TAKRAF GmbH是德国一家专门从事采矿业设施的规划和建设的工业制造商和供应商,业务遍布全球,其中就包括煤炭装运港。
SimPlan AG是德国领先的物流仿真服务商和决策软件提供商。
问题
据预测,某煤炭装运港的需求将增长33%,并将超过该港的运营能力。为了满足预计增长的需求,港口运营商首先寻求TAKRAF GmbH和SimPlan AG的专业帮助,确定所需的工程。
港口的运营很难进行预测也很难规划扩展,它受到许多不确定因素的影响。煤炭要从不同的矿井运到不同的船只上,还受到天气状况、火车晚点以及不同类型的煤炭的影响,这也意味着港口很难用传统方法实现现代化。
港口优化项目的目标是:
- 确定当前设施的最大容量;
- 确定限制产能的主要瓶颈;
- 在无风险的数字环境中测试和评估不同的扩展方案。
对于港口运营公司,需要了解的主要问题是,如何重组堆场存储区来增加容量。因此,仿真项目的关键点就是对存储区的建模以及如何使存储更高效。
解决方案
在整个港口优化项目中,SimPlan工程师采用了多种不同的建模技术来创建煤炭装运港的模型。他们之所以选择AnyLogic,是因为其具有多种方法的建模环境和特殊的行业库。
在AnyLogic的诸多行业库中,轨道交通库包含了对大型复杂铁路场站和铁路运输进行建模和可视化的元素。开发人员使用这个库来模拟港口的铁路站和倾卸站。另外,在对于输煤机进行建模时,他们还使用了流体库来模拟移动散装物料和流体的物流。最后,通过AnyLogic基于智能体的仿真功能对堆取料机和装船机进行了建模。
SimPlan的工程师成功捕捉到了港口从交货到装运的所有流程:
- 煤炭从不同的矿井运输(每辆货车中有一种煤炭),并在倾卸站从货车装载到输送机;
- 堆取料机从输送机上取煤,并按类型堆放在专门的堆区;
- 船舶靠岸后,堆取料机将煤炭从堆区取走并装载到运至船舶的输送机上;
- 装船机将煤炭装载到船舶舱口(每个舱口有一种煤炭,舱口顺序是预先确定的);
- 完成装货和文件记录后,船舶离开港区。
采用了储存控制系统以确定和分配港口煤炭储存区域。通过仿真建模,工程师们开发出了一种有效的煤炭储存解决方案来增加储存和回收能力。其中主要的储存策略集中于为每种煤建造尽可能大的堆区。
结论
港口优化仿真模型复制了煤炭装卸港煤炭装卸的各个阶段。SimPlan创建的决策支持工具帮助公司管理层确定在当前状态下港口的最大容量。在最初,有一种假设是港口的容量没有得到有效利用。
通过决策支持工具及仿真模型分析,该运营公司能够确定提高港口能力的策略,他们选择:
- 高需求煤堆可安排多台堆取料机同时工作;
- 规划堆料安排,确保船舶装载不会妨碍倾卸站的工作;
- 预先对货车分类,并计划直接装载至船舶,释放更多存储空间。
根据决策支持工具的建模结果,为达到目标的吞吐量,管理层还决定制定港口扩展方案,包括增加一个容量较低的新倾卸站和新的储存区。
港口优化项目特别强调了使用AnyLogic模型对提高港口等设施的容量和吞吐量的高效率。该模型也可以修改应用至不同布局的类似站点。