Оптимизация конфигурации склада и парка техники на угольном карьере в Южной Африке

Задача

Определить, нужен ли промежуточный склад перед конвейером — и если да, то каким должен быть его оптимальный размер. Определить минимальное количество самосвалов, бульдозеров и экскаваторов, необходимое для стабильного выполнения плановых показателей после расширения карьера.Оценить уровень выполнения плана с учетом реальных ограничений по доступности техники.

Заказчик

Один из крупнейших угольных карьеров в Южной Африке, ведущий добычу открытым способом

Решение

В MineTwin была построена подробная цифровая модель производственного цикла карьера, включающая:

• Реалистичное воспроизведение горнотехнических процессов, расстояний перевозки (0,8–3,5 км) и циклов работы техники
• Моделирование производственных процессов с промежуточным складом и без него
• Сценарный анализ с проверкой различных конфигураций парка техники.

Результаты

Моделирование подтвердило, что промежуточный склад на 10 тыс. тонн повышает устойчивость работы и снижает вероятность невыполнения плана на 90%.
Модель определила оптимальные размеры парка техники для достижения высоких показателей выполнения плана при ограниченной доступности оборудования.
Выявлено, что после расширения карьера потребуется дополнительно 7 бульдозеров и 6 самосвалов.

Контекст проекта

Проект реализован на одном из крупнейших угольных карьеров ЮАР с расстояниями перевозки от 0,8 до 3,5 км.

Рудник использует систему «самосвал – экскаватор – конвейер». Руководство рудника инициировало исследование для:

• улучшения планирования парка техники
• оценки стратегии буферизации на подаче в конвейер.

Ключевые вопросы

Исследование было вызвано необходимостью ответить на ряд вопросов:

• Нужен ли буферный склад перед конвейером?
• Если нужен, то какой объем будет оптимальным?
• Сколько самосвалов требуется для выполнения плана?
• Сколько бульдозеров необходимо для поддержания разгрузки и зачистки?
• Какое минимальное количество экскаваторов необходимо для стабильного выполнения дневных планов?

Все сценарии оценивались при доступности техники на уровне 95% — в соответствии с реальными условиями эксплуатации и ремонта.

Влияние промежуточного хранения

• Склад на 10 тыс. тонн перед конвейером значительно сокращает задержки и обеспечивает более плавную работу системы
• Эффект особенно заметен при непостоянной длительности цикла перевозки

Оптимизация парка техники

MineTwin определил оптимальные размеры парка, обеспечивающие выполнение плана с минимальными излишками:

• Избыточный парк не давал пропорционального прироста производительности
• Недостаточный парк быстро приводил к невыполнению плана даже при высокой доступности техники
• Определено что потребуется дополнительно 7 бульдозеров и 6 самосвалов для обеспечения функционирования карьера после его расширения

Почему MineTwin?

Разработан специально для горной промышленности:

• В отличие от универсальных инструментов, предназначен для воспроизведения реальной работы как открытых, так и подземных рудников
• Детально моделирует взаимодействие техники, включая координацию «самосвал – экскаватор», задержки в очередях и циклы перевозки
• Это позволяет учитывать нелинейные ограничения и циклические зависимости, которые не видны в Excel или при линейном программировании

Соединяет стратегическое планирование с оперативным управлением:

• Позволяет проверять реализуемость планов с учетом доступности техники, геологических особенностей и технологических ограничений

MineTwin масштабируем и адаптируем:

• MineTwin позволяет создавать на своей основе внутренний центр компетенций, с помощью которого становится возможным создавать модели на единой платформе для нескольких рудников
• MineTwin достаточно гибок для адаптации к различным конфигурациям рудников и технологических процессов
• После внедрения, MineTwin дает возможность внутренним специалистам самостоятельно проводить сценарный анализ, оптимизацию парка техники и оценивать операционные изменения – поддерживая таким образом постоянные улучшения и обоснованные инвестиционные решения.