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

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.

Process classificaton in mechanized tunneling

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.

Похожие проекты

Другие истории успеха