基于仿真建模软件的地下开采与建设项目的调度

基于仿真建模软件的地下开采与建设项目的调度

问题

在规划复杂的地下工程时,无论是建造业还是矿业开采,专家们都必须要考虑到许多因素及其对整个工程的影响。这类工程的特点是有限的作业资源和空间,以及流程之间的紧密联系。因此,专家在制定时间表时不可避免地会面临困难。

基建项目管理公司IBCON负责为地下矿山工程制定新的调度方案。经过调研,新调度方案需要考虑到:

解决方案

为了解决这一调度问题,IBCON工程师不得不改变传统的调度方案。通常,地下建设项目是通过甘特图进行管理的,甘特图会提前安排已知的事件。但是,每个项目都会受到不确定性的影响。例如,管理者已知的一些潜在的问题,但不知道确切发生的时间和概率。为了了解此类事件何时发生及其对工作进度的影响,IBCON工程团队选择使用仿真建模软件对工程进行仿真。

二维矿山模型
二维矿山模型
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三维矿山模型
三维矿山模型
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首先,使用输入数据和AnyLogic的功能,小组开发和构思了一个简单的矿山模型。工程师使用流体库流程建模库的对象来定义岩石体积、开采过程以及岩石运输到地表的过程。通过智能体建模,小组为每个地下开采系统的对象设置了操作逻辑,包括:

此外,在矿山模型中,IBCON开发团队综合考虑了开采的岩石量、工人和设备可用性、车速、多个采场的工作对齐条件、运输机械负载系数、设备维护间隔时间、过卷间隔等,对这些因素进行建模使模型具有很高的精度。

地下矿山模型试验

在开发、运行和调试模型之后,开发人员进行了参数变化实验,了解项目的完成时间的变化情况。

矿山模型:其中一个采场的开采过程
其中一个采场的开采过程

第一个实验,IBCON小组希望确定在地下采矿系统对象最初计划的参数下,项目实施的进度,包括机械、设备、采场和其他要素的初始值。经过实验,团队发现,项目的周转时间可缩短三个月。但是,某些类型的工作需要比最初计划的时间更长。

第二个实验的目标是尽量减少项目的周转时间。开发人员希望参数能够在不影响生产和安全的情况下尽可能加快工作速度。经过调整验证,他们能够将周转时间缩短7个月。

在第三个实验中,IBCON团队以一个案例为实验背景,案例中一些初始参数是错误的,钻机和铲运机经常发生故障,其中一个采场的岩石必须移动到较远的干式充填区。实验结果显示,工作完成时间比预定时间长了一个半月。随后,IBCON团队根据实验结果进行了因子分析,确定了最具决定性的因素,可在未来将其影响降到最低。

通过对模型进行实验,开发人员开发了一个事件计时日志。利用这些数据,他们绘制了一个周期图表、一个按日计算的月进度表和一个甘特图,表示不同层次的工作计划。

工程师可以更新模型数据,让其保持最新的日程进度。然后,他们可以再次运行模型,用结果来调整工作日程。可以根据需要多次重复这个过程,直到地下采矿项目完成。

结论

在解决地下工程调度方案开发这一项目时,IBCON团队建立了一个矿山岩石开采和运输的仿真模型。根据建模结果,工程师们得出:

同时,他们使用AnyLogic模型来分析与初始项目进度相比,各种因素对周转时间的影响情况。模型全面考虑到了不确定性,有助于为地下采矿项目选择最合适的策略。

IBCON开发的技术适用于涉及隧道工程的各个行业。开发的仿真模型是一种灵活的解决方案,可以计算采场施工的动态速度、为每台机器创建利用率计划、优化工作负载、测试具有不同参数的“假设”场景等等。是一个理解和预测项目的强大支持工具,可为管理决策提供有效信息。

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