问题:
RUSCON（俄罗斯卢斯科）是一家多式联运运营商，提供复杂的物流服务，用于运输集装箱货物。 这些服务基于自己的运输资产：卡车、火车车板、港口码头以及海关和物流仓库。该公司拟对其中一个铁路集装箱码头进行现代化改造，并确定整个设施及其组件的最大容量，因此需要一个集装箱堆场规划解决方案。对此，RUSCON向Dilibrium咨询公司的集装箱堆场仿真专家寻求专业帮助，对包括集装箱堆场、转运设备和铁路基础设施在内的组件进行建模。
为了进行更精细的集装箱码头仿真，定义了集装箱码头的以下特征：
- 铁路长度达3000米
- 该设施拥有自己的调车机车车队
- 临时存储面积超过22000平方米
- 在海关检查区和临时储存区有一个露天货柜堆场（2500 TEU），用于存放20英尺和40英尺的集装箱
- 该码头提供集装箱平车、通用平车、有盖轨道车、敞车等车型的装卸（接收\离开、装载\卸载）
- 码头内有两台框架起重机、多台叉车、一个内部牵引车车队和其他辅助设备
顾问们决定模拟几种不同的码头仿真开发方案，比较找到最佳选择。
解决方案:
决定在AnyLogic集装箱堆场规划环境中构建码头的数字孪生。 与传统的分析模型不同，此动态仿真模型将以较高的精度反映设施的情况——实际数据与虚拟操作结果之间的差异估计在5％之内。数字孪生技术搭建了详细的模型，并允许考虑各种参数以及非线性、重要的未知的依存关系和因果关系。
集装箱堆场模拟的起点是装有集装箱的火车到达铁路分拣场。之后，轨道车辆按照列车时刻表切换到用户的轨道。直至装有空集装箱的列车离开终点站，此时仿真结束。
在该项目的框架内，对所有码头的主要作业进行了建模，包括：
- 内部和毗邻的铁路物流
- 满载和空载集装箱的运输
- 仓储物流
- 海关检查站的处理流程
集装箱堆场规划模型
AnyLogic集装箱码头仿真环境的功能使工程师能够创建2D和3D模型动画。在模型动画中，用户可以放大某些模型区域并查看其组件的操作，让用户可以更加直观地控制每个设施区域中的流程。
集装箱码头仿真的3D动画对于流程的视觉控制很有用。对于集装箱，通过颜色显示其当前状态并且能够动态更改：
- 红色集装箱表示尚未通过海关检查
- 绿色集装箱表示已通过海关检查，可以卸货了
- 黄色集装箱表示空集装箱
工程师在集装箱堆场规划模型中引入了“虚拟传感器”，传感器通过数字孪生技术收集信息并在模型运行时传输操作数据。这有助于跟踪所仿真设施的性能和模型校准。这种周密的数据收集方法可以使数字孪生模型与实际集装箱堆场的操作紧密匹配。
铁路场站仿真优化模型
在建立并校准了集装箱码头仿真模型之后，工程师设法确定了码头的容量并验证了分析模型的数据。将码头模型的性能指标与“现状”方案进行比较时，分析模型的准确性为72％，而仿真模型的准确性达到了96％。
该模型还有助于在无风险的虚拟环境中测试码头的装载机、框架起重机的运行情况。该模型反映了起重机小车和吊具的三轴运动。此外，还考虑了每个起重机操作的不同持续时间。最终，发现了起重机运行瓶颈，提出了优化措施，并得到了实验数据的支持。
在AnyLogic中，为特定行业开发的物料搬运库简化了对复杂码头物料处理操作的仿真。物料搬运库可用于设计存储设施的详细模型，包括传送带、AGV 和起重机的操作，并且能够管理设施四壁内的物料工作流程。
模型开发人员还分析了内部物流运作是如何影响集装箱码头仿真的总体性能的。对此，他们进行了实验，并研究了KPI的变化情况。这项工作基于仿真给出了升级基础设施和重组码头业务流程的建议。
结果:
在进行了实验并获得了输出数据之后，工程师能够明确设施存在的瓶颈和可能的优化方案。他们发现进一步的优化措施可以使码头容量提升57％。