title: Στοχαστική προσομοίωση μεταλλευτικών συστημάτων με χρήση του λογισμικού ARENA
title: Stochastic simulation of mining systems with Arena software
Creators: name: Ευθυμιου Βασιλειος
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2023

description: Σκοπός της εργασίας είναι να γίνει η προσομοίωση μεταλλευτικών συστημάτων υπαίθριων εκμε-ταλλεύσεων με χρήση του λογισμικού ARENA της Rockwell Automation, και η εξέταση των αποτελεσμάτων τους, για την εύρεση της πιο αποδοτικής διάταξης του χωματουργικού εξοπλι-σμού. Η εφαρμογή αυτή προσαρμόζεται και σε μία μελέτη περίπτωσης, η οποία αφορά στο υπαί-θριο μεταλλείο του Αγίου Ιωάννη στη Βοιωτία.
Παρουσιάζονται διαφορετικά σενάρια για ένα τυπικό παράδειγμα υπαίθριας εκμετάλλευσης, ό-που προσπαθούμε να καθορίσουμε την πιο αποδοτική διάταξη του χωματουργικού εξοπλισμού, τόσο για την αρχική μορφή του μεταλλείου, όσο και για τη μελλοντική του, η οποία έχει προκύ-ψει μετά από προχώρηση της εκμετάλλευσης. Οι διαφοροποιήσεις των μεταβλητών ανάμεσα στα σενάρια αυτά, αφορούν στους κύκλους φόρτωσης του φορτωτή, στις διαδρομές των χωματουργι-κών αυτοκινήτων σε συστήματα μεταφοράς κατ’ αποκλειστικότητα (no dispatching) και μεικτής μεταφοράς (dispatched) και στις μεταβολές των χρόνων των διαδικασιών, είτε αυτοί είναι σταθε-ροί είτε μεταβάλλονται με βάση την κανονική κατανομή.
Στην συνέχεια γίνεται εφαρμογή του μοντέλου προσομοίωσης για τον Βόρειο Τομέα του μεταλ-λείου του Αγίου Ιωάννη. Τα υπάρχοντα πραγματικά δεδομένα χρησιμοποιούνται για την εκτίμη-ση των παραμέτρων θέσης και διασποράς των στοχαστικών μεταβλητών του μοντέλου προσο-μοίωσης.  Για την καλύτερη εκτίμηση των παραμέτρων θέσης και διασποράς γίνεται χρήση της τεχνικής bootstrapping (δειγματοληψία με επανατοποθέτηση) στις περιπτώσεις που τα υπάρχοντα δεδομένα είναι μικρού πλήθους.
Όπως προέκυψε από την προσομοίωση, τα σενάρια με μεικτή φόρτωση (dispatching) σταθερού χρόνου φάνηκε να δίνουν την καλύτερη δυνατή εκμετάλλευση, τόσο στην αξιοποίηση του φορ-τωτή αλλά και σε χρόνους αναμονής. Στις περιπτώσεις μεταβλητών χρόνων παρατηρήθηκαν με-γαλύτερες καθυστερήσεις στο σύστημα εκσκαφής-μεταφοράς, ενώ  με την αύξηση των αποστά-σεων απαιτείται μεγαλύτερος αριθμός χωματουργικών αυτοκινήτων για την επίτευξη της μέγιστης απόδοσης του συστήματος.


description: The purpose of this thesis is to simulate surface mining systems using Rockwell Automation's ARENA software for the optimal selection of the required equipment (loaders and haulage trucks). The developed simulation model was applied in the surface mine of Agios Ioannis (be-longing to Larco SA) located in the area of Boeotia.
Different scenarios were presented regarding a typical surface mine, where we try to determine the most efficient layout of the mining equipment, both for the initial excavation stage of the mine, and for its future expansion. The differences in the model variables between these scenari-os concern the loading cycles of the loader, the routes of the haulage trucks in non-dispatching transport systems and dispatched systems. Also, the changes concerning the duration of the re-lated mining procedures and its variability (fixed or following a normal distribution) were con-sidered.
Afterwards, the simulation model was applied for the Northern Sector of the Agios Ioannis mine. The existing measurements of loading and haulage cycles were used to estimate their mean value and the variance. Bootstrapping was used to increase the accuracy of these estimations in the cases were small number of measurements were available. 
As emerged from the simulation, the scenarios with fixed-time and dispatched transportation ap-peared to give the best possible equipment exploitation, both in terms of loader utilization and waiting times. In the cases of variable times, longer delays were observed in the excavation-transportation system, while the increase in distances requires a greater number of haulage trucks to achieve the maximum efficiency of the loading system.