영국의 주요 전력회사에 대한 폐수처리 시뮬레이션

영국의 주요 전력회사에 대한 폐수처리 시뮬레이션

견적 참조: HM 정부(2018), 우리의 낭비, 우리의 자원: 영국을 위한 전략

견적 참조: HM 정부(2018),
우리의 낭비, 우리의 자원: 영국을 위한 전략

문제 및 컨텍스트: 공익 사업체가 폐수 시스템의 효율성을 어떻게 개선할 수 있을까?

영국 수도 부문의 폐수와 오수는 87억 파운드로 평가되며 42,000명의 사람들이 고용된다. 매일 160억 톤이 넘는 폐수를 처리한다. 그리고 점점 더 많은 폐수가 에너지나 다른 산업에서 사용될 수 있는 바이오 자원으로 변모하고 있다. 현재 폐수 분야에서는 규제완화와 경쟁이 심화되고 있어 상수도 처리주기가 다른 단계에서 공급망 혁신의 기회를 창출하고 있다. 전력회사는 이제 바이오 자원 관리, 폐수 공급망 구축, 물류망의 효율화를 위해 서로 경쟁하고 있다.

영국 물 부문 산업에서 공급망 및 공정 제어 관리 기회

영국 물 부문 산업에서 공급망
및 공정 제어 관리 기회

폐수 처리 프로세스 최적화: DES로 빨간색 모델 범위가 표시된 시스템 다이어그램

폐수 처리 프로세스 최적화: DES로 빨간색
모델 범위가 표시된 시스템 다이어그램

수도 사업자의 경우 공급망과 공정의 자원 효율을 개발하기 어려울 수 있으며, 특히 산업 지속가능성의 맥락에서 이를 고려할 때 더욱 그러하다. 바이오 자원을 에너지와 같은 유용한 바이오 제품으로 바꾸는 폐수 물류 네트워크의 새로운 설계를 구성하고 시험하는 것은 하나의 선택사항으로, 특히 그것은 중요한 자원이고 사회의 삶의 질을 유지하고 잠재적으로 향상시키는 데 기여하는 요소인 만큼 경제적, 환경적으로 의미가 있다. 그러나 폐수처리 분야에서 자원 효율을 달성하려면 새로운 모델과 새로운 사고방식이 필요하다.

그렇기 때문에 영국의 한 폐수처리업체가 시설망의 물류 인프라를 최적화하기로 결정했을 때, 그들은 시뮬레이션, 최적화, 머신러닝을 이용한 의사결정 도구를 전문적으로 만드는 런던 컨설팅 회사인 decisionLab의 전문성을 추구했다. decisionLab 엔지니어들은 시뮬레이션과 티가 필요했다.자본 투자가 이루어지기 전에, 폐수 처리 공급망을 위험 없는 환경에서 새로운 공정에 특정한 초점을 맞춘다. 폐수처리 시뮬레이션 모델을 통해 다양한 유형의 정산과 혐기성 소화설비의 활용도를 평가할 수 있고 에너지 투자 수익률에 기초하여 그 양을 최적화할 수 있을 것이다.

최적화된 구성을 통해 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다.

이 경우 효과적인 폐수처리 시뮬레이션 모델을 제공하는 핵심은 운영의 지속가능성을 이해하고 물류 및 에너지 투자에 대한 수익의 가시성을 확보하는 것이었습니다. 두 가지 모두 '순양성'의 영향을 미칠 것이다. 이를 판단하기 위해 폐수 공급망 처리 시뮬레이션을 통해 시스템이 자본 비용을 최소화하고 추가 인프라 투자가 가능할 정도로 민첩한지 예측했다.

해결책

폐수처리시설 네트워크를 모델링하기 위해 decisionLab 팀은 AnyLogic 시뮬레이션 기능을 적용했다. 이 플랫폼은 유연한 모델링 도구로 이산 이벤트와 에이전트 기반 접근 방식의 조합을 가능하게 하여 개발 모델을 최소 비용 및 최대 에너지 반환에 최적화 할 수 있도록 하는 등 복잡한 환경을 모델링하는 데 자연적으로 적합했다. 애니로직은 또한 뛰어난 시각화 기능을 제공했고 엔지니어가 GIS 기능을 사용하여 물류 네트워크를 더 잘 표시하고 데이터를 시각적으로 매력적으로 만들 수 있도록 했다.

의사 결정 연구소 컨설턴트는 운영의 지속가능성을 이해하고, 폐수 처리 물류 비용에 대한 수익이 발생하며, 에너지 투자 수익률이 긍정적이라는 점에 초점을 맞추기로 결정했다. 컨설턴트는 고객을 지원하기 위해 다음과 같은 네 가지 시나리오를 시뮬레이션했다.

처리(파란색), 코킹(노란색), 소화(적색) 부위와 경로를 보여주는 폐수처리 시뮬레이션 모델
처리(파란색), 코킹(노란색),
소화(적색) 부위와 경로를 보여주는
폐수처리 시뮬레이션 모델
폐수처리 시뮬레이션 결과 4가지 시나리오에서 최적의 물류경로 벤치마킹
폐수처리 시뮬레이션
결과 4가지 시나리오에서 최적의
물류경로 벤치마킹

결과

그 결과, 사업자의 산업 생태계에 대한 폐수처리 시뮬레이션 모델이 개발되었다. 이 모델은 네트워크 계획을 지원하고 다양한 가정을 증명하는 데 사용될 수 있다. 위에서 설명한 시나리오를 사용하여 다음과 같은 주요 성과 지표를 벤치마킹하기 위해 특별히 사용하였다.

첫 번째 통찰은 가장 성능이 좋은 혐기성 소화(AD) 시설은 공급망 전체에 걸쳐 5천만~1천만 리터의 용량을 가진 시설들이라는 것이었다. 이는 엔지니어링 팀이 정적인 분석을 통해 원래 중앙집중식 대형 설비(<10만 리터 및 <2천만-3000만 리터 용량)가 잠재적으로 더 많이 소화할 수 있기 때문에 생산성이 더 높으며 따라서 인구의 더 높은 비율을 제공할 수 있어야 한다고 가정했었듯이 놀라운 결과였다. 이것은 시뮬레이션 모델을 사용하여 잘못 입증되었다. 두 번째 결과는 중간 크기의 혐기성 소화 시설이 투자 대비 에너지 수익률과 재처리된 물이 공급되는 인구 양 측면에서 훨씬 더 좋다는 것이었다.

시스템 흐름 및 제공된 모집단에 대한 혐기성 소화 용량 최적화
시스템 흐름 및 제공된 모집단에
대한 혐기성 소화 용량 최적화
2018년과 2019년 혐기성 디제스터 사업장에 대한 에너지 투자수익률
2018년과 2019년 혐기성 디제스터
사업장에 대한 에너지 투자수익률

AnyLogic에 있는 DecisionLab의 작업은 고객의 요구 사항을 충족시켰다. 그것은 그들이 그들의 프로세스와 그들의 현재의 공급망 최적화를 위한 대안적 접근법을 경제적으로 그리고 생태학적으로 수익을 극대화할 수 있는 새로운 인프라와 물류 방법으로 더 잘 이해할 수 있게 했다.



Annand Davé 박사가 AnyLogic Conference에서 이 사례 연구를 발표하는 영상을 보시거나 프레젠테이션을 다운로드하세요.

유사 케이스 스터디

더 많은 케이스 스터디

Get a brochure with industry case studies

다운로드