Optimization of Spool Fabrication Process

Year 2019, Volume: 5 Issue: 1, 112 - 119, 30.05.2019

Bige Küçükefe

https://doi.org/10.28979/comufbed.496286

Abstract

Spool manufacturing in a
workshop environment is a preferred method in recent years for refinery and
petrochemical plants. Spool manufacturing involves cutting and welding pipe and
fittings in different length and quantities. It is aimed to have the least
amount of loss when determining pipes to be cut for a spool. The purpose of
this study is to optimize stock material usage to maximize spool quantity or
Weld Dia Inch (WDI) total depending on the selected performance criteria. As
part of a digital transformation project that covers all stages of the spool
manufacturing process for a real factory, a Monte-Carlo algorithm has been
developed to solve the optimization problem in the NP-hard category. Material
Resource Planning (MRP) which provides the best performance criterion with
minimum loss, is determined with the developed method.

Keywords

Monte Carlo, cutting stock problem, stochastic optimization

Spool İmalat Süreci Optimizasyonu

Abstract

Rafineri ve petrokimya tesislerinin
kurulmasında boru sistemine ait bölümlerin (spool) fabrika ortamında imalatı
son yıllarda tercih edilen bir yöntem olmuştur. Spool imalatı farklı boy ve
miktarlarda boru ve bağlantı elemanı malzemelerinin kullanımını
gerektirmektedir. Bir spool için kesilmesi gereken borular belirlenirken kayıp
miktarının en az olması amaçlanmaktadır. Bu çalışmanın amacı, spool imalat
sürecinde malzeme kayıplarını en aza indiren ve seçilen performans kriterini
(spool sayısı veya Weld Dia Inch (WDI toplamı)) maksimize eden stok malzemenin
belirlenmesidir. Gerçek bir fabrika için spool imalat sürecinin bütün
aşamalarını kapsayan bir dijital dönüşüm projesinin parçası olan çalışmada,
NP-hard kategorisinde yer alan optimizasyon probleminin çözümü için bir
Monte-Carlo algoritması geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntem ile minimum kayıp
ile en uygun performans kriterini sağlayan malzeme planlaması (MRP)
belirlenmektedir.

Keywords

Monte Carlo, stok kesme problemi, stokastik optimizasyon

References

• Berberler M. E., Nuriyev U., Yıldırım A. 2011. A Software For The One-Dimensional Cutting Stock Problem. Journal of King Saud University - Science 23: 69–76.
• Cui Y., Liu Z. 2011. C-Sets-Based Sequential Heuristic Procedure For The One-Dimensional Cutting Stock Problem With Pattern Reduction. Optimization Methods and Software, 26:637-645.
• Dikili A. C., Takinacı A. C., Pek N. A., 2008. A New Heuristic Approach To One-Dimensional Stock-Cutting Problems With Multiple Stock Lengths In Ship Production. Ocean Engineering 35: 637–645. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2008.01.003
• Eshghi K., Javanshir H. 2008., A Revised Version Of Ant Colony Algorithm For One-Dimensional Cutting Stock Problem, International Journal of Industrial Engineering : Theory Applications and Practice 15: 341-348.
• Garey M. R., Johnson D. S., 1979. Computers and Intractability; A Guide to the Theory of NP-Completeness. Computers and Intractability.
• Karelahti J., 2002. Solving The Cutting Stock Problem In The Steel Industry. Master’s Thesis. Helsinki University Of Technology.
• Keskin F. D. 2015. Tek Boyutlu Kesme Problemi : Bir İşletme Uygulaması. Gazi Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi 15: 180–196.
• Tanır D., Uğurlu O., Kapar M., Nuriyev U., 2018. “Birleşik Stok Kesme ve Patern Sıralama Problemi için Bir Sezgisel Algoritma”, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 22:300-305.
• Wäscher G., Gau T., 1996. Heuristics For The Integer One-Dimensional Cutting Stock Problem: A Computational Study, OR Spektrum18:131-144
• Wäscher G., Haußner H., Schumann H., 2007. An Improved Typology Of Cutting And Packing Problems, European Journal of Operational Research 183:1109-1130.