Репортаж от Wedoany，Группа J. Mendes в Бразилии оптимизировала проект фильтровального завода на своем участке Guariba с помощью технологий цифрового моделирования, сократив первоначально запланированные 10 фильтров до 6 и скорректировав объем буферных резервуаров, что позволило значительно снизить капитальные затраты.
В контексте Индустрии 4.0 масштабирование капитальных активов требует баланса точности и эффективности. Ранее группа J. Mendes использовала статические электронные таблицы, основанные на средней производительности, для планирования этапа фильтрации, что не отражало реальную динамику завода. Традиционные инструменты не могли прогнозировать совокупное влияние случайных событий, таких как механические поломки, очистка фильтровальной ткани и плановые простои, что приводило к предварительной оценке необходимости в 10 фильтрах площадью 120 квадратных метров каждый, что предполагало масштабные и, возможно, излишние инвестиции.
Для решения этой проблемы команда решила разработать модель, способную математически выразить эксплуатационную вариативность. Они использовали программное обеспечение FlexSim v25.2 для создания дискретно-событийной имитационной модели фильтровального завода, заменившей статические электронные таблицы. Модель вводит распределения вероятностей для моделирования неопределенности расхода и времени цикла, использует динамическую логику распределения для определения порядка подачи пульпы на фильтры в реальном времени и включает данные о надежности, такие как MTBF и MTTR, для имитации реальных сценариев отказов.
Модель построена на нескольких правилах: расход фильтра динамически корректируется в зависимости от тонн фильтрации на квадратный метр (TUF), распределение пульпы осуществляется по принципу «первый доступный», при достижении максимального уровня в резервуаре останавливается работа хвостового трубопровода, остановка всего завода не ограничена, отказы происходят только в состоянии работы фильтра, каждый фильтр проходит независимое профилактическое обслуживание для предотвращения совпадений, насосы моделируются как неограничивающие устройства для отдельного анализа производительности фильтров. Для проверки осуществимости модели команда протестировала режимы первого этапа (590 м³/ч) и второго этапа (1039 м³/ч) на основе плановых кривых и провела перекрестную верификацию баланса массы и расхода с помощью независимых аналитических расчетов. Также были протестированы различные объемы буферных резервуаров от 850 м³ до 4024 м³.
Результаты моделирования изменили инвестиционную стратегию проекта. В сценарии эксплуатационного давления 6 фильтров удовлетворяют потребности первого этапа, в то время как первоначальный план предусматривал 10. Оптимальный объем буферного резервуара был определен как 4024 м³, что ниже первоначального бюджета. Сокращение количества фильтров на 40% и оптимизация резервуаров позволили сэкономить миллионы реалов на закупке оборудования, гражданском строительстве и электрической инфраструктуре. Кроме того, схема второго этапа с использованием 6 фильтров площадью 140 м² и TUF 1,5 была признана осуществимой, что обеспечивает долгосрочность проекта без необходимости немедленных дополнительных инвестиций.
Группа J. Mendes была основана предпринимателем Жозе Мендесом Ногейрой в 1966 году и работает более пятидесяти лет. Ее горнодобывающее подразделение Ferro+ имеет годовую мощность 5 миллионов тонн, а JNM Mineração — 2 миллиона тонн. Цель группы — достичь объема производства железной руды в 4,5 миллиона тонн к 2026 году.
