simulación de sistema de transporte pala

8/19/2019 Simulación de Sistema de Transporte Pala

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Simulación de sistema de carguío y transporte (pala/camión) en un rajo

Introduccion:

La minería de superficie implica los procedimientos básicos de la retirada latierra vegetal, la perforación y voladura, acarreo del mineral y los residuos decarga, entre otras operaciones auxiliares.La carga de mineral y los residuos se lleva a cabo simultáneamente en varioslugares del rajo.Una diversa gama de tamaños de Palas y cargadores frontales se utilian paracargar el material en camiones.!l transporte del material arrancado de las caras de producción por las palas a losvertederos debe ser logrado a trav"s de una red de caminos de transporte dediversas longitudes y capacidades de carga.Los caminos a recorrer pueden ser extremadamente complejos, cubrir grandes

superficies y pasar por cambios de elevación extremas.Los tiempos de carguío dependen de la capacidad de la pala ,las condiciones deexcavación y la capacidad de los camiones. # menudo se formaran $olas decamiones esperando ser cargados. Por lo tanto, la asignación de camiones paratransportar material específico de un frente o a una pala específica se convierte enun problema complejo.

%bviamente, las operaciones mineras eficientes son fuertemente dependientes dela asignación adecuada de los camiones a las palas y la respectiva asignación decamiones a lo largo de los caminos de transporte y vertederos apropiados.!l n&mero y tipo de camiones y palas son dos factores importantes en ladeterminación de los parámetros de diseño óptimos de una explotación minera acielo abierto.#demás, las características o consideraciones a tomar con respecto al ciclo decarguío y transporte permiten determinar el rendimiento 'producción total( delsistema de camión)pala. Pudiendo estos resultar en la subestimación osobreestimación del rendimiento del ciclo.

La capacidad de evaluar con precisión el rendimiento de un sistema de carguío ytransporte 'pala)camión(en una explotación a cielo abiertominas sería un dispositivo muy &til para las empresas mineras.

$ual*uier mejora en el rendimiento permitiría a+orrar una cantidad significativade dinero, debido a *ue las operaciones modernas re*uieren de un capital muygrande para invertir en la compra y reemplao de los e*uipos necesarios..


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!l -istema de carguío y transporte es complejo respecto a su$aracterísticas estocásticas y la interacción entre los elementos del sistema. !snaturalmente imposible derivar alg&n algoritmo de solución óptima mundial parala problemática del despac+o de camiones 'an un amani, 3447(.Por lo tanto, cada criterio se basa en el envío de una consideración de

optimiación local. 8arios m"todos +an sido empleados parasistema de camión)pala modelo. #lgunos de estos m"todos se basan en reglasempíricas o juicio y el error 'experiencia(, y algunos son altamente matemáticacomputacional *ue re*uiere un considerable esfuero.!l análisis de un sistema camión)pala a cielo abierto mediante simulación porordenador es un procedimiento bien establecido, ya *ue permite la incorporaciónde la variabilidad in+erente y la complejidad del sistema

Los principales factores *ue afectan la simulación son9 el n&mero de camiones, eln&mero de palas, la distancia entre las palasy vertedero, por &ltimo, la disponibilidad de recursos de pala y camión.

!n minería a cielo abierto los costos de transporte son cerca de un /01 de loscostos de mina, además el proceso de transporte ocupa un :01 del tiempo de unturno, mientras *ue un ;01, es tiempo no productivo. Lo *ue +abla de un gran

potencial a optimiar.

Objetivo: !l propósito de esta investigación es desarrollar un despac+o decamiones estocástico'Un proceso estocástico es aquel cuyo comportamiento esnodeterminista, en la medida que el subsiguiente estado del sistema está determinado tanto

por las acciones predecibles del proceso como por elementos aleatorios. )

y la producción de modelos de programas de simulación para una mina a cieloabierto de tamaño medio *ue consta de varios frentes de producción y un &nicolugar de descarga. Para ello se +a utiliado un -oft6are para investigarlos efectos de varios camiones de base +eurísticael envío de criterios actualmente disponibles.

!l objetivo principal de esta investigación es mejorar el análisis +euristico ycomparar las políticas de despac+o de camiones 'í definen laHeurística comounarte,técnica o procedimiento práctico o informal, para resolver problemas)y

buscar una norma +íbrida 'pala=camión( aplicable a las minas a cielo abierto.

objetivos específicos son9

3. estudiar el impacto de las diversas tomas de decisiones.

http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_estoc%C3%A1sticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_estoc%C3%A1sticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_deterministahttp://es.wikipedia.org/wiki/Artehttp://es.wikipedia.org/wiki/T%C3%A9cnicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Procedimientohttp://es.wikipedia.org/wiki/Procedimientohttp://es.wikipedia.org/wiki/Procedimientohttp://es.wikipedia.org/wiki/Pr%C3%A1cticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_formalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_formalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_deterministahttp://es.wikipedia.org/wiki/Artehttp://es.wikipedia.org/wiki/T%C3%A9cnicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Procedimientohttp://es.wikipedia.org/wiki/Pr%C3%A1cticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_formalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_estoc%C3%A1stico


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7. comprobar y comparar varias estrategias para la mejora del transporte y laProductividad.;. servir como una +erramienta de planificación para la estimación de la

producción .?. revelar cuellos de botella en el sistema de carguío y transporte .

Sistemas de despacho de camiones:

Las importantes mejoras en la tecnología informática +an llevado a la industriaminera +a desarrollar varios modelos de toma de decisiones para decidir la mejormanera posible asignación de camiones en una mina a cielo abierto.-istemas computariados de despac+o de camiones fueron desarrollados a finalesde 34:0 , y se +an convertido de uso com&n en la operación de muc+as minas acielo abierto de gran tamaño.-in embargo,el uso de estos sistemas no eran económicamente,en las empresas demediana produccion debido a los altos costos de aplicación.#fortunadamente, a finales de 34@0 surgieron enormes mejoras en el +ard6are

produciendo disminuciones en los costos, aumentando la necesidad de su uso.

Los sistemas de secuencia de camiones pueden ser clasificado en tres categorías principales manual, semi)automática y completaautomatiado.La mayoría de los sistemas de despac+o en la literatura son o semi)automatiadoo completo automatiado.

Los sistemas Dispatching Manual:!l sistema de despac+o manual es la práctica +abitual de camiones#signación. Los camiones son asignados a una pala.!l cambio del circuito es de acuerdo al juicio del personal encargadoA sobrefrentes de producción, disponibilidad de los e*uipos, etc.Para ello se re*uiere *ue el despac+ador 'encargado( se encuentre ubicadoen un punto estrat"gico del rajo para supervisar la operación y se mantener elflujo del sistema.La eficacia del sistema depende en gran medida del correcto uso de información,

transmitida por radio yA siendo las palas y camiones e*uipados con radio.!l sistema +a sido utiliado en las operaciones de minería a cielo abierto desde principios de los 34B0 ,recomendándose para pe*ueña minería, la cual posee unaflota de +asta 30 camiones operativos.

Sistemas de despacho semiautomático:!n un sistema semi)automático, la computadora se programa para ayudar a la


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despac+ador en el proceso de toma de decisiones para la asignación de loscamiones. Una computadora digital se utilia para registrar el estado de lose*uipos y la ubicación de los camiones *ue constituyen la flota de transporte. !lsistema se llama semi)automatiado, ya *ue el ordenador no tiene contactodirecto con el e*uipo y es necesario *ue el despac+ador comuni*ue las

instrucciones. !l despac+ador correlaciona esta información con la posición realde e*uipos en el pi*ue y toma una decisión independiente *ue puede o no puedede acuerdo con la asignación sugerida ordenador. !l despac+ador transmite lainformación manualmente ya sea por radio, o bien de forma visual.La principal ventaja de este sistema es *ue facilita la grabación de eventos,

permitiendo generando informes de producción, y lo mas importante es *ue permite la reduccióndel tiempo de espera de los e*uipos.!ste sistema es aplicable a la mediana mineria, con +asta 70 camionesoperativos.

Sistemas de despacho automatizados!l problema fundamental del sistema de despac+o manual y semiautomáticoes la limitada capacidad del despac+ador +umano, para almacenar y transferir gran cantidad de información .!sta fue la raón principal para el desarrollo desistemas de despac+o automático. !l sistema automatiado permite a la computadora tomar las decisiones necesarias para elenvío de camiones, sin intervención de un despac+ador +umano.La ubicación de los camiones, son detectadas por sensores y enviados a lacomputadora.

La ventaja de este sistema es *ue el despac+ador ya no tiene *ue comunicar lasinstrucciones a los camiones, o realiar un seguimiento de su estado.Los beneficios varían dependiendo del tipo de manejo de flota, configuración dela red del transporte de material y procedimientos de secuenciaciónespecíficos. !ste sistema proporciona informes de la producción precisa yaumenta la eficiencia de los e*uipos de transporte.!l &nico inconveniente es el alto costo de la instalación y el valor del e*uipo.

>imebaug+ '34@0( describe un sistema de despac+o automatiado llamado

CDispatc+C, desarrollado y comercialiado por Eodular Einería -ystems Fnc.,*ue tiene como objetivo maximiar la productividad con el e*uipo disponible oalcanar una deseada producción con e*uipo mínimo. !l envío de camiones paracumplir con cual*uiera de estos objetivos es una operación dinámica *ue re*uiereuna vigilancia. Dispatc+ es el sistemade administración mina más conocido y degran escala documentado. !s a su ve uno de los sistemas más exitosos y degran alcance y está en uso en muc+as minas a cielo abierto en todo el mundo. !l


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sistema fue desarrollado en base a un programa de ordenador en tiempo real yconsta de dos funciones separadas *ue se comunican entre si a trav"s de una

base de datos com&n. !l soft6are tiene un diseño modular. !n la primera parte,se manejan las operaciones en tiempo real.!l registro del despac+ador se mantiene en la segunda parte del programa.

!l sistema registra movimiento de la pala , averías de la pala, cambios en la palade excavación , craga y descarga,el tiempo de inactividad, y los cambios en lostipos de material. !l despac+ador básicamente vigila las asignacionessuministrados por el ordenador.!l conductor del camión solicita una asignación en el inicio del turno y elsistema indica cuando el camión llega a la pala y cuando está cargado. Losoperadores de la pala proporcionan información sobre el tipo de material *ue estásiendo cargado, retraso o averías. Dispatc+ asigna camiones ,para minimiarcolas de camiones en las palasy reducir al mínimo los tiempos de inactividadutiliando lógica de asignación de programación dinámica.Ubicaciones actuales de camiones, factores de velocidad y el estado, los tipos de

pala de cavar, su ubicación y estado, son todos tomados en cuenta a la +ora dedeterminar las asignaciones de camiones.-e +n reportado mejoras en la productividad del 30)3/1 en las minas *ueutilian el programa.

Modelos de camiones Despacho de simulaciónLa simulación es la t"cnica más utiliada para probar la algoritmos de despac+o.La simulación por computadora se utilia para obtener una idea con respecto al

probable efecto *ue tendrá el sistema de garguio y transporte diseñado.!studios mas detallados deben llevarse a cabo para evaluar la viabilidad de laintroducción de un sistema de despac+o y si los beneficios de una mayoreficiencia compensaría sus costos de instalación y operación.!n un estudio realiado por la $ru y Gilliamson '34B4(, el efecto de enviar else analiaron los re*uisitos de la flota. $ompararon un sistema de caguio ytransporte en el modo de despac+o y el modo de no despac+ar.!n el modo manual de despac+o, los camiones se asignan a la

pala *ue +a estado inactiva por periodo de tiempo más largo.Los resultados de la simulación +an demostrado *ue la tasa de aumento de la

producción tendido a disminuir a medida *ue el n&mero de camiones *ue operanaumentó. !l estudio tambi"n señaló *ue el dispact+ en las minas a cielo abiertotiende a aumentar la producción mediante el aprovec+amiento de lasirregularidades en el sistema. >ay más control sobre las operaciones, reduce eldesorden y mejora la eficiencia de el sistema. -e concluyó *ue mediante el usode dispatc+ es posible reducir el n&mero de camiones necesarios para un nivel de


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producción específica, por ende permite disminuir el costo de ad*uisición dee*uipos.

Hra5e y $+atterjee '34:4( desarrollaron un modelo de simulación interactivo*ue consta de dos módulos interconectados. Utiliaron el -FEUL# como

pa*uete de modelado y compararon tres porliticas de despac+o diferentes,.!l modelo de simulación descrito por 2im y Fbarra '34@3( utilia el tiempo deespera de la pala como criterio para asignar los camiones a las palas. Para elanálisis , los datos de entrada se obtuvieron de un sistema real y luego estos seajustan y validan mediante la comparación de los resultados.!l modelo considera las características de la red de arrastre, los límites develocidad, prioridad de paso normas, actuaciones de e*uipos y disponibilidades,etc . $ada ruta tiene una interseccion com&n y es obligatorio para todos loscamiones *ue pasan por este punto.!sta interseccion com&n se utilia como el punto en el *ue se realian lasasignaciones de camiones reales . Los resultados de este estudio indicaron *ue elaumento en el tiempo de despac+o mejora la productividad camión = pala casi el301, y tambi"n conduce a una reducción de más del ;01 del tiempo de esperede palas y camiones .

!l modelo descrito por Gil5e y >ec5 '34@7( fue desarrollado para estudiar los m"todos existentes de las políticas de despac+o teniendo en cuenta elrendimiento de los e*uipos y la aparición de averías durante el cambio.econocieron la importancia de los re*uisitos de mecla, así comomaximiar la utiliación de la flota. !l modelo se basa en una simulaciónestocástica y se divide en dos partes. La primera parte del modelo se utilia parasimular el rendimiento de los e*uipos, teniendo en cuenta las diferentesvelocidades de camiones en los caminos de transporte, diferentes tipos decamiones, el perfil del transporte, y posibles colas en las palas y las descargas.La segunda parte es completamente independiente de la primera y se utilia

para determinar la probabilidad de ocurrencia de averías y su duración.

u y >uc5a '34@/( desarrollaron un modelo de simulación estocástica. Para ello

realiación una operación de camión = pala considerando varias redes detransporte y el efecto de las estrategias sobre el envío en la productividad.!l modelo es muy flexible ya *ue permite una elección de un n&mero dediferentes estrategias de secuenciación,maximiar la utiliación de la pala ymaximiar la utiliación de camiones.


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Utiliaron -L#E lenguaje de simulación, *ue permite la representación de cadacamión y pala como una entidad en movimiento a trav"s de una red de eventosdiscretos. Palas tambi"n se modelan como recursos susceptibles a diferenteseventos como cuando se producen averías o se debe cambia el frente deexplotacion.

!l modelo fue validado por una comparación entre los resultados de lasimulación y estadísticas de producción real.!ste estudio concluyó *ue el uso de los sistemas de envío en una mina a cieloabierto puede a+orrar por lo menos un camión de operación por turno, o ;.71 dela flota de camiones.

Hillette y -e5a '34@B( desarrollaron un modelo de simulación para evaluar lamejor asignación para los camiones y para determinar el sobrecosto *ue implicala mecla operaciones. #firmaron *ue la eficiencia de la operación minera actualse relaciona con la eficiencia financiera.Una cifra de producción se obtiene mediante la simulación de la operaciónsobre la base de asignación fija. !stos valores se compararon con los valoresderivados de m"todos analíticos.Los datos de entrada se obtuvieron mediante el uso modelos deterministas paraderivar valores medios *ue luego se ajustaron a una distribución de 6eibull'En teoría de la probabilidad y estadística, la distribución de Weibull es una distribución deprobabilidadcontinua). Los parámetros de esta distribución se determinaron a partirde experiencias pasadas o de la literatura publicada. Los resultados mostraron*ue para el funcionamiento con un pe*ueño n&mero de camiones, el m"todoanalítico tendía a subestimar la producción en comparación con el modelo desimulación.

Liotte y carbonatos '34@:( describen un programa de simulación estocásticautiliada para evaluar varias reglas de secuenciación aplicables a los sistemasinformatiados de pe*ueña escala para optimiar la productividad del ciclo

pala=camion. Pusieron a prueba la utiliación máxima de la pala , maximiar lasestrategias de cobertura de utiliación de camiones y palas utiliando sumodelo de simulación basado en 6eibull para evaluar las posibles mejoras en lala productividad.

!l modelo no considero particularidades reales como las averías de e*uipos,descansos programados, movimientos de la pala, etcA solo considero el tipo decamiones. !l programa de simulación se estructuró en unenfo*ue *ue +a

permitido la inserción de reglas de secuenciación en varios puntos en el red decarguío y fue escrito en I%#J 'Fortran (previamente FORTRAN)1 (contraccióndel inglés For mula Translating System) es un lenguaje de programación alto nivel depropósito general,2 procedimental3 eimperativo, que est especialmente adaptado al clculonumérico y a la computación cientí!ica" Es uno de los lenguajes ms populares en el rea de

http://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_de_la_probabilidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Estad%C3%ADsticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Estad%C3%ADsticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Distribuci%C3%B3n_de_probabilidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Distribuci%C3%B3n_de_probabilidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fortran#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_Ingl%C3%A9shttp://es.wikipedia.org/wiki/Lenguaje_de_programaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Lenguaje_de_alto_nivelhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fortran#cite_note-2http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Lenguaje_procedimental&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Fortran#cite_note-3http://es.wikipedia.org/wiki/Programaci%C3%B3n_imperativahttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1lculo_num%C3%A9ricohttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1lculo_num%C3%A9ricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Computaci%C3%B3n_cient%C3%ADficahttp://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_de_la_probabilidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Estad%C3%ADsticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Distribuci%C3%B3n_de_probabilidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Distribuci%C3%B3n_de_probabilidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fortran#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_Ingl%C3%A9shttp://es.wikipedia.org/wiki/Lenguaje_de_programaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Lenguaje_de_alto_nivelhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fortran#cite_note-2http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Lenguaje_procedimental&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Fortran#cite_note-3http://es.wikipedia.org/wiki/Programaci%C3%B3n_imperativahttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1lculo_num%C3%A9ricohttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1lculo_num%C3%A9ricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Computaci%C3%B3n_cient%C3%ADfica


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de camiones de asignación fija. ambi"n confirmó *ue las estrategias sobre la base de los tiempos minimos de espera de la pala y los tiempos de espera minimode camiones, son más adecuados para sistemas de over truc5ed and under truc5edrespectivamente.

Por &ltimo, concluyó *ue no +ay diferencia estadística significativa en elrendimiento entre todas las investigaciones +eurísticas, y esta conclusióncoincide con la de an y amani '3447(.

Iorsman y 8egenas '3447( desarrollaron un modelo de simulación estocásticallamado E!#I%# para la determinación y evaluación de las estrategias parael sistema dispatc+ de carguio y transporte en minería.!l modelo combina la simulación y animación gráfica con el diseño asistido porordenador. Dos tamaños de cargadoras y camionesse pueden utiliar simultáneamente. res reglas de secuenciación, 'fijos,

maximiar cargadoras y maximiar camiones( son modeladaslas estrategias dedespac+o. Los resultados de la simulación indicaron *ue la estragegia demaximiar camiones mejora , los tiempos de espera de camiones y los puntos decarga se reducen.

oudi et al. '344?( desarrollaron un modelo de simulación estocástica utiliandoel enfo*ue de orientación al acontecimiento en lenguaje I%#J para elsistema de acarreo de la mina de carbón superficial ilan, en $+inaA *ue constade oc+o palas y tres vertederos.>ay eran seis camiones +eurística reglas de secuenciación alternativas en el.Los datos de salida de la simulación incluye la utiliación de los camiones y

palas, el carbón y los residuos totales de producciones y producciones de cada pala.Un análisis completo y comparativo de diferentes criterios dispatc+ y los rangoscorrespondientes en virtud de diversas relaciones entre el numero de camiones y

palas, se definio un criterio de envio como una integral.

Por último una combinación de criterios optimos de despac!o"ueron odos los componentes del sistema de transporte=acarreo representados

por módulos gráficos.!l modelo se aplicó en modos despac+o y no despac+ocon flota de diferentes tamaños con el fin de optimiar el n&mero de camiones enel sistema. esultados de la simulación mostró *ue el sistema de despac+o esgeneralmente más productivos *ue los modos de no dispatc+.!sta mejora fue significativa en tamaño de las flotas cercanas al n&meroóptimo. -in embargo, cuando el sistema posee camiones bajo o sobre el n&merooptimo, la influencia de dispatc+ no fue significativa.


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2olonja et al. '7000( desarrollaron un modelo de simulación estocástica para unsistema de transporte de una mina a cielo abierto para estudiar el efecto de unnuevo sistema de c+ancado en el rajo,en la productividad de un camión yoperación de la pala.!l modelo está programado en lenguaje de simulación y animación con

el soft6are de prueba para validar, ya *ue es diseñado para un nuevo sistema.!l modelo puede ser utiliado para estimar la producción de varios camiones yconfiguraciones de palas como una +erramienta de planificación.-e aplica como estrategia de despac+o !l camión fijo. !l modelo determina eln&mero óptimo de camiones para diversas configuraciones del sistemasin considerar desajuste.!l análisis económico se realia para evaluar dos diferentessistemas de transporte 'es decir, camiones de trasnporte con y sin sistema detrituración in)pit(.Los resultados de la simulación mostraron *ue el transporte por camión consistema de trituración in)pit es de /0 1 Eás costoso *ue el transporte por camiónsin sistema de trituración in)pit.

Una crítica de la literatura relacionada:

!n los estudios anteriores, la simulación se +a utiliado para evaluar la eficaciade los diversas políticas de secuenciación +eurísticos.La mayor parte de las conclusiones *ue se extraen de estos estudios desimulación, +an sido ya demostradas y aplicadas.

ambi"n se +a demostrado *ue la selección de la mejor estrategia de despac+o es para un problema específico, especialmente cuando el objetivo es la producciónde la pala. -in embargo, algunas consideraciones *ue se pueden +acer acerca delas estrategias +eurísticas, es *ue no consideran la mecle de re*uisitos.Por ejemplo, el tiempo de espera minimo de un camion tiende a favorecer a las

palas más cerca de punto de despac+o, así como la estrategia de tiempo deinactividad minima de la pala tiende a e*uilibrar la utiliaciones de la palade forma +omog"nea en todas las palas, mientras *ue sacrifica la producción totaldebido a la los tiempos de viaje más largos involucrados en palas ubicadas máslejos. Una conlusion general *ue se puede extraer es *ue el envío puede mejorar

la producción de sistemas de transporte de camiones,mediante la distribuciónuniforme de producción y los tiempos de espera total entre todos los e*uipos enuso.


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!l resumen de los modelos de simulación de despac+o de camionesse muestra en la abla 7.3. Hásicamente, el enfo*ue de modelado utiliadodepende de los propósitos, los datos disponibles para el estudio y el lenguajesimulación utiliado.>ay muc+as políticas de despac+o +eurísticas básicas aplicadas al transporte en

minería a cielo abierto.odos los criterios básicos de secuenciación pueden proporcionar sólo unasolución local, es decir se aplican al tiempo de un camion.!s obvio *ue el uso de un solo criterio, en un sistema de transporte concondiciones cambiantes , es decir un sistema dinámico no es tan realista.

La b&s*ueda de criterio óptimo de despac+o *ue se ajuste a todas las condicionesno es tan realista.-in embargo, en base a los resultados de la simulación de operación de una , varios criteriosde despac+o pueden ser seleccionados para tener un buen potencial o para incrementar los

rendimientos.-e sugiere *ue la b&s*ueda de la mejor combinación de "stos criterios básicos,para una situación propia de operacion mina es más deseable 'an y amani,3447(.De esta manera, la ventaja de criterios m&ltiples puede ser tomada deacuerdo a la variación de las condiciones del sistema de transporte.!n los estudios mencionados anteriormente), sólo oudi et al. '344?( +aconsiderado la criterios de despac+o combinados de una mina de carbónsuperficial típica y el sistema es siempre bajo el control de mejor criterio dedespac+o.

!n este estudio, oc+o políticas básicas despac+o de camiones +eurísticos semodelan para simular las operaciones de camiones y palas en el lenguaje . criterios de despac+o combinados son desarrollados utiliando lasutiliaciones estandariadas 'datos estándar( de camiones y palas al mismotiempo

emeng et al. '344:( presenta un proceso de despac+o de camiones en tiemporeal utiliando un algoritmo de transporte para poner en práctica la maximiaciónde la producción y la calidad , *ue son los objetivos de control.!n el proceso de envío en tiempo real , las palas necesitadas se determinanmediante la minimiación de la desviación de laproducción . $amiones sonasignados a las palas de un modelo de transporte *ue minimice el tiempo deespera total de palas y camiones. Los resultados mostraron aumento significativode la producción a lo largo fijo despac+o y control de calidad garantiada.

#taeepour y Haafi '3444( desarrollaron un modelo de simulación estocástica para


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analiar el rendimiento de una operación de camión = pala utiliando el soft6are#rena.#rena utilia el enfo*ue de modelado gráfico, así como la noción de animación.!l diseño del sistema de arrastre *ue consta de cinco palas encaras de producción y tres vertederos se generó utiliando la +erramienta de

dibujo en la #rena.


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CAPÍTULO

!" Desc#ipción gene#al de $eu#%stica

Los -istemas de despac+o computariados re*uieren un procedimiento para la

asignación de camiones a las palas en un sistema de transporte en minería a cieloabierto.$ada sistema computariado, debe emplear una política &nica. $on el fin demaximiar la flota eficiencias, varios m"todos *ue van desde la +eurística simplea los complejos procedimientos matemáticos *ue se pueden aplicar en este

proceso de toma de decisiones.!l objetivo de cual*uier procedimiento de despac+o de camiones es aumentar la

productividad del sistema con la flota de camiones dado y palas o una reducciónsignificativa en el n&mero de camiones y palas necesarias para una produccióndeterminada sujeta a un variedad de limitaciones prácticas.Políticas de despac+o consideran diferentes objetivos . Para el envío basado ensistemas de reglas +eurísticas, por lo general se toman las decisiones de despac+ocuando el camión llega al vertedero. !n el momento de tomar una decisión dedespac+o Utilian la regla +eurística del elegidoA es decir minimiando el tiempode espera de camiones,. La computadora comprueba entonces el estado de lose*uipos en la mina y despac+a los camiones a la pala apropiada en ese instante.

Un procedimiento o algoritmo +eurístico se pueden definir como una fórmula o procedimiento relativamente simple aplicado para resolver un problema.!n t"rminos matemáticos,el algoritmo +eurístico en la mayoría de los casos

puede resolver un problema, pero no puede garantiar una óptimasolución. !n general, los procedimientos +eurísticos consideran objetivos sóloactuales sin consideración de eventos futuros u objetivos de planificación a largo

plao. # menudo, las soluciones de procedimientos +eurísticos se basan en 'esdecir, los elementos individuales y poco tiempo( optimiaciones locales.Los algoritmos de despac+o basado en reglas +eurísticas son más fáciles deaplicar y no re*uieren muc+os cálculos al +acer la decisión de envio en tiemporeal. Por lo general, todas las reglas +eurísticas se aplican a un camion.!s decir, la decisión de asignación de camiones actual se realia con la

indiferencia a la asignación de otros camiones *ue se +arán en un futuro próximo. #demás, la mayoría reglas +eurísticas ignoran las limitacionesesenciales u objetivos secundarios de la operación del sistematales como el mantenimiento de los re*uisitos de calidad del productoe*uilibrando ratios de producción entre los sitios de carga disponibles.


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!n este estudio, son presentadas las consideraciones primarias, sus definicionesy características básicas los criterios de despac+o de camiones existentesdisponibles actualmente.

Las reglas básicas se pueden agrupar en tres categorías9 criterios originados a

partir de la consideración de la optimiación de los e*uipos mediante medicionesdel tiempo de inactividad, criterios originados en la maximiación de la

productividad del camión, y criterios originados a partir de la optimiación de losre*uisitos de producción de pala.

!n la siguiente sección, se explican las reglas básicas *ue se modelan en esteestudio.

3.2 Asignación camión fjo ((&i'ed T#uc( Assignment )&TA**: !n esta

estrategia, a cada camión se le asigna una pala y un punto de descarga en particular al comieno del turno y permanece en el mismo circuito en la totalidadde duración de la jornada. !l n&mero de camiones *ue se asignan a una palaespecial es una función de las variables de rendimiento de la pala en cuestión, losniveles de producción deseados para la pala, el recorrido previsto y los tiemposde espera para los camiones. Jo +ay cambio de asignación durante elfuncionamiento 'es decir, blo*ueado en el envío(. -ólo en el caso de un cambioen las condiciones operativas, tales como averías de pala, los camiones sonreasignados.

Debido a la naturalea estocástica de las operaciones de transporte y la apariciónaleatoria de tiempos muertos, la formación de largas colas en una pala específicase da con cierta frecuencia.

!sta estrategia se +a demostrado ser la más ineficiente. !sto se debe principalmente al +ec+o de *ue el e*uipo no funciona a una velocidadconstante. La raón de esto es debido a la variación de los tiempos de eventos,

junto con las interacciones entre camiones en los puntos de intersección delcamino. #demás, ambos camiones y palas están sin disponibilidad en periodos de

mantenimiento. Las palas pueden a veces ser obligados a trasladarse es decir, se pueden presentar nuevas ubicaciones durante el turno y averías imprevistas.Hajo esta política, es muy com&n encontrar varios camiones esperando en la colaen una pala para la carga, mientras *ue otra pala puede +aber estado inactivadurante muc+o tiempo debido a la falta de disponibilidad de camiones.La productividad más alta *ue este sistema puede alcanar es cuando todas las

palas operan continuamente.


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Para explicar esta regla de secuenciación +eurística básica, un ejemplo sencillode dos palas se presenta en la abla ;.3.-e supone *ue una de las palas es más rápida *ue la otra y sus tiempos medios decarga son de 7 y ; minutos, respectivamente.

#demás, la duración de desplaamiento como ?@0 minutos. Los niveles de producción deseados son 3B0 y 7?0 cargas de camión, respectivamente, en unturno.#signaciones de camiones iniciales de las palas se +acen al comieno del turnoarbitrariamente, como ; y ? camiones, respectivamente. -i la diferencia, 'H#(, esigual a cada uno otra de las dos palas, se efect&a la cesión de camiones a pala o

pala 3 7 arbitrariamente.

Minimizing T#uc( .aiting Time )MT.T* !/ Minimización camiones Tiempo deespe#a )MT.T*

!n este criterio, un camión vacío en el punto de despac+o se asigna a laPala. !l objetivo de este criterio es el de maximiar la utiliación de tantocamiones y palas. -in embargo, cuando el n&mero de camiones en el sistema esrelativamente pe*ueños y los camiones no esperan a pala con muc+afrecuenciaA esta regla puede resultar en subutiliación de algunas palas y, en


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consecuencia, una pala puede tener varios tiempos muertos en la espera de uncamión.

-e recomienda esta política en las minas donde no existen metas de producciónespecíficas para la pala.

!l criterio de toma de decisiones es el siguiente9

#ónde:

29 n&mero de la pala al *ue se asigna el camión-i9 iempo dispuesto de la pala para cargar el camióni9 iempo del camión para ser cargados por la pala.

$abe señalar *ue si '-i) i( !s mayor *ue cero, entonces corresponde altiempo de espera del camión en la pala.!l tiempo de carga de un camión, 'i(, !s definido como el tiempo de viaje decamiones predic+o desde el punto de enviar a la pala y se determina a partir de lasuma de la +ora actual, 'J%G(, y promedio del tiempo de viaje del camióndesde el punto de despac+o a la pala.iempo de la pala para cargar el camión, '-i(, se define como el tiempo definaliación previsto para la pala para completar del todo la carga del camión, delos *ue se encuentran en la cola de pala y los *ue están en camino +acia la pala,

pero a&n no +an llegado.Por lo tanto, los tiempos de llegada de camiones en el camino deben serdeterminados para cada pala. !l uso de estos tiempos de llegada, puede serconstruido para cada pala mediante una grafico


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respectivamente, y los tiempos de retorno de las palas, +asta el punto dedespac+o son By : minutos, respectivamente. Los tiempos de llegada de los camiones en el

punto de expedición son asumido arbitrariamente como 0, /, B, @, 4, 3@, 7B y ;7minutos para oc+o consecutivas asignaciones de camiones.

$uando los camiones llegan a la pala, una de las dos situaciones puede ocurrir9 la pala está en reposo, por lo *ue comiena a cargar un camión para digamos 7minutos a la media, o está ocupado +aciendo *ue los camiones *ue esperan en lacola. -i la pala está en reposo, no +ay tiempo de espera de un camión y la pala deinmediato lo carga. Pero, si la pala está ocupado, el camión espera +asta *ue sevuelve inactivo. Por otra parte, todos los camiones *ue llegan a la pala de entraren el cola y esperar su turno en la pala. $uando el tiempo de espera es cero,significa *ue el camión +a posicionado y está listo para ser cargado al mismotiempo la pala terminado de cargar el camión anterior. iempos de espera

positivos significan *ue el camión llegado a la pala, *ue se sigue cargando otrocamión. Puede o no puede +aber otros camiones en la cola. -in embargo, lostiempos de espera negativos significan *ue la pala +a estado inactivo durante untiempo antes de *ue llegue el camión.!n realidad, se muestra el tiempo de espera de la pala de un camión. !n esta

política de despac+o, las estimaciones despac+ador ambos los tiempos de preparación de este camión en las palas y los tiempos de preparación decual*uiera de pala acomenará la carga de este camión cuando alcana de forma independiente. !l

despac+ador entonces +ace una comparación para seleccionar la pala con lamenor t iempo de espera. Despu"s se obtiene el tiempo de espera mínimo, seasigna el camión y es enviado a una pala en particular.


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Minimizing Sho-el .aiting Time )MS.T* +educción al m%nimo de la palaTiempo de 0spe#a )+SUT*

!n esta política, el camión vacío en el punto de despac+o se asigna a la

pala *ue +a estado esperando 'más tiempo( para un camión o se espera *ue este,sea el inactivo siguiente. !l objetivo de este criterio es el de maximiar lautiliación de pala minimiando su tiempo de espera. Una de las ventajas de estecriterio es *ue tiende a e*uilibrar las producciones pala de manera más uniformey dar resultados más cerca de objetivos.Pero, esto causa una disminución en la producción global debido a la largatiempo de ciclo re*uerido para alcanar la pala más lejano. -e recomienda esta

política en minas *ue tienen re*uisitos estrictos de calidad incluso aun*ue nooptimia producción. Por otra parte, funciona mejor en las operaciones deminería a cielo abierto de gran tamaño. -i las palas rara ve esperan a los

camiones en los sistemas menores de camiones, luegoPueden ser necesarios para tomar las decisiones sobre el despac+o.

!l criterio de toma de decisiones es el siguiente9

Donde9


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29 n&mero de pala a la *ue se asigna el camión-i9 iempo eady de pala para cargar el camióni99 iempo de Preparado para el camión para ser cargados por la pala.

>ay *ue señalar *ue el tiempo de viaje para cada pala al frente no se considera en

esta política de enviar. #demás, cabe señalar *ue si 'i) -i( !s mayor *uecero, *ue corresponde al tiempo de espera de la pala por el camión. !l mismoejemplo con esta política de dispatc+ se da en la abla ;.

Minimizing T#uc( C1cle Time )MTCT* Minimización Camión Tiempo

de ciclo :

!n este criterio, el camión vacío en el punto de despac+o se asigna a la pala *ue proporcionará el valor mínimo para el tiempo de ciclo de camiones previsto para este camión. !l objetivo de este criterio es maximiar el n&mero deciclos de camiones durante el turno. !l tiempo de ciclo de camiones '$( esuna función del tiempo medio de viaje desde punto de vertido a la pala para ser

asignado, tiempo de espera en la pala despu"s de la camioneta dellegada, el tiempo medio de la carga re*uerida por la pala, el tiempo medio deviaje desde la pala +asta el punto de descarga, y el camión tiempo medio dedescarga.!l criterio de toma de decisiones es el siguiente9


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29 n&mero de pala al *ue se asigna el camión

$i9 iempo de ciclo camion para la pala.

claramente, este criterio se ve fuertemente afectado por el valor del tiempo deciclo de camiones y el efecto global resultante es más camiones *ue se asignan alas palas más cerca de punto de enviar. -e da la solución para el mismo ejemplodos palas en la abla ;.?. !n este sentido, +ay *ue mencionar *ue los tiempo deespera del camion son asumido arbitrariamente para *ue los valores

proporcionados en la abla ;.?. Pero, son estimado a partir respectiva pala

diagramas de


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Minimizing Sho-el Satu#ation o# Co-e#age )MSC*+educción al m%nimo de la palade satu#ación o de co2e#tu#a )MSC*:

!n este criterio, el camión vacío en el punto de despac+o se asigna a la pala *ue tiene el menor grado de saturación entre las palas disponibles. !l

objetivo de esta norma es asignar los camiones a las palas, a intervalos de tiempoiguales para mantener una pala en operacion sin esperar a los camiones. !l gradode saturación se define como la relación entre el n&mero de camiones *ue se +anasignado y eln&mero deseado de camiones *ue debían +aber sido asignados a la

pala bajoconsideración. !l n&mero deseado, tambi"n referido como el n&mero desaturación, es el n&mero de camiones dadas por la relación entre el tiempo deviaje promedio para el camión desde el punto de despac+o a la pala para eltiempo medio de pala de carga para camión.!l criterio de toma de decisiones es el siguiente9

donde29 n&mero de la pala al *ue se asigna el camión-i9 iempo eady de pala para cargar el camiónJ%G9 iempo transcurrido desde el inicio del cambio'desplamiento(i9 tiempo de viaje medio desde el punto de enviar a la pala *ue se asignará.

!ste criterio de envío intenta utiliar todas las palas en el sistemade manera uniforme y, al mismo tiempo, mantiene un e*uilibrio entre losre*uisitos de camiones. !sta política de envio sería deseable en minas con unn&mero relativamente suficiente camiones de disponibles para cumplir losre*uisitos de la pala. !l mismo ejemplo dos pala

problema se da en la abla ;./


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0a#liest Loading Sho-el )0LS* carga las primeras palas las mascercanas!:

!n este criterio, el camión vacío en el punto de despac+o se asigna a la pala donde se espera *ue se cargue en el punto futuro en el tiempo más

cercano. !ste regla tiende a reducir el tiempo de inactividad de camiones y evitar*ue las líneas de espera prolongados. Puede resultar en la produccióndese*uilibrada entre las palas ya *ue fomenta camiones de despac+o

para palas más cercanas. !sto podría ocurrir en serio si el sistema está con unnumero de camiones por debajo del optimo. Lasolución al problema de ejemplo se da en la abla ;.B


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$:número de pala al %ue se asigna el camión&

-i9 iempo eady de pala para cargar el camióni9 iempo de Preparado para el camión para ser cargados por la pala!n este criterio de despac+o, las distancias entre el punto de despac+o

y las palas tienen un efecto significativo sobre los resultados de secuenciación.

Longest .aiting Sho-el )L.S* Ma"or espera #ala ($%&':

!n este criterio, el camión vacío en el punto de despac+o se asigna a la pala *ue +a estado esperando por un camión más largo. !l objetivo de esta política es e*uilibrar la producción entre las palas.!l criterio de toma de decisiones es el siguiente9

29 n&mero de la pala al *ue se asigna el camión-i9 iempo eady de pala para cargar el camióni9 iempo de Preparado para el camión para ser cargados por la pala


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$abe señalar *ue si 'i) -i( !s mayor *ue cero, *ue corresponde al tiempo*ue la pala este esperando el camión. !sta regla general se prefiere si el n&merode camiones en el sistema es pe*ueña. problema de ejemplo se da en la abla ;.:.

Adapti-e +ule )A+ adaptati-a +egla )A+*

!n este estudio, un criterio de despac+o de camiones combinado en general sedesarrolla tras el análisis ex+austivo y la comparación de diversos despac+o

básica criterios presentados anteriormente. !l criterio combinado, tambi"nllamado como la regla de adaptación,se aplica un procedimiento para despac+arlos camiones en el punto de despac+o mediante la utiliación de lala utiliación normaliada de ambas palas y camiones. !l camión utiliacionestandariada se define como la relación de la diferencia entre la utiliación delcamión actual y la utiliación media de camiones dividido por la desviaciónestándar de la utiliación del camión. Del mismo modo, la utiliación de la palanormaliado se define como la relación de la diferencia entre la utiliación de la

pala actual y utiliación media de la pala dividido por la desviación estándar de lautiliación de la pala. !s decir9


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UF9 utiliación de los camiones !standariadosUcur9 Utiliación de los camiones actualesUmean9 Utiliación de los camiones promedio.-DU9 Desviación estándar de la utiliación de los camiones.

--U9 utiliación pala !standariados

-Ucur9 La utiliación de la pala actual-Umean9 La utiliación media pala-D-U9 Desviación estándar de la utiliación de la pala.

!sta regla de adaptación trata de lograr un e*uilibrio entre los dos sistemadinámico medidas de desempeño, 'es decir, la utiliación de camiones yutiliación pala(. Los dos mejores resultados básicos reglas se seleccionan deentre los oc+o políticas +eurísticos básicos mencionados anteriormentemediante el uso de los resultados del análisis estadístico de los experimentos desimulación. $uadro ;.@da un ejemplo de la regla de secuenciación deadaptación. !n este ejemplo, se supone *ue la pala +a significar la utiliación de0,B0 y la desviación estándar de la utiliación de la pala es de 0.30. #demás, lautiliación media de camiones se toma como 0,:0 y el desviación estándar deutiliación de los camiones se supone *ue es 0,3/. Para cada camión el envío delas decisiones, la diferencia entre la utiliación pala estandariada y utiliación delos camiones estándar se determina. -i esta diferencia es mayor *ue cero, una delas dos reglas básicas, digamos, minimiando la cobertura de la pala 'E-$( seaplica. -i es menor *ue cero, se aplica otra regla 'es decir, más temprano pala

cargadora, !L-(. La utiliaciones palas y camiones actuales se actualiandespu"s de cada misión camión.


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simulación de sistema de transporte pala

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