13、露天矿调度问题：固定维护、共享资源与非线性进料率约束

露天矿调度问题：固定维护、共享资源与非线性进料率约束

在露天矿运营中，如何高效地安排设备使用和物料运输是一个至关重要的问题。这不仅涉及到物料的正确混合以达到质量目标，还需要最大化设备的利用率，从而提高整个矿山的生产效率。本文将深入探讨露天矿调度中的固定维护、共享资源和非线性进料率约束问题，并介绍相关的建模和解决方法。

1. 问题背景

在露天矿中，常见的物料处理方式是通过卡车和装载机车队。装载机从矿块中挖掘物料，卡车将其运输到不同的目的地，如垃圾场、堆料场、原矿堆或直接运到破碎机。在这个过程中，我们面临着一个具有挑战性的调度问题，需要在满足设备和工厂约束的前提下，安排物料的移动。

露天矿的规划分为多个层次，包括长期战略规划、短期规划和运营规划。每个层次的规划都有其特定的任务和目标，如确定物料移动的顺序和处理方式，以满足混合和利用率目标。同时，所有设备（包括破碎机）都需要进行定期维护，这会导致设备在某些时间段不可用。

我们的研究核心是一个具有共享资源、混合和维护约束的非线性调度问题，主要目标包括：
- 正确混合物料，以满足质量要求。
- 最大化设备的利用率，提高生产效率。

2. 问题描述

对于运营规划者来说，他们的任务是在满足矿山性能目标的前提下，通过卡车和装载机等设备实施规划。具体来说，我们面临两个主要问题：

2.1 战术矿山调度问题

给定一组待开采的物料移动，确定开采顺序，使物料形成具有正确混合边界的堆料，同时使参与堆料的破碎机任务对齐，并最大化破碎机的利用率。在实际应用中，开采顺序必须遵循物料移动的优先级，并且要考虑设备的维护。