建模和仿真是解决油气行业一个突出问题的关键：如何减轻单条输油管道停运造成的中断，并以最小的中断来保证客户的供应，从而维持较高的服务水平。客户启动了多个扩建项目，以增加现有泵站的存储容量。客户担心未来的需求会超过容量。客户希望确定新码头储油罐的最佳数量、大小和布局，以便以最具成本效益的方式使用资金，为最终客户带来运营收益。新码头的效益预计包括：在向终端客户发送批量货物时，尽管存在变化，但仍能提高码头接收干线输入的能力；反之，在上游发生故障时，向终端客户提供批量交货的一致性和可预测性。
客户在加拿大和美国拥有并运营着一个石油管道系统，作为管道容量扩展业务案例的一部分，客户正在评估在线存储需求。需要对一系列不同配置和尺寸的储罐进行考虑和分析，通过采用先进的建模和仿真技术，可以做出明智的决策，并被公认为最佳实践。更具体地说，我们需要一个模型，以先进先出（FIFO）的方式考虑各种主线批量顺序输入和输出、计划维护以及终端上游或下游的随机服务减速或故障事件。
本文和随附的演示文稿概述了所建模的系统，演示了所开发的模型，并分享了在表示码头数字孪生系统时所采用的一些最佳实践和方法。
这项模拟研究的目的是评估拟建的未来状态直列式终端的性能。需要进行缓冲能力分析，以确定拟议的油罐设备能否满足未来的生产交付需求。确定容量限制以及减轻上游和下游干扰影响的财务可行解决方案也很重要。仿真模型还可作为数字孪生模型，客户可利用它测试不同的批次调度负荷和储罐使用操作规则和方法。
客户没有指定首选的仿真软件包，但考虑到时间紧迫、客户希望长期运行该模型，以及初步功能设计规范阶段的结果，最终选择了 Simio 软件。
最初的功能设计说明提供了详细的系统描述，并为所有相关方确定了模型和项目假设。此外，模型输入和输出以及建模方法的开发、审查、完善和批准都是该规范阶段的早期工作，以确保模型开发能够快速执行，不会出现意外延误。
MOSIMTEC 采用了离散（批量）和连续流对象逻辑的组合，以表示管道和计划存储设施沿线各阶段的产品。系统需求，或在本例中来自上游管道供应的产品批次，被设计为基于用户定义的确定性输入时间表或随机事件。系统基础设施，即储罐和连接设施，可根据部署数量和相关容量进行配置。
该模型的设计考虑到了系统内不同节点流量的预期变化，包括计划内和计划外的维护，以及横向选择和批次间流量变化造成的变化。模型输出可直观显示当前系统状态，并突出显示存储利用率和流量堵塞方面的系统瓶颈。
为了支持验证和确认以及详细的因果分析，还配置了详细的日志，以报告通过系统的产品流事件以及系统状态的变化。
MOSIMTEC 与客户合作，能够对规划的终端流量进行可视化和统计分析，更具体地说，能够高度确定地量化不同设计和操作配置的预期性能增益和影响。与传统的静态计算相比，动态仿真模型能够更好地体现事件的独特组合及其产生的影响。更具体地说，在复杂的系统中，间歇性和随机性的流量变化，就事件的范围和时间而言，在静态计算中是无法准确体现的。
该模型所提供的洞察力有助于深入分析增加容量业务案例所需的充分理由，从而使客户能够充分理解供应和交付需要在何种条件下运行--考虑到他们最终做出的工程决策。
客户能够利用模型的情景分析输出，自信地提出油罐要求和运营理念的建议，以达到预期的服务水平。该模型还可作为一个坚实的基线，用于未来在运营决策支持和风险缓解方面进行数字孪生集成。