1 Delphos Open Pit Simulator

El Delphos Open Pit Simulator es una herramienta de planificación que permite estimar la producción de un plan minero a partir de los siguientes tres elementos básicos: el layout de la mina (frentes de carga y descarga, rutas), la flota de equipos de carga y transporte, y un plan que indica cuánto se desea enviar desde cada frente a cada potencial destino. A partir de estos elementos, DSIM Open Pit realiza una simulación del manejo de materiales, entregando reportes en términos de producción, velocidades y tiempos de ciclo.

La principal virtud del DSIM Open Pit Simulator es su facilidad de uso, la cual permite rápidamente montar un ejercicio a ser evaluado y así analizar distintos escenarios, pudiendo de manera eficaz recuperar resultados relevantes como la productividad de equipos clave, producción por ciclo, entre otros.

2 Requisitos

Para un correcto funcionamiento del DSIM es necesario que el equipo cumpla con los siguientes requisitos mínimos.

• Computador de escritorio o laptop con 2 Cores y mayor a 1GHz.
• 4GB de RAM.
• Sistema Operativo MS Windows de 64 bits.
• De preferencia tarjeta de video dedicada.

3 Entradas

Como se indicó en la sección anterior, las entradas de DSIM Open Pit Simulator son fundamentalmente el layout de la mina, la flota de equipos y un plan. A continuación, se describen brevemente cada uno de estos items.

3.1 Layout

El layout define las potenciales rutas a ser utilizadas por los equipos de transporte, y la ubicación de ciertos elementos, como los distintos frentes de carga y descarga, así como la señalética que controla el comportamiento de equipos al enfrentarse a un cruce. Adicionalmente, se especifican las distintas locaciones que permiten modelar interrupciones tales como restaurantes, talleres y estacionamientos. 

Para el ingreso del layout se tienen dos caminos posibles, el primero comienza con una serie de rutas en formato DXF, las cuales se importan a DSIM Open Pit, y el segundo es trazar las rutas mediante una topografía inicial en el programa. En ambos casos, se insertan en los distintos extremos de los caminos las diferentes frentes, locaciones y señalética. Finalmente se ajustan los parámetros que conectan las intersecciones.

3.2 Crushers

Se definen los chancadores (ID Crusher) a ser usados en el proyecto y su respectiva productividad.

3.3 Frentes y locaciones

3.3.1 Frentes: Una vez ubicado el frente en el layout, se define el tipo (carga o descarga) para posteriormente ser ingresado, pudiéndose dar un nombre en específico, número de puntos de aculatamiento, tiempos de aculatamiento, carga y/o descarga. 

3.3.2 Locaciones: De la misma forma anterior, se puede definir que alguno de estos puntos sea un restaurant, parking o truck shop, lugares definidos para que los equipos puedan inicializarse o ser enviados ante ciertos eventos.

3.4 Flotas de Equipos

DSIM permite ingresar en forma independiente las especificaciones de los equipos de carga y descarga disponibles. Los primeros pueden ser definidos con características propias, particularmente referentes a un identificador único, así como propiedades asociadas al modelo de fallas de los mismos. Los segundos son definidos por un ID, un tipo (o grupo), perfiles de velocidad y consumo de combustible, y también modelos de fallas. Adicionalmente, se definen cuáles son los equipos de carga compatibles para cada equipo de transporte.

Finalmente, se especifica el matching entre equipos de carga y transporte, como factor de carga y tiempo de carga.

3.5 Eventos y mantenciones

Permite ingresar interferencias programadas que afecten a un grupo o todos los equipos (de carga y/o transporte).  Por ejemplo:  cambios de turno, colaciones o a cierta cantidad de camiones en específico como son las Mantenciones Programadas (MP).

3.6 Plan de Extracción

Finalmente, DSIM recibe un plan, definido como la ubicación (planeada) de equipos de carga en distintos frentes por períodos de tiempo dados o hasta completar ciertos tonelajes, los cuales irán ejecutándose según el orden de las filas ingresadas en dicha pestaña. Además de esto, se ingresan los destinos del material por cada frente, las cuotas de producción por frente, la prioridad de la misma, el flujo de camiones (tph de saturación) deseados para el circuito y el tiempo de trabajo de la pala asociada a dicho frente.

4 Simulación

Una vez definidos los elementos anteriores, DSIM permite la realización de simulaciones de eventos discretos; para los cuales dispone además de una visualización en 3-D, que permite verificar que el funcionamiento de la simulación es el correcto. La simulación en DSIM está basada en eventos discretos. Los elementos a ser simulados corresponden al sistema de manejo de materiales (palas y camiones), la congestión de la red y el chancado de material (como una tasa de procesamiento).

4.1 Simulación de Equipos de Carguío

DSIM simula los equipos de carguío en forma "semi-estática". Es decir, durante la simulación se pueden designar equipos de carguío a distintas frentes de trabajo, el traslado entre estos frentes es especificado como un tiempo o delay durante el cual el equipo no está disponible. No se simula el movimiento del equipo a otros frentes como un desplazamiento en la red de transportes.

Por otra parte, los equipos de carguío están sujetos a potenciales fallas (ver sección "4.3 Fallas en los equipos").

4.2 Simulación de Equipos de Transporte

La principal característica de DSIM es la potencialidad de una simulación detallada de los equipos de transporte de material, los cuales pueden especificarse en forma individual (camión por camión) en función de sus distribuciones de falla. Además, se pueden indicar perfiles de velocidad y consumo de combustible para cada tipo de camión, de forma que DSIM genere los reportes correspondientes. DSIM simula también la congestión existente, modelando para esto los cruces entre distintos tramos.

4.3 Fallas en los equipos

DSIM simula fallas en los equipos de carguío y transporte. En ambos casos se basa en un modelo del tipo "tiempo entre fallas" (Time Between Failures, o TBF) y "tiempo para reparación" (Time To Repair, o TTR). Estos valores pueden ser ingresados tanto con valores definidos o con distribuciones de probabilidad. En el primer caso, DSIM genera internamente los eventos de manera representativa para la escala de tiempo simulada. En el segundo caso, el usuario debe hacerse cargo de la escalabilidad.

Las fallas de los equipos de carga se simulan simplemente como indisponibilidad de la pala para ejecutar el plan especificado mientras que, las fallas en los equipos de transporte consideran que el equipo se desplace hasta un taller para su reparación.

4.4 Reportes

DSIM genera una serie de reportes en formato Microsoft Excel, tanto con LOGs extensivos que permiten la generación especializada de reportes en función de los requerimientos del usuario, así como una serie de reportes estándar que son más comunes. La descripción detallada de estos LOGs y reportes se realiza más adelante.

4.5 Archivos de Datos

La información de un proyecto completo de DSIM Open Pit se almacena en un archivo de extensión “.dsim”, que es un archivo de texto que puede ser abierto con cualquier editor de textos y se encuentra en formato JSON, lo que permite el guardado eficiente de datos para software, pero que también provee un buen grado de legibilidad a los usuarios.

Adicionalmente, DSIM Open Pit genera una serie de archivos en formato de Microsoft Excel tanto para etapas intermedias de la simulación, como también para la generación de reportes.

4.6 Rutas en DSIM Open Pit

Las rutas en DSIM Open Pit están definidas por un conjunto de tramos. Los tramos son simplemente una serie de puntos en tres dimensiones (X, Y, Z) bajo un ID que los agrupa y corresponden al eje central de la correspondiente rampa o tramo. La coordenada Z permite a DSIM ajustar la velocidad de los vehículos en función de la pendiente.

4.6.1 Intersecciones

Una particularidad del software DSIM Open Pit que lo diferencia a otras herramientas de simulación y sobre la cual basa parte de su facilidad de uso, es que en DSIM Open Pit las rutas no consideran las conexiones (o intersecciones) entre ellas, es decir, los tramos que se reciben como entrada no deben conectarse unos con otros. En efecto, tales conexiones son realizadas en forma automática por el software, el cual en forma también automática monta el sistema de semáforos y permisos, incluyendo para esto un comportamiento base que es ajustable mediante la inclusión de señalética.

La conexión (o no) entre extremos de tramos se realiza mediante un parámetro llamado Tolerance Radius, de forma que extremos localizados a dicha distancia (o menos) son conectados (a menos que pertenezcan al mismo tramo).

4.6.2 Sistema de Permisos

Para que un camión pueda cruzar una intersección en DSIM, debe disponer de un permiso para cruzar la intersección. La solicitud de estos permisos se realiza una cierta distancia antes de llegar al cruce, pero es rechazada si: ya existe algún otro vehículo con los permisos tomados, o bien existe un disco pare, o bien existe un vehículo cerca y existe un ceda el paso. En caso de que los permisos sean asignados, el cruce queda bloqueado para la utilización del vehículo que lo solicita, y en caso de ser rechazado, este vehículo llegará al inicio del cruce, en donde hará una detención y solicitará nuevamente los permisos, aplicándose las reglas anteriores.

4.6.3 Elementos de Layout

Los elementos de layout son items ubicados en los extremos de tramos de rutas. DSIM distingue los siguientes elementos, agrupados en las categorías que se indican a continuación.

Tipo	Nombre	Descripción
Front	Loading	Frente en donde se permitirá la ubicación de equipos de carga y la consecuente carga de camiones.
	Dumping	Frente potencial de destino de material. Puede corresponder luego a un chancador, un botadero o un stock.
Locación	Restaurant	Punto de ubicación de camiones para colación diurna.
	TruckShop	Potencial punto para reparación y mantención de equipos de transporte.
	Parking	Punto para ubicación de camiones durante colaciones y cambios de turno.
Road Sign	Yield Sign	Señal de tránsito que obliga a ceder los permisos frente a otro vehículo que se enfrente a un cruce.
	Stop Sign	Señal de tránsito que obliga a la detención en un cruce antes de solicitar los permisos para cruzarlo.
Sink	Hopper	Solo habilitada para nodos de una correa. Elemento que permite el almacenamiento de material.

La ubicación de estos frentes siempre se realiza en nodos predefinidos, además de encontrarse en el entorno Nodes de la pestaña Layout

Los frentes de carga y descarga tienen perfiles de carguío asignados. Un perfil de carga/descarga corresponde a los números de aculatamientos, tiempos de estacionamiento y de descarga de un frente. En caso de un perfil de carguío, el tiempo de descarga no será considerado como valor de entrada.

Los frentes de carga (loading) y descarga (dumping) están caracterizados por tiempos de aculatamiento, de la operación de carga y descarga (respectivamente) y el número de entry points, es decir, de posiciones para el aculatamiento de los camiones. A su vez, para los frentes de descarga también se puede definir un criterio de congestión (Queue Threshold) que corresponde al número máximo de equipos ubicados en el frente tal que se considere congestionado (y, en consecuencia, envíe los próximos camiones a sus destinos alternativos); por defecto este valor es cero lo cual equivale a que no se considerará la congestión. Por otra parte, no existe una correspondencia 1-1 entre frentes de descarga y chancadores, sino que varios frentes pueden corresponder al mismo chancador. 

Cada elemento de layout posee un nombre único, asignado en forma automática por DSIM, pero personalizable por el usuario en función a su conveniencia.

5 Interfaz de Usuario

La siguiente figura muestra una vista general de la ventana principal de DSIM, cuando está activa la lengüeta de Layout (en Zona 2). Las zonas destacadas en esta imagen corresponden a las opciones de menú (Zona 1) y al listado de lengüetas que siguen el flujo de trabajo recomendado (Zona 2) las cuales se detallan con mayor profundidad en la siguiente sección.

Figura 5‑1: Interfaz de usuario DSIM

Las opciones del menú (Zona 1) se describen a continuación:

• File conteniendo los instrumentos para la creación, apertura y guardado de proyectos.
• Project que contiene los instrumentos para actualizar la ventana de layout (Redraw), eliminación de elementos del layout y/o de las tablas de contenido (Clear All y Clear), la importación de topografías, acceder a la información de los valores por defecto de las distintas tablas, selección de las opciones de despacho y edición de los perfiles de estacionamiento.
• 

Figura 5‑2: Ventana de selección para eliminar tablas de datos del proyecto.

• Preferences que permite la modificación estética de los elementos dibujados, como los cambios de ancho de línea, color, etc.
• Simulation contiene el instrumento de inicio de simulación donde, a su vez, se pueden definir opciones para la simulación y visualización.
• Help contiene los instrumentos que indican la versión del software (About), así como la ayuda que al usarla redirige al usuario a la web del laboratorio donde podrá encontrar toda la ayuda necesaria respecto a la herramienta (Documentation).

5.1 Guardar un proyecto

Es posible guardar el estado actual de un proyecto seleccionando Save o Save As en el menú File. Save As permite especificar un nombre o rutas distintas para el archivo DSIM. El nombre de archivo del proyecto actual está disponible en el título de la ventana de DSIM. Si no se ha guardado aún el proyecto, la opción Save funciona igual que Save As. Save está disponible también presionando la combinación de teclas CONTROL+S.

Notar además que el proyecto se guarda automáticamente antes de realizar una simulación.

5.2 Pestaña Layout

Dentro de la Zona 2 de la Figura 5‑1, la pestaña Layout permite la visualización 2-D del layout de la mina (zona en blanco de la Figura 5‑3) en términos de la topografía, rutas con sus conexiones y de los elementos de layout definidos por el usuario.

Figura 5‑3: Elementos principales de pestaña de Layout

El nuevo Menú (zona A) presenta 2 distintos modos:

1. Layout Editor: Permite trabajar con 3 lengüetas. La primera, Nodes, permite la ubicación de frentes y locaciones vistas en la sección (4.6.3). La segunda, Routes, permite la creación, modificación y eliminación de rutas en el layout, y la tercera, Conveyor Belts, despliega el manejo de correas transportadoras.
2. 

Figura 5‑4: Ejemplo de pestaña Truck Parameters

2. Truck Parameters: Solo habilitado cuando hay rutas cargadas, el cual permite la sectorización de las rutas, donde se pueden modificar los perfiles de velocidad por camino (o un conjunto) y perfiles de consumo de combustible. Lo anterior debe ser definido para cada tipo de camión existente en la simulación. Se recomienda completar esta pestaña luego de haber definido todos los equipos que operarán en la simulación.

 

Creación y edición de elementos:

Para la creación de nuevos elementos de layout, se debe primero seleccionar la lengüeta a utilizar de Layout Editor (Nodos, Rutas o Correas).

            Nodos: para este caso, se debe seleccionar el nodo que se desea trabajar con botón izquierdo, y luego apretar el botón derecho que desplegará un menú, permitiendo agregar un frente, locación o señalética.

Figura 5‑5: Menú desplegable en selección de nodo

            Rutas y correas: la selección de una ruta o correa existente siempre se realizará con el botón izquierdo. Por otro lado, para la creación de uno de estos elementos, se debe hacer click sobre la ventana de trabajo por encima de donde se desea crear el elemento, y para finalizar se debe hacer click con el botón derecho.

Eliminar elementos:

Al igual que es posible crear elementos de layout, también se pueden eliminar elementos existentes en la ventana de trabajo.

            Nodos: solo se debe seleccionar con botón izquierdo el nodo que posea un elemento, luego apretar el botón derecho, donde aparecerá un menú desplegable, y finalmente hacer click en el botón “Remove”.

Figura 5‑6: Menú desplegable en selección de frente de carga

            Rutas: se debe selecciona con botón izquierdo sobre la ruta a eliminar, y luego click en el botón “Remove Selected” del menú derecho.

            Correas: en el menú derecho se debe seleccionar la opción Properties/remove, luego seleccionar la correa a eliminar, y hacer click en el botón “Remove Current”

Cualquier cambio en los elementos de layout se ve automáticamente reflejado en las tablas de esta lengüeta (zona B). Además, de generarse inconsistencias con tablas posteriores (ej. locaciones para fallas, orígenes y destinos), estas son marcadas en color rojo según corresponda. Estas tablas permiten la edición del nombre, de forma de poder asignar etiquetas más informativas a cada frente.

La interfaz de visualización 2-D sigue el comportamiento estándar de otros softwares. Es posible utilizar la rueda del mouse para hacer zoom in y zoom out, y clickear y arrastrar permite desplazarse a lo largo del layout. Adicionalmente, en la parte inferior de la ventana se dispone de los siguientes botones (zona C):

• Topography, el cual activa/desactiva la visualización de la topografía
• Front Names, que activa/desactiva la visualización de los nombres de los frentes.
• Connections, que activa/desactiva la visualización de la conexión entre extremos de caminos.
• Grid, que activa/desactiva la visualización de la grilla.

Estos botones están individualizados en la zona C de la Figura 5‑3. En la Figura 5‑7 se despliega un zoom de esta botonera en la cual los botones Topography, Front Names y Grid están activados, mientras que el botón Connections está desactivado. El valor de Tolerance Radius se encuentra en 50 metros, su valor por defecto.

Figura 5‑7: Zoom de la zona C.

En la parte inferior, a la derecha del botón Grid se puede ajustar el parámetro de distancia. Este parámetro es muy importante, ya que define la conectividad entre tramos y la generación automática de cruces. El funcionamiento de este parámetro se puede ver en la sección "Rutas en DSIM Open Pit".

5.3 Comportamiento General de las Tablas

Salvo por el caso de la lengüeta de layout, el resto de la data en DSIM es ingresado en varias tablas disponibles en múltiples lengüetas que siguen el flujo de trabajo descrito más adelante. El comportamiento general de las tablas es común y se describe a continuación.

Cada una de las tablas dispone de un título y número de registro. El título indica además las unidades en que debe ingresarse el dato correspondiente, si es que esto aplica. 

Figura 5‑8: Botones para la utilización de tablas

Las tablas disponen de varios botones en su parte inferior derecha. Estos botones permiten la creación, eliminación, borrado total y clonado de los registros (set de botones que se encuentran a la derecha), y en algunas lengüetas se encuentra el botón de autocompletar (botón que se encuentra a la izquierda). En el caso de la creación de un registro nuevo, este se completa con datos en un rango predefinido (cuando esto es posible). Los botones de eliminación y clonado actúan sobre el registro actual, eliminándolo o generando una copia del mismo al final de la tabla. El botón Clear All elimina todos los registros de la tabla (previa confirmación del usuario).

En general, la mayoría de las columnas realiza revisiones mínimas de consistencia, registrando las casillas en color rojo si se detecta alguna anomalía. Algunas revisiones básicas son: que los IDs sean únicos (ej. chancadores o palas), que no se indiquen frentes inexistentes (lo cual puede ocurrir producto de un cambio de nombre o eliminación).

Una buena parte de los datos están limitados a valores numéricos. En este caso DSIM despliega una casilla de selección para elegir el valor numérico. El resto de las casillas pueden recibir, o bien selecciones simples o múltiples, o bien texto (ej. nombres de eventos o descripción de mantenciones). Algunas casillas con datos numéricos permiten almacenar fórmulas, las cuales corresponden a distribuciones de probabilidad. Para acceder a  dicho modo, se debe hacer doble click sobre la casilla, lo que habilitará un pequeño recuadro (Figura 5‑9), el cual puede ser seleccionado con un  ticket, el cual permite escribir la distribución a utilizar (Figura 5‑10). El listado total de distribuciones y funciones disponibles para estos efectos corresponde a la librería numpy de Python, y se encuentra en la siguiente página.

Figura 5‑9: Activación de entorno formula en casilla

Figura 5‑10: Ejemplo de utilización de formula en casilla

5.4 Ventana de Preferencias

La ventana de preferencias permite configurar parcialmente la apariencia y comportamiento de la interfaz gráfica de DSIM. En esta ventana se pueden seleccionar los colores de la visualización en Layout, tales como: fondo, rutas, links, locaciones, etiquetas. Se puede además controlar el escalamiento de los íconos y texto. Cuando aplica, los colores son, a su vez, utilizados en la ventana de simulación.

La siguiente figura muestra la ventana de preferencias en su primera pestaña.

Figura 5‑11: Editor de preferencias

1. Routes:
   • Color: especifica el color con que se despliegan las rutas.
   • Lines Thickness: indica el ancho de las rutas desplegadas
   • Node Color: especifica el color con que se despliegan los nodos
2. Conveyor Belts
   • Color: especifica el color con que se despliegan las correas.
   • Lines Thickness: indica el ancho de las correas desplegadas.
3. Labels
   • Font Color: indica el tamaño de la fuente utilizada.
   • Font Size: indica el tamaño de la fuente utilizada.
4. Links
   • Color: especifica el color con que se despliegan las uniones.
   • Lines Thickness, indica el ancho de las uniones desplegadas.
5. Topography/Grid
   • Topography Color: especifica el color de la topografía.
   • Background Color: indica el color de fondo.
   • Coordinates Font Size: indica el tamaño de la fuente de la grilla.
   • Number of Vertical Grid Lines: número de líneas de la grilla vertical.
   • Number of Horizontal Grid Lines: número de líneas de la grilla horizontal.
6. General
   • Icon Scaling: indica el tamaño de los elementos en el layout.
   • Unassigned node radius: tamaño de los nodos que no son elementos del layout.

5.5 Ventana de visualización de réplicas

La ventana de visualización de réplicas es desplegada al ejecutarse una simulación. Permite la visualización de una réplica específica, en un entorno 3-D donde se pueden monitorear visualmente distintos elementos. 

Mediante la utilización del mouse, es posible hacer zoom in y zoom out de la escena (con ambos botones presionados, y deslizar mouse hacia arriba o hacia abajo), paneo de la visualización (mantener botón izquierdo apretado y deslizar mouse) y de rotación (mantener botón derecho apretado y deslizar), con el objetivo de monitorear la ejecución de la simulación.

Existen además varias teclas que proveen funcionalidad extra a esta ventana:

• Las teclas+ y - (más y menos) permiten controlar la velocidad de ejecución de la visualización. Dado que la visualización es fuertemente demandante de la capacidad de cómputo (y gráfica) del equipo, no es posible obtener velocidades arbitrariamente grandes.
• Las teclas de1 a 5 activan o desactivan distintos elementos, a fin de alivianar el proceso de visualización o proveer información adicional. La función que cumple cada una de ellas es la siguiente:
  1. Activa/Desactiva la visualización de la topografía.
  2. Activa/Desactiva etiquetas de los camiones.
  3. Activa/Desactiva la visualización de las etiquetas de los equipos de carguío.
  4. Activa/Desactiva la visualización de nombres de caminos.
  5. Activa/Desactiva la visualización de las etiquetas de frentes.

Es importante indicar que la visualización es un proceso intenso en cómputo y que su desempeño depende fuertemente de la capacidad gráfica del equipo. La visualización en ejecución corresponde a una réplica en particular (réplica 0), de forma que las restantes réplicas se ejecutan en segundo plano y en forma más lenta que si no se realiza la visualización. Dado lo anterior, el cierre inesperado de esta ventana puede, por lo tanto, interrumpir la ejecución de los restantes procesos y generar resultados inconsistentes.

6 Flujo de Trabajo

El flujo de trabajo se desarrolla casi íntegramente en la ventana principal. El ciclo completo consiste de los siguientes pasos:

1. Creación de un proyecto a partir de un archivo DXF conteniendo las rutas o creación de rutas manualmente mediante herramienta de dibujo (requiere una topografía cargada).
2. Verificación de valores default utilizados en el proyecto
3. (Opcional) Importación de las curvas de nivel de una topografía.
4. (Opcional) Creación o edición de rutas y correas.
5. Definición de frentes, locaciones y señalética.
6. Llenado de información sobre chancadores.
7. Definición de Especificaciones de los equipos de carguío y transporte.
8. Definición Matching pala-camión.
9. Ingresado de Interrupciones programadas.
10. Estipulación Plan a ser simulado.
11. Definición y asignación de perfiles de frentes de carga y descarga.
12. Llenado de información de perfiles de velocidad y consumo de combustible
13. Ejecución de las simulaciones.

La mayor parte del tiempo el flujo se centra en los pasos 3-5 y 7-11. Los pasos del 4 al 12 son ingresados en una serie de lengüetas que clasifican y facilitan la data a ser ingresada fundamentalmente en diversas tablas. A continuación, se describe el flujo de trabajo completo, paso por paso.

6.1 Creación de un proyecto

La creación de un nuevo proyecto en DSIM tiene 2 caminos posibles, el primero comienza a partir de un archivo DXF que debe contener las rutas a ser utilizadas. Tal como se indicó en la sección "Rutas en DSIM Open Pit", estas rutas no deben contener las intersecciones, ya que son computadas en forma automática por el software. La segunda no requiere un archivo previo, por lo que solo requerirá el nombre del proyecto.

La creación de un proyecto cierra el actualmente en uso (no lo guarda) y crea una versión en memoria de la data para el proyecto nuevo. Este nuevo proyecto, a su vez, debe ser guardado antes de poder continuar. Para crear un nuevo proyecto se puede utilizar el shortcut CONTROL+N.

La Figura 6‑1 nos muestra la ventana para la creación de un nuevo proyecto. De manera intuitiva se puede crear un nuevo proyecto escribiendo un nombre en Project Name, y de forma opcional se puede agregar una topografía o las rutas a utilizar.

Figura 6‑1: Generación de un nuevo proyecto

6.2 Importar Rutas

Dentro de las opciones de importación de rutas se pueden usar archivos generados por el MineHaul, ya sea en formato CSV o DXF, así también archivos en formato TXT.  Es necesario mencionar que las rutas deben de tener un mínimo de 3 puntos para que el programa pueda reconocerlo como tal esta restricción aplica para todos los formatos mencionados, así mismo las rutas ingresadas en formato DXF tienen que estar como Polilineas en 3D. Una vez importadas las rutas éstas se podrán visualizar inmediatamente en la primera lengüeta nombrada como Layout.

Figura 6‑2: Rutas cargadas

6.3 Importar Topografía

DSIM permite importar una topografía en 3-D como curvas de nivel. La topografía permite disponer de referencias a la hora de realizar la edición de las locaciones, frentes y señalética; y de disponer de una visualización con efecto tridimensional en la ventana de visualización. Sin embargo, la topografía no tiene mucha influencia como input o en los resultados del proyecto, de forma que puede omitirse su importación, a excepción que se requieran dibujar nuevas rutas, las cuales realizan interpolaciones de las coordenadas Z.

El formato de la topografía será estrictamente en DXF con polilíneas en 3D.

Figura 6‑3: Pestaña de importación de topografía

Una vez cargadas tanto rutas como topografía, se tiene la siguiente vista del proyecto.

Figura 6‑4: Visualización conjunta del proyecto

6.4 Creación y edición de rutas

Dentro de la pestaña Layout existe otro menú de pestañas.

Figura 6‑5: Pestaña Route Editor

Dentro de la pestaña Routes se permite generar nuevas rutas, borrarlas y editarlas. Para ello, existe un botón que permite realizar cada una de las acciones mencionadas. La selección de cada uno de los modos mencionados se realiza con el botón izquierdo (cuando corresponda), Entonces:

1. New Route (Nuevas Rutas): Este modo permite crear nuevas rutas. Una ruta requiere al menos 2 puntos para su creación, además de un nombre. Para crear una ruta, se debe hacer click con el botón izquierdo sobre los puntos centrales de la ruta. Mientras la ruta está siendo creada aparecerá una línea punteada con 2 círculos en sus extremos, los que corresponderán a los posibles frentes de dicha ruta. El nombre puede ser ingresado antes, durante o luego de terminar la ruta. Una vez terminada, se debe hacer click derecho sobre algún sector del layout (zona blanca de preferencia). También se tienen los botones Cancel, que cancela la creación de la ruta actual; y Redo Last y Undo Last, que rehacen y deshacen a última acción realizada, respectivamente, y Set, que es un equivalente a realizar un click derecho para finalizar la ruta.

Figura 6‑6: Ejemplo de creación de caminos

Por otro lado, la cota de los puntos se basa en la interpolación de cotas respecto a una topografía por lo que, si una ruta es creada fuera del rectángulo que la encierra, mostrará la siguiente pestaña:

Figura 6‑7: Advertencia de ruta creada fuera de la topografía

2. Delete Routes (Eliminar Rutas): Basta seleccionar la ruta que desea ser eliminada con un click izquierdo, la cual quedará seleccionada. Se muestra un cuadro con el nombre de la ruta, su posición inicial y final, y se mostrarán 2 opciones, Clear Selection y Remove Selected. La primera limpia la selección, es decir, deselecciona la ruta, mientras que la segunda elimina la ruta. DSIM preguntará si efectivamente quieres eliminar la ruta.

3. Edit Current (Edición en curso): permite modificar rutas ya creadas. En primera instancia, es necesario seleccionar el extremo de una ruta con el botón izquierdo, donde ese extremo se encerrará en un recuadro punteado, como en la siguiente figura.

Figura 6‑8: Selección de edición de ruta

 

Dentro de esta sección, existen dos módulos:

1. Cut Mode: permite cortar una calle en 2 tramos. Se desplegará una nueva ventana indicando los nombres de cada una de estas calles.

Figura 6‑9: Ventana del Modo Cortar

1. Remove Extreme: Elimina el punto extremo que está seleccionado. Solo se puede eliminar un punto si la ruta posee más de 2 puntos.

Por otro lado, si el botón Route Edit está seleccionado, se podrán generar nuevos puntos para una extensión de la ruta seleccionada, lo cual se realiza con el botón izquierdo. Para finalizar la expansión de esta ruta, solo debe hacerse click derecho sobre un sector en blanco.

De una forma similar al menú Rutas, existe el menú Conveyor Belts, que permite el mismo manejo anterior para correas transportadoras.

6.5 Definición de frentes, locaciones y señalética

La primera lengüeta de edición es denominada layout, tanto en el menú desplegable de la zona inferior izquierda como en la superior derecha. En esta se dispone de un despliegue (2-D) de las rutas, topografía, así como los distintos elementos de layout creados: frentes, locaciones, señalética, entre otros.

La descripción detallada de los distintos elementos de layout puede encontrarse en la sección "Elementos de Layout".

Figura 6‑10: Lengüeta de Layout

6.6 Chancadores

Los chancadores están caracterizados por un ID, un conjunto de frentes de descarga y por una tasa de chancado. Los chancadores además tienen otros atributos, como Backup Destination, el cual corresponde  a una lista ordenada de destinos donde se dirigirán los camiones en caso que el chancador falle, tenga una mantención programada o el frente se encuentre congestionado, en este caso, el equipo se redirigirá al primero de los destinos opcionales que no se encuentre fallado ni congestionado, debemos tener en cuenta que si durante su viaje a alguno de los destinos alternativos, una de las opciones anteriores se repara o desocupa, el camión se desviará a esa ubicación. Por otro lado, también posee un tiempo entre falla (TBF) y tiempo de reparación (TTR), los cuales se ingresan en formato horas.

DSIM advierte la existencia de IDs de chancadores inválidos o repetidos. Así mismo, DSIM fuerza que los frentes correspondientes hayan sido creados y, en caso de que estos se modifiquen con posterioridad al ingreso de los chancadores, advierte potenciales inconsistencias.

Figura 6‑11: Definición de los chancadores.

6.7 Especificaciones de los equipos de carguío y transporte

La especificación de estos equipos corresponde a una caracterización individual, equipo por equipo, consistente de un ID único y de las distribuciones de falla y tiempo de reparación de los mismos que pueden ser números o distribuciones (ver sección "Fallas de Equipos" para una descripción).

En el caso de las palas, se debe destacar que su Type corresponde a Shovel o Front Loader, información que sirve para agrupar los resultados que se obtendrán en dichos equipos

En el caso de los camiones, se deben especificar además los siguientes elementos:

• Type, un identificador de tipo de camión. Dicho tipo tendrá un ID, una tecnología y una distancia de seguridad que influye en la velocidad al interactuar (encontrarse a una distancia menor) con otros camiones.
• ID, nombre con que se caracterizará a cada camión.
• Truck Type: un identificador que permite asignar un tipo de camión existente a dicho equipo. Dentro de las opciones a elegir se mostrarán los creados anteriormente en Type.
• Initial Position, una locación en la que se encuentra el camión al inicio de la simulación,
• Assignable Equipments, potenciales palas/cargadores que va a atender el camión.
• Failure Location, Locaciones donde los equipos pueden ir en caso de falla.

Figura 6‑12: Ejemplo de error en la plantilla

Si un campo queda mal ingresado, se destacará con un color rojo en la celda en cuestión.

Se pueden ingresar grupos de camiones que poseen atributos comunes utilizando el botón Create Trucks, que presenta una ventana de esta forma:

Figura 6‑13: Truck Creator

Debe indicarse un tipo de camión, los posibles equipos de carguío que pueden cargar a dichos camiones, locación en caso de falla, además de poder ingresar nuevamente tiempo entre fallas y tiempo de reparación.

6.8 Creación correas y hoppers

Una vez creados y ubicados los chancadores podemos agregar correas a nuestro proyecto, de manera similar a la creación de rutas nuevas. La necesidad de los chancadores es que las correas sólo se pueden crear si su nodo inicial comienza en un frente de descarga con chancador, el nodo final de otra correa o en un Hopper.

Al crear una correa podemos editar sus atributos seleccionando la pestaña Properties/Remove de la pestaña Conveyors Belt. Aquí podemos editar el nombre de la correa, su velocidad y agregar perfiles de falla de manera similar al resto de los equipos. También podemos ver otros atributos de la correa como su largo, inclinación y objetos previo y siguiente.

Figura 6‑14: Propiedades de correa.

Podemos crear correas que son cargadas por más de una correa alimentadora. Para hacer esto se debe fijar el nodo inicial en las cercanías del nodo final de una de las correas anteriores y se levantará una ventana de dialogo preguntando si se desea fijar como nodo inicial el final de la correa seleccionada.

Como dijimos anteriormente, es posible agregar hoppers al final de las correas. Si este nodo se ubica cerca de un frente de carga, este equipo pasa a ser un Cargador de Camiones y el frente donde se ubica debe ser del tipo Semicircular, pues en caso contrario se levantará una advertencia antes de poder correr la simulación.

Hay que tener en cuenta que el Cargador de camiones, es también un equipo de carguío, por lo cual debe completarse su información tanto en el Match Pala-camión como en el Plan.

6.9 Matching pala-camión

En esta sección se especifica el tiempo y factor de carga (como número o distribución) para cada potencial par pala-camión. Ambos datos pueden ser distribuciones.

Figura 6‑15: Match pala-camión.

6.10 Interrupciones 

En esta etapa se deben completar dos sets de datos. Una correspondiente a interrupciones globales y otra a mantenciones programadas de equipos de transportes.

La primera tabla permite especificar las interrupciones globales de la operación de carguío y transporte correspondientes, por ejemplo, a colaciones o cambios de turno. Los datos a ingresar son: una descripción, inicio del evento, duración del evento y un conjunto de locaciones. Estas locaciones indican los potenciales destinos de los camiones, seleccionándose el más cercano para cada camión. Existe la opción On Route, donde el camión se detiene en el siguiente punto de la ruta que no sea una rampa. Tanto el tiempo de inicio como la duración del evento pueden ser definidas como números o distribuciones.

La segunda tabla hace que camiones específicos cumplan con el Mantenimiento Programado en momentos dados de la simulación (los cuales pueden a su vez seguir cierta distribución).

Figura 6‑16: Definición de eventos y mantenciones.

6.11 Plan a ser simulado

Finalmente, se debe especificar a DSIM un plan de ejecución. En un plan, se especifican las ubicaciones de equipos de carguío a distintos frentes, a lo largo de la simulación, y los destinos del material que tiene el material cargado. Los ítems a completar son

• Equipment ID, el equipo de carguío siendo asignado.
• Front ID, el frente de carga que se especifica.
• Destination, frente de descarga al que se manda el material.
• Delay, tiempo que debe transcurrir antes de que la pala esté operativa en el frente indicado.
• Maximum Tonnage, tonelaje máximo a cargar antes de cambiarse de frente o polígono de producción.
• Maximum Working Time, tiempo máximo de trabajo antes de cambiarse de frente o polígono.
• Priority, prioridad para recibir camiones en caso de falta de los mismos a mayor número mayor prioridad.
• Primary TPH target, flujo deseado de material en el circuito origen-destino. En esta tabla cada pala puede aparecer en varias filas, de forma que durante la simulación pueda cambiar, ya sea de frente, o del destino al que está enviando el material (ej. distintas plantas o cambio de mineral a lastre en el mismo frente).
• Secondary TPH target, similar al caso anterior, este es el segundo flujo de saturación. Solamente tiene sentido editar este dato si se utiliza la opción 2 o 3 de las fases de despacho en las opciones de simulación y este valor sea mayor al TPH primario.

Los valores de Maximum Tonnage y Maximum Working Time limitan la operación del equipo de carguío, de forma que cualquiera de los dos hitos que se cumpla primero, la pala pasará a una siguiente fila (i.e. cambio de frente o polígono). Sin embargo, la disponibilidad real de la pala para cargar en este nuevo frente sufre un tiempo Delay de espera, a fin de simular el desplazamiento del equipo. 

Las columnas de Priority, Primary TPH Target y Secondary TPH Target controlan la asignación de camiones a la pala en función de la escasez de camiones. Efectivamente, durante la simulación DSIM asignará camiones priorizando las palas con un mayor indicador de prioridad y que tengan un ciclo más corto (que se encuentren más cerca) buscando cumplir con una productividad objetivo (Primary Target TPH) para cada fila del plan. Para activar la columna Primary/Secondary TPH Target se debe seleccionar el cuadrado Edit Primary/Secondary TP”.

Figura 6‑17: Definición del plan.

6.12 Definición y asignación de perfiles de frentes de carga y descarga

En primera instancia, se debe volver a la pestaña Layout para manejar esta sección.

Como se mencionó en 4.6.3, cada frente de carga y descarga posee ciertos atributos, tales como número y tiempo de aculatamiento.

Para la creación de un perfil de carga/descarga, se debe seleccionar un frente de carga o descarga, donde se desplegará una nueva ventana de esta forma.

Figura 6‑18: Mensaje desplegable en selección de frente

Figura 6‑19: Ventana emergente en frente de carga

Figura 6‑20: Ventana emergente en frente de descarga

Si el perfil deseado existe, solo basta seleccionar una opción y clickear en Close. Por otro lado, si no existe un perfil con las caracteristicas deseadas, se puede crear uno seleccionando la casilla Edit Profiles, donde aparecerá una nueva ventana emergente, la que confirma que un frente de carga no considerará el valor Dumping Time.

Figura 6‑21: Ventana emergente en edición de perfiles

La nueva ventana muestra el Parking Times Editor, donde se pueden agregar, eliminar y modificar las plantillas utilizadas. A esta ventana también se puede acceder a través de la pestaña Project.

Figura 6‑22: Editor de Perfiles

1. Parking Type: Corresponde a la forma y número de aculatamientos que los equipos tendrán en dicha frente. Cabe destacar que la forma debe concordar con el perfil deseado.
   1. Frente de carga: One Front y Two Fronts
   2. Frente de descarga: One Front y Two Fronts
   3. Frente de descarga con chancador: Crusher 1 front y Crusher 2 fronts
2. Parking Times: Corresponde al tiempo que toma un equipo en aculatar desde el fin del camino hasta que se estaciona a un costado de la pala. Se define uno para cada tipo de camión.
3. Dumping Times: Corresponde al tiempo que toma un equipo descargar el material. Este valor no se considerará en el caso de un perfil de carga.

Para salir de Parking Times Editor solo basta hacer click en OK.

Es en esta sección donde un chancador debe ser asignado a una frente.

6.13 Relleno y asignación de perfiles de velocidad

Para determinar el perfil de velocidad de los camiones se debe ir a la subpestaña Trucks Parameters. Este paso puede completarse en cualquier momento, pero es recomendable hacerlo después de definir los distintos tipos de camiones que recorrerán la mina.

Cada camino queda definido por un grupo, donde cada grupo tiene asociado un color. Para definir el color a cada ruta basta con seleccionarla, asignarle un grupo y pinchar el botón Roads in Group. Esto resulta útil para definir zonas como dentro y fuera del pit, como se puede ver en la siguiente figura.

Figura 6‑23: Definición de perfiles de velocidad y consumo de combustible de camiones.

Para cada Type de camiones es posible definir un perfil de velocidades indicando la velocidad crucero en subidas, bajadas y terreno plano, ya sea cargado y descargado. Estos valores son muy importantes, ya que definen en forma significativa los tiempos de ciclo y por lo tanto la productividad del sistema. 

Así como se definen las velocidades, es posible definir consumos de combustible en cada una de estas situaciones, además de en descarga o detención. Estos valores permiten realizar estimaciones en el consumo de combustible y por lo tanto el costo de transporte.

6.14 Opciones de despacho

Antes de correr la simulación se permite seleccionar el tipo de despacho que se utilizará durante la simulación. Se puede acceder a estas opciones a través del menú Project. Las opciones disponibles son:

• Despacho base (Base dispatch): Los equipos de transporte disponibles se asignan a la pala más cercana y de mayor prioridad.
• Opción 1 (Option 1): Si luego del despacho base aún hay camiones disponibles estos se asignan de manera aleatoria a cualquier equipo de carguío que no haya terminado su plan.
• Opción 2 (Option 2): Si luego del despacho base aún quedan camiones disponibles estos se asignarán a la pala más cercana hasta satisfacer su segundo flujo de saturación.
• Opción 3 (Option 3): Este caso se realiza el despacho base, luego se busca satisfacer el segundo flujo de saturación y, si quedan equipos disponibles, se asignan de manera aleatoria a las palas que siguen trabajando.

Figura 6‑24: Opciones de despacho. Al acercarse a las opciones se muestra una breve descripción de cada una.

Es posible modificar esta opción en cualquier momento de la entrada de datos y se accede a ella en la pestaña de Project. El valor por defecto es la Opción 3. Tanto la Opción 2 como la 3 utilizan la columna Secondary TPH Target de la tabla de Plan y para que logre los resultados deseados, este valor debe ser mayor que Primary TPH Target.

6.15 Ejecución de las simulaciones y Reportes

Una vez que se han especificado todos los parámetros anteriores, se procede a la simulación de los mismos. Para ello vamos al menú de arriba, y en Simulation apretamos el comando Run, con lo cual se abre la siguiente ventana

Figura 6‑25: Opciones de simulación.

En el Output Directory se define la ruta en la que se guardarán los reportes (en formato Microsoft Excel). Por otro lado, se puede definir el número de réplicas, el tiempo de simulación, si desea o no tener visualización 3-D de una réplica y la velocidad de dicha visualización.

7 Reportes

Una vez concluida el cómputo de las simulaciones, DSIM genera varios documentos en formato Excel.

• Log_Cycles: Log de ciclos de camiones.
• Log_EmptyTravels: Log de viajes descargados de camiones.
• Log_Fronts: Log de actividades en los frentes.
• Log_LoadedTravels: Log de viajes cargados de camiones.
• Log_TrucksActivities: Log de actividades de camiones.
• Log_ShovelsActivities: Log de actividades de equipos de carguío.
• Macros_DSim: Macros de tablas dinámicas en Excel

El archivo Macros_DSim contiene macros que generar reportes y gráficos en forma automática.

Figura 7‑1: Generación de Reportes

7.1 Generate Cycles Report

7.1.1 Tiempo de Ciclo por Origen-Destino

La Figura 7‑2 muestra la distribución de tiempos de ciclo de los camiones por origen y destino. Los tiempos de ciclo consideran los tiempos de demoras en los frentes de carga y descarga, tiempo de carga, tiempo de descarga, tiempo en viaje cargado y descargado

Figura 7‑2: Distribución del tiempo para los camiones, según actividad y origen-destino

7.1.2 Tonelaje por Origen-Destino

La Figura 7‑3 nos muestra el tonelaje transportado por los camiones para cada circuito productivo.

Figura 7‑3: Tonelaje transportado por los camiones por circuito productivo.

7.1.3 Tonelaje por Hora

La  Figura 7‑4 muestra la producción de todos los camiones para cada hora simulada, considerando los distintos eventos del proyecto.

Figura 7‑4: Tonelaje transportado por los camiones por cada hora.

7.1.4 Velocidad Promedio por Origen-Destino

La Figura 7‑5 nos muestra la velocidad promedio de los camiones asociados a cada circuito productivo, se puede apreciar la velocidad promedio total, así como la velocidad promedio cargada y vacía para cada circuito productivo.

Figura 7‑5: Velocidad promedio para cada circuito productivo considerando condición del camión.

7.1.5 Promedio de velocidad del sistema

La Figura 7‑6 muestra en una sola barra la velocidad promedio total del sistema, asociado a todos los circuitos productivos y todos los camiones operativos del proyecto simulado.

Figura 7‑6: Velocidad promedio total del sistema.

7.1.6 Producción por Equipo de Carga por Hora

La Figura 7‑7 nos muestra la producción de cada equipo de carguío para cada hora operativa del mismo simulado del proyecto, cabe destacar que estos valores no son aditivos ya que están en base del tiempo operativo de cada equipo de carguío.

Figura 7‑7: Producción de los equipos de carguío por cada hora de trabajo.

7.1.7 Producción Total por Pala

La Figura 7‑8 nos muestra la producción de cada equipo de carguío durante toda la simulación del proyecto.

Figura 7‑8: Producción de cada equipo de carguío durante toda la simulación.

7.1.8 Velocidad de Camiones Cargados por Origen-Destino

La Figura 7‑9 nos muestra la velocidad promedio de todos los camiones, cuando están cargados, durante toda la simulación del proyecto.

Figura 7‑9: Promedio de velocidad cargado, según origen y destino.

7.1.9 Velocidad de Camiones Vacíos por Origen-Destino

La Figura 7-10 nos muestra la velocidad promedio de todos los camiones, cuando están vacíos, durante toda la simulación del proyecto, es decir la velocidad del viaje desde el frente de descarga hasta el frente o locación siguiente.

Figura 7‑10: Promedio de velocidad de camiones vacíos, según origen y destino.

 

7.2 Generate Trucks Activities Report

En esta parte se detallan las actividades en los cuales los camiones tuvieron participación. La Figura 7‑11 nos muestra la distribución porcentual del tiempo empleado en cada actividad por cada camión durante la simulación.

7.2.1            Porcentaje de Tiempo de Actividades de Camiones

Figura 7‑11: Distribución porcentual de las actividades realizadas por cada camión.

La Figura 7‑11 nos muestra el standby, las paradas programadas del proceso, de los equipos y el tiempo en producción de los equipos de acarreo, todas estas representadas en columnas de porcentajes, estos agrupan las actividades de la Figura 7‑11 definidas en categorías.

7.2.2 Porcentaje de Tiempo de Categorías de Actividades de Camiones

Figura 7‑12: Distribución de tiempos por categoría.

7.2.3 Porcentaje de Definiciones de Tiempo Camiones

La Figura 7‑13 agrupa los tiempos de Standby, las paradas del proceso y equipo, así como el tiempo del ciclo de cada camión.

Figura 7‑13: Distribución de tiempos por definición.

7.3 Generate Shovels Activities Report

En esta parte se detallan las actividades en los cuales los equipos de carguío tuvieron participación.

7.3.1 Porcentaje de Tiempo de Actividades de Equipos de Carga

La Figura 7‑14 nos muestra la distribución de tiempos por cada actividad realizada de cada uno de los equipos de carguío presentes durante la simulación.

Figura 7‑14: Distribución de tiempos por actividad de los equipos de carguío.

7.3.2 Porcentaje de Tiempo de Categorías de Actividades de Equipos de Carga

La Figura 7‑15 muestra la distribución de tiempos por categorías que agrupan a las actividades mostradas en la Figura 7‑14.

Figura 7‑15: Distribución de tiempos por categorías de los equipos de carguío.

7.3.3 Porcentaje de Definiciones de Tiempo para Equipos de Carga

La Figura 7‑16 muestra la agrupación de definiciones de tiempo de cada equipo de carguío durante la simulación.

Figura 7‑16: Distribución de tiempos por definición de los equipos de carguío.

La Figura 7‑17 muestra la producción de cada equipo de carguío a cada hora durante todo el periodo de simulación.

Figura 7‑17: Producción de cada equipo de carguío a cada hora de la simulación.

La Figura 7‑18 muestra la producción horaria conjunta de todos los equipos de carguío.

Figura 7‑18: Producción horaria de los equipos de carguío.