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, etc.

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Figura 1-1:Pantalla de Inicio DSIM

1. 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.

Entradas

Como se indicó antes, 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.

Layout

El layout define las potenciales rutas a ser utilizadas por los equipos de transporte, y la ubicación de los elementos de layout: los distintos frentes de carga y descarga, así como señalética que controla el comportamiento de equipos al enfrentarse a una dirección. 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, el primero comienza con una serie de rutas en formato DXF, el cual se importa a DSIM Open Pit, y el segundo es dibujar las rutas mediante una topografía inicial. En ambos casos, se insertan en los distintos extremos de los caminos los diferentes frentes, locaciones y señalética. Finalmente se ajustan los parámetros que conectan las intersecciones.

Crushers

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

Frentes

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

Flotas de Equipos

DSIM permite especificar en forma independiente los equipos de carga y descarga disponible. Los equipos de carga poseen características propias, particularmente referentes a un identificador único, así como propiedades asociadas al modelo de fallas de los mismos. Los equipos de transporte 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.

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

Interferencias

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

Plan de Extracción

Finalmente, DSIM recibe un plan, definido este como la presencia (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 número de camiones o flujo (tph) deseados para el circuito y el tiempo de trabajo de la pala asociada a dicho frente.

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 en la red y el chancado de material (como una tasa de procesamiento).

Simulación de Equipos de Carguío

DSIM simula los equipos de carguío en forma "semi-estática". Es decir, durante la simulación se pueden especificar distintos frentes de trabajo para un equipo de carguío, pero 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 "Fallas en los equipos").

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 además la congestión existente, modelando para esto los cruces entre distintos tramos.

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 como números o distribuciones. En el primer caso, DSIM genera internamente los eventos de forma de que sean representativos para la escala de tiempo simulada. En el segundo caso, corresponde al usuario asegurar esta escalabilidad.

Las fallas de los equipos de carga se simulan simplemente como indisponibilidad de la pala para ejecutar el plan especificado. A diferencia de esto, las fallas en los equipos de transporte requieren que el equipo se desplace hasta un truckshop para su reparación.

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.


Archivos de Datos

La información de un proyecto completo de DSIM Open Pit se almacena en un archivo de extensión “.dsim”. Este archivo es un archivo de textos que puede ser abierto con cualquier editor de textos y se encuentra en formato JSON, un tipo de archivo 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, para etapas intermedias de la simulación, pero también para la generación de reportes.

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.

Intersecciones

Una particularidad del software DSIM Open Pit que lo hace muy diferente a otras herramientas 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 https://cryparmahaba.tk  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 o "Tolerance", de forma que extremos localizados a esta distancia (o menos) son conectados (a menos que pertenezcan al mismo tramo).

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.

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.

tr.uhowatigen.tk  Tipo

https://lustnalocade.tk Nombre 

ncomlinkmonnoho.tk 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.

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 lados para el aculatamiento de los camiones. 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.

2. Interfaz de Usuario

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

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Figura 2‑1:Interfaz de usuario DSIM

Las opciones del menú se describen a continuación:

  • File conteniendo los típicos instrumentos para la creación, apertura y guardado de proyectos.
  • Edit que contiene los instrumentos para la importación de topografías, edición de los atributos tanto de la ventana como de los elementos cargados y como redraw la actualización por si se tiene inconvenientes al momento de ubicar los puntos en el layout.
  • Simulation contiene el instrumento de inicio de simulación.
  • About contiene los instrumentos que indican la versión del software 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.

Guardar un proyecto

Es posible guardar el estado actual de un proyecto seleccionando Save o Save As en el menú FileSave 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  click CONTROL+S.

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

Pestaña de Layout

La pestaña de layout permite la visualización 2-D del layout de la mina (zona en blanco de la imagen siguiente) en términos de la topografía, rutas con sus conexiones y de los elementos de layout definidos por el usuario.

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Figura 2‑2: Elementos principales de pestaña de Layout

El Menú (zona A) presenta 2 distintos modos

  • Layout: Permite la ubicación en el espacio de frentes de carga/descarga, locaciones de la mina, señalética de cruces y remover ubicación (si es que hay un camino terminal seleccionado).
  • Route Editor: Modificación de rutas. Permite generar nuevas rutas a partir de la topografía existente, además de poder editar las rutas existentes.

Para la creación de nuevos elementos de layout, se debe primero seleccionar el tipo de layout mediante los botones y listas desplegables disponibles al lado derecho (ver item B en la figura). Una vez hecha esta selección es posible crear múltiples elementos del mismo tipo haciendo un click con botón izquierdo sobre el extremo del camino(selección), y luego doble click derecho en el mismo punto. Si ya existiera un elemento de layout en el extremo indicado, DSIM solicitará confirmación para reemplazarlo con el nuevo elemento.

Al igual que es posible crear elementos de layout, se puede seleccionar el botón "Remove" para borrar elementos de layout seleccionando con botón izquierdo y luego haciendo doble click con botón derecho sobre ellos. Adicionalmente se dispone de un botón "Clear All" que borra todos los elementos definidos hasta el momento. Esta acción requiere confirmación por parte del usuario.

Cualquier cambio en los elementos de layout se ve automáticamente reflejado en las tablas de esta lengüeta (zonas 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 comportamiento estándar de otros software. 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.

Estos botones están individualizados en la zona C de la figura anterior. Sin embargo, la figura siguiente se despliega un zoom de esta botonera en la cual los botones Topography y Front Names están activados, mientras que el botón Connections está desactivado. El valor de Tolerance Radius se encuentra en 50 metros por defecto.

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Figura 2‑3: Zoom de la zona C.

En la parte inferior, pegado al botón "Connections" 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".

Comportamiento General de las Tablas

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. 

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Figura 2‑4: 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 pre-definido (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 checkeos mínimos de consistencia, registrando las casillas en color rojo si se detecta alguna anomalía. Algunos checkeos básicos 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. 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.

Ventana de Preferencias

La ventana de preferencias permite configurar parcialmente la apariencia y comportamiento de la interfaz gráfica de DSIM. Esta ventana permite 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. La primera sección está dedicada a los colores:

  • Route Color, especifica el color con que se despliegan las rutas.
  • Background color, indica el color de fondo.
  • Unassigned node Color, corresponde a los nodos (extremos de tramos) en los cuales no se ha definido ningún elemento de layout.
  • Topography Color es el color de la topografía
  • Links Color corresponde al color en que se trazan las conexiones entre tramos distintos
  • Labels Front Color es el color con que se despliegan los nombres de los elementos de layout.

Los restantes ítems corresponden a

  • Links Thickness, el grosor de los trazos con que se conectan tramos diferentes,
  • Unassigned node radius, es el radio de los círculos representando extremos sin elementos de layout.
  • Icon Scaling controla la escala con que se despliegan los íconos de elementos de layout.
  • Text font size escala el texto de los labels de nombres de elementos de layout.

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Figura 2‑5: Editor de preferencias

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 out de la escena (ambos clicks presionados, y deslizar mouse hacia arriba o hacia abajo), paneo de la visualización (mantener botón izquierdo apretado y deslizar mouse) y cierto grado 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 de 1 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.

3. 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. Importación (opcional) de las curvas de nivel de una topografía.
  4. Creación(opcional) o edición de rutas.
  5. Definición de frentes, locaciones y señalética.
  6. Relleno de información sobre chancadores.
  7. Especificaciones de los frentes de carga y descarga.
  8. Especificaciones de los equipos de carguío y transporte.
  9. Completado de data de camiones por tipo.
  10. Matching pala-camión.
  11. Interrupciones programadas.
  12. Plan a ser simulado.
  13. Ejecución de las simulaciones.

La mayor parte del tiempo el flujo se centra en los pasos 7-10. Los pasos del 5 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.

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 3‑1 nos muestra la ventana para la creación de un nuevo proyecto o el cargado de uno preexistente. La explicación de este punto es muy importante ya que, si bien se puede cargar un nuevo layout de rutas con el Import Layout From y hacer un nuevo proyecto desde cero, también se puede utilizar todos los atributos de otro proyecto y cargarlos a través del Use this project to complete other tables, dejando al usuario la opción de seleccionar a gusto que atributos le serán necesarios en este nuevo proyecto.

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Figura 3‑1: Generación de un nuevo proyecto

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 estas se podrán visualizar inmediatamente en la primera lengüeta nombrada como Layout.

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Figura 3‑2: Rutas cargadas

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 ninguna 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 polilineas en 3D.

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Figura 3‑3: Pestaña de importación de topografía

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

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Figura 3‑4: Visualización conjunta del proyecto

Creación y edición de rutas

Dentro de la pestaña Layout existe otro menú de pestañas.

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Figura 3‑5: Pestaña Route Editor

Dentro de la pestaña Route Editor 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 sobre el botón, y éste cambiará su color de gris a azul. Entonces:

  1. 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 derecho 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 ingresar antes, durante o luego de terminar la ruta. Una vez terminada, se debe hacer click derecho sobre el botón Set Route con el botón izquierdo. 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.

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Figura 3‑6: 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:

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Figura 3‑7: Advertencia de ruta creada fuera de la topografía

  1. 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.
  1. Route Edit: 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.

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Figura 3‑8: Selección de edición de ruta

 

Dentro de esta sección, existe un solo módulo:

  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 derecho. Para finalizar la expansión de esta ruta, solo debe hacerse click izquierdo sobre un sector en blanco.

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 y señalética. Además del despliegue 2-D, esta lengüeta despliega tres tablas en donde se indican, los nombres y tipos de elementos de layout creados.

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

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Figura 3‑9: Lengüeta de Layout

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 Secondary Destination, el cual corresponde al destino donde se dirigirán los camiones en caso que el chancador esté superado en capacidad. Por otro lado, también posee un tiempo entre falla(TBD) 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.

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Figura 3‑10: Definición de los chancadores.

Frentes de Carga y Descarga

Como se indicó anteriormente, los frentes de carga y descarga son especificados en términos de tiempos de aculatamiento (que pueden ser números o distribuciones), puntos de entrada (si carga por un lado, o por ambos). Adicionalmente en los frentes de descarga se define el tiempo de vaciado en minutos y si es que la frente está vinculada a un chancador.

En el caso de los frentes de carga y descarga, DSIM provee la funcionalidad de completar la tabla con frentes existentes en el layout, pero faltantes. Esto permite asegurar que se han caracterizado todos los frentes definidos en el layout.

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Figura 3‑11: Definición de frentes.

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 los camiones, se deben especificar además los siguientes elementos:

  • Type, un identificador que permite luego definir características por grupo de camiones.
  • Initial Position, una locación en la que se encuentra el camión al inicio de la simulación,
  • Security Distance, la distancia a mantener con otros camiones,
  • Assignable Shovels, potenciales palas que va a atender el camión.

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Figura 3‑12: Ejemplo de error en la plantilla

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

La cantidad de camiones utilizadas se puede realizar mediante una iteración, correspondiente al botón Create Trucks, que presenta una ventana de esta forma:

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Figura 3‑13: Truck Creator

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

Completado de data de camiones por tipo

Para determinar el perfil de velocidad de los camiones se debe ir a la pestaña 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 relacionado 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.

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Figura 3‑14: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 aculatamiento y en estacionamiento. Estos valores permiten realizar estimaciones en el consumo de combustible y por lo tanto el costo de transporte.

Matching pala-camión

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

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Figura 3‑15: Match pala-camión.

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 transportes, correspondientes por ejemplo a colaciones o cambios de turno. Los datos a ingresar son: una descripción, inicio del evento (en minutos) y duraciones del evento y un conjunto de locaciones. Estas locaciones indican los potenciales destinos de los camiones, seleccionándose el más cercano para cada camión. En caso de no especificarse nada, 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).

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Figura 3‑16: Definición de eventos y mantenciones.

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 items a completar son

  • Shovel, el equipo de carguío siendo asignado.
  • Front, el frente de carga que se especifica.
  • Destination, frente de descarga al que se manda el material.
  • Maximum Tonnage, tonelaje máximo a cargar antes de cambiarse de frente o polígono de producción.
  • 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.
  • TPH target, flujo deseado de material en el circuito origen-destino.
  • Delay, tiempo que debe transcurrir antes de que la pala esté operativa en el frente indicado.

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).

Los valores de Maximum Tonnage y 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 y Target TPH controlan la asignación de camiones a la pala en función de la escasez de camiones. Efectivamente, durante la simulación DSIM buscará cumplir con una productividad objetivo (Target TPH) para cada fila del plan, sin embargo en la medida de que los equipos de transporte fallen durante la simulación, priorizará la asignación de camiones para cumplir con estas metas siguiendo la columna Priority (Donde un mayor número significa mayor prioridad). Para activar la columna “Target TPH” se debe seleccionar el cuadrado “Edit TPH”.

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Figura 3‑17: Definición del plan.

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.

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Figura 3‑18: 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.

 

4. Reportes

Una vez concluida el cómputo de las simulaciones, DSim genera tres documentos en formato Excel.

  • Log_Cycles: Log de ciclos de camiones.
  • Log_TrucksActivities: Log de actividades de camiones.
  • Log_ShovelsActivities: Log de actividades de equipos de carguío.
  • Reports_DSim: Macros de tablas dinámicas en Excel

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

 

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Figura 4‑1:Generación de Reportes

Generate Cycles Report

Tiempo de Ciclo por Origen-Destino

La Figura 4‑2 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

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Figura 4‑2:Distribución del tiempo para los camiones, según actividad y origen-destino

Tonelaje por Origen-Destino

La Figura 4‑3 nos muestra el tonelaje transportado por los camiones para cada circuito productivo.

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Figura 4‑3: Tonelaje transportado por los camiones por circuito productivo.

Tonelaje por Hora

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

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

Velocidad Promedio por Origen-Destino

La Figura 4‑5 nos muestra la velocidad promedio de los camiones asociados a cada circuito productivo, se puede apreciar la velocidad promedio total por circuito productivo, así como la velocidad promedio cargada y vacía para cada circuito productivo.

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Figura 4‑5:Velocidad promedio para cada circuito productivo considerando condición del camión.

Promedio de velocidad del sistema

La Figura 4‑6 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.

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Figura 4‑6:Velocidad promedio total del sistema.

Producción por Equipo de Carga por Hora

La Figura 4‑7 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.

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Figura 4‑7:Producción de los equipos de carguío por cada hora de trabajo.

Producción Total por Pala

La Figura 4‑8 nos muestra la producción de cada equipo de carguío durante toda la simulación del proyecto.

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Figura 4‑8: Producción de cada equipo de carguío durante toda la simulación.

Generate Trucks Activities Report

En esta parte se detallan las actividades en los cuales los camiones tuvieron participación. La Figura 7‑9 nos muestra la distribución porcentual del tiempo empleado en cada actividad por cada camión durante la simulación.

Porcentaje de Tiempo de Actividades de Camiones

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Figura 4‑9: Distribución porcentual de las actividades realizadas por cada camión.

La Figura 4‑10 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 7‑9 definidas en categorías.

Porcentaje de Tiempo de Categorías de Actividades de Camiones

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Figura 4‑10: Distribución de tiempos por categoría.

 Porcentaje de Definiciones de Tiempo Camiones

La Figura 4‑11 agrupa los tiempos de Standby, las paradas del proceso y equipo, así como el tiempo del ciclo de cada camión

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Figura 4‑11: Distribución de tiempos por definición.

 

Generate Shovels Activities Report

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

Porcentaje de Tiempo de Actividades de Equipos de Carga

La Figura 4‑12 nos muestra la distribución de tiempos por cada actividad realizada de cada uno de los equipos de carguío presentes durante la simulación.

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Figura 4‑12:  Distribución de tiempos por actividad de los equipos de carguío.

Porcentaje de Tiempo de Categorías de Actividades de Equipos de Carga

La Figura 4‑13 muestra la distribución de tiempos por categorías que agrupan a las actividades mostradas en la Figura 7‑12.

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Figura 4‑13: Distribución de tiempos por categorías de los equipos de carguío.

Porcentaje de Definiciones de Tiempo para Equipos de Carga

La Figura 4‑14 muestra la agrupación de definiciones de tiempo de cada equipo de carguío durante la simulación.

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Figura 4‑14: Distribución de tiempos por definición de los equipos de carguío.

La Figura 4‑15 muestra la producción de cada equipo de carguío a cada hora durante todo el periodo de simulación.

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Figura 4‑15: Producción de cada equipo de carguío a cada hora de la simulación.

La Figura 4‑16 muestra la producción horaria conjunta de todos los equipos de carguío.

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Figura 4‑16: Producción horaria de los equipos de carguío.

Nota de Copyright.

DSIM OPEN PIT fue registrado ante la DIBAM el día 03/Agosto/2016, con N° de registro de propiedad intelectual 268690 a nombre de UNIVERSIDAD DE CHILE.