La société ferroviaire BNSF représente un des plus vastes réseaux de transport de marchandises aux États-Unis. La compagnie compte 32 500 milles de voies ferrées dans 28 États et trois provinces canadiennes et plus de 8 000 locomotives.
BNSF connecte les expéditeurs de fret et les consommateurs sur le marché mondial en transportant différents types de produits, notamment des produits agricoles, du charbon, des produits industriels et du fret intermodal. Ce dernier représente environ la moitié du volume total de BNSF, et cette part continue de croître. Le réseau des plateformes intermodales, appartenant à la société, comprend plus de 26 sites aux États-Unis, dont les principaux sont tels que Corwith à Chicago, Hobart en Californie du Sud et Alliance à Fort Worth, au Texas.
L'élargissement des installations existantes de la société et la création de nouvelles installations dans des segments intermodaux nécessiteraient des investissements importants. Pour aider à évaluer les différentes options d’augmentation de la capacité dans les installations principales et à prendre des décisions sur la base des données réelles, BNSF a mis au point des modèles de simulation de terminaux de conteneurs pour les sites de Corwith et de Hobart.
L'équipe a choisi le logiciel de modélisation - simulation AnyLogic en raison de sa flexibilité et de son architecture basée sur Java, qui a aidé à modélisateurs, peu familiarisés avec la modélisation par simulation, mais familiers avec Java, à apprendre à travailler avec AnyLogic.
Cas n ° 1 : Simulation du terminal intermodal de Corwith
Problème
Pour le site intermodal de Corwith, l'objectif principal était d'accroître la capacité annuelle de chargement afin de répondre à la demande croissante. Les membres de l’équipe savaient que de nouveaux portiques étaient nécessaires, mais en même temps, ils n'étaient pas sûrs que de nouveaux entrepôts devraient aussi être ajoutés. Également, la situation était compliquée, étant donné, que le site était enclavé par les entreprises et les quartiers d’habitations, de sorte que la société n’a pas pu étendre son emprise au sol. L'équipe devait effectuer l'une des opérations suivantes :
- Augmenter la densité des voies de chargement/déchargement en ajoutant d’autres voies entre celles déjà existantes, puis mettre en place des portiques plus hauts au-dessus des ceux plus petits.
- Convertir certaines zones du site en voies de chargement/déchargement.
Solution et Résultats
Une autre façon d’augmenter la capacité était d’ajouter un Portique sur pneus en caoutchouc (Cavalier). Les Cavaliers sont agiles et peuvent circuler librement dans un terminal de conteneurs. Cependant, l’utilisation de ce type de portiques ne permet pas la création des voies supplémentaires. Avec des portiques grand format, de type qui permet utiliser plus de voies, le processus ne serait pas aussi rapide et efficace.
Le troisième type de grue était portique de pneus en caoutchouc en porte-à-faux (CRTG) - un hybride entre les deux types précédents. Il n'est pas aussi large que le portique grand format, il peut couvrir plusieurs voies et il est équipé de pneus en caoutchouc, ce qui permet de se déplacer entre des ensembles de camions. Pour se rendre compte comment ce portique influencerait le fonctionnement du terminal, l’équipe a simulé son fonctionnement dans le modèle.
en port- à- faux (CRTG)
Le modèle du terminal de conteneurs montre le fonctionnement du site. Tout d'abord, le train arrive, puis il est ensuite poussé dans les voies de chargement/déchargement. Ensuite, un portique décharge un conteneur et le place ensuite sur un camion qui transporte le conteneur sur une autre voie. Après cela, le portique CRTG arrive et charge le conteneur dans un autre wagon.
Sur le modèle, les ingénieurs ont testé le fonctionnement des nouveaux portiques CRTG. Pour analyser l'efficacité des portiques, les développeurs ont inclus dans le modèle plusieurs identificateurs, telles que l'utilisation des camions, l'inventaire, la capacité d’entrée et de sortie, les délais, etc.
Les résultats de l'analyse ont démontré que l’utilisation d’un portique CRTG dans le fonctionnement du terminal fournirait la combinaison la plus efficace d’utilisation de voies supplémentaires, augmentation de vitesse opérationnelle et la flexibilité.
Cas n ° 2 : Simulation du terminal ferroviaire à Hobart - Californie du Sud
Problème
Hobart est le plus grand site de la société, où sont traités plus d’un million de pièces par an. Pour augmenter la capacitée du site, l'équipe d'ingénieurs a été confrontée aux défis suivants :
- Le site enclavé était entouré d'entreprises commerciales.
- Le site comptait un grand nombre d’arrivées et de départs par jour.
- La circulation des camions à l’intérieur du site était dense, ce qui explique pourquoi l’augmentation du volume de camions ne pourrait qu’aggraver la situation.
Afin de déterminer les goulots d’étranglement possibles et d’évaluer les stratégies pour les atténuer, la société a décidé d’effectuer une planification et une optimisation de fonctionnement du terminal de conteneurs en utilisant des modèles de simulation.
Solution et Resultants
Pour savoir comment renforcer les installations plus efficacement, l’équipe a simulé les opérations du portique grand format et un nouveau type de stationnement en diagonale sous le bras du portique. La simulation a démontré que cette combinaison fonctionnerait bien pour cette installation spécifique, en termes d’espace et de flexibilité supplémentaire lesquelles le stationnement en diagonale pourrait fournir.
Pour simuler la congestion du trafic sur le site, les développeurs ont implémenté la carte de densité AnyLogic, qui a permis à l’équipe de comprendre la localisation les points de blocage sur le site et de trouver des moyens de les résoudre.
L'analyse du modèle a montré comment augmenter considérablement la capacitée du site de Hobart ainsi qu’éviter les goulots d'étranglement. Cela nécessitait une approche multiple :
- Augmentation du capital — la société devait ajouter des voies et des portiques de plusieurs types.
- Améliorations opérationnelles — cela devrait améliorer l'efficacité du fonctionnement du site grâce à diverses techniques d'optimisation. L'une d'entre elles consistait à acheminer les camions à travers le site en fonction des conditions de congestion en temps réel.
- Comportement du client — l'équipe a décidé de lisser le volume de production du site au cours de la journée et de la semaine pour augmenter sa capacité sans dépenser des fonds.
La société recherche maintenant une technologie automatisée pour accroître les capacités de son site intermodale Alliance à Fort Worth, lequel augmente de 20% chaque année. À l'aide de la modélisation de simulation AnyLogic, l'équipe de recherche et d'analyse a commencé à travailler sur la logique de routage et les blocages possibles, ainsi que sur le fonctionnement de l'équipement du site. Plus tard, ces éléments vont être inclus dans le modèle complet du site Alliance.
Présentation du projet par Mike Prince, responsable de la recherche opérationnelle chez BNSF
