Режим "Исследование" в MineTwin

Введение

Режим «Исследование» предназначен для проведения структурированных имитационных экспериментов на основе сценариев MineTwin. Он позволяет анализировать ограничения, подбирать конфигурацию парка техники и оценивать чувствительность результатов к изменению параметров модели.

Режим помогает отвечать на вопросы, например:

  • какое ограничение сильнее всего влияет на достижение плана;

  • какое изменение состава парка позволит приблизиться к целевому плану;

  • как изменятся результаты при изменении количества оборудования;

  • какие факторы оказывают наибольшее влияние на итоговые показатели.

Исследование создаётся на основе открытого сценария. После создания можно добавлять шаги, запускать автоматические режимы исследования, выполнять расчёты локально или на сервере, сравнивать результаты и формировать отчёты.

Такой структурированный подход повышает эффективность аналитической работы, позволяя формулировать и проверять гипотезы и быстро получать обоснованные, достоверные ответы.

Создание нового исследования

  1. Откройте нужный сценарий.

  2. Нажмите Создать исследование на панели инструментов.

  3. Исследование откроется в новой вкладке.

  4. Текущий сценарий становится корневым шагом исследования. К нему можно добавлять дочерние шаги.

Для управления исследованием доступны команды:

  • Переименовать — отдельная кнопка на панели инструментов исследования;

  • Сохранить и Сохранить как — сохранение исследования в zip-архив;

  • Открыть эксперимент — открытие ранее сохранённого исследования через верхнее меню в группе «Меню».

rootStep

Шаги и модификации

Исследование строится как дерево шагов. Базовый шаг содержит исходный сценарий без изменений. Последующие шаги могут:

  • наследовать сценарий от предыдущего шага и содержать одну или несколько модификаций;

  • выполняться с несколькими репликациями;

  • использоваться как основа для дальнейших экспериментов.

Пользователь может:

  • применить модификацию к любому шагу исследования;

  • запустить автоматизированное исследование для любого шага;

  • создать новое исследование от промежуточного шага через правый клик и всплывающее меню;

  • сохранить любой шаг как отдельный сценарий через правый клик и команду сохранения сценария;

Ручное добавление модификаций

  1. Выберите существующий шаг.

  2. Щелкните правой кнопкой мыши по шагу и выберите "XX модификаций доступно" из контекстного меню. Общее количество доступных модификаций зависит от версии MineTwin.

manualModifications

Модификации включают:

  • Удаление простоев на техническое обслуживание

  • Снятие привязки техники к участкам

  • Удвоение количества грузовиков и экскаваторов

  • Разрешение движения через неразработанные блоки

  • Удвоение плана производства и др.

Любой промежуточный шаг может быть использован как корневой шаг нового исследования. Это позволяет в нужный момент разветвлять анализ и сравнивать альтернативные сценарии.

intermediateStep

Автоматические режимы исследования

Вместо добавления отдельных модификаций можно запустить один из режимов автоматизированного исследования.

Доступны следующие автоматизированные исследования:

  • Анализ ограничений

  • Определение оптимального размера парка техники

  • Варьирование количеством оборудования

Режим Анализ ограничений предназначен для определения узких мест сценария. При выполнении анализа ограничений MineTwin автоматически несколько раз запускает моделирование сценария с применением доступных модификаций, по очереди снимая каждое из основных ограничений, и показывает, насколько улучшился бы процент выполнения плана добычи, если бы этого ограничения не было:

constraintAnalysis

Исследование Определение оптимального размера парка техники использует направленный поиск для определения минимально достаточного количества техники для выполнения производственного плана. В ходе этого исследования будут пошагово добавляться или исключаться экземпляры разных типов техники:

FleetSizing

Исследование Варьирование количеством оборудования позволяет настроить и провести одно- и двухосевой анализ чувствительности набора целевых показателей к изменению в заданном диапазоне числа оборудования и/или различных параметров его работы.

IncrTruckAdd

Далее мы более детально коснемся этих режимов.

Любой шаг можно удалить через контекстное меню или нажав на клавиатуре Delete:

DeleteStep

Также любой шаг может быть сохранён как отдельный сценарий для дальнейшего использования.

SaveStep

Настройка количества репликаций

  1. Укажите количество репликаций (запусков) для выбранного шага.

  2. Каждая репликация использует собственную случайную последовательность чисел.

  3. Включите опцию Показать репликации, чтобы видеть значения всех отдельных репликаций.

Replications

Запуск расчётов

Выберите способ выполнения расчётов:

LocalServerRun

  • Запустить локально — запуск на локальной машине

  • Запустить на сервере — расчёты на сервере MineTwin

Серверный режим существенно снижает нагрузку на компьютер пользователя при большом объеме задач.

  1. Нажмите Запустить локально или Запустить на сервере.

  2. Отслеживайте статус выполнения в соответствующей колонке таблицы.

  3. Можно переключиться в другой режим (например, редактирование сценария), не дожидаясь завершения расчётов. Они продолжатся в фоновом режиме, а результаты будут доступны при возвращении.

LocalExec

Любое исследование можно сохранить и открыть позднее. Если расчёты производятся на сервере, исследование можно сохранить даже до завершения всех расчётов по шагам. После открытия уже рассчитанные результаты будут автоматически загружены с сервера.

SaveLoad

Просмотр и анализ результатов

Результаты отображаются в таблице шагов. Для настройки отображаемых колонок нажмите кнопку Показатели:

AdjustColumns

Колонки показателей, включая добавленные через кнопку Показатели, можно перетаскивать мышью за заголовок, меняя их последовательность.

Щёлкните правой кнопкой мыши по шагу и выберите Показать результаты детально:

ResComparison

Откроется вкладка сравнения результатов.

Если вкладка сравнения уже существует, используется команда:

  • Добавить результаты в сравнение.

Можно добавить другие сценарии и выбрать один из них как базовый. Система автоматически рассчитает отличия:

BaselineComparison

Если у шага есть несколько репликаций, то на панели инструментов можно выбрать режим отображения результатов:

Agregation

Доступные режимы отображения:

  • Только среднее значение

  • Среднее ± стандартное отклонение

  • Среднее ± 95%-ый доверительный интервал

  • Диапазон значений

  • Только границы доверительного интервала

Как рассчитывается доверительный интервал:

Доверительный интервал позволяет определить диапазон, в котором с вероятностью 95% (уровень доверия) находится истинное среднее значение показателя, основанное на выборке. Для вычислений используется специальное статистическое распределение (t-распределение Стьюдента), которое учитывает объём выборки. Это особенно важно при небольшом числе наблюдений. Формула доверительного интервала выглядит так:

ConfInterval

Отчёты

Каждый шаг также поддерживает генерацию отчета Итоговый отчет по сценарию через контекстное меню.

SummaryReport

Отчет создается как HTML-страница и может быть просмотрен в MineTwin. Также можно открыть отчёт в любом браузере (кнопка Открыть в браузере на панели инструментов). Это позволит распечатать его в PDF средствами браузера.

Для перевода отчета с английского на русский язык нажмите кнопку Перевести на панели инструментов.

Каждое автоматизированное исследование дополнительно создает свой отчет. Для его просмотра необходимо выбрать соответствующий пункт контекстного меню исследования.

На панели инструментов исследования есть кнопка Excel-отчет.

При её нажатии таблица исследования сохраняется в Excel-файл и сразу открывается в соответствующем приложении.

Примеры исследований

Исследование: Анализ ограничений

Режим анализа ограничений предназначен для определения узких мест сценария. При выполнении анализа ограничений MineTwin автоматически несколько раз запускает моделирование сценария, по очереди снимая каждое из основных ограничений, и показывает, насколько улучшился бы процент выполнения плана добычи, если бы этого ограничения не было.

Каждое ограничение моделируется через отдельную модификацию, и результаты сравниваются с базовым сценарием. Визуальное отображение позволяет быстро выявить наиболее критичные узкие места.

constraintAnalysis

Доступны следующие модификации:

  • Удалить тех обслуживание оборудования;

  • Удалить внеплановые события оборудования;

  • Снять назначения участков у всех типов оборудования;

  • Удвоить количество горной массы в выработках;

  • Удвоить количество самосвалов;

  • Удвоить количество ПДМ;

  • Удвоить количество горизонтальных СБУ;

  • Удвоить количество вертиальных СБУ;

  • Удвоить количество зарядных машин;

  • Разрешить проезд по неотработанным выработкам;

  • Удвоить вместимость точек перегруза;

  • Удвоить вместимость рудоспусков;

  • Удвоить целевой план добычи.

Точный состав доступных модификаций может меняться в зависимости от версии ПО.

По правому клику доступна команда Отчет об анализе ограничений, которая открывает HTML-отчёт в отдельной вкладке.

Отчёт содержит:

  • раздел Методика с описанием методологии исследования;

  • раздел Результаты;

  • таблицу с колонками:

    • Модификация;

    • Общий объём добычи и вскрыши;

    • Отклонение относительно базового сценария;

    • Описание модификации.

Во вкладке отчёта доступны кнопки:

  • Открыть в браузере;

  • Перевести.

Подобные теоретические эксперименты позволяют проверить ключевые допущения модели. Исследование Анализ ограничений обычно является первым шагом к формированию реальных стратегий по повышению производительности. Оно обеспечивает целостное представление об ограничениях системы и выявляет сложные взаимосвязи в горных работах.

Исследование: Определение оптимального размера парка техники

Режим предназначен для подбора конфигурации мобильного оборудования, минимально необходимой для достижения целевого производственного плана.

После запуска:

  1. рассчитывается сценарий Без изменений;

  2. определяются кластеры оборудования — комбинации вида и типа оборудования, а также участков, на которые оно назначено;

  3. выполняется первый Кластерный анализ оборудования;

  4. в рамках кластерного анализа создаются сценарии:

    • Дублирование единиц оборудования во всех кластерах;

    • вариации этого сценария, где оборудование дублируется во всех кластерах, кроме одного;

  5. система определяет, увеличение какого кластера даёт наибольший эффект;

  6. вычисляет, сколько единиц оборудования нужно добавить;

  7. генерирует новый сценарий с добавлением оборудования;

  8. затем повторяет кластерный анализ.

Цикл продолжается до тех пор, пока не будет найдена конфигурация, позволяющая выполнить план как по руде, так и по вскрыше.

После достижения плана начинается этап исключения наименее загруженных единиц оборудования:

  • после каждого исключения генерируется новый сценарий;

  • если план перестаёт выполняться, такая ветка отбрасывается;

  • если план сохраняется, исследование продолжается вглубь ветки с дальнейшим исключением оборудования;

  • процесс продолжается до достижения тупика.

Весь процесс отображается в виде иерархической таблицы с ветвлением шагов исследования.

Каждый Кластерный анализ оборудования формирует отдельный HTML-отчёт. Отчёт содержит:

  • базовое значение ограничивающего выполнения плана;

  • теоретический максимум, достигаемый при дублировании оборудования во всех кластерах;

  • список кластеров;

  • количество единиц в кластере;

  • оценку абсолютного потенциала улучшения;

  • оценку потенциала улучшения на одну единицу;

  • итоговую рекомендацию по изменению парка.

Всё исследование определения оптимального размера парка техники также формирует отдельный итоговый HTML-отчёт.

Итоговый отчёт содержит:

  • сравнение Базового сценария и Лучшей найденной конфигурации парка;

  • статус достижения целевых показателей;

  • Общий объём добычи;

  • Объём руды;

  • Объём вскрыши или пустой породы;

  • Общие затраты;

  • Стоимость на тонну;

  • Количество самосвалов;

  • Количество ПДМ;

  • Количество зарядных машин;

  • Количество СБУ;

  • waterfall-диаграммы, показывающие пошаговое влияние изменений парка на общий объём добычи и стоимость на тонну.

FleetSizing

Исследование: Варьирование количеством оборудования

Режим «Варьирование количеством оборудования» предназначен для определения влияния изменения количества оборудования и/или значений параметров его работы на набор целевых показателей.

Режим запускается через контекстное меню.

После запуска открывается диалоговое окно, в котором можно задать:

  • оборудование для варьирования;

  • минимальное количество;

  • максимальное количество;

  • шаг изменения.

В диалоге также показывается, сколько сценариев будет сгенерировано.

После нажатия OK автоматически создаются необходимые сценарии. Такой запуск формирует одноосевое исследование.

Доступны оси варьирования для разных видов оборудования, в том числе:

  • самосвалов;

  • ПДМ;

  • буровых машин;

  • зарядных машин;

  • погрузчиков и др.

Добавление второй оси варьирования

Чтобы добавить вторую и последующие оси по другому виду оборудования, необходимо кликнуть правой кнопкой мыши по исследованию и выбрать из контекстного меню Добавить ось варьирования. Появится диалоговое окно, аналогичное окну для одноосвего исследования.

Чтобы добавить вторую ось по другому параметру или создать ось по параметру, не связанному с количеством оборудования, необходимо:

  1. перейти в режим редактора;

  2. открыть вкладку, где расположен нужный параметр;

  3. нажать кнопку со значком книги справа от параметра;

  4. в открывшемся окне указать охват и шаг варьирования;

  5. выбрать, применять изменения ко всем единицам оборудования или только к конкретной единице;

  6. при необходимости включить флаг использования параметра как второй оси;

  7. выбрать из выпадающего списка существующее одноосевое исследование, к которому будет добавлена новая ось.

Таким образом:

  • первая ось может создаваться через режим Исследование как исследование по количеству оборудования, либо через редактор для варьирования значений параметров, не связанных с количеством оборудования;

  • вторая ось может добавляться из режима Исследование для варьирования количеством оборудования, либо из редактора через параметры объекта для варьирования его значением.

variation

Отчёты исследований варьирования

Для одноосевого и двухосевого исследования формируются разные HTML-отчёты.

Одноосевой отчёт содержит:

  • описание исследуемого параметра;

  • общее количество экспериментов и репликаций;

  • таблицу корреляций с колонками:

    • Независимый параметр;

    • Зависимый показатель;

    • Достаточно ли данных;

    • Характер корреляции;

    • Коэффициент корреляции Спирмена;

  • текстовые выводы по найденным зависимостям;

  • графики зависимостей для показателей, по которым найдена корреляция или подтверждено её отсутствие.

Двухосевой отчёт содержит:

  • описание двух варьируемых параметров;

  • общее количество экспериментов и репликаций;

  • таблицы и визуализации в виде тепловой карты влияния параметров на ключевые показатели.

В двухосевых отчётах анализируются:

  • общий объём добычи;

  • объём добычи руды;

  • объём вскрыши;

  • выполнение плана по добыче;

  • выполнение плана по вскрыше;

  • ограничивающее выполнение плана.

Заключение

Режим "Исследование" предоставляет мощный инструмент для оценки стратегий, выявления ограничений и принятия обоснованных решений.

Благодаря структурированным экспериментам и визуальному сравнению сценариев, режим служит полноценной системой поддержки принятия решений. Он помогает инженерам и аналитикам проверять гипотезы, измерять результаты и определять действия, оказывающие наибольшее влияние на эффективность.

Это ускоряет аналитический цикл и повышает уверенность в управленческих решениях.

Ключевые рабочие процессы

  • Создание исследований на основе сценариев

  • Добавление ручных или автоматических модификаций для анализа вариантов

  • Запуск расчётов локально или на сервере с фоновым выполнением

  • Просмотр индивидуальных и агрегированных результатов, включая статистические метрики

  • Сравнение сценариев, в т.ч. с использованием базового режима

  • Создание отчётов для шагов и всего исследования

  • Сохранение любого шага как отдельного сценария и продолжение анализа с любого шага

Эти процессы направлены на максимальную аналитическую гибкость при минимизации ручных усилий.