Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: Doktorska disertacija obravnava stroškovno optimizacijo planov gradbenih projektov z omejenimi viri in alternativnimi proizvodnimi procesi z mešanim celoštevilskim nelinearnim programiranjem (MINLP). V disertaciji je predlagan nov optimizacijski model, ki vsebuje stroškovno namensko funkcijo, omejitve posplošenih časovnih povezav, omejitve trajanja in časov pričetkov aktivnosti, omejitve časovnih zamikov, omejitve načina izvedbe aktivnosti, omejitve trajanja projekta, omejitve dodeljevanja enot delovnega časa in omejitve virov. MINLP superstruktura diskretnih rešitev obsega možne čase, stroške in vire z ozirom na možne načine izvedbe projektnih aktivnosti, kakor tudi alternativne načine izvedbe proizvodnega procesa. Predlagani model omogoča vključitev širokega nabora nelinearnih izrazov in zagotavlja eksaktne rezultate za vodenje projekta v obliki strukturnih mrežnih diagramov, gantogramov, histogramov in S-krivulj. V nasprotju s klasičnimi tehnikami operativnega planiranja je z razvitim pristopom optimalna struktura projekta pridobljena kot endogena rešitev iz modela. Planerju projekta je tako omogočeno, da izvede optimizacijo proizvodnega procesa hkrati s planiranjem omejenih virov v diskretnih časovnih enotah ob minimalnih skupnih stroških. Dodatna značilnost modela je, da omogoča operativno določitev optimalnega proizvodnega procesa s pripadajočim strukturnim mrežnim diagramom ter posodobljene terminske in spremljajoče plane v primeru odpovedi ključnega vira, ki ga je med izvedbo projekta težko nadomestiti. Predlagani model med drugim omogoča tudi planiranje projekta iz normalne rešitve ob nedopustnih prirastkih potreb po virih, ki se nahajajo izven razpoložljivih kapacitet. Prednosti predlaganega modela so predstavljene v nizu primerov na realnem gradbenem projektu. Izvirni prispevek k znanosti se odraža v novi metodologiji in v predlaganem MINLP modelu, v okviru katerega je možno izvesti eksaktno stroškovno optimizacijo proizvodnega procesa (prisotnost in število aktivnosti, vključno z njihovimi medsebojnimi časovnimi odnosi, se obravnavajo kot izvedljive alternative in ne kot stalni parametri) s sočasnim planiranjem projekta z omejenimi viri, kar se izvede v enovitem postopku.
Ključne besede: planiranje projektov, optimizacija stroškov, omejeni viri, prilagodljiv proizvodni proces, mešano celoštevilsko nelinearno programiranje, MINLP
Objavljeno v DKUM: 26.04.2019; Ogledov: 2003; Prenosov: 0

Opis: Magistrsko delo obravnava optimizacijo nosilcev in stebrov iz armiranega betona, jekla in lepljenega lameliranega lesa. Za izbrane konstrukcije so bili izračunani optimalni (najnižji) materialni stroški in izbrane optimalne dimenzije prečnih prerezov ter trdnostni razredi posameznega materiala. Izračuni so bili izvedeni za različne razpone nosilcev, različne višine stebrov in različne koristne obtežbe. Rezultati so bili med seboj primerjani. Za optimizacijo, ki je bila izvedena z mešanim celoštevilskim nelinearnim programiranjem, so bili razviti in uporabljeni optimizacijski modeli omenjenih konstrukcij, zapisani v višjem algebrajskem jeziku GAMS.
Ključne besede: gradbeništvo, konstrukcije, armirani beton, jekleni profili, lepljen lameliran les, stroškovna optimizacija konstrukcij, mešano celoštevilsko nelinearno programiranje, MINLP
Objavljeno v DKUM: 29.09.2014; Ogledov: 1995; Prenosov: 315
Celotno besedilo (3,69 MB)

Opis: V doktorski disertaciji obravnavamo dve tematiki s področja sinteze procesov. Prva je sinteza toplotno integriranih vodnih omrežij. Vodna omrežja so v takšni ali drugačni obliki integralni del praktično vseh kemijskih procesov. Zaradi relativno nizkih cen vode, nezavedanja o omejenosti vodnih virov in ohlapne okoljske zakonodaje so bila pogosto deležna premajhne pozornosti. Poleg same porabe vode in problematike, ki jo prinese njeno onesnaževanje z vrsto različnih onesnaževal, je enako problematična tudi spremljajoča poraba energije. V preteklosti se je izkazalo, da so rešitve sinteznih problemov, kadar obravnavamo snovne in energijske bilance ter investicijska sredstva in obratovalne stroške hkrati, v večini primerov boljše od tistih, ki jih dobimo na osnovi sekvenčnega pristopa. Iz tega razloga predlagamo simultan pristop k reševanju problematike toplotno integriranih vodnih omrežij. Sintezni problem zapišemo na osnovi matematičnega zapisa dveh med seboj povezanih superstruktur v obliki mešano celoštevilskega nelinearnega problema (MINLP). Prva je superstruktura vodnega omrežja, kjer so procesne enote med seboj povezane s tokovnicami preko mešalnikov in razdelivcev tokov. Druga je nadgrajena stopenjska superstruktura omrežja toplotnih prenosnikov, v kateri je omogočeno mešanje procesnih tokov. Predlagani pristop omogoča sintezo toplotno integriranih vodnih omrežij, v katerih je učinkovitost izrabe vode zasnovana na izkoriščanju možnosti njene ponovne uporabe in regeneracije. Energijsko učinkovitost dosegamo z izkoriščanjem posrednega prenosa toplote (v toplotnih prenosnikih) in neposrednega prenosa toplote (mešanje procesnih tokov). Strukture toplotno integriranih vodnih omrežij, ki jih dobimo z uporabo predlaganega pristopa, so topološko enostavne in ekonomsko učinkovite. Druga tematika je globalno optimiranje omrežij toplotnih prenosnikov. Ekonomsko ugodne rešitve problema sinteze omrežij toplotnih prenosnikov zagotovimo, kadar hkrati optimiramo investicijska sredstva, ki so vezana na ploščino toplotnih prenosnikov in obratovalne stroške, ki nastanejo zaradi porabe pogonskih sredstev. To zahteva formulacijo v obliki problema MINLP, ki je zaradi prisotnih nelinearnih funkcij nekonveksen. Posledično so dobljene rešitve lokalno optimalne. Za zagotavljanje globalne optimalnosti rešitev predlagamo formulacijo modela MINLP na osnovi stopenjske superstrukture in pridružene agregirane podstrukture, ki vsebuje število toplotnih prenosnikov in je blizu teoretičnega minimuma. Stopenjska superstruktura služi zgolj kot matrica za določanje termodinamsko dopustnih toplotnih stikov. Vse nekonveksnosti so prenesene v agregirano podstrukturo, kar močno zmanjša njihovo število. Konveksifikacijo nekonveksnih izrazov izvedemo z uporabo večnivojskih odsekovnih podcenitvenih funkcij, s katerimi zamenjamo vire nekonveksnosti. Konveksni model nato uporabimo za določevanje veljavne spodnje meje originalnemu nekonveksnemu problemu. Vrzel med veljavno spodnjo mejo in zgornjo mejo zmanjšamo do zadostitve tolerančnega kriterija z uporabo v ta namen razvitega večnivojskega algoritma, s katerim rešujemo konveksni problem MINLP.
Ključne besede: sinteza procesov, toplotno integrirana vodna omrežja, globalno optimiranje, omrežje toplotnih prenosnikov, mešano celoštevilsko nelinearno programiranje.
Objavljeno v DKUM: 01.07.2010; Ogledov: 3467; Prenosov: 331
Celotno besedilo (15,93 MB)