Problemstellung
Wenn die Wartung von Schienenfahrzeugen durchgeführt wird, sehen sich Firmen mit verschiedenen Herausforderungen konfrontiert. Wenn sich z. B. die Gesamtlast der Wartungseinrichtung erhöht, kann es zu weiteren Störungen in Arbeitsprozessen kommen. Um mit diesem Sachverhalt, einschließlich Verkehrsstaus und Ineffizienzen durch den Flottenmix, umzugehen und gleichzeitig den Durchsatz zu maximieren, kann eine Umgestaltung des Eisenbahndepots notwendig sein. Aus diesem Grund kann eine Simulation der aktuellen Einrichtungsanordnung durchgeführt werden, um anschließend nicht richtig funktionierende Teile zu analysieren und dann Neuerungen im Modell zu testen, um das Layout effizienter und zukunftsfähig zu machen.
Advisian, eine unabhängiger Beratungszweig der WorleyParsons Group, der über Tochterunternehmen in 19 Ländern verfügt, wurde mit der Modellierung eines des größten australischen Eisenbahn-Wartungszentrums beauftragt. Dieses Zentrum wird für die geplante Wartung, die Reparatur und das Abstellen von Schienenfahrzeugen aus dem Regional- und Vorstadtbereich verwendet. Das Depot litt unter erheblichen Staus und die verwaltende Firma wollte die Gründe hierfür herausfinden und Methoden für eine Beseitigung der Staus ausarbeiten. Die verwaltende Firma wollte den Entwurf des Eisenbahndepots mit maximaler Kapazität testen und hierbei die Randbedingungen der Infrastruktur einbeziehen und den Flottenmix optimieren.
Die Aufgabe von Advisian war es, ein Eisenbahnsimulationswerkzeug zu entwickeln, das für folgende Anwendungsfälle eingesetzt werden kann:
- Bestimmung der Effizienz und der Leistungsfähigkeit des Depots.
- Analyse des Effekts neuer Flotten für die Einrichtung.
- Bestimmung von Betriebsrandbedingungen.
- Test des Einflusses von Infrastrukturänderungen innerhalb des Depots.
Durch eine Simulation konnte Advisian eine digitale Kopie der Wartungseinrichtung und ihres Betriebs erstellen, ihre Dynamik analysieren und unterschiedliche Szenarien testen, um die Arbeitsabläufe im Depot zu verbessern.
Lösung
Layoutsimulation einer Wartungseinrichtung (zum Vergrößern anklicken)
Advisian entschied sich für die Eisenbahndepotverwaltungssoftware von AnyLogic, um den Depotbetrieb zu simulieren. Die Firma setzte die AnyLogic Eisenbahnbibliothek, ein Werkzeugkasten für die detaillierte Simulation des Betriebs von Eisenbahndepots, umfassend ein. Die Bibliothek stellte nicht nur die verwendungsfertigen Objekte, einschließlich Triebwagen, Lokomotiven, und Bahngleisen mit einer vordefinierten Logik für Wartungseinrichtungssimulationen zur Verfügung, sondern ermöglichte auch die Erstellung realistischer 2D und 3D Animationen für das Modell.
Die Einrichtung wurde von unterschiedlichen Zugtypen verwendet. Aus diesem Grund sorgte das Simulationsteam dafür, dass sich die Funktionsweise des Flottenmixes im Modell widerspiegelt. Es identifizierte, wie sich Prozesse innerhalb der Einrichtung in Echtzeit ändern und gewann Einsichten bezüglich struktureller Änderungen.
Entwurfssimulation eines Eisenbahndepot (zum Vergrößern anklicken)
Der simulierte Betrieb basierte auf Daten von tatsächlichen Zugfahrplänen. Die Dateneingabefähigkeiten von AnyLogic erlauben auch einer Verbindung mit einer Datenbank und die Versorgung des Modells mit Daten im offline-Modus oder in Echtzeit. Das detaillierte Modell half auch, verborgene Wechselwirkungen aufzudecken. Hierdurch konnte für die Prozesse des Triebwagenreparaturdepots ein besseres Verständnis gewonnen und ihre Leistungsfähigkeit verbessert werden.
Die Haupterkenntnisse wurden jedoch durch die Modellstatistiken erlangt. Sie halfen bei der Erfassung des Verhaltens des simulierten Systems und der Analyse von Kennziffern, die für die Funktionsweise des Depots wichtig waren. Für die Vermeidung von Staus und für andere Zwecke, war es zum Beispiel entscheidend, die Schienenauslastung in bestimmten Bereichen des Depots zu verstehen. Dies führte zur Erfassung von Auslastungsstatistiken für jeden Bereich, die für weitere Analysen graphisch angezeigt wurden. Die Statistikdaten konnten dann einfach im Excel- Format exportiert werden.
Statistiken der Entwurfssimulation eines Eisenbahndepots (zum Vergrößern anklicken)
Ergebnis
Mit Hilfe von AnyLogic konnte das Simulationsteam folgende Punkte identifizieren:
- Die maximale Kapazität des Depots unter Berücksichtigung der infrastrukturellen und prozessbezogenen Randbedingungen.
- Engpässe innerhalb des Layouts der Einrichtung. Sie waren der Grund für erhebliche Staus in der Einrichtung.
Die Simulation erlaubte eine tiefere Analyse des Depotbetriebs und für die Implementierung, das Testen und die Beurteilung eine Bewertung der Auswirkungen potentieller Änderungen sowohl des Flottenmixes als auch des Layouts der Einrichtung.