چکیده: آسیاها به طور عام و آسیاهای نیمه خودشکن به طور خاص گلوگاه اصلی کارخانه های فرآوری محسوب می شوند، به نحویکه هرگونه نوسان در این دستگاه ها تاثیر مستقیم بر کارآیی کل مدار فرآوری دارد. مدل سازی و بهینه سازی آسیاهای نیمه خودشکن جهت کاهش نوسان ها و کنترل بهتر سیستم فرآوری انجام می گیرد. مدل سازی این دستگاه ها بر اساس رویکردهای متفاوتی می تواند صورت پذیرد. یکی از پارامترهای بسیار مهم در این آسیا ها مصرف بسیار بالای انرژی آنها است که در حدود پنج تا ده مگاوات در ساعت می باشد. این میزان انرژی، بیشترین هزینه را در کل فرآیند فرآوری مواد معدنی شامل می شود، بنابراین پیش بینی مصرف انرژی در فرآیند آسیای مواد معدنی نقش به سزایی در توجیه اقتصادی کارخانه و به ویژه برای آسیاهای نیمه خودشکن دارد. بهبود کارآیی آسیاها به اندازه یک درصد، سبب کاهش هزینه ها به میزان ده میلیون دلار در سال می شود. تاکنون مدل های متعددی برای پیش بینی عملکرد آسیاها ارائه شده اند که این مدل ها عمدتا در مقیاس آزمایشگاهی و نیمه صنعتی بودند و به مقیاس صنعتی و عملیاتی آسیاهای نیمه خودشکن کمتر پرداخته شده است. یکی از پارامترهای اساسی در مقیاس صنعتی، زمان عملیات می باشد. با وجود ارتباط مهم بین توان مصرفی آسیا و زمان عملیات، این پارامتر بسیار اساسی در هیچ یک از مدل های موجود لحاظ نشده است. با توجه به احساس اهمیت این موضوع، هدف در این رساله، ارائه مدلی ریاضی، به منظور پیش بینی توان مصرفی آسیای نیمه خودشکن، با در نظر گرفتن تاثیر زمان عملیات تعیین گردید. یکی از مهمترین پارامترهایی که در طول زمان باعث تغییر در توان مصرفی آسیا می شود، سایش آستر آسیا می باشد. در این تحقیق ضمن ارائه یک مدل سینتیکی جدید برای پیش بینی سایش آستر و لحاظ نمودن آن در مدل توان مصرفی، یک مدل دینامیکی برای محاسبه توان آسیا ارائه گردیده است که بر خلاف مدل های دیگر در آن به دو عامل مهم زمان عملیات و سایش آستر توجه ویژه شده است. مدل های ارائه شده با روش های مختلف از قبیل روش شبیه سازی آماری مونت کارلو، قاعده بسط واریانس و شبکه های عصبی مصنوعی با استفاده از داده های مجتمع مس سرچشمه مورد ارزیابی و اعتبارسنجی قرار گرفتند. نتایج تحلیل های مختلف، اعتبار کافی را برای تایید مدل ها ارائه نمودند. مدل اصلاح شده جدید، مقدار توان را حدود 6000 کیلووات پیش بینی می کند و این رقم با اختلاف 1% برابر با مقادیر عملیاتی کارخانه است. در صورتی که مقدار توان محاسبه شده توسط مدل های پیشین، حدود 9400 کیلو وات می باشد که با شرایط واقعی عملیاتی تفاوت بسیار زیادی دارد. در این تحقیق مشخص شد که سایش آستر آسیاهای نیمه خودشکن از مدل سینتیکی مرتبه صفر تبعیت می کند و مدل سینتیکی ارائه شده برای پیش بینی سایش آستر دارای دقت بسیار بالایی است (R2 = 0.997). با بکارگیری این مدل پیش بینی ضخامت آستر در هر زمان دلخواه، ممکن شد. از طرف دیگر زمان تقریبی تعویض آستر نیز قابل محاسبه گردید. نرخ سایش وزنی آستر آسیای نیمه خودشکن مجتمع مس سرچشمه برابر با 25 کیلوگرم بر ساعت و نرخ سایش ضخامت آستر برابر با 017/0 میلیمتر در هر ساعت بدست آمد و بر اساس مدل سینتیکی، ثابت نرخ سایش آسترهای آسیای نیمه خودشکن سرچشمه h-1 4-10 محاسبه گردید. در این رساله یک راه حل جدید نیز برای پیش بینی میزان سایش آستر با استفاده از تئوری ایهام ارائه گردید. میزان خطای پیش بینی سایش آستر با روش ایهام حداکثر 7/1% بدست آمد که نشان می دهد روش تئوری پیشگویی ایهام نیز روش مناسبی جهت پیش بینی زمان تعویض آستر آسیاها می باشد. عمر مفید آستر آسیای نیمه خودشکن سرچشمه طبق پیش بینی این روش، حدود 5400 ساعت است که با زمان عمر آسترها در سرچشمه تقریبا هماهنگی دارد. از پیش بینی عمر مفید یک آستر می توان برای تغییر در طرح آستر و کنترل عملیات استفاده کرد. نتایج شبیه سازی لاتین هایپرکیوب نشان داد که با کنترل مناسب و دقیق تنها دو پارامتر فشار سرآزاد و سرثابت آسیا که خود متاثر از نحوه باردهی آسیا می باشند، به راحتی می توان توان مصرفی آسیا را کنترل کرده و به میزان زیادی در مصرف انرژی صرفه جویی نمود.