Simulación de sistemas mineros

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MI5072 – Simulación de Procesos Mineros Prof. Raúl Castro

Primavera 2021

Contenidos

• Introducción a la simulación

• Aplicación de simulación en minería

• Clasificación modelos de simulación

• Herramientas de simulación

• Etapas de un proyecto de simulación

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Jorge Palma, 2013

¿Qué es un sistema?

• Sistema: conjunto de elementos que se interrelacionan para funcionar

como un todo, para lograr un objetivo en común.

• Sistema de atención de clientes en un banco.
• Sistema fragmentación roca en rajo.
• Sistema manejo materiales mina subterránea.
• Sistema de ferrocarriles mina subterránea.
• Construcción de un túnel.

• Cada uno puede dividirse en elementos como por ejemplo entidades, estados, eventos actuales y futuros, localizaciones, recursos, atributos, variables, reloj de simulación.

Etapas de un proyecto de simulación

1. Definición del modelo conceptual del sistema bajo estudio.

1. Cual es el sistema a modelar?
2. Que origina el estudio?
3. Cuales son los principales supuestos del modelo?
4. Definir con claridad cuales son las variables de decisión
5. Determinar las interacciones entre las variables de decisión.
6. Establecer los alcances y limitaciones del modelo conceptual.

1. Generación del modelo de simulación base

1. Traducir el problema a lenguaje de simulación
2. Animación del sistema a modelar
3. Se pueden ir incluyendo variables aleatorias

1. Recolección y análisis de datos

1. Se realiza de forma paralela a la determinación del modelo base.
2. Determinar información útil para la determinación de distribuciones de

probabilidad asociada a cada una de las variables.

1. Generación del modelo preliminar

1. Integrar información obtenido a partir del análisis de datos, supuestos del modelo y todos los datos que se requieren para tener un modelo lo mas cercano a la realidad posible.
2. Si no existe dato debe ser consensuado.
3. Al finalizar esta etapa se tiene un modelo para su primera prueba de

verificación.

1. Verificación del modelo

1. Esta etapa sirve para comprobar el funcionamiento del modelo.
2. Comprobar        que        todos        los        parámetros        del        modelo        funcionen correctamente.
3. Se realizar sensibilidad de parámetros previo a comparar con la

realidad.

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Realizar pruebas al modelo para observar su comportamiento y analizar sus resultados:

• Comparaciones con casos reales
• Descripción clara de casos futuros

1. Generación del modelo final

1. Determinación de los escenarios para el análisis

Se establecen los escenarios a analizar. Puede ser escenarios optimista, medio y pesimista.

1. Análisis de sensibilidad.

Se comparan los resultados de los distintos escenarios y se emite un juicio respecto a la mejora o no del proceso.

1. Documentación del modelo

Una vez realizado el análisis de resultados es necesario efectuar toda la documentación del modelo.

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Simulación de Eventos Discretos

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Definición eventos discretos

Simulación de eventos discretos

Son modelos matemáticos + discretos + dinámicos + variables determinísticas

& estocásticas.

Replica de una simulación, necesidad de repetir una simulación debido a la utilización de números pseudo-aleatorios (modelo matemático) o de parámetros con error experimental (modelo físico).

Estado transitorio (inicio de simulación).

Estado estable.

• Entidad: representación de los flujos de entrada a un sistema, es el elemento responsable que el sistema cambie.
• Estado de un sistema, condición que guarda el sistema en cierto instante.
• Evento, cambio de estado actual del sistema

• Eventos actuales, están sucediendo en el sistema en un momento dado.
• Eventos futuros, cambios en el sistema después del tiempo de simulación.

• Localizaciones: lugares en los que la pieza puede detenerse a ser transformada

o en espera a serlo.

• Recursos, son apara llevar a cabo una operación.
• Atributo:        es        una        característica        aquellos        dispositivos        –        diferentes        a        las localizaciones- necesarias de una entidad.

• Variables: son condiciones cuyos valores se crean y modifican por medio

de ecuaciones matemáticas y relaciones lógicas.

• Continuas (Ej. costo promedio de operación).
• Discretas (numero de viajes de camión).

• Reloj de simulación: Contador de tiempo de la simulación, es el contador de tiempo de la simulación y su función es contestar preguntas tales como cuanto tiempo se ha utilizado en la simulación del modelo y cuanto tiempo se quiere dure esta.

• Reloj de simulación absoluto: parte de cero y termina en un tiempo total

de simulación definido.

• Reloj de simulación relativo: considera el tiempo entre dos eventos.

Claves del éxito en simulación de eventos discretos

• Tamaño insuficiente de la corrida 🡪 considerar estados de variables.
• Variables de respuesta mal definida 🡪 variables definidas en línea con

objetivo del proyecto.

• Errores al establecer las relaciones entre las variables aleatorias.
• Tipo de distribución asociada a variables 🡪 simplificación de los estudios

estadísticos.

• Falta de análisis estadístico de los resultados 🡪 considerar el carácter

aleatorio de las simulaciones para comparar escenarios.

• Información de entrada 🡪 formato y tipo de información adecuada para llevar

a cabo el estudio de simulación.

• Falta o exceso de detalle 🡪 Definición de distintas escalas para representar

al sistema.

Ejercicio

Considere el sistema de transporte de pala – camión en minería a cielo abierto

Defina        el        sistema,        ruta,        entidades,        estado        del        sistema,        eventos,

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