В данной статье рассматривается пример применения инструмента имитационного моделирования MineTwin для определения требуемого количества горной техники и размеров промежуточного хранилища руды для одного из крупнейших угольных карьеров южноафриканского региона.
Для добычи угля применяется открытый способ, причем одни и те же самосвалы работают на транспортировке вскрыши и руды. При планировании расширения производства и увеличения планов добычи возникли вопросы о необходимых ресурсах для выполнения новых планов:
- Сколько бульдозеров, экскаваторов и самосвалов необходимо для выполнения увеличенного плана после расширения работ?
- Нужно ли буферное хранилище руды перед дробилкой? Если да, то какова должна быть его вместимость?
При расчетах требовалось учесть все зависимости и ограничения карьера, а также конфигурацию его транспортных путей, реальный КТГ оборудования и другие факторы.
Так как ИТ-системы заказчика уже включали в себя различные средства мониторинга техники, проект был выполнен за рекордно короткий срок – 8 недель. За первые 4 недели была построена имитационная модель на платформе MineTwin. За следующие 2 недели была выполнена верификация модели, то есть достигнуто состояние, когда модель правильно отображает темпы добычи, скорости перевозки, объемы, плотности и доступность оборудования. Наконец, последние 2 недели занял сценарный анализ, по результатам которого был сформирован отчет с ответами на все поставленные вопросы. После этого имитационная модель была передана заказчику для последующего использования и интеграции с ИТ-системами предприятия.
Определение требуемого размера буферного склада перед конвейерной системой
Для обоснованного расчета требуемого размера склада было проведено несколько десятков компьютерных экспериментов, в которых варьировался размер склада и имитировалась работа карьера на протяжении трех месяцев. По результатам серии таких экспериментов был подобран минимально возможный размер склада, позволяющий надежно выполнять план добычи угля.
Определение необходимого количества дополнительной горной техники
Был проведен статистический имитационный эксперимент по подбору количества дополнительных самосвалов и бульдозеров. Модель оценивала достижимый объем добычи при наличии одного, двух, трех и т.д. дополнительных самосвалов, а также одного, двух, трех и т.д. дополнительных бульдозеров. В результате был получен математически обоснованный расчет потенциально возможного объема добычи, достижимого при соответствующем количестве дополнительного оборудования. При этом были сделаны поправки на внеплановые простои техники, заложенные в имитационную модель на основании исторических данных.
Такой же эксперимент был проведен и с экскаваторами: в сценариях варьировалось количество дополнительных экскаваторов с уже зафиксированным количеством самосвалов и бульдозеров.
В результате расчетов была получена диаграмма, представленная на рисунке. Диаграмма показывает, что новый, расширенный план может быть надежно выполнен при покупке 7 дополнительных бульдозеров, 6 самосвалов и 3 экскаваторов.
Таким образом, созданная на платформе MineTwin имитационная модель позволила обоснованно ответить на вопросы, стоящие перед бизнесом, и значительно снизить неопределенность при принятии решения о расширении парка горной техники.