문제
건설 중이든 광산이든 복잡한 지하 작업을 계획할 때, 전문가들은 많은 요소들과 그것들이 프로젝트 전체에 미치는 영향을 고려해야 한다. 이러한 작업은 제한된 운영 리소스와 공간뿐 아니라 프로세스 간의 긴밀한 상호 연결로 특징지어집니다. 이에 따라 일정 수립 시 전문가들이 어려움을 겪을 수밖에 없다.
자본 건설 프로젝트 관리 회사인 IBCON은 지하 채굴 작업에 대한 새로운 일정 수립 방법을 만드는 일을 맡았다. 시뮬레이션 모델링 소프트웨어를 사용하여 다음을 고려한 스케줄링 기술을 개발했습니다.
- 예상치 못한 조직 및 운영상의 제약(예: 작업을 완료해야 하는 특정 시간 제한, 기계 부족).
- 운영 자원을 둘러싼 경쟁(예: 기계 고장 시 경쟁).
- 자원 성능 변동(예: 암석 형성 시추 속도가 저하될 경우 기계 성능이 저하될 수 있음).
해결책
이 스케줄링 문제를 해결하기 위해, IBCON 엔지니어들은 스케줄링에 대한 접근 방식을 변경해야 했다. 보통 지하 건설 프로젝트는 미리 알려진 이벤트를 예약하는 갠트 차트를 통해 관리된다. 그러나 모든 프로젝트는 불확실성의 대상이다. 예를 들어, 관리자는 잠재적인 문제에 대해 알고 있지만 발생 시간과 가능성에 대해서는 알지 못할 수 있습니다. IBCON 엔지니어링 팀은 이러한 사건이 언제 발생하고 작업 일정에 미치는 영향을 이해하기 위해 시뮬레이션 모델링 소프트웨어를 사용하기로 결정했다.
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우선, 입력 데이터와 AnyLogic의 기능을 이용하여, 팀은 간단한 광석 시뮬레이션 모델을 개발하고 시각화했다. 개발자들은 유체 라이브러리와 프로세스 모델링 라이브러리의 요소들을 이용하여 암석의 부피, 채굴 과정, 그리고 지표면으로의 암석 운송 과정을 묘사하였다. 행위자 기반 모델링 기능을 사용하여 팀은 다음을 포함하여 지하 마이닝 시스템의 각 요소에 대한 작동 논리를 설정합니다.
- 운송업체 및 로더의 기본 위치 역할을 하는 창고.
- 차고(자력 시추 장치 및 하중-홀 덤프(LHD) 기계가 위치했던 곳) 및 정지(암석이 추출된 광산에서의 굴착).
- 정지대에서 나온 암석을 보관하기 위한 보관물 및 암석이 드라이 백 필링 또는 광산 차량 적재 구역으로 운반되었는지 여부.
- 자동차 더머 포인트, 자동차로부터 돌을 받은 벙커 등.
또한, 광구 모델에서 IBCON 팀은 채굴된 암석의 양, 작업자와 장비의 가용성, 차량 속도, 여러 정거장에서 작업을 정렬하기 위한 조건, 운송 기계 적재 계수, 장비 유지보수 간 시간, 권선 간격 등을 고려했다. 함께, 이러한 고려사항을 모델링하여 모델을 매우 정확하게 만들었습니다.
지하 갱도모델 실험
모델을 개발, 실행, 디버깅한 후, 개발자들은 프로젝트 완료 시간이 어떻게 변화하는지 보기 위해 매개 변수 변화 실험을 수행했다.
첫 번째 실험에서, IBCON 팀은 일반 프로젝트 구현 일정이 기계, 장비, 정지 및 지하 광산 시스템의 다른 요소들의 초기 매개 변수와 함께 작동하는지 여부를 결정하고자 했습니다. 그 결과, 연구팀은 프로젝트의 소요 시간이 3개월 단축될 수 있다는 사실을 알아냈습니다. 그러나 특정 유형의 작업은 당초 예정된 시간보다 더 오래 수행해야 합니다.
두 번째 실험의 목표는 프로젝트의 프로젝트 진행 시간을 최소화하는 것이었다. 개발자들은 생산과 안전성에 영향을 주지 않으면서 가능한 한 신속하게 작업을 진행할 수 있는 매개 변수를 원했다. 그 결과, 그들은 턴어라운드 시간을 7개월 단축할 수 있었습니다.
세 번째 실험에서, IBCON 팀은 일부 초기 매개변수가 잘못되었고, 드릴 리그와 LHD가 정기적으로 고장났으며, 정지대 중 하나에서 나온 바위를 더 먼 드라이 백 필링 구역으로 옮겨야 하는 경우를 고려했다. 실험 결과 작업 완료 시간이 예정보다 한 달 반 더 걸린 것으로 나타났다. 이어 IBCON팀은 실험 결과를 토대로 인자 분석을 실시해 가장 파괴적인 요인을 파악해 향후 영향력이 최소화될 수 있도록 했다.
모델을 실험한 결과, 개발자들은 사건 발생 시간이 적힌 로그를 만들었습니다. 이 데이터를 사용하여 작업 계획을 위한 세부 수준이 다른 사이클로그램, 일별 월별 일정, 갠트 차트를 작성했습니다.
엔지니어는 이벤트가 전개될 때 모델 데이터를 최신 상태로 유지하도록 업데이트할 수 있습니다. 그런 다음 모델을 다시 실행하고 결과를 사용하여 작업 일정을 조정할 수 있습니다. 그들은 지하 채굴 프로젝트가 완료될 때까지 필요한 만큼 그 과정을 반복할 수 있었다.
결과
지하 작업 스케줄링을 위한 이 솔루션을 개발하는 동안, IBCON 팀은 광산에서 부서진 암석 추출 및 운송을 위한 시뮬레이션 모델을 구축했다. 모델링 결과를 바탕으로 엔지니어는 다음과 같은 작업을 수행했습니다.
- 전체 지하 공사 기간 동안의 프로젝트 일정.
- 일일 작업 계획을 포함한 월별 일정.
- 3분 스텝이 있는 사이클로그램.
동시에 AnyLogic 모델을 사용하여 초기 프로젝트 일정과 비교하여 다양한 요인이 전환 시간에 어떤 영향을 미쳤는지 분석했습니다. 이것은 불확실성을 고려했고 지하 채굴 프로젝트에 가장 적합한 전략을 선택하는 데 도움을 주었다.
IBCON에 의해 개발된 기술은 터널링 작업을 다루는 모든 산업에 적용 가능하다. 시뮬레이션 모델링은 정지 시공의 동적 속도 계산, 각 기계에 대한 사용률 일정 작성, 워크로드 최적화, 다양한 매개 변수를 가진 "what-if" 시나리오 테스트 등을 가능하게 하는 유연한 솔루션입니다. 활동을 이해하고 예측할 수 있는 기능은 관리 의사 결정에 도움이 되는 강력한 지원 도구입니다.