Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Enhancing power system reliability: a regulatory ‑based Monte Carlo simulation of worst ‑served customers and penalty risks

Muhammad Ridzuan Mohd Ikhwan, Roslan Nur Nabihah Rusyda, Mohd Zain Ahmad Zairi, Ishak Ruhaizad

Przegląd Elektrotechniczny

|

2025

|

R. 101, nr 5

206--212

EN

The energy regulator periodically revises the performance requirements for distribution network operators (DNOs) to ensure a more reliable customer service supply. Failure to meet these requirements could result in financial penalties for the DNOs. This study aims to assess the overall network performance and probability of penalty by including energy regulatory requirements for each load. Through this assessment, the best ‑served and worst ‑served customers (WSC) can be identified. An improved methodology is presented, which calculates the probability of penalty based on the number of interruptions and restoration times exceeding the prescribed limits set in the Guaranteed Standard Limit (GSL). The Regulatory ‑based Monte ‑Carlo Simulation (MCS) reliability approach is utilized to directly evaluate the probability penalty by analyzing the probability distribution function of interruption and duration interruption events that exceed the GSL limits. The GSL standards are implemented to safeguard customers from prolonged interruptions. The proposed methodology is applied to different scenarios, identifying the critical WSC, demonstrating improvements in network performance and probability of penalty through the incorporation of distributed generation (DG) into the power system network. The result specifically presents the location and performance of WSC before and after installation of DG, plus illustrate the overall performance of the network.

PL

Organ nadzoru energii dokonuje okresowo przeglądu wymagań wobec operatorów sieci przesyłowych w celu zapewnienia użyt kownikom bardziej niezawodnych usług w zakresie dostaw energii. Niespełnienie powyższych wymogów może powodować naliczanie kar finan sowych operatorom sieci. Celem niniejszego badania jest ocena funkcjonowania całej sieci i możliwości nakładania kar poprzez wprowadzenie wymagań kontroli energii dla każdego obciążenia. Poprzez taką ocenę można zidentyfikować najlepiej i najgorzej obsługiwanych użytkowników (klientów). Przedstawiono tu ulepszoną metodologię, która pozwala na obliczenie prawdopodobieństwo nałożenia kary finansowej na podstawie liczby wyłączeń prądu i czasów przywrócenia dostaw energii, przekraczających limity ustalone w Gwarantowanym Limicie Standardowym (GSL). Podejście do niezawodności metody symulacji Monte ‑Carlo, opartej na kontroli, wykorzystuje się w celu bezpośredniej oceny ewentualnego moż liwego nałożenia kary poprzez analizę możliwej funkcji przesyłowej w zakresie przerw z zasilaniu oraz czasu trwania przypadków wyłączenia prą du, które przekraczają ustalone limity GSL. Standardy GSL są realizowane aby ochronić użytkowników przed wydłużonymi przerwami w dostawie energii. Proponowana metodyka stosowana jest wobec różnych scenariuszy, identyfikując krytyczne WSC i demonstrując usprawnienia w funk cjonowaniu sieci energetycznej, oraz możliwości nakładania kar finansowych, poprzez włączenie generowania przesyłu do sieci systemu energe tycznego. W rezultacie powstaje możliwość włączenia lokalizacji i funkcjonowania przesyłu do WSC przed i po zainstalowaniu urządzeń przesyło wych, a także uzyskania obrazu działania całej sieci.

2

Uwarunkowania i metody oceny ekonomiczno-finansowo-efektywnościowej wdrażania małych reaktorów modułowych w Polsce

Krysiak Zbigniew

Postępy Techniki Jądrowej

|

2025

|

z. 1

12--21

PL

W niniejszym opracowaniu przedstawiono metody pomiaru i efektywność inwestycji jądrowych w reaktory typu SMR. Reaktory jądrowe mają przewagę pod względem oferowania niższych cen energii niż te ze źródeł fotowoltaicznych lub farm wiatrowych. Ponadto w przeciwieństwie do farm fotowoltaicznych i wiatrowych elektrownie jądrowe są stabilnym źródłem energii, co redukuje ryzyko niewydolności systemu gospodarczego. W prezentowanej analizie badań literaturowych wykazano, że reaktory typu HTR (High-Temperature Reactor – Wysokotemperaturowy reaktor) wytwarzają najniższe wartości LCOE (Levelized Cost of Electricity), czyli jednostkowe niższe koszty produkcji energii elektrycznej niż inne SMR-y, a wartość bieżąca netto NPV (Net Present Value) takich projektów jest w pewnych przypadkach dodatnia w przeciwieństwie do innych rodzajów SMR-ów. Fakt ten wskazuje na duży perspektywiczny potencjał polskiego reaktora POLA-HTGR. Stosowanie symulacji Monte Carlo tworzy wielowymiarowy zestaw informacji istotnych do podejmowania dobrych decyzji w zakresie modelowania oceny efektywności, modelu finansowania i zarządzania inwestycją w SMR-y od początku do jej zamknięcia. W artykule zaprezentowano modele oceny kosztów produkcji reaktorów SMR w oparciu o teorię kosztów produkcji w kontekście ekonomii skali i krzywej uczenia się z wykorzystaniem symulacji Monte Carlo. W podsumowaniu wskazano na potrzebę weryfikacji dotychczas wykorzystywanych metod oceny ekonomiczno-finansowo-efektywnościowej, gdyż obecnie stosowane wykazują dużą rozbieżność w stosunku do danych oferowanych przez producentów. Studia najnowszych opracowań w literaturze przedmiotu z okresu 2020-2025 wskazują na duże potrzeby tworzenia nowych rozwiązań w zakresie oceny ekonomiczno-finansowo-efektywnościowej inwestycji w SMR-y, co wymaga uzupełnienia o zsynchronizowane działania i badania w zakresie tworzenia odpowiednich modeli finansowania inwestycji, modeli zarządzania w ogóle, w tym zarządzania różnymi rodzajami ryzyka oraz zaangażowania podmiotów gospodarczych i gospodarstw domowych w struktury właścicielskie SMR-ów.

EN

This paper presents the methods of measuring and efficiency of nuclear investments in SMR reactors. Nuclear reactors have an advantage in terms of offering lower energy prices than those from photovoltaic sources or wind farms. Moreover, unlike photovoltaic and wind farms, nuclear power plants are a stable source of energy, which reduces the risk of economic system failure. The analysis of literature studies has shown that HTR (High-Temperature Reactor) reactors provide the lowest LCOE (Levelized Cost of Electricity) values, i.e. lower energy production costs than other SMRs, and the NPV (Net Present Value) of such projects is in some cases positive, unlike other types of SMRs. This fact indicates a large prospective potential of the Polish POLA-HTGR reactor. The use of Monte Carlo simulation creates a multidimensional set of information essential for making good decisions in the field of modeling the efficiency assessment, financing model and management of the SMRs investment from the beginning to its closure. The paper presents models for assessing the production costs of SMR reactors based on the theory of production costs in the context of economies of scale and the learning curve using Monte Carlo simulation. In conclusion, we stated there is a need to verify the previously used methods of economic, financial and efficiency assessment, because the currently used ones show a large discrepancy in relation to the data offered by producers. Analysis of the latest papers on SMR made in the period 2020-2025 indicate a large need to create new solutions in the field of economic, financial and efficiency assessment of investments in SMRs, which requires supplementation with synchronized activities and research in the field of creating appropriate investment financing models, management models in general, including the management of various types of risk and the involvement of economic entities and households in the ownership structures of SMRs.

3

Multi-criteria comparative analysis of green roof technologies using the PROMETHEE II method

Wieczorek Damian, Jaskowska-Lemańska Justyna, Klajmon Natalia

Materiały Budowlane

|

2025

|

nr 12

61--74

EN

The aim of this article is to analyze technological and material solutions for intensive green roofs and select the optimal variant using the PROMETHEE II multi-criteria comparative analysis method. Three intensive green roof variants were proposed, differing in their layering, materials, and functional characteristics. The highest rating was awarded to the variant consistent with decision priorities, in which the dominant criteria were: structural durability, rainwater retention capacity, potential for recreational roof use, and aesthetics. Additionally, the comparative analysis took into account the results of questionnaire surveys regarding the assessment of green roof features which, in the opinion of respondents, may be considered the most important when choosing technological and material solutions, and a study was conducted on the stability of the obtained ranking of green roof variants, which included a sensitivity analysis using Monte Carlo simulation and One-Ata- Time (OAT) analysis method.

PL

W artykule zaprezentowano analizę rozwiązań technologicznych i materiałowych intensywnych dachów zielonych oraz wybór optymalnego wariantu z wykorzystaniem wielokryterialnej metody analizy porównawczej PROMETHEE II. Zaproponowano trzy warianty intensywnych dachów zielonych, różniące się układem warstw, materiałami i cechami funkcjonalnymi. Najwyższą ocenę uzyskał wariant, w przypadku którego dominującymi kryteriami są: trwałość konstrukcji, retencja wody opadowej, możliwość rekreacyjnego użytkowania dachu oraz estetyka. Dodatkowo, w analizie porównawczej uwzględniono wyniki badań kwestionariuszowych dotyczące oceny cech dachów zielonych, które w opinii respondentów mogą być uznane za najistotniejsze przy wyborze rozwiązań technologicznych i materiałowych. Ponadto przeprowadzono badanie stabilności uzyskanego rankingu wariantów dachów zielonych, w ramach którego dokonano analizy wrażliwości z wykorzystaniem symulacji Monte Carlo oraz analizy typu One-At-a-Time (OAT).

4

Wpływ statystyk cech materiałowych i geometrycznych na losową nośność przy wyboczeniu stalowych prętów ściskanych o dwuteowym, bisymetrycznym przekroju walcowanym

Stachura Zbigniew, Giżejowski Marian

Inżynieria i Budownictwo

|

2025

|

R. 81, nr 1

28--35

PL

Oceniono nośność stalowych prętów ściskanych o bisymetrycznych przekrojach dwuteowych, wąsko- i szerokostopowych. Pominięto imperfekcje materiałowe (naprężenia własne) i geometryczne (wstępne wygięcie). Uwzględniono losową zmienność charakterystyk przekroju i cech mechanicznych stali. Wykonano szereg symulacji Monte Carlo losowej nośności pręta ściskanego, biorąc pod uwagę współczesne polskie oraz europejskie dane statystyczne. Podano wnioski i zalecenia praktyczne w nawiązaniu do normy PN-EN 1993-1-1:2006.

EN

The buckling resistance of steel elements in compression was evaluated in this paper. Members were made of bisymmetric double-tee rolled sections of narrow and wide flanges. The effects of residual stresses and geometric bow imperfections is not taken into account. The randomness of cross-section properties and mechanical properties of steel is taken into consideration. A number of Monte Carlo simulations of the random buckling resistance of steel elements in compression were performed taking into consideration the contemporary Polish and European statistical data. Conclusions and practical recommendations are presented with reference to PN-EN 1993-1-1:2006.

5

Potencjał reaktorów jądrowych HTGR w zwiększaniu efektywności ekonomicznej inwestycji w sektorze energetycznym

Krysiak Zbigniew

Energetyka

|

2025

|

nr 5

320--329

PL

W artykule przedstawiono różne podejścia do oceny efektywności inwestycji jądrowych w reaktory typu SMR, w tym w szczególności HTGR. Reaktory jądrowe posiadają przewagę pod względem oferowania niższych cen energii niż te ze źródeł fotowoltaicznych lub farm wiatrowych. Ponadto w przeciwieństwie do farm fotowoltaicznych i wiatrowych elektrownie jądrowe są stabilnym źródłem energii, co redukuje ryzyko niewydolności systemu gospodarczego. W prezentowanych badaniach wykazano, że reaktory typu HTR charakteryzują się najniższymi wartościami LCOE, zapewniając niższe koszty produkcji energii, a NPV takich projektów jest w pewnych przypadkach dodatnia w przeciwieństwie do innych rodzajów SMR-ów. Fakty te wskazują na wysoki perspektywiczny potencjał polskiego reaktora POLA-HTGR. W badaniu wykazano, że wariancja szacowanych kosztów inwestycji w SMR-y jest bardzo wysoka, co tworzy wyzwanie dla poszukiwania dokładniejszych metod modelowania kosztów produkcji SMR-ów, w czym może pomóc teoria kosztów produkcji, w której zwiększanie skali produkcji SMR-ów w wyniku krzywej uczenia się pozwoli na bardziej precyzyjne estymowanie kosztów. W artykule przedstawiono także, jak modernizacja istniejących elektrowni konwencjonalnych przy pomocy reaktorów HTR zmniejsza koszty produkcji energii, a tym samym i ceny energii dla odbiorców energii.

EN

This paper presents different approaches to assessing the efficiency of nuclear investments in SMR reactors, including HTGR, in-particular. Nuclear reactors have an advantage in terms of offering lower energy prices than those from photovoltaic sources or wind farms. Moreover, unlike photovoltaic and wind farms, nuclear power plants are a stable source of energy, which reduces the risk of economic system failure. The presented studies have shown that HTR reactors are characterized by the lowest LCOE values, providing lower energy production costs, and the NPV of such projects is in some cases added, unlike other types of SMRs. These facts indicate a high prospective potential of the Polish POLA-HTGR reactor. The study has shown that the variance of estimated SMR investment costs is very high, which creates a challenge for searching for more accurate modeling of SMR production costs, which can be supported by the production cost theory, in which increasing the scale of SMR production as-a-result of the learning curve will allow for more precise cost estimation. The paper also presents how the modernization of existing conventional power plants using HTR reactors reduces the costs of energy production and thus the prices for energy consumers.

6

Potencjał wdrożenia rozwiązania DSM dla gospodarstw domowych w Polsce

Stahl Wiktoria

Przegląd Elektrotechniczny

|

2024

|

R. 100, nr 7

271--275

PL

Poniższy artykuł prezentuje potencjał realizacji rozwiązania DSM dla odbiorców końcowych jakimi są gospodarstwa domowe. W ramach analizy przeprowadzono proces ankietyzacji oraz przygotowano model ekonometryczny, uwzględniający czynniki wpływające na ilość zaoszczędzonej energii przez gospodarstwa domowe w ramach realizacji rozwiązania DSM. Przeprowadzono także symulację Monte Carlo w celu zaprognozowania potencjalnych efektów realizacji DSM w analizowanym przypadku.

EN

The following article presents the potential of implementing the DSM solution for end users, such as households. As part of the analysis, a survey process was carried out and an econometric model was prepared, taking into account factors affecting the amount of energy saved by households as part of the implementation of the DSM solution. A Monte Carlo simulation was also performed to predict the potential effects of DSM implementation in the analyzed case.

7

New logistic regression approach for identification factors affecting the partition of costs and risk in the international trade

Sternad Marjan, Dragan Dejan

LogForum

|

2024

|

Vol. 20, no. 4

483--496

EN

Background: The selection of the right Incoterms is crucial for minimising risks and costs in international trade. This paper aims to develop a model that identifies the key factors influencing the selection of Incoterms. The main contribution of the research is the creation of a new statistical modelling process that effectively identifies the variables impacting trade costs and risk. The study uses import and export data from non-EU countries in the context of a Slovenian case study. Methods: A novel model selection mechanism is developed, combining the logistic regression (logit) modelling with Monte Carlo simulations to identify influential factors in Incoterms selection. This mechanism incorporates heuristic techniques, which guide a sequential process of gradually searching through logit model candidates to determine the best-fit model for both import and export scenarios. Results: The application of the new logit modelling procedure reveals that the delivery location is the most significant factor affecting Incoterms selection. Additionally, the value of goods and the type of transport (containerised vs. non-containerised) also have a considerable influence. For imports, the mass of goods is found to be a significant factor as well. Conclusions: The research results offer valuable insights for companies formulating their international business strategies. By selecting the appropriate Incoterm, companies can reduce transportation risks and costs. Managing costs and risks is especially important for higher-value goods. The research finds that, for lower-value goods, sellers often take on associated costs and risks. This pattern is particularly notable with imports, where sellers are more likely to assume responsibility for lighter-weight goods.

8

The valuation of exit option in a lignite mine using Monte Carlo simulation

Pawlak Marcin, Wiśniewski Tomasz

Journal of Sustainable Mining

|

2024

|

Vol. 23, iss. 1

40--54

EN

This study aims to demonstrate the application of simulation techniques to the valuation of real options. The nature of the paper is methodological and empirical. The purpose of the valuation of the option to close a lignite mine in Poland is to demonstrate the methodology and advantages of employing Monte Carlo simulation in the valuation of real options. Close to actual numerical data reveals a complex optimization problem in the context of strategy selection by decisionmakers. Numerous factors (extraction costs, reclamation costs, the write-off for the reclamation fund, etc.), their interpenetration and multilevel influence on the decision to close the mine early enables simulation methods to demonstrate their valuation capabilities. The valuation techniques used in the paper, particularly the simulation comparative valuation method, are described in detail and are rooted in the literature and theory of finance.

9

Niezależność obliczeń jako metoda weryfikacji planu leczenia

Czajkowski Paweł

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2024

|

Vol. 13, nr 6

603--604

PL

Dodatkowa weryfikacja planu leczenia jest kluczowym elementem w procesie zapewnienia bezpieczeństwa realizacji poprawności leczenia promieniowaniem jonizującym. Zarówno pomiar zewnętrznym detektorem, jak i obliczenia gwarantujące niezależność z systemem planowania radioterapii jest jedną z najlepszych metod identyfikacji potencjalnych niezgodności czy błędów przed rozpoczęciem terapii. Celem pracy jest przedstawienie drugiego systemu kalkulacji dawki, jakim jest VeriQA i porównanie go z wynikami z dwóch niezależnych matryc, które służą do weryfikacji dozymetrycznej planów leczenia. W pracy skupiono się na planach stereotaktycznych.

EN

Additional verification of the treatment plan is a key element in the process of ensuring the safe implementation of ionizing radiation treatment. Both measurement with an external detector and calculations ensuring independence with the radiotherapy planning system could be the best method of identifying potential errors before starting therapy. The aim is to present the second dose calculation system, VeriQA, and compare it with two independent detectors that are used for dosimetric verification of treatment plans. The work focuses on the stereotactic plans.

10

Vibration response of a hybrid steel–timber building element with uncertain material and joint parameters

Chocholaty Bettina, Eser Martin, Hoppe Karl-Alexander, Wang Daotong, Marburg Steffen

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2024

|

Vol. 24, no. 1

art. no. e22, 2024

EN

The design of building elements is usually done conservatively by considering safety factors. However, more efficient designs are gaining interest for economic and sustainability reasons. Hence, an adequate prediction tool can improve the design of building elements. Probabilistic modeling, for example, Monte Carlo simulations, represents a remedy to this by examining uncertainties in a structure through uncertain input parameters. In this work, a Monte Carlo simulation is performer to quantify the uncertainty in the modal properties of a hybrid steel–timber building element. The material properties of the timber material and the stiffness of the structural joints are considered uncertain inputs. The probabilistic properties of the timber material are evaluated utilizing Bayesian inference instead of the usually applied empirical methods. Using these inferred timber material properties leads to a good match of simulated and measured natural frequencies of the timber components. These parameters are utilized together with the joints’ uncertain inputs in the Monte Carlo simulation of the hybrid steel–timber building element. The results show a significant span for the identified eigenfrequencies, which proves the relevance of probabilistic analyses for the vibration characteristics of building elements.

11

A stochastic model to quantify and optimize the impact of operational risks on corporate sustainability using monte carlo simulation

Bravo-Sepúlveda Mariana, Wilke Daniel Nico, Isaza Cuervo Felipe, Polanco Jorge-Andrés

Polish Journal of Management Studies

|

2023

|

Vol. 28, No. 2

59--75

EN

Operational risk has been widely studied, and international guidelines provide procedures for the correct management of operational risk; however, this has not been studied from a corporate sustainability point of view. Therefore, this work seeks to find a way to model and optimize the impact of operational risks on corporate sustainability. The methodology used is based on the assignment of two distribution functions for the creation of a probabilistic model that allows quantifying the probability of occurrence (frequency) and the expected monetary impact (severity) on the sustainability variables (environmental, social, and economic). The result is a statistical convolution through Monte Carlo simulation, which makes it possible to quantify aggregate losses to finally make an optimization process of the variables and estimate the financial impact. Therefore, this study extends the literature on risk quantification, proposing a stochastic model that quantifies and optimizes the operational risks that are related to corporate sustainability. The proposed model offers a practical way to quantify operational risks related to corporate sustainability while also being flexible, as it does not require historical information and can be used with data collected from the company based on the proposed probability distributions. Finally, the proposed model has three limitations: the distribution functions, use of Solver (Excel), and exclusion of some risk management strategies, which future research can consider.

PL

Ryzyko operacyjne zostało szeroko zbadane, a międzynarodowe wytyczne dostarczają procedur do prawidłowego zarządzania ryzykiem operacyjnym; jednakże nie badano tego z punktu widzenia zrównoważonego rozwoju przedsiębiorstwa. Dlatego też niniejsza praca ma na celu znalezienie sposobu modelowania i optymalizacji wpływu ryzyka operacyjnego na zrównoważony rozwój przedsiębiorstwa. Zastosowana metodologia opiera się na przypisaniu dwóch funkcji rozkładu w celu stworzenia modelu probabilistycznego, który pozwala kwantyfikować prawdopodobieństwo wystąpienia (częstotliwość) i oczekiwany monetarny wpływ (ciężkość) na zmienne zrównoważone (środowiskowe, społeczne i ekonomiczne). Rezultatem jest statystyczna konwolucja poprzez symulację Monte Carlo, który umożliwia ilościowe określenie zagregowanych strat, aby ostatecznie przeprowadzić proces optymalizacji zmiennych i oszacować wpływ finansowy. Dlatego też niniejsze badanie poszerza literaturę w obszarze kwantyfikacji ryzyka, proponując model stochastyczny, który kwantyfikuje i optymalizuje ryzyko operacyjne związane ze zrównoważonym rozwojem przedsiębiorstwa. Proponowany model oferuje praktyczny sposób ilościowego określenia ryzyk operacyjnych związanych ze zrównoważonym rozwojem przedsiębiorstwa, a jednocześnie jest elastyczny, ponieważ nie wymaga informacji historycznych i może być stosowany w połączeniu z danymi zebranymi z przedsiębiorstwa w oparciu o proponowane rozkłady prawdopodobieństwa. Wreszcie proponowany model ma trzy ograniczenia: funkcje rozkładu, użycie Solvera (Excel) i wykluczenie niektórych strategii zarządzania ryzykiem, które mogą zostać uwzględnione w przyszłych badaniach.

12

A contribution to structural reliability analysis of composite high-pressure hydrogen storage tanks

Sid Amer Youcef, Benammar Samir, Fah Tee Kong, Wadi Mohammed, Jouda Mohammed S.

Journal of KONBiN

|

2023

|

Vol. 53, iss. 2

33--44

EN

Although composite high-pressure tanks are a subject of growing interest, especially for hydrogen storage applications, a detailed structural reliability analysis still needs to be improved. This work aims to provide a probabilistic investigation of the mechanical response of composite high-pressure hydrogen storage tanks using the Monte Carlo Simulation method. A performance function based on the circumferential model of composite pressure cylinders is employed with five random design variables. According to the results, the internal pressure and the helical layer thickness are the foremost parameters significantly impacting the structural reliability of the tank, whereas, the helical layer thickness and winding angles have a minor influence. In addition, high coefficients of variation values cause the contraction of the safety margin potentially leading to the failure of the composite hydrogen high-pressure tank. The obtained results were validated with experimental tests available in the literature.

PL

Chociaż kompozytowe zbiorniki wysokociśnieniowe są przedmiotem rosnącego zainteresowania, zwłaszcza w zastosowaniach związanych z magazynowaniem wodoru, szczegółowa analiza niezawodności konstrukcji wciąż wymaga poprawy. Niniejsza praca ma na celu zapewnienie probabilistycznego badania odpowiedzi mechanicznej kompozytowych wysokociśnieniowych zbiorników do przechowywania wodoru przy użyciu metody symulacji Monte Carlo. Zastosowano funkcję wydajności opartą na modelu obwodowym kompozytowych cylindrów ciśnieniowych z pięcioma losowymi zmiennymi projektowymi. Zgodnie z wynikami, ciśnienie wewnętrzne i grubość warstwy obwodowej są głównymi parametrami istotnie wpływającymi na niezawodność konstrukcyjną zbiornika, podczas gdy grubość warstwy spiralnej i kąty uzwojenia mają niewielki wpływ. Ponadto duże wartości współczynników zmienności powodują kurczenie się marginesu bezpieczeństwa potencjalnie prowadząc do awarii kompozytowego zbiornika wysokociśnieniowego na wodór. Uzyskane wyniki zostały zweryfikowane z badaniami eksperymentalnymi dostępnymi w literaturze.

13

Impact of human energy expenditure on order picking productivity: a Monte Carlo simulation study in a zone picking system

Al Theeb Nader A., Al-Araidah Omar, Al-Ali Malik M., Khudair Adnan I.

Engineering Management in Production and Services

|

2023

|

Vol. 15, no. 4

12--24

EN

This article aims to investigate the impact of allowable human energy expenditure (HEE) of order pickers on the throughput of workers in manual order zone picking systems MOP. The method used in this research is the Monte Carlo simulation, used while considering many human and job factors. The results showed that a worker’s gender and an item’s weight have little effect on the HEE. On the other hand, body weight, walking speed, distance travelled, and the targeted zone significantly impacted the HEE, rest allowance, and throughput. For example, male pickers at a weight of 75 kg can move up to speed to 1 m/s and pick up items weighing up to 5 kg without reaching the allowable HEE rate, equal to 4.3 kcal/min, and, thus, no rest is needed. Female pickers at a weight of 75 kg reach the allowable HEE rate, equal to 2.6 kcal/min, at a very low speed of approximately 0.1 m/s when picking up items up to 5 kg, and, thus, frequent rest is needed, which leads to low throughput. To increase the throughput of female pickers, they can be assigned to pick up lighter items. Utilising Monte Carlo simulation to evaluate the HEE in MOP while considering many factors.

14

Influence of Component Proportions in Casting Process on Hardness and the Quality of Cast Iron

Saikaew Charnnarong, Harnsopa S.

Archives of Foundry Engineering

|

2023

|

Vol. 23, iss. 2

35--42

EN

The purposes of this study were to investigate the impact of proportions of cast iron scrap, steel scrap, carbon and ferro silicon on hardness and the quality of cast iron and to obtain an appropriate proportion of the four components in iron casting process using a mixture experimental design, analysis of variance and response surface methodology coupled with desirability function. Monte Carlo simulation was used to demonstrate the impacts of different proportions of the four components by varying the proportions of components within ±5% of the four components. Microstructures of the cast iron sample obtained from a company and the cast iron samples casted with the appropriate proportions of the four components were examined to see the differences of size and spacing of pearlite particle. The results showed that linear mixture components were statistically significant implying a high proportion of total variability for hardness of the cast iron samples explained by the casting mixtures of raw materials. The graphite of the sample casted from the appropriate proportion has shorter length and more uniform distribution than that from the company. When varying percentages of the four components within ±5% of the appropriate proportion, simulated hardness values were in the range of 237 to 256 HB.

15

Research on piezoresistive effect and random model of carbon fiber bundle

Gong Yifei, Xie Zhiyu, Liu Jiarong, Chen Guanhao, Zhang Dawei

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 2

art. no. e128, 2023

EN

Carbon fibers and corresponding composites are being widely used in strengthening and repairing existing reinforced concrete structures. The piezoresistive effect of carbon fibers can be applied to self-monitor its stress and damage. However, rare piezoresistive models can be found in the literature considering the mesoscopic mechanism and material randomness of carbon fiber bundles to quantify the piezoresistive effect. The piezoresistive effect of carbon fiber bundles is mainly affected by the elastic deformation, breakage, and contact of filaments. In this paper, according to the analysis of these factors, a dynamic random equivalent parallel circuit model was established to quantify the piezoresistive effect of carbon fiber bundles during tension. With tensile results of 54 carbon fiber bundles, the uncertainties of filaments, such as the initial breakage, tensile breakage and contact change, were analyzed and their probability distributions were determined. The strength of filaments is subject to the Weibull distribution. Kolmogorov-Smirnov (K-S) test results show that the initial breakage ratio obeys a truncated lognormal distribution and the relative contact ratio change obeys a truncated normal distribution. Then Monte Carlo simulations were used to calculate the electrical resistance of carbon fiber bundles during tension. Comparing the simulated resistance with that of 15 verifying specimens, this piezoresistive model and calculation method is reliable and valid.

16

Reliability assessment of water treatment plant with application of the Monte Carlo simulation

Mirosław-Świątek Dorota, Morawski Dariusz, Pieniak Łukasz, Świątek Bartłomiej, Czapski Przemysław, Siwiec Tadeusz

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2022

|

Nr 83

61--81

EN

The paper presents a comprehensive Reliability, Availability and Maintainability (RAM) assessment of the Water Supply Plant WULS-SGGW (WSP). The Monte Carlo method was used to simulate failure events of components in the technological process of the water treatment system. BlockSim application was used to perform an analysis. The reliability block diagram was used as a system modeling method. Reliability metrics were estimated based on 1000 simulations of 15 years of operation of the station. Simulations allowed the estimation of reliability metrics for the WSP, its subsystems, sections as well as basic elements included in the model. They also made it possible to determine which components are most critical to reliability.

PL

W artykule przedstawiono kompleksową ocenę niezawodności, dostępności i utrzymywalności (RAM) Zakładu Wodociągowego WULS-SGGW (WSP). Do symulacji zdarzeń awaryjnych obiektów w procesie technologicznym systemu uzdatniania wody wykorzystano metodę Monte Carlo. Do przeprowadzenia analizy wykorzystano aplikację BlockSim. Jako metodę modelowania systemu zastosowano niezawodnościowy schemat blokowy. Metryki niezawodnościowe oszacowano na podstawie 1000 symulacji 15-letniej eksploatacji stacji. Symulacje pozwoliły na oszacowanie metryk niezawodnościowych dla WSP, jej podsystemów, sekcji, a także podstawowych elementów wchodzących w skład modelu. Pozwoliły również na określenie, które elementy są najbardziej krytyczne dla niezawodności.

17

Analiza niepewności wskaźnika emisji metanu z wydobycia węgla kamiennego w Polsce

Zasina Damian, Zawadzki Jarosław

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 3

77--81

PL

W artykule przedstawiono analizę niepewności zrealizowaną dla wskaźnika emisji metanu z górnictwa węgla kamiennego w Polsce. Posłużono się wytycznymi międzynarodowej metodyki inwentaryzacji emisji gazów cieplarnianych oraz dostępnymi danymi pochodzącymi z pomiarów CH4 zrealizowanych w kopalniach w Polsce zarządzanych przez jedną z krajowych spółek wydobywczych. Zauważono, że wartość wskaźnika emisji CH4 oszacowane z wykorzystaniem fragmentarycznych danych może znacznie różnić się od średniej wartości wykorzystanej na potrzeby prowadzenia krajowej inwentaryzacji emisji gazów cieplarnianych, niemniej jednak oszacowanie przedziału ufności dla wskaźnika emisji oraz jego podstawowych właściwości statystycznych może znaleźć zastosowanie w oszacowaniu wielkości emisji krajowej CH4 do powietrza.

EN

The paper presents the uncertainty analysis performed for the methane (CH4) emission factor from coal mining in Poland. The analysis is carried out in line with the international guidelines on the air emission inventory. Results are obtained using the measurement data acquired from selected Polish coal mines managed by the one of coal mining companies. It is noted that the CH4 emission factor may be significantly different from the mean value applied for purposes of fulfilling of international obligations. Nevertheless, the estimation of the confidence interval along with the basic statistical properties of the emission factor can be applied for purposes of the national CH4 emission inventory elaborated under the Climate Convention.

18

Prediction of mineral product price based on mean reversion model

Huang Shuwei, Ma Zhaoyang, Jin Feng, Zhang Yuansheng

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2022

|

T. 38, z. 2

61--75

EN

The mean-reversion model is introduced into the study of mineral product price prediction. The gold price data from January 2018 to December 2021 are selected, and a mean-reverting stochastic process simulation of the gold price was carried out using Monte Carlo simulation (MCS) method. By comparing the statistical results and trend curves of the mean-reversion (MR) model, geometric Brownian motion (GBM) model, time series model and actual price, it is proved that the mean-reversion process is valid in describing the price fluctuation of mineral product. At the same time, by comparing with the traditional prediction methods, the mean-reversion model can quantitatively assess the uncertainty of the predicted price through a set of equal probability stochastic simulation results, so as to provide data support and decision-making basis for the risk analysis of future economy.

PL

W badaniach predykcji cen produktów mineralnych wprowadzono model średniej rewersji. Wybrano dane dotyczące cen złota od stycznia 2018 do grudnia 2021 r., a symulację ceny złota w procesie odwracania średniej przeprowadzono metodą symulacji Monte Carlo (MCS). Porównując wyniki statystyczne i krzywe trendu modelu średniej rewersji (MR), modelu geometrycznego ruchu Browna (GBM), modelu szeregów czasowych i rzeczywistej ceny, udowodniono, że proces średniej rewersji jest prawidłowy w opisie fluktuacji cen na produkt mineralny. Jednocześnie, porównując z tradycyjnymi metodami predykcji, model średniej rewersji może ilościowo oszacować niepewność przewidywanej ceny za pomocą zestawu wyników symulacji stochastycznej równego prawdopodobieństwa, w celu zapewnienia wsparcia danych i podstawy decyzyjnej do analizy ryzyka przyszłej gospodarki.

19

Wpływ różnej zawartości cementu i wskaźnika wodno-cementowego na głębokość karbonatyzacji i prawdopodobieństwo karbonatyzacji w betonie

Hassan Mostafa, Amleh Lamya, Othman Hesham

Cement Wapno Beton

|

2022

|

R. 27, nr 2

126--143

PL

Infrastruktura jest narażona na oddziaływanie dwutlenku węgla a co za tym idzie karbonatyzację betonu, która w przypadku mostów z żelbetu może powodować korozję stalowego zbrojenia. Dwutlenek węgla ma duży wpływ na głębokość karbonatyzacji betonu. Zawartość cementu i wskaźnik wodno-cementowy mają duży wpływ na głębokość karbonatyzacji betonu. Niniejsze badanie ma na celu zbadanie wpływu zmian klimatycznych na głębokość karbonatyzacji przez rozważenie różnych scenariuszy RCP [ang. Representative Concentration Pathway - reprezentatywnych ścieżek stężenia CO2]. Ponadto zbadano wpływ wytrzymałości betonu na ściskanie na głębokość karbonatyzacji. Dodatkowo zbadano wpływ różnych zawartości cementu na prawdopodobieństwo korozji, wywołanej karbonatyzacją. Rozważane są dwa parametry, a mianowicie zawartość cementu [400 kg/m3, 350 kg/m3 i 250 kg/m3] oraz stosunek wody do cementu [0,45 i 0,55]. W badaniu tym uwzględniono różne stężenia CO2 przy użyciu scenariuszy RCP. Scenariusze RCP [2.6, 4.5, 6 i 8.5] zostały wykorzystane przez Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu [IPCC], do przedstawienia odpowiednio ścieżki niskiej, średniej i wysokiej emisji. Głębokość karbonatyzacji oszacowano za pomocą równań Yoona i Stewarta. Ponadto zbadano prawdopodobieństwo korozji wywołanej karbonatyzacją za pomocą symulacji Monte Carlo i metody niezawodności pierwszego rzędu, przy różnych zawartościach cementu [FORM] dla RCP 8.5. Określono procentowy wzrost głębokości karbonatyzacji przy użyciu Yoona w porównaniu z równaniami Stewarta, dla mieszanek betonowych o różnych proporcjach wody do cementu i zawartości cementu w latach 2025 i 2100, zarówno dla RCP 2.6, jak i RCP 8.5. Ostatecznie prawdopodobieństwo diokorozji wywołanej karbonatyzacją przeprowadzonej przez FORM dla zawartości cementu 250 kg/m3, wzrosło o 118% w porównaniu z prawdopodobieństwem karbonatyzacji z zawartością cementu wynoszącą 400 kg/m3, dla roku 2100.

EN

Nowadays transportation infrastructure is subjected to a high percentage of carbon dioxide emissions. CO2 greatly affects the carbonation depth of concrete, which can affect the deck for reinforced concrete bridges causing corrosion to steel reinforcement. Cement content and water to cement ratio greatly influence the carbonation depth of concrete. This study aims to investigate the effect of climate change on carbonation depth by considering different Representative Concentration Pathways [RCPs]. In addition, the effect of different compressive strengths on the carbonation depth was investigated in this research. Additionally, the effect of different cement contents on the probability of carbonation-induced corrosion has been investigated. Two parameters are considered, namely, the cement content [400 kg/m3, 350 kg/m3, and 250 kg/m3] and, the water to cement ratio [0.45 and 0.55]. This study RCPs for CO2 concentrations. The RCP [2.6, 4.5, 6, and 8.5] trajectory was used by the Intergovernmental Panel on Climate Change [IPCC], which represents low emission pathways, intermediate emission pathways, and high emission pathways, respectively. Carbonation depth has been estimated using Yoon’s and Stewart’s equations. Furthermore, the probability of carbonation-induced corrosion has been investigated using Monte Carlo simulation and the first-order reliability method at different cement contents for RCP 8.5. The percentage increase in the carbonation depth using Yoon’s compared to Stewart’s equations for concrete mixes which consist of different water to cement ratios and cement content for the years 2025 and 2100 for both RCP 2.6 and RCP 8.5 were calculated. Finally, the probability of carbonation-induced corrosion conducted by FORM for cement content of 250 kg/m3 has been increased by 118% compared to the probability of carbonation including cement content equal to 400 kg/m3 for the year 2100.

20

Robust simulation method of complex technical transport systems

Szpytko Janusz, Salgado Duarte Yorlandys

Transport Problems

|

2021

|

T. 16, z. 2

101--112

EN

In the optimization of technical systems focused on a specific functional purpose (reliability, safety, and availability) with the use of simulation methods, an important parameter is the digital simulation time of the research subject. With the complexity of the issue, the digital simulation time increases. The aim of the article is to present a method (combination of parallel computing and variance reduction techniques) of reducing the computer simulation time of the research technical object. An example of the application of the developed method was presented as a result of an experiment conducted for decision making and control processes aimed at optimizing the process of operating overhead cranes in critical conditions. In this paper, selecting parallel batch jobs computation and stratified sampling, we exponentially decreased the simulation time, finding fast and practical solutions and eliminating the time constraint in the search of solutions.