شماره مدرك
20984
شماره راهنما
18018
پديد آورنده
قضااوي خوراسگاني، زينب
عنوان
برنامهريزي توليد فولاد سبز در مجتمع فولاد مباركه اصفهان
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
لجستيك و زنجيره تامين
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
هشت، 132ص.
توصيفگر ها
برنامهريزي توليد , فولاد سبز , يادگيري تقويتي , تعيين مقدار و توالي , انرژي وابسته به زمان , تركيب مواد اوليه
تاريخ ورود اطلاعات
1405/02/05
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي صنابع
دانشكده
مهندسي صنايع و سيستم ها
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/02/07
كد ايرانداك
23214753
چكيده فارسي
صنعت فولاد بهعنوان يكي از صنايع مادر و انرژيبر، سهم قابلتوجهي در انتشار گازهاي گلخانهاي و مصرف منابع دارد؛ ازاينرو گذار به سمت فولاد سبز يك ضرورت راهبردي است. بااينحال، دستيابي به فولاد سبز تنها محدود به تغيير فناوريهاي بنيادين نيست، بلكه بهينهسازي بهرهبرداري از خطوط موجود نيز نقشي حياتي ايفا ميكند. اين پژوهش با تمركز بر لايه برنامهريزي و كنترل توليد، به ارائه راهكارهايي براي كاهش اثرات زيستمحيطي بدون نياز به تغييرات پرهزينه تكنولوژيكي پرداخته است. دامنه اين پژوهش شامل بهينهسازي تركيب مواد اوليه و مديريت شارژ قراضه، مديريت مصرف انرژي وابسته به زمان و كاهش ضايعات در زنجيره توليد است و مباحثي نظير تغيير فرآيندهاي شيميايي يا فناوريها در محدوده اين مطالعه قرار نميگيرند.
در اين راستا، يك مدل برنامهريزي توليد يكپارچه براي خطوط متوالي فولادسازي، ريختهگري پيوسته و نورد گرم در مجتمع فولاد مباركه اصفهان توسعه يافته است. اين مدل با هدف بهينهسازي همزمان عملكرد اقتصادي و زيستمحيطي، محدوديتهاي عملياتي، توالي توليد، و گلوگاههاي خطوط را در كنار محدوديتهاي سبز لحاظ ميكند. نوآوري اصلي اين پژوهش، طراحي و پيادهسازي يك چارچوب حل مبتني بر يادگيري تقويتي براي غلبه بر پيچيدگي محاسباتي اين مسئله در ابعاد واقعي است. در اين رويكرد، مسئله بهصورت يك فرايند تصميمگيري ماركوف مدلسازي شده و عامل هوشمند ياد ميگيرد تا با اتخاذ تصميمات بهينه در تخصيص مواد و زمانبندي ماشينآلات، تعادلي ميان هزينههاي توليد و شاخصهاي سبز برقرار كند.
عملكرد رويكرد پيشنهادي با الگوريتم فراابتكاري ALNS و همچنين دادههاي واقعي برنامه توليد فعلي مجتمع فولاد مباركه مقايسه شد. نتايج نشان ميدهد كه روش يادگيري تقويتي علاوه بر كيفيت جواب مناسب و زمان حل قابلقبول در ابعاد صنعتي، پتانسيل بالايي در بهبود شاخصهاي پايداري دارد. اجراي اين مدل در مقايسه با شرايط فعلي، منجر به افزايش بهرهوري انرژي، كاهش انتشار آلايندهها از طريق بهينهسازي تركيب شارژ فلزي و مديريت هوشمند زمانبندي توليد شده است.
چكيده انگليسي
The steel industry, recognized as a foundational and energy-intensive sector, contributes significantly to global greenhouse gas emissions and resource depletion. Consequently, the transition toward Green Steel has become a strategic necessity. However, achieving green steel is not solely dependent on fundamental technological shifts; optimizing existing operational lines also plays a pivotal role. This study focuses on the Production Planning and Control layer to propose solutions for mitigating environmental impacts without requiring costly technological overhauls. The scope of this research encompasses the optimization of raw material mix, scrap charge management, time-dependent energy consumption, and waste reduction across the production chain, excluding changes to chemical processes or fundamental technologies. To this end, an integrated production planning model was developed for the sequential lines of Steelmaking, Continuous Casting, and Hot Rolling at the Mobarakeh Steel Company. This model aims to simultaneously optimize economic and environmental performance by incorporating operational constraints, production sequencing, and line bottlenecks alongside green constraints. The primary innovation of this research lies in the design and implementation of a solution framework based on Reinforcement Learning to address the computational complexity of this problem at a real-world scale. In this approach, the problem is modeled as a Markov Decision Process, where an intelligent agent learns to balance production costs and sustainability indicators by making optimal decisions regarding material allocation and machine scheduling. The performance of the proposed approach was evaluated against the Adaptive Large Neighborhood Search metaheuristic and actual data from MSCʹs current production schedule. The results demonstrate that the Reinforcement Learning method not only provides high-quality solutions with acceptable computation times for industrial scales but also exhibits significant potential for improving sustainability metrics. Compared to current conditions, the implementation of this model resulted in enhanced energy efficiency and reduced pollutant emissions through the optimization of the metallic charge mix and intelligent production scheduling.
استاد راهنما
مهدي بيجاري
استاد داور
محسن شهرياري , مهدي ايران پور