Simulation de la construction d’un tunnel à l’aide d’un tunnelier

Développé par l’Université Bochum de la Ruhr et SimPlan AG.

DEFINITION DU PROBLÈME:

La construction d’un tunnel à l’aide d’un tunnelier (TBM) constitue habituellement un projet à long terme comportant des processus interdépendants complexes et une chaîne d’approvisionnement complète. Les pertes financières dues aux pannes d’équipements et aux chaînes d’approvisionnement insuffisantes peuvent représenter environ 20 % du coût total du chantier, et cela représente souvent des millions de dollars. Le coût d’une heure d’arrêt est habituellement élevé et les gestionnaires de projet doivent s’efforcer d’éviter les retards inutiles. Le but du projet de simulation, qui a été mené à l’université Bochum de la Ruhr en Allemagne, consistait à créer un modèle de simulation capable de déterminer les goulots d’étranglement dans les processus établis, afin de minimiser les pertes financières potentielles.

Solution:

La construction d’un tunnel à l’aide d’un TBM se compose de l’excavation du sol liée au processus et de la construction du tunnel lui-même. De plus, un flux constant de terre extraite doit être propagé dans la machine. Cependant, le processus de construction est souvent perturbé pour de nombreuses raisons, et les processus doivent être alors suspendus ou retardés.

Classification du processus dans le forage de tunnels mécanisés

Du fait que les logiciels d’AnyLogic permettent de combiner plusieurs techniques de simulation, les modélisateurs ont pu refléter toutes les particularités du système en simulant les travaux liés au processus avec l’aide de tableaux d’état (modélisation à l’aide d’événements discrets), et la propagation continue de la terre extraite avec les dynamiques système. La méthode des dynamiques système a également été utilisée pour mémoriser l’état actuel de l’excavation en cas de perturbation. L’approche multi-méthodes a également permis aux modélisateurs de simuler sans peine les perturbations de certains composants de la machine.

Les éléments composant le TBM ont été modélisés séparément dans les Classes d’objets actifs afin de fournir un modèle flexible et réutilisable.

Outre le BM, d’autres travaux ont été simulés (système de recul, travaux dans le tunnel, site de construction à l’air libre, et chaîne d’approvisionnement externe), ce qui a permis d’aligner complètement le modèle avec la vie réelle et ses incertitudes.

RÉSULTATS:

Le modèle de simulation développé peut illustrer et quantifier l’impact des perturbations dans la progression d’un projet de tunnel spécifique. La simulation des processus sur site et de la logistique externe permettra également au gestionnaire de projet de réduire les points faibles et de planifier le stock de sécurité requis. Le fait de minimiser les arrêts et pertes de performances inutiles permettra de raccourcir la durée d’un projet de construction de tunnel et d’optimiser son budget.

Voyez la vidéo de Tobias Rahm de l’université Bochum de la Ruhr présentant ce projet à la conférence AnyLogic de 2012 ou téléchargez sa présentation.

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