欧洲仿真咨询公司利用数字化工厂仿真Plant Simulation帮助法国知名核工业企业公司规划验证项目计划,优化项目作业流程
项目背景:需要为新项目清理危险的核工厂现场
光伏考虑到项目投资金额大,系统操作存在重复性的现实情况,这就需要从项目开始就确定项目资金为一重要指标。因此仿真解决方案可以帮助我们的项目实现可控的资金预算。
埃尔韦-克洛德·图尔巴特是该项目负责人
AREVA公司负责是需要拆除现有设施,并准备新的核站建设项目, 公司作为核能和可再生能源领域的国际领先的企业,AREVA公司也是全球唯一一家在核能相关的每个工业中都有业务经营的企业,其中包括采矿、化学、矿物浓缩、燃料组件、再处理、系统工程、核动力和反应堆设施、处理、回收、稳定化和拆卸核设施等业务。
企业介绍:
优化作业流程
目的在于要巩固和确定并优化废物处理工厂的工作流程,这项研究始于2013年。该项目必须有效地保持所有成本,项目时间以及项目控制,从而为拆卸所需的资源,从建设到项目的完成都能够充分准备好,这包括设备的拆卸和土木工程的清理。 为了进行这些研究,项目团队选择了Plant Simulation解决方案,并寻求了仿真咨询公司的支持,这是一家专门从事建模和模拟生产流程的合作伙伴。 “Plant Simulation是一个用于模拟离散事件的工具,可以创建物流系统和处理过程的数字模型,以探索其特性并优化其性能,咨询公司的模拟和流程项目负责人约瑟·瓦伦特说。“数字化模型有助于从设计阶段开始评估多个方案,这样在实际生产系统安装之前,保证方案的可行性。” 该团队决定从未来废物处理工厂开始仿真建模研究。使用Plant Simulation创建了一个初步的宏观模型,随着研究的进行逐渐完善。系统包括三个层次,这个模型用于相对精确地评估多个方案,并产生有关容量和时间的各项指标,包括处理数量、处理时间和利用率。 这些模型是动态的,并集成了决策概念,如路径选择和由于维护、故障和其他事件引起的生产力损失。使用Plant Simulation的强大分析工具,如统计学、图形和瓶颈分析,团队可以轻松评估替代方案。结果为迅速从初始阶段做出明智、可靠的决策提供了所需的信息。 “从项目启动开始,我们认识到物流和受控流量的重要性,”图尔巴特解释道。“这个软件解决方案有点像是我们项目的 ‘和事佬(协调者)’。
项目组考虑到投资金额较大和操作的重复性,从一开始就正确确定资金流量是很重要的。因此,该解决方案帮助我们实现了一个受控预算。” 首先,使用Plant Simulation帮助团队检查所提议设施的正确尺寸,以有效证明受控成本。随后进行了额外的研究,以满足在优化成本、调整资源和生产率方面的需求。
这些研究有助于回答许多问题,包括是否要添加另一个压力/剪切机,可以预期在处理设施之间的输送技术的可靠性水平是多少,以及是否可以减少计划,如果可以的话,要进行哪些调整以及以什么成本。使用Plant Simulation帮助团队确认,规定的拆卸阶段的时间表,验证引导时间缩短20%至30%的可行性。 在项目过程中核安全是该项目整个周期内需要持续关注的重要问题,国家放射废物管理署对废物管理制定了严格的质量标准。核废物在进入存储前必须受到控制和认证,这需要实施质量控制以及对操作过程的可追溯性,包括特定材料何时储存、何时经过某个位置以及何时存储在特定位置的记录。
核设备的拆卸是一个长期的任务,涉及到一个准备阶段的审核:评估拆卸所需的财务和技术资源、并且根据严格的法规框架确定和优化废物清除路线、定义干预和总体计划、遵守法规程序和获取授权等。然后是实施阶段:设施建设、拆卸监督、废物处理和调理设施的运行,最后是建筑结构的清理。 图尔巴特总结了使用Plant Simulation可以获得的优势:“在初步设计阶段,我们进行仿真模拟,以确定最佳的成本/交货时间/风险方案。此后,一旦确定了实际设计,工作流模型将用于通过考虑由于拆卸操作和废物处理单元的负载因素引起的流量变化来优化工作的组织。特别是,这些模型提供了对团队最合适的工作节奏的参考。最后,在操作阶段,该仿真工具可以帮助决策在必要时重新配置工作的组织,并根据任何未知因素或计划要求调整项目的计划。我们的指导原则是确保操作的安全性。
仿真有助于重新审视问题带来新的创新跳跃
”根据二维图纸中已知的测量和依赖关系进行设计。在仿真咨询团队提供同步技术时,苏菲纳对基于规则的方法提出了质疑:“参数化建模的构建以高度个性化的方式进行,” 穆勒说。“因此,进行更改和重新使用模型变得更加困难。” 使用同步技术使让项目团队能够更迅速地对新要求作出响应,从而节省时间和金钱。供应商的组件和部件可以进行扫描,快速编辑并轻松重用。此外,客户的样品工件可以更容易地在之后进行调整。 尽管具有所有这些优势,但对于员工来说,切换过程是一个巨大的飞跃:“特别是具有多年经验的设计师必须经历一次根本性的重新思考过程,并且不能脱离精确测量,” 穆勒说。“另一方面,我们的美国同事对新技术非常擅长;他们对此一无所知。”经过ISAP三天的培训和六个月的过渡时间,苏菲纳迎来了3D设计的新时代。 “ISAP在多年的合作中证明了自己是一个可靠的合作伙伴,并成功地帮助我们度过了这个难关,”每年作为仿真测试人员评估最新功能的穆勒说。 取得积极的结果
我们的指导原则是确保运营安全与安全性并优化成本。
埃尔韦-克洛德·图尔巴特EURODIF拆卸项目负责人
AREVA拆卸与服务部门
工厂仿真为应对光伏制造越来越多元化的需求提供更大的价值与回报
光伏制造在太阳能行业面临越来越多元化的需求,要求公司在经济效益与对地球可持续愿景之间取得平衡。为了满足这些高标准,需要在整个价值链中从多晶硅生产和锭坯切割到电池制造和组件装配,采用集成和复杂的技术
Plant Simulation 2023年用户大会
Plant Simulation在全球拥有广泛的客户群,为此每年有一年一度有全球用户大会以,全球的Plant Simulation专家与用户会聚一堂分享各自的成功仿真故事。
在数字化制造或数字化工厂中,生产系统仿真允许企业对自己的生产和物流过程进行仿真建模、实现生产可视化和详细生产系统分析。Plant Simulation工厂仿真系统软件就是用于优化生产系统的各个方面,包括不同的资源优化以及物料的流动控制过程。
Plant SImulation工厂仿真为企业创建生产系统的数字模型或“数字孪生”
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公开案例研究
使用Plant Simulation工厂优化作业流程,控制工程成本
AREVA子公司EURODIF Production的企业经营地址位于法国特里卡斯汀地区的AREVA 特里卡斯坦核能站的Georges Besse工厂。该工厂已经为法国和全球100多个核电站提供浓缩铀超过30年,占据了世界铀需求的四分之一的市场份额,采用了当时建造核电站时的创新技术,即气体扩散浓缩工艺。该工厂于2012年6月停止商业生产。 为了更新其工业设施,AREVA选择用气体离心浓缩工艺替代EURODIF使用的气体扩散技术,并为此建造了一座名为Georges Besse 二号的新工厂。新技术在竞争力、节能和减少碳足迹方面都提供了显著的优势。首批模块于2011年投入生产,该工厂计划于2016年达到满负荷产能生产。
由于EURODIF要永久关闭原有一部分旧工厂,自2013年6月开始进行清冼拆除操作,以回收设施中存在的残留铀原料,从而为未来的拆解操作提供便利。第一步是浸泡,在2015年10月完成,使得能够再生超过300公吨的铀。第二步,拆除设备的操作将于2016年完成。
在冲洗操作之后,EURODIF的下一步是为拆除和停用设施的操作做准备。拆卸申请于2015年3月底提交给法国核安全管理机构,目前正在审查中。该工厂以及支持设施(铀组件、机械维护设施、冷却塔等)的拆除项目目前处于设计阶段。
庞大而复杂的拆卸项目
“要有效地把握项目的技术和组织问题,要必须记住这些庞大规模的设施,”AREVA拆卸与服务(D&S)的EURODIF拆卸项目负责人埃尔韦-克洛德·图尔巴特说。“这些拆除设备包括1,400个气体扩散设施,包括扩散器、热交换器和压缩机,最大的重达140吨,具有包含28,000吨扩散屏障的浓缩机组。这些建筑物占地约19万平方米,其中包括处理回路中的16万吨金属设备,相当于三座凯旋门的大小。
“ 拆卸操作将分为五个阶段:大型设备的拆卸、扩散器的拆卸、核辐射屏障的打磨、金属部件的切割以及废物的储存准备。鉴于待清除和拆卸的设施的规模和复杂性,该项目涉及在受限制的条件下处理大量废物以确保安全。总计有超过20万公吨的低放射性废物,其中一部分可能被送往融合废物再利用设施,并送往法国国家放射性废物管理机构ANDRA进行存储。未受污染的常规废物(电气控制柜、电缆和其他物品)将进行回收。
项目挑战
• 准备核工厂的新项目
• 在废弃工厂中回收剩余的铀
• 对大型复杂设施进行去污和拆除
• 处理核废料以便重新利用和储存
• 优化拆除工作流程,确保合适规模
• 控制进度和成本
成功关键因素
• 使用 了Plant Simulation产品以及厂房设
计软件产品功能
• 得到了Plant Simulation仿真咨询服务西 门子工业软件合作伙伴的支持
• 对整个项目进行了详细规划和仿真模拟
项目成果:
• 快速评估备选方案
• 改善决策过程
• 降低成本、交付时间和风险
• 优化系统流程性能