概述
Daltransugol煤炭码头,也称为Vanino散装码头,位于深水穆奇卡湾(deep-water Muchka Bay),它是通往亚太地区市场的最重要转运点。
它位于贝加尔-阿穆尔河(Baikal-Amur)干线的极点,是俄罗斯最新、最现代化的煤炭码头之一。
码头配备了自动卸车系统和一个煤炭仓库,可容纳 120 万吨煤炭。目前的码头能够接收和装卸海岬型船只。2020 年,该码头处理了 2300 万吨煤炭。它拥有一个长度超过 4 公里的自动化输送网络。铁轨长度超过 50 公里。
问题
Daltransugol需要将码头的转运能力提高到每年4000万吨煤炭。在这一阶段,Dilibrium的专家对Daltransugol煤炭码头进行了分析。
他们确定了技术流程的参数,对各个技术操作进行了全面测量,对不同专家和码头服务部门进行了访谈,分析了码头运行的历史数据,并发现了统计规律。然后,他们利用这些信息建立了一个模型。
显示运输物流的端到端业务流程建模逻辑
入口点是满载货车抵达码头接待区,出口点是空货车离开码头分拣区,以及满载船只离开水域。
仿真过程包括:
1.形成通过铁路向码头供应货物的申请,以及通过散货船装运煤炭的申请。
2.列车在相邻车站的移动,以及满载货车的内部铁路物流:货物的到达、分拣、锯切和解冻,以及卸货归档。
3.使用自卸车自动系统卸载货车,考虑到一年中不同时间和天气条件的过程特点。
4.通过输送机网络运输货物,特别是虚拟调度员的工作,用于标记卸煤仓库,并建立路线,考虑货物的优先级、煤炭等级、季节、天气、工作量和主要技术设备的运行时间等。
5.将煤炭装载到船舶上,考虑到船舶的自重和接收船舶的单个泊位的限制、排队优先级以及装载应以不同质量控制和速度进行的船舶类型等。
6.空车沿内部铁路网的移动,包括分拣、拒收货车并将其送修,以及编组火车通过铁路运输。
解决方案
为了解决这个问题,用AnyLogic软件开发了一个仿真模型。开发过程包括以下阶段:
1.模型设计
在此阶段,总结了建模对象的信息,并形成了仿真模型的概念。明确了建模的目标和目的,并定义了建模边界。还描述了仿真模型的结构和技术架构,以及仿真模型实现的主要功能集和仿真结果。
2.“AS IS”模型的开发
首先,Dilibrium决定开发码头的“AS IS”仿真模型。这对于在构建的足够详细的模型上设置各个智能体和算法的参数的准确值是很重要的。目的是根据历史数据验证模型。终端仿真模型的验证结果表明,与2019-2020年的历史数据相比,该模型具有较高的可靠性。
由于仿真模型中工艺过程的高度细节化,这一结果成为可能。
为了仿真工艺过程并改变模型对象的状态或行为,采用了以下仿真方法:
● 一种基于智能体的仿真方法,用于实现各个智能体的行为。
● 一种离散事件方法,用于对终端的工艺过程进行建模。
3.使用“TO BE”场景细化模型
在经过验证的“AS IS”仿真模型中添加了几个实验,并对过程和参数进行了微调,以测试计算终端最大吞吐量的假设。其中包括修改航站楼空间规划、新布局和新型主要技术设备。该模型总共实施了五种不同的仓库配置和基本技术设备配置方案。它们对应于航站楼未来发展的各种选项。
使用AnyLogic 轨道库,所有内部铁路物流都用相当广泛的轨道和技术流程系统建模。管道网络是在AnyLogic流体库的基础上开发的。使用Java代码对其他技术流程进行了建模。
显示铁路物流的端到端业务流程建模逻辑
除了对铁路和输送机物流建模外,考虑到仓库规划的货物路线算法也是一项艰巨的任务。为了选择和构建路线,必须考虑大量相关的条件和参数:
1.仿真之前选择的现代化阶段
2.天气条件(根据历史数据和规定的偏差系数建模)
3.季节
4.每个关键单元的可用性:设备(超过80个单元)、在线运行、维护和修理、故障
5.调度员当前的卸货或装货命令
6.码头和运输途中货车中货物的数量和类型
7.仓库中货物的数量和品牌
8.储存在仓库中的煤在某些烟囱中的当前标记
9.操作优先级(卸载/装载)
10.等待装货的散货船载重
该算法是使用AnyLogic状态图开发的
该模型仿真了整个日历年,包括季节性和天气条件。在此期间,以虚拟时间模式收集了所有主要工艺和设备的运行数据和按年/月/日统计数据。在仿真结束时,输出被上传到一个单独的Excel文件中,以进一步分析实验结果。
在模型中实施了随机性,例如,在向码头提交列车和船舶时,与故障、天气条件和误差系数或不一致性统计数据的随机偏差。按照惯例,一艘船可以到达码头,码头上并非所有所需等级的煤都有库存,其余的煤在前往码头的途中仍被延误。
结果
仿真模型通过“AS IS”阶段进行验证。Dilibrium获得了最大生产率和每个设备节点指标的广泛统计数据:维护和维修、运行时间、CTG、KPI和其他值。在现代化阶段的每个变体的多次实验的帮助下,这成为可能。此外,在实验的帮助下,确定了不同操作的瓶颈。