In this study, a novel continuous time formulation for scheduling of primary steelmaking process is proposed. The model is tailored to accommodate batch and continuous operation modes where the scheduling problems in steelmaking industry have been focused. Several examples are provided to illustrate the capabilities of the proposed mathematical models, and it is extended to a large size problem of the primary steelmaking process containing 14 facilities and 25 batches. Also, based on the proposed scheduling model, a systematic methodology for incorporating environmental considerations in the scheduling of primary steelmaking processes is presented. In order to consider environmental impacts, a Life Cycle Assessment (LCA) methodology is used. The methodology embeds principles of LCA within a general multi-objective formulation for the scheduling of primary steelmaking processes. The objectives of the formulated multiobjective MILP model are to maximize the profit, minimize the makespan, and minimize environmental impacts. The ε-constraint method is applied in order to solve the multiobjective optimization problem and generate its Pareto solution. The optimization solutions show trade-offs between economic and environmental aspects. According to the Pareto set, the decision maker can select any schedule strategy by his preference.
철강산업은 다른 주요 기간 산업의 원료를 생산하는, 국가적으로 매우 중요한 산업 중의 하나이다. 그러나 철강산업은 수많은 환경 오염물을 배출하며, 또한 현재 전세계적으로 철강생산은 포화상태에 있는 예측하기 매우 힘든 시장환경이 조성되어 있다. 이에 최근 들어, 경제성과 환경적인 측면을 동시에 고려한 철강공정에 대한 효율적인 단기일정계획의 필요성이 대두되게 되었다.
본 연구는 경제성과 환경적인 측면을 동시에 고려한 철강공정에 대한 체계적인 단기일정계획법에 대한 연구이다. 이를 위해 회분식(batch)/반회분식 (semi-contiunous) 공정으로 표현되는 철강공정의 특성을 효과적으로 나타내고 또한 적용할 수 있는 새로운 일정계획 모델을 제안하였다. 간단한 예제를 통해 모델의 효용성을 증명하였고, 14개의 공정장치와 25번의 회분(batch)이 일어나는 실제 규모의 문제에 확장시켜 적용하였다. 제안된 모델에 전과정 평가기법을 이용해 환경영향을 정량화하여, 경제성과 환경성을 통합적으로 고려한 체계적인 일정계획 방법론을 제시하였다. 이 경우 목적함수는 이익의 최대화, 최종완료시간(makespan)의 최소화, 환경영향의 최소화로, 다목적 최적화 문제가 구성되게 된다. 이 다목적 최적화 문제를 풀어 Pareto 해를 구하기 위해 ε-constraint 방법을 적용하였다. 최적화 결과는 경제적 측면과 환경적 측면의 합의점들을 나타내고, 이 결과를 이용하여 정책결정자는 Pareto 해들안에 있는 일정계획해를 선택하여 환경 친화적인 일정계획을 할 수 있게 된다.
