Aperçu
TBS Consulting a contribué à multiplier par 1,5 le débit du centre de services sidérurgiques de l’usine MSC de NLMK à Manage, en Belgique. L’augmentation du débit résulte de l’utilisation d’un modèle de simulation pour analyser l’aménagement et les modifications apportées aux installations. Cette étude de cas détaille comment les entreprises ont travaillé ensemble sur la solution.
TBS Consulting Ltd est partenaire d’AnyLogic depuis 2013. En tant que spécialistes des secteurs des biens de grande consommation, de l’acier, du pétrole et du gaz, ils fournissent des conseils en gestion, en logistique et en informatique. TBS a livré plus de 100 projets et utilise régulièrement la modélisation par simulation dans ses solutions. Le SMC a choisi le SCT pour élaborer une spécification et mettre en œuvre un modèle dans le cadre de son projet de modernisation du centre de services sidérurgiques.
MSC fournit une large gamme de services de feuillards d’acier en Europe. Ils se concentrent sur les bandes d’acier laminés à chaud, les aciers décapés, les aciers laminés à froid et les aciers galvanisés pour les meubles, les cadres métalliques lourds et légers et les industries automobiles. La majeure partie de l’acier est fournie par la route avec des livraisons juste-à-temps. Le centre traite plus de 200 000 tonnes par an.
Problème
MSC prévoyait de mettre en œuvre un ensemble d’activités de modernisation pour multiplier par 1,5 le débit de ses installations. La modification de la disposition de l’installation pourrait augmenter le rendement, et les ingénieurs ont identifié plusieurs considérations pour l’analyse :
- L’installation ou le déplacement de lignes de production
- Ajouts de grues
- Emplacements de balances
- Installations de transporteurs
- L’ouverture de portes supplémentaires
De nombreux facteurs interdépendants peuvent affecter les performances de débit, mais toute reconfiguration doit s’adapter aux contraintes de l’installation et fournir le débit souhaité.
Le territoire de l’installation est limité par un chemin de fer, un canal et une propriété privée, ce qui laisse peu d’espace pour installer une nouvelle chaîne de production. L’espace limité est également un problème pour les camions arrivant pour les produits finis, qui doivent prendre des précautions particulières pour éviter les collisions.
Le chargement des bobines sur la ligne de production nécessite l’une des deux grues puissantes existantes. Et, à l’endroit où ces grues se déplacent, de l’espace est nécessaire pour le déchargement des bobines d’acier finies de la ligne.
Une ligne de production supplémentaire prendrait beaucoup d’espace supplémentaire dans l’installation et réduirait la capacité de stockage des produits finis avant l’expédition. Par conséquent, il pourrait y avoir un impact sur les activités d’exportation.
Toute solution devrait également tenir compte des variations saisonnières de la demande des clients et de l’offre de bobines, ainsi que des niveaux élevés de variabilité dans les arrivées quotidiennes de camions.
Solution
Au cours de la première phase du projet, le SCT et le SMC se sont entendus sur une spécification technique détaillée pour un modèle couvrant l’ensemble du cycle de production. Les activités capturées par le modèle allaient de l’arrivée des bobines à l’installation, en passant par la production et l’entreposage, jusqu’à l’expédition des produits finis. Le modèle fournirait une vue d’ensemble du site, ainsi que des données opérationnelles détaillées, telles que pour les opérateurs, les grues et les lignes de production.
La spécification technique était très importante car elle constituait la base de l’élaboration du projet, déterminant les entrées, les sorties et les distributions statistiques à utiliser dans le modèle, ainsi que les besoins convenus des utilisateurs.
Suite à la spécification, le projet est passé par trois autres étapes de développement :
- Construction d’un modèle tel quel, représentant l’installation telle qu’elle était
- Expérimentations et analyse de plans
- Livraison d’un outil d’analyse de scénarios et de planification quotidienne
Le modèle tel quel représentait l’installation telle qu’elle était, et sa précision a été vérifiée en exécutant des simulations avec des données historiques. Le modèle pourrait ensuite être utilisé pour tester divers scénarios et comparer leurs résultats. Enfin, en mettant en œuvre une saisie facile par les utilisateurs, l’outil pourrait être utilisé pour la planification, par exemple pour organiser les opérations quotidiennes ou analyser les horaires tout au long de l’année.
Le modèle de simulation a pris en charge l’analyse et a aidé d’avoir une meilleure compréhension en permettant divers types d’expérimentations. Par exemple, les visualisations 2D et 3D permettent aux ingénieurs de vérifier que le modèle tenait compte de considérations qui n’ont peut-être pas été capturées dans la logique du modèle.
Dans le cas de la commande de grue, le pont roulant standard inclus dans la Material Handling Library ne tient pas compte du mouvement de l’opérateur – un opérateur contrôle un pont roulant à partir d’une télécommande mobile. La personnalisation d’AnyLogic signifiait que les concepteurs pouvaient facilement spécifier que l’opérateur d’une grue devait suivre certains chemins pour se conformer aux règles de sécurité, tandis que la charge de la grue se déplacerait selon sa propre trajectoire opérationnelle.
La prise en compte des différences entre les actions de l’opérateur et les trajectoires de la grue a permis d’obtenir des informations sur les contraintes de temps essentielles pour aider à identifier les goulots d’étranglement.
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Les expériences sans visualisation, cependant, ont permis des expérimentations plus rapides, telles qu’exécutions massives en utilisant la variation des paramètres.
Dans l’ensemble, le modèle a recueilli des données détaillées sur chaque opération, telles que les mouvements de bobines ou de feuilles, l’arrivée et le départ des camions, le traitement des bobines et les actions de l’opérateur.
Les indicateurs de performance comprenaient des données sur le poids total produit, le poids total expédié, l'utilisation des ressources, etc. Toutes les informations issues des simulations peuvent également être exportées pour une analyse plus approfondie dans Excel.
Le SCT a mis en œuvre le modèle pour le SMC à l’aide du logiciel de simulation AnyLogic. La modélisation par simulation fournit une méthode d’analyse importante qui est facilement vérifiée, communiquée et comprise. Il donne à toutes les parties prenantes d’un projet un aperçu clair des systèmes complexes.
Résultats
Le modèle aide à identifier les ressources les plus critiques et les risques associés et peut vérifier l’efficacité des décisions (par exemple, une politique de placement différente ou l’ajout d’une nouvelle grue). En outre, il permet de trouver des goulots d’étranglement pour les opérations de camion.
La modélisation par simulation a aidé l’équipe de direction du MSC à sélectionner les configurations optimales pour l’installation et à confirmer leur productivité. Leur analyse a montré que l’installation de la nouvelle ligne de production CTL améliorera considérablement les facteurs écologiques conformément à la stratégie générale de NLMK.
L’analyse de l’efficacité de la grue et du portail a montré qu’une grue causait un goulot d’étranglement, avec une utilisation moyenne de plus de 70%, et des périodes où les camions étaient laissés en attente.
La prise en compte des différences entre l’opérateur et les trajectoires de la grue a permis d’obtenir des informations sur les contraintes de temps essentielles pour aider à identifier les goulots d’étranglement.
En raison des variations saisonnières, il a été démontré que les goulots d’étranglement des centres de services sidérurgiques faisaient qu’un faible pourcentage de camions entrants attendaient si longtemps qu’ils manqueraient leur prochain rendez-vous prévu. Bien qu’il ne s’agisse que d’un petit nombre, ces retards entraîneraient des répercussions qui pourraient causer d’autres perturbations.
Après les premiers résultats, la direction cherche maintenant à utiliser le modèle pour la planification quotidienne des opérations, ainsi qu’à optimiser les plans d’arrivée et le stockage des bobines afin de réduire le nombre d’opérations de remaniement supplémentaires.
À l’avenir, l’intention est d’affiner les politiques de stockage, les horaires de travail et la sélection des équipements. Enfin, le modèle est disponible pour des expérimentations et des analyses dans le cas de conditions extrêmes.
Vous pouvez en apprendre davantage sur le projet dans la vidéo de présentation de la conférence AnyLogic 2021.
