问题定义:
用隧道掘进机(TBM)建造隧道,通常是一个长期项目,过程繁复且相互影响,涉及到广泛的供应链。由于设备故障和供应不足造成的资本损失可以占到整个项目成本的20%左右,这通常意味着数百万美元。隧道掘进机向下挖掘一小时的成本往往很高,而项目经理必须在施工过程中尽力避免不必要的延迟。德国鲁尔大学进行了一项仿真实验,其目的是创建一个仿真模型,可以识别隧道建设过程中遇到的瓶颈问题,以尽可能的减少投资损失。
解决方案:
用TBM建造隧道的工程是由相关的土壤挖掘和隧道本身的建设两个方面决定的。此外,挖掘出的土壤流必须经由机器稳定地传递出去。然而,施工过程常常会被很多原因打断,工程必须暂停或延迟。

由于AnyLogic软件可以结合几种仿真技术,建模者可以在状态图(离散事件建模)的帮助下模拟与工程相关的工序,从而反映系统所有的特殊之处,可以用系统动力学模拟土壤的连续传送。系统动力学方法也被用来记忆当前的挖掘状态以免发生扰动。多重方法建模的方法也使得建模者可以很容易地模拟干扰某些机器部件的扰动。
隧道掘进机的元件组装是在活动对象类里分别建模的,以便提供一个灵活的、可重复使用的仿真模型。
除了隧道掘进机,也对其他工作进行了模拟(备份系统、隧道工程、地面建筑工地,和外部供应链),使模型完全符合现实情况及其不确定性。
实验结果:
研发的仿真模型可以阐释和量化扰动对特定的隧道工程进展的影响。对现场流程和外部物流的模拟还使得项目经理可以减少薄弱环节并计划所需的备用库存。最大限度地减少不必要的项目停顿和绩效损失将缩短隧道工程的工期并优化预算开支。
请观看鲁尔大学的Tobias Rahm在2012年AnyLogic会议会议上展示的该项目的视频。 The presentation.
