به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « بهینه سازی ریاضی » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »

  • زینب رشیدی*، زهرا رشیدی
    هدف

    مساله تخصیص فضای فیزیکی به نیازهای دانشگاهی یکی از مسایل بهینه سازی پیچیده است که مجموعه ای از نیازهای آموزشی و پژوهشی محدود را به مجموعه ای از منابع با رعایت مجموعه ای از محدودیت ها، توزیع می کند. با توجه به پیچیدگی این مساله، تکنیک های متعددی مبتنی بر روش های ابتکاری پیشنهاد شده است. در این مقاله، یک مدل ریاضی از نوع برنامه ریزی اعداد صحیح برای فرموله کردن این مساله ارایه می شود.

    روش شناسی پژوهش: 

    برای حل مدل از روش گرادیان کاهشی استفاده می شود و پارامترهای آن تنظیم می گردند. برای ارزیابی مدل و راه حل پیشنهادی، داده ها و امکانات یکی از دانشکده های نوپا در دانشگاه علامه طباطبایی در تهران، مورد آزمایش قرار می گیرد. تعداد 11 نیازمندی و 18 فضای فیزیکی قابل تخصیص در این دانشکده تعریف شده است، بنابراین تعداد 198 متغیر تصمیم گیری با دامنه ارزش های صفر و یک، در مدل وجود دارد. در ارزیابی، چندین سناریو ایجاد می شود و نتایج هر یک از سناریوها مورد مقایسه قرار می گیرد.

    یافته ها

    مدل و راه حل ارایه شده، یک روش عمومی است و می تواند برای سایر دانشکده ها و دانشگاه هایی که با محدویت فضا مواجه می باشند، مورد استفاده قرار گیرد.

    اصالت/ارزش افزوده علمی: 

    در این مقاله، یک مدل ریاضی برای فرموله کردن مساله تخصیص فضای فیزیکی که یکی از مسایل مهم تصمیم گیری برای سازمان ها و موسسه های آموزشی و پژوهشی است ارایه شد.

    کلید واژگان: بهینه سازی ریاضی, فضای فیزیکی, نیازهای آموزشی, نیازهای پژوهشی}
    Zeynab Rashidi *, Zahra Rashidi
    Purpose

    The problem of allocating space to academic needs is one of the complex optimization issues that distributes a limited set of educational and research needs to a set of resources with a set of constraints. Due to the complexity of this problem, several techniques based on innovative methods have been proposed. In this paper, a mathematical model of integer programming is presented to formulate this problem.

    Methodology

    To solve the model, the gradient descent method is used and its parameters are adjusted. To evaluate the proposed model and solution, the data and facilities of one of the fledgling faculties at Allameh Tabatabai University in Tehran are tested. There are 11 requirements and 18 allocable spaces in this faculty and therefore there are 198 binary decision variables, in the model. In experiments, several scenarios are created and the results of each scenario are compared.

    Findings

    The proposed model and solution is a general method and can be used for other faculties and universities that face space constraints.

    Originality/Value:

     In this article, a mathematical model was presented to formulate the problem of allocating space, which is one of the important decision-making issues for organizations and research educational institutions.

    Keywords: Educational space needs, Mathematical Optimization, Research space needs, Space}
  • امیر رحیمی منش، حمزه امین طهماسبی*، کامبیز شاهرودی
    در این پژوهش مدل بهینه سازی شده ریاضی برای زنجیره تامین چند محصولی با امکان وجود اختلال در تامین کننده در شرایط تحریم، ارایه شده است. یک زنجیره تامین شامل هم راستایی و همسویی شرکت هایی است که محصولات یا خدمات را به بازار عرضه می کنند. در راستای مدیریت زنجیره تامین چند محصولی، نیاز به تامین اقلام و مواد اولیه جهت استفاده در فرآیندها وجود دارد و تامین این اقلام با عدم قطعیت مواجه است به گونه ای که ممکن است تامین کنندگان، بخشی از تقاضای سفارش داده شده را در زمان موردنیاز در اختیار سفارش‏دهنده قرار ندهند. به منظور مقابله با این شکل از عدم قطعیت، دو نوع تامین کننده موردنظر است. دسته اول تامین کننده‏ های ارزان قیمت ولی غیرمطمین است و در مقابل، دسته دوم تامین کننده ها وجود دارند که مطمین هستند ولی گران تر از دسته اول می‏باشند. اقلام دریافتی از تامین کننده ‏ها، در فرآیند تولید یا تعمیرات مورد استفاده قرار می گیرد و مدلی مدون برای مدیریت این فرآیند می‏بایست ارایه گردد. جهت ادغام این تصمیمات در قالب مدل یکپارچه، مدل تصمیم ‏گیری دومرحله ای تصادفی بکار رفته است و در حل مسئله پیشنهادی از روش تقریب میانگین نمونه ‏گیری استفاده شده است. نتایج نشان‏می‏دهد که با استفاده از مدل دومرحله ای تصادفی به اندازه 84/6 درصد در خروجی‏ های مسئله بهبود ایجاد می شود و همین طور استفاده از تامین کننده گران در کنار تامین کننده ارزان منجر به بهبود خروجی های مدل به اندازه 9/14 درصد گردید.
    کلید واژگان: زنجیره تامین, بهینه سازی ریاضی, اختلال, مدل دو مرحله تصادفی, تقریب میانگین نمونه‏گیری}
    Amir Rahimimanesh, Hamzeh Amin-Tahmasbi *, Kambiz Shahroodi
    In this study, an optimized mathematical model for a multi-product supply chain with the possibility of supplier disruption under sanctions is presented. A supply chain involves the alignment of companies that market products or services. In order to manage the multi-product supply chain, there is a need for supplies and raw materials to be used in the processes and the supply of these items is subject to uncertainty so that suppliers may meet part of the ordered demand at the required time. Not to be provided to the customer. There are two types of suppliers to deal with this form of uncertainty. The first category is low-cost but unreliable suppliers, and in the second, there are suppliers that are reliable but more expensive than the first. Items received from suppliers are used in the manufacturing or repair process and a model for managing this process must be provided. To integrate these decisions into an integrated model, a stochastic two-stage decision model has been used and the approximation of mean sampling method has been used to solve the proposed problem. The results show that using the random two-step model results in an improvement of 6.84% in the outputs of the problem and also the use of suppliers along with the cheap supplier leads to the improvement of the model outputs. It was 14.9%.
    Keywords: supply chain, Mathematical Optimization, Disturbance, Two-Stage Stochastic Model, Mean Sampling Approx}
  • مقداد حاجی محمدعلی جهرمی*، عباس کاشانیان
    تبادل کالا با کالا یا تهاتر روشی دیرینه در مبادلات تجاری است، اما امروزه شبکه های نوین تهاتری در سطح ملی و بین المللی جایگاه ویژه ای یافته اند. کمک به رونق اقتصادی، مقابله با تحریم های پولی، حفظ ذخایر ارزی، حفظ نیروی کار و موارد دیگر از جمله مزایای بازارهای نوین تهاتری است. با توجه به گستردگی این بازارها، مدیریت صحیح برای ایجاد توازن در بازار، کاهش هزینه ها، کاهش ریسک ورود به شبکه تهاتری مستلزم مدل بندی دقیق و جامع ریاضی است. در این مقاله، با درنظرگرفتن شبکه تهاتری دولتی شامل چندین کشور به عنوان اعضای این شبکه، به منظور تامین کالاهای مورد نیاز هر کشور، مسئله بهینه سازی ریاضی چندهدفه با هدف کاهش هزینه ها و بدهی کشورها طراحی و ارائه شد. نتایج حاصل از حل مدل ارائه شده نشان می دهد این مدل الگوی مناسبی برای تولید و تبادل کالا میان کشورهای تشکیل دهنده شبکه تهاتری دولتی ارائه می دهد.
    کلید واژگان: بهینه سازی ریاضی, تهاتر, زنجیره تامین دولتی, شبکه تهاتر دولتی}
    Meghdad Haji Mohammad Ali Jahromi *, Abbas Kashanian
    Exchange of goods with goods or supplies Although the long-standing method is in trade, today, new and emerging networks of national and international networks have found a special place. Aiding economic boom, confronting monetary sanctions, maintaining foreign exchange reserves, maintaining labor force, etc. is one of the benefits of modern markets. Given the widespread presence of these markets, proper management to balance the market, reduce costs, reduce the risk of entry into a network, etc., requires a thorough and math-molded modeling. In this paper, a multipurpose mathematical optimization problem has been designed and implemented with the aim of reducing the costs and liabilities of countries by considering a government-run network of several countries as members of the network to supply the goods needed by each country. The results of solving the proposed model show that the proposed model can provide a suitable model for the production and exchange of goods between the countries forming a public government network.
    Keywords: Barter, Mathematical optimization, Governmental supply chain, network of governmental exchange}
  • محمدحسین صراف زاده*

    در این مقاله مروری بر پژوهش های ارایه شده در زمینه طراحی یکپارچه شبکه آب در صنایع فرآیندی انجام گرفته است. در ابتدا به تعریف مسئله سنتز شبکه آب پرداخته شده و در دو گروه اصلی الف) بار جرمی ثابت و ب) شدت جریان ثابت تقسیم بندی شده است. جهت حل مسایل سنتز شبکه آب دو رویکرد پینچ آبی و بهینه سازی ریاضی استفاده می شود که پژوهش های منتشر شده در هر دو زمینه بررسی شده اند. در پایان شبکه مصرف آب و آلاینده های محدود کننده استفاده مجدد از آب در پالایشگاه نفت بررسی شده و تعدادی از مهمترین پژوهش های انجام شده برای حل این مسئله در پالایشگاه نفت از منظر تعداد آلاینده های کلیدی، نوع مسئله و رویکرد حل آن نشان داده شده اند. گزارش های متعدد نشان می دهد استفاده از آنالیز پینچ آب موجب کاهش قابل توجه مصرف آب در صنایع فرآیندی شده است.

    کلید واژگان: نظام مدار بسته آب, آنالیز پینچ آب, بهینه سازی ریاضی, بازیافت آب, صنایع فرآیندی}
    M.h.sarrafzadeh*

    In this paper, a review has been conducted on integrated design of water network in process industries. First, the concept of water network synthesis has been defined and categorized in the two main groups of (i) Fixed mass load and (ii) fixed flow rate. In order to solve water network synthesis problems, two water pinch and mathematical optimization approaches are being used and the published researches related to each of these approaches are reviewed. In the end, the water consumption network and the limiting pollutants of water reuse in oil refinery are studied and some of the most important researches about solving this problem in oil refinery are presented considering different aspects such as the number of key pollutants, problem description and their solving approach points of view. Some studies reported that Water Pinch Analysis and could reduce water consumption in process significantly.

    Keywords: Closed-Circuit Water System, Water Pinch Analysis, Mathematical optimization, Water recovery, Process industries}
  • مریم روحانی، محمد هادی افشار
    طراحی بهینه سیستم انتقال از موضوعات مهمی است که امروزه صنعت آب با آن روبرو است. در این تحقیق، طراحی بهینه قطر و ضخامت لوله های سیستم انتقال با استفاده از دو روش الگوریتم ژنتیک و بهینه سازی ریاضی، برای جلوگیری از انتشار ضربه قوچ در سیستم در اثر بسته شدن شیر انجام شد. به منظور شبیه سازی جریان گذرا از روش خطوط مشخصه که دارای سرعت بالایی است، استفاده شد. مسئله طراحی بهینه سیستم انتقال، همان گونه که از طبیعت آن مشخص است، مسئله ای مقید بوده که حل آن نیازمند استفاده از روش های بهینه سازی مقید است. با استفاده از توابع جریمه خارجی، مسئله مقید مورد نظر به مسئله ای نامقید تبدیل شد. تابع هدف مسئله به صورت کمینه کردن هزینه خرید و نصب لوله ها منظور شد. به منظور نشان دادن کارایی روش های ارائه شده، طراحی بهینه یک سیستم انتقال با استفاده از دو روش بهینه سازی ریاضی و الگوریتم ژنتیک انجام شد. مقایسه نتایج این دو روش نشان داد که جواب به دست آمده از روش بهینه سازی ریاضی اندکی بهتر از نتایج حاصل از الگوریتم ژنتیک است.
    کلید واژگان: ضربه قوچ, شیر کنترل, مخزن آب, الگوریتم ژنتیک, بهینه سازی ریاضی}
    In recent years، the optimal design of pipeline systems has become increasingly important in the water industry. In this study، the two methods of genetic algorithm and mathematical optimization were employed for the optimal design of pipeline systems with the objective of avoiding the water hammer effect caused by valve closure. The problem of optimal design of a pipeline system is a constrained one which should be converted to an unconstrained optimization problem using an external penalty function approach in the mathematical programming method. The quality of the optimal solution greatly depends on the value of the penalty factor that is calculated by the iterative method during the optimization procedure such that the computational effort is simultaneously minimized. The results obtained were used to compare the GA and mathematical optimization methods employed to determine their efficiency and capabilities for the problem under consideration. It was found that the mathematical optimization method exhibited a slightly better performance compared to the GA method.
    Keywords: Water Hammer, Valve, Reservoir, Genetic Algorithm, Mathematical Optimization}
  • مهدی گوگل، امیر زاروی
    برج های خنک کننده از نوع تر، یکی از اصلی ترین مصرف کنندگان آب در پالایشگاه های نفت، گاز و مجتمع های پتروشیمی جهت تولید سرمایش در فرآیند می باشند. در صورت انتخاب صحیح سیستم های سرمایشی در فاز طراحی و اصلاح عملیات آنها در کارخانه، امکان صرفه جویی چشمگیری در مصرف آب وجود دارد. امروزه، برای اصلاح و بهینه سازی سیستم موجود، لزومی به استفاده از روش های پرهزینه آزمایشگاهی یا نیمه صنعتی نیست و اجرای چنین طرح هایی با مدل سازی و بهینه سازی ریاضی میسر می باشد.در این پژوهش، با استفاده از برنامه ریزی خطی آمیخته با اعداد صحیح و به کارگیری تجربیات بهره برداری، ابتدا مدل ساختار کلی شبکه برج های خنک کننده ایجاد گردید. سپس مدل بهینه در غالب دو سناریو جهت کاهش مصرف آب خام و تولید زیرآب به همراه تامین آب بدون یون (DM) موردنیاز کارخانه، ارائه شد. نتایج سناریوی مورد تایید شامل تولید m3/hr 200 آب بدون یون مورد نیاز مجتمع، کاهش 71% پساب های املاح بالا معادل m3/hr 480 و کاهش معادل m3/hr 280 در مصرف آب کارون می باشد که هم اکنون کاهش m3/hr 100 از این مرحله، در واحد آمونیاک1 اجرایی گردیده است. جهت تعیین ملاک اقتصادی بودن طرح از توابع NPV، IRR و Payback استفاده گردید.
    کلید واژگان: برج خنک کننده, کاهش مصرف آب, بهینه سازی ریاضی, اقتصاد طرح}
    The wet cooling towers are one of the main consumers of water in oil and gas refineries as well as petrochemical companies for producing cooling water. If an optimum selection of cooling systems is considered in the design phase and retrofit operations in a factory، considerable water consumption savings will be achieved. For modifying existing systems to determine the best optimal option among all the alternatives available، the mathematical modeling and optimization of such plans can replace expensive laboratory or pilot plant methods previously used. In this study، using the mixed integer linear programming along with the operational experiences of the first superstructure plan، a network of cooling towers was created. In the next step، the most favorable model is regarded in two scenarios to reduce raw water consumption and cooling tower blowdown production with producing demine water (DM) required by the factory. The optimum scenario results in producing 200 m3h-1 DM water and reducing 480 m3h-1 cooling tower blowdown and 200m3h-1 raw water consumption. This scenario results are confirmed and it is now installed in ammonia plant (unit 1). The functions of NPV، IRR، and Payback are used to determine the economic criteria of the plan.
    Keywords: Cooling Tower, Water Consumption Reduction, Mathematical Optimization, Plan Economics}
  • علی جهانیان، مرتضی صاحب الزمانی، اسماعیل خرم

    در سالیان اخیر بدلیل بالا رفتن ارزش منابع مورد استفاده و نیز بزرگ شدن اندازه مسایل، بهینه سازی ریاضی بعنوان یک نیاز جدی در صنایع مطرح شده است و روش های بهینه سازی ریاضی در بسیاری از کاربردهای نظری و کاربردی جایگاه مهمی یافتهاند. مساله جایابی در طراحی مدارهای مجتمع دیجیتال عبارت است از یافتن بهترین محل برای قرار دادن اجزای الکترونیکی روی یک تراشه بنحوی که یک یا ترکیبی از چند معیار در قالب یک تابع هدف حداقل شوند. جایابی بروش سلول استاندارد نوع خاصی از جایابی است که در آن ارتفاع سلولها ثابت بوده و سلولها در سطرهای مجزا جایابی میشوند و هر سلول را نمیتوان بهرصورتی, در هرجای دلخواه و با هر چرخش دلخواه جایابی نمود. با توجه به بزرگی ابعاد مسایل جایابی در VLSI استفاده از روش های تحلیلی ناممکن است و عمدتا از روش های تقریبی و ابتکاری برای حل این مسایل استفاده میگردد که کیفیت پاسخ آنها از روش های ریاضی کمتر است. در این مقاله روشی مرکب از روش های تحلیلی با استفاده از بهینهسازی ریاضی و روش های تقریبی برای این مساله ارایه شده است. نتایج نشان میدهد که کیفیت جواب بهتر از روش های کاملا تقریبی است و افزایش زمان محاسبات هم در حد قابل قبولی است. چنانکه در آزمایشات انجام شده دیده میشود با استفاده از روش ارایه شده مجموع طول سیم بطور متوسط 6/28 %کاهش داشته و زمان محاسبات نیز با نسبت بسیار کمی (بطور متوسط 2/1 %)افزایش یافته است.

    کلید واژگان: بهینه سازی ریاضی, جایابی سلولهای استاندارد, بهینه سازی با محدویت}
    Ali Jahanian, Morteza Saheb Zamani, Esmaeil Khorram

    In recent years, size of VLSI circuits is dramatically grown and layout generation of current circuits has become a dominant task in design flow. Standard cell placement is an effective stage of physical design and quality of placement affects directly on the performance, power consumption and signal immunity of design. Placement can be performed analytically or heuristically. Analytical placers generate optimal or near-optimal solution but they are not usable for large circuits due to large computation time. In contrast, Heuristic placers can be used to place large circuits with more poor quality rather than analytical ones. In this paper, a hybrid analytical and heuristic approach for standard-cell placement is proposed. In this approach, cell rows are arranged heuristically but the location of cells inside each row are determined analytically. Experimental results show that general metric of placement (total wire length) is improved by 28.6% and this improvement will be more considerable for more large circuits. However, total wire length reduction is gained with a little computation overhead (about 0.01%).

    Keywords: heuristic techniques}
  • محمدهادی افشار، جواد محجوبی
    در سالهای اخیر طراحی بهینه سیستمهای انتقال آب به طور قابل ملاحظهای مورد توجه واقع شده است. در این تحقیق مسئله طراحی بهینه قطر و ضخامت لوله های سیستم انتقال با استفاده از دو روش الگوریتم ژنتیک و بهینهسازی ریاضی به گونهای که توقف ناگهانی پمپ به بروز پدیده جدایی ستون آب و افزایش فشار خط لوله منجر نشود مد نظر قرارگرفته است، همچنین قابلیتهای روش های مورد نظر، بررسی و ارزیابی شده است. این مقایسه با فرض پیوسته بودن قطر و ضخامت لوله ها صورت گرفته که در مورد پروژه های بزرگ و خاص موضوعیت می یابد. بدیهی است در سیستمهای با ظرفیت کم که امکان استفاده از لوله های تیپ موجود در بازار در فرآیند طراحی وجود دارد، روش های برنامهریزی ریاضی از قابلیت بالایی برخوردار نبوده و استفاده از الگوریتم ژنتیک موضوعیت بیشتری خواهد داشت. برای شبیه سازی جریانگذرا از روش خطوط مشخصه صریح که در آن، لوله ها به عنوان استخوانبندی و سایر تجهیزات همچون پمپ، به عنوان شرایط مرزی تعریف میشوند استفاده شده است. مسئله طراحی بهینه سیستم انتقال همانگونه که از طبیعت آن مشخص است، مسئلهای مقید است که حل آن نیازمند استفاده از روش های بهینهسازی مقید است. در این تحقیق از روشی نامقید برای طراحی بهینه سیستم انتقال استفاده شده است که این امر نیازمند تبدیل مسئله مقید مورد نظر به مسئلهای نامقید است. به این منظور از توابع جریمه خارجی به عنوان روشی برای تبدیل مسئله اصلی مقید به مسئلهای نامقید استفاده شده است. مسئله نامقید حاصل با استفاده از روش های بهینهسازی ریاضی و الگوریتم ژنتیک حل شده و کارآیی روش با حل یک مثال عددی بررسی شده است. در فرآیند شبیه سازی نشان داده شد که با افزایش قطر لوله ها، اثرات توقف ناگهانی پمپ به ویژه مقدار فشار منفی ایجاد شده و جدایی ستون آب ناشی از آن، کاهش می یابد. همچنین بهینهسازی صورت پذیرفته، باعث جلوگیری از ایجاد موج منفی در محل پمپ، حرکت معکوس جریان آب، افزایش فشار در خط لوله رانش و کاهش فشار در خط لوله مکش سیستم شده است.
    کلید واژگان: ضربه قوچ, جدایی ستون آب, پمپ, الگوریتم ژنتیک, بهینه سازی ریاضی}
  • سیدمحمود سخایی، علی محلوچی فر
    وزن دهی عناصر درون یک آرایه فراصوت، یک روش آسان بری بهبود الگوی پرتو و افزایش وضوح تصویر است. متاسفانه وزن دهی باعث کاهش سیگنال به نویز (S/N) در خروجی آرایه و هم چنین کاهش کیفیت تصویر می گردد. در این تحقیق، جهت بهینه سازی الگوی پرتو در یک آرایه فراصوت، ایده تحلیل ریاضی تغییرات S/N در اثر وزن دهی مطرح و مساله طراحی بهینه وزن ها جهت حصول همزمان الگوی پرتو و سیگنال به نویز مطلوب، بیان و حل گردیده و روشی ارایه شده است که با اعمال آن ضمن دستیابی به الگوی پرتو مطلوب، بیشترین مقدار ممکن S/N ایجاد گردد. بررسی ها نشان داد با افزایش پهنای لوب اصلی الگوی پرتو، S/N کاهش می یابد. هم چنین مساله کاهش S/N در اثر وزن دهی، در آرایه های کامل بیشتر از آرایه های کم پشت قابل مشاهده است. همین وضعیت با کاهش عمق تمرکز نیز ایجاد می شود.
    کلید واژگان: فراصوت, آرایه فازی, الگوی پرتو, وزن دهی, بهینه سازی ریاضی}
    Seyed Mahmoud Sakhaei, Ali Mahloojifar
    The beam pattern profile of an ultrasound array is of great importance in ultrasound imaging. This profile could be enhanced by weighting the elements of array. However, this technique will decreases the signal to noise ratio (S/N) and consequently the quality of the obtained image. In this study, the S/N variation in weighting process is mathematically analyzed, and a new method is proposed to optimize the weighting parameters. The main objective of the method is to provide the desired output of the beam pattern profile of the ultrasound array, as well as the highest possible S/N. The results show that S/N decreases with increasing the main lobe width of beam pattern. The decrease of S/N by weighting in full arrays is higher than in the sparse ones. Also, reducing the focusing depth has the same effect on S/N.
    Keywords: ultrasound, Phased Array, Beam pattern, Apodization, Mathematical optimization}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال