문제:
북아메리카에서 가장 큰 석유 및 가스 파이프라인 운영자 중 한 명이 들어오는 물체를 항상 받아들일 수 없는 고객에게 석유를 공급하고 있었다. 운영자는 지연된 다운스트림 배송의 시스템 영향을 수량화해야 했다. 그들은 또한 상류에 있는 석유 터미널의 기존 탱크가 이연된 배치를 저장하기에 적절한지 여부를 결정해야 했다. 파이프라인 네트워크 설계에서 기존 문제의 시스템 동작과 영향을 보다 잘 이해하기 위해, 회사는 네트워크 시뮬레이션 모델의 개발을 승인했다. 이 프로젝트는 AnyLogic Company와 Stream Systems Ltd.에 의해 수행되었다.
이 프로젝트의 비즈니스 목표는 다음과 같다.
- 고객 결정(예: 제품 거부 또는 수락)이 파이프라인 네트워크 행동에 미치는 영향을 이해하고 평가한다.
- 다중 터미널 석유 및 가스 파이프라인 네트워크에서 병목 현상을 식별하고 제거하여 시스템 처리량 증가.
자문위원들의 과제는 석유·가스관 운영자가 문제를 재구성하고 그 모델을 실험해 다른 과제를 해결할 수 있을 만큼 유연한 모델을 만드는 것이었다.
해결책:
시뮬레이션 모델에는 터미널, 탱크, 파이프라인 및 오일 배치가 포함되었다. 각 배치에는 출발 터미널과 종단 터미널이 포함된 경로가 지정되었다. 이 노선은 다른 파이프라인 구간과 터미널을 따라 갈 수 있으며, 노선을 통과할 때 임시로 운송 터미널에 배치될 수 있다.
같은 파이프라인이나 터미널에 서로 다른 유형의 제품이 있을 때 오일형 적합성 규칙을 고려했다.
입력 데이터에서 설정된 확률로, 일괄 처리로 운송 단자 중 하나에서 경로를 변경할 수 있다. 배치 이동 속도는 다운스트림 터미널 또는 장비 고장에 여유 탱크 용량이 부족하기 때문에 변경될 수 있다(신뢰성 정보는 입력 데이터에서 가져갔다).
모델 출력:
- 배치 이동 기록.
- 터미널 및 탱크의 사용 용량.
- 파이프라인의 배치 이동 속도 및 처리량.
모델에는 각 배치의 위치와 각 파이프라인의 세그먼트 상태(정상/혼합)가 시각적으로 강조된 지도에 파이프라인 네트워크의 애니메이션도 포함되었다.
결과:
모델 결과 분석 중에 고려된 주요 성능 지표는 처리량과 인프라 용량이었다. 이 회사는 다음과 같은 성과를 거둘 수 있었다.
- 시스템 병목 현상 발견.
- 완화 옵션 평가(규칙 및 설계 변경을 통한 파이프라인 네트워크 실험, 추가 인프라 요소 도입).
- 변경된 고객 행동이 네트워크에 미치는 영향 평가 및 측정.
- 터미널, 파이프라인 또는 탱크를 추가하여 이 모델을 확장하십시오.
- 모델을 변화하는 조건에 맞게 조정하십시오.
실험 결과의 분석은 조직 정책 변화로 이어져 자본 절감에서 5천만 달러에서 8천만 달러를 달성할 수 있었고, 그 시점부터 월 2백만 달러의 추가 네트워크 처리량을 창출했다. 이러한 결과는 약 3백만 달러의 투자로 달성되었는데, 이는 경이로운 결과였다.
첫째로, 사업자의 전문가들은 낮은 추상화 수준에서 시뮬레이션 모델을 만들 것을 제안했다. 그들은 분자 수준에서 파이프라인의 석유 움직임을 시뮬레이션하는 것에 익숙했다. 이러한 모델은 누출 감지, 유체 역학 및 유압 문제에 유용했지만, 파이프라인 네트워크 동작을 시뮬레이션하기에는 너무 복잡했다.
이를 빠르고 쉽게, 그리고 원하는 정확도와 신뢰성 수준에서, 그들은 시스템을 더 높은 수준에서 바라볼 필요가 있었다(예: 분자가 아닌 오일 배치 시뮬레이션). 스트림 시스템의 컨설턴트는 석유 및 가스 파이프라인 운영자에게 AnyLogic을 사용하여 이 작업을 보완하도록 설득했다. 멀티모드 모델링 기능을 통해 사용자는 원하는 추상화 수준을 선택하여 비즈니스의 과제를 해결할 수 있다.
개발된 모델은 애니로직의 멀티모드 기능을 최대한 활용했다. 모델은 에이전트 기반, 시스템 역학 및 이산 이벤트 방법의 세 가지 시뮬레이션 패러다임을 모두 조합한 것이었다. 이를 통해 사용자는 모델에서 파이프라인 네트워크 설계를 재현하는 시간과 노력을 절약할 수 있었다.
Alan Chegus와 Stream Systems Ltd.의 Dumitru Cernelev 프로젝트 프레젠테이션:
