Моделирование прокладки тоннеля с использованием тоннелепроходческого комплекса

Разработано Ruhr-Universität Bochum и SimPlan AG.


Описание проблемы




Прокладка туннеля с использованием тоннелепроходческого комплекса (ТПК) – это чаще всего длительный проект со сложными взаимозависимыми процессами и комплексной системой снабжения. Денежные потери, вызванные поломками оборудования и неэффективными цепочками поставок, часто составляют около 20% всей стоимости проекта, что зачастую означает миллионы долларов. Цена одного часа простоя оборудования слишком высока, и управленцы делают всё возможное, чтобы избежать необязательных остановок. Целью моделирования, проведенного в Рурском университете (Бохум, Германия), стало создание инструмента для определения узких мест в производственных процессах при прокладке туннелей, помогающего снизить финансовые потери при простоях комплекса.

Решение




Process classificaton in mechanized tunneling Использование проходческого щита при прокладке туннеля включает в себя разработку и извлечение грунта и непосредственно строительство туннеля (монтаж кольцевых сегментов). На выполнение этих процессов влияют различные факторы, ввиду чего строительство часто приостанавливается.

Специалисты Рурского университета смогли отразить в модели все особенности системы, совместив несколько подходов имитационного моделирования: конечные процессы были смоделированы с помощью дискретно-событийного подхода, а непрерывное извлечение грунта – с помощью системной динамики. Многометодный подход, являющийся уникальной особенностью AnyLogic, позволил также промоделировать неполадки в отдельных частях комплекса. Системная динамика также была использована для запоминания состояния системы в случае остановки производства в определённый момент.

Элементы тоннелепроходческого щита были смоделированы отдельно с использованием классов активных объектов, что позволило создать гибкий инструмент принятия решений, который может применяться в разных проектах.

Кроме работы проходческого щита были смоделированы другие процессы – прокладка рельсов и другие работы в туннеле, процессы на стройплощадке, находящейся на поверхности, склад и внешняя цепочка поставок (стройматериалы и детали для оборудования). Проблемы, возникающие во всех этих процессах, могли вызывать простой щита и, как следствие, финансовые потери.

Результат




Разработанная модель иллюстрирует влияние различных факторов на скорость осуществления проектов по прокладке туннелей. Модель также подсчитывает, как эти факторы влияют на конечную цену проекта. Моделирование строительных процессов и внешней логистики позволяет менеджерам минимизировать слабые места в процессах и более эффективно планировать запасы строительных материалов и запасных частей для оборудования. Минимизация необязательных простоев комплекса позволяет сократить длительность проекта и таким образом оптимизировать его бюджет.


Вы можете ознакомиться с выступлением Тобиаса Рама из Рурского Университета на конференции AnyLogic, где он рассказывает об этом проекте подробно, либо скачать его презентацию.

Другие проекты

  • Анализ производственных возможностей комплекса подводного кораблестроения
    В рамках работ по оценке перспектив развития производственных мощностей руководство ОАО "Адмиралтейские верфи" хотело проанализировать и оценить возможности реализации производственной программы по строительству и ремонту дизельных подводных лодок. Требовалось проверить, насколько предприятие справится с производственным планом на 2011-2016 гг. на существующих мощностях.
  • Планирование сети дистрибуции и оптимизация складских запасов на основе имитационного моделирования
    Diageo – это международная компания со штаб-квартирой в Великобритании, занимающаяся производством алкогольных напитков. Российское отделение компании входит в пятерку крупнейших оптовых дистрибьюторов алкогольных напитков в стране. Diageo требовалось решить несколько вопросов, в первую очередь, тот факт, что рост продаж не приводил к существенному увеличению прибыли из-за высокой стоимости перевозки единицы товара.
  • Проектирование системы морской транспортировки нефти в арктических условиях
    Новопортовское – крупное нефтегазоконденсатное месторождение, разрабатываемое компанией «Газпром нефть». Нефть с месторождения поступает по 100-километровому трубопроводу к морскому терминалу, откуда после отгрузки перевозится до потребителей на арктических танкерах. Главная проблема при организации морских перевозок с месторождения – тяжелые ледовые условия, затрудняющие судоходство.
  • Моделирование работы участка контроля герметичности ядерного реактора
    На стадии проектирования участка контроля герметичности оболочек тепловыделяющих элементов реактора (ТВЭЛ) разработчикам необходимо было собрать данные о параметрах работы системы в ситуациях появления брака.
  • Исследование автопотока возле проектируемого транспортно-пересадочного узла “Волоколамская”
    Территория строящегося транспортно-пересадочного узла станции метро "Волоколамская" расположена в районе Митино Северо-Западного административного округа Москвы. Компания "ИТС-консалтинг" получила задачу проверить работоспособность проектируемой улично-дорожной сети при пиковых нагрузках в утренний и вечерний часы с учётом перспективного роста автопотока до 2025 года. Заказчиком проекта выступило ГУП "Московский метрополитен".
  • Имитационная модель электросталеплавильного цеха Челябинского металлургического комбината
    Модель имитирует переоборудованную инфраструктуру цеха, конфигурацию оборудования и все значимые параметры происходящих в цеху процессов. Это один из показательных примеров применения технологии имитационного моделирования в металлургической промышленности.
  • Развитие сети складов компании «Эльдорадо»
    Компании «Эльдорадо», владеющей сетью магазинов бытовой техники и электроники в 350 городах РФ, требовалось определить оптимальное количество складов и города их расположения для лучшего удовлетворения спроса покупателей и минимизации затрат на доставку и хранение товара. Анализ показал применимость для этой проблемы решения anyLogistix.
  • Выбор оптимальных решений в транспортной логистике
    Транспортная сеть одной из крупных российский пивоваренных компаний включает в себя крупный парк вагонов и грузового автотранспорта, а также собственные склады в нескольких регионах России. Компания планировала снизить себестоимость продукции за счет сокращения издержек на перевозку продукции от заводов до клиентов.
  • Планирование и оптимизация автоматизированного производства
    Centrotherm Photovoltaics AG – это мировой поставщик технологий и оборудования для рынка солнечной энергетики, полупроводников и микроэлектроники. Компании требовалось определить лучшие конфигурации фабрики и автоматизированной производственной линии для минимизации затрат и максимизации пропускной способности и надежности работы.
  • GE моделирует производство для поддержки принятия решений в реальном времени
    При запуске нового продукта – батарей Durathon, компании General Electric необходимо было увеличивать объемы выпуска продукции в условиях неопределённости одновременно с модернизацией производственных процессов и снижением себестоимости товаров. Специалисты GE использовали имитационное моделирование для решения этих задач.