ارائه شده است. لیکن با توجه به گسترش روزافزون سیستم‌های جمع‌آوری اطلاعات، ارتقا سیستم‌های محاسباتی و ضرورت تصمیم سازی برخط، وجود یک مدل ریاضی تک‌مرحله‌ای برای حل هم‌زمان این دو مسئله در یک سیستم یکپارچه و پویا، ضروری است. در این تحقیق، یک مدل ریاضی کارگاه گردش کاری، به‌عنوان ابزاری قدرتمند برای مدل‌سازی مسائل زمان‌بندی و بهینه‌سازی تخصیص و گسیل کامیون‌های معادن روباز توسعه داده‌شده است. این مدل برای یک مطالعه موردی کوچک‌مقیاس پیاده‌سازی شده است و نتایج آن‌ موردبحث قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که این مدل ریاضی یک ابزار کارا برای بهینه‌سازی تخصیص و گسیل پویای کامیون‌ها است که می‌تواند منجر به افزایش توان تولیدی معدن ‌شود.

An Integrated Mathematical Model to Optimize Truck Assignment and Dispatching in Open Pit Mines

SummarySince a significant part of mine operating cost belongs to hauling operations, optimizing the allocation and scheduling of trucks in a dynamic system is essential and significantly affects production efficiency. So far, different models and methods have been proposed for optimizing haulage scheduling. In this paper, scheduling models have been reviewed, and a flowshop model has been developed to optimize truck dispatching systems in openpit mines. The proposed model has been implemented on a smallscale example, driven by a realworld case study, and results have been discussed. Numerical investigation demonstrates that this model is a powerful tool for optimizing truck scheduling and can result in an enhancement in the productivity of mining operations. The most crucial challenge that must be addressed in future work is the development of fast solution techniques to solve realscale instances of the developed model.  IntroductionThe hauling operation is responsible for a significant portion of the operating cost in an open pit mine operation. Therefore, as the main hauling machine, trucks’ optimum scheduling is crucial and can dramatically affect mine production productivity. Conventionally, assignment and dispatching of the trucks are defined as two main optimization problems in scheduling hauling operations. Simulation and stepwise mathematical programming have been proposed in the literature to solve these two problems. However, a dynamic and integrated optimization model is required to optimize hauling operations of the stateoftheart revolution in data collection systems, computational capacity, and the necessity of realtime decisionmaking. Therefore, this study aims to develop an integrated and singlestage optimization model to optimize truck scheduling problems. Methodology and ApproachesIn this study, the truck dispatching problem has been discussed, and a flowshop scheduling model has been suggested as the best model to be considered for modeling openpit hauling operations. In a flow shop problem, a set of jobs flow through several stages in the same machine order. The proposed flow shop model has been evaluated using an example from real case study data.  Results and ConclusionsThe results show that job scheduling models for truck optimization can optimize haulage scheduling and truck dispatching in openpit mines. Using the developed flow shop model, it is possible to incorporate different mining KPI’s such as production time, production productivity, and fuel consumption. This model can also provide a prototype tool for realtime scheduling. Future work is on track to develop fast and reliable metaheuristic solution techniques for this problem’s largescale instances.