Optimierung eines Kohleverladehafens

Optimierung eines Kohleverladehafens

Die TAKRAF GmbH ist ein international tätiger deutscher Industrieausrüster, der sich auf die Planung und Fertigung von Bergbauanlagen, einschließlich Kohleverladehäfen, spezialisiert hat.

Die SimPlan AG ist ein führender deutscher Simulationsdienstleister mit Expertise in der Materialflusssimulation und der Erstellung von entscheidungsunterstützenden Softwaremodellen.

Problemstellung

Für einen Kohleverladehafen wurde eine steigende Nachfrage prognostiziert, die die Betriebskapazität der Anlage übersteigen würde. Um dieser erwarteten Nachfragesteigerung gerecht zu werden, wandten sich der Hafenbetreiber an die TAKRAF GmbH und die SimPlan AG, um die hierfür notwendigen Maßnahmen zu evaluieren.

Die Prognose und Planbarkeit des Ausbaus war schwierig, da der laufende Hafenbetrieb von zahlreichen Unwägbarkeiten beeinflusst wurde. Die Kohle wird aus diversen Minen per Eisenbahn angeliefert und zur Auslieferung auf unterschiedliche Schiffe umgeladen. Witterungsbedingungen, Zugverspätungen und unterschiedliche Kohlesorten machten eine Analyse und Erweiterungsplanung des Hafens mit traditionellen Methoden schwierig.

Verladung von Kohle in eine Schiffsluke

Die Ziele des Hafenoptimierungsprojekts waren:

Das Hauptproblem, mit dem sich die Betreibergesellschaft des Hafens auseinandersetzen musste, war die Frage, wie das Haldenlager neu organisiert werden könnte, um die Kapazität zu erhöhen. Daher waren die Modellierung dieses Bereichs und die Frage, wie man die Lagerlogik effizient gestalten sollte, die zentralen Elemente des Simulationsprojekts.

Lösung

Für das Hafenoptimierungsvorhaben erstellten die SimPlan-Ingenieure ein Modell des Kohleverladehafens unter Verwendung verschiedener Modellierungstechniken. Sie entschieden sich für AnyLogic aufgrund seiner Multimethoden-Modellierungsumgebung und spezieller Branchenbibliotheken.

Eine dieser Bibliotheken, die AnyLogic Eisenbahnbibliothek, ermöglicht die einfache Modellierung und Visualisierung von großen, komplexen Bahnhöfen und Schienentransporten. Die Entwickler nutzten diese Bibliothek zur Modellierung des Güterbahnhofs und der Kippstationen für die Eisenbahnwagons. Darüber hinaus wurden für die Modellierung des Kohleförderers Elemente der Flüssigkeitsbibliothek verwendet, um den Materialfluss von Schüttgütern und Flüssigkeiten zu simulieren. Zur Modellierung von Absetzer-Rückladern und Schiffsbeladern wurde schließlich von den agentenbasierten Simulationsmöglichkeite von AnyLogic Gebrauch gemacht.

Den Ingenieuren von SimPlan gelang es, sämtliche Prozesse des Hafens zu erfassen – von der Anlieferung bis zur Verschiffung:


In AnyLogic erstelltes Modell zur Hafenoptimierung

Lagerung verschiedener Kohlesorten (unterschiedliche Farben) auf Halden, die im Modell der Hafenoptimierung berücksichtigt sind

Zur Festlegung und Zuteilung von Kohlelagerflächen im Hafen wurde ein Lagerleitsystem eingesetzt. Mithilfe von Simulationsmodellen entwickelten die Ingenieure eine Logik, die eine effiziente Kohlelagerlösung vorschlägt, die die Speicher- und Rückgewinnungskapazitäten erhöht. Die Hauptlagerstrategie konzentrierte sich darauf, von jeder Kohleart möglichst große Halden anzulegen.

Ergebnis

Das Simulationsmodell zur Hafenoptimierung bildete alle Phasen des Kohleumschlags im Kohleverladehafen ab. Das von SimPlan erstellte Werkzeug unterstützte der Geschäftsleitung, die maximale Anlagenkapazität im Ist-Zustand zu ermitteln. Ursprünglich wurde angenommen, die Hafenkapazitäten würden nicht optimal genutzt.

Die Analyse mit dem Tool und dem dazugehörigen Simulationsmodell ermöglichte es dem Unternehmen, Strategien zu identifizieren, um die Kapazität des Hafens zu steigern. Als Ergebnis wählten sie:

Basierend auf den Resultaten der Simulationsmodellierung beschloss die Geschäftsleitung, auch eine Erweiterungsstrategie für den Hafen zu entwickeln, mit der sie den angestrebten Durchsatz des Hafens erreichen kann. Dies beinhaltete den Bau einer neuen Kippstation mit geringerer Kapazität und eines neuen Lagerbereichs.

Das Hafenoptimierungsprojekt hat die Effizienz des Einsatzes von AnyLogic-Modellen zur Steigerung der Kapazität und des Durchsatzes von Anlagen am Beispiel eines Hafens verdeutlicht. Das Modell könnte auch für ähnliche Standorte mit anderen Layouts modifiziert werden.

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