Problème
Lors de la planification de travaux souterrains complexes, que ce soit dans la construction ou l’exploitation minière, les spécialistes doivent tenir compte de nombreux facteurs et de leur impact sur l’ensemble du projet. Ces travaux se caractérisent par des ressources opérationnelles et un espace limité, ainsi que par des interconnexions étroites entre les processus. Par conséquent, les spécialistes sont inévitablement confrontés à des difficultés lorsqu’ils élaborent des horaires.
La société principale de gestion de projets de construction IBCON a été chargée de créer une nouvelle méthode d’ordonnancement pour les travaux miniers souterrains. À l’aide d’un logiciel de modélisation par simulation, ils ont mis au point une technologie de planification qui considérait:
- Contraintes organisationnelles et opérationnelles imprévues (p. ex., un certain délai lorsque les travaux devraient être terminés, manque de machinerie).
- Concurrence sur les ressources opérationnelles (p. ex., concurrence pour les machines en cas de panne).
- Fluctuations du rendement des ressources (p. ex., la performance de la machinerie peut diminuer si la vitesse de forage de formation rocheuse diminue).
Solution
Pour résoudre ce problème de planification, les ingénieurs de l’IBCON ont dû modifier l’approche de planification. Habituellement, les projets de construction souterraine sont gérés via des cartes Gantt, qui planifient des événements connus à l’avance. Toutefois, chaque projet est sujet à des incertitudes. Par exemple, les gestionnaires connaissent peut-être les problèmes potentiels, mais ne connaissent pas l’heure et la probabilité de leur avènement. Pour comprendre quand de tels événements se produirait et leur impact sur le calendrier de travail, l’équipe d’ingénierie de l’IBCON a choisi d’utiliser un logiciel de modélisation par simulation.
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Tout d’abord, en utilisant les données d’entrée et les capacités d’AnyLogic, l’équipe a développé et visualisé un modèle de simulation simplifié de mine de minerai. Les promoteurs ont utilisé les éléments de la Bibliothèque des fluides et de la Bibliothèque de modélisation des procédés pour décrire le volume de roches, le processus d’exploitation minière et le processus de transport de la roche à la surface. Avec les capacités de modélisation basée sur le comportement des agents l’équipe a défini la logique de fonctionnement de chaque élément du système minier souterrain, y compris:
- Entrepôts, qui servaient également d’emplacements de base pour les transporteurs et les chargeurs.
- Un garage (où se trouvaient des plates-formes de forage automotrices et des machines de déchargement de charge (LHD) et des arrêts (excavations dans une mine d’où la roche est extraite).
- Stockages pour la roche dû aux arrêts et si la roche a été transportée vers des zones de remblayage à sec ou de chargement de wagons miniers.
- Un point de déchargement de voiture, un bunker recevant la roche des voitures, etc.
De plus, dans le modèle de la mine de minerai, l’équipe de l’IBCON a tenu compte de la quantité de roche extraite, de la disponibilité des travailleurs et de l’équipement, de la vitesse de la véhicule, des conditions d’alignement des travaux dans plusieurs arrêts, des facteurs de chargement des machines de transport, du temps entre l’entretien de l’équipement, les intervalles d’enroulement, etc. Ensemble, la modélisation de ces considérations a rendu le modèle très précis.
Expériences avec le modèle de mine souterraine
Après avoir développé, exécuté et débugué le modèle, les développeurs ont effectué l’expérience de variation de paramètre pour voir comment le temps d’achèvement du projet changerait.
Dans la première expérience, l’équipe de l’IBCON a voulu déterminer si le calendrier général de mise en œuvre du projet fonctionnerait avec les paramètres initiaux des machines, de l’équipement, des arrêts et d’autres éléments du système minier souterrain. Par conséquent, l’équipe a découvert que le délai d’exécution du projet pourrait être réduit de trois mois. Toutefois, certains types de travaux devraient être effectués plus longtemps que prévu initialement.
L’objectif de la deuxième expérience était de réduire au minimum le délai d’exécution du projet. Les développeurs voulaient des paramètres qui pourraient accélérer le travail autant que possible sans compromettre sa production et sa sécurité. Par conséquent, ils ont été en mesure de réduire le délai d’exécution de sept mois.
Dans la troisième expérience, l’équipe de l’IBCON a examiné un cas où certains paramètres initiaux avaient été erronés, les plates-formes de forage et les LHD ont échoué régulièrement, et la roche de l’un des arrêts a dû être déplacée vers une zone de remblayage à sec plus éloignée. Le résultat de l’expérience a montré que le temps d’achèvement des travaux prenait un mois et demi de plus que prévu. Par la suite, l’équipe de l’IBCON a effectué une analyse des facteurs basée sur les résultats de l’expérience et a déterminé le facteur le plus subversif afin que son influence puisse être minimisée à l’avenir.
À la suite de l’expérimentation avec le modèle, les développeurs ont produit un journal avec les délais pour les événements. À l’aide de ces données, ils ont établi un cyclogramme, un horaire mensuel par jour et un graphique Gantt, qui avait différents niveaux de détails pour la planification du travail.
Les ingénieurs pourraient mettre à jour les données du modèle pour les tenir à jour au fur et à mesure que les événements se déroulait. Ils pourraient ensuite exécuter le modèle à nouveau et utiliser les résultats pour ajuster l’horaire de travail. Ils pouvaient répéter le processus autant de fois que nécessaire jusqu’à ce que le projet d’exploitation minière souterraine soit terminé.
Résultat
Tout en développant cette solution pour la planification des travaux souterrains, l’équipe de l’IBCON a construit un modèle de simulation pour l’extraction et le transport de roches brisées dans une mine de minerai. Sur la base des résultats de modélisation, les ingénieurs ont fait:
- Un calendrier de projet pour toute la période de construction souterraine.
- Un horaire mensuel avec un plan de travail quotidien.
- Un cyclogramme avec un pas de trois minutes.
En même temps, ils ont utilisé le modèle AnyLogic pour analyser comment divers facteurs affectaient le délai d’exécution par rapport au calendrier initial du projet. Cela a permis de prendre en compte des incertitudes et a aidé à choisir les stratégies les plus appropriées pour le projet d’exploitation minière souterraine.
La technologie développée par IBCON s’applique à toutes les entreprises qui s’occupent des travaux de tonnelage. La modélisation de simulation est une solution flexible qui permet de calculer le rythme dynamique de la construction des arrêts, la création de calendriers d’utilisation pour chaque pièce de machinerie, l’optimisation des charges de travail, l’essai de scénarios de simulation avec des paramètres variables, et plus encore. La capacité de comprendre et de prévoir les activités est un outil de support puissant qui aide à éclairer les décisions de gestion.