Long-term production scheduling optimization for a polymetallic open pit mine
Polimetalik açık ocak madeninin uzun dönem üretim planlama optimizasyonu
- Tez No: 720474
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR GÖLBAŞI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Açık ocak üretim planlaması, kısa dönem ve uzun dönem üretim planlaması olarak gerçekleştirilmektedir. Kısa dönem üretim planlamaları genellikle operasyonel seviyede haftalık ve günlük olarak yapılmakta, uzun dönem üretim planları ise üç aylık veya aylık dilimlere de ayrılacak şekilde genellikle yıllık düzeyde üretilecek alanların sınırlarını belirlemektedir. Böylelikle, uzun dönem planlar kısa dönem planları için bir sınır belirlemektedir ve dikkatlice değerlendirilmeleri gereken pek çok parametreyi bünyesinde barındırmaktadır. Açık ocaklardaki üretim planlamalarının esas amacı, jeoteknik, tesis ve diğer operasyonel kısıtları dikkate alarak ve farklı periyotlardaki üretim bloğu seçimlerinin nihai faydasını en üst düzeye çıkaracak şekilde, pasa ve cevher bloklarının üretim sırasını belirlemektedir. Bu bağlamda, üretim planları genellikle iki amacı hedeflemektedir: i) toplam nihai ürün miktarını en üst düzeye çıkarmak veya ii) net bugünkü değeri en üst düzeye çıkarmak. İlk belirtilen amaç genel itibariyle, piyasa baskısından veya şirketin diğer taahhütlerinden kaynaklı olarak gerçekleştirilebilir. Ancak, maden planlama çalışmalarının büyük çoğunluğunda net bugünkü kazancı azami seviyeye çıkarmayı amaçlanmaktadır. Açık ocak maden sahalarında üretim ilerlemesi, çoğunlukla hem yatay hem de dikey düzlemde, ocak fazı adı verilen ve içten dışa doğru genişleyen ocak geometrilerinin sırasıyla üretilmesiyle gerçekleştirilmektedir. Bu nedenle, jeoteknik, tesis ve diğer operasyonel kısıtların hem her bir ocak fazı hem de nihai ocak geometrisi için sağlanıyor olması gerekmektedir. Üretim blokları üzerine alınan kararlar ve blokların üretim zamanları, tesisin hedeflenen verimi koruması için gerekli olabilecek harmanlama oranlarının dahil edildiği durumlarda daha da karmaşık hale gelebilmektedir. Bu konuda, mevcut tez çalışması açık ocak madenlerin uzun dönem üretim planlamalarını, net bugünkü kazanç değerini azami seviyeye çekecek şekilde optimize edebilen bir tam sayı programlama modeli sunmaktadır. Bu model, farklı ocak şev açılarının modele entegre edilmesine ve tesise beslenilmeden önce farklı blokların farklı cevher tipleri için harmanlama gereksinimini dikkate alacak şekilde oluşturulmuştur. Sunulan model, NEOS sunucusu üzerinde AMPL CPLEX Solver ara yüzü kullanılarak, Çinko ve Bakır cevherine sahip, maden ömrü sekiz sene olan ve toplam üretimi üç fazda gerçekleştirmesi planlanan bir açık ocak madeninin gerçek verileri kullanılarak çözülmüştür. Aynı zamanda, yaklaşık 30 derecelik nihai şev açıları ve 1-6 arası sağlanması gereken Çinko/Bakır içerik oranı da modele sunulmuştur. Model, ilgili madenin uzun dönem üretim planlaması problemini, net bugünkü kazanç 11.489.900 $'a indirgenecek şekilde optimize etmiştir. Ayrıca, optimize edilen üretim planlarının, işletme maliyeti, nihai ürün satış fiyatları ve indirgenme (iskonto) oranındaki değişimlere hassasiyeti de irdelenmiştir. Analizlerden, ürün satış fiyatının, net bugünkü kazanç değerine en fazla etki ettiği tespit edilmiş, diğer bir yandan işletme maliyeti ve indirgenme oranındaki değişimlerin, blokların üretim sıralamalarında en önemli etkiye sahip olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Open-pit production plannings are commonly performed as short-term and long-term production planning. Short-term production planning is generally conducted at the operational level on a weekly and daily basis, while long-term planning determines the production limits on an annual basis that can be divided into semiannual or quarter periods. Therefore, long-term plans set a boundary for short-term plans and require the inclusion of multiple parameters that should be evaluated attentively. The main intention of production planning in open pit mines is to determine ore and waste extraction sequences that satisfy geotechnical, processing, and other operational constraints so that the overall benefit of the block selections in different periods should be maximized. On this basis, production plans commonly aim to maximize the total amount of the final product or maximize net present value (NPV). Maximizing the final product is generally aimed in cases where market pressure or other commitments are available. The majority of long-term production plannings are carried out to maximize NPV. Production in open-pit mining areas generally advances mainly in horizontal and vertical directions with the sequential excavation of multiple pit geometry called phases (pushbacks) from the inside out and is completed with reaching the ultimate pit geometry. Therefore, geotechnical, processing, and other operational constraints should be satisfied within the limits of each production phase and the ultimate pit. Decisions on the block and its excavation period can be more challenging if the blending of materials in multiple blocks is also required to keep the plant efficiency above target levels. At this point, this study intends to present an integer programming model to optimize the long-term production scheduling of open-pit mines by maximizing the NPV value. The model was constructed in such a way that any constant pit slope value can be integrated into the model, and decisions on ore blocks are taken considering the periodic requirements of the plant and feeding material ranges that may entail blending of different blocks before the feeding stage. The model was computed in AMPL CPLEX Solver using NEOS Server for a real dataset acquired from an open-pit mine having Zn and Cu deposit, and that will produce ore for an eight-year mine life with three production phases. Besides, 30º overall pit slope was maintained in the model, and a Zn/Cu feeding requirement between one and six was considered. The integer model optimized the long-term production scheduling of the mine by maximizing the NPV to $11,489,800. Moreover, the sensitivity of the optimized production plans to the variations in operational cost, sales prices, and discount values was also evaluated. It was observed that the sales price is the most influential factor in NPV, while the changes in the discount rate and the operational cost values were detected to modify the block extraction sequence more when re-optimizing the production schedule.
Benzer Tezler
- Açık işletmelerde optimum üretim planlamasında yeni bir yöntem geliştirilmesi
A new algorithm for open pit mine production planning
MURAT ÖZKAN
Doktora
Türkçe
2015
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELAMET GÜRBÜZ ERÇELEBİ
- Tedarik zinciri yöntemi ile ileri planlama sistemleri ve bir dağıtım plânlama uygulaması
Supply chain management with advanced planning systems and a distribution planning example
ÖMER FERHAT KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. MURAT BASKAK
- Elektronik kart üretiminde çizelgeleme problemleri için süreç akışını dikkate alan bütünleşik bir yaklaşım ve uygulama
An integrated approach and application considering process flow for scheduling problems in electronic card production
ÖMER FARUK ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞEYDA SERDAR ASAN
- Mathematical models and heuristic approaches to batch processing machine scheduling problem
Parti üretim çizelgeleme problemine matematiksel modeller ve sezgisel yaklaşımlar
BAŞAR ÖĞÜN
Doktora
İngilizce
2019
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiMarmara ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİĞDEM ALABAŞ USLU
- Elektrik dağıtım sistemlerinde birey odaklı konfor öncelikli talep yönetimi için akıllı yöntem geliştirilmesi
Developing an intelligent method for the user oriented comfort based demand response studies in the electricity distribution systems
MEHMET ALİ SÖNMEZ
Doktora
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA BAĞRIYANIK