概述

在TBS咨询的帮助下，NLMK（即俄罗斯新利佩茨克钢铁公司）位于比利时的马纳日钢铁服务中心（MANAGE STEEL SERVICE CENTER，以下简称MSC）的吞吐量提高了1.5倍。通过使用仿真模型分析设施布局和改造方案，增加了吞吐量。本案例我们将详细介绍两家公司的合作解决方案。

自2013年开始TBS Consulting Ltd就成为了AnyLogic的合作伙伴。作为快速消费品、钢铁、石油和天然气行业的专家，TBS为用户提供相关的管理、物流和IT咨询。多年来，TBS已经交付了100多个项目，在其解决方案中经常会用到仿真建模。因此，MSC选择TBS制定规范并开发实施模型，作为其钢铁服务中心现代化项目的一部分。

MSC在欧洲提供广泛的带钢服务。他们主要提供用于家具、重型和轻型金属框架以及汽车行业的热轧钢、酸洗钢、冷轧钢和镀锌钢。大部分钢材都是通过公路供应的，而且交货及时。该中心每年加工20多万吨钢材。

问题

MSC计划实施一系列现代化项目，将其设施的吞吐量提高1.5倍。改变设施的布局可以提高吞吐量，工程师确定了几个分析考虑因素：

• 生产线的安装或搬迁
• 添加新的起重机
• 重新定位规模
• 引入输送机
• 开启额外闸门

许多相互关联的因素可能会影响吞吐量性能，但任何新的配置方案都应该在符合设施的约束条件的基础上，实现所需的吞吐量。

工厂的占地面积受到铁路、河道和私有财产的制约，几乎没有空间可以容纳新的生产线。并且，对于运货卡车来说，空间有限也是一个问题，他们必须采取专门的预防措施以避免碰撞。

工厂现有两台大型起重机，将钢卷装载到生产线上需要用到其中一台。而且，在起重机移动区，需要有足够的空间将成品钢卷从生产线上卸下。

增加一条生产线将占用大量空间，并将减少装运前成品的存储容量。因此，可能会成品输出产生影响。

任何解决方案还应考虑客户需求和钢卷供应的季节性变化，以及每天卡车到达量的差异变化。

解决方案

在项目的第一阶段，TBS和MSC就涵盖整个生产周期的模型详细技术规范达成一致。模型捕捉到的活动范围从钢卷到达工厂、生产和储存到成品运输。该模型将提供整个工厂视图，以及详细的操作数据，例如操作员、起重机和生产线的操作数据。

技术规范非常重要，因为它构成了项目开发的基础，确定了模型中使用的输入、输出和统计分布，以及商定的用户需求。

模型接受静态、历史和交互式数据输入

在确定规范之后，该项目又经历了三个开发阶段：

• 以当前设施的情况构建“原样（as-is）”模型
• 实验和分析计划
• 提供场景分析和日常规划工具

原样模型代表了设施的初始情况，通过使用历史数据进行仿真来验证其准确性。然后，该模型可用于测试各种场景并比较其结果。最后，通过实现简单的用户输入，该工具可以用于规划，例如组织日常操作或分析全年的调度。

仿真模型支持分析，并通过允许各种实验类型帮助建立洞察力。例如，通过2D和3D可视化，工程师可以验证模型是否考虑了模型逻辑中可能未捕捉到的因素。

在起重机控制部分，物料搬运库中包含的标准桥式起重机不考虑操作员移动（操作员通过遥控器控制桥式起重机）。AnyLogic的二次开发定制，让设计者可以很容易地指定起重机操作员的移动路径，以符合安全规定的方式跟随起重机，而起重机负载将根据其自身的操作路径移动。

考虑到起重机操作员移动和手动操作时间以及起重机速度的限制，时间约束信息对于帮助识别瓶颈至关重要。

显示钢铁服务中心资源利用率和吞吐量的图表

使用无可视化的实验可以更快地实验，例如使用参数变化实验可以进行大规模运行。

总体而言，该模型收集了每项操作的详细数据，如钢卷或板材移动、卡车到达和离开、钢卷处理和操作员操作。

性能指标包括生产总重量、装运总重量、资源利用率等数据。仿真运行的所有信息也可以导出，以便在Excel中进行进一步分析。

TBS使用AnyLogic仿真软件实现了MSC的模型。仿真建模提供了一种易于验证、沟通和理解的重要分析方法。它为项目中的所有利益相关者提供了对复杂系统的清晰洞察。

结果

该模型有助于识别关键的资源和相关风险，并可检查决策的有效性（例如，不同的安置政策或添加新起重机）。此外，它还可以发现卡车运行的瓶颈。

仿真建模帮助MSC管理团队为设施选择最佳配置，并确认其生产率。他们的分析表明，根据NLMK的总体战略，安装新的CTL生产线将显著改善生态因素。

对起重机和闸门效率的分析表明，其中一台起重机的平均利用率超过70%，造成了瓶颈，卡车等待时间会过长。

考虑到起重机操作员移动和手动操作时间以及起重机速度的限制，时间约束信息对于帮助识别瓶颈至关重要。

说明起重机和闸门使用情况的图表。结果发现编号为K00的闸门是造成瓶颈的关键资源

由于季节变化，钢铁服务中心的瓶颈导致一小部分进货卡车等待时间过长，从而错过了下一次预定。虽然只有少数，但这些延误可能会产生连锁效应进而导致进一步的中断。

卡车数据分析示例

在取得初步结果后，管理层现在希望使用该模型进行日常运营规划，并优化到货计划和钢卷储存，以减少额外的重组操作。

将来，我们的目的是对存储策略、工作计划和设备选择进行微调。最后，该模型可用于极端条件下的实验和分析。

您可以在2021 AnyLogic会议的演示视频中了解有关该项目的更多信息。