石油パイプラインネットワーク設計:ボトルネックの発見と適切なポリシーの選択

石油パイプラインネットワーク設計:ボトルネックの発見と適切なポリシーの選択

問題

北米で最大の石油およびガスパイプラインの管理会社の1つは、顧客にバッチで石油を配達していましが、顧客は常に石油を受け取るとは限りませんでした。オペレーターは、納品を延期することによる下流の配達システムの影響を計るように促されました。また、上方の石油ターミナルにある既存のタンクが、延期されたバッチを保管するのに十分かどうかの判断を求められました。システム動作とパイプラインネットワーク設計の問題をより理解するため、同社はネットワークシミュレーションモデルの開発を承認しました。このプロジェクトは、AnyLogic CompanyとStream Systems Ltdによって実施されました。

プロジェクトのビジネス目標は次のとおり:

コンサルタントの役割は、石油とガスのパイプライン管理会社が問題を再構成し、多くの課題を解決するため、モデルの実験に十分な柔軟性を持つモデルを作成することでした。

解決策

パイプラインネットワーク設計—シミュレーションモデルインターフェイス
パイプラインネットワーク設計—シミュレーションモデルインターフェイス

シミュレーションモデルには、ターミナル、タンク、パイプライン、オイルバッチが含まれています。 各バッチには、開始ターミナルと終了ターミナルを含むルートが指定されました。ルートはさまざまなパイプラインセグメントとターミナルに沿って進むことができ、バッチはルートを通過するときにトランジットターミナルに一時的に保存されます。

同じパイプラインまたはターミナルに異なるタイプの製品がある場合、オイルタイプの互換性ルールが考慮されました。 設定した確率により、バッチはトランジットターミナルの1つでルートを変更できます。下方ターミナルの空きタンク容量の不足または機器の故障により、バッチ移動速度が変化する可能性があります(信頼性情報は入力データから取得)。

モデル出力には次のものが含まれます:

このモデルには、各バッチの場所と各パイプラインのセグメントステータス(正常/混雑)を視覚的に強調したマップ上のパイプラインネットワークのアニメーションも含まれています。

結果

モデル結果の分析中に考慮された主要なパフォーマンスメトリックは、スループットとインフラストラクチャ容量です。 同社は次のことができました。

実験結果の分析により、組織のポリシーが変更され、資本節約で5,000万ドルから8,000万ドルを達成できるようになり、それ以降は月間200万ドルの追加の収入を得られました。これらの結果は、約300万ドルの投資で達成でき、驚異的な成果になりました。

まず、オペレーターの専門家は、低レベルの抽象化でシミュレーションモデルの作成を提案しました。彼らはパイプライン内のオイルの動きを分子レベルでシミュレートすることには慣れており、これらのモデルは、漏れ検出、流体力学、および油圧の問題には役立ちましたが、パイプラインネットワークの動作をシミュレートするにはあまりにも複雑で困難な状況でした。

これを迅速かつ簡単に、望ましい精度と信頼性レベルで行うには、システムをより高いレベルで見る必要がありました(たとえば、分子ではなくオイルバッチをシミュレート)。 Stream Systems社のコンサルタントは、石油とガスのパイプラインオペレーターにAnyLogicを使用してこのタスクを補完するよう説得しました。 そのマルチメソッドモデリング機能により、ユーザーは目的の抽象化レベルを選択してビジネスの課題を解決できました。

作成されたモデルは、AnyLogicのマルチメソッド機能の3つのシミュレーションパラダイム(エージェントベース、システムダイナミクス、および離散イベントメソッド)のすべての組み合わせを最大限に活用しました。これにより、ユーザーはモデルでパイプラインネットワーク設計を再現する時間と労力を節約できました。

Stream Systems Ltd.のAllan ChegusとDumitru Cernelevによるプロジェクトプレゼンテーション:

Pipeline Modeling Software

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