Opslag en orderverwerking op een droge bulk terminal

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Opslag en orderverwerking op een droge bulk terminal"

Edith Bogaerts
7 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Opslag en orderverwerking op een droge bulk terminal Promotieonderzoek Teus van Vianen, 3ME-TEL Delft University of Technology Challenge the future 1/32

2 Inhoud 1. Een droge bulk terminal, een bijzonder distributiecentrum 2. Toekomstige eisen aan droge bulk terminals 3. Ontwerpen van het opslagveld 4. Ontwerpen van het transportnetwerk 5. Samenvatting 2/32

3 1. Een droge bulk terminal, een bijzonder distributiecentrum 3/32

opslag Vrachtwagens versus zeeschepen Korte versus lange

4 EMO BV DHP rchitecten Een droge bulk terminal, een bijzonder distributiecentrum (1) Gesloten versus open opslag Vrachtwagens versus zeeschepen Korte versus lange opslagtijden Order picking versus opslag per klant (mengen) 4/32

continue flow Schoon versus mors Veel orders

5 EMO BV TBWB & van Riet Een droge bulk terminal, een bijzonder distributiecentrum (2) Discrete eenheden versus continue flow Schoon versus mors Veel orders tegelijkertijd versus beperkt aantal Snelle omsteltijden versus lange 5/32

6 EMO BV FM esmeijer-log.nl EMO BV Een droge bulk terminal, een bijzonder distributiecentrum (3) Machines tussen opslag Volledig geautomatiseerd Hoogbouw versus hoophoogte 6/32

7 2. Toekomstige eisen aan droge bulk terminals 7/32

8 Toekomstige eisen aan droge bulk terminals (1) Om aan de toenemende vraag naar steenkolen en ijzerertsen (voor energieopwekking en ruwe staal productie) te kunnen zal de winning van deze grondstoffen verhoogd moeten worden. World primary energy demand forecast by fuel (EI, 2010) World steel demand forecast (MEPS, 2010), (WS, 2010a) and (Perlitz, 2008) 8/32

Vale Toekomstige eisen aan droge bulk terminals (2) Meer en grotere schepen om aan de toenemende wereldwijde vraag te kunnen voldoen Impact voor

9 Vale Toekomstige eisen aan droge bulk terminals (2) Meer en grotere schepen om aan de toenemende wereldwijde vraag te kunnen voldoen Impact voor de terminals: grote hoeveelheid in 1x op te slaan (300,000 ton) én transportroute wordt (incl. losmachine en opslagmachine) een lange tijd bezet 9/32

10 Diego et al., 2009 Toekomstige eisen aan droge bulk terminals (3) Steeds strengere eisen aan de omgeving worden er gesteld aan: Beperken van stof 10/32

11 Toekomstige eisen aan droge bulk terminals (4) Steeds strengere eisen aan de omgeving worden er gesteld aan: Beperken van geluid Standaard versus laag geluid rollers 11/32

12 Teijin ramid B.V. Toekomstige eisen aan droge bulk terminals (5) Steeds strengere eisen aan de omgeving worden er gesteld aan: Beperken van energie, zo n 60% van de totaal benodigde energie zit in het transport op de terminal ramide lengtedraden i.p.v. staal Gebruik van frequentieregelaars voor betere vulling transportbanden 12/32

13 3. Ontwerpen van opslagveld Hoeveel opslagruimte is nodig? 13/32

Identity Preserved 5 SR3 Pile 3 Pile 4 C E SR1 SR2 B D

14 Ontwerpen van opslagveld (1) Pile 1 SR1 Er zijn twee opslagstrategieën: Cargo ssembly Mode 6 SR2 Pile 2 Identity Preserved 5 SR3 Pile 3 Pile 4 C E SR1 SR2 B D F Identity Preserved C SR3 B D E F Cargo ssembly Mode 14/32

15 Storage factor [t/m 2 /y] Storage factor [t/m 2 /y] Ontwerpen van opslagveld (2) Opslag factor [tm -2 y -1 ] is geintroduceerd door prof. Ligteringen en is de ratio tussen jaarlijkse doorvoer [t/y] en benodigd opslag oppervlakte [m 2 ] Gesuggeerde waardes voor steenkool: [tm -2 y -1 ] en voor ijzererts: [tm -2 y -1 ] nalyse van 49 bestaande terminals laten echter veel variatie zien van deze kentallen Coal Iron Ore Literature limits for coal Literature limits for iron ore Coal Iron Ore Literature limits for coal Literature limits for iron ore nnual Throughput [Mt] nnual Throughput [Mt] Import terminals Export terminals 15/32

16 Ontwerpen van opslagveld (2) nalytische benadering Little s law: (1) Voor droge bulk terminals: (2) Opslag factor: (3) (2) and (3) gecombineerd: (4) L W C T s s C 1 s T C/ is massa per vierkante meter en 1/T s is the doorzet frequentie s 1 st Jan. 1 [Mt] Stockyard s area 31 st Dec. 1 [Mt] λ=c=1 [Mt] 16/32

17 Ontwerpen van opslagveld (3) Ratio C/ representeert de massa per vierkante meter m hl w h w 3 h 1 h 2h h 2 tan( ) 3 tan ( ) tan( ) tan( ) (5) C m ( l d) w t 17/32

18 C/ [tm -2 ] s [tm -2 y -1 ] Ontwerpen van opslagveld (4) nalytische bepaling van de storage factor Pile's mass: 100 [kt] Pile's mass: 50 [kt] Iron ore Coal m [kt] T s [y] Op droge bulk terminals zijn er verschillende stochastische processen, de belangrijkste: Tussenaankomst tijden van schepen Scheepsgrootte verdeling Gemiddelde opslagtijd simulatie 18/32

19 Frequency [-] [-] Frequency [-] T s [y] Ontwerpen van opslagveld (5) Stochastische verdelingen Tussenaankomst tijden van schepen en treinen Scheepsgrootte verdeling Gemiddelde opslagtijd arrivals in 3 years arrivals in 3 years Interarrival time [h] 0.00 Carriers tonnages [kt] () T s [y] (B) Year 19/32

20 Ontwerpen van opslagveld (6) Discrete-event simulatie model 20/32

21 s [tm -2 y -1 ] Ontwerpen van opslagveld (7) Resultaten uit simulatie model, impact van de stochastische verdelingen s(max) Case a with different storage times Tussenaankomst verdeling: N.E.D. Scheepsgrootte verdeling: zoals eerder getoond Opslagtijd verdeling: N.E.D a a2 a3 a T s [y] Vooral bij de opslag van kolen is de impact van stochastiek erg groot (de opslag factor wordt sterk gereduceerd) 21/32

22 Ontwerpen van opslagveld (8) Methodes om opslag factor te verhogen: verkassen van kleine hopen of ander afgraafstrategie Verkassen Verkassen en een andere afgraafstrategie heeft vooral nut bij kolenhopen. Kan leiden tot een verhoging van de opslagfactor met 30% 22/32

23 4. Ontwerpen van transportnetwerk Hoeveel verbindingen minimaal nodig? 23/32

24 EMO B.V. Ontwerpen van transportnetwerk (1) Beperkt tot netwerken van bandtransporteurs Netwerk kan complex zijn EMO situatie 2010 ~ 900 routes Simultaan inslaan en afslaan Stortpunten geven storingen en mors 24/32

25 Ontwerpen van transportnetwerk (2) nalytische benadering Cargo ssembly Mode F E D C B ṁ in (M/D) ṁ in,(+b+c) + ṁ out,(+b+c) SR1 B B C SR1 D C SR2 E ṁ in,(d+e+f) + ṁ out,(d+e+f) M/D/1 F D E F SR2 () Layout () ṁ out (M/D) F E D C B M/D/1 (B) () 2x M/D/1-queuing system F E D C B ṁ in (M/D) D SR1 SR2 B E B C F C ṁ in + ṁ out B C D E F SR1 SR2 D () Layout (B) E F ṁ out (M/D) F E D C B M/D/2 (B) (B) 1x M/D/2-queueing system (when the IT seaside = M, IT landside: M, ctseaside = D, ct landside = D) 25/32

26 Ontwerpen van transportnetwerk (3) Op basis van wachttijd theorie, impact van Stockpile Duplication Wt (6) F E D C B ṁ in (M/D) SR1 B D C SR2 E F () Layout () ṁ out (M/D) F E D C B F E D C B ṁ in (M/D) SR1 B C D SR2 E B F C D E F () Layout (B) ṁ out (M/D) F E D C B 26/32

27 Ontwerpen van transportnetwerk (4) Simulatiemodel voor Identity preserved storage policy Yard conveyor kan alleen gebruikt worden voor inslag als afslag 27/32

28 Ontwerpen van transportnetwerk (5) Verschillende layouts met een toename aan het aantal verbindingen ṁ in (M/G) ṁ in (M/G) Pile 1 SR1 Pile 1 SR1 6 SR2 Pile 2 6 SR2 Pile 2 5 SR3 Pile 3 5 SR3 Pile 3 Pile 4 Pile 4 (): Layout (J) with τ: ½ (B): Layout (K) with τ: 7/12 ṁ in (M/G) ṁ in (M/G) Pile 1 SR1 Pile 1 SR1 6 SR2 Pile 2 6 SR2 Pile 2 5 SR3 Pile 3 5 SR3 Pile 3 Pile 4 Pile 4 (C): Layout (L) with τ: 2/3 (D): Layout (P) with τ: 1 28/32

29 υ ss [-] υ ss [-] Ontwerpen van transportnetwerk (6) Resultaten van netwerk ontwerp voor Identity preserved storage policy Een prestatie-indicator gedefinieerd welke de ratio weergeeft tussen gerealiseerde handling capaciteit aan de zeezijde (μ ss ) en geïnstalleerde capaciteit (μ) ss ss (7) () (P) (O) 0.5 (N) (M) (L) 0.4 (K) (J) ρ [-] (B) τ: 2/3 geeft al 85% van de maximale prestatie 0.9 (P) (M) (N) (O) (L) 0.8 (K) (P) 0.7 (N) (O) (J) (M) (L) 0.6 (K) (J) ID, ρ=0.5 ID, ρ= τ [-] 29/32

30 5. Samenvatting 30/32

31 Samenvatting Een droge bulk terminal is een bijzonder distributiecentrum Opslag in hopen in de buitenlucht Order is een continue flow van bulk materialen van of naar opslagveld Machines zijn (deels) geautomatiseerd maar veel beslissingen moeten nog door operators genomen worden Vieze omgeving Droge bulk terminals worden geconfronteerd met een groeiende vraag naar kolen en ertsen en met steeds strenger wordende eisen van de omgeving Voor het ontwerpen van het opslagveld en het transportnetwerk zijn de opslagstrategien belangrijk: Cargo ssembly Mode Identity Preserved Basis van het ontwerpen is wachttijd theorie uitgebreid met discrete-elementen simulatie Opslagveld ontwerp middels het bepalen van de juiste waarde van de opslag factor Transportnetwerk ontwerp op basis van aantal verbindingen en bijhorende prestatie To Do: storingen bandtransporteurs en noodstrategien ontwikkelen 31/32

32 Vragen? 32/32

Vergelijkbare documenten

S n = tijdstip van de n-de gebeurtenis, T n = S n S n 1 = tijd tussen n-de en (n 1)-de gebeurtenis.

S n = tijdstip van de n-de gebeurtenis, T n = S n S n 1 = tijd tussen n-de en (n 1)-de gebeurtenis. VERNIEUWINGSPROCESSEN In hoofdstuk 3 hebben we gezien wat een Poisson proces is. Definitie van een Poisson proces: Een Poisson proces met intensiteit λ (notatie P P (λ)) is een stochastisch proces {N(t),