Inventory routing problem with non-stationary stochastic demands

In this paper we solve Stochastic Periodic Inventory Routing Problem (SPIRP) when the accuracy of expected demand is changing among the periods. The variability of demands increases from period to period. This variability follows a certain rate of uncertainty. The uncertainty rate shows the change in accuracy level of demands during the planning horizon. To deal with the growing uncertainty, we apply a safety stock based SPIRP model with different levels of safety stock. To satisfy the service level in the whole planning horizon, the level of safety stock needs to be adjusted according to the demand's variability. In addition, the behavior of the solution model in long term planning horizons for retailers with different demand accuracy is taken into account. We develop the SPIRP model for one retailer with an average level of demand, and standard deviation for each period. The objective is to find an optimum level of safety stock to be allocated to the retailer, in order to achieve the expected level of service, and minimize the costs. We propose a model to deal with the uncertainty in demands, and evaluate the performance of the model based on the defined indicators and experimentally designed cases

A rolling horizon optimization framework for the simultaneous energy supply and demand planning in microgrids

This work focuses on the development of optimization-based scheduling strategies for the coordination of microgrids. The main novelty of this work is the simultaneous management of energy production and energy demand within a reactive scheduling approach to deal with the presence of uncertainty associated to production and consumption. Delays in the nominal energy demands are allowed under associated penalty costs to tackle flexible and fluctuating demand profiles. In this study, the basic microgrid structure consists of renewable energy systems (photovoltaic panels, wind turbines) and energy storage units. Consequently, a Mixed Integer Linear Programming (MILP) formulation is presented and used within a rolling horizon scheme that periodically updates input data information

Applied scientific and systemic problems of the related ore-dressing plants interaction in the event of decommissioning the massif that separates their quarries

Purpose. Determining the possible and substantiating expedient alternate design and engineering decisions regarding the stage of spacial union of the adjacent quarries belonging to various owners by mining the rock pillar between the No. 3 quarry of PJSC “ArcelorMittal Kryvyi Rih” and the quarry of PJSC “Southern Mining Factory” with involvement into mining the reserves, extraction of which is possible within the existing mining and land allotments. Methods. It was used an integrated methodological approach, including mining and geological analysis of the rock massif between two adjacent quarries, which is subject to decommissioning; technical-economical analysis of the operational efficiency of the ore-dressing plant when decreasing the ore mine productivity as a result of cleaning-up the deposit; theoretical substabtiation of design and engineering decisions regarding the quarry objects parameters in the specified conditions and with the efficient development of a rock pillar that separates quarries. Findings. The state of the projects and plans for the development of mining operations in the No. 3 quarry of PJSC “ArcelorMittal Kryvyi Rih” and the quarry of PJSC “Southern Mining Factory” has been analyzed, which, in the coming years, indicates their spacial union. It has been revealed that the decommissioning of the rock pillar between the quarries is complicated both spacely and technologically, especially as a result of seismic restrictions, but the proposed solutions and measures simplify and make safe this stage as much as possible. The problem has been defined of reduce in the loading at the dressing plants proportionally to the decline in ore output. The technical-economical calculations substantiate that the corresponding sequential decommissioning the enrichment sections of the ore-dressing plants is expedient at one of the two cooperating ore mining and processing plants. Originality. An integrated approach has been improved regarding the evolution of mining and processing enterprises at the stage when their quarries approach to the maximum depths and final contours by taking into account adjacent ore mines as a single complex dynamic system. The analytical substantiation of drilling and blasting technology of the rocks destruction has been adapted to the specific conditions of decommissioning the pillar adjacent to both quarries. Practical implications. It is distinguished their high level of suitability for implementation and use in the designing of mining operations development in the quarries of PJSC “ArcelorMittal Kryvyi Rih” and PJSC “Southern Mining Factory”.Мета. Визначення можливих і обґрунтування доцільних варіантів проектно-технологічних рішень щодо етапу просторового з’єднання суміжних кар’єрів різних власників на прикладі розробки породного цілика між кар’єром №3 ПрАТ “АрселорМіттал Кривий Ріг” і кар’єром ПрАТ “Південний гірничо-збагачувальний комбінат” з включенням до відпрацювання запасів, виїмка яких є можливою в межах існуючих гірничого та земельного відводів. Методика. Використано комплексний методичний підхід, що включає гірничо-геологічний аналіз породного масиву між двома суміжними кар’єрами, який підлягає ліквідації; техніко-економічний аналіз ефективності експлуатації рудозбагачувальної фабрики при зниженні продуктивності рудника внаслідок доробки родовища; теоретичне обґрунтування проектних і технологічних рішень щодо параметрів об’єктів кар’єру за даних умов та продуктивної розробки розділяючого кар’єри породного цілика. Результати. Проаналізовано стан проектів і планів розвитку гірничих робіт кар’єру №3 ПрАТ “АрселорМіттал Кривий Ріг” і кар’єру ПрАТ “Південний гірничо-збагачувальний комбінат”, що свідчить про їх просторове з’єднання в найближчі роки. Виявлено, що ліквідація породного цілика між кар’єрами ускладнюється як просторово, так і технологічно, особливо внаслідок сейсмічних обмежень, але запропоновані рішення і заходи максимально спрощують й убезпечують даний етап. Встановлена проблема зниження завантаження збагачувальних фабрик пропорційна падінню видобутку руд. Техніко-економічні розрахунки доводять, що відповідне зазначеному послідовне виведення збагачувальних секцій рудозбагачувальних фабрик є доцільним на одному зі взаємодіючих ГЗК. Наукова новизна. Вдосконалено комплексний підхід щодо еволюції гірничо-збагачувальних комбінатів на стадії наближення їх кар’єрів до граничних глибин та кінцевих контурів за рахунок врахування суміжних рудників як єдиної складної динамічної системи. Адаптовано аналітичні обґрунтування технології буро-підривного руйнування скельних порід до конкретних умов ліквідації міжкар’єрного цілика. Практична значимість визначається високим рівнем придатності їх до впровадження та використання в проектуванні розвитку гірничих робіт кар’єрів ПрАТ “АрселорМіттал Кривий Ріг” і ПрАТ “Південний гірничо-збагачувальний комбінат”.Цель. Определение возможных и обоснование целесообразных вариантов проектно-технологических решений относительно этапа пространственного соединения смежных карьеров различных собственников на примере разработки породного целика между карьером №3 ЧАО “АрселорМиттал Кривой Рог” и карьером ЧАО “Южный горно-обогатительный комбинат” с включением в отработку запасов, выемка которых возможна в рамках существующих горного и земельного отводов. Методика. Использован комплексный методический подход, включающий горно-геологический анализ породного массива между двумя смежными карьерами, который подлежит ликвидации; технико-экономический анализ эффективности эксплуатации рудообогатительной фабрики при снижении производительности рудника в результате доработки месторождения; теоретическое обоснование проектных и технологических решений относительно параметров объектов карьера при данных условиях и продуктивной разработки разделяющего карьеры породного целика. Результаты. Проанализировано состояние проектов и планов развития горных работ карьера №3 ЧАО “АрселорМиттал Кривой Рог” и карьера ЧАО “Южный горно-обогатительный комбинат”, что свидетельствует об их пространственном соединении в ближайшие годы. Выявлено, что ликвидация породного целика между карьерами осложняется как пространственно, так и технологически, особенно в результате сейсмических ограничений, но предложенные решения и меры максимально упрощают и защищают данный этап. Установленная проблема снижения загрузки обогатительных фабрик пропорциональна падению добычи руд. Технико-экономические расчеты доказывают, что соответствующее указанному последовательное выведение обогатительных секций рудообогатительных фабрик является целесообразным на одном из взаимодействующих ГОК. Научная новизна. Усовершенствован комплексный подход к эволюции горно-обогатительных комбинатов на стадии приближения их карьеров до предельных глубин и конечных контуров за счет учета смежных рудников как единой сложной динамической системы. Адаптировано аналитические обоснования технологии буровзрывного разрушения скальных пород к конкретным условиям ликвидации междукарьерного целика. Практическая значимость определяется высоким уровнем пригодности их к внедрению и использованию в проектировании развития горных работ карьеров ЧАО “АрселорМиттал Кривой Рог” и ЧАО “Южный горно-обогатительный комбинат”.The authors express their deep gratitude to the Head of the Research and Development Laboratory for quality control of iron ore raw materials, Professor A.A. Azaryan, as well as the staff of the Department of Open Pit Mining at Kryvyi Rih National University for their assistance when implementing the scientific developments and their introduction into production

Demand uncertainty and lot sizing in manufacturing systems: the effects of forecasting errors and mis-specification

This paper proposes a methodology for examining the effect of demand uncertainty and forecast error on lot sizing methods, unit costs and customer service levels in MRP type manufacturing systems. A number of cost structures were considered which depend on the expected time between orders. A simple two-level MRP system where the product is manufactured for stock was then simulated. Stochastic demand for the final product was generated by two commonly occurring processes and with different variances. Various lot sizing rules were then used to determine the amount of product made and the amount of materials bought in. The results confirm earlier research that the behaviour of lot sizing rules is quite different when there is uncertainty in demand compared to the situation of perfect foresight of demand. The best lot sizing rules for the deterministic situation are the worst whenever there is uncertainty in demand. In addition the choice of lot sizing rule between ‘good’ rules such as the EOQ turns out to be relatively less important in reducing unit cost compared to improving forecasting accuracy whatever the cost structure. The effect of demand uncertainty on unit cost for a given service level increases exponentially as the uncertainty in the demand data increases. The paper also shows how the value of improved forecasting can be analysed by examining the effects of different sizes of forecast error in addition to demand uncertainty. In those manufacturing problems with high forecast error variance, improved forecast accuracy should lead to substantial percentage improvements in unit costs