Search / Korean Journal of Chemical Engineering
HWAHAK KONGHAK,
Vol.34, No.6, 742-749, 1996
생산계획을 고려한 무배관 공정의 최적 설계
Optimal Design of Pipeless Processes with Scheduling
회분식 공정의 새로운 형태인 무배관 공정(pipeless processes)은 배관을 통해 이루어진 기존 회분식 공정의 물질 수송 방식 대신, 물질을 실은 이동성 반응 용기가 역(station)으로 불리는 공정 단위들 사이를 오가며 생산하는 방식이다. 본 연구에서는 생산계획과 공정 구성을 동시에 고려한 무배관 공정의 최적 설계 문제를 다루었다. 제시된 혼합정수선형계획(Mixed Integer Linear Programming, MILP)문제는 장치 비용, 운전비용, 제품 판매 수익 등을 고려하여 실제적인 최적 설계 결과를 내며, 비교적 적은 수의 정수 변수(integer variable)로 인해 일반적인 생산 절차를 갖는 다양한 제품을 생산하는 많은 수의 장치들로 구성된 공정으로의 적용이 쉬워졌다. 제안된 대기 과업(waiting task) 및 대기 비용(waiting cost) 개념은 대기역(waiting station)의 수를 계산해 주고, 불안정한 상태의 물질이 대기하는 일을 생산계획으로부터 제외한다. 본 연구에서 제시한 접근 방법의 효용성은 예제를 통해 검증하였다.
Instead of pipework-based material transportation in conventional batch processes, the pipeless process, a new type of conventional batch process. adopts vessel-based one, where materials are transported by movable vessels traveling among process units called stations. This paper deals with an optimal design problem of pipeless processes considering the structural aspects of the plant and the associated production schedules simultaneously. The proposed MILP(Mixed Integer Linear Programming) problem yields the optimal design solution accounting for capital costs, operating costs and revenues. And a relatively small number of integer variables in the MILP problem makes it applicable to practical processes composed of numerous units producing various products of general recipes. By the concepts of waiting task and waiting cost, the number of waiting stations required can be calculated, and waitings of materials in unstable states can be excluded from the schedule. The usefulness of the approach has been verified through an example.
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