Modelizacion Y Simulacion Libro De Practicas Con Simio_edited 53453e

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Jeffrey Allen es Stephen Dean Roberts North Carolina State University

F. Javier Otamendi Universidad Rey Juan Carlos, Madrid, ISBN: 978-0-9829782-4-5

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO Jeffrey Allen es Stephen Dean Roberts North Carolina State University Raleigh, North Carolina

F. Javier Otamendi Universidad Rey Juan Carlos Madrid, España

Noviembre 2010 Edición 1.1 Spanish Electronic Book ISBN: 978-0-9829782-4-5

Published by SIMIO, LLC, (http://www.simio.com)

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Tabla de Contenidos Los autores ...................................................................................................................................................v Prefacio: Aprendizaje Activo .................................................................................................................. vii 1ª PARTE: ¿QUÉ HACE A ESTE LIBRO DIFERENTE?................................................................................... VII 2ª PARTE: ¿QUIÉN SE BENEFICIA DE LA ENSEÑANZA ACTIVA?............................................................... VII 3ª PARTE: ¿POR QUÉ ENFATIZAR EN LA “MODELIZACIÓN”? .................................................................. VIII 4ª PARTE: ORGANIZACIÓN DEL LIBRO .................................................................................................... VIII 5ª PARTE: ESTILOS Y FORMATOS UTILIZADOS EN ESTE LIBRO ................................................................ IX 6ª PARTE: RECONOCIMIENTOS .................................................................................................................. X Capítulo 1 Introducción a SIMIO: La Tienda de Helados ......................................................................1 SECCIÓN 1.1: EL INICIO ..............................................................................................................................1 SECCIÓN 1.2: LA TIENDA DE HELADOS .....................................................................................................3 SECCIÓN 1.3: POTENCIANDO LA ANIMACIÓN ............................................................................................6 SECCIÓN 1.4: VIENDO RESULTADOS ..........................................................................................................8 SECCIÓN 1.5: COMENTARIO .....................................................................................................................10 Capítulo 2 Modelizando Distancias y Desplazamientos: Un Aeropuerto, ............................................11 SECCIÓN 2.1: DESARROLLANDO EL MODELO ...........................................................................................11 SECCIÓN 2.2: UTILIZANDO LA BIBLIOTECA DE DISEÑO 3D DE GOOGLE .................................................12 SECCIÓN 2.3: EXAMINANDO LOS RESULTADOS .......................................................................................13 SECCIÓN 2.4: USANDO EXPERIMENTOS....................................................................................................14 SECCIÓN 2.5: COMENTARIO .....................................................................................................................15 Capítulo 3 Caminos con Desvíos, Tablas de Ritmos y Dependencias entre Entidades: Aeropuerto bis ........................................................................................................................................16 SECCIÓN 3.1: ELECCIÓN DE CAMINOS .....................................................................................................16 SECCIÓN 3.2: CAMBIANDO EL RITMO O PATRÓN DE LLEGADA ...............................................................18 SECCIÓN 3.3: DIFERENCIANDO ENTRE ENTIDADES: TABLAS DE DATOS .................................................19 SECCIÓN 3.4: MÁS SOBRE RUTAS ............................................................................................................21 SECCIÓN 3.5: HORARIOS Y TURNOS DE TRABAJO....................................................................................22 SECCIÓN 3.6: COMENTARIO .....................................................................................................................23 Capítulo 4 Secuencias y Viajeros: Célula de Fabricación......................................................................24 SECCIÓN 4.1: CONSTRUYENDO EL MODELO ............................................................................................25 SECCIÓN 4.2: ESPECIFICANDO LAS CAPACIDADES ..................................................................................26 SECCIÓN 4.3: INCORPORANDO SECUENCIAS ............................................................................................27 SECCIÓN 4.4: MEJORA: CARRITOS DE TRANSFERENCIA ..........................................................................28 SECCIÓN 4.5: COMENTARIO .....................................................................................................................31 Capítulo 5 Agrupaciones, Funciones, Variables de Estado, y Estadísticas: Ensamblaje de Tarjetas de Memoria .......................................................................................................32 SECCIÓN 5.1: CREANDO EL MODELO .......................................................................................................32 SECCIÓN 5.2: CAMBIANDO EL TIEMPO DE PROCESO EN FUNCIÓN DE LA LONGITUD DE LA COLA..........35 SECCIÓN 5.3: AÑADIENDO MÁS ANIMACIÓN ..........................................................................................37 SECCIÓN 5.4: CREANDO ESTADÍSTICAS ...................................................................................................38 SECCIÓN 5.5: COMENTARIO .....................................................................................................................40 Capítulo 6 Procesos en SIMIO: Ensamblaje de Tarjetas de Memoria bis ...........................................41 SECCIÓN 6.1: LOS DISPARADORES DE PROCESO: ILUSTRANDO EL PROCESO ASSIGN .............................41 SECCIÓN 6.2: CREANDO UN PROCESO “REUTILIZABLE”..........................................................................42 SECCIÓN 6.3: OBTENIENDO ESTADÍSTICAS SOBRE VARIABLES DE OBSERVACIÓN (TALLY STATISTICS) ................................................................................................................................43 SECCIÓN 6.4: UNA INTRODUCCIÓN A RECURSOS (RESOURCES)..............................................................46 SECCIÓN 6.5: COMENTARIO .....................................................................................................................47 Tabla de Contenidos

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Capítulo 7 Tiempos de Proceso Específicos por Pieza y Fuentes Únicas: Célula de Fabricación bis 48 SECCIÓN 7.1: NUEVO ENUNCIADO DEL PROBLEMA ................................................................................ 48 SECCIÓN 7.2: UN CARRIL DE TRANSFERENCIA ........................................................................................ 53 SECCIÓN 7.3: FALLOS DE MÁQUINA EN LA CÉLULA DE FABRICACIÓN ................................................... 56 SECCIÓN 7.4: COMENTARIO..................................................................................................................... 57 Capítulo 8 “Material Consumido”, Cambios, Propiedades: Un Ensamblaje...................................... 59 SECCIÓN 8.1: ENSAMBLAJE DE UNA MAQUETA ...................................................................................... 59 SECCIÓN 8.2: TIEMPO DE PREPARACIÓN EN FUNCIÓN DE LA SECUENCIA .............................................. 61 SECCIÓN 8.3: UTILIZANDO MATERIALES EN LA OPERACIÓN .................................................................. 63 SECCIÓN 8.4: LLEGADA DE MATERIA PRIMA DURANTE LA SIMULACIÓN .............................................. 65 SECCIÓN 8.5: IMPLANTANDO UN ENFOQUE JUSTO-A-TIEMPO (JUST-IN-TIME) ...................................... 67 SECCIÓN 8.6: COMENTARIO..................................................................................................................... 70 Capítulo 9 Variables Continuas, Abandonos, Interrupciones, Verificación: Una Gasolinera .......... 71 SECCIÓN 9.1: UN TANQUE SIMPLE .......................................................................................................... 71 SECCIÓN 9.2: LA GASOLINERA ................................................................................................................ 75 SECCIÓN 9.3: ABANDONO CUANDO LOS SURTIDORES SE APAGAN ........................................................ 80 SECCIÓN 9.4: INTERRUMPIENDO EL SUMINISTRO A LOS COCHES CUANDO EL SURTIDOR SE APAGA..... 81 SECCIÓN 9.5: BUSCANDO ERRORES ........................................................................................................ 82 SECCIÓN 9.6: COMENTARIO..................................................................................................................... 83 Capítulo 10 Recursos Múltiples que Fallan: Clínica de Cuidados Intensivos ..................................... 84 SECCIÓN 10.1: USANDO UNA ÚNICA OPERACIÓN PARA MODELIZAR MÚLTIPLES RECURSOS ............... 84 SECCIÓN 10.2: FALLOS EN LOS SERVIDORES........................................................................................... 86 SECCIÓN 10.3: HACIENDO REPETICIONES: PARANDO LA EJECUCIÓN DE UNA SIMULACIÓN .................. 88 SECCIÓN 10.4: COMENTARIO................................................................................................................... 89 Capítulo 11 Modelizando Múltiples Recursos con Múltiples Operaciones: la Clínica de Cuidados Intensivos bis................................................................................................... 90 SECCIÓN 11.1: EVITANDO EL PROBLEMA DE FALLO CUANDO SE USA UN ÚNICO SERVIDOR ................ 90 SECCIÓN 11.2: DIRIGIENDO LOS PACIENTES HACIA LOS MÉDICOS ......................................................... 91 SECCIÓN 11.3: HACIENDO QUE TODOS LOS PACIENTES ESPEREN JUNTOS ............................................. 93 SECCIÓN 11.4: COMENTARIO................................................................................................................... 97 Capítulo 12 Variables, gráficos SMORE, Optimización: Inventarios y Cadenas de Suministros .... 98 SECCIÓN 12.1: CONSTRUYENDO UNA CADENA DE SUMINISTROS ........................................................... 98 SECCIÓN 12.2: PROCESANDO PEDIDOS EN LA CADENA DE SUMINISTROS ............................................ 101 SECCIÓN 12.3: CREANDO LA PIEZA DE REPOSICIÓN DE LA CADENA DE SUMINISTROS ........................ 102 SECCIÓN 12.4: USANDO UN EXPERIMENTO PARA DETERMINAR LOS MEJORES VALORES ................... 104 SECCIÓN 12.5: USANDO GRÁFICOS SMORE PARA DETERMINAR LOS MEJORES VALORES ................. 105 SECCIÓN 12.6: USANDO PROCEDIMIENTOS DE RANKING Y SELECCIÓN PARA DETERMINAR EL MEJOR ESCENARIO ........................................................................................................................... 107 SECCIÓN 12.7: USANDO OPTQUEST™ PARA OPTIMIZAR PARÁMETROS............................................... 108 SECCIÓN 12.8: MÁS SOBRE OPTQUEST ................................................................................................. 110 SECCIÓN 12.9: COMENTARIO................................................................................................................. 112 Capítulo 13 Usando el Objeto Recurso: Clínica Veterinaria .............................................................. 113 SECCIÓN 13.1: LA CLÍNICA VETERINARIA ............................................................................................ 113 SECCIÓN 13.2: UTILIZANDO EL OBJETO RECURSO ................................................................................ 113 SECCIÓN 13.3: RECURSOS EN FUNCIÓN DEL TIPO DE PACIENTE ........................................................... 117 SECCIÓN 13.4: COMENTARIO................................................................................................................. 121 Capítulo 14 Objetos Inteligentes: Clínica Veterinaria bis................................................................... 122 SECCIÓN 14.1: USANDO LA POTENCIA DE OBJETOS INTELIGENTES PARA TOMAR DECISIONES ........... 122 SECCIÓN 14.2: AÑADIENDO UN PROCESO ADICIONAL .......................................................................... 123 SECCIÓN 14.3: CAMBIANDO LA SELECCIÓN DE RECURSOS................................................................... 125 SECCIÓN 14.4: COMENTARIO................................................................................................................. 126 ii

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Capítulo 15 Usando un Operario: Clínica Veterinaria Tres ...............................................................127 SECCIÓN 15.1: DIRECCIONANDO PACIENTES .........................................................................................127 SECCIÓN 15.2: USANDO WORKER COMO UN RECURSO MÓVIL................................................................131 SECCIÓN 15.3: VOLVIENDO AL DESPACHO ENTRE PACIENTES ..............................................................133 SECCIÓN 15.4: EVENTOS DE TIEMPO CERO ...........................................................................................135 SECCIÓN 15.5: COMENTARIO .................................................................................................................136 Capítulo 16 Usando un Operario como un Recurso de Transporte: Un Banco.................................137 SECCIÓN 16.1: UN PEQUEÑO BANCO .....................................................................................................137 SECCIÓN 16.2: USANDO UN OPERARIO COMO UN RECURSO Y UN TRANSPORTADOR ...........................137 SECCIÓN 16.3: ACOMPAÑANDO A LOS CLIENTES A LA CAJA DE SEGURIDAD .......................................140 SECCIÓN 16.4: USANDO LA FUNCIÓN TRANSPORTE DE UN OPERARIO ..................................................144 SECCIÓN 16.5: COMENTARIO .................................................................................................................147 Capítulo 17 Creando Objetos: Actividades en un Almacén ................................................................148 SECCIÓN 17.1: CREANDO UN MODELO SIMPLE CON RECURSOS: UN ALMACÉN ...................................148 SECCIÓN 17.2: APARTANDO UN OBJETO PARA AVERIGUAR POR QUÉ ..................................................150 SECCIÓN 17.3: COMENTARIO .................................................................................................................153 Capítulo 18 Creando Objetos Nuevos Utilizando Subclases: Objeto Delay (Retardo) .....................155 SECCIÓN 18.1: HACIENDO UNA SUBCLASE DEL NODO DE TRANSFERENCIA PARA CREAR UN NODO DE RETARDO................................................................................................................................................155 SECCIÓN 18.2: MODIFICANDO LOS PROCESOS Y AÑADIENDO PROPIEDADES EN UN NODO NUEVO .....157 SECCIÓN 18.3: CREANDO UN MODELO PARA PROBAR EL NUEVO DELAYTRANSFERNODE .....................159 SECCIÓN 18.4: COMENTARIO .................................................................................................................163 Capítulo 19 Creando Nuevos Objetos: Objeto Delay bis .....................................................................164 SECCIÓN 19.1: CREANDO UN NODO DELAY DESDE CERO.....................................................................164 SECCIÓN 19.2: USANDO EL NUEVO OBJETO DELAYOBJECT .................................................................168 SECCIÓN 19.3: MEJORANDO EL MODELO CON DISPARADORES DEFINIDOS POR EL ..............169 SECCIÓN 19.4: MEJORANDO EL OBJETO DELAY CON ASIGNACIONES ...................................................171 SECCIÓN 19.5: COMENTARIO .................................................................................................................173 Capítulo 20 Sistemas dentro de Sistemas: Una Célula de Fabricación ..............................................174 SECCIÓN 20.1: MODELO DE UNA CÉLULA .............................................................................................174 SECCIÓN 20.2: CREANDO UN SUBMODELO ............................................................................................175 SECCIÓN 20.3: CREANDO UN MODELO UTILIZANDO EL SUBMODELO WORKCELL ..............................177 SECCIÓN 20.4: AÑADIENDO EL OBJETO WORKCELL .............................................................................178 SECCIÓN 20.5: MOSTRANDO PROPIEDADES RESOURCE Y CAPACITY....................................................179 SECCIÓN 20.6: COMENTARIO .................................................................................................................180 Capítulo 21 Más Sobre Submodelos: Una Línea de Camisas ..............................................................181 SECCIÓN 21.1: EL MODELO DEL SISTEMA .............................................................................................181 SECCIÓN 21.2: USANDO UN VEHÍCULO PARA MOVER LAS CAMISAS A LOS PUESTOS DE DOBLADO ....183 SECCIÓN 21.3: PERMITIENDO LLEVAR VARIAS PIEZAS .........................................................................185 SECCIÓN 21.4: PERMITIENDO UNA CARGA Y UNA DESCARGA CADA VEZ ...........................................187 SECCIÓN 21.5: HACIENDO QUE LA ANIMACIÓN SEA LA CORRECTA......................................................188 SECCIÓN 21.6: COMENTARIO .................................................................................................................189 Capítulo 22 Más Subclases: Modelización Avanzada de Cadenas de Suministros ...........................190 SECCIÓN 22.1: DESARROLLANDO UN OBJETO ESPECIALIZADO PARA LA CADENA DE SUMINISTRO .....190 SECCIÓN 22.2: AÑADIENDO LA ESTACIÓN DE PEDIDOS Y LAS CARACTERÍSTICAS PARA PROCESARLOS ..............................................................................................................................192 SECCIÓN 22.3: AÑADIENDO LA LÓGICA DE COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA DE PEDIDOS .................195 SECCIÓN 22.4: AÑADIENDO LA LÓGICA DEL SISTEMA DE REPOSICIÓN DE INVENTARIO ......................198 SECCIÓN 22.5: USANDO LOS NUEVOS OBJETOS PARA MODELIZAR LA CADENA DE SUMINISTROS ......201 SECCIÓN 22.6: AÑADIENDO UN SEGUNDO PROVEEDOR ........................................................................204 SECCIÓN 22.7: COMENTARIO .................................................................................................................206 Tabla de Contenidos

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Capítulo 23 Más Sobre Subclases: Planificación de Procesos/Gestión de Proyectos ........................ 207 SECCIÓN 23.1: PLANIFICACIÓN DE PROCESOS....................................................................................... 207 SECCIÓN 23.2: CREANDO UN CAMINO TIMEPATH PARA REPRESENTAR ACTIVIDADES ........................ 208 SECCIÓN 23.3: CREANDO UN OBJETO JUNCTION PARA MODELIZAR RELACIONES DE PRECEDENCIA . 210 SECCIÓN 23.4: CREANDO UNA PEQUEÑA RED PARA PROBAR EL NUEVO OBJETO ................................ 215 SECCIÓN 23.5: CONSTRUYENDO LA RED DEL EJEMPLO ........................................................................ 216 SECCIÓN 23.6: AÑADIENDO LA HOLGURA Y LA CRITICIDAD EN LOS CÁLCULOS ................................. 218 SECCIÓN 23.7: AÑADIENDO HOLGURA Y CRITICIDAD: SEGUNDO ENFOQUE ........................................ 224 SECCIÓN 23.8: COMENTARIO................................................................................................................. 225 Capítulo 24 Sistemas Lean: Sistemas Kanban con Operarios Multidisciplinares ............................ 226 SECCIÓN 24.1: BLOQUEOS BASADOS EN ALMACENES: ENFOQUE KANBAN ......................................... 226 SECCIÓN 24.2: MODELIZANDO EL SISTEMA .......................................................................................... 233 SECCIÓN 24.3: EL OPERARIO FORMADO INTERDISCIPLINARMENTE ..................................................... 236 SECCIÓN 24.4: COMENTARIO................................................................................................................. 241 Capítulo 25 Múltiples Productos: Cadena de Suministro Bis ............................................................. 242 SECCIÓN 25.1: CAMBIANDO LAS PROPIEDADES PARA MANEJAR MÚLTIPLES SKUS............................ 242 SECCIÓN 25.2: ASOCIANDO UNA TABLA A UNA HOJA EXCEL .............................................................. 243 SECCIÓN 25.3: CAMBIANDO LOS PROCESOS PARA MANEJAR MÚLTIPLES SKUS ................................. 245 SECCIÓN 25.4: MODIFICANDO EL SISTEMA ........................................................................................... 248 SECCIÓN 25.5: COMENTARIO................................................................................................................. 250 Índice ........................................................................................................................................................ 251

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Los autores JEFFREY A. ES es Associate Professor y Associate Department Head of Undergraduate Programs en el Department of Textile Engineering, Chemistry, and Science de NC State University. Obtuvo un B.S. en Electrical Engineering y B.S. en Industrial Engineering, un M.S en Industrial Engineering, y Ph.D. en Industrial Engineering, todos de la NC State University. Recibió en 1997 el premio Pritsker Doctoral Dissertation Award del Institute of Industrial Engineers. Es miembro de IEEE, IIE, ASEE, Tau Beta Pi, Etta Kappa Nu, Alpha Pi Mu y Phi Kappa Phi. Sus investigaciones versan sobre la optimización de la cadena de suministros utilizando simulación y métodos de optimización computacional. El Dr. es imparte clases tanto de grado como de post-grado en Computer information systems, Computer based modeling in Excel and VBA, y Computer Simulation for Six-Sigma. El Dr. es también ha impartido clases en Design for Six Sigma, Simulation and Six Sigma, y Data Management to Assist in Six Sigma en programas Six Sigma Black Belt and Master Black Belt. El Dr. es ha sido Program Chair de la 2005 Winter Simulation Conference (WSC) y el editor de los Proceedings de 2000 WSC así como que ha desarrollado y mantenido el sistema de gestión de artículos de WSC en el período 2000-2009. Forma parte del consejo de WSC representando a IEEE Systems, Man, and Cybernetics Society. Ha sido también autor y session chair en varias Winter Simulation Conferences. El Dr. es está involucrado en la utilización de tecnología en el aula y cómo afecta en la capacidad para resolver problemas. Se le concedieron los premios a la docencia NC State University Outstanding Teaching Award y College of Textiles Outstanding Teacher, lo que le ha permitido ser itido como miembro de la Academy of Outstanding Teachers. En 2009, el Dr. es (junto con el Profesor Roberts) han sido galardonados con el premio Gertrude Cox Award for Innovative Excellence in Teaching and Learning with Technology for Transformative Large Scale Projects. STEPHEN D. ROBERTS es el A. Doug Allison Distinguished Professor in the Edward P. Fitts Department of Industrial and Systems Engineering at NC State University. El Dr. Roberts obtuvo sus títulos, Ph.D., M.S.I.E., and B.S.I.E. (with Distinction) por School of Industrial Engineering de Purdue University. Su principal interés estriba en la simulación y la ingeniería en sistemas sanitarios y de salud. Empezó en NC State University en 1990, y ha sido Department Head of the Department of Industrial Engineering y Interim Director of the Integrated Manufacturing Systems Engineering Institute. Con anterioridad, estuvo en el Department of Internal Medicine en Indiana University School of Medicine y en School of Industrial Engineering at Purdue University. También fué el Director of the Health Systems Research Group at Regenstrief Institute for Health Care. Con anterioridad, estuvo como docente el Department of Industrial and Systems Engineering de the University of Florida y fué el Director of the Health Systems Research Division of the J. Hillis Miller Health Center, University of Florida. Ha estado de sabático en Wolverine Software y en University of Central Florida/Institute for Simulation and Training. El Profesor Roberts es miembro de Alpha Pi Mu, Tau Beta Pi, Sigma Xi, Sigma Tau, y Omega Rho y Fellow of the Institute of Industrial Engineers. Ha obtenido la Kaiser Aluminum Fellowship y la NDEA Title IV Fellowship. Recibió los premios AIIE 1967 Graduate Research Award, Outstanding Paper Award at the 12th Annual Simulation Symposium, Pritsker and Associates Outstanding Undergraduate Teaching Award in the Purdue School of Industrial Engineering, CA Anderson Outstanding Teacher in the NCSU Department of Industrial and Systems Engineering, Outstanding Teacher from the NCSU College of Engineering, NCSU Academy of Outstanding Teachers, Gertrude M. Cox Award for Transformative projects from NC State University (con el Profesor es), Distinguished Service Award from INFORMS College on Simulation, y ha sido miembro, Vice - Chair, y Chair de Winter Simulation Conference (WSC) Board of Directors representando a TIMS (ahora INFORMS) College on Simulation, y Secretary, Vice-President/Treasurer, President, and Past-President de WSC Foundation Board. Fué Proceeding Editor de 1983 WSC, Associate Program Chair en 1985, y Program Chair en 1986. Ha sido WSC presenter, session chair, track coordinator, y keynote speaker. Los autores

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F. JAVIER OTAMENDI es Profesor Titular del Departamento de Economía Aplicada I en la Universidad Rey Juan Carlos de Madrid y Coordinador de las Titulaciones Económicas. Obtuvo sus títulos de Ingeniería Industrial y Management (B.S y M.S) en Oklahoma State University. Con posterioridad obtuvo el título de Licenciado en istración y Dirección de Empresas en la Universidad Complutense de Madrid y el título de Doctor por la Universidad Politécnica de Cartagena por el Programa de Tecnologías Industriales. Su principal interés estriba en la optimización de sistemas vía simulación así como la aplicación de la simulación en las ciencias económicas y del transporte. Su carrera docente empezó en la Universidad Carlos III de Madrid enseñando simulación y gestión de calidad, y siguió en la Universidad Complutense de Madrid y en Saint Louis University, Madrid, enseñando estadística para las ciencias sociales. En la actualidad, imparte clases de estadísticas en los grados y de dirección de operaciones y simulación en postgrado. También estuvo dos años como investigador en el Centro COTEC I+D aplicando simulación en aeropuertos. El Dr. Otamendi ha sido el Conference Chair y Proceedings Editor de European Conference in Modelling and Simulation en 2009 (ECMS09). Es miembro del Consejo de ECMS desde 2007. Ha participado como ponente, track chair o session chair en ECMS, SCSC y otros congresos de simulación.

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Prefacio: Aprendizaje Activo La mayoría de los libros se escriben con un tono explicativo y los autores se encuentran con tremendos problemas para explicar, con todo lujo de detalles, los conceptos y las ideas que se transmiten. Este estilo también es el habitual en los libros sobre simulación, de los que existen básicamente dos categorías – los que utilizan como base un lenguaje específico y los que no. Si el libro se basa en un lenguaje de simulación, entonces se han de explicar las principales características y los posibles usos del software a la vez que se explican conceptos básicos de simulación. Por el contrario, los libros que no se basan en un lenguaje en particular se concentran en los conceptos fundamentales sobre simulación, especialmente en los aspectos estadísticos o analíticos. El libro asume como mínimo tener instalada la versión 3.42 de SIMIO.

1ª Parte: ¿Qué hace a este libro diferente? Este libro es distinto a la mayoría. Para empezar, está escrito en lo que se podría llamar un estilo participativo. El lector no se puede sentar a leerlo sin un ordenador en el que esté instalado SIMIO. Con este libro se espera que se participe activamente mediante la utilización de SIMIO a medida que se vayan pasando las páginas. Nosotros, los autores, intentamos mantener una conversación con usted, lector. Nuestro convencimiento es que la simulación no es un deporte para el espectador. Tiene que trabajar a la vez para desarrollar competencias con el SIMIO, competencias que se desarrollan a través de la práctica. Este libro le invita a practicar y a utilizar sus conocimientos y capacidades. En segundo lugar, el libro se enfoca en la modelización con SIMIO, dejando aparte la mayoría del análisis estadístico y de toma de decisiones, ya que estos conceptos se deben aprender en otra parte. No es que no pensemos que estos temas sean importantes, porque son vitales (y cuando enseñamos simulación los incluimos como una parte fundamental del curso), pero no vamos a emplear demasiado tiempo en este documento, porque existen libros excelentes que pueden cubrir el vacío que dejamos. Sugerimos que, si el lector está enseñando/aprendiendo simulación, que a la vez disponga de uno de estos libros que no están basados en un software en particular1 Por último, este libro es deliberadamente barato (tanto el libro electrónico como su versión en papel). Un nuevo lenguaje de simulación como SIMIO va a estar cambiando constantemente. De hecho, la gente de SIMIO intenta tener nuevas versiones (llamadas “sprints”) una vez cada tres meses. Cualquier libro que describa las tripas de SIMIO se volverá obsoleto rápidamente, por lo que queremos que se añadan las nuevas características en nuevas versiones a menudo. Es posible que cambiemos algo el contenido del libro a medida que encontremos nuevos ejemplos o enfoques. Si el lector no paga mucho por el libro, es posible que vuelva a adquirir nuevas versiones para estar al día con los nuevos contenidos.

2ª Parte: ¿Quién se beneficia de la Enseñanza Activa? Nuestra intención es que usted, como lector, se convierta en un alumno activo y, como sugiere el título, trabaje a la vez que lee. Nuestra experiencia en las aulas es que el alumno aprende más al hacer los trabajos, por lo que este “manual de trabajo” se centra en el trabajo de laboratorio, en lo que nuestros alumnos hacen en clase. Los capítulos de este libro generalmente corresponden a una sesión de practica de laboratorio. Si el lector no es alumno de enseñanza reglada, pero quiere aprender SIMIO por su cuenta, pensamos que este enfoque es atractivo para la auto-enseñanza. Un capítulo se puede cubrir en una tarde.

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Por ejemplo, Discrete-Event System Simulation (5th Edition), Jerry Banks, John Carson, Barry Nelson, David Nicol, Prentice-Hall, 2010 (622 páginas)

Prefacio: Aprendizaje Activo

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Existen diversos mecanismos para incluir la enseñanza activa en un aula. Algunos profesores empiezan la clase con algún tipo de planteamiento del problema y de orientación hacia las técnicas de modelización apropiadas en ese caso. Algunos otros van directamente al grano y realizan un ejercicio junto con los alumnos. Y otros intentan que los alumnos sigan el manual a su propio ritmo. Aún así, lo que es crítico en este tipo de enseñanza son los denominados “momentos de enseñanza”, como oposición a las clases magistrales. Estos momentos aparecen cuando se hacen preguntas u observaciones, lo que provoca una discusión en detalle sobre un tema en concreto. Algunas personas piensan en este proceso como un sistema de educación tipo “pull”. El enfoque asusta a muchos profesores porque no se puede seguir un formato estándar de clase o porque la discusión se alargue y algún tema se deje “sin cubrir”. Para asegurar que todos los implicados participan en este proceso activo de enseñanza, normalmente entregamos al principio de la clase una o dos páginas con preguntas que deben surgir al resolver el ejercicio. Hemos incluido algunas de ellas a lo largo y ancho del libro. Son preguntas que tienen respuestas cortas y que requieren que los alumnos presten atención a lo que van desarrollando. El resultado es una clase con un alto nivel de asistencia y participación, aunque no se controle oficialmente la asistencia, porque puntuamos a aquéllos que entregan los ejercicios al finalizar la clase. Asignaturas en la que se sigue esta metodología docente se crean una reputación de obligada asistencia.

3ª Parte: ¿Por qué enfatizar en la “Modelización”? Bajo nuestro punto de vista, la modelización vía simulación es una forma de “ingeniería de sistemas”, entendidos sistemas como procesos productivos o logísticos, incluso istrativos. Nuestra intención es hacer ingeniería o re-ingeniería de un proceso o sistema, pero, al ser complejo, dificultoso o incluso imposible experimentar con tal sistema, necesitamos desarrollar un modelo en un ordenador a imagen y semejanza del real o del futuro sistema, y experimentar con ese modelo (de forma similar a lo que hacen con un túnel de viento los diseñadores de nuevos aviones). La actividad crítica es el “desarrollo del modelo” – lo que se llama “modelización mediante simulación”, o “simulación” simplemente. Este tipo de modelización no es una ciencia exacta, pero se basa en un enfoque de resolución de problemas. Para desarrollar un modelo se necesita: (1) un conjunto robusto de conceptos sobre modelización (y el lenguaje en que se realiza la simulación), y (2) una implantación en un ordenador. Luego para ser un buen “simulador”, es necesario que adquieras conocimientos sobre los conceptos de modelización y experiencia en su uso. SIMIO proporciona un amplio abanico de conceptos y posibilidades sobre modelización vía simulación así como capacidades atractivas tanto visuales como tabulares para presentar resultados numéricos. Sin embargo, cualquiera que haya tenido experiencia en simulación sabe que los lenguajes y las herramientas tienen limitaciones y alguna vez no han podido desarrollar el modelo como les hubiera gustado. En lugar de utilizar el enfoque de “unidad/objeto, atributo y recurso”, SIMIO se basa en un paradigma con orientación a objetos más general, en el que los objetos ejecutan “procesos u órdenes”. Así, además de disponer de los objetos y procesos incluidos en una librería estándar, el puede añadir más, quitar los actuales o cambiarlos para satisfacer sus necesidades particulares. Por lo que aprender a utilizar SIMIO requerirá de un cambio de mentalidad. Tendrá el que apartar los enfoques que hayan utilizado con otros lenguajes y empezar a adoptar otra visión a la hora de atacar el proceso de desarrollo del modelo. Pensamos que si se trabaja este libro con cariño y atención, se aprenderá lo suficiente sobre el enfoque que sigue SIMIO como para poder subir un nivel y convertirlo en su propio enfoque sobre simulación.

4ª Parte: Organización del libro Este libro está organizado de forma conceptual para hacer modelos rápidamente. En los primeros cinco capítulos, nos concentramos en el uso de la Librería de Objetos Estándar, “Standard Library Objects”, de SIMIO. Se puede realizar mucha modelización sin necesidad de recurrir a conceptos u objetos más complejos. Los siguientes siete capítulos explican cómo ampliar los objetos estándar utilizando procesos, viii

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

“processes”. Este aprendizaje dota de mayor flexibilidad a la modelización sin necesidad de inventar una nueva librería de objetos. Los últimos capítulos se utilizan para discutir la creación de nuevos objetos y la modificación de los ya existentes en SIMIO, de forma que se demuestre todo el poder de este enfoque orientado a objetos. El libro está diseñado para que sea lea capítulo a capítulo, aunque sea posible elegir ciertos conceptos y temas. En los primeros capítulos, construimos modelos de forma directa sin mucha explicación de cómo se seleccionan ciertas características. En los últimos capítulos, por el contrario, se argumentan las elecciones de las distintas opciones así como otras posibles vías de modelización. Otros capítulos al final del libro profundizan también en ciertos temas vistos con anterioridad, puesto que es sabido que la redundancia en el aprendizaje ayuda a fortalecer los conceptos. Para cuando se acabe con el libro, se debe por tanto estar bien preparado para construir modelos en SIMIO y entender las bondades de los distintos enfoques que se pueden utilizar. Al final de la mayoría de los capítulos, se incluyen comentarios sobre los temas tratados. Se enfatizarán las fortalezas y debilidades del enfoque de modelización y el lenguaje utilizado (no tenemos intereses financieros en SIMIO). Los diseñadores de SIMIO fueron también los diseñadores de Arena, por lo que se encontrarán trazas y reminiscencias de Arena en SIMIO. Ya que alguno de los lectores migrará desde Arena, proporcionaremos información sobre estas trazas. Sin embargo, prepárense para ir mucho más allá de lo aprendido con otros lenguajes de simulación. Cuando se compara Arena y SIMIO, no se encontrarán en SIMIO rutinas de análisis para datos de entrada o de salida. SIMIO probablemente nunca tendrá la capacidad de analizar los datos de entrada, ya que hay muchos disponibles2. Cuando se usa un modelizador de datos de entrada, es necesario establecer de forma correcta una relación entre los parámetros estimados por el modelizador y los parámetros necesarios en SIMIO. El analista de resultados, “Output Analyzer”, y el analista de procesos, “Process Analyzer”, han sido incorporados a SIMIO, con la posibilidad de escribir información en ficheros externos para su posterior análisis. SIMIO está mejorando la presentación de resultados casi de forma diaria. También ha incorporado recientemente rutinas sobre selección y ranking de subconjuntos de alternativas, así como posibilidades de optimización. En un sentido muy limitado, SIMIO es como Arena con las capacidades de Siman para analizar procesos. Sin embargo, esta visión no hace justicia a la mayor flexibilidad y las enormes posibilidades ofrecidas por SIMIO. Además, SIMIO presenta la posibilidad de representar a escala el modelo en 3D, y posee una orientación a objetos que permite añadir y modificar objetos de forma sencilla. SIMIO dispone de una apariencia y una disposición más modernas y, en nuestra opinión, unas posibilidades mayores que las de la mayoría de los otros lenguajes de simulación.

5ª Parte: Estilos y Formatos Utilizados en este Libro Ciertos estilos se utilizan en este libro para ilustrar objetos, nombres y parámetros y para diferenciarlos claramente. Los objetos estándar de SIMIO se escriben en Versales y una fuente Courier New (SERVER) mientras que los creados por el también irán en negrita (DELAYOBJECT). Las propiedades asociadas con estos objetos se incluyen en cursiva (Processing Time). Los nombres de los procesos irán en cursiva y entre-comillados, como “OnEnteredProcessing”, mientras que los disparadores de proceso, “triggers” (Exited) sólo irán en cursiva al ser propiedades. Etapas en los procesos, como Assign se presentan en cursiva y en Courier New. SIMIO utiliza también muchas expresiones, que se indican en Courier New ( SrvOffice.Contents >0). Los nombres de los objetos que han sido definidos por el irán en negrita (incluir un servidor, SERVER, de nombre SrvOffice). Los valores asociados con las propiedades se incluirán de la misma forma que las expresiones o entre comillas para cadenas de texto (“True”).

2

Por ejemplo, véase EasyFit en http://www.mathwave.com/

Prefacio: Aprendizaje Activo

ix

6ª Parte: Reconocimientos Queremos dar las gracias a nuestros alumnos, que han ayudado mucho a nuestra comprensión del proceso de aprendizaje y que a menudo nos hacen que demostremos nuestra ignorancia o nuestra falta de preparación. Apreciamos también la respuesta amable de la gente de SIMIO a nuestra inacabable batería de preguntas y dudas, en especial a Dave Sturrock y a Dennis Pegden. Finalmente, queremos dar las gracias a nuestras familias por su comprensión y paciencia porque a menudo pasamos más tiempo hablando entre nosotros que con ellos. Por favor, hágannos saber cómo mejorar este “workbook” y cómo podemos satisfacer mejor sus necesidades. Jeff es ([email protected]) North Carolina State University Raleigh, North Carolina

F. Javier Otamendi ([email protected]) Universidad Rey Juan Carlos Madrid, España

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Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Capítulo 1 Introducción a SIMIO: La Tienda de Helados La simulación es muy útil. Casi cualquier persona que conoce y aprende simulación ve sus tremendas posibilidades de aplicación al mundo real. Prácticamente, cualquier sistema de fabricación, producción o servicios se puede beneficiar de un estudio basado en modelos de simulación. SIMIO puede hacer que la aplicación sea no sólo fácil de realizar sino que sirva a la vez como un enfoque robusto y potente para analizar problemas complejos. La simulación es divertida. Se pueden crear modelos que sean atractivos visualmente y SIMIO eleva el disfrute a niveles insospechados con su capacidad de presentación en 3 dimensiones (3D). Lo que significa que no sólo el lector puede ver cómo se comporta el modelo, sino también los que trabajan con él, aumentando la credibilidad del proceso.

Sección 1.1: El inicio Asumimos que ha instalado SIMIO en su ordenador y que está listo para empezar. Paso 1: Abra SIMIO o bien a través del menú Inicio en Windows o bien haciendo clic en un icono de SIMIO, “ ”, que quizás haya incluido en la barra de herramientas de Windows o en el Escritorio.

Barra de SIMIO

Parece MS Office

Crear un nuevo modelo Información General de SIMIO Modelos Elementales Versión

Modelos Completos

Figura 1.1: Abriendo la ventano de SIMIO

Introducción a SIMIO: La Tienda de Helados

1

La ventana que se abre según la Figura 1.1 se asemeja a las de Microsoft Office. Se ha de fijar en los recursos que SIMIO le facilita. “SimBits” hace referencia a la librería de modelos elementales (cada uno ilustrando una estructura de modelización particular de SIMIO) y “Example Projects” hace referencia a la librería con modelos completos. También se muestra la versión de SIMIO3. Querrá mantener su versión actualizada. Pinche ahora en “Create a new model.” para crear un nuevo modelo.

Undo/Redo

MySimioProject

Unidades

Pestaña de Ejecución Pestaña Abrir/Cerrar [Librería Estándar]

Objetos in MySimioProject de Navegación

Tapiz de Diseño Inspector de Propiedades

[Librería de Proyecto]

Figura 1.2: Creando un nuevo modelo Paso 2: Cuando se crea un nuevo modelo (véase la Figura 1.2), se definen automáticamente dos objetos. El tipo de entidades, MODELENTITY, que creará “entities” (traducido en este manual como “unidad o entidad”) que se mueven por el modelo mientras que el modelo, MODEL, contendrá el posicionamiento de los objetos y el flujo de las unidades. Dicho de otra forma, las unidades se mueven alrededor y entre los objetos que están posicionados. Paso 3: Haga clic con el botón derecho del ratón en MODELENTITY y MODEL en el de Navegación, Navigation , y seleccione las propiedades o características del modelo, Model Properties. Pregunta 1:

¿Cuál es el nombre por defecto de MODELENTITY?

3

Las versiones “Sprint” de SIMIO salen aproximadamente una vez cada tres meses, por lo que el software irá cambiando rápidamente. Asegúrese de conseguir las actualizaciones con nuevas características y con correcciones de posibles errores. 2

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Pregunta 2:

¿Cuál es el tipo de objeto de MODEL?

Paso 4: Tenga en cuenta siempre los botones Undo/Redo. Se pueden utilizar para corregir errores y recuperar componentes del modelo previamente utilizados. Cuando una acción no pueda ser revertida, SIMIO lanzará una advertencia. Paso 5: Las unidades (“Units”) son una forma conveniente de especificar las unidades por defecto de tiempo, distancia o longitud y de flujo.

Sección 1.2: La Tienda de Helados Una pequeña tienda de helados vende cucuruchos de helado. Los clientes llegan y esperan en cola hasta ser atendidos por uno de los dos dependientes. Estos dependientes reciben y preparan el pedido y se lo entregan al cliente, quien se dirige al cajero para pagar. Después de pagar, los clientes se van de la tienda. Mientras se prepara la simulación, suele ser conveniente realizar un diagrama de proceso o flujograma. La Figura 1.3 muestra los cuatro procesos en que se divide la compra y el pago del helado.

Llegada del Cliente

Elección del Helado

Pago del Helado

Dependiente

En el Cajero

Salida del Cliente

Figura 1.3: Flujograma de la Tienda de Helados Asumamos que conocemos lo siguiente:    

Que los clientes llegan a la tienda según un modelo de probabilidad exponencial, con un tiempo medio entre llegadas de 0.5 minutos. Que el tiempo que tarda el dependiente en interactuar con el cliente y entregarle el cucurucho de helado se puede representar mediante un modelo de probabilidad triangular, con un mínimo 0.4 minutos, una moda o valor más habitual de 0.9 minutos, y un máximo de 1.5 minutos. Que el tiempo que emplea el cajero en cobrar sigue también una distribución triangular con un mínimo de 0.3, una moda de 0.4 minutos, y un máximo de 0.6 minutos. Que el tiempo de desplazamiento entre cada proceso es de 15 segundos.

Si ambos dependientes están ocupados, los clientes esperarán en una única cola según lleguen, siguiendo lo que se denomina una prioridad FCFS (first-come, first-served; o FIFO; al primero que entra, primero se le atiende). También hay cola única delante del cajero. Asumiremos también que no hay problemas de espacio. Paso 1: Debería estar bastante claro que los clientes deberían ser modelizados con un MODELENTITY mientras que el MODEL representará el flujograma presentado en la Figura 1.3. Paso 2: Añada objetos en el modelo haciendo un clic sobre el objeto que se desee en la [Standard Library]. Arrastre el objeto sobre el tapiz de diseño y vuelva a hacer clic para colocarlos en posición (también puede hacer clic y arrastrar los objetos para recolocarlos o borrarlos del modelo). Cuando haga clic en un objeto, sus propiedades aparecen en el inspector de propiedades, property inspector (que suele estar colocado en el inferior derecho) - véase Figura 1.4.

Introducción a SIMIO: La Tienda de Helados

3





Añada un objeto fuente o generador de entidades, SOURCE, dos objetos que procesan o transforman entidades, SERVER, que será traducido por facilidad como servidor, y un objeto sumidero o eliminador de entidades, SINK – véase Figura 1.4. Conecte los objetos con un camino con tiempo de desplazamiento o retardo, TIMEPATH, haciendo clic en el nodo de salida (“output”, diamante azul) de un objeto y conectándolo con el nodo de entrada (“input”, diamante gris) de otro objeto. Puede hacer clic entre los nodos para crear un aspecto de línea quebrada lo que permite tener más flexibilidad a la hora de representar la conexión entre los objetos.

Note cambios en la barra

Objeto Fuente (Source) Seleccionado

Propiedades de la Fuente

Servidor

Nombre del Objeto

Camino con Tiempo de Desplazamiento Figura 1.4: Comenzando a Modelizar Paso 3: Añada nombres (“name”) a cada objeto. Puede cambiar el nombre de un objeto directamente4 o en la propiedad “General” dentro de la ventana de propiedades. Pregunta 3:

Un objeto servidor, SERVER, tiene tres líneas (“lines”) que lo rodean. ¿Cómo se llaman?

Pregunta 4: Un objeto SERVER tiene un nodo “input” y otro “output”. Estos nodos son también objetos de la [Standard Library]. ¿Cuál es el nombre en la librería estándar del nodo de entrada?

Pregunta 5:

4

4

¿Cuál es el nombre en la librería estándar del nodo de salida?

Haga doble click encima del objeto para cambiar el nombre directamente. Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Paso 4: Haga clic en cada objeto y rellene sus propiedades según las hipótesis y los datos de partida. La Figura 1.5 muestra las propiedades asociadas con el objeto fuente, SOURCE. Nombre de la Entidad Propiedades Objeto Fuente

Llegadas en función de Tiempo entre Llegadas

Unidades de Tiempo

Editor de Expresiones

Revela Detalles Descripción de la Propiedad

Figura 1.5: Propiedades de una Fuente Es importante estar seguro de que las unidades de tiempo son las correctas cuando se identifican expresiones que incluyen tiempos y distancias. Para introducir o revelar detalles en una ventana de diálogo, debe hacer clic en el icono . El editor de expresiones, Expression Editor, te permite escribir expresiones con el siguiente formato: Object.SubObject.SubObject(parámetros) Para activar el editor de expresiones, empiece por especificar un carácter. Selecciona el objeto, su(s) subobjeto(s), y su(s) propiedades. Los editores de expresiones tienen la facilidad de “auto-completar”, lo que significa que se completará el nombre a partir de los primeros caracteres. También indica si existen subobjetos disponibles para este objeto en particular. Pregunta 6:

¿Qué unidades de tiempo están asociadas al tiempo entre llegadas?

Paso 5: Complete su modelo añadiendo información a los dos servidores, SERVERS: 





Para el objeto PEDIR: o Initial Capacity: 2 o Processing time: Random.Triangular(0.4, 0.9,1.5) o Units: Minutes Para el objeto PAGAR: o Processing time: Random.Triangular(0.3, 0.4, 0.6) o Units: Minutes Para los objetos TIMEPATH: o TravelTime: 15 o Units: Seconds

Introducción a SIMIO: La Tienda de Helados

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Note que los nombres de los objetos están listados en la categoría “General” en el inspector de propiedades. Paso 6: Antes de ejecutar el modelo, vamos a cambiar el momento de tiempo en el que acabará la simulación en el configurador Run Setup, en la pestaña Ejecutar (“Run”), como muestra la Figura 1.6. Determinando el final

Figura 1.6: Determinando el Tiempo de Ejecución Paso 7: Ahora, simulemos durante un rato – haga clic en el botón

para empezar la simulación.

Paso 8: Vea cómo se mueven las entidades, MODELENTITIES ( ), por los caminos, TIMEPATHS. Las entidades se acumulan en el lugar denominado contenidos de la fila de entrada, INPUTBUFFER.CONTENTS, y se procesan en la fila PROCESSING.CONTENTS, ambos mostrados como “líneas” que rodean los objetos servidor. Puede mover los objetos mientras el modelo está en ejecución. Paso 9: Haga clic en la pestaña “View” y seleccione “3-D”. Pregunta 7: Mantenga apretado el botón izquierdo del ratón, y muévalo a derecha y a izquierda, arriba y abajo. ¿Qué sucede? Pregunta 8: Mantenga apretado el botón derecho del ratón, y muévalo a derecha y a izquierda, arriba y abajo. ¿Qué sucede? Paso 10:

Cambie entre las vistas 2-D y 3-D usando las teclas “2” y “3”

Pregunta 9: ¿Qué sucede en 2-D cuando se mantiene apretado el botón izquierdo del ratón, y éste se mueve a derecha y a izquierda, arriba y abajo? Pregunta 10: ¿Qué sucede en 2-D cuando se mantiene apretado el botón derecho del ratón, y éste se mueve a derecha y a izquierda, arriba y abajo? Paso 11: Experimente en 2-D y 3-D mientras mueve las estaciones y cambia el “layout” del modelo. Cambie el tiempo de desplazamiento del puesto Pedir a 50 segundos para percibir otro tipo de cambio.

Sección 1.3: Potenciando la Animación La animación, Animation, es a menudo lo que interesa a la gente acerca de un modelo. Un modelo de SIMIO en 3-D, aunque pueda requerir algo de trabajo adicional, puede motivar cierta atención extra. En esta sección, le daremos instrucciones para crear una animación que se asemeje a lo que se muestra en la Figura 1.7.

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Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 1.7: Animación Paso 1: Haga que los clientes aparezcan como personas, en vez de triángulos. Haga clic en MODELENTITY en el [Project Library] y arrástrelo dentro del tapiz. Seleccione el triángulo verde y, dentro de la sección Symbol→Project Symbols, busque dentro de los grupos y seleccione una persona de “Library\People”, haciendo clic sobre el icono para sustituir al triángulo. Mire la figura en 3-D y agrándela pasando el ratón por encima. Paso 2: Seleccione el objeto Pedir y elija una mesa, “table”, como figura. Repita el procedimiento para el objeto Pagar. Ajuste el tamaño de los objetos SERVER para que correspondan con el tamaño de una persona. Paso 3: Ahora, añadamos gente de pie detrás de las mesas. Para hacerlo, cambie a 3-D y seleccione la pestaña para dibujar, “Drawing”. Haga clic en el botón “Place Symbol” y seleccione una persona que represente al dependiente. Cuando la persona ha sido posicionada, puede hacer clic en una de las esquinas y presionar la tecla Ctrl para rotar el dibujo. Sitúe a la persona detrás de la mesa. Duplique al dependiente utilizando la secuencia Ctrl-V y Ctrl-P. Haga lo mismo para el objeto Pagar. Paso 4: Mueva los símbolos por el tapiz para conseguir una mejor visualización de la tienda de helados. Puede ahora añadir paredes utilizando la herramienta “Polyline” del Drawing . Asegúrese de incluir la altura del objeto en la sección “Object”. Debe darse cuenta de que las medidas de distancia están especificadas en metros salvo que lo especifique en Unidades. Puede que tenga que modificar la altura de los objetos para que sean consistentes. Paso 5: En una animación anterior, el camino entre Pagar y Salida debería también incluir un “path decorator”. Los decoradores de caminos se pueden invocar seleccionando el camino y seleccionando “Decorator”. Para visualizar mejor a la gente en este camino, el tiempo de desplazamiento a 300 segundos.

Introducción a SIMIO: La Tienda de Helados

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Paso 6: Ejecute la simulación y mire la animación. Cuando simule, puede que necesite ajustar su apariencia tanto en 2-D como en 3-D. Los símbolos que representan las colas o filas de espera se pueden alargar. Por ejemplo, el número de personas que esperan para pedir puede ser muy larga, por lo que igual desea alargar esa línea. Lo mismo puede suceder con la de procesamiento Processing.Contents. Recuerde que la longitud no tiene impacto en la capacidad sino sólo en la animación (incluso puede haber más en espera que dibujados). Pregunta 11:

Enseñe la simulación a sus amigos. ¿Cuál es su reacción?

Sección 1.4: Viendo Resultados Aunque la animación llama la atención, el objetivo de la simulación es comprender las características numéricas del sistema que está modelizando. Típicamente, estará haciendo cambios en el modelo hasta que identifique los cambios que quiera proponer o recomendar. Paso 1: Primero, miremos los resultados del modelo básico, mostrados en la Figura 1.8. Quizá podamos denominar a este modelo “sistema actual” (“present system”). En la pestaña de ejecución, “Run”, cambie la duración de la simulación a 8 horas. Los resultados de las simulación se pueden ver en la pestaña de resultados, “Results”. Pestaña de Resultados Atributos

Filtro

Variable Reordenar Resultados

Figura 1.8: Viendo Resultados

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Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Paso 2: Los resultados de la simulación se muestran en forma de tabla, “pivot table.” En la tabla se disponen los resultados en función de atributos, que son las cabeceras de cada columna. Paso 3: Cada atributo va acompañado de dos símbolos – uno para re-ordenar la columna y otro para filtrar o seleccionar lo que se muestra en cada columna. Pregunta 12: Filtre la estadísticas para mostrar sólo las medias para MODELENTITY. ¿Cuál es el número medio en el sistema, Number in System, y el tiempo medio de permanencia en el sistema, Time in System? Paso 4: Los atributos se pueden mover a derecha e izquierda en la pantalla. Paso 5: Haciendo clic con el botón derecho en “Results Field”, puede mostrar “show field list.” Así puede añadir otros campos de cálculo a las columnas. Paso 6: Las categorías, “Categories”, para las que se pueden obtener estadísticas son: Contenido, Content, Producción total, Throughput, Capacidad, Capacity, Tiempo de flujo, FlowTime, Estado en el que se encuentra un recurso, ResourceState y Tiempo de espera, HoldingTime. Estos resultados se aplican a cada fuente de datos. Paso 7: La utilización de recursos, Resource utilization, incluye tanto la utilización programada, “ScheduledUtilization”, como las unidades asignadas, “UnitsAllocated”, programadas, “UnitsScheduled”, y usadas, “UnitsUtilized”. Estas variables hacen referencia a la utilización real de la capacidad de un objeto así como a la capacidad programada media. La utilización programada, “ScheduledUtilization”, se calcula como el ratio que resulta de dividir el tiempo real de uso de un recurso entre el tiempo total que estaba previsto que trabajara según la programación. Pregunta 13:

¿Cuál es la utilización de la capacidad del objeto Pedir?

Paso 8: Advierta que el tiempo de espera se muestra como “HoldingTime” del “InputBuffer” mientras que “Content” de InputBuffer muestra el número en espera.5 Pregunta 14:

¿Cuál es el número medio (contents) en el InputBuffer de Pedir?

Pregunta 15:

¿Cuál es el tiempo medio de espera (holding time) en el InputBuffer de Pedir?

Pregunta 16: ¿Por qué el número medio de Content de Pedir es igual a la media de unidades programadas, UnitsAllocated, con anterioridad?

Pregunta 17:

¿Cuál es la utilización del objeto Pagar?

Paso 9: Para volver al modelo, necesita seleccionar la pestaña “Facility”, que está a la misma altura que la pestaña “Results”.

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La terminología de SIMIO de “HoldingTime” y “Content” puede parecer que no sea estándar. Generalmente, la Teoría de Colas o de Líneas de Espera utiliza los términos “waiting time” y “number in queue”. También “waiting line length” o “number waiting” son términos que se utilizan en vez de “number in queue.”

Introducción a SIMIO: La Tienda de Helados

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Sección 1.5: Comentario Si ha estado construyendo el modelo con nosotros, puede haber notado lo siguiente: 

El botón de deshacer/rehacer de SIMIO, undo/redo, es muy conveniente. En el caso de caminos, puede cambiar el tipo de camino usando el botón derecho del ratón. Estas características facilitan la posibilidad de probar, y entonces deshacer o rehacer los cambios.



Las entidades no cambian de orientación durante la animación sino son los caminos los que ayudan a cambiar de dirección, pero manteniendo la orientación en las líneas que representan las colas de espera o de procesamiento (lo que puede ser una oportunidad para una nueva versión de SIMIO).



La herramienta visual para mostrar resultados de forma gráfica se describirá más tarde.



La noción de una librería estándar de la que se arrastran objetos dentro del tapiz es muy similar a la forma en que se construyen modelos a partir de módulos en Arena. En lugar de los cuadros de diálogo de Arena, SIMIO utiliza el inspector de propiedades.

Si usted está familiarizado con el diseño orientado a objetos, Object Oriented Design (OOD), la librería de SIMIO, [Standard Library], debería ser denominada más apropiadamente como una librería de clase, “class” library. Son las clases de las que se crean objetos. La acción de seleccionar y mover al tapiz estos objetos es lo que permite crear una instancia del objeto. Las propiedades, tal como se muestran en el inspector de propiedades, son las características básicas de los objetos. Más adelante, verá cómo añadir propiedades. Las propiedades se pueden inicializar pero no cambiar. Otro tipo de atributo, al que SIMIO denomina variable de estado, STATE variable, puede ser incluida en el modelo si los atributos han de ser modificados durante la simulación.

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Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Capítulo 2 Modelizando Aeropuerto,

Distancias

y

Desplazamientos:

Un

Nuestro objetivo es modelizar gente en su llegada al aeropuerto para pasar el proceso de facturación. En primer lugar, sólo nos preocuparemos con el tiempo que necesitan los pasajeros para llegar al control de seguridad, y que se puedan determinar el número de mostradores necesarios en facturación. Los pasajeros llegan al terminal y se acercan al puesto de facturación para obtener el billete. Después del check-in, los pasajeros se dirigen al control de seguridad. Los pasajeros llegan de acuerdo a un modelo exponencial con una media de un minuto entre llegadas. Se dirigen andando hacia el mostrador de facturación a un ritmo de entre 2 y 4 millas por hora (según un modelo uniforme). Los pasajeros cubren una distancia de 50 yardas desde la entrada al edificio hasta el check-in. Después de la facturación, han de recorrer 65 yardas hasta el control de seguridad. Existen en la actualidad 4 mostradores con sus respectivos operarios, que tardan entre 2 y 5 minutos por pasajero, siguiendo una distribución uniforme. Los pasajeros esperan en una fila común a todos los puestos según su orden de llegada. El modelo de simulación debe ser ejecutado para un período de 24 horas.

Sección 2.1: Desarrollando el modelo Paso 1: Cree un nuevo modelo, como el que se muestra en la Figura 2.1. Haga clic con el botón derecho en objetos en el [Navigation] y vea sus propiedades. Llame al proyecto, PROJECT, “Aeropuerto”. Incluya el valor “Pasajeros” en la propiedad Model Name. Llame al modelo, MODEL, “Aeropuerto”. Añada una fuente o llegada, SOURCE, un servidor, SERVER, y un sumidero o salida, SINK, de a librería estándar al tapiz Facility, y conéctelos utilizando un camino, PATH (todo esto puede ser realizado utilizando el Add-In desde “Project Home”). Paso 2: Haga clic y arrastre dentro del tapiz una entidad de MODELENTITY desde el [Project Library]. Cambie los nombres de los objetos para identificar el puesto o la operación que representan. Cambie también el nombre de DefaultEntity a Pasajero. Cambie su símbolo a una persona utilizando la librería de objetos y personas.

Modelizando Distancias y Desplazamientos: Un Aeropuerto,

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Figura 2.1: El Modelo Básico Paso 3: Incluya la velocidad de movimiento del pasajero como Random.Uniform(2,4) en millas por hora (miles per hour), en el objeto Pasajero. Incluya el ritmo de llegadas en la propiedad interarrival time, Random.Exponential(1) en minutos, en el objeto Llegada. Ponga como ProcessTime en CheckIn Random.Uniform(2,5) en minutos y determine la capacidad de este elemento como 4. Paso 4: Para los caminos, cambie la propiedad Drawn to Scale , dibujar a escala, a “FALSE” e incluya las distancias correctas en ambos objetos. Recuerde que el camino desde la entrada a check-in es de 50 yardas mientras que el camino entre check-in y seguridad es de 65 yardas.

Sección 2.2: Utilizando la Biblioteca de Diseño 3D de Google Paso 1: Aunque ya podríamos ver la simulación, cambiemos el símbolo del CheckIn. Se puede hacer tanto haciendo clic en el objeto y cambiando el símbolo a alguno de los predeterminados de SIMIO, o descargando nuevos símbolos desde Google’s 3D Warehouse. O si ya dispone de modelos en su ordenador, importando dibujos desde ellos. Paso 2: Para utilizar nuevos símbolos, seleccione el objeto CheckIn y elija alguna de las opciones de Project Symbols. “Google’s 3D Warehouse” debería aparecer cuando selecciona el botón “ Symbol”, que le permitirá buscar el modelo que quiera. Cuando lo haya encontrado, haga clic en “ Model” y SIMIO los importará en una ventana en la que se pueden cambiar sus propiedades, como el tamaño y la orientación. Pruebe a buscar “Airport Baggage”. Paso 3: Cuando haya descargado de Google, aparece la ventana “Import”. Puede ver el símbolo descargado en 2D o 3D. El símbolo tiene su longitud, anchura y altura en metros, variables que pueden ser modificadas. También se muestra una ayuda, “hint”, sobre la altura, en relación a la de una persona. Finalmente, se puede rotar el objeto de forma que tenga la orientación6 adecuada. Paso 4: Posicione el CheckIn de forma que el input BASICNODE, la fila InputBuffer, y la fila de Processing se asemejen a un aeropuerto, siguiendo la Figura 2.2. Paso 5: Ejecute el modelo y ajuste la animación (en 2D y 3D). Modifique la fila Processing de CheckIn de forma que sólo 4 personas puedan estar en proceso a la vez (recuerde que la capacidad es cuatro).

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Utilice la ventana “hint”, que se abre al presionar la tecla “h” del teclado: ayuda a rotar, dimensionar y mover objetos en SIMIO.

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Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Input

Processing (para 4 puestos)

Símbolo Descargado

Input Buffer Queue Figura 2.2: CheckIn

Sección 2.3: Examinando los resultados Los resultados de una simulación son variables aleatorias producidas por las entidades que fluyen por el modelo y son procesadas. Su llegada es aleatoria lo mismo que los tiempos de proceso. Así, una repetición o ejecución del modelo resulta en un único valor experimental. Este valor no es preciso, por lo que necesitamos hacer muchas repeticiones para mejorar la precisión. Paso 1: Cambie la duración de una repetición a 24 horas y ejecute la simulación. Cuando finalice, haga clic en “Results” y accede a la pantalla de resultados. Pregunta 1:

¿Cuál es el número medio de personas esperando en el mostrador de facturación?

Pregunta 2:

¿Cuánto tiempo esperan de media?

Pregunta 3:

¿Piensa que son buenos resultados? ¿Por qué sí o por qué no?

Paso 2: Para ganar en confianza en nuestros resultados, el modelo ha de ser simulado varias veces. En la pestaña “Project Home” se puede añadir un experimento que facilite la ejecución múltiple de un modelo. En la pestaña “Design”, cambie el número de repeticiones a 10 y realice el experimento. Debe tardar poco y el final de cada repetición debe ir apareciendo en la ventana de comentarios en la parte de debajo de la pantalla. Las repeticiones no tienen que ser realizadas en un orden secuencial, pues dependerá de las características del ordenador. Paso 3: Puede ver los resultados en la tabla “Pivot Grid” o en la pestaña “Reports”. Los campos incluidos ahora son el mínimo “Minimum”, el máximo “Maximum”, y el error “Half-width”. El error es la mitad de la anchura de un intervalo de confianza del 95%. El nivel de confianza, “Confidence Level”, puede ser modificado en las propiedades del experimento, Experiment Properties. Pregunta 4: ¿Cuáles fueron los resultados para el número de pasajeros en el sistema de facturación, en términos medios, mínimos y máximos, y de error? Paso 4: Se puede añadir la desviación típica o estándar de la media haciendo clic con el botón derecho sobre Filter Fields, y seleccionando la opción Std. Dev de “Show Field List”. Pregunta 5:

¿Qué valor ha obtenido para la desviación típica del número de pasajeros en el sistema?

Modelizando Distancias y Desplazamientos: Un Aeropuerto,

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Paso 5: Para quitar un campo, arrástrelo a la lista de campos, PivotGrid Field List.

Sección 2.4: Usando experimentos Suponga ahora que queremos analizar el efecto de los cambios en la capacidad o número de operarios en los mostradores de facturación o check-in. Podríamos simplemente cambiar la capacidad y volver a ejecutar la simulación para obtener nuevos resultados. Una forma mejor es montar un experimento de SIMIO, “experiments”. Paso 1: En el Facility, seleccione el objeto CheckIn. Haga clic con el botón derecho en la propiedad capacidad inicial, Initial Capacity, y seleccione “Set Referenced Property”. Cree una nueva propiedad, “Create New Referenced Property”, y denomínela CheckInCapacity. Paso 2: En la pestaña “Project Home”, cree un nuevo experimento, “New Experiment”, y vea la pestaña de diseño, “Design”. Se muestra nuestra nueva propiedad de referencia en una nueva columna. Paso 3: Añada nuevos escenarios, nuevas filas en la tabla, y cambie los valores de la nueva variable CheckInCapacity a 2, 3 y 4. Puede añadir filas haciendo clic en el símbolo asterisco “*” de la primera columna. La tabla del experimento debe asemejarse a la mostrada en la Figura 2.3.

Propiedad de Referencia

Figura 2.3: Escenarios del Experimento Paso 4: Ejecute el experimento, que se compone de 10 repeticiones de cada escenario. Se finaliza rápidamente puesto que SIMIO utiliza todos los procesadores de su ordenador. Paso 5: Advierta que la tabla de resultados, Pivot Grid, incluye ahora columnas para cada escenario. Pregunta 6:

¿Cuál es el tiempo medio en el sistema mínimo para el Scenario Cap4?

Paso 6: La pestaña de resultados, “Reports”, es una buena forma de comparar escenarios, pues estos se ordenan bajo cualquier variable. Pregunta 7: ¿Cuál es el valor medio y el error para el tiempo medio de permanencia en el sistema? ¿Por escenario? Paso 7: Suele ayudar y es aconsejable añadir variables de salida o respuesta, “responses”, en el experimento. Simplemente, haga clic en “Add Response” en la pestaña “Design”. Añada las siguientes dos respuestas con las siguientes expresiones:  

Tiempo en el Sistema (TimeInSystem): Pasajero.TimeInSystem.Average Número total atendido (TotalNumberProcessed): Pasajero.NumberDestroyed

Paso 8: Haga reset y empiece otra vez la simulación mirando a los resultados en los gráficos de respuesta (“Response Chart” results) a la vez que la tabla de resultados (véase Figura 2.4). Para organizar las 14

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

pestañas, haga clic en la pestaña que desea mover y arrástrela a la posición que desee en la ventana. También lo puede hacer con el botón derecho, para moverlas de forma agregada.

Respuestas

Gráficos de respuesta

Máximo

Mínimo

Percentil del 75% Media Percentil del 25%

Mediana Figura 2.4: Resultados obtenidos

Paso 9: Claramente, a medida que la capacidad sube (hay más operarios), el tiempo en el sistema baja y el número de clientes atendidos aumenta. Paso 10: Puede modificar la gráfica utilizando las opciones proporcionadas por el “Response Chart”. La gráfica muestra por defecto el máximo valor observado de la variable, el percentil del 75% o cuartil 3, la mediana o el percentil del 50%, el percentil del 25% o cuartil 1 y el mínimo (véase Figura 2.4). La sombra proporciona además el intervalo de confianza de la media, con el nivel de confianza especificado en el experimento.

Sección 2.5: Comentario 

La desviación típica que se muestra en el “Results Field” es realmente el error estándar (desviación típica de la media). No se calculan las desviaciones típicas de una repetición del modelo, aunque sería posible y disponer de ella ayudaría en ciertos casos (por ejemplo, al determinar políticas de gestión de stocks). El peligro estriba en que la desviación típica tomando como base una única repetición no puede ser utilizada para calcular un intervalo de confianza robusto, ya que las observaciones no provienen de una distribución normal y no son independientes e idénticamente distribuidas (iid).



La tabla de los experimentos es similar al Process Analyzer de Arena. SIMIO, sin embargo, permite ejecutar repeticiones y escenarios en múltiples procesadores en paralelo. Los gráficos en SIMIO se denominan SMORE (SIMIO Measure of Risk and Error) plots (para más información, lea el “Experiment Response Chart” en la documentación de SIMIO).



El Capítulo 12 describirá con más detalle la forma de analizar resultados: Gráficos SMORE, selección de alternativas (selección de subconjuntos - subset selection -, ranking y selección ranking/selection -, y optimización).



En Arena, las salidas de los modelos se gestionan en MSAccess. SIMIO gestiona los resultados internamente.

Modelizando Distancias y Desplazamientos: Un Aeropuerto,

15

Capítulo 3 Caminos con Desvíos, Tablas de Ritmos y Dependencias entre Entidades: Aeropuerto bis En un aeropuerto, existe normalmente más de un tipo de facturación, así como más de un tipo de pasajero (por ejemplo, auto check-in o un pasajero internacional). Nuestro objetivo es mejorar el modelo desarrollado en el Capítulo 2, para dirigir los flujos hacia los diferentes mostradores de facturación cambiando los patrones de llegada de los pasajeros en función de su tipología. Los cambios se realizan utilizando tablas de datos (data tables) y de ritmos (rate tables). Como en el capítulo anterior, nuestra principal preocupación es controlar el tiempo que tardan los pasajeros en facturar y llegar al control de seguridad, buscando determinar el número de mostradores de facturación necesarios.

Sección 3.1: Elección de Caminos Paso 1: Borre el objeto EXPERIMENT del modelo del aeropuerto desarrollado en el capítulo anterior. Mejoraremos el modelo para incluir la elección de tres posibles rutas a seguir por los pasajeros que llegan al aeropuerto. Los pasajeros que necesitan facturar y coger sus billetes pueden tanto facturar en la acera exterior del terminal o en los mostradores principales dentro del aeropuerto, mientras que el resto que no ha de facturar puede ir directamente hacia el control de seguridad (véase Figura 3.1). Ruta1 Ruta2

Ruta3

Figura 3.1: Creando Caminos Ruta1: Los pasajeros que facturan en la acera necesitan recorrer 10 yardas para llegar al mostrador donde un único operario emplea para facturar entre 1 y 5 minutos, con una valor más habitual o moda de 2 minutos. Una vez que han facturado, recorren 125 yardas hasta el control de seguridad. Ruta2: Los pasajeros que han realizado la facturación online y no necesitan pasar por el mostrador, sólo necesitan recorrer las 125 yardas hasta el control de seguridad. Ruta3: El resto de pasajeros, que van a utilizar los mostradores dentro del edificio, necesitan recorrer 50 yardas hasta alcanzar uno de los dos mostradores que existen. Los operarios emplean por pasajero entre 3 y 10 minutos, según un modelo uniforme. Para llegar al control de seguridad, han de recorrer 65 yardas más. Paso 2: Se ha observado la distribución de probabilidades por ruta de los pasajeros (Tabla 3.1).

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Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Tabla 3.1: Tipos de Pasajero Check-in Acera Mostrador No Check-in (Carry on)

Porcentaje 10% 70% 20%

Paso 3: Para modelizar la decisión de un pasajero sobre su posible ruta, se ha de utilizar la propiedad Selection Weight , de los objetos camino, PATH. La probabilidad de elegir una ruta en particular es el peso otorgado a esa ruta dividido por la suma de los pesos otorgados a cada una de las rutas alternativas. Incluya ahora los pesos a cada ruta (véase Figura 3.2).

Peso según Probabilidad

Figura 3.2: Pesos para Cada Ruta Paso 4: Recuerde que hay que seleccionar también la regla de conexión, en este caso de salida, Outbound Link Rule. En esta caso hay que hacer referencia a las probabilidades, por lo que se elige la opción “By Link Weight” en Output@Llegada (véase Figura 3.3).

Reglas de Conexión

Figura 3.3: Regla de Salida Paso 5: Simule el modelo una vez, con una duración de 24 horas. Puede que quiera mejorar la animación. Pregunta 1: ¿Cuál es el número medio de pasajeros esperando tanto en la acera como en los mostradores?

Pregunta 2:

¿Y los tiempos medios de espera en ambos procesos de facturación?

Caminos con Desvíos, Tablas de Ritmos y Dependencias entre Entidades: Aeropuerto bis

17

Pregunta 3:

¿Cuál es el tiempo medio de espera en el sistema de facturación?

Sección 3.2: Cambiando el Ritmo o Patrón de Llegada Los pasajeros no suelen llegar con un ritmo constante a lo largo de todo el día a un aeropuerto (incluso si llegan de forma aleatoria), por lo que debemos ampliar nuestro modelo para manejar esa situación. Nuestro nuevo enfoque es permitir variaciones en los ritmos de llegada a lo largo del día. Para modelizar estos cambios de ritmo, utilizaremos un objeto en SIMIO que se denomina tabla de ritmos, RATE TABLE. Esta tabla se ha de referenciar cuando se determine la lógica de llegadas de un objeto fuente, o SOURCE. Es importante comprender que los tiempos entre llegadas consecutivas para estos ritmos asumirán que provienen, como es habitual, de una distribución exponencial. La media de esta distribución es lo que cambia durante el día. Si estos tiempos son uniformes, es conocido que el número de llegadas sigue una distribución Poisson. Como el parámetro (su media) cambia con el tiempo, se denomina formalmente como un proceso de llegadas “Poisson no-homogéneo”, o NHPP (Non-Homogeneous Poisson Process). De esta forma, cuando se utiliza una tabla de ritmos de SIMIO, se asuma que el proceso de llegadas es NHPP. Paso 1: Para crear un patrón de llegadas, RATE TABLE, seleccione los datos en la pestaña “Data” y luego haga clic en Create→Rate Table, asignando el nombre engerArrivalRate. La Tabla 3.2 muestra el flujo por hora a lo largo de las 24 horas del día. Se muestra que llegan más pasajeros por la mañana entre las 6 y las 9 y por la tarde entre las 18 y las 20 horas. Un ritmo de 0 implica que no llegan clientes durante esa hora. Tabla 3.2: Patrón Horario de Llegadas Comienzo del Intervalo Final del Intervalo de Tiempo de Tiempo Día 1, 00:00:00 Día 1, 01:00:00 Día 1, 01:00:00 Día 1, 02:00:00 Día 1, 02:00:00 Día 1, 03:00:00 Día 1, 03:00:00 Día 1, 04:00:00 Día 1, 04:00:00 Día 1, 05:00:00 Día 1, 05:00:00 Día 1, 06:00:00 Día 1, 06:00:00 Día 1, 07:00:00 Día 1, 07:00:00 Día 1, 08:00:00 Día 1, 08:00:00 Día 1, 09:00:00 Día 1, 09:00:00 Día 1, 10:00:00 Día 1, 10:00:00 Día 1, 11:00:00 Día 1, 11:00:00 Día 1, 12:00:00 Día 1, 12:00:00 Día 1, 13:00:00 Día 1, 13:00:00 Día 1, 14:00:00 Día 1, 14:00:00 Día 1, 15:00:00 Día 1, 15:00:00 Día 1, 16:00:00 Día 1, 16:00:00 Día 1, 17:00:00 Día 1, 17:00:00 Día 1, 18:00:00 Día 1, 18:00:00 Día 1, 19:00:00 Día 1, 19:00:00 Día 1, 20:00:00 Día 1, 20:00:00 Día 1, 21:00:00 Día 1, 21:00:00 Día 1, 22:00:00 Día 1, 22:00:00 Día 1, 23:00:00 Día 1, 23:00:00 Día 2, 00:00:00

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Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Ritmo de Llegada 0 0 0 0 0 30 90 100 75 60 60 30 30 30 60 60 75 100 90 30 0 0 0 0

Aunque puede modificar la duración y el número de los intervalos de tiempo durante los cuales el ritmo de llegada es constante, no se puede modificar el ritmo, que está fijado según los eventos por hora, events per hour. Paso 2: Modifique la fuente Llegada (véase la Figura 3.4 en busca de detalles). Modifique las llegadas

Figura 3.4: Especifique un Ritmo de Llegada Variable Paso 3: Ejecute el modelo otra vez y analice los resultados. Pregunta 4:

¿Cuál es el tiempo medio de espera en cada uno de los tipos de mostrador?

Pregunta 5:

¿Cuál es el tiempo medio de facturación de un pasajero?

Sección 3.3: Diferenciando entre Entidades: Tablas de Datos En un aeropuerto aparecen distintos tipos de pasajero. Algunos son viajeros nacionales mientras que otros son viajeros internacionales. Algunos pasajeros son minusválidos y requieren atención especial. Los diferentes tipos de pasajeros implican distintos tipos de proceso. Para modelizar estos tres casos, se usan tablas de datos, Data Tables. Paso 1: Para crear una tabla de datos, DATA TABLE, haga clic en “Tables” en la pestaña “Data”, y luego en “Add Data Table.” Llámela engerTable. En nuestra tabla de datos, se ha de mostrar el tiempo de procesos para cada uno de los tres tipos de pasajero en cada mostrador de facturación. Seleccione las propiedades en la opción “Standard Property” en la sección Properties. La propiedad engerPriority será de tipo entero, Integer, mientras que los tiempos de facturación serán propiedades tipo Expression7. Las prioridades 1, 2, y 3 representan los pasajeros nacionales, internacionales y minusválidos (Figura 3.5). Propiedades

Figura 3.5: La Tabla de Datos

7

Si primero especifica el nombre “General”, se convertirá en el valor por defecto de la propiedad “DisplayName”.

Caminos con Desvíos, Tablas de Ritmos y Dependencias entre Entidades: Aeropuerto bis

19

Aunque los tiempos de facturación estén en minutos, no tenemos que especificar sus unidades, “Unit Type” (véase Figura 3.68). Dejar sin Especificar las Unidades de Tiempo

Figura 3.6: Propiedades de Check-In Paso 2: Referenciaremos estos tiempos de llegada directamente desde la tabla de datos, utilizando la propiedad, InitialPriority , y la variable de estado Priority del objeto Pasajero. Para inicializar las prioridades de forma diferente para representar cada uno de los tipos de Pasajero, debemos utilizar una distribución discreta, Discrete (introducida según su distribución acumulada). En la Figura 3.7, cada tipo de pasajero que es igualmente posible.

Distribución Discreta donde cada tipo de pasajero es igualmente posible (un tercio)

Prioridad Inicial

Figura 3.7: Propiedades de Pasajero Paso 3: Una propiedad, “property”, de un objeto se inicializa cuando se crea el objeto y no puede ser cambiada. Aún es más, comparte sus valores con todos los demás objetos. Una variable de estado, “state variable”, es una característica de un objeto que sí puede ser alterado. Además, las variables de estado pueden ser asociadas con objetos individuales y así cada objeto tiene sus propios valores (pero modificables). La propiedad InitialPriority se define en SIMIO para todas las entidades del modelo, pero se asigna inmediatamente por SIMIO cuando se crea la correspondiente variable de estado Priority (también definida por SIMIO). Pregunta 6: ¿Dónde se puede encontrar la definición de MODELENTITY sobre la variable de estado Priority?

8

Puede parecer obvio que las unidades de las propiedades de tiempo se deben especificar; sin embargo, si las unidades de tiemp o no están en horas (véase Paso 3), SIMIO no hará la interpretación apropiada. Por eso es mejor dejar las unidades sin especificar y no se intentarán convertir los datos hasta que se usen. 20

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Paso 4: Necesitamos ahora especificar el tiempo de proceso de los distintos mostradores de facturación para que dependa del tipo de pasajero. Para ello se trabaja con la variable de estado Priority:  

En CurbSideCheckin: PasajeroTabla[Pasajeros.Priority].CurbSideCheckInTime En CheckIn: PasajeroTabla[Pasajeros.Priority].InsideCheckInTime

Perciba que lo que va entre corchetes [] se usa para designar la fila específica dentro de la tabla, de forma similar a las matrices en los lenguajes de programación. Desafortunadamente, el editor de expresiones no conoce las propiedades de la tabla de datos, DATA TABLE, por lo que se debe teclear la propiedad dentro de la expresión. También, asegúrese de que las unidades del tiempo de proceso son minutos. Paso 5: Ejecute el modelo. Acuérdese de que no llega nadie hasta las 5am, por lo que no hay animación hasta ese momento. Pregunta 7:

¿Cuál es el tiempo medio de espera por tipo de facturación (Curbside y Inside)? 9

Pregunta 8:

¿Cuál es tiempo medio de facturación para un pasajero?

Sección 3.4: Más sobre Rutas Hay veces que las filas en los mostradores tradicionales de dentro del edificio parecen saturadas. Decidimos añadir un segundo mostrador dentro del terminal para atender a los pasajeros durante los períodos pico. Esencialmente, los pasajeros se dirigirán a aquella fila que tenga menos gente. La distancia desde este segundo grupo de mostradores al control de seguridad es de 75 yardas. Paso 1: Añada el segundo mostrador. Llámelo CheckIn2. Asuma que tiene una capacidad de 1 y un tiempo de proceso igual a los de los otros mostradores. Añada un camino adicional de 75 yardas hasta el control de seguridad, Security. Paso 2: Hay que modelizar la decisión que toman los pasajeros que facturan en el interior del terminal de forma que se dirijan a la fila con menos gente. Hay varias formas para modificar el modelo. Quizá la forma más obvia sea añadir un TRANSFERNODE que manda pasajeros a la cola más corta. La distancia desde LLEGADA a este TRANSFERNODE es de 50 yardas (recuerde que el peso es 70 para este camino y que tendrá que borrar el camino original hacia el objeto CheckIn).  

En el TRANSFERNODE se debe especificar la regla Outbound Link Rule como “By Link Weight” Marque las propiedades de pesos, Selection Weights, de los dos caminos que salen del TRANSFERNODE (el “valor” de una expresión verdadera, “true”, es 1 y 0 si es falsa, “false”)

(1) Hacia CheckIn: CheckIn.InputBuffer.Contents.NumberWaiting <= CheckIn2.InputBuffer.Contents.NumberWaiting

9

Los resultados del modelo no se separan automáticamente por tipo de pasajero. Hay que utilizar conceptos (por ejemplo, añadir tus propias variables de resultados) que se describen en el Capítulo 5 y en el Capítulo 6.

Caminos con Desvíos, Tablas de Ritmos y Dependencias entre Entidades: Aeropuerto bis

21

(2) Hacia CheckIn2: CheckIn2.InputBuffer. Contents.NumberWaiting < CheckIn.InputBuffer.Contents.NumberWaiting Pregunta 9: ¿Cuál de los dos mostradores es el elegido cuando existen empates porque las filas InputBuffer tienen el mismo número de pasajeros (por ejemplo, si las dos están vacías)? Pregunta 10:

¿Cuál es la utilización de CheckIn2? ¿Tiene sentido tener los dos mostradores?

Sección 3.5: Horarios y Turnos de Trabajo Supongamos que deseamos tener abierto el segundo mostrador sólo entre las 10am y las 6pm. Esta problemática requiere la utilización de horarios de trabajo, que serán especificados con el componente “Schedules” de la pestaña “Data”. Paso 1: Haga clic en el botón “Add Schedule” en el icono “Schedules” de la pestaña “Data”. Denomine este horario como SecondCheckInStation. Cambie el patrón de días de trabajo, Days in Work Pattern, a 1 – este horario se repetirá todos los días. Paso 2: En la pestaña de ciclo de trabajo, “Work Cycle”, haga clic con el botón derecho en la ventana para que aparezca el editor de ciclos, “Edit Cycle Item”. Incluya un valor de 1 en la variable que especifica que este recurso sí trabaja durante un período reducido, On Shift Value, y que empieza su jornada a las 10am y la acaba a las 6pm. Paso 3: En la tapiz Facility, haga clic en el objeto CheckIn2. Cambie el tipo de capacidad de trabajo, Capacity Type a WorkSchedule y el horario Work Schedule a SecondCheckInStation (Figura 3.8). Horario de Trabajo

Figura 3.8: Especificando un Work Schedule Paso 4: Ahora, necesitamos asegurarnos de que la gente que elige facturar dentro del terminal sólo va hacia el segundo mostrador CheckIn2 cuando esté abierto. Se necesita otro TRANSFERNODE (Figura 3.9). Input@CheckIn Llegada de Pasajeros Nuevo TRANSFERNODE para elegir un mostrador que esté abierto

TRANSFERNODE en el que se elige la fila más corta Input@CheckIn2

Figura 3.9: Añadiendo un TransferNode para Mejorar la Lógica

22



El nuevo TRANSFERNODE debe dirigir también a los pasajeros según el peso By Link Weight.



El camino hasta Input@CheckIn tiene una distancia de 0 y una propiedad Selection Weight: TimeNow <=10 || TimeNow>=18

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO



El camino hacia TRANSFERNODE para elegir la fila más corta tampoco tiene longitud y como propiedad Selection Weight: TimeNow > 10 && TimeNow <18

Paso 5: Ejecute el modelo y obtenga los siguientes resultados: Pregunta 11:

¿Cuál es el tiempo medio de facturación de un pasajero?

Pregunta 12:

¿Cuál es el tiempo medio de espera de un pasajero en el mostrador situado en la acera?

Pregunta 13:

¿Cuál es el tiempo medio de espera de un pasajero en el mostrador del terminal?

Pregunta 14: ¿Cuánto tiempo está trabajando el operario que está situado en el mostrador de la acera? ¿Porcentaje de utilización? Pregunta 15: ¿Cuánto tiempo están trabajando los operarios que están situados en los mostradores interiores? ¿Porcentaje de utilización? Paso 6: Dése cuenta que en la simulación, hay pasajeros que están en fila cuando el mostrador CheckIn2 cierra porque acaba su jornada. Allí se quedan estancados; solucionaremos el problema en otro capítulo más adelante.

Sección 3.6: Comentario 

La especificación de NHPP en SIMIO es casi idéntica a la de Arena, incluso cuando se fija en número de unidades según el ritmo de llegada (llegadas por hora).



SIMIO cambia la probabilidad acumulada y su valor de cómo se especificaba una distribución discreta en Arena. Ambas requieren que se incluyan de forma acumulada. Tenga cuidado.



No resulta obvio que las unidades de medida no deban ser especificadas cuando se usan en las tablas de datos otras que no sean horas (o metros). La razón no está clara y se basa en cómo SIMIO convierte tiempos en horas y distancias en metros. Por ejemplo, supongamos que su tabla de datos incluye un tiempo de proceso de 30 minutos (especificando minutos). SIMIO almacenará este valor como 0.5 horas. Si entonces se referencia este tiempo como tiempo de proceso en minutos, el valor se usa como si fuera en minutos. Al dejarlo sin especificar, los datos de la tabla no se convierten y se interpretan de forma correcta. Más aún, podríamos decir también que el tiempo de proceso es en horas y si la tabla de tiempos utiliza minutos como unidad, la conversión también es correcta. Lo que se ha dicho sobre tiempo también aplica a distancias, pues la unidad básica en SIMIO es el metro. Una de las razones de utilizar este sistema de conversión es que se referencia directamente la propiedad de tabla a través de su fila y SIMIO no se acuerda de las unidades de esta propiedad. Más adelante, utilizaremos referencias que no emplean una referencia directa y por tanto no serán necesarias estas manipulaciones de unidades.



En SIMIO, cuando la capacidad de un servidor se hace cero y todavía hay entidades que se están procesando, se acabarán las operaciones. Los s de Arena reconocerán esta situación como una de las tres reglas de resolución de conflictos (“ignore”, wait, preempt). Si ésta no es la regla deseada, necesitará implementar una regla adicional utilizando conceptos más avanzados, que serán descritos más adelante.

Caminos con Desvíos, Tablas de Ritmos y Dependencias entre Entidades: Aeropuerto bis

23

Capítulo 4 Secuencias y Viajeros: Célula de Fabricación 

Más opciones de modelización utilizando objetos básicos SOURCE, SERVER, y SINK.



Secuencias de entidades.



Uso de vehículos

Una pequeña célula de fabricación está compuesta por tres estaciones de trabajo en la que se procesan cuatro piezas distintas. Las estaciones A, B, y C, se disponen de forma que las piezas sigan una ruta circular (Figura 4.1). Si una pieza cumple su último proceso en la Operación C, tendrá que ir a la Operación A y luego a la B antes de dirigirse hacia la salida. Se desea realizar una simulación de una semana de 5 días, con un jornada de trabajo diaria de 8 horas, para un total de 40 horas en una semana.

Llegada de Piezas

Salida de Piezas

Dirección de Movimiento

Figura 4.1: Disposición en Planta o Layout Layout: Todas las piezas llegan a la entrada, “Parts Arrive”, y salen de la planta por la salida, “Parts Leave”. La velocidad de movimiento es constante a 2 millas por hora. Piense que las unidades de velocidad por defecto en SIMIO, Initial Desired Speed, para las distintas entidades es metros por segundo. Las distancias (yardas) entre estaciones se muestran en la Tabla 4.1. Tabla 4.1: Distancias entre Estaciones Caminos Desde la Entrada a la Operación A

24

Distancias (yardas) 25

Desde la Operación A a la Operación B

35

Desde la Operación B a la Salida

20

Desde la Salida a la Operación C

30

Desde la Operación C a la Entrada

40

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Piezas: La llegada de piezas es como sigue10:  La Pieza 1 llega aleatoriamente con una media de 15 minutos entre llegadas. 

La Pieza 2 tiene un tiempo entre llegadas con una media de 17 minutos y una desviación típica de 3 minutos.



La Pieza 3 puede llegar con un tiempo entre llegadas consecutivas entre 14 y 18 minutos.



La Pieza 4 llega en lotes de 5, con una cadencia prácticamente exacta de 1 hora y 10 minutos.

Pregunta 1:

¿Qué distribuciones elegiría para modelizar estos cuatro procesos de llegada?

Cada una de los tipos de piezas (entity) presenta una ruta distinta de procesamiento. De hecho, no todas tienen que pasar por todas las estaciones. Las secuencias se muestran en la Tabla 4.2. Tabla 4.2: Secuencia por Pieza Paso Pieza 1 Pieza 2 Pieza 3 Pieza 4

1 Operación A Operación A Operación A Operación B

2 Operación C Operación B Operación B Operación C

3 Operación C

Propiedades de las Estaciones:  La Operación A es una máquina con un tiempo de proceso que varía entre 2 y 8 minutos con un valor modal de 5 minutos. 

La Operación B tiene dos máquinas, cada una con un tiempo de proceso que varía entre 5 y 11 minutos, con un tiempo más habitual de 9 minutos.



La Operación C se compone de dos máquinas que operan durante las cuatro primeras horas de cada día y una máquina que lo hace durante las últimas cuatro horas. Cada una tiene un tiempo de proceso que varía entre 2 y 11 minutos con una moda de 6 minutos.

Pregunta 2:

¿Qué distribuciones siguen los tiempo de proceso?

Sección 4.1: Construyendo el Modelo Paso 1: Primero, cree el modelo en SIMIO utilizando cuatro fuentes, SOURCES, para cada una de las cuatro entidades (arrastrando cuatro MODELENTITIES dentro del tapiz). Son necesarias cuatro fuentes de piezas porque cada una tiene su propio proceso de llegada. Necesitaremos tres servidores, SERVERS (uno para cada estación) y un único sumidero, SINK. Denomine cada objeto de forma que sean fácilmente reconocibles (Figura 4.2). Paso 2: Probablemente el mejor método para simular la circulación circular sea utilizar un nodo básico BASICNODE, tanto en la entrada como en la salida de cada estación11. Esto permite a las entidades seguir el patrón de las secuencias sin tener que añadir procesos no deseados.

10

Por ahora, le dejaremos pensar sobre cuál es la distribución más adecuada en función de estos parámetros.

Secuencias y Viajeros: Célula de Fabricación

25

Paso 3: Conecte los objetos utilizando conectores, CONNECTORS, y caminos, PATHS. Percátese de que como no hay tiempo o distancia a recorrer entre los caminos circulares y las estaciones, usaremos conectores. Las distancias entre estaciones se calcularán utilizando cinco caminos que conectan cada nodo de entrada y de salida. Asegúrese que dibuja los conectores y los caminos en la dirección correcta – si hace un zoom, verá las “flechas” como se muestra en la Figura 4.2.

Conectores Nodo Básico Caminos

Figura 4.2: Modelo Inicial Paso 4: Cambie las propiedades de cada entidad de forma que se muevan a la velocidad deseada de 2 millas por hora12. Paso 5: Cambie las propiedades de las fuentes de forma que incluyan la pieza y los patrones de llegada correctos. Elegimos la distribución Exponencial, Normal, y Uniforme, respectivamente, para los tiempos de llegada de las piezas 1, 2, y 3, incluyendo los parámetros proporcionados para cada caso. Para la Pieza 4, elegimos un tiempo entre llegadas constante de 70 minutos y en la propiedad lote, Entities Per Arrival, introducimos un valor de 5. Paso 6: Incluya las distancias entre estaciones que cubren cada uno de los cinco caminos. Tendrá que especificar como “False” la propiedad Drawn To Scale para cada camino. Paso 7: Utilice para el tiempo de proceso de cada estación la distribución Beta habitual en la técnica Pert de control de duración de tareas, Pert (BetaPert). En general, se prefiere la distribución Beta a Triangular. Se especifican las dos con los mismos parámetros (mínimo, moda, máximo), pero no son tan probables los valores extremos, lo que suele representar más fiablemente los tiempos de proceso.

Sección 4.2: Especificando las Capacidades Paso 1: Especifique las capacidades de la Operación A y la Operación B como “1” y “2”, respectivamente. Para la Operación C, necesitaremos añadir un horario que recoja los cambios en capacidad a lo largo de la jornada.

11

Un TRANFERNODE para la entrada/salida de una estación romperá la secuencia interna de SIMIO en cuanto a los pasos de las piezas si no es cuidadoso. 12

26

Seleccione las cuatro entidades utilizando la tecla Ctrl y especifique la velocidad simultáneamente para todas las entidades. Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Paso 2: En la pestaña “Data”, seleccione “Schedules” en el izquierdo, y luego “Add Schedule”. Llame al horario, work schedule, ScheduleForC y deje sin rellenar la propiedad de fecha de inicio, Starting Date, que será identificada en las opciones del menú de ejecución, Run. SIMIO repetirá el ciclo de trabajo tantas veces como días haya en el patrón de trabajo. Dado que nuestra simulación empezará a las 12am y durará 40 horas, hemos de rellenar el campo “días” como “1” en la propiedad Work Pattern y dejar que se repita el ciclo una vez pasadas 24 horas. Señale ahora las cuatro primeras horas de la pestaña “Work Cycle” empezando a las 12am y haga clic con el botón derecho para añadir un nuevo elemento en el ciclo de trabajo. Cuando aparezca la ventana de diálogo, cambie la opción a On Shift con un valor de “2” y haga clic en OK. Señale después las cuatro siguientes horas, añada un elemento, y cambie la opción a On Shift con un valor de “1”. Repita este proceso para todo el día. Paso 3: Vuelva a la pestaña “Facility” y asigne a la propiedad Capacity Type de la Operación C el valor “WorkSchedule”, incluyendo ScheduleForC. Pregunta 3:

¿Durante cuántas horas en un día de 24 horas es la capacidad de la Operación C igual a 2?

Sección 4.3: Incorporando Secuencias Según la configuración actual de nuestro modelo, las entidades se separarán en los nodos en función de pesos y de la dirección del enlace. Sin embargo, deseamos que las piezas sigan una secuencia establecida de estaciones. Queremos estar seguros que siguen una ruta circular hasta que lleguen al nodo que les dirige a la estación apropiada. Para modelizar esta situación, utilizaremos las denominadas Tablas de Secuencias, “Sequence Tables” (pestaña “Data”). Paso 1: Haga clic en el botón con el que se añade una tabla, “Add Sequence Table”, y denomine la nueva tabla como SequencePart1 para que corresponda con la primera pieza. Añada otras tres tablas, una para cada una de las otras tres piezas. Paso 2: Añada la secuencia de nodos que debe seguir la Pieza 1. Sólo es necesario incluir los nodos a visitar así como la salida. Una vez que la secuencia está lista, siempre seguirá la ruta más corta hasta llegar al primer nodo de la lista. La secuencia correcta para la Part1 se detalla en la Figura 4.313.

Asegúrese de incluir la salida en la secuencia

Figura 4.3: Secuencia para la Pieza 1 Paso 3: Incluya la secuencia para cada una de las otras tres piezas. Los nombres de las estaciones pueden aparecer de forma diferente en función de cómo hayan sido denominados.

13

Vea que se especifican los nodos de entrada de los SERVERS y SINK en vez de los objetos.

Secuencias y Viajeros: Célula de Fabricación

27

Paso 4: Vuelva a la pestaña “Facility” y haga clic en la entidad Part1. Establezca la propiedad de secuencia inicial, Initial Sequence, en “SequencePart1”, que ha sido creada con anterioridad para la Pieza 1. Haga lo mismo para las otras entidades y sus secuencias. Paso 5: Para cada uno de los 7 nodos, TRANSFERNODES (nodos de salida de cada fuente y estación), cambie la propiedad de destino, Entity Destination Type, a “By Sequence”. Cuando por primera vez una entidad pasa por uno de los nodos en que la opción es “By Sequence”, el nodo marca como destino de la entidad el valor del indicador de la primera fila de la tabla de secuencias, SEQUENCE TABLE. Después de eso, cada vez que una unidad pasa por un nodo de transferencia con destino “By Sequence”, el indicador de fila de la tabla se incrementa en 1 y el destino de la entidad se marca como el siguiente nodo en la tabla14. Pregunta 4: Al pasar por un BASICNODE, ¿cambiará el indicador de fila de una tabla de secuencias, SEQUENCE TABLE?

Paso 6: Antes de ejecutar la simulación, puede ser apropiado cambiar los colores de cada una de las piezas de forma que sea fácil distinguirlas en el modelo. También ayudará para verificar que siguen la secuencia correcta. Ejecute la simulación durante 40 horas a un ritmo lento para cerciorarse de que las piezas siguen la secuencia correcta. Pregunta 5:

Desactive las llegadas de todos los tipos de piezas menos de 1. ¿Sigue la secuencia correcta?

Sección 4.4: Mejora: Carritos de Transferencia Podemos ahora aprender que en lugar de que dejen el sistema, las piezas han de ser transportadas en un carrito hasta el almacén que está situado a 300 yardas. El carrito puede transportar un máximo de 3 piezas a una velocidad de 4 pies por segundo. Después de descargar las piezas, ha de volver a recoger un nuevo lote de piezas o esperar a que haya alguna para ser transportada. El carrito no tiene por qué estar lleno para dirigirse al almacén, esto es, llevará las piezas que estén disponibles, en este caso, 1, 2 ó 3. Paso 1: Borre el conector entre el objeto salida y el nodo básico anterior. Incluya un nodo de transferencia, TRANSFERNODE, entre los dos. Llame a este nuevo nodo TransferCart. Conecte el BASICNODE al TRANSFERNODE con un camino, PATH, de 10 yardas de longitud. Conecte el nodo de transferencia al sumidero con un camino o PATH (asegurando que es bidireccional, bidirectional, de forma que el carrito pueda moverse en ambas direcciones). Fije la longitud del camino en 300 yardas. Paso 2: Arrastre dentro del tapiz un vehículo, VEHICLE de la [Standard Library]. Los cambios deben asemejarse a lo mostrado en la Figura 4.4.

14

Si el indicador de fila corresponde a la última fila y la entidad entra en un TRANSFERNODE con un destino “By Sequence”, el indicador de fila volverá a tomar el valor 1. 28

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Parking del Cart

Crear espacio hasta para tres piezas alargando la fila de donde se cogen piezas

TRANSFERNODE TransferCart

Figura 4.4: Añadiendo un Vehículo Paso 3: Cambie la propiedad del TRANSFERNODE, Ride On Transporter, a “True” y especifique como transportador, Transporter Name, a “Cart” (Figura 4.5). Cada vez que una entidad pase por este nodo, generará una petición de transporte al vehículo especificado. La entidad no puede continuar hasta que el vehículo llega a recogerla.

Figura 4.5: Especificando el Nodo para que las Entidades Utilicen un Transportador Paso 4: Use la Figura 4.6 como guía para que el vehículo Cart circule con la velocidad deseada, Initial Desired Speed, 4 pies por segundo, así como su capacidad de transporte, Ride Capacity, a 3. Recuerde también que debe asignar el sitio donde debe aparcar un vehículo, Initial Node(Home), como TransferCart. Cambie ahora la propiedad Idle Action a “Park At Home”, con lo que el vehículo se dirigirá a su garaje cuando no hay entidades que hayan lanzado peticiones de transporte. Si no lo indicara así, el vehículo se mantendría en la salida hasta recibir una nueva petición. Aumente también el tamaño del lugar donde las entidades esperan a ser recogidas (Figura 4.4).

Secuencias y Viajeros: Célula de Fabricación

29

Figura 4.6: Propiedades del Vehículo Paso 5: Adicionalmente, se necesita un lugar donde aparcar al vehículo de forma que no desaparezca cuando esté aparcado15. Haga clic en el nodo TransferCart y seleccione “Draw Queue” de la pestaña “Appearance”. Haga clic a su vez en “ParkingStation.Contents”. Un cursor con forma de cruz aparecerá en el tapiz. Haga clic con el botón izquierdo en el lugar donde quiere situarlo (antes de hacer clic con el botón derecho para localizar el final de la fila, puede continuar haciendo clic con el botón izquierdo para añadir más vértices). Haga clic en la fila y en la ventana de propiedades para cambiar Queue State ParkingStation.Contents. Esta fila permitirá la animación del parking del nodo TransferCart para los vehículos que aparquen en este nodo. Paso 6: Simule para ver cómo se comporta el vehículo visualmente. Paso 7: El modelo no muestra cuántas piezas están esperando al carrito en el nodo de transferencia, por lo que será útil ver cuántas se encuentran esperando en cualquier momento de la ejecución. Podemos añadir la denominada Fila Separada, “Detached Queue.” Paso 8: En la pestaña de “Animation”, haga clic en “Detached Queue.” Aparecerá un cursor en el tapiz principal. Haga clic con el botón izquierdo en el sitio donde quiere que empiece la fila y después con el derecho en el lugar que quiere que finalice (antes de hacer clic con el botón derecho para localizar el final de la fila, puede continuar haciendo clic con el botón izquierdo para añadir más vértices). Como se aprecia en la Figura 4.7, dibuje la fila en forma de “L”. De otra forma, una entidad parece que está intentando entrar en el nodo y al sobreponer “L” se muestran todas las entidades que están esperando ser transportadas.

Fila Separada para las entidades que esperan para ser recogidas

Figura 4.7: Fila de Recogida

15

La fila de aparcamiento sólo es para la animación, puesto que el transportador está físicamente en el nodo incluso si no se muestra en pantalla. 30

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Haga clic ahora en la cola y en la ventana de propiedades cambie Queue State a TransferCart.RidePickupQueue, donde TransferCart es el nombre del nodo de transferencia en donde se recogen las piezas acabadas. Su nombre puede ser diferente. Paso 9: Simule para ver cómo se comporta la Fila Separada. Pregunta 6:

¿Cuál es el porcentaje de utilización del carrito durante las 40 horas que dura la repetición?

Sección 4.5: Comentario 

Los horarios y patrones de trabajo, Work schedules, las secuencias, sequences, las colas separadas, detached queues, y los transportadores o vehículos, presentan en SIMIO características similares a las de Arena.



La animación en SIMIO garantiza un vista atractiva, mucho más realista que la de Arena.



El uso de vehículos en SIMIO es fácil de implantar y más fácil de usar que en Arena.

Secuencias y Viajeros: Célula de Fabricación

31

Capítulo 5 Agrupaciones, Funciones, Variables de Estado, y Estadísticas: Ensamblaje de Tarjetas de Memoria 

Agrupando y combinando entidades



Direccionando entidades



Tiempo de proceso que depende del tamaño de la fila



Estadísticas y variables de salida

Las tarjetas de memoria contienen unos chips de memoria insertados mediante una operación de ensamblaje, con capacidad 4. Cada tarjeta de memoria requiere cuatro chips. Las tarjetas de memoria, así como los chips, llegan de forma aleatoria, por lo que el ensamblador espera a tener cuatro chips del mismo tipo y una tarjeta antes de realizar el ensamblado. Después, la tarjeta de memoria ensamblada se manda a una de tres estaciones de empaquetado, cada una con un operario. Las tarjetas se mandan a la fila de empaquetado con un menor número de unidades esperando. Estas características numéricas se resumen en la Tabla 5.1. Tabla 5.1: Distribuciones Numéricas de las Características de las Tarjetas de Memoria De Llegada de las Tarjetas de Memoria Llegada de los Chips de Memoria Tiempos de Desplazamiento

Ensamblaje de Tarjeta Ensamblaje de Tarjeta Ensamblaje de Tarjeta Cualquier Operación Empaquetado

de

A Ensamblaje de Tarjeta Ensamblaje de Tarjeta Packer Operación 1 Packer Operación 2 Packer Operación 3 Exit

Tiempo entre Llegadas para las Tarjetas de Memoria Información Tiempo entre Llegadas para los Chips de Memoria de Llegadas 50% de los chips son de Tipo 1 y 50% de Tipo 2 Tiempos de Tiempo de proceso del Ensamblaje de Tarjeta Tiempo de Empaquetado proceso

Tiempo (minutos) Uniforme(3,5) minutos Uniforme(4,6) minutos Pert(10,12,15) minutos Pert(5,7,10) minutos Pert(4,5,7) minutos 3.5 minutos

Exponencial(2) minutos Exponencial(0.5) minutos Discreta Uniforme(2,4) minutos Triangular(3,5,8) minutos

Sección 5.1: Creando el Modelo Paso 1: Cree un nuevo modelo con dos fuentes, SOURCES, una para tarjetas y otra para chips de memoria. Añada dos entidades, MODELENTITIES, en el modelo, una denominada MemoryBoard para tarjetas, y otra denominada Memory para chips. Paso 2: Utilice distintos símbolos para diferenciar las entidades (Figura 5.1). Puede utilizar sus propios símbolos si hace clic en el botón “New Symbol” en la sección “Create” de la pestaña “Project Home”. Cuando cree un símbolo nuevo, debe especificar su altura, “height”, en metros. En el caso mostrado en la Figura 5.1, se ha creado un rectángulo con una altura de 0.5 metros16. No hay que preocuparse en

16

32

Las tarjetas de memoria no son de 0.5 metros de ancho pero se ha hecho así para facilitar su visión en 3-D. Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

exceso sobre las especificaciones exactas ya que el símbolo puede ajustarse manualmente después de hacer clic en el símbolo de MemoryBoard y utilizando nuestro nuevo símbolo (haciendo clic en SYMBOL1 y en Symbols→Project Symbols). Paso 3: Para los chips de memoria, añada un símbolo adicional17, coloreando este segundo símbolo con un color diferente para diferenciarlos en el sistema. Paso 4: Introduzca en el modelo un objeto agrupador, COMBINER, denominado BoardAssembly, para representar la operación de ensamblado, como se muestra en la Figura 5.1, Este nuevo elemento combinará un objeto “padre” (tarjeta) con un objeto “miembro” (chip). Especifique la capacidad inicial del objeto BoardAssembly como “4”. Conecte las dos fuentes, SOURCES, con los nodos mediante caminos, TIME PATHS.

Figura 5.1: Initial Memory Board Model Paso 5: Recuerde que una tarjeta requiere cuatro chips idénticos. Por tanto, el combinador, COMBINER, debe agrupar cuatro del mismo tipo. Añada una variable de estado a las entidades para distinguir entre los dos tipos de chips. Seleccione MODELENTITY en el [Navigation] y elija la sección “States” de la pestaña “Definitions”. Como coexisten dos tipos distintos de chips, incluya una nueva variable “Discrete State”, de nombre ChipType. Paso 6: Volviendo a la pestaña “Facility”, haga clic en MemoryArrivals. Para asignar la nueva variable ChipType, se especificará una asignación, Before Existing State Assignment, de forma que se otorgue un valor a ChipType antes de que la entidad abandone la fuente. Haga clic en la opción que se encuentra a la derecha de Before Exiting State Assignments para que aparezca el editor de propiedades, “Repeating Property Editor”, y añada la siguiente propiedad: State Variable Name: ModelEntity.ChipType New Value: Random.Discrete(1,.5,1,1)18 

Como es igual de probable que el chip sea de un tipo o del otro, se utiliza una distribución discreta para asignar a ChipType el valor 1 o el valor 2.

Paso 7: Ahora, agrupe (batch) 4 en el COMBINER mediante la especificación de Match como una regla de agrupación, Matching Rule, con ModelEntity.ChipType como una propiedad Member Match Expresión (Figura 5.2).19

17

Seleccione Memory y luego el botón Symbols→Additional Symbols→Add Additional Symbol.

18

La distribución Discrete debe ser especificada según las probabilidades acumuladas.

Agrupaciones, Funciones, Variables de Estado, y Estadísticas: Ensamblaje de Tarjetas de Memoria

33

Figura 5.2: Especificando la Lógica de Agrupación en un Combiner Paso 8: Incluya 3 SERVERS, uno por empaquetadora con el tiempo de proceso apropiado, y un SINK denominado Exit (Figura 5.3). Utilice TIMEPATHS para conectar la ensambladora con las empaquetadoras y añada los tiempos de desplazamiento correspondientes (no conecte todavía las empaquetadoras con la salida).

Utilice este TRANSFERNODE

Figura 5.3: Las Empaquetadoras en el Modelo Paso 9: Recuerde que las ensambladoras necesitan elegir la empaquetadora con el menor número ya asignado. En el TRANSFERNODE de salida asociado al COMBINER, la decisión de direccionamiento necesita ser especificada, utilizando la propiedad de destino, Entity Destination Type. Paso 10: Cuando una tarjeta ya está ensamblada, puede seleccionar uno de tres destinos: Input@Packer1, Input@Packer2, o Input@Packer3. Cree un nuevo nodo LIST (pestaña “Definitions”) y denomínelo LstPackers, empezando con Input@Packer1 (Figura 5.4).

Figura 5.4: Nodo Lista para Elegir Empaquetadora Paso 11: Ahora, en el TRANSFERNODE, especifique que las entidades deben ser direccionadas a los destinos de acuerdo a las siguientes propiedades: Entity Destination Type: Select from List Node List Name: LstPackers Selection Goal: Smallest Value ()

19

34

Los combinadores pueden casar entidades entre sí, casar entre sí o casar ciertos con padres. Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Selection Expression: Candidate.Node.NumberRoutingIn+ Candidate.Server.InputBuffer.Contents.NumberWaiting+ Candidate.Server.Processing.Contents.NumberWaiting20 Pregunta 1: Examine la expresión de selección, Selection Expression, y advierta que se compone de tres componentes. ¿Qué representan cada uno de ellos? Paso 12: Especifique la forma de trasladarse desde las empaquetadoras a la salida utilizando una propiedad del modelo, “Model Property”, que se encuentra en la pestaña “Definitions”. Incluya una propiedad numérica de tipo real, “Real” , elegida del menú “Standard Property” y opción TimeToExit, y especifique su valor por defecto, Default Value, como “3.5”, con las unidades por defecto en minutos (Unit Type, Time; Default Units, Minutes). Paso 13: Ahora ya puede especificar el tiempo de desplazamiento, Travel Time, de cada uno de los caminos hasta la salida21 como , esto es, con una propiedad de referencia, reference property. Si desea cambiar ahora el tiempo de desplazamiento de los tres caminos a la vez, sólo hay que cambiar la nueva propiedad. Paso 14:

Guarde el modelo y ejecútelo durante 10 horas, y conteste a las siguientes preguntas.

Pregunta 2:

¿Cuánto están las entidades en el sistema (desde la entrada a la salida)?

Pregunta 3:

¿Cuál es el grado de ocupación de BoardAssembly?

Pregunta 4:

¿Cuál es el grado de ocupación de cada una de los empaquetadoras?

Sección 5.2: Cambiando el Tiempo de Proceso en Función de la Longitud de la Cola Supongamos que es necesario cambiar el ritmo de operación de Packer1 en función del número de tarjetas que están esperando (tamaño de la fila). Específicamente, la eficiencia de la empaquetadora es sólo del 80% cuando no hay tarjetas esperando, 90% cuando hay 1, y 100% cuando hay al menos dos. Paso 1: Necesita ahora incluir una tabla de eficiencias, “efficiency” table, para determinar el tiempo de proceso. Esta tabla puede ser también modelizada como una tabla “Function” en SIMIO (dicho de otra forma, f(x)). En la pestaña “Data”, añada una tabla discreta, “Discrete Function Table”, cuyos valores son 0.8 cuando x = 0, 0.9 cuando x = 1, 1 cuando x = 2, y 1 cuando x = 100 (Tabla 5.2).

20

La designación de candidato, Candidate, es una referencia que toma como valor la identidad del objeto al que está haciendo referencia. Aquí hace referencia al nodo hacia el que la entidad está siendo dirigida y la fila específica de entrada, INPUTBUFFER, o de procesamiento, PROCESSING, de la estación que está al final del camino. 21

Seleccione a la vez los tres caminos y después haga click con el botón derecho en la propiedad Travel Time y seleccione la nueva propiedad de referencia TimeToExit.

Agrupaciones, Funciones, Variables de Estado, y Estadísticas: Ensamblaje de Tarjetas de Memoria

35

Tabla 5.2: Tabla con Función

Recuerde que la tabla interpola para valores que se encuentren entre los valores especificados. Denomine Efficiency a la tabla. Paso 2: En la propiedad ProcessTime de Packer1, cambie la expresión de forma que la distribución Triangular se divida por la función de eficiencia cuando se calcula el tiempo real de proceso. Para buscar en tablas, SIMIO utiliza la notación [] (no ()). La nueva expresión se define como sigue: Random.Triangular(3,5,8)/ Function.Efficiency[Packer1.InputBuffer.Contents.NumberWaiting] Pregunta 5:

¿Por qué dividimos el tiempo original del proceso entre la eficiencia?

Paso 3: Quisiéramos estar seguros de que nuestra función “eficiencia” está funcionando. Para comprobarlo, utilizaremos un gráfico de estado, “Status Plot”, que se puede encontrar en la pestaña “Animation”. Utilice las siguientes especificaciones para el gráfico. Title: Efficiency at Packer 1 X Axis: Time Y Axis: Number in Packer 1 Queue Time Range: 10 Minutos Asimismo, añada la expresión que será dibujada: Function.Efficiency[Packer1.InputBuffer.Contents.NumberWaiting] Paso 4: Parte del gráfico se muestra en la Figura 5.5.

Figura 5.5: Gráfico de Eficiencia Pregunta 6:

36

¿Da la sensación que la función de eficiencia está funcionando?

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Sección 5.3: Añadiendo Más Animación Paso 1: Arreglemos primero la animación de la tarjeta de memoria de forma que parezca que los chips están pegados. Haga clic en el símbolo de MEMORYBOARD y añada una fila del tipo BATCH que está incluida en “Attached Animation” en el menú “Draw Queue”. Posiciónela encima del MEMORYBOARD como se muestra en la Figura 5.6. BATCH

Figura 5.6: Fila de Chips Ensamblados Para poner un objeto encima de otro, necesita seleccionar el objeto y apretar luego la tecla Shift. Es probablemente mejor hacerlo cambiando iterativamente entre 2-D y 3-D.22 Paso 2: Utilicemos el color de las tarjetas para designar y diferenciar entre los dos tipos. Para hacer esto, haga clic en la entidad MEMORY y después en “Add Additional Symbol” en la sección “Additional Symbols” dentro de la pestaña Symbols. Puede colorear un símbolo en rojo y el otro en verde mediante la simple selección de un símbolo, activándolo como “Active Symbol”, y cambiándolo de color. Fíjese que los dos símbolos han sido numerados como 0 y 1 (no 1 y 2). Paso 3: También se puede asignar colores a los diferentes tipos de chip. Seleccione la fuente MemoryArrivals. Haga clic en el recuadro que se encuentra a la derecha de Before Exiting State Assignments, dado que queremos asignar el color antes de que la entidad se vaya de la fuente. Se abre entonces el editor de propiedades “Repeating Property Editor”. Se debe añadir una variable de estado adicional con las características siguientes: State Variable Name: ModelEntity.Picture New Value: ModelEntity.ChipType-1 El valor de una variable de estado, “state variable”, en contraposición al de una propiedad, puede ser modificado durante la simulación, y el dibujo de una entidad se trata en SIMIO como si fuera una característica de la entidad (lo que a veces se denomina como un atributo de la entidad). Pregunta 7:

¿Por qué restamos 1 de la propiedad ChipType?

Paso 4: Simule para ver que la animación se comporta como debe. Pregunta 8:

¿Cambian los chip de color en función de su tipo?

Paso 5: Supongamos que queremos que el símbolo que sale de la estación de empaquetado parezca un “paquete”. Se puede realizar la animación de diversas formas. Una forma fácil es utilizar una asignación

22

Recuerde que la tecla “h” hace aparecer instrucciones sobre cómo mover los objetos tanto en 2D como en 3D, así como ideas sobre cómo manipular objetos. Presionando la tecla “h” otra vez hace desaparecer las instrucciones.

Agrupaciones, Funciones, Variables de Estado, y Estadísticas: Ensamblaje de Tarjetas de Memoria

37

de estado antes de dejar una estación, Before Exiting State Assignments; en este caso, en las empaquetadoras. Desde una de las empaquetadoras, invoque al editor de propiedades, Repeating Property Editor, y añada: State Variable Name: ModelEntity.Size.Height New Value: 2.1 Puede que tenga que experimentar con el valor. La idea es cambiar la altura, “height”, de la tarjeta de memoria de forma que encapsule los chips para que no se vean (se esconde entonces los del lote dentro de la tarjeta). Paso 6: Ejecute el modelo y ajuste la altura hasta que el icono que sale de la empaquetadora parezca un paquete. Tendrá que realizar el mismo cambio en el resto de empaquetadoras. Paso 7: Mire el modelo en 3-D y vea los cambios realizados. Paso 8: Guarde el modelo y ejecútelo durante un período de 10 horas y conteste a las preguntas siguientes. Pregunta 9:

¿Cuánto están las entidades en el sistema (desde la entrada a la salida)?

Pregunta 10:

¿Cuál es el grado de ocupación de BoardAssembly?

Pregunta 11:

¿Cuál es el grado de ocupación de cada una de las empaquetadoras?

Pregunta 12:

¿Cuál es el número medio de entidades en MemberInputBuffer?

Pregunta 13:

¿Cuál es el número medio de entidades en ParentInputBuffer?

Pregunta 14:

¿Cómo es la fila CombinerBatch?

Sección 5.4: Creando Estadísticas Algunas veces, el proceso automático de cálculo y presentación de estadística simplemente no proporciona la información que interesa. Por ejemplo, nos gustaría conocer el tiempo que emplean las tarjetas y los chips en ir desde la entrada a la salida, o la eficiencia media de Packer1. El tiempo en el sistema, o en un subsistema, es un ejemplo de lo que generalmente se conoce como variables basadas en observaciones, “observationbased” statistics. Este tipo de variable se denomina en SIMIO como variable contador, “Tally Statistic”. En el caso de la eficiencia, su valor cambia (con saltos discretos) a lo largo del tiempo, y la variable resultado se denomina generalmente como variable basada en el tiempo, “time-persistent” o “time-weighted”. En SIMIO, este tipo de variable se denomina variable de estado, “State Statistic” y como la eficiencia cambia al suceder eventos concretos, se denomina variable de estado discreta “Discrete State Statistic”.23 Paso 1: Considere primero la variable eficiencia. Para calcular su valor, tenemos que definir una variable de estado. En la pestaña “Definitions”, seleccione “States” y haga clic en “Discrete State” para definir una nueva variable Packer1Efficiency.

23

38

No confundir una variable de estado, “state variable”, con una estadística de estado, “state statistic”. Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Pregunta 15: Existen diversas variables de estado, pero la única discreta es la relevante. ¿Qué hay de discreto en los cambio en eficiencia? Paso 2: Para garantizar que Packer1Efficiency proporciona el valor correcto, modifiquemos las asignaciones, “State Assignments”, en Packer1. En particular, hagamos la siguiente asignación al entrar en la estación, On Entering: State Variable: Packer1Efficiency New Value: Function.Efficiency[Packer1.InputBuffer.Contents.NumberWaiting] Paso 3: Finalmente, necesitamos definir la estadística del tipo estado, “State Statistic”, lo que podemos realizar desde la pestaña “Definitions”, pero en la sección de elementos, “Elements”. Denominémosla Packer1Utilization y usemos Packer1Efficiency como nombre de la variable de estado, State Variable Name. Paso 4: Guarde y ejecute el modelo de simulación. Pregunta 16:

¿Cuál es el grado de ocupación de la empaquetadora 1, Packer1Utilization?

Paso 5: Obtengamos también estadísticas sobre el tiempo de permanencia en el sistema tanto de las tarjetas de memoria como de los chips. Una vez más, hay diversas formas de hacer esto. Aunque piense que tiene que proporcionar información adicional a SIMIO, este es un caso en el que podemos ayudarnos en la forma en que SIMIO calcula estadísticas. Recuerde que automáticamente se obtiene el tiempo en el sistema de las entidades que cruzan el sumidero o salida. Utilizaremos esta forma de modelizar. Paso 6: Para obtener resultados de las tarjetas y los chips, podemos separarlos y mandarlos a salidas distintas – y hacerlo sin cambiar las estadísticas habituales. Nuestro enfoque se muestra en la Figura 5.7.

separados Figura 5.7: Separando Entidades Se sustituye el sumidero, SINK, por un separador, SEPARATOR, de la [Standard Library], para que ayude a separar los “padres” de los “”. Los se separan y se mandan a diferentes salidas. Los distintos objetos se conectan con conectores, CONNECTORS. La separación de se basa en pesos, “Selection Weight.” El peso para las RedLeaves es: ModelEntity.ChipType==1. Y para las GreenLeaves es: ModelEntity.ChipType==2. Paso 7: Ejecute el modelo durante 10 horas y conteste a las siguientes preguntas. Pregunta 17:

¿Cuál es el tiempo de permanencia de las tarjetas de memoria en el sistema?

Agrupaciones, Funciones, Variables de Estado, y Estadísticas: Ensamblaje de Tarjetas de Memoria

39

Pregunta 18:

¿Cuál es el tiempo de permanencia de los chips rojos en el sistema?

Pregunta 19:

¿Cuál es el tiempo de permanencia de los chips verdes en el sistema?

Pregunta 20:

¿Cuál es el grado medio de ocupación de la empaquetadora 1 en las 10 horas?

Sección 5.5: Comentario

40



Las funciones y las gráficas de SIMIO se asemejan a las de Arena. En cambio, las capacidades de animación de SIMIO son claramente mejores.



El cálculo de estadísticas para variables de estado en SIMIO es similar al usado en Arena para las variables que dependen del tiempo. El cálculo de estadísticas basadas en observaciones en SIMIO no puede ser realizado en un módulo como en Arena. Sin embargo, como veremos en el siguiente capítulo, el uso de procesos puede fácilmente adaptarse para obtener este tipo de información.

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Capítulo 6 Procesos en SIMIO: Ensamblaje de Tarjetas de Memoria bis 

Disparadores de procesos, Add-On Process Triggers



Procesos Reutilizables

 Pasos en un proceso (Asignar o Assign, Decidir o Decide, Contar o Tally, Desagrupar o Unbatch, Apresar o Seize, Retrasar o Delay, Liberar o Release, etc.) 

Recursos

Una característica innovadora de SIMIO es su capacidad para modificar el comportamiento de un objeto mediante la utilización de procesos, SIMIO “Processes.” Estos procesos ofrecen una amplia gama de oportunidades de modelización, que se emplearán en este y posteriores capítulos. Los procesos son muy flexibles y pueden modelizar comportamientos dispares, yendo mucho más allá de las posibilidades intrínsecas de un objeto (como un servidor, SERVER). Los procesos ayudan a ampliar y expandir las capacidades de modelización del SIMIO básico. Hay dos consideraciones básicas cuando se desarrollan y se usan procesos: 1. “Cuándo” se llama, se invoca o se ejecuta el proceso, y 2.

“Cómo” se escribe un proceso para producir el comportamiento deseado.

Típicamente, los procesos se invocan mediante acciones de los objetos durante la simulación o por eventos que el modelizador diseña. Escribir un proceso es similar a crear un flujograma estilizado, con excepción de que los componentes del flujograma son etapas lógicas como Asignar, Decidir, Contar, Transferir, Apresar, Retrasar, Liberar ... La ejecución de un proceso se realiza con una señal, ficha o “token.” Las fichas (o fichas) provocan la realización de los pasos del proceso para un objeto, normalmente, el objeto que lanza la ficha o aquel cuyo comportamiento se ve modificado por el proceso. Sección 6.1: Los Disparadores de Proceso: Ilustrando el Proceso Assign Casi todos los objetos de SIMIO tienen disparadores, “Add-On Process Triggers”. Estos disparadores hacen que se ejecuten procesos externos, esto es, procesos arbitrarios diseñados por el propio para cambiar o expandir el comportamiento de un objeto (por ejemplo, SERVER). La otra opción sería clonarlos o hacer subclases de los objetos (vea el Capítulo 18 para más información sobre subclases). En el Capítulo 5, se cambiaron ciertas características o atributos de las entidades. En un caso, los distintos tipos de una entidad (chips) se colorearon para facilitar su diferenciación, y, en un segundo caso, se incrementó la altura de otra entidad (tarjeta de memoria) para mejorar la animación del modelo. En ambos casos, cambiamos los valores de variables de estado, “state variables”, utilizando las propiedades de asignación de estados, “State Assignments”. Verá que las posibilidades de realizar este tipo de asignaciones son limitadas, mientras que son más numerosas si se utilizan disparadores. Más aún, los “State Assignments” sólo pueden asignar valores, mientras que un proceso puede incorporar lógica más compleja que las asignaciones simples. Paso 1: Veamos cómo se pueden replicar las asignaciones, “State Assignments”, utilizando disparadores. Abra el modelo usado en el Capítulo 5. Primero, elimine los “State Assignment” de MemoryArrivals (utilizando el editor de propiedades). Procesos en SIMIO: Ensamblaje de Tarjetas de Memoria bis

41

Paso 2: Haga clic en el menú “Add-On Process Triggers” para expandirlo. Pregunta 1:

¿Qué disparadores están disponibles para los objetos fuente, SOURCE?

Pregunta 2:

¿Cuándo se pueden utilizar “State Assignments” con los objetos fuente?

Paso 3: Elija el disparador que se dispara cuando sale una entidad, “Exited”. Haciendo doble clic en este disparador se creará un nuevo proceso denominado MemoryArrivals_Exited y se le remitirá a la pestaña de procesos, “Processes”. Verá un flujograma con un comienzo, “Begin”, y un final, “End” (Figura 6.1). Haciendo clic en uno de los pasos del proceso, puede insertarlo en el flujograma, que se ajustará automáticamente. Pregunta 3:

Enumere alguno de las etapas disponibles que se pueden utilizar para crear un proceso.

Pregunta 4:

¿Por qué ha elegido los que ha citado?

Paso 4: Inserte una etapa asignar, Assign (Figura 6.1). Insertar un paso “Assign”

Figura 6.1: Insertando un paso Assign Paso 5: En propiedades, puede ver un sitio para incluir el nombre de la variable de estado, State Variable Name, y su nuevo valor, Value. También puede invocar al editor de propiedades, Repeating property Editor, si hace clic al lado de “Assignments (More).” En cualquier caso, añada las dos siguientes asignaciones: State Variable Name: ModelEntity.ChipType New Value: Random.Discrete(1,.5,2,1) State Variable Name: ModelEntity.Picture New Value: ModelEntity.ChipType-1 Paso 6: Borre la asignación “On Entering” en Packer1. Cree un disparador “Entered” e introduzca un proceso Assign que hace lo siguiente: State Variable Name: Packer1Efficiency New Value: Function.Efficiency[Packer1.InputBuffer.Contents.NumberWaiting]

Sección 6.2: Creando un Proceso “Reutilizable” En el modelo del Capítulo 5, la asignación utilizada para cambiar la altura de las tarjetas de memoria para que la entidad se asemejara a un paquete compacto fue realizada en cada empaquetadora. Por supuesto, este enfoque puede ser duplicado mediante la creación de un disparador “Exited” para cada una de las empaquetadoras. Sin embargo, la misma lógica de asignación de la altura ha de ser incluida en cada uno de los tres disparadores “Exited”. Creemos entonces un proceso que pueda se referenciado por cada una de las 42

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

empaquetadoras, en vez de crear un proceso distinto para cada empaquetadora. Este tipo de proceso se denomina “reutilizable” y permite su modificación en un único sitio en lugar de en tres. Paso 1: En la pestaña “Processes”, haga clic en el botón de creación de un proceso, “Create Process”, denominando el nuevo proceso como Packaged. Añada una etapa Assign al flujograma con las siguientes asignaciones. State Variable Name: ModelEntity.Size.Height New Value: 2.1 Paso 2: Borre los “State Assignments” de cada una de las empaquetadoras. Paso 3: Vaya al disparador “Exited Add-On Process Trigger” de cada uno de las empaquetadoras. En lugar de crear uno nuevo, seleccione el disparador Packaged de la lista. Pregunta 5: ¿Cuál es la ventaja de tener un proceso y referenciarlo a cada operación de empaquetado en lugar de tener los procesos duplicados en cada empaquetadora? Paso 4: Ejecute el modelo y asegúrese de que replica el comportamiento previo.

Sección 6.3: Obteniendo Estadísticas Sobre Variables de Observación (Tally Statistics) Recuerde que las estadísticas basadas en la observación se denominan TALLY en SIMIO. Estas estadísticas se recogen como observaciones durante la ejecución de una simulación. Como ejemplos más habituales se pueden citar los tiempos de permanencia en una fila, los tiempos totales de permanencia en el sistema o los tiempos de ciclo. En general, son estadísticas cuyas observaciones son intervalos de tiempo. Paso 1: Consideremos que son necesarias las estadísticas TALLY del tiempo que están tanto las tarjetas de memoria como de los chips hasta que empiezan a ser empaquetadas en Packer1. Necesitamos definir primero un nuevo elemento. En la sección “Definitions→Elements”, haga clic en “Tally Statistic” para crear una nueva variable denominada SystemTimePacker1. Paso 2: Necesitamos definir el proceso de recogida de observaciones. Inserte una etapa Tally en Packer1_Entered (Figura 6.2). En este caso: Value Type: Expression TallyStatistic Name: SystemTimePacker1 Value: TimeNow-ModelEntity.TimeCreated24

Figura 6.2: Utilizando una Etapa Tally para Controlar el Tiempo antes de la Empaquetadora 1 Pregunta 6:

24

¿Podría ser el valor simplemente ModelEntity.TimeInSystem?

TimeNow es la hora actual del reloj de la simulación y la función TimeCreated devuelve la hora en que la entidad fue creada.

Procesos en SIMIO: Ensamblaje de Tarjetas de Memoria bis

43

Paso 3: Guarde el modelo y ejecútelo para ver los resultados. Pregunta 7: ¿Cuál es el tiempo que tardan tanto las tarjetas como los chips desde la entrada hasta el comienzo de la operación de empaquetado 1? Paso 4: Suponga que ahora queremos saber el tiempo que emplea una entidad ensamblada desde que empieza en la estación Packer1 hasta la salida después de 4 horas de simulación. Tenemos que modificar nuestro proceso para que sólo se obtengan las observaciones referidas a las tarjetas pasadas las primeras cuatro horas. Paso 5: Modifique nuestro proceso “Packer1_Entered” y añada una etapa decidir, Decide, antes de Tally (Figura 6.3). Esta etapa Decide es similar a una función SI en Excel donde si una condición es verdadera el proceso continuará por una rama del flujograma, la rama “True”, y en caso contrario seguirá por la otra rama, “False”. La propiedad que marca el tipo de decisión, Decide Type, debe basarse en una condición, “ConditionBased”, con una expresión Expression que indique: TimeNow > 4.

Figura 6.3: Añadiendo una Etapa Decide Paso 6: Guarde y ejecute el modelo. Pregunta 8: ¿Qué tiempo de permanencia obtiene para las tarjetas y los chips desde que llegan hasta el momento en que empiezan a ser empaquetados en Packer1? Paso 7: Es posible que desea usar etapas de proceso para reemplazar los cambios en la modelización que se realizaron sobre el modelo del Capítulo 5 de forma que se obtengan estadísticas de tiempo en el sistema por tipo de chip (verde o rojo) y para las tarjetas.  

Primero, vuelva a introducir el sumidero original Exit (SINK) Borre todas los objetos (SEPARATOR y los tres SINKS) que se implementaron cuando se reemplazó Exit.25



Conecte las tres operaciones de empaquetado con el sumidero de forma similar a lo que se hizo en la Figura 5.3.

Paso 8: Definamos tres nuevas estadísticas TALLY (recuerde que son elementos, “Elements”), denominadas BoardTimeInSystem, RedTimeInSystem, y GreenTimeInSystem. Paso 9: Creemos un proceso en el sumidero que utilice el disparador de destrucción de entidades, “Destroying Entity”. Este proceso se denomina Exit_DestroyingEntity (Figura 6.4).

25

Cuando borra un nodo, desaparecen todas sus conexiones. Puede conectar nodos rápidamente si aprieta las teclas Shift y Ctrl, y hace clic en el nodo de origen y arrastra el conector hasta el destino. Tendrá que seleccionar el tipo de conexión. 44

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 6.4: Proceso de Destrucción de Entidades Ha sido necesario incluir una etapa previa, para desagrupar, UnBatch, las entidades. Ha sido elegida del de etapas y del conjunto de todas las etapas, “All Steps (A-Z)”. La etapa UnBatch funciona como un objeto separador, SEPARATOR, excepto que se utiliza para desagrupar los “padres” y los “” y dirigirlos por las ramas correctas. La etapa decidir, Decide, ModelEntity.ChipType==1

es

condicional,

basada

en

la

condición:

Las etapas Tally simplemente graban el tiempo en el sistema, ModelEntity.TimeInSystem, en cada una de las etapas en función del tipo de entidad. Pregunta 9: ¿Cuáles son las ventajas y las desventajas de este enfoque frente al original donde el modelo físico se cambió para obtener estadísticas? Pregunta 10: ¿Qué otras etapas que aparecen en la lista “All Steps (A-Z)” no aparecen en las etapas más comunes, “Common Steps”? Paso 10:

Guarde y ejecute el modelo de forma que observe si hay diferencias con el modelo anterior.

Pregunta 11:

¿Cuánto tiempo están las tarjetas de memoria en el sistema (desde la entrada a la salida)?

Pregunta 12:

¿Cuánto tiempo están los chips verdes en el sistema (desde la entrada a la salida)?

Pregunta 13:

¿Cuánto tiempo están los chips rojos en el sistema (desde la entrada a la salida)?

Paso 11:

Los resultados deben ser comparables con los obtenidos en el capítulo anterior.

Pregunta 14:

Dado que los resultados son comparables, ¿qué enfoque es más fácil para usted?26

26

La gente suele intentar no utilizar procesos al principio, especialmente si pueden realizar los modelos sin ellos (esta es parte de la nueva forma de pensar que require SIMIO). Sin embargo, encontrará que el tiempo invertido en aprender a utilizarlos vale la pena en cuanto se enfrente a sistemas más complicados. El resto de capítulos ilustrará por qué los procesos son tan esenciales.

Procesos en SIMIO: Ensamblaje de Tarjetas de Memoria bis

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Sección 6.4: Una Introducción a Recursos (Resources) A veces la capacidad no se reduce a objetos como SERVERS o COMBINERS, que se basan en sus capacidades internas. En cambio, la limitación puede no estar fijada en el sentido de que la capacidad está situada en una localización concreta. Por ejemplo, supongamos que la operación de ensamblaje de las tarjetas de memoria requiere de un rio o útil para ensamblar los chips en la tarjeta de memoria. Además, el mismo útil se utiliza para transferir la unidad ensamblada hasta empaquetado. Para cada operación de ensamblaje, el útil debe acercarse desde la empaquetadora, para lo que se tarda unos 3 minutos. Asumamos que existen 10 útiles idénticos disponibles para la doble operación ensamblaje-empaquetado. Paso 1: Primero, arrastre y deje un objeto recurso, R ESOURCE27 en el tapiz, quizá debajo del combinador, COMBINER como se nuestra en la Figura 6.5. Llame al recurso Fixture y asígnele una capacidad inicial, Initial Capacity, de 10 (no modificaremos la capacidad en este caso).

Es un recurso RESOURCE fijo

Figura 6.5: Añadiendo el Recurso Fixture Paso 2: Se necesita especificar la lógica de utilización de este recurso. El útil será “apresado” justo antes de del ensamblaje y “liberado” justo después del empaquetado. Hay que dotar tiempo para que vuelva a la primera estación, por lo que se necesitará de los procesos para manipular los recursos, RESOURCES. Paso 3: Para sustituir el combinador, COMBINER, BoardAssembly, cree un disparador “Processing” denominado BoardAssembly_Processing. Este disparador se ejecuta justo antes de que el combinador esté listo para empezar a procesar. La etapa utilizada para apresar un recurso, Seize, será utilizada para especificar que se necesita un Fixture antes de empezar a ensamblar (Figura 6.6) y apresar o conseguir una unidad de capacidad. No nos ha de importar ahora cuál de los útiles se apresa, puesto que son idénticos. Una vez que los útiles han sido apresados (lo que quiere decir que están disponibles), se va a utilizar un retardo, Delay, de 3 minutos para representar el tiempo necesario para traer el útil desde las empaquetadoras.

27

46

El Capítulo 13 cubrirá con más detalle el objeto RESOURCE. Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 6.6: Apresando una Unidad de Útil y Acercándolo Paso 4: Cuando se acaba un paquete, se libera el útil para poder ser utilizado otra vez en el ensamblaje. Este proceso tiene que ser modelizado para cada uno de las tres empaquetadoras, de forma que será más fácil utilizar el proceso reutilizable Packaged, al que se llama cuando la tarjeta de memoria sale de la estación de empaquetado. A partir de la pestaña “Processes”, incluya la etapa soltar o liberar, Release (Figura 6.7), lo que liberará una unidad de Fixture.

Figura 6.7: Soltando un Útil Fixture Paso 5: Ejecute el modelo y obtenga el tiempo en el sistema de tarjetas de memoria y chips. Paso 6: Cambie la capacidad del útil a 20, y simule otra vez. Pregunta 15: ¿Cuál es la diferencia en el tiempo en el sistema de tarjetas y chips si se comparan los resultados de los dos escenarios (10 frente a 20 útiles)?

Sección 6.5: Comentario 

Las bondades de los procesos lógicos de SIMIO es una de sus características sobresalientes, pues permite extender y particularizar los modelos de forma única y poderosa. Su uso puede requerir un cambio de mentalidad en la forma de enfocar la simulación.



En Arena los bloques y los elementos de SIMAN corresponden someramente con las etapas y los elementos en SIMIO. Sin embargo, en Arena los módulos han sido compuestos a partir de los componentes de SIMAN, por lo que todo viene de SIMAN. En SIMIO, los objetos son totalmente nuevos y existen varias definiciones y procesos disponibles para alterar el comportamiento de los modelos estándar de SIMIO. El potencial de estas características de SIMIO no se encuentra en Arena/SIMAN.



Se pueden realizar muchos tipos de modelizaciones diferentes utilizando recursos, una cualidad que exploraremos en otros capítulos (Capítulo 13, Capítulo 14, Capítulo 16, etc.).

Procesos en SIMIO: Ensamblaje de Tarjetas de Memoria bis

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Capítulo 7 Tiempos de Proceso Específicos por Pieza y Fuentes Únicas: Célula de Fabricación bis 

Tiempos de proceso que dependen del tipo de pieza



Fuente de piezas únicas para muchos tipos de piezas

Sección 7.1: Nuevo Enunciado del Problema Recuerde el enunciado del problema del Capítulo 4 donde el objetivo era modelizar cuatro tipos de piezas que pasaban por tres estaciones: A, B, y C. Las estaciones estaban situadas de forma que el patrón de movimiento es circular y unidireccional (Figura 7.1). Por ejemplo, si se termina una pieza en la Operación C, tendrá que recorrer el camino hasta la Operación A, y luego hasta la Operación B, antes de que puede dirigirse hasta la salida. Queremos simular un período de 40 horas. Las piezas se mueven a una velocidad de 2 millas por hora.

Llegada de Piezas

Salida de Piezas

Travel Direction

Figura 7.1: Layout de la Célula de Fabricación En el Capítulo 4, el tiempo de proceso para cada una de las estaciones era el mismo independientemente del tipo de pieza. En este capítulo, el tiempo va a depender de la pieza a fabricar, según los valores mostrados en la Tabla 7.1. Tabla 7.1: Secuencias y Tiempos de Proceso (en Minutos) Pieza Pieza 1 Pieza 2 Pieza 3 Pieza 4

1 Station A (Pert(2,5,8)) Station A (Pert(1,3,4)) Station A (Triangular(2,5,8)) Station B (Pert(5,9,11))

2 Station C (Pert(2,6,11)) Station B (Uniforme(5 a 11) Station B (Triangular(5,9,11)) Station C (Triangular (2,6,11))

3 Station C (Uniforme(2 a 11))

También en el Capítulo 4, las piezas llegaban desde cuatro fuentes distintas, cada una con su propio patrón de llegadas. Algunas veces, es necesario modelizar utilizando una única fuente, aunque haya cuatro tipos distintos de piezas, cada uno con un porcentaje sobre el total (Tabla 7.2).

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Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Tabla 7.2: Porcentaje por Tipo de Pieza Tipo de Pieza Pieza A Pieza B Pieza C Pieza D Pregunta 1:

Porcentajes 25% 35% 15% 25%

¿Cuándo piensa que es mejor disponer de una única fuente en vez de múltiples fuentes?

Las distancias en yardas se muestran en la Tabla 7.3. Tabla 7.3: Distancias en Metros Entre Estaciones Camino desde Entrada a Operación A Operación A a Operación B Operación B a Salida Salida a Operación C Operación C a Entrada

Distancia (yardas) 25 35 20 30 40

Paso 1: Abra en primer lugar el modelo del Capítulo 4, guárdelo con otro nombre, y borre todas las fuentes menos una (Figura 7.2).

Única Fuente Nodo básico de Salida

Figura 7.2: Modelo con la Célula de Fabricación Paso 2: Para modelizar el tiempo de procesos de forma que sea dependiente del tipo de pieza, el tiempo de procesos necesita ser adjuntado en la tabla original de secuencias. (Nota: se podría utilizar una expresión más complicada para el tiempo de proceso, utilizando reglas SI – si la pieza es de tipo A, entonces el tiempo de proceso es X, si es B, Y, ..., pero la rutina se complica si el número de piezas diferente aumenta). Paso 3: En la pestaña “Data”, haga clic en SequencePart1 que está asociada con la Pieza 1. Debido a que los tiempos de proceso pueden seguir cualquier distribución (o expresión válida), añada una columna Tiempos de Proceso Específicos por Pieza y Fuentes Únicas: Célula de Fabricación bis

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nueva para incluir expresiones denominada ProcessingTimes a partir del menú Standard Property. Asegúrese de que la columna tiene las unidades apropiadas haciendo que Unit Type sea “Time” y las unidades por defecto, Default Units, “minutes.” Paso 4: Fije el tiempo de proceso para StationA según la función Pert, Random.Pert(2,5,8), el de StationC según Random.Pert(2,6,11)y finalmente Exit en 0 (Figura 7.3).

Figura 7.3: Nueva Tabla de Secuencia para la Pieza A Paso 5: Repita los dos últimos pasos para las otras tres piezas, creando la tabla de secuencias con los datos incluidos en la Tabla 7.1. Paso 6: Para que una única fuente sea capaz de producir múltiples tipos de entidades, se ha de crear una nueva tabla de datos para especificar el tipo de pieza de las entidades así como el mix de producto en porcentaje. Añada una tabla nueva denominada TableParts con cuatro columnas (Tabla 7.4). Tabla 7.4: Definiciones de las Columnas Columna 1 2 3 4

Nombre PartType ProcessingTime PartMix PartSequence

Tipo Entity Expression Integer (or Real) Sequence

A continuación, especifique cada entidad como una nueva fila con la información correspondiente (Tabla 7.5). Tabla 7.5: Contenidos de TableParts

Especificar SequencePart1.ProcessingTimes implica que el tiempo de proceso vendrá de la columna asociada con ProcessingTimes en la tabla SequencePart1. Paso 7: Para que se pueda utilizar tiempos de proceso dependientes del tipo de pieza, cambie las expresiones de tiempo de proceso en las tres estaciones de forma que se lean losvalores TableParts.ProcessingTime. Más en concreto, esta lógica hace que el tiempo de proceso se lea de la columna ProcessingTime de la tabla de datos, TableParts. Como cada pieza se mueve en función de las filas de su propia tabla de secuencias, obtendrá el tiempo de proceso de la fila correspondiente. La propiedad es ahora una propiedad del tipo referencia

50

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

, que sólo puede ser convertida a una propiedad normal haciendo clic con el botón derecho en la etiqueta ProcessingTime y especificando el nuevo valor. Paso 8: Para generar múltiples tipos de piezas de la misma fuente, el tipo de entidad, Entity Type, necesita ser modificado para incluir cada tipo de entidad. En la fuente, SOURCE, especifique que el valor de Entity Type se busque en TableParts.PartType. Esta especificación permite que Entity Type pueda ser de cualquiera de los tipos especificados en la tabla. Paso 9: Haga que el tiempo entre llegadas sucesivas de piezas se comporte según una distribución Exponential con una media 10 minutos. Paso 10: Para determinar qué tipo de pieza se crea, se debe incluir en las propiedades del objeto los porcentajes del mix de productos. La fuente, SOURCE, tiene una categoría de propiedades para asignar valores de una tabla, “Table Reference Assignment”. Existe la posibilidad de realizar dos asignaciones: antes de la creación de una entidad, Before Creating Entities, o justo después de haberlas creado, On Created Entity. En este caso, queremos realizar la asignación antes de la creación deforma que se cree el tipo de pieza de forma correcta (Figura 7.4).

Tabla Piezas

de

Fila

Figura 7.4: Haciendo la Asignación hacia la Tabla de Referencia Puede especificar qué tabla (TableParts) y qué fila se asocian al objeto. En este caso, la fila se determina de forma aleatoria utilizando los porcentajes incluidos en la columna PartMix y especificando que se ha de generar una fila aleatoria (TableParts.PartMix.RandomRow). Paso 11: La asignación a una tabla de referencia se puede realizar de forma alternativa utilizando un disparador, “Add-On Process Triggers”, en el objeto fuente, SOURCE. El proceso que se dispara puede añadir flexibilidad (aunque no sea necesario en este ejemplo), puesto que el objeto dispone de cuatro disparadores distintos (Tabla 7.6). Tabla 7.6: Disparadores Disponibles para un Objeto SOURCE Disparador Initialized Creating Entities Created Entity Exited

Descripción Se ejecutará al comienzo de la simulación Se ejecutará antes de que se cree la entidad Se ejecutará después de crear la entidad Se ejecutará justo después de que la entidad abandone la

Tiempos de Proceso Específicos por Pieza y Fuentes Únicas: Célula de Fabricación bis

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fuente Paso 12: El tipo de pieza se tiene que determinar antes de crear la entidad (Creating Entities). Para llamar a este proceso de creación, Creating Entities, haga doble clic en la etiqueta para crear un proceso, o utilice la pestaña “Processes”. Esta acción añadirá un proceso Srarts_CreatingEntities así como que hará que “Processes” sea la pestaña activa. Paso 13: Hay que asociar también una fila de la tabla de piezas a la entidad que se va a crear. Incluya la etapa Set Table (listada en la sección All Steps (A-Z)), arrastrándola entre Begin y End (Figura 7.5).

Figura 7.5: Añadiendo la Etapa Set Table en un Proceso Paso 14: En la ventana de propiedades de la etapa Set Table (Figura 7.5), especifique qué tabla (TableParts) y qué fila de la tabla se asocia al objeto. En este caso, la fila de determina de forma aleatoria utilizando la columna PartMix y especificando que una fila aleatoria ha de ser generada (TableParts.PartMix.RandomRow).

Figura 7.6: Propiedades de la Etapa Set Table La fila aleatoria, “Random Row”, se obtiene como antes de la columna PartMix de la tabla TableParts. Asegúrese de que el tipo de objeto, Object Type, se especifica como ficha, Token, porque la entidad no ha sido todavía creada. Después de que se ejecute el proceso, se creará la entidad y se hará que herede las propiedades de la ficha, TOKEN, asociada. Paso 15: Ejecute la simulación por un período de 40 horas a velocidad lenta para asegurarse de que las piezas siguen su secuencia correctamente y conteste a las preguntas siguientes: Pregunta 2:

¿Cuánto tiempo está cada tipo de pieza en el sistema?

Pregunta 3:

¿Cuál es el grado de ocupación de las estaciones, SERVERS?

Pregunta 4:

¿Cuánto tiempo están las piezas (conjuntamente) en el sistema?

Pregunta 5:

¿Cuál es el grado de ocupación de cada recurso?

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Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Sección 7.2: Un carril de transferencia Suponga ahora que la transferencia entre las estaciones de la célula de fabricación se realiza con un carril de transferencia, que es una cinta transportadora continua, continuous conveyor, posiblemente en circuito cerrado, que tiene estaciones de carga/descarga. Cuando una pieza se sitúa en una de estas estaciones, la línea entera se para hasta que la pieza se coloca sobre ella o se retira de ella. Estas operaciones tardan entre 0.5 y 1.5 minutos. SIMIO dispone de dos formas de modelizar las cintas: acumuladoras, accumulating, y no acumuladoras, non-accumulating. Las cintas acumuladoras permiten que las piezas se junten al final, puesto que la cinta se sigue moviendo aunque no pueda descargar en una estación. Como ejemplo, se pueden mencionar las cintas de rodillos. Una cinta no acumuladora se debe parar hasta que la operación de carga/descarga finaliza. Como ejemplo, se puede mencionar los sistemas aéreos con balancinas que llevan piezas durante el ensamblaje de coches. Las cintas en SIMIO no tienen estaciones de carga/descarga, por lo que el carril de transferencia tendrá que ser modelizado como una serie de cintas individuales. Como el carril se para durante las operaciones, el concepto de no acumulación es el que hay que emplear, aunque las cintas deben coordinarse entre sí. Paso 1: Cambie todos los caminos interiores del modelo a cintas. Seleccione un camino y acceda haciendo clic con el botón derecho al submenú Convert To Type. Para mejorar visualmente el modelo, añada decoradores de caminos para las cintas (Figura 7.7) a través de la pestaña “Path Decorators”. Paso 2: Modifique también los símbolos de las piezas de forma que sus dimensiones sean de 1 un metro de ancho por 1 metro de largo por medio metro de alto. Seleccione las cuatro piezas y cambie sus dimensiones utilizando la propiedad General→Size and Location. Tendremos que ser un poco más específicos sobre estas dimensiones cuando dimensionemos también la cinta. Hemos creado estos símbolos utilizando la sección “Create” de la pestaña “Project Home”, y haciendo clic en “New Symbol” y seleccionando “Create a New Symbol”. Cuando estemos creando el símbolo, debemos prestar atención a su tamaño (la cuadrícula está en metros).

Nuevos Símbolos para las piezas Cintas

Figura 7.7: Vista en 3D de las Cintas Transportadoras Paso 3: Es necesario especificar las propiedades de las cintas. Las longitudes de los caminos (recordemos que eran 25, 35, 20, 30, y 40 yardas) no tienen que ser modificada. Selecciones las cinco cintas (apretando la tecla ctrl.) y marque la velocidad como 0.5 metros/segundo para cada cinta. A la vez, y manteniendo todas seleccionadas, hay que marcar la propiedad de acumulación, Accumulating, como falsa, “False”, para cada cinta.

Tiempos de Proceso Específicos por Pieza y Fuentes Únicas: Célula de Fabricación bis

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Paso 4: En la propiedad de alineamiento de la entidad, Entity Alignment, elija la opción Cell Location. Esta opción equivale conceptualmente a dividir la cinta en celdas. Las piezas que van sobre la cinta han de ser posicionadas sobre una celda. Así, fije el número de celdas en el número asociado a la longitud de la cinta. Si no es así, y selecciona la opción Any Location, una pieza puede ir sobre la cinta en cualquier lugar, incluso interfiriendo con otras. Paso 5: Repita el paso anterior para cada cinta que conforma el carril de transferencia. Paso 6: Dado que el carril de transferencia está formado por muchas cintas en vez de una, hay que sincronizarlas de forma que cuando las piezas se cargan/descargan de una de las cintas, el carril entero (el conjunto de cintas) se para hasta que acabe la operación.28 Defina primero una variable discreta de estado (a partir de la pestaña “Definitions”) y denomínela como número de nodos funcionando, NumberNodesWorking. Esta variable representará el número de nodos que están o colocando o retirando piezas del carril. Cuando esta variable es 0, el carril se moverá, y cuando la variable de estado sea al menos 1, el carril entero se pasará. Paso 7: Añada ahora un proceso Nuevo (a través de la pestaña “Processes”, seleccione “Create Process”). Llámelo On_Off_Entered. Este proceso consistirá en las etapas incluidas en la Figura 7.8.

Figura 7.8: Proceso que Refleja la Entrada/Salida de Partes del Carril 

Cuando una pieza llega a una operación de carga/descarga, la etapa Assign incrementa NumberNodesWorking en una unidad (NumberNodesWorking = NumberNodesWorking +1) y todas las cintas tienen que pararse, haciendo que su velocidad sea cero (Figura 7.9)

Figura 7.9: Incrementando el Número de Nodos Trabajando y Parando las Cintas 

La etapa Delay se utiliza para modelizar el tiempo de carga/descarga, que se asume que sigue una distribución uniforme con un mínimo de 0.5 y un máximo de 1.5 minutos.



La segunda etapa Assign reducirá el número de nodos trabajando, NumberNodesWorking.

28

La sincronización no es exacta dado que la cinta aguas abajo no conoce que una celda de la cinta aguas arriba está ocupada y que piezas que están en una celda pueden entrar en conflicto con otras piezas que llegan de una cinta anterior. 54

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO



La etapa Decide se basa en la condición de que el número de nodos en espera es 0, NumberNodesWaiting == 0, lo que significa que no hay otros nodos cargando o descargando sobre el carril.



La última etapa Assign hace que las cintas vuelvan a arrancar. SIMIO guarda internamente todos las velocidades en metros por hora, por lo que una asignación de 0.5 se guardará como 0.5 metros por hora. Si la variable de estado tiene unidades distintas, éstas se pueden especificar vía asignaciones. Asegúrese de que cambia las unidades a metros por segundo o una especificación de 0.5 metros por segundo será tratada como 0.5 metros por hora 29. Puede convertir 0.5 metros por segundo en 1800 metros por hora para que sean unidades consistentes con la interpretación de cómo SIMIO realiza las asignaciones, así como evitar tener que hacer la conversión todas las veces. La Figura 7.10 muestra cómo se arranca el carril.

Figura 7.10: Arrancando las Cintas Paso 8: Hay que invocar el proceso genérico On_Off_Entered en el momento adecuado (cuando una pieza se carga o descarga). Seleccione On_Off_Entered como el proceso a ejecutar desde todos los nodos y del camino especificado en la Tabla 7.7. Tabla 7.7: Todos los Disparadores que Deben ser Incluidos en la Lógica de Carga/Descarga Disparador de Procesos Exited Entered Exited Entered Exited Entered Entered Exited

A qué Objeto se Asocia Output@Srarts (TRANSFERNODE) Input@StationA (BASICNODE) Output@StationA (TRANSFERNODE) Input@StationB (BASICNODE) Output@StationB (TRANSFERNODE) Path7 (PATH): El camino que sale de la célula. Input@StationC (BASICNODE) Output@StationC (TRANSFERNODE)

Pregunta 6: ¿Por qué no usar simplemente el proceso On_Off_Entered en el BASICNODE de entrada/salida de la cinta?

Paso 9: Ejecute la simulación durante 40 horas a velocidad lenta para asegurarse de que las piezas siguen de forma correcta la secuencia y conteste a las siguientes preguntas.

29

La presunción de un tiempo interno representa una elección de eficiencia en contra de la facilidad de uso.

Tiempos de Proceso Específicos por Pieza y Fuentes Únicas: Célula de Fabricación bis

55

Pregunta 7:

¿Cuánto tiempo está cada tipo de pieza en el sistema?

Pregunta 8:

¿Cuál es el grado de ocupación de cada estación, SERVERS?

Pregunta 9:

¿Cuánto tiempo emplean las piezas en ser procesadas?

Pregunta 10:

¿Cuántas piezas hay de media en el Conveyor2?

Pregunta 11:

¿Cuál es el tiempo medio de permanencia en el Conveyor3?

Sección 7.3: Fallos de Máquina en la Célula de Fabricación Los fallos son parte de la mayoría de sistemas mecánicos. SIMIO proporciona algunos métodos relativamente simples para modelizar estos fallos o roturas dentro de la sección de fiabilidad, “Reliability Logic”, de los objetos SERVER (y también de otros objetos). Por supuesto, en el caso de un carril de transferencia, se necesita parar el carril cuando una de las máquinas o estaciones esté siendo reparada.30 Asumamos que la Operación C, StationC, es poco fiable. En particular, asumamos que el tiempo entre fallos, MTBF (Mean Time Between Failures), sigue una distribución exponencial con una media de 10 horas, mientras que el tiempo medio de reparación, MTTR (Mean Time To Repair), se modeliza con una distribución Triangular (0.5, 1, 2), en horas. Paso 1: En la sección “Reliability Logic” de la Operación C, especifique que el tipo de fallo, Failure Type, se base en el tiempo, “Calendar Time Based”, que el tiempo entre fallos, Uptime Behavior, sea Random.Exponential(10), con Units en horas, y que el tiempo de reparación, Time To Repair, sea Random.Triangular(0.5,1,2), con unidades en horas (Figura 7.11).

Figura 7.11: Especificando Fallo y Reparación Paso 2: Cuando falla la Operación C, StationC, se debe detener el carril entero, y debe reiniciarse una vez que sea reparada la estación. Seleccione StationC y cree unos disparadores de procesos, reparando, “Repairing”, y reparado, “Repaired”, para generar los procesos nuevos StationC_Repairing y StationC_Repaired. El disparador “Repairing” se ha de invocar cuando suceda el fallo, mientras que el disparador “Repaired” debe ser invocado cuando la estación haya sido reparada. En StationC_Repairing, utilice una etapa Assign para desconectar todas las cintas y poner su velocidad, DesiredSpeed, a “0”. En StationC_Repaired, utilice una etapa Assign para volver a arrancar las

30

El coste tremendo de parada debido a que se paraliza el carril entero es la razón fundamental de por qué cada vez es más difí cil encontrar carriles y otros sistemas totalmente automatizados. 56

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

cintas si no hay nodos realizando operaciones de carga/descarga (asignando DesiredSpeed = 0.5 para todas las cintas) como se aprecia en la Figura 7.12.31

Figura 7.12: Disparadores de los Procesos Repaired y Repairing Paso 3: El proceso On_Off_Entered no debería hacer que el carril arrancase si la Operación C, StationC, ha fallado y está siendo reparada. Cambie la etapa Decide del proceso On_Off_Entered de forma que la expresión condicional sea la siguiente32: (NumberNodesWorking==0) && (StationC.Failure.Active==False) Paso 4: Finalmente, cambie la animación de StationC de forma que tome el color rojo cuando ha fallado. Seleccione StationC y haga clic en el botón “Add Additional Symbol”. Cambie el color del segundo símbolo a rojo utilizando la sección Decoration. Después de seleccionar la estación StationC, asigne la propiedad Current Symbol Index de StationC a Math.if(StationC.Failure.Active == 1,1,0), lo que hará que el símbolo tome el valor 0 o 1 (acuérdese de que el indicador de símbolo empieza en 0).33 Paso 5: Ejecute el modelo y asegúrese de que el carril se detiene cuando la estación está siendo reparada. Pregunta 12:

¿Hay algo acerca de la animación que no le acabe de gustar?

Sección 7.4: Comentario 

Algunas características de SIMIO explicadas en este capítulo tienen características análogas en Arena. Pero Arena no ofrece la posibilidad de modificar los procesos ejecutados por los objetos, ni visualiza la simulación en 3D.



No es deseable en cambio que los tipos de fallo en SIMIO no incluyan como opción fallos basados en el tiempo de proceso.



En este capítulo se empiezan a explotar los procesos de SIMIO para desarrollar y modelizar comportamientos más complejos de los objetos en el modelo.



El uso del concepto de cintas transportadoras es relativamente fácil de implantar y favorece la animación.

31

Copie las etapas Decide y Assign del proceso On_Off_Entered.

32

La función Object.Failure.Active devolverá “true” si el objeto ha fallado.

33

En el Capítulo 10 se discutirá en profundidad sobre fallos.

Tiempos de Proceso Específicos por Pieza y Fuentes Únicas: Célula de Fabricación bis

57

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Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Capítulo 8 “Material Consumido”, Cambios, Propiedades: Un Ensamblaje 

El objeto Estación de Trabajo, Workstation



Tiempos de preparación dependientes de la secuencia



Material consumido



Propiedades

Sección 8.1: Ensamblaje de una Maqueta Un proceso de ensamblaje de una maqueta es un proceso en el que se construye una maqueta a partir de los componentes disponibles. Las peticiones de ensamblaje llegan a una estación de trabajo siguiendo una distribución Poisson con un tiempo entre llegadas de 3 minutos. La orden se realiza por una cantidad de unidades iguales. Las maquetas se ensamblan a partir de 3 componentes; un subcomponente SubA, un subcomponente B, y dos conectores – este estructura de producto se denomina también lista de materiales o Bill of Materials (BOM). Cada maqueta se procesa en un tiempo que se asemeja a una distribución triangular de parámetros (0.1, 0.2, 0.3) minutos. Sólo se puede ensamblar una unidad a la vez en la estación. Se desea obtener para el análisis de la estación el número de unidades producidas así como de componentes utilizados, así como información sobre el cumplimiento de los pedidos. Existen cuatro tipos de maquetas producidas a partir del mismo BOM, según el color: 15% amarillas, 20% rojas, 35% azules, y 10% verdes. Después de completar un pedido, se necesita 1 minuto para limpiar la estación, así como 2 minutos para prepararse para el siguiente pedido. Esta restricción sufrirá modificaciones más adelante. Finalmente, los pedidos tardan en llegar a la estación entre 1 y 2 minutos, lo mismo que tardan para llegar a la salida desde la estación. Paso 1: Cree un nuevo modelo que tenga una fuente, SOURCE (OrdersArrive), un sumidero, SINK (OrdersLeave), y una estación de trabajo, WORKSTATION (KitOperation) . 

Los caminos se recorren en Uniform(1,2) minutos.



Las maquetas llegan cada Exponential(3) minutos.



El tiempo requerido para cada maqueta se modeliza como Triangular(0.1, 0.2, 0.3) minutos.



La limpieza es de 1 minuto.



El tiempo actual de cambio es de 2 minutos.

Paso 2: Incluya una nueva entidad, MODELENTITY, de nombre Orders. Paso 3: Añada 3 símbolos adicionales para la entidad Orders. Seleccione Order y haga clic en el botón Add Additional Symbol. Asigne color a los símbolos adicionales: “Amarillo”, “Rojo”, y “Azul”. Los símbolos se enumeran empezando en 0. “Material Consumido”, Cambios, Propiedades: Un Ensamblaje

59

Paso 4: Todos los objetos de SIMIO tienen ciertas características programadas. Las propiedades se inicializan al comienzo de la simulación (por ejemplo, número inicial en el sistema, número máximo de llegadas), y sus valores no pueden ser cambiados a lo largo de la ejecución. La variable de estado Priority es un ejemplo para una entidad y ha sido utilizado con anterioridad para representar el tipo de objeto. En SIMIO, tiene la posibilidad de añadir sus propias propiedades así como estados a los objetos. Las propiedades, Properties, y los estados, States, se añaden utilizando la pestaña “Definitions”. Seleccione MODELENTITY en el [Navigation] y seleccione la sección Definitions→States. Cada pedido ha de tener una cantidad diferente y se necesita una variable de estado para almacenar esa información. 

Debe usar la variable de estado discreta, “Discrete State Variable”, de nombre Picture, para representar la imagen que va a representar a la entidad. Esa variable la proporciona SIMIO.



Debe añadir, en cambio, otra variable de estado discreta, “Discrete State Variable”, de nombre OrderQuantity, que representará la cantidad de maquetas en el pedido.

Paso 5: Se necesita una tabla para determinar el porcentaje de veces de cada tipo de pedido y el número correspondiente al dibujo del símbolo. Seleccione MODEL en el [Navigation]. Cree una TableSymbol para los dibujos de las entidades (Tabla 8.1) a través de la pestaña “Data”. Tabla 8.1: Símbolo y Porcentaje por Tipo de Pedido

Paso 6: Hay que determinar el tipo de pedido (Verde, Amarillo, etc.), la cantidad que lleva el pedido, o tamaño del pedido, y el dibujo correcto. Las asignaciones de valores a las variables de estado para las entidades entrantes a través de la fuente serán realizadas por el disparador de procesos denominado “procesado”, “Processed” y cuyo nombre será OrdersArrive_CreatedEntity. Es este proceso, podemos realizar las asignaciones de los valores de las variables de estado para las piezas entrantes, como se muestra en la Figura 8.1.34

Figura 8.1: Etapas del Proceso OrdersArrive_CreatedEntity Paso 7: Use la etapa Set Table para asignar aleatoriamente la fila de TableSymbol a la entidad que será utilizada en la etapa Assign para especificar la figura. Pregunta 1: ¿Por qué se decidió utilizar la tabla en el disparador “Created” en vez de en el disparador “Creating” como se hizo en la Figura 7.5?

34

En lugar de utilizar un disparador de procesos, se podía haber utilizado la asignación On Created Entity Table Reference Assignment para conseguir el mismo objetivo. 60

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Paso 8: Asigne el dibujo correcto así como el tamaño del pedido. Puede hacer esto en dos etapas diferentes o en una misma etapa con múltiples filas, si hace clic en el botón “0 Rows”. Tiene que añadir cada asignación como se muestra desde la Figura 8.2 hasta la Figura 8.4. 

Use el editor “Repeating Property Editor” para hacer asignaciones múltiples (Figura 8.2).

Figura 8.2: Haciendo Asignaciones Múltiples 

Haga que el dibujo represente el símbolo asociado con el tipo de pedido (Figura 8.3).

Figura 8.3: Asignación de Imagen 

Asigne la tamaño del pedido según una distribución Binomial (Figura 8.4).

Figura 8.4: Asignación del Tamaño del Pedido Pregunta 2: Se está utilizando una variable aleatoria Binomial para modelizar el tamaño de pedido. ¿Por qué sumamos 1? Paso 9: Guarde el modelo y ejecútelo durante un período de 8 horas Pregunta 3:

¿Cuál es el tiempo medio de flujo para los pedidos?

Pregunta 4:

¿Cuántos pedidos fueron procesados en 8 horas?

Pregunta 5:

¿Qué nos falta en el modelo?

Sección 8.2: Tiempo de Preparación en Función de la Secuencia Cuando la estación de procesado de las maquetas cambia de un color a otro, se incurre en un tiempo de cambio o preparación de máquina que depende del color que precedió al pedido actual. El tiempo de cambio, en minutos, se muestra en la Tabla 8.2.

“Material Consumido”, Cambios, Propiedades: Un Ensamblaje

61

Tabla 8.2: Tiempos de Cambio (De/A, From/To) en Horas

Añadamos los tiempos de cambio, dependientes de la secuencia, en nuestro modelo. En las propiedades de la estación, WORKSTATION, se puede especificar los tiempos de cambio como si fueran constantes (Specific) (dos minutos para cada operación). Pero antes de utilizar tiempos que dependan de la secuencia, debemos ver cómo se incorporan los tiempos de cambio en un modelo de SIMIO. Paso 1: Primero, se necesita una lista, LIST, de identificadores que se puedan utilizar en una tabla de cambios, en la que, en este caso, se escriba como una lista de caracteres, Strings. Utilizando la pestaña “Definitions”, genere una lista, LIST, de caracteres, de nombre Colors. Los contenidos de la lista Colors corresponderán con los nombres de los colores asignados: “Green”, “Yellow”, “Red”, y “Blue” como se muestra en la siguiente Figura. Es importante que se incluyan en el orden correspondiente a los símbolos (0, 1, 2, y 3).

Figura 8.5: Lista de Colores Paso 2: Utilizando la pestaña “Data”, añada una matriz de cambios, CHANGEOVERS, de nombre Changeover. Use la lista Colors como lista asociada. Cambie las unidades de tiempo a horas e introduzca los valores en la matriz a partir de la Tabla 8.2. Paso 3: Especifique la lógica de los tiempos de cambio en la estación KitOperation (Figura 8.6).   

Setup Time Type: Sequence Dependent Operation Attribute: TableSymbol.Symbol Changeover Matrix: Changeover

Figura 8.6: Especificando los Cambios Según la Secuencia en la Operación Paso 4: Se puede especificar el resto de elementos de la lógica para la estación de trabajo 

62

Propiedad Operation Quantity (el número de unidades en cada pedido): ModelEntity.OrderQuantity

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO



Processing Batch Size (Lote): 1 (Este es el número de unidades que se pueden procesar simultáneamente. Por lo que si la cantidad, Operation Quantity, es 10, y el tamaño de lote es 2, será necesario realizar 5 lotes para procesar el pedido entero y con cada lote necesitando de un tiempo de proceso diferente.)



Teardown Time (Limpieza): 1 minuto

Paso 5: La estación puede estar en estados distintos: esperando piezas, starved, procesándolas, processing, preparándose, setup, y limpiando, teardown. Para ver cómo varían los porcentajes a lo largo del tiempo, añada un gráfico de tarta, “Status Pie” a partir de la pestaña “Animation”. Especifique la propiedad Data Type, como una lista de estados, ListState, que debe relacionarse con KitOpereaton.ResourceState. Paso 6: Guarde el modelo y ejecute la simulación para un período de 1 hora. Luego, ejecútelo en modo rápido, fast-forward, para un período de 2, 4, y 8 horas. Después de 8 horas, conteste a lo siguiente. Pregunta 6:

¿Cuál es el tiempo medio de flujo para los pedidos?

Pregunta 7:

¿Cuántos pedidos fueron procesados en 8 horas?

Pregunta 8:

¿Qué nos falta en el modelo?

Sección 8.3: Utilizando Materiales en la Operación El objeto “estación de trabajo” tiene más posibilidades que un objeto “server”. Por ejemplo, puede utilizarse para controlar las materias primas que tiene que consumirse, según lo especificado en el “bill of materials” de la pieza que se está procesando. Si las materias primas no están disponibles, las piezas no pueden ser procesadas. Paso 1: Guarde el modelo como un nuevo proyecto. Paso 2: Tenemos que declarar la existencia de las materias primas que lleva una maqueta así como la lista de materiales que especifica la cantidad de cada tipo de materia prima que se necesita para fabricar una maqueta. Se necesita definir cuatro nuevos “Elements”, del tipo MATERIAL, a partir de la sección Definitions→Elements.  

Cree SubA, SubB, y Connectors como tipos de material, todos con una cantidad inicial, Initial Quantities, de “0” unidades, lo que será cambiado en breve. Cree KitsBOM como un elemento tipo MATERIAL, pero utilizando el editor de propiedades BillofMaterial, como muestra la Figura 8.7, en la que se define qué materiales componen el producto final (1 SubA y 1 SubB y 2 Connectors).

“Material Consumido”, Cambios, Propiedades: Un Ensamblaje

63

Figura 8.7: Bill of Materials 

Finalmente, cree un elemento de tipo “Material” denominada Kits (con cantidad inicial, Initial Quantity, de 0), para representar el producto final producido con las materias primas según el BOM.

Paso 3: Como el nivel de inventario es una característica física de nuestro modelo y sólo necesita ser inicializado al comenzar la simulación, es el momento ideal de utilizar una propiedad de SIMIO. Utilizando la pestaña “Definitions”, haga clic en “Properties” para añadir nuevas propiedades a los objetos. Cree tres nueva propiedades “Standard Real Properties”, InitInvA, InitInvB, e InitInvC. Coloque estas propiedades en la nueva categoría InvModel. La primera vez, hay que teclear el nombre de la nueva categoría (InvModel) en la ventana correspondiente. Para las dos nuevas propiedades puede seleccionar la categoría del desplegable. Paso 4: Vuelva a “Elements” e indique Initial Quantity, de cada uno de los tres materiales como una propiedad de referencia hacia las nuevas propiedades definidas. Recuerde que esta operación se realiza haciendo clic con el botón derecho en el desplegable y seleccionando la propiedad de referencia. Paso 5: Como parte del análisis, cree algunas estadísticas para estudiar los materiales que se han consumido así como sobre el producto final. Existen tres tipos de estadísticas que se pueden definir. Recuerde que una estadística “Tally” es una estadística basada en observaciones (por ejemplo, tiempo de espera en una fila). Una estadística de estado, “State statistic”, es en cambio una estadística basada en el tiempo que monitoriza una variable de estado (número en una fila). Una estadística de final de simulación, “Output Statistic” puede utilizarse para mostrar el valor de una expresión, una vez al final de cada repetición. Añada 4 estadísticas finales, OUTPUT STATISTICS, con los siguientes nombres y expresiones.    

SubAConsumed que muestre SubA.QuantityConsumed SubBConsumed que muestre SubB.QuantityConsumed ConecteorsConsumed que muestre Connectors.QuantityConsumed KitsProduced que muestre Kits.QuantityProduced

Paso 6: Vuelva a KitOperation y rellene las propiedades Other Requirements (por ejemplo, Material Consumido, Material Consumption, Nombre del Material Consumido, Consumed Material Name, Cantidad Consumida, Consumed Quantity, Producción de Materiales, Material Production, Nombre del Material Producido, Produced Material Name, y Cantidad Producida, Produced Quantity) como se muestra en la Figura 8.8. Estas propiedades harán que la estación consuma materiales según lo indicado en el BOM cuando se procesan las maquetas.

64

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 8.8: Otros Requisitos de Material para una Operación Paso 7: Haga clic en las propiedades del modelo, Model “Properties” (haciendo clic con el ratón derecho en el objeto “Model” en el [Navigation ]). En la sección InvModel, asigne los valores de InitInvA como 100, InitInvB como 100, y InitInvC como 200. Paso 8: Guarde el modelo y ejecútelo por un período de 8 horas y observe las estadísticas. Aunque desee ver la animación durante un rato, necesitará ejecutarlo en modo rápido hasta el final para obtener los resultados. Pregunta 9: Después de analizar el número de maquetas producidas, ¿tiene alguna duda sobre las especificaciones del modelo?

Pregunta 10:

¿Cuántas maquetas se producen en el período de 8 horas?

Paso 9: Cambie el valor del inventario inicial para permitir que se produzcan maquetas durante las 8 horas. Pregunta 11:

¿Cuántos pedidos se atendieron durante las 8 horas?

Pregunta 12:

¿Cuántas maquetas se producen ahora?

Pregunta 13:

¿Qué cantidad de materias primas SubAs y SubBs se necesitaron?

Pregunta 14:

¿Cuántos Connectors se utilizaron?

Pregunta 15:

¿Cuál es el tiempo de ciclo de los pedidos?

Sección 8.4: Llegada de Materia Prima Durante la Simulación En lugar de que las materias primas estén disponibles para todo el período de 8 horas al principio de la simulación, las materias primas han de llegar cada dos horas, empezando en 0. ¿Cómo se modeliza esta nueva situación en SIMIO? Paso 1: Tome algunas estadísticas sobre los niveles de inventario para las tres materias primas a lo largo de un día: SubA, SubB, y Connectors. Dado que el inventario es una estadística basada en el tiempo, hay “Material Consumido”, Cambios, Propiedades: Un Ensamblaje

65

que añadir primero tres variables de estado, STATE STATISTICS, utilizando la sección Definitions→Elements.  SubAAvailable: SubA.QuantityAvailable  SubBAvailable: SubB.QuantityAvailable  ConnectorsAvailable: Connectors.QuantityAvailable  Para cada una de las estadísticas añadidas, incluya como Category y Number como Data Item. Paso 2: Guarde el modelo y ejecútelo durante un período de 8 horas utilizando como cantidades iniciales de stock, 1000, 1000, y 2000 para SubA, SubB, y Connectors (especificándolas en “Model Properties”). Pregunta 16:

¿Cuál fue la disponibilidad media de SubAAvailable?

Pregunta 17:

¿Cuál fue la disponibilidad media de SubBAvailable?

Pregunta 18:

¿Cuál fue la disponibilidad media de ConnectorsAvailable?

Pregunta 19:

¿Cuántas maquetas se han producido?

Paso 3: Implementemos ahora un sistema de reposición en el que un operario aparece por la estación de maquetas cada dos horas, empezando en 0, y rellena stock de SubA, SubB, y Connectors hasta un nivel prefijado. Paso 4: Añada tres propiedades de tamaño de pedido, SubAOrderQty, SubBOrderQty, y ConnOrderQty, utilizando la pestaña “Definitions”. Cada una de estas propiedades debe ser definida como “Integer” en Data Format dentro de la categoría InvModel. Estas propiedades se usarán como las cantidades que el operario utiliza para reponer el inventario de materias primas. Paso 5: Utilizando la sección Definitions→Elements, añada un temporizador, TIMER, que lanzará un evento basado en un intervalo de tiempo (un “timer event” es una interrupción en la simulación que permitirá que un proceso se ejecute).  

Ejecute el temporizador en 0.0 (la propiedad Time Offset debe ser 0) y debe activar un proceso cada 2 horas (Time Interval debe ser 2). Llame StockerArrives al temporizador.

Paso 6: Utilizando la pestaña “Processes”, cree un proceso, RespondtoTimerEvent, que responda al temporizador (Figura 8.9).  

Triggering Event: StockerArrives.Event Añada una etapa Assign que haga las asignaciones siguientes al proceso que iguala siempre la cantidad disponible a la cantidad de pedidoSubA.QuantityAvailable = SubAOrderQty SubB.QuantityAvailable = SubBOrderQty Connectors.QuantityAvailable = ConnOrderQty

66

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 8.9: Proceso Utilizado para Responder al Evento Generado por el Temporizador Paso 7: En las propiedades del modelos, “Model Properties”, inicialice las cantidades de las materias primas SubA, SubB, y Connectors a 0, ya que el primer evento StockerArrives sucede en el minuto 0.0 y se rellenará el stock en el comienzo de la simulación. Fije las cantidades de pedido de SubA, SubB, y Connectors en 250, 250, y 500, respectivamente. Paso 8: Guarde el modelo y ejecútelo durante un período de 8 horas y conteste a lo siguiente. Pregunta 20:

¿Cuál fue la disponibilidad media de SubAAvailable?

Pregunta 21:

¿Cuál fue la disponibilidad media de SubBAvailable?

Pregunta 22:

¿Cuál fue la disponibilidad media de ConnectorsAvailable?

Pregunta 23:

¿Cuántas maquetas se han producido?

Sección 8.5: Implantando un enfoque Justo-A-Tiempo (Just-In-Time) El ejemplo anterior asume que el reponedor llegará exactamente cada dos horas y subirá el nivel de stock hasta el límite establecido. Sin embargo, la compañía desea implantar una filosofía de producción similar al Just-In-Time (JIT). Tienen un proveedor que tiene un almacén situado muy cerca de la planta y que responderá a los pedidos rápidamente. La compañía ha implantado un sistema de monitorización tal que cuando un pedido hace que el inventario baje por debajo de un límite, se lanza un pedido al proveedor que lo ha de atender en 1 hora. Paso 1: Guarde el modelo con su propio nombre. Tiene que borrar ahora el temporizador StockerArrives y el proceso RespondToTimerEvent o deshabilítelo cambiando el valor de la propiedad Initially Enabled a False, utilizando la propiedad “General” del temporizador, TIMER. Paso 2: Añada un nuevo sumidero, SINK, InventoryLevel. Posiciónelo debajo de la estación que fabrica la maqueta. Paso 3: Vaya a la pestaña “Definitions” y añada tres elementos controladores, MONITOR, MonitorA, MonitorB, y MonitorC, utilizando la sección “Element”. Un elemento controlador puede ser utilizado para monitorizar el valor de una variable de estado cuando ésta cambia su valor o cuando el valor cruza un límite. Las propiedades de MonitorA se pueden ver en la Figura 8.10.

“Material Consumido”, Cambios, Propiedades: Un Ensamblaje

67

Figura 8.10: Propiedades del Controlador Lo siguiente ayuda a controlar el nivel de inventario de SubA.   

Monitor Type debe ser CrossingStateChange Crossing Direction debe ser Negative (una reducción de 5 a 4 hará que se lance un evento) El Threshold Value debe indicar una propiedad a una nueva referencia, New Reference, SubAReorderPT.  El controlador puede causar que un evento se lance de la misma forma que un temporizador, pero no utilizaremos esta cualidad en este momento.

Paso 4: Repita el mismo proceso para las materias primas SubB y Connector utilizando las propiedades de referencia SubBReorderPt y ConnReorderPt, respectivamente. Paso 5: Añada tres Fuentes, SOURCES (suppliers), SupplierA, SupplierB, y SupplierC, que enviarán las materias primas a la estación, como se muestra en la Figura 8.11.

Figura 8.11: Proveedores 

Asuma que se tarda entre 50 y 65 minutos en suministrar las materias primas entre las Fuentes y el sumidero Inventory (el tiempo se modeliza con la propiedad Travel Time de un TIMEPATH).  Fije la propiedad Arrival Mode de los proveedores en On Event y los nombres Event Name to MonitorA.Event, MonitorB.Event y MonitorC.Event respectivamente para cada una de las tres fuentes. La fuente creará entidades cuando el evento generado por el controlador se activa y manda las entidades a la operación correspondiente.

Paso 6: Cuando la material prima llega al final del camino, necesita sumar al nivel actual la cantidad del pedido. Añada un disparador de proceso (“ReachedEnd”) que calcula este nuevo valor. La Figura 8.12 enseña cómo añadir la cantidad SubA y el tamaño de pedido35.

35

SIMIO proporciona una etapa producir, Produce, que hace esencialmente lo mismo y otra consumir, Consume, con la que se realiza una resta, pero la lógica utilizando una etapa Assign parece directa. 68

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 8.12: Incrementando la Cantidad Disponible Paso 7: Repita el proceso para las otras dos materias primas al final de sus respectivos caminos. Paso 8: En las propiedades del modelo, fije los valores iniciales de las materias principales SubA, SubB, y Connectors otra vez en 250, 250, y 500, dado que la acción de reposición se activa convenientemente. Fije los puntos de pedido y los tamaños de pedido en los valores incluidos en la Tabla 8.3. Tabla 8.3: Punto de Pedido (Reorder Point) y Tamaño de Pedido (Order Quantity) Materia Prima SubA SubB Connector

Punto de Pedido 125 125 250

Tamaño de Pedido 200 200 400

Paso 9: Añada seis etiquetas de estado, “Status Labels” utilizando la pestaña “Animation”, para que se muestren las cantidades disponibles de cada uno de los tres niveles de materias primas disponibles: SubA, SubB, y Connectors (Figura 8.13). Estas primeras tres etiquetas son simplemente texto, mientras que las otras tres tendrán una expresión (Figura 8.14) para mostrar la cantidad disponible QuantityAvailable.

Figura 8.13: Etiquetas de Estado

Figura 8.14: La Expresión de las Etiquetas de Estado Paso 10: Guarde el modelo y ejecútelo durante un período de 8 horas, y conteste a las siguientes preguntas. Pregunta 24:

¿Cuál fue la disponibilidad media de SubAAvailable?

Pregunta 25:

¿Cuál fue la disponibilidad media de SubBAvailable?

Pregunta 26:

¿Cuál fue la disponibilidad media de ConnectorsAvailable?

“Material Consumido”, Cambios, Propiedades: Un Ensamblaje

69

Pregunta 27:

¿Cuántas maquetas se han producido?

Sección 8.6: Comentario

70



Este es uno de los capítulos más interesantes en cuanto que ilustra cómo modelizar lo que se considera un operación compleja compuesta no sólo por temas de inventarios, sino también por conceptos relacionados con la cadena de suministros, que serán nuevamente explorados en el Capítulo 12, Capítulo 22 y Capítulo 25.



Se han introducido otras capacidades muy valiosas en este capítulo que deberían ser ampliadas, lo que haremos en capítulos futuros.



Como si fuera un ejercicio de modelización, ¿cómo construiría un modelo equivalente en otro lenguaje de simulación?

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Capítulo 9 Variables Continuas, Abandonos, Interrupciones, Verificación: Una Gasolinera 

Variables continuas



Más procesos



Abandono en una fila

Las variables continuas son variables cuyo valor puede cambiar durante la simulación (al contrario que las variables discretas). Las variables continuas se conocen en SIMIO como variables de nivel, “Level State”– véase “States” en la pestaña “Definitions”. Cuando se crea una variable de nivel, puede especificar también el flujo, utilizando la propiedad Rate Value, así como su valor inicial, Initial State. Al contrario que las variables discretas, DISCRETE STATE, las variables de nivel, LEVEL STATE, pueden cambiar de forma continua en función de un ritmo.

Sección 9.1: Un Tanque Simple36 Paso 1: Cree un nuevo modelo. Vamos a gestionar un simple tanque de gasolina, haciendo que cambia el valor de su ritmo de llenado y/o vaciado. Asumiremos que el volumen del tanque puede variar entre 0 y 100 galones. Paso 2: Añada un objeto RESOURCE, y llámelo Tank. Paso 3: Cree un nuevo símbolo, TankSymbol, para asociarlo con el tanque (Project Home→New Symbol→Create Symbol), y que se asemeje al mostrado en la Figura 9.1. El símbolo que representa el interior es un cuadrado con una altura de 10 metros (la altura determina el contenido/nivel del tanque). Añada un textura Gold Comb para asemejarlo al color de la gasolina.

Figura 9.1: Representación en 2D y 3D del Símbolo del Tanque

36

Este ejemplo de un “tanque simple” ha sido elegido de los “SimBits” que proporciona SIMIO. Se le aconseja revisar a menudo los pequeños modelos, Simbits, a medida que aprende SIMIO.

Variables Continuas, Abandonos, Interrupciones, Verificación: Una Gasolinera

71

Paso 4: Use TankSymbol como símbolo de Tank.37 Una vez que está hecho, dibuje una caja estática a su alrededor, de forma que pueda ver el nivel del tanque en 3D (Figura 9.2). La caja está hecho utilizando una polilínea ancha, dejando una pequeña apertura en el frente, de forma que se vea el nivel. La polilínea también necesita tener una altura de 10 metros.

Figura 9.2: Símbolo del Tanque Paso 5: Añada una variable de nivel, LEVEL STATE, de nombre TankLevel, utilizando la sección Definitions→States. Fije el nivel inicial, Initial State, en 0 y el flujo inicial, Rate Value, en 0. Un valor negativo del flujo indica que el tanque se está vaciando mientras que el valor positivo indica que se está llenando. Paso 6: Añada dos elementos controlador, MONITOR: TankEmpty y TankFull. Estos controladores detectarán si el valor TankLevel cruza los valores 0 y 100 respectivamente. Paso 7: Para TankEmpty, fije sus propiedades como se muestra en la Figura 9.3.

Figura 9.3: Especificación de TankEmpty Paso 8: Y haga lo mismo para TankFull (Figura 9.4).

Figura 9.4: Especificación de TankFull

37

72

Seleccione el objeto y elija los símbolos de la pestaña “Symbols”. Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Paso 9: Cree un nuevo proceso para los dos disparadores del tipo On Event Process, y defínalos según la Figura 9.5 y la Figura 9.6.38 Paso 10: El proceso que se ejecuta cuando se vacía el tanque, “TankEmpty_OnEventProcess”, se inicia cuando el tanque se vacía (TankLevel = 0). Necesitaremos que el tanque se deje de vaciar, que espere a que lleguen provisiones y pueda empezar a llenarse, y luego se vaya llenando (Figura 9.5).

Figura 9.5: Cuando se Vacía el Tanque La etapa Assign fija tanto el flujo TankLevel.Rate en 0, lo que hace que la variable de nivel, LEVEL STATE, no cambie, y fija la altura Tank.Size.Height en 0. Use la etapa Delay para forzar una espera de 0.2 horas antes de que el tanque empiece a llenarse otra vez. La última etapa Assign fija el flujo TankLevel.Rate en su máximo nivel de 100, lo que ayuda a que el tanque empiece a llenarse dado que el valor asignado es positivo. Paso 11: El proceso que indica que el tanque está lleno, “TankFull_OnEventProcess”, se activa cuando el tanque llega a su nivel máximo. Las etapas del proceso son, entonces, parar de llenar, esperar a que llegue demanda, y empezar a vaciar (Figura 9.6).

Figura 9.6: Cuando se Llena el Tanque La etapa Assign fija el flujo TankLevel.Rate en 0. Se espera durante 0.1 horas. La última etapa Assign asigna un valor negativo al flujo (por ejemplo, TankLevel.Rate = -200). Paso 12: Finalmente, tenemos que tener cuidado con la altura del tanque en la animación. Lo haremos en el proceso que se ejecuta al iniciar la simulación, “OnInitialized”. Utilizando la pestaña “Processes”, seleccione OnInitialized del desplegable “Select Process”. La etapa ejecutar, Execute39, hace que se inicialice “TankEmpty_OnEventProcess” y empiece el tanque a llenarse. La etapa Delay hará que el proceso se pare durante un minuto y la etapa Assign fija la altura Tank.Size.Height en TankLevel/10 (Figura 9.7).

38

Puede o bien crear el proceso aquí para que responda al evento generado por MONITOR o bien puede crear un proceso genérico con la propiedad Triggering Event fijada en dicho evento, TankFull.Event. 39

La etapa Execute iniciará cualquier proceso que haya sido definido.

Variables Continuas, Abandonos, Interrupciones, Verificación: Una Gasolinera

73

Figura 9.7: Cambiando la Altura del Tanque Aprecie que el sistema itera continuamente cada minuto, actualizando la altura del tanque para mejorar la animación. Simplemente, agarre una esquina, “End”, y arrástrela. Paso 13: Para que el nivel se muestre durante la animación, el indicador Current Symbol Index de la sección “Animation” del Tank, debe ser fijado en 0, por lo que el proceso durante la inicialización, “OnInitialized” se usa para especificar el cambio de altura. Seleccione el tanque Tank y un símbolo adicional, y fije la propiedad Current Symbol Index en 0. Paso 14: Para completar la animación, añada tres etiquetas de estado, Status Labels, en la pestaña “Animation” y etiquetas de texto, Floor Labels (Text) (Figura 9.8). Las expresiones correspondientes son, respectivamente, TankLevel.Rate, TankLevel, y Tank.Size.Height.

Etiquetas de Estado

Etiquetas de Texto

Figura 9.8: Añadiendo Status Labels Paso 15: Añada una gráfica de estado, Status Plot, del nivel del tanque TankLevel en función del tiempo (1 hora) – véase Figura 9.9.

Figura 9.9: Gráfica de Estado Paso 16: Sitúe un medidor circular, a Circular Gauge ( “Animation”), encima del tanque (Figura 9.10).40 Es una forma de visualizar el nivel del tanque en 2D. En la sección escala, Scale, fije la propiedad Minimum en 0, la propiedad Maximum en 100 y el número de Ticks en 11. La expresión Expression debe ser la variable de nivel TankLevel.

40

74

En la vista 3D, use la tecla shift para mover el medidor y colocarlo justamente encima. Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 9.10: Añadiendo un Medidor Circular al Nivel del Tanque Paso 17: Guarde el modelo y ejecútelo mientras observa las etiquetas de estado y los gráficos. Cambie a 3D para ver cómo sube y baja el contenido del tanque. Pregunta 1:

¿Parecen convenientes la animación y los gráficos?

Pregunta 2:

¿Por qué el tanque se vacía más rápido de lo que se llena?

Sección 9.2: La Gasolinera Una gasolinera tiene 4 surtidores con el mismo tipo de gasolina. Todos los surtidores se abastecen del mismo tanque. Los coches que llegan pueden entonces acceder a cualquier surtidor. Si el tanque se vacía por debajo de 100 galones, los surtidores se cierran, aunque finalizan las operaciones en curso. Cualquier coche en espera continuará en la fila, pero los coches que llegan nuevos se irán. Un camión aparece de vez en cuando a reponer gasolina. Llena el tanque (10000 galones), y los surtidores se vuelven a abrir. El problema se puede atacar desde distintos puntos de vista. Una variable continua se puede utilizar para modelizar el tanque, y los coches y el camión son los que van cambiando los flujos de entrada y de salida al tanque. Los vehículos serán entonces nuestras entidades activas. La cantidad que repostan los coches en galones sigue una distribución Triangular (4, 9.5, 25). El flujo de llenado de los coches en galones por hora es Triangular (100, 125, 175). El camión llenará el tanque a 20000 galones por hora. Paso 1: Modificaremos el tanque modelizado en la sección anterior. Añada dos fuentes, SOURCES, un servidor, SERVER, tres sumideros, SINKS y dos entidades, MODELENTITIES, denominadas Cars y RefillTrucks (Figura 9.11). Los coches Cars llegan según un modelo exponencial de media 1.5 minutos, con la primera llegada en 0.1, mientras que los camiones RefillTrucks llegan con una separación en horas según una distribución uniforme entre 6.75 y 8.25. Use conectores, CONNECTORS, para unir los objetos.

Variables Continuas, Abandonos, Interrupciones, Verificación: Una Gasolinera

75

Figura 9.11: Estructura del Modelo Paso 2: Defina una variable de estado discreta, DISCRETE STATE, de nombre PumpOn. Utilícela para determinar si los surtidores (pumps) están abiertos o cerrados. Un valor de 1 indica que están abiertos y un valor de 0 que están cerrados. Inicialice el valor inicial, Initial State Value, a 0. Paso 3: Especifique el valor inicial, Initial State Value, de la variable de nivel, “LEVEL STATE”, denominada TankLevel como 100. Paso 4: Modifique los dos controladores, MONITOR, que vigilan el tanque y cree eventos que determinen que el tanque está lleno o vacío. Cambie la propiedad de valor límite, Threshold, de TankEmpty a 100 de forma que nuestro tanque no se vacíe completamente, y el valor TankFull a 10000 galones. Paso 5: Inserte un elemento estadística de estado, STATE STATISTIC, de nombre StatisticsTank. Este elemento proporcionará una estadística basada en el tiempo sobre el nivel del tanque (inventario medio). Paso 6: Para los coches (MODELENTITY), definamos sus estados. Seleccione MODELENTITY en el [Navigation]. Incluya los dos siguientes estados que serán característicos de cada coche a su llegada.  Gasolina necesaria, GasNeeded, es una variable de estado discreta, “Discrete State”, con un valor inicial, Initial State Value, de 0.  Ritmo o flujo de llenado, CarPumpingRate, es otra variable de estado discreta, “Discrete State”, con un valor inicial, Initial State Value, de 0. Paso 7: Cuando los coches dejan su fuente, defina un proceso que se dispara con el disparador “Exited” de Output@scrCars como se muestra en la Figura 9.12, para asignar las características al coche.41

Figura 9.12: Coches Saliendo de la Fuente

41

A lo largo y ancho de este ejemplo utilzaremos la etapa Assign en vez de las asignaciones de estado, Assignments, incluidas en los objetos. Las etapas Assign son más generales puesto que las asignaciones sólo están disponibles en la entrada y la salida de un objeto. 76

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

La etapa Assign garantiza con las variables de estado siguientes que el flujo es negativo. ModelEntity.GasNeeded = Random.Triangular(4,9.5,25) ModelEntity.CarPumpingRate = -Random.Triangular(100,125,175)42 Paso 8: Especifique la propiedad de tiempo de proceso, ProcessingTime (en horas), en la estación SrvPumpGas como. -ModelEntity.GasNeeded/ModelEntity.CarPumpingRate La expresión toma en consideración la cantidad total de gasolina necesaria dividida por el flujo posible de llenado. El signo negativo denota que el ritmo de llenado es negativo. Asegúrese que la propiedad de capacidad inicial, Initial Capacity, de la estación SrvPumpGas se fija en 4 para indicar que hay sitio para cuatro coches. Paso 9: Si los surtidores están encendidos, los coches serán dirigidos hacia los surtidores, y si están apagados se mandarán directamente al sumidero SnkCarsNoGas. Los pesos de los caminos que salen de las fuente se definen como sigue para garantizar que un camino tenga un peso de 1 y el otro de 0.  Para la conexión hacia SnkCarsNoGas, fije el peso, Selection Weight, como 1 – PumpOn.  Para la conexión hacia SvrPumpGas, fije el peso, Selection Weight, como PumpOn. Paso 10: Todos los lenguajes de simulación utilizan eventos y en SIMIO el puede definir los suyos propios. Utilizando la pestaña “Definitions”, añada un nuevo evento, EVENT, de nombre EvntStartPumps, que permitirá que las entidades esperen a que los surtidores estén encendidos otra vez después de que fueran apagados. Paso 11: Considere lo que sucede cuando el camión llega (Figura 9.13). El camión apagará los surtidores y empezará a llenar el tanque con una velocidad de 20000 galones por hora. El camión seguirá llenando hasta que el tanque esté lleno (cuando TankFull alcance el límite). Utilice el disparador “Entered” en el nodo de entrada de SnkTankLeaves (cuando el camión entra en el sumidero correspondiente).43

Figura 9.13: Retirada del Camión 

42

En la etapa Assign, fije la variable de estado PumpOn en 0 y el flujo TankLevel.Rate en 20000 galones por hora (Figura 9.14).

Un flujo negativo implica la salida de gasolina del tanque y uno positivo llenado del tanque.

43

Es necesario invocar este proceso después de que el camión abandone el nodo de salida de la fuente para que se pueda calcular el tiempo que está el camión en el sistema. Si el proceso se invoca antes de que salga de la fuente, el tiempo en el sistema no se actualiza.

Variables Continuas, Abandonos, Interrupciones, Verificación: Una Gasolinera

77

Figura 9.14: Apagando un Surtidor y Llenado el Tanque 

La etapa espera, Wait, retrasa el camión hasta que el tanque está lleno, lo que se avisará con un evento denominado EvntStartPumps.

Figura 9.15: Esperando a que se Puedan Reiniciar los Surtidores Paso 12: En la estación SvrPumpGas, considere en primer lugar el momento en que un coche empieza a llenarse de gasolina (véase Figura 9.16)

Figura 9.16: El Procesamiento Empieza en el Surtidor 

Cuando el disparador “Processing” empieza: La etapa “Decide” comprueba si el surtidor está encendido, PumpOn == 1 Si está apagado, entonces espere, etapa Wait, al evento EvntStartPumps. En caso contrario, si está funcionado, cambia la velocidad de vaciado del tanque utilizando una etapa Assign, añadiendo el ritmo de llenado del coche correspondiente: TankLevel.Rate = TankLevel.Rate+ModelEntity.CarPumpingRate.

Paso 13: Cuando un coche acaba de llenarse en el surtidor (disparador “Processed” de SrvPumpGas), Figura 9.17, necesitamos reducir la velocidad de vaciado del tanque:

78

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

TankLevelRate = Math.if(PumpOn==1,TankLevel.Rate-ModelEntity.CarPumpingRate, TankLevel.Rate).

Figura 9.17: Coche Cambiando la Velocidad de Vaciado Pregunta 3:

¿Por qué se necesita la función Math.if?

Pregunta 4:

¿De qué otra forma podíamos haber modelizado el cambio?

Paso 14: Haga el proceso correspondiente a cuando el tanque se queda vacío, utilizando el controlador TankEmpty (Figura 9.18). Elimine las dos últimas etapas, dejando sólo la etapa Assign que apagará los surtidores (PumpOn = 0.0) y cambie la velocidad a 0 (TankLevel.Rate = 0.0).

Figura 9.18: El Tanque está Vacío Paso 15: Y para el evento TankFull, correspondiente a cuando se llena el tanque (Figura 9.19), se ha de introducir cambios para encender los surtidores y dejar acercarse a los coches que estén esperando así como dejar irse al camión.

Figura 9.19: El Tanque está Lleno Fije la velocidad del tanque en 0 y abra los surtidores, utilizando la etapa Assign con las siguientes asignaciones: TankLevel.Rate = 0 PumpOn = 1 Use la etapa disparar, Fire , para que se ejecute el evento EvntStartPumps. Paso 16: Cuando el evento EvntStartPumps se dispara, el camión que está esperando para que se acabe el llenado se activa, lo mismo que los coches que están en espera.

Variables Continuas, Abandonos, Interrupciones, Verificación: Una Gasolinera

79

Paso 17: Modifique el medidor circular, Circular Gauge, para que el máximo valor sea 10000 así como la etapa Assign del proceso “OnIntialized” para dividir TankLevel entre 1000 en vez de entre 10. Paso 18:

Guarde el modelo y ejecútelo durante un período de 48 horas.

Pregunta 5:

¿Qué se aprecia en el medidor circular y en las gráficas?

Pregunta 6:

¿Funciona el sistema (cuántos coches consiguen gasolina y cuántos no)?

Pregunta 7:

¿Cuál es el nivel medio en el tanque?

Sección 9.3: Abandono Cuando los Surtidores se Apagan En el modelo anterior se asumía que cuando el camión llegaba y se apagaban los surtidores, los coches seguirían esperando a que se volvieran a encender. Modifiquemos el modelo de forma que todos los coches que están esperando abandonen la fila y se vayan. Paso 1: Cuando el camión llega, los coches que están esperando han de ser sacados de la fila de entrada de la estación SrvPumpGas. Cuando se apague el surtidor, añada una etapa Search, que busque una colección de objetos en una tabla, una lista, una instancia de un objeto, una fila, así como objetos apresados por el padre o por objetos asociados. En este caso, fije la colección, Collection Type, a “QueueState”, y el nombre de la fila, Queue State Name, a SrvPumpGas.AllocationQueue, por lo que se buscarán coches en esa fila (Figura 9.20). Paso 2: La búsqueda ha de encontrar todos los coches que están esperando, por lo que debe fijar la propiedad del límites de entidades, Limit, en infinito, Infinity. La condición de casamiento, Match Condition, permitirá que se busque ciertos objetos. Se podía haber dejado en blanco en este caso para que devolviera un lista con todos los coches. Sin embargo, si elegimos caminos para unir objetos y un coche estuviera en el camino y llegara a la vez que llega el camión, podría haber un coche que hubiera accedido a un surtidor y estuviera en el estado espera para que el surtidor arrancara.

Figura 9.20: Haciendo que Abandonen Todos los Coches que están en Espera cuando se Apagan los Surtidores

80

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Paso 3: Inserte una etapa retirar, Remove, que hará que se eliminen todas las entidades que hay en SrvPumpGas.AllocationQueue. Paso 4: Añada un sumidero, SINK, denominado SnkCarsRenege, que ayudará a obtener estadísticas de los coches que abandonan y se retiran. Paso 5: Incluya un nodo, Set Node, que identifique la fila de entrada de SnkCarsRenege, Input@SnkCarsRenege, como el nodo al que se envían los coches que abandonan. Hágalo con una transferencia, Transfer, desde la operación actual hasta ese nodo. Paso 6: Guarde el modelo y ejecútelo, observando qué sucede cuando llega el camión. Pregunta 8: ¿Abandonan los coches que están esperando (es posible que tenga que mirar en los resultados)?

Pregunta 9:

¿Cuántos coches abandonan en 48 horas de simulación?

Sección 9.4: Interrumpiendo el Suministro a los Coches Cuando el Surtidor se Apaga En el modelo anterior, los coches que estaban esperando en el surtidor abandonaban la gasolinera cuando los surtidores se apagaban. Los coches que estaban ya obteniendo gasolina del surtidor, seguían llenado el depósito, y después se iban. Ningún otro coche debía ser enviado a los surtidores mientras están apagados. Supongamos ahora que queremos que se interrumpa el suministro incluso para los coches que están en operación. Estos coches dejarán el sistema utilizando también la misma salida, EXIT, SnkCarsRenege. Paso 1: Para interrumpir el proceso de llenado, incluya una etapa interrumpir, Interrupt, antes de la etapa Search (Figura 9.21). Esta etapa conecta los coches que han sufrido el parón con Set Node, que había sido utilizado previamente para forzar a que los coches usaran el mismo sumidero correspondiente a los coches que abandonan el sistema.

Figura 9.21: Interrumpiendo a los Coches en Servicio 

Use el nombre de proceso, Process Name, denominado SvrPumpGas.OnEnteredProcessing, correspondiente al proceso que ejecuta la etapa Delay (procesado de los coches). Advierta que forzamos a que se acabe el proceso, “EndProcess”, para los servicios interrumpidos, y que establecemos un límite, Limit, de 4 ya que existen 4 surtidores que pueden estar potencialmente operativos. Variables Continuas, Abandonos, Interrupciones, Verificación: Una Gasolinera

81

Pregunta 10:

¿Cómo puede decir si la interrupción está funcionando?

Pregunta 11:

¿Cuántos coches utilizaron el sumidero de abandonos durante las 48 horas de simulación?

Sección 9.5: Buscando Errores Hasta ahora, seguro que ha cometido algún que otro fallo. SIMIO advierte de algunos de estos fallos. Sin embargo, hay muchos otros que pasan sin que SIMIO lance ningún mensaje de advertencia o error. Quizás sólo advierta que las entidades no se movían como esperaba. O quizás las estadísticas no parecían las correctas. Podemos catalogar estos errores como lógicos. El modelo puede ser un modelo válido, SIMIO y ser ejecutado sin errores, pero puede no estar funcionando como debiera. En la pestaña “Project Home”, se encuentra la sección “Windows” que incluye ventanas para perseguir un valor, “Trace”, mostrar errores, “Error”, vigilar una variable, “Watch”, o buscar algo, “Search”. Sólo esta última ventana, “Search”, puede ser utilizada directamente para buscar lo que desee. La ventana “Error” se activa cuando SIMIO detecta un error. Paso 1: En la pestaña “Run”, haga clic en “Model Trace” y advierta que la ventana correspondiente se abre. Si ejecuta la simulación haciendo clic en el botón “Step” de la sección “Run”, verá que se ejecuta cada paso de la simulación. Paso 2: Haga clic en “Step” varias veces. Se describe la información sobre la hora, Time, la entidad, Entity, el objeto, Object, el proceso, Process, la ficha, Token, la etapa, Step, y la acción, Action. ¡Es mucha información!44 Paso 3: Puede hacer clic con el botón derecho en una línea concreta así como filtrar por objeto o proceso. Pregunta 12:

Si en la hora 0.0 llegan un camión y un coche, ¿cuál llega primero?

Pregunta 13: Si en la hora 0.0 llegan un camión y un coche, ¿qué condición es necesaria para evitar que el coche se aprovisione con gasolina?

Pregunta 14:

¿Cuándo llega el segundo camión?

Pregunta 15:

¿Qué coche es el primero en abrir el depósito y empezar a llenarlo?

Paso 4: Haga clic con el botón derecho en SnkCarsWithGas e introduzca un punto para que el modelo se pare, breakpoint. Deje funcionado la lupa, Trace. Pregunta 16:

¿Cuándo se va de la gasolinera el primer coche?

Paso 5: Haga clic con el botón derecho en SnkCarsWithGas y elimine el punto de parada, breakpoint. En la pestaña “Run”, pare y resetee. Haga clic con el botón derecho en SnkTankerLeaves y seleccione

44

La información se vuelca automáticamente en un fichero con extension CSV, que se almacena en el mismo directorio que donde se guarda el modelo. Se puede abrir con Excel para su análisis. Recomendamos utilizarlo para buscar y filtrar la información. 82

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

vigilar, “Watch”. Cambie la duración de la repetición a 24 horas y ejecute prestando atención a la nueva ventana. Pregunta 17:

¿Cuál es el número de observaciones de este objeto?

Pregunta 18:

¿Cuál es el tiempo medio en el sistema?

Paso 6: Desactive la ventana watch de SnkTankerLeaves y haga clic en la pizarra, “Open Dashboard Window”, del objeto SrvPumpGas. Haga que la pizarra sea lo suficientemente grande como para verla entera. Ejecute el modelo, pero párelo, Pause, de vez en cuando y ejecútelo paso a paso, “Step”. Pregunta 19:

¿Aprecia cómo cambian los valores en la pizarra?

Pregunta 20: Incremente la llegada de coches (tiempo entre llegadas de 2 minutos) de forma que haya más actividad en la pizarra. ¿Aparece ahora el gráfico con los contenidos de la fila de entrada, InputBuffer.Contents? Paso 7: Algunas veces, incluso las numerosas ventanas no son suficientes. Una forma interesante para ver cómo cambian las variables de estado para las entidades a medida que se mueven por el sistema, es utilizar una etiqueta de estado, “Status Label.” Seleccione el símbolo Cars y en la pestaña “Symbols” seleccione “Status Label”. Cuando hace esta selección, el cursor cambia a una cruz, y puede colocar un rectángulo cerca de los símbolos cuyo contenido es una expresión. Fije la propiedad Expression asociada a STATUS LABEL con el valor de la variable de estado GasNeeded. Paso 8: Ejecute el modelo de cero y durante un rato. Párelo y ejecútelo paso a paso. Pregunta 21:

¿Advierte cómo las variables de estado aparecen en la animación?

Paso 9: Puede añadir y mostrar otras expresiones como etiquetas de estado para las entidades o para otros objetos.

Sección 9.6: Comentario 

Las variables continuas en SIMIO pueden ser muy útiles, aunque los cambios de velocidad (segunda derivada) son constantes. La modelización de estos cambios es más flexible en Arena ya que permite introducir sistema de ecuaciones diferenciales.



El uso de los “Simbits” no debe ser infravalorado. Contienen numerosos ejemplos de enfoques muy útiles sobre ciertos temas clave.



Se han introducido los conceptos de abandono e interrupción en este capítulo. El abandono de una fila permite que las entidades se muevan o sean destruidas. Los procesos también pueden ser interrumpidos. Estas características no se usan a menudo, pero cuando son necesarias, son muy valiosas. Advierta también que la modelización se consigue utilizando procesos, no a través de especificaciones adicionales y precisas sobre objetos, como suele suceder en otros lenguajes de simulación. El enfoque dota de una considerable flexibilidad al .



Las posibilidades de detección de errores en SIMIO son amplias. Cuando se combinan con la animación, los comandos trace, breakpoint, watch, y dashboard window, pueden proporcionar el detalle necesario sobre el comportamiento del modelo de simulación. Variables Continuas, Abandonos, Interrupciones, Verificación: Una Gasolinera

83

Capítulo 10 Recursos Múltiples que Fallan: Clínica de Cuidados Intensivos 

Usando la capacidad de un servidor, SERVER, para modelizar recursos múltiples.



Usando la lógica de fiabilidad de un servidor, SERVER, para modelizar fallos y excepciones.

Una nueva clínica de cuidados intensivos de urgencia acaba de ser abierta y a los gerentes les gustaría analizar su operativa, para asegurarse de que sus clientes no esperan demasiado a la vez que se determina la plantilla óptima en cuanto a número. Cuando un cliente llega, se da de alta en la ventanilla de la recepcionista, quien verifica que toda la información es la correcta. Después, espera a que uno de los cuatro médicos le atienda. Finalmente, los clientes pagan sus facturas al contable y les dan el alta. Todos los pacientes caminan a una velocidad constante de 4.5 kilómetros por hora. Hay una distancia de 5 metros desde la puerta tanto a la ventanilla de recepción como al contable, y 25 metros desde la sala de espera hasta las salas. Se observa que los pacientes llegan cada 6.5 minutos. Cada paciente tarda entre 1 y 3 minutos en registrarse y entre 3 y 6 minutos en darles el alta. El tiempo de consulta varía entre 12 y 30 minutos, con un valor más frecuente de 18 minutos. A día de hoy, los médicos pueden atender a cualquier paciente.

Sección 10.1: Usando una Única Operación para Modelizar Múltiples Recursos La forma más simple de modelizar la clínica es la utilización de servidores para cada actividad. Paso 1: Cree un nuevo modelo, como se muestra en la Figura 10.1.

Figura 10.1: Modelo de la Clínica de Urgencias El modelo es como sigue:

84



Una entidad, MODELENTITY, denominada Patients, una fuente, SOURCE, ScrPatients, una estación de recepción, SERVER, SrvReceptionist, una estación de atención al paciente, SERVER, SrvMD, una estación de pago, SERVER, SrvClerk, y un sumidero, SINK, SnkExit. Advierta que los nodos de entrada y salida se han posicionado de forma que la presentación visual sea más atractiva.



Conecte los objetos con caminos, PATHS. La distancia entre la fuente de pacientes, ScrPatients, a la recepción, SrvrReceptionist, es 5 metros y las distancias desde y hasta las salas, SrvMD, es de 25 metros.

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO



Recuerde que los pacientes llegan siguiendo un modelo exponencial de media 6.5 minutos.



La entidad, MODELENTITY, Patient, camina con una velocidad constante de 4.5 km por hora o 4500 metros por hora, velocidad que debe ser introducida en la propiedad Initial Desired Speed.



La capacidad de los médicos, SrvMD, se debe inicializar como 4.



La recepcionista tarda en registrar entre 1 y 3 minutos, mientras que el contable tarda entre 3 y 6 minutos. Cada médico tarda entre 13 y 30 minutos, con un valor más habitual de 18 minutos.

Pregunta 1: ¿Qué distribución se debe utilizar para el tiempo de proceso o de atención, Processing Time, de los médicos, SrvMD? Paso 2: Será beneficioso indicar visualmente cuándo un médico está ocupado y trabajando haciendo que el icono correspondiente se vuelva de color verde. Añada un símbolo adicional haciendo clic en SrvMD y luego en el botón Add Additional Symbol. Advierta que existen dos símbolos activos ahora (con etiquetas 0 y 1) como se muestra en la Figura 10.2. Asegúrese de que se selecciona el símbolo de código 1.45

Cambiando de Color

Figura 10.2: Añadiendo y Quitando Símbolos, así como Editando Dibujos y Colores Podríamos haber añadido símbolos adicionales para indicar el número de médicos que están trabajando. Paso 3: Cuando todos los médicos, SrvMD, están ociosos, se debería ver el símbolo gris (código 0), mientras que el símbolo verde corresponde a la situación en que alguno de los médicos está trabajando. Por defecto, la expresión lógica que está programada en la sección Animation de algún servidor, SERVER, en indicador de símbolo, Current Symbol Index, es (SrvMD.Capacity.Allocated > 0). Cuando no se ha asignado ninguna capacidad, la expresión será evaluada como falsa y se mostrará el símbolo correspondiente al valor 0. Si algo de capacidad se ha asignado, la expresión se evalúa como verdadera y se mostrará el símbolo con indicador 1. Paso 4: Guarde el modelo como MultipleResSingleServer y ejecútelo durante un período de 40 horas, especificando la duración como se muestra en la Figura 10.3.

45

También puede cambiar el símbolo del dibujo además de cambiar el color o la textura. Use el botón Remove Symbol para eliminar el símbolo selecionado y se reordenarán el resto de símbolos.

Recursos Múltiples que Fallan: Clínica de Cuidados Intensivos

85

Figura 10.3: Especificando que el Modelo se Ejecute durante 40 Horas La Figura 10.4 muestra una situación en que los cuatro médicos están atendiendo a pacientes, lo que se muestra durante la animación en la fila de contenidos en proceso, Processing.Contents, de la parte de procesado de una estación, que se muestra por defecto, encima del icono.46

Fila de Contenidos en Proceso

Figura 10.4: La Fila de Procesamiento de un Servidor Pregunta 2:

¿Cuál es el grado de ocupación media de los médicos?

Pregunta 3: ¿Cuál es el tiempo total que un paciente tiene que esperar para esperar a que un médico le atienda, así como el número medio de pacientes en espera?

Pregunta 4:

¿Cuál es el tiempo de ciclo medio de los pacientes?

Pregunta 5: ¿Por qué sería más apropiado utilizar cinco repeticiones de 8 horas en vez de una seguida de 40 horas (es un tema tanto estadístico como computacional)?

Pregunta 6:

¿Hay alguna otra cosa sobre el modelo que le preocupa?

Sección 10.2: Fallos en los Servidores A menudo, las operaciones (ya sean máquinas, gente u otros recursos) fallan (roturas, excepciones...), lo que necesita ser incluido en el modelo. Estas situaciones pueden ser modelizadas utilizando la sección sobre la lógica de fiabilidad, “Reliability Logic”, incluida en operaciones, SERVERS, estaciones de trabajo, WORKSTATIONS, combinadores, COMBINERS, separadores, SEPARATORS, recursos, RESOURCES, y otros operarios, WORKERS. Como parte de su trabajo habitual, la recepcionista recibe y atiende llamadas de teléfono que requieren su inmediata atención. De media, se recibe una llamada cada 30 minutos (Exponencial). Estas llamadas duran entre 1 y 6 minutos, con una moda de 3 minutos.

46

Una operación tiene tres estaciones, STATIONS, (InputBuffer, Processing, y OutputBuffer), cada una con su cola asociada de contenidos, Contents, en donde se almacenan las entidades que están en la estación. 86

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Paso 1: Las opciones sobre cómo introducir fallos se encuentran en la propiedad “Reliability Logic” del objeto SERVER. En SIMIO, se pretende que el concepto de fallo se use para cualquier tiempo de parada, excepción, o interrupción no modelizada. Existen 4 tipos de fallos que se pueden especificar, dos de los cuales se basan en sucesos y los otros en tiempo. Paso 2: En el caso de las llamadas, es apropiado utilizar un fallo de los basados en el tiempo, “calendar time based failure”. En tiempo entre fallos, Uptime Between Failures, incluya la expresión Random.Exponencial(20) minutos y en el tiempo de reparación, Time to Repair, la expresión Random.Pert(1,3,6 ) minutos como se aprecia en la Figura 10.5. Nota: la operación se parará de inmediato cuando el fallo ocurre.

Figura 10.5: Especificando un Fallo Basado en el Tiempo Paso 3: Cambie la animación para indicar que la recepcionista está atendiendo a una llamada telefónica. Añada un símbolo adicional y elija el color rojo. Paso 4: Es necesario modificar la propiedad Current Symbol Index e incluir el nuevo símbolo para que sea usado cuando la operación entra en modo fallo. Cada uno de los objetos que puede incluir lógica sobre fiabilidad tiene un elemento FAILURE, de nombre Failure. El elemento FAILURE tiene varias funciones (véase la ayuda de SIMIO). Podemos usar la siguiente expresión que tomará el valor 1 (Verdadero, “True”, rojo) cuando falla y 0 (Falso, “False”, Gris) en caso contrario. SrvReceptionist.Failure.Active>0 Paso 5: Cambie el tiempo entre fallos y el tiempo de reparación SvrReceptionist para comprobar que el modelo funciona como debe. Paso 6: Guarde y ejecute el modelo. Pregunta 7:

Cuando se ejecuta el modelo, ¿cambian como deben de color las operaciones?

Paso 7: Suponga que también hay llamadas de teléfono que interrumpen la consulta de los médicos. Añada entonces un tercer símbolo a usar con SrvMD, de forma que haya tres símbolos (0, 1, y 2). Paso 8: Se necesita modificar la propiedad Current Symbol Index de SvrMD para usar el nuevo símbolo, 2, cuando se para por la llamada. La siguiente expresión valdrá 0, 1 o 2 utilizando la función SI, If, dentro del objeto MATH. Math.If(SrvMD.Failure.Active, 2, (SrvMD.Capacity.Allocated >0)) Otra forma de modelizar la misma expresión es usar una nueva sentencia matemática como se muestra más abajo. Si la operación no ha fallado, tomará el valor 0 o 1 como antes, y si falla, el valor 2 o 3. Si el valor es mayor que el último indicador, se seleccionará el símbolo con el indicador más grande. 2*SrvMD.Failure.Active+ (SrvMD.Capacity.Allocated >0)

Recursos Múltiples que Fallan: Clínica de Cuidados Intensivos

87

Incluye cualquiera de las dos expresiones en la propiedad Current Symbol Index de SrvMD. Paso 9: Asuma que las llamadas de teléfono a los médico llegan cada 6 horas y su duración está entre 40 y 60 minutos, y lo típico es 55 minutos. Modifique la propiedad “Reliability Logic” de SrvMD. Paso 10: Ejecute el modelo de simulación (puede que necesite cambiar el tiempo entre fallos para que llegue una llamada y el icono cambie de color). Pregunta 8: ¿Cuál es el grado de utilización media de los médicos ahora, así como el tiempo medio de fallos? Pregunta 9:

¿Cuál es el tiempo total en el sistema de un paciente?

Pregunta 10:

¿Observa algún problema con el modelo?

Paso 11: Debe darse cuenta que cuando hay una llamada, se interrumpe la capacidad de la operación, de todos los médicos. Este tipo de fallo puede modelizar otro tipo de problema, como un fallo eléctrico. Sin embargo, no es el tipo de fallo deseado en nuestro modelo. Si la capacidad fuera 1, en cambio, sí se espera que falle toda la operación. La forma correcta de modelizar fallos individuales se incluye en el Capítulo 11.

Sección 10.3: Haciendo Repeticiones: Parando la Ejecución de una Simulación Es bastante probable que la clínica no funcione de forma continua. Es más habitual que estén abiertas durante 8 horas (desde las 11am hasta las 7pm). Es fácil ejecutar la simulación durante exactamente 8 horas, utilizando la sección “Run Setup” de la pestaña “Run”. Pero suponga que queremos tener las puertas abiertas desde las 11am a las 7pm, pero que se atenderán a todos los pacientes que hayan entrado durante ese período. Esta salvedad hace preguntarse dos cosas sobre el modelo. Primero, ¿cómo paramos la llegada de clientes a las 7pm?; segundo, ¿cómo paramos la simulación cuando se va el último cliente? Paso 1: Hay varias formas de parar la llegada de pacientes después de 8 horas. Por ejemplo, los podemos mandar a un sumidero después de las 7pm. Otra forma es crear un controlador, MONITOR, que cambia el ritmo de llegada. Quizá sea menos obvio el uso de una expresión condicionada en Entities Per Arrival del objeto Sratients, TimeNow < 8; está expresión valdrá 1 si el paciente llega antes de las 8 horas de simulación, pero 0 después, eliminando toda llegada posterior. Paso 2: Sin embargo, la forma más directa de parar una llegada es usar las condiciones “Stopping Conditions” de una fuente, SOURCE, que apagarán el suministro en función de una de las siguientes condiciones: especificando un número máximo de llegadas o entradas47, un tiempo máximo, o la ejecución de algún evento. En nuestro caso, podemos especificar un tiempo máximo de 8 horas. Paso 3: Si ejecuta el modelo con el cambio anterior, verá que los pacientes dejan de llegar, pero que la simulación continúa enseñando, por ejemplo, los fallos. Para parar la simulación después de la salida del último paciente, es necesario utilizar una estadística de conteo, TALLY statistic (sección “Definitions→Elements→Statistics). Incluya una nueva estadística de conteo StopReplication que utilice la siguiente condición como propiedad de parada, Stopping Condition: ((Patients.NumberInSystem -1) == 0) && (TimeNow >= 8)

47

88

Advierta que es número de llegadas y no de entidades. Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Esta expresión dice que se acabará la simulación si es el último paciente en la clínica y el tiempo es superior a 8 horas (las unidades de tiempo de la simulación son siempre horas). Paso 4: Haciendo doble clic en el disparador “Destroying Entity” del objeto SnkExit, se creará el proceso SnkExit_DestroyingEntity. Este disparador se ejecutará justo antes de que se destruya una entidad en el sumidero, SINK. En este proceso, añada una etapa Tally que referencia el nombre de la estadística de conteo, Tally Statistic Name, StopReplication, y recopile el tiempo actual, TimeNow, como su valor, como se muestra en la Figura 10.6.

Figura 10.6: Proceso de Destrucción de Entidades Paso 5: Guarde el modelo y ejecútelo (manteniendo la duración en 40 horas). Pregunta 11:

¿A qué hora se para la simulación?

Paso 6: Recuerde que si hace varias repeticiones, cada una de ellas se parará en un momento diferente. Las estadísticas finales, output statistics, se usan para recopilar estadísticas cuando la repetición se acaba.

Sección 10.4: Comentario 

El fallo de toda la capacidad de una operación en SIMIO es igual que en Arena/Siman. Mientras que Arena/Siman incluye reglas, “rules”, además de liberar, “preempt”, para interrumpir un proceso en ejecución, SIMIO permite al crear sus propias reglas cuando ocurre el fallo, como se ha visto en el Capítulo 9.



Usar condiciones arbitrarias con las que terminar una repetición y asociarlas con una estadística de conteo, TALLY statistic, es diferente de Arena/Siman, que sólo presenta una posible condición de fin de la ejecución.

Recursos Múltiples que Fallan: Clínica de Cuidados Intensivos

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Capítulo 11 Modelizando Múltiples Recursos con Múltiples Operaciones: la Clínica de Cuidados Intensivos bis 

Usando múltiples servidores, SERVERS, para modelizar múltiples recursos



Usando la lógica de fiabilidad de un servidor, SERVER, para modelizar fallos o excepciones.



Utilizando una línea de espera común para diferentes estaciones.

Sección 11.1: Evitando el Problema de Fallo Cuando se Usa un Único Servidor En el Capítulo 10, si uno de los médicos recibía una llamada de emergencia, todos los médicos no trabajaban dado que el fallo estaba asociado a la operación y no a los recursos. Para evitar esta situación, la clínica se modelizará ahora utilizando cuatro operaciones diferentes y se asignarán los pacientes a cada una de ellas. Paso 1: Modifique el modelo original de forma que incluya cuatro operaciones con las mismas propiedades que la estación original SrvMD, salvo que cada una tendrá una capacidad de 1. Llame a cada estación según el apellido del médico: SrvAllen, SrvBaker, SrvCharles, y SrvDuke (véase la Figura 11.1).

Figura 11.1: Modelización Utilizando Cuatro Operaciones 

Cambie la capacidad de SrvMD a 1 y llámelo SrvAllen. Asegúrese de que la lógica de fiabilidad, “Reliability Logic” es la correcta.



Copie y pegue la operación 3 veces de forma que se mantenga la información sobre fallos, símbolos y tiempos de proceso, pero cambie sus nombres a SrvBaker, SrvCharles, y SrvDuke.



Cambie la expresión que figura en la propiedad Current Symbol Index de cada una de las operaciones para que se incluya el nombre de la operación, por ejemplo, Math.If(SrvAllen.Failure.Active,2,(SrvAllen.Capacity.Allocated >0))



90

Añada un nodo de transferencia, TRANSFERNODE, antes de las 4 operaciones y haga que los pacientes se dirijan a este nodo utilizando un conector desde la recepción, SrvReceptionist, y conecte el nodo con las cuatro operaciones, esta vez utilizando cintas transportadoras, CONVEYORS, (por razones que luego veremos). Las cintas deben tener una capacidad infinita y una distancia, Logical Length, de 25 metros.

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO



Conecte los cuatro médicos con la salida, SINK, utilizando conectores entre los nodos de salida de las operaciones y un camino, PATH, de 25 metros desde SrvDuke a SrvClerk.

Paso 2: Guarde el modelo y ejecútelo durante un período 40 horas sin una condición de parada, observando lo que sucede. Pregunta 1:

¿Qué sucede a los otros médicos ahora, si uno de ellos recibe una llamada de emergencia?

Pregunta 2:

¿Eligen los pacientes la fila más corta (por qué o por qué no)?

Sección 11.2: Dirigiendo los Pacientes hacia los Médicos Queremos ahora que los pacientes se asignen al médico con un menor número de pacientes en espera. Paso 1: Vaya a la pestaña “Definitions” y cree una lista, NODE LIST, con el nombre ListStaff, y que contenga la fila de entrada (Input) de cada uno de los cuatro médicos (Figura 11.2). Esto nos permitirá seleccionar la fila que es más corta.

Figura 11.2: Creando una Lista de los Médicos Paso 2: En el nodo de transferencia que llega a las operaciones, cambie la propiedad de regla de salida, Outbound Link Rule a camino más corto, “Shortest Path”, y la propiedad que indica el tipo de destino, Entity Destination Type, a “Select From List”, y para la propiedad nombre, Node List Name, seleccione la lista ListStaff que acaba de ser creada. Paso 3: Fije la propiedad Selection Goal en el mínimo, Smallest Value, e incluya como Selection Expression48 la siguiente, con la que se determina la suma del número que se está dirigiendo hacia la operación y el número en espera, Contents de InputBuffer49, o siendo atendido en la estación Processing50:

48

No confunda la propiedad Selection Expression con la de Selection Condition que se utiliza para incluir posibles nodos.

49

Los contenidos, Contents, de la estación de entrada, InputBuffer STATION, se usa para ubicar a las entidades que están esperando a ser procesadas en la operación, SERVER. 50

Los contenidos, Contents, de la estación de procesamiento, Processing STATION, representan la ubicación de las entidades que se encuentran siendo procesadas en la operación, SERVER.

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91

Candidate.Node.NumberRoutingIn + Candidate.Server.InputBuffer.Contents.NumberWaiting + Candidate.Server.Processing.Contents.NumberWaiting51 Esta expresión hará que las entidades elijan el médico en función del menor número en espera o en proceso, o que están andando hacia la zona de espera. Paso 4: Guarde el modelo y ejecútelo observando lo que sucede cuando llegan los pacientes. Pregunta 3: ¿Seleccionan las entidades la fila más corta y qué sucede si un médico está atendiendo una llamada? Paso 5: Sin embargo, si un médico está atendiendo una llamada urgente, no se le deberían enviar pacientes. Para realizar esta tarea, la propiedad Select Condition puede incluir sólo ciertos valores de una lista. La expresión incluida en esta propiedad debe ser evaluada como verdadera antes de que el objeto nodo, CANDIDATE NODE, sea considerado como adecuado. Cambiemos la propiedad de forma que se seleccione sólo entre aquellos candidatos que no han fallado (con llamada). Paso 6: Acuérdese que la función fallo activo, Failure.Active, tomará el valor falso si la operación está activa, esto es, sin fallo. Si la operación no ha fallado, entonces es cuando hay que reconocerla como candidata para recibir pacientes, lo que se realiza utilizando la siguiente expresión como se muestra en la Figura 11.3.52 !Candidate.Server.Failure.Active

Figura 11.3: Especificando la Condición de Selección de Nodo para Excluir las Operaciones que no están Activas Paso 7: Guarde y ejecute el nuevo modelo, y observe qué sucede. Puede que sea necesario que reduzca el tiempo entre llamadas (una cada minuto) para que vea cómo funciona la lógica de direccionamiento. Pregunta 4:

¿Cuál es el grado de utilización general de los médicos?

Pregunta 5: ¿Cuál es el tiempo total que un paciente tiene que esperar a un médico, así como el número medio en espera, para cada uno de los médicos?

51

El objeto candidato, CANDIDATE, se utiliza para especificar funciones y variables de estado. SIMIO reemplazará el objeto CANDIDATE con otro objeto de la lista cuando se determine el mínimo valor. Si existe un empate entre nodos, se seleccionará en función del orden en que se encuentran en la lista. 52

92

Los operadores ! o Not se utilizan para obtener el complementario de una variable (! Falso es lo mismo que verdadero). Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Pregunta 6:

¿Cuál es el tiempo en el sistema de un paciente?

Pregunta 7:

¿Cuáles son algunos de los inconvenientes de este modelo?

Sección 11.3: Haciendo que Todos los Pacientes Esperen Juntos Cada operación (médico) tiene su propia fila de espera en lugar de que exista una común, lo que suele ser más habitual en este tipo de clínicas. Juntar estas filas en una sola plantea un problema de modelización que se puede resolver de distintas formas (¿tiene alguna idea?). Pregunta 8:

¿Cuándo se prefiere N operaciones con N filas en lugar de N operaciones con una fila?

Paso 1: Guarde el modelo en su forma actual. Modelizaremos una fila única haciendo que los pacientes esperen en la fila de salida de la operación, SERVER, como se muestra en la Figura 11.4, hasta que uno de los médicos finalice con un paciente y esté ocioso, y entonces le redirigiremos un paciente. Utilizar como Sala de Espera

Conector

Uso de cintas transportadoras

Figura 11.4: Inclusión de una Sala de Espera 

Borre el conector que une SrvReceptionist y TranferNode.



Incluya un nuevo servidor, SERVER, con el nombre SrvWaitingRoom, y que hará las veces de sala de espera.



Especifique que la sala tiene capacidad infinita inicial, valor “Infinity” en Initial Capacity, y un 0 de Processing Time.



Conecte SrvReceptionist a esta nueva sala con un camino de 5 metros.



Conecte la salida de la sala SrvWaitingRoom a TransferNode con un conector, CONNECTOR53.

53

Recuerde que un conector, CONNECTOR, no ocupa espacio físico en el modelo, lo que hace que el nodo de transferencia y la sala de espera ocupen el mismo lugar. Un buen enfoque en SIMIO es la utilización de nodos de transferencia, TRANSFERNODES, como

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93

Paso 2: Cambie el nombre de las cintas transportadoras a ConvAllen, ConvBaker, ConvCharles, y ConvDuke54. Paso 3: Seleccione cada uno de las cuatro cintas simultáneamente (usando la tecla Ctrl) y fije las propiedades comunes a todos los objetos seleccionados (Figura 11.5). 

Fije la velocidad deseada, Desired Speed, de cada una de las cintas en 4.5 km por hora (4500 m por hora).



Permita que sólo una persona pueda ser transportada a la vez, porque sólo puede haber un paciente asignado a cada médico.



Cambie la longitud de cada cinta y fíjela en 20 metros.

Figura 11.5: Cambiando Propiedades de Varias Cintas a la Vez Paso 4: Guarde el modelo y ejecútelo, observando qué sucede. Sólo una persona se puede mover por una cinta a la vez, pero todavía los pacientes se mueven y acumulan delante de cada médico. Paso 5: Dado que el nodo de transferencia, TransferNode, y la fila de salida, “output buffer”, de la operación SrvWaitingRoom se encuentran en exactamente la misma ubicación, mueva el nodo de transferencia hasta situarlo justo encima del nodo de salida55. Paso 6: En la mayoría de las salas de espera, la gente se suele colocar cerca de las paredes en lugar de en una fila ordenada. 

Borre la fila con la que se visualiza la estación de salida de un objeto servidor, SERVER, que por defecto es la línea verde que se muestra a la derecha del objeto.



Seleccione la sala SrvWaitingRoom y añada de forma manual una fila para la visualización, utilizando la sección, Symbols→Attached Animation, de los contenidos, Contents, de la estación OutputBuffer, como se muestra en la Figura 11.6.

conexiones, de forma que si el modelo cambia, la lógica introducida no se pierde cuando se borran objetos (si hubiéramos borrado el nodo de transferencia y conectado la sala de espera directamente con los médicos, toda la lógica de selección de médicos habría que haberla desarrollado de nuevo). 54

Este paso ayudará a reducir los errors en los próximos pasos, haciendo que las cintas se asocien instintivamente con un médico en particular. 55

Advierta que si lo selecciona, el diamante tiene ahora dos mitades, permitiendo así que pueda elegir tanto el nodo de transferencia como la fila de salida. 94

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 11.6: Añadiendo una Fila para Animación 

Dibuje una fila con forma de U haciendo primero clic en el punto superior derecho y luego dibujando hacia atrás, haciendo clic en cada una de las esquinas que se quieran dibujar (Figura 11.7)56.

Uso: Sala de Espera

TRANSFERNODE encima de OUTPUTBUFFER

Figura 11.7: Añadiendo una Fila para Animación con una Forma Diferente Paso 7: Existen muchas formas de modelizar la situación de forma que los clientes esperen hasta que haya un médico completamente desocupado. Una de las más sencillas es utilizar un disparador “Add-On Process Trigger” para bloquear la cinta haciendo que su velocidad sea nula, y volviendo a cambiarla una vez que el médico vuelva a estar disponible57. Paso 8: Dado que las cintas sólo van a transportar a los pacientes de uno en uno, deberán pararse cuando el paciente llegue al final58. 

Seleccione la cinta ConvAllen y elija en la ventana de propiedades los disparadores “Add-On Process Triggers”.



Para crear un disparador, haga doble clic en la etiqueta “Reached End”, lo que creará un nuevo proceso, que llevará como nombre por defecto, ConvAllen_ReachedEnd, así como activará la pestaña “Processes”.



Asigne el valor de 0 a la variable de estado ConvAllen.DesiredSpeed, que es la velocidad límite para esta cinta, utilizando una etapa Assign (Figura 11.8).

56

El primer punto de una fila representa la cabeza de la fila y es la razón por la que se dibuja hacia atrás, de forma que los pacientes se situarán más cerca del nodo de salida. 57

Los dos tipos de camino, PATHS y TIMEPATHS, tienen un comportamiento similar en cuando a su velocidad, DesiredSpeed, pero esta propiedad no bloquerá los caminos como sí lo hace con las cintas. 58

Al llegar al final, la lógica de transferencia hacia el nodo se ejecuta incluso si la cinta se ha parado y su última parte no ha llegado al final del objeto.

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95

Figura 11.8: Fijando la Velocidad de una Cinta en Cero Paso 9: Repita el paso anterior para las otras tres cintas, asegurándose que la variable de estado correspondiente a la velocidad deseada se fije en 0. Para ser más eficiente, utilice el desplegable (Figura 11.9) para crear un nuevo proceso sin cambiar de la pestaña activa a la pestaña Processes59. Cuando haya creado los tres disparadores, copie la etapa Assign anterior en cada uno de los procesos nuevos, asegurándose de cambiar el nombre del objeto CONVEYOR por el correcto.

Figura 11.9: Creando Nuevos Disparadores de Procesos Paso 10:

Guarde y ejecute la simulación, asegurándose que esta parte del modelo funciona.

Pregunta 9:

¿Qué ha observado y por qué ocurre?

Paso 11: Es necesario que las cintas vuelvan a funcionar una vez que los médicos acaban con un paciente. Una vez que uno de ellos deja la sala del médico, la velocidad de la cinta tiene que volver a se 4.5 km por hora. Para cada uno de los servidores, SERVERS, cree un disparador “Exited” que se dispara cuando sale una unidad, para que asigne un nuevo valor a la velocidad de la cinta, como se muestra en la Figura 11.10. Recuerde que SIMIO convierte todo a horas y metros de forma interna, por lo que se necesita especificar la nueva velocidad como 4500.

Figura 11.10: Fijando la Velocidad de las Cintas en 4.5 Km por hora Paso 12:

Guarde y ejecute la simulación, asegurándose que esta parte del modelo funciona.

Pregunta 10:

¿Cuál es el grado de ocupación?

Pregunta 11: ¿Cuál es el tiempo total que un paciente tiene que esperar para que un médico le atienda, así como el número medio de personas en espera tanto en la sala como delante de los médicos?

59

Podría haber creado un nuevo proceso mientras estaba en la pestaña Processes y después haberlo seleccionado del desplegable correspondiente al disparador. 96

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Pregunta 12:

¿Cuál es el tiempo total de un cliente en el sistema?

Pregunta 13:

¿Hay todavía algún problema con el modelo? _

Sección 11.4: Comentario 

La modelización es un proceso creativo. Se sorprenderá de cuántas veces su creatividad será recompensada con un modelo claro y conciso. El uso de una operación para representar una fila de pacientes ha funcionado correctamente, aunque probablemente no fuera el enfoque que se le hubiera ocurrido.



Modelizar una situación en la que “gente atiende a gente” puede ser muy atractivo, puesto que todos los objetos tienen inteligencia y toman sus propias decisiones. Sólo con un enfoque orientado a objetos se puede representar correctamente esta situación.

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97

Capítulo 12 Variables, gráficos SMORE, Optimización: Inventarios y Cadenas de Suministros 

Usando variables de estado discretas, temporizadores y estadísticas



Gráficos SMORE, selección de subconjuntos de escenarios



Ranking y selección, Optimización

Muchas empresas encuentran muchos desafíos a la hora de competir en los nuevos mercados globales. Variaciones en la demanda, largos tiempos de respuesta y fluctuaciones en la cadena de aprovisionamiento pueden resultar en excesivos niveles de producto terminado o en un pobre servicio al consumidor final. Muchas compañías con tiempos de respuesta largos se ven forzados a implantar una política de fabricar para almacenar (make-to-stock) de forma que sean capaces de responder a la demanda de los clientes de forma rápida para mantener su cuota de mercado. Excesivos niveles de inventario llevan a costes elevados y alta obsolescencia mientras que un nivel bajo puede ocasionar roturas de stock y bajos niveles de satisfacción en los clientes. Así, el diseño y la optimización de la cadena de suministros se ha convertido en una prioridad puesto que influye en la supervivencia de las compañías. El principal objetivo de cualquier cadena de suministros es suministrar el producto cuando se requiere y con un precio que maximiza el beneficio. Para que se consigan ambos objetivos, se necesita balancear el sistema con suficiente stock para satisfacer la demanda, pero no demasiado como para afectar negativamente la rentabilidad.

Sección 12.1: Construyendo una Cadena de Suministros La Figura 12.1 muestra una cadena muy simple de suministros de tres etapas en la que los clientes llegan a una tienda (que bien pudieran ser varias) a comprar un producto. Las tiendas lanzan un pedido al centro de distribución, en este caso coincide con el fabricante, que suministrará el pedido si lo tiene en stock. El centro de distribución utiliza un modelo basado en el punto de pedido para lanzar pedidos al proveedor, el cual se supone que tiene una fuente o almacén lleno. Se tarda entre 3 y 6 días en suministrar con camiones el producto desde el proveedor hasta el fabricante. Suministro Perfecto de Materia Prima

Pedido

Pedido

Clientes

Fabricante Proveedor Flujo de Producto

Centro de Distribución

Tienda Flujo de Producto

Figura 12.1: Cadena Simple de Distribución de Tres Etapas El objetivo consiste en monitorizar el inventario medio existente en el centro de distribución así como el nivel de servicio a lo largo de un año. Así, los clientes no forman parte del modelo, ya que el fabricante está interesado en determinar su punto de pedido así como la cantidad a pedir. La tienda pide diariamente al centro de distribución, que utiliza un modelo de revisión periódica (s,S). En este modelo, el nivel de stock se revisa cada cierto tiempo, denominado intervalo, que es constante. La cantidad s es el punto de pedido, o el valor por debajo del cual se lanza un pedido. La cantidad S es la cantidad deseada una vez que el pedido llega. Paso 1: Cree un nuevo modelo con dos sistemas separados, como se muestra en la Figura 12.2. 98

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO





El primer sistema se usará para modelizar los pedidos que se hacen desde la tienda y que deben ser procesados por el fabricante. Cree una fuente, SOURCE, de nombre SrcOrders, una operación, SERVER, de nombre SrvOrderProcessing y un sumidero, SINK, de nombre SnkOrderExit. Incluya también una entidad, MODELENTITY, que se llame Orders, y asegúrese de que son creadas por la fuente SrcOrders. Use conectores, CONNECTORS, para unir todos los objetos, de forma que se modelicen las transacciones EDI entre las tiendas y el fabricante. El segundo sistema modelizará el flujo de productos desde el principio de la cadena hasta el final de forma que se reponga el inventario en las operaciones correspondientes. Incluya dos servidores, SERVERS, de nombre SrvSupplier y SrvDC, y un sumidero, SINK, de nombre SnkStore. Conecte SrvSupplier y SrvDC con un camino TIME PATH en el que se emplea un tiempo entre 1 y 2 días, siguiendo un modelo uniforme. Use un conector, CONNECTOR, para unir SrvDC y SnkStore, dado que el modelo se centra en el centro de distribución.

Figura 12.2: Modelo en SIMIO del Proceso de Reaprovisionamiento Paso 2: Dado que no vamos a modelizar cada unidad del sistema como una entidad distinta, añada una variable de estado discreta, DISCRETE STATE, de nombre OrderAmt para la entidad, MODELENTITY 60, para representar el tamaño del pedido (order amount). Paso 3: Para el proceso de pedidos, incluya la siguiente información:  Cambie SrcOrders para que llegue un pedido diario.  La cantidad en cada pedido se comporta según un modelo Poisson con una media de 20. Usando la propiedad State Assignments→Before Exiting, fije la variable ModelEntity.OrderAmt en Random.Poisson(20).

Figura 12.3: Especificando la Cantidad en el Pedido Paso 4: En Definitions→Properties, incluya tres propiedades del tipo Expression Standard Properties de nombres InitialInventory (inventario inicial), ReorderPoint (punto de pedido) y OrderUptoQty (inventario máximo deseado). Todas ellas deben ser incluidas en la categoría “Inventory”. 61

60

Seleccione MODELENTITY en el [Navigation] y vaya a la sección Definitions→States para añadir la variable de estado.

61

La primera vez hay que escribir el nombre de la categoría, pero luego ya se puede seleccionar del desplegable correspondiente.

Variables, gráficos SMORE, Optimización: Inventarios y Cadenas de Suministros

99

Tabla 12.1: Los Valores por Defecto de las Tres Propiedades Propiedad

Valor por Defecto

Categoría

Tipo de Unidad

InitialInventory

700

Inventory

Unspecified

ReorderPoint

300

Inventory

Unspecified

OrderUptoQty

700

Inventory

Unspecified

Pregunta 1:

Descripción El nivel inicial al comienzo de la simulación. Valor por debajo del cual se lanza un pedido. El nivel máximo de inventario cuando llega un pedido.

¿Qué ventajas tiene utilizar propiedades y fijar su valor en este modelo?

Paso 5: En el modelo, incluya una variable de estado discreta, DISCRETE STATE, de nombre Inventory que ha de representar el nivel actual de stock de un producto en el fabricante, y otra con nombre WIP que va a representar la cantidad total que el fabricante va a pedir al proveedor. La propiedad Initial State Value debe fijarse en 0 tanto para Inventory como para WIP. Paso 6: Incluya varios elementos, ELEMENTS, como se muestra en la Figura 12.4.  Incluya una estadística de observación, TALLY STATISTIC, de nombre TallySL para monitorizar el nivel de servicio (Service Level). 

Incluya una estadística de estado, STATESTATISTIC, de nombre StateStatInv, para monitorizar el nivel de inventario. Especifique en la propiedad State Variable Name la variable Inventory.



Incluya un temporizador, TIMER, de nombre TimerReview, para modelizar el intervalo o período de revisión. En la actualidad el centro de distribución revisa el nivel de inventario cada 5 días.

Figura 12.4: Preparando Estadísticas y el Temporizador para la Revisión Periódica Paso 7: Cambie el tiempo de proceso de SrvOrderProcessing de forma que se tarde medio día en recepcionar los pedidos antes de intentar satisfacerlos con el inventario disponible. Paso 8: El proveedor tarda entre 10 y 30 minutos, con una moda de 20 minutos en procesar cada producto, por lo que la propiedad Processing Time debe tomar el valor: Random.Triangular(10,20,30)*ModelEntity.OrderAmt. Paso 9: Cuando un producto llega al fabricante DC, el lote entero debe ser empaquetado antes de que esté disponible para ser mandado a las tiendas. La propiedad Processing Time del fabricante DC debe incluir la expresión Random.Pert(1,2,5)*ModelEntity.OrderAmt. Paso 10:

Guarde el modelo y ejecútelo durante un período de 26 semanas.

Pregunta 2: ¿Cuántos pedidos se producen en ese período de tiempo y cuál es su tiempo medio en el sistema?

100

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Sección 12.2: Procesando Pedidos en la Cadena de Suministros Paso 1: Recuerde que la propiedad de nivel de inventario inicial (InitialInventory) fue especificada para permitir que se puedan cambiar las condiciones de inicio. Dado que los valores por defecto de las variables de estado no pueden ser propiedades de referencia, la variable de estado Inventory necesita ser inicializada al comenzar la simulación mediante la ejecución del proceso “OnInitialized”. Incluya este proceso utilizando el menú desplegable Processes→Select Process→OnInitialized. Incluya una etapa Assign con el nuevo valor InitialInventory, como se muestra en la Figura 12.5.

Figura 12.5: Asignado el Valor Inicial al Nivel de Inventario Paso 2: Cuando llegan los pedidos, Orders, al fabricante, tienen que ser atendidos en función de la posición del inventario62. Incluya un disparador “Processed” en SrvOrderProcessing para actualizar la posición de inventario así como el nivel de servicio. 

Incluya una etapa Decide que comprueba si la cantidad que lleva el pedido es mayor que cero, antes de continuar (Figura 12.7).



Añada una etapa Tally que actualizará TallySL Math.Min(1,Inventory/ModelEntity.OrderAmt)63.



Incluya una etapa Assign que actualizará Inventory al restarle la cantidad del pedido actual, OrderAmt. Sin embargo, si Inventory es menor que la cantidad, la resta dará un valor negativo; como no se permiten roturas de stock, se ha de incluir la expresión (Math.Max(0,InventoryModerEntity.OrderAmt) como se muestra en la Figura 12.7.

con

el

valor

igual

a

Figura 12.6: Proceso para Cumplir con los Pedidos de las Tiendas

62

Se define como posición de inventario el nivel de inventario en stock más el nivel de inventario pedido pero no recibido.

63

Algunos podrán argumentar que este cálculo del nivel de servicio es de hecho un ritmo de llenado, pues si el inventario es mayor que la cantidad del pedido, el 100% de la demanda se ha cubierto.

Variables, gráficos SMORE, Optimización: Inventarios y Cadenas de Suministros

101

Figura 12.7: Propiedades de Todas las Etapas Paso 3: Para monitorizar la información mientras se ejecuta la simulación, incluya 6 etiquetas de estado, status labels (utilizando la pestaña “Animation”, como se muestra en la Figura 12.8), para presentar el valor actual y el valor medio del inventario así como el nivel de servicio. La primera columna de etiquetas incluye las descripciones mientras que la segunda columna usa las expresiones Inventory, StateStatInv.Average, y TallySL.Average.

Figura 12.8: Etiquetas de Estado que Muestran el Nivel Actual de Inventario, el Nivel Medio y el Nivel de Servicio Paso 4: Guarde el modelo y ejecútelo (puede que necesite ajustar el factor de velocidad a 100 o simular sin animación). Pregunta 3:

¿Cuál es el nivel de inventario actual?

Pregunta 4:

¿Cuál es el nivel medio de inventario y el nivel de servicio?

Sección 12.3: Creando la Pieza de Reposición de la Cadena de Suministros El modelo incluido en la sección previa era capaz de atender los pedidos de las tiendas, pero una vez que se acababa el stock, no existía reposición desde los proveedores. El nivel de servicio era por tanto bajo. El temporizador tiene que ser modelizado como para lanzar un pedido de reposición cada cinco días si el nivel de inventario está por debajo del punto de pedido; ha de lanzar entonces un pedido al proveedor en función del nivel máximo y del nivel actual de inventario, así como de la cantidad de los pedidos ya lanzados (WIP). Recuerde que la posición de inventario se define como el inventario en curso más el número pedido pero no recibido. Paso 1: Fije el período de revisión. Cree un proceso que responda al temporizador TimerReview. Utilizando la pestaña “Processes”, cree un nuevo proceso de nombre InventoryReview. Fije la propiedad Triggering Event para que responda al evento TimerReview.Event, lo que hace que el proceso se ejecute siempre que se dispara el evento del temporizador (Figura 12.9).

102

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 12.9: Proceso de Revisión y Pedido  

Incluya una etapa Decide en la que se realice una comprobación basada en una condición, “ConditionBased”, para ver si el nivel actual de inventario está por debajo del punto de pedido (Inventory < ReorderPoint ). Si se necesita un nuevo pedido, utilice una etapa Create64 para crear un nuevo objeto Order como se muestra en la Figura 12.10.

Figura 12.10: Creando un Nuevo Pedido para los Proveedores 

Para cada Order, use una etapa Assign que calcule la cantidad a pedir e incremente el valor WIP en función de esa cantidad. Tabla 12.2: Determinando la Cantidad a Pedir y Actualizando la Variable WIP Variable de Estado ModelEntity.OrderAmt WIP



Nuevo Valor Math.Max(0, OrderUpToQty – Inventory – WIP) WIP + ModelEntity.OrderAmt

Cuando el pedido se ha realizado, el objeto Order tiene que ser mandado al proveedor utilizando una etapa Transfer de forma que se mueva desde una fuente universal, “FreeSpace”, al nodo Input de SrvSupplier.

Figura 12.11: Mandando un Pedido al Proveedor Paso 2: Cuando los productos lleguen al fabricante y hayan sido empaquetados, se necesita incrementar el valor de la variable Inventory y disminuir el valor de WIP en la cantidad recibida. Incluya un disparador de procesos en SrvDC en el momento en que se acaba de empaquetar, “Processed”. Incluya una etapa Assign que actualice los valores según la Tabla 12.3. Tabla 12.3: Actualizando el Inventario Cuando se Recibe un Pedido de Reposición Variable de Estado

64

Nuevo Valor

La etapa Create puede crear nuevos objetos o copias de los objetos asociados así como de los objetos padre.

Variables, gráficos SMORE, Optimización: Inventarios y Cadenas de Suministros

103

Inventory WIP

Inventory + ModelEntity.OrderAmt WIP - ModelEntity.OrderAmt

Paso 3: Guarde el modelo y ejecútelo (puede que necesite ajustar el factor de velocidad a 100 o simular sin animación). Pregunta 5:

¿Cuál es el nivel de inventario actual?

Pregunta 6:

¿Cuál es el nivel medio de inventario y el nivel de servicio?

Pregunta 7:

¿Es éste un sistema adecuado?

Sección 12.4: Usando un Experimento para Determinar los Mejores Valores La simulación se utiliza a menudo para mejorar el rendimiento de un sistema. ¿Se puede encontrar un valor de las variables máximo inventario deseado y punto de pedido que mejore el rendimiento del sistema? ¿Puede SIMIO ayudarnos a resolver este tipo de pregunta? ¿Puede SIMIO ayudarnos en la búsqueda de un sistema mejor? La respuesta es afirmativa. Paso 1: A partir de la sección Project Home→Create, incluya un nuevo experimento, “Experiment”, de nombre FirstExperiment, lo que abrirá una nueva ventana en la que se creará automáticamente un primer escenario, que es el modelo base utilizado hasta ahora, como se muestra en la Figura 12.12. SIMIO automáticamente ha añadido también las tres propiedades como variables de control. 65 Paso 2: Incluya 8 escenarios más haciendo clic en la pequeña caja que se encuentra en la última fila de la tabla. Esta acción copiará todos los parámetros del escenario base. Entonces, cambie el punto de pedido y el máximo nivel permitido de forma que complete un diseño factorial utilizando tres valores para el punto de pedido (200, 300, y 400) y otros tres para el máximo nivel (600, 700, 800) como se muestra en la Figura 12.12.

Haga clic en la caja para crear una copia del modelo base

Figura 12.12: Primer Experimento con Diferentes Valores de Punto de Pedido y Máximo Nivel de Inventario Paso 3: Utilizando el botón Design→Experiment→Add Response, incluya tres nuevas variables de respuesta que serán utilizadas (Figura 12.12) para seleccionar el mejor escenario en función de unos parámetros dados (Tabla 12.4). Las dos primeras variables de respuesta son muy lógicas. En este modelo, parece que ambas variables entran en conflicto: si el nivel de stock baja, también lo hace el nivel de servicio. La

65

Se pueden definer otras variables de control adicionales.

104

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

tercera columna convierte un problema multi-objetivo en uno con un solo objetivo. Si el nivel de servicio sube y el inventario baja, la respuesta también baja. Los límites inferior y superior se utilizarán para advertir que los valores están fuera de los límites estipulados66. En este caso, deseamos tener un nivel de servicio superior al 90%. Tabla 12.4: Respuestas del Experimento Nombre Avg Inventory Service Level Inv/SL

Expresión StateStatInv.Average TallySl.Average StateStatInv.Average/TallySL.Average

Objetivo Minimizar Maximizar Minimizar

Límite Inferior 0.90

Paso 4: La Figura 12.13 muestra los parámetros básicos del experimento, pudiéndose determinar el período de calentamiento, warm up period, y el número de repeticiones por defecto67. En los gráficos SMORE y la optimización, se mostrarán también el intervalo de confianza de la media así como los percentiles. También tendrá que identificar cuál es la variable principal que servirá de base para los procedimiento de ranking y selección así como para Optquest™ (siguientes secciones).

Figura 12.13: Fijando los Parámetros del Experimento Paso 5: Guarde el modelo y ejecute el experimento. Pregunta 8:

Según los valores obtenidos, ¿qué punto de pedido y qué máximo nivel parece que son los mejores?

Pregunta 9:

¿Cómo tomó la decisión?

Sección 12.5: Usando Gráficos SMORE para Determinar los Mejores Valores En la sección anterior, simplemente utilizamos la media de las 10 repeticiones para tomar la decisión. La dificultad estriba en que la variabilidad de un sistema no está incluida cuando se elige el mejor escenario. Las gráficos de medida del riesgo y el error de SIMIO, SIMIO Measure of Risk & Error (SMORE), ofrecen la posibilidad de ver la variabilidad así como los intervalos de confianza. Muestran los principales percentiles (la mediana o el percentil del 50%, así como los percentiles mayor y menor elegidos) y la media, junto con su intervalo de confianza.

66

Los valores que no cumplen con los límites se muestran en color rojo.

67

El valor por defecto son 10 repeticiones, aunque realizar más hará que la confianza en los resultados aumente.

Variables, gráficos SMORE, Optimización: Inventarios y Cadenas de Suministros

105

Paso 1: Seleccione la pestaña “Response Chart” para ver los gráficos SMORE del último experimento ejecutado. Se mostrará por defecto la variable que haya sido creada en primer lugar, pero las otras variables se pueden seleccionar del desplegable (Figura 12.14). Rápidamente podemos ver que el Escenario 6 es el mejor en función de la variable inventario medio. El Escenario 3 parece que es el segundo mejor, aunque su variabilidad hace que sus resultados se solapen con los del Escenario 4. Sin embargo, si se muestran y analizan los resultados correspondientes al nivel de servicio, sólo los Escenarios 3, 7, 8, y 9 cumplen con los requisitos impuesto del 90% y no se puede elegir estadísticamente el mejor (puede que el Escenario 7). Si se consideran las dos variable de forma conjunta, el Escenario 3 aparece como la mejor opción.

Figura 12.14: Gráficos SMORE del Nivel de Inventario Medio y del Nivel de Servicio Medio Paso 2: Mirando a la variable principal, inventario/servicio, de la Gráfica SMORE (Figura 12.15), el Escenario3 parece que es el mejor. Su gráfica, sin embargo, se solapa mínimamente con la del Escenario 9.

Figura 12.15: Gráficos SMORE de la Variable Combinada Inventario/Nivel de Servicio Paso 3: Haciendo clic en la opción de selección de un subconjunto de escenarios, “Subset Selection”, en la sección “Analysis” dentro de la pestaña “Design”, puede ver las opciones seleccionadas por algoritmos internos de SIMIO. Los escenarios se dividen entonces entre los incluidos en el mejor grupo posible, “best possible group”, así como en el grupo de rechazo, “rejects group” (Figura 12.16).

106

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 12.16: Usando Selección de Subconjuntos Advierta que se han seleccionado dos escenarios en función de la tercera variable de respuesta, Inv/SL. Es posible que, aunque no se pueda demostrar estadísticamente cuál es el mejor de los dos, sí se pueda demostrar que hay diferencia significativa entre el mejor subconjunto y el subconjunto de rechazo (que se muestra en los gráficos con colores apagados). Pregunta 10:

¿Cuál es el escenario que debe ser estadísticamente seleccionado como el mejor de las tres respuestas?

Sección 12.6: Usando Procedimientos de Ranking y Selección para Determinar el Mejor Escenario El modelo actual es bastante sencillo (compuesto sólo por dos variables y el modelo) y 10 repeticiones parecen suficientes para elegir la mejor opción. Sin embargo, para utilizar los Gráficos SMORE se requiere un juicio y una identificación. El procedimiento de ranking y selección le permite seleccionar cuál es el mejor escenario. Una de las ventajas de SIMIO es que tiene incorporado el novedoso método de ranking y selección basado en las investigaciones de Kim y Nelson (denominado “KN”)68. Paso 1: Guarde el modelo y presione el botón Reset para borrar los resultados. Paso 2: Elija de la sección Design→Add-Ins la opción “Select Best Scenario using KN”, lo que añadirá el algoritmo KN al experimento ( Paso 3: Figura 12.17). Paso 4: Fije la propiedad de zona de indiferencia, Indifference Zone, en 5, lo que indica que una solución puede considerarse como mejor que otra sólo si las soluciones difieren en más de 5 unidades. Dado que el método de ranking y selección cambiará el número de repeticiones, la propiedad Replication Limit especifica el número máximo de repeticiones a realizar.

68

S. Kim and B. L. Nelson, "A Fully Sequential Procedure for Indifference-Zone Selection in Simulation," ACM Transactions on Modeling and Computer Simulation 11 (2001), 251-273.

Variables, gráficos SMORE, Optimización: Inventarios y Cadenas de Suministros

107

Figura 12.17: Fijando los Parámetros KN Paso 5: Fije el número de repeticiones mínimo, “Required” en la categoría Replications, en 1 y asegúrese de que todos los escenarios están seleccionados (en la columna izquierda). Paso 6: Vuelva a ejecutar el experimento y advierta que el número mínimo de repeticiones se ha elevado a 10. El algoritmo KN requiere que al menos se realicen 10 repeticiones de forma que se detecte de forma fiable diferencias entre escenarios. Pregunta 11: Basándose en las diferencias apreciadas en la columna Inv/SL, ¿piensa que es necesario realizar más repeticiones para encontrar diferencias mayores de 5 unidades? Paso 7: El algoritmo KN ha seleccionado el Escenario3 como el mejor (es el único seleccionado), como se muestra en la Figura 12.18. En el caso de modelos más complejos, se necesitarán más de 10 repeticiones.

Figura 12.18: Resultados de Ejecutar KN Paso 8: Verifique que el Scenario3 ha sido el seleccionado y examine su gráfico SMORE en “Response Chart”. Pregunta 12:

¿Cuál es el intervalo de confianza del 95% en la media?

Sección 12.7: Usando OptQuest™ para Optimizar Parámetros El algoritmo KN que se ha usado en la sección previa ha ayudado a determinar el escenario óptimo a partir de un conjunto predeterminado por el . SIMIO dispone de una herramienta adicional, denominada OptQuest™, que puede realizar optimización tradicional mediante la prueba de otros escenarios no especificados. Permite además añadir restricciones tanto en las variables de decisión como en las de respuesta.69

69

OptQuest es una herramienta que debe ser adquirida por separado.

108

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Paso 1: A partir de la sección Project Home→Create, incluya un nuevo experimento, “Experiment”, de nombre OptQuestExperiment, lo que abrirá una nueva ventana y creará el primer escenario. Paso 2: Use el botón “Clear” para desactivar el procedimiento de selección de escenarios anteriormente utilizado y seleccione “OptQuest for SIMIO”. Paso 3: Añada las tres variables de salida utilizadas con anterioridad (Tabla 12.4). Paso 4: Ya que el optimizador probará con valores distintos de las variables de control o decisión, hemos de definir su dominio o rango factible. Seleccione los rangos apropiados así como sus incrementos para favorecer la convergencia así como la calidad de la solución. Seleccione cada una de las variables de control y fije sus valores según la Figura 12.19. Como puede apreciar, el nivel de inventario inicial no está incluido en la optimización. Un incremento, increment, de 25 se ha elegido para las otras dos variables para que el algoritmo seleccione valores en incrementos de 25.70

Figura 12.19: Fijando los Límites Superior e Inferior de las Variables de Decisión Paso 5: Elija en la sección Design→Add-Ins “OptQuest for SIMIO”. Añadirá una sección de preparación en las propiedades del experimento (Figura 12.20). El algoritmo utiliza un nivel de confianza para discernir entre escenarios. El porcentaje de error relativo se expresa como un error de la media.

Figura 12.20: Parámetros de OptQuest Paso 6: Guarde y ejecute el algoritmo de optimización. Vea cómo prueba valores distintos. Paso 7: Ordene los escenarios de forma ascendente según la columna Inv/SL de forma que se vean los que presentan un valor menor.

70

Puede que se consigan mejores soluciones con una mayor resolución (incrementos más pequeños). Sin embargo, esto puede afectar la calidad de la solución. Si la resolución es menor, puede encontrar una primera buena solución rápidamente Una segunda optimización alrededor del primer valor encontrado puede ayudar a encontrar una mejor solución.

Variables, gráficos SMORE, Optimización: Inventarios y Cadenas de Suministros

109

Pregunta 13:

¿Cuál puede ser el mejor punto de pedido y el máximo nivel deseado si se considera no sólo Inv/SL sino también el nivel de servicio?

Paso 8: Dado que OptQuest sólo ha usado 5 repeticiones, es posible que la variabilidad sea un problema. Guarde los mejores 5 escenarios y borre el resto. Desactive OptQuest y seleccione el algoritmo para seleccionar el mejor escenario. Asegúrese de que la variable de respuesta principal es Inv/SL. Utilice una zona de indiferencia de 1. Ejecute el algoritmo KN. Pregunta 14:

¿Qué mejores valores ha obtenido para el punto de pedido y el nivel máximo?

Pregunta 15: ¿Qué escenario o alternativa elige si quiere que el nivel de servicio sea por lo menos del 90%? Paso 9: Para visualizar cuál es mejor que los otros, examine el gráfico de resultados con los cinco escenarios (Figura 12.21). Tiene que seleccionarlos para verlos en el gráfico.

Figura 12.21: Comparando los Mejores Cinco Escenarios

Sección 12.8: Más Sobre OptQuest Una debilidad de la selección KN es que no considera restricciones ni en las variables de control ni en las de salida. Aunque OptQuest sólo puede optimizar un único objetivo (como KN), tiene la capacidad de incluir restricciones en sus valores. Existen dos clases de restricciones en OptQuest para SIMIO: restricciones en las variables de control y restricciones en las variables de salida. Paso 1: Consideremos para empezar un problema de optimización algo distinto, en el que deseamos minimizar el nivel de stock siempre y cuando se mantenga el nivel de servicio por encima del 90%. Podemos escribir este problema de forma más formal como: Minimizar: AvgInventory Sujeto a: Service Level >= 0.90 200 <= ReorderPoint <= 500 500 <= Order UpToQty <= 1200

110

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Paso 2: De las tres restricciones, las dos últimas son simplemente restricciones en los valores posibles de las variables de entrada. La primera restricción sí que afecta a una variable de salida como es el nivel de servicio. Paso 3: Cree un nuevo experimento, de nombre OptQuestExperiment2. Paso 4: Añada como variables de respuesta el nivel de servicio y el inventario medio. Fije los límites para el punto de pedido y el nivel máximo. Añada un valor mínimo exigido de 95 para el nivel de servicio. Elija minimizar el nivel medio de inventario. Paso 5: Guarde y ejecute el algoritmo de optimización. Paso 6: Ordene los escenarios de menor a mayor según la columna que incluye el inventario medio, de forma que se puedan ver los escenarios con los mejores valores. Pregunta 16: ¿Cuál parece ser el mejor valor para el punto de pedido y el inventario máximo si se considera no sólo el nivel medio de inventario sino también el nivel de servicio? Paso 7: Es instructivo examinar el gráfico de resultados (Figura 12.22) para ver cómo ha ido mejorando el proceso de optimización.

Figura 12.22: Gráfico de Respuesta del Optimizador Paso 8: Las restricciones pueden depender de valores de las variables de entrada. De hecho, es común incluir restricciones de este tipo. Por ejemplo, y aunque pueda carecer de sentido para este modelo, se puede plantear la restricción (ReorderPoint + 3*OrderUpToQty >=1000) como se aprecia en la Figura 12.23.

Figura 12.23: Ejemplo de Restricción en Función de las Variables de Entrada Esta restricción sólo ha sido un ejemplo ilustrativo, y no se pretendía que tuviera sentido.

Variables, gráficos SMORE, Optimización: Inventarios y Cadenas de Suministros

111

Sección 12.9: Comentario

112



Este modelo sólo consideraba una posición de inventario en el fabricante. ¿Qué sucede si tiene más de un centro de distribución, proveedor y/o tiendas? En un capítulo futuro, se creará un objeto inventario que puede ser utilizado muchas veces.



El uso de la selección de subconjuntos permite encontrar varias soluciones.



Para un número grande de variables de control y de escenarios, el algoritmo KN de ranking y selección facilita la elección estadística del mejor escenario.



OptQuest es un buen optimizador si se dispone de tiempo suficiente. OptQuest también estaba incluido en Arena; sin embargo, los gráficos SMORE, la selección de subconjuntos, y el algoritmo KN ofrecen una verdadera ventaja.

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Capítulo 13 Usando el Objeto Recurso: Clínica Veterinaria 

Usando el objeto recurso, RESOURCE, muy versátil para modelizar múltiples recursos.



Usando las etapas Seize y Release para apresar y liberar recursos de una lista.



Apresando recursos en función de las características de un paciente.

Sección 13.1: La Clínica Veterinaria Una clínica veterinaria atiende a distintos tipos de animales. Como en el caso de la Clínica de Urgencias, esta clínica intenta dar buen servicio utilizando los recursos de forma eficiente. Aunque la estructura de la clínica veterinaria es similar a la de la clínica de urgencias, nos centraremos en las actividades que realizan los veterinarios. Son veterinarios de nombre de pila Billy, Jim, Maisy, y Ellie. Esta clínica proporciona un servicio más complicado que requiere de una forma de modelizar distinta a la incluida en el caso de la clínica de urgencias. Hay veces en las que se necesita disponer de distintos recursos, un veterinario y una máquina de rayos X, antes de atender al paciente. También hay ciertas restricciones como que Jim es el único veterinario que puede atender a las iguanas. El objeto SERVER no puede modelizar estos casos de forma fácil. Por ejemplo, puede ser que sean necesarios tanto el veterinario como la enfermera para preparar un servicio, mientras que la enfermera se basta por sí sola para acabar el servicio.

Sección 13.2: Utilizando el Objeto Recurso El objeto recurso, RESOURCE, es un objeto fijo con capacidad (como un TRANSFERNODE o un SOURCE, que no se mueven por la red del modelo), y que puede ser apresado o liberado por otro. Es un objeto genérico que puede ser usado para restringir el flujo. Los RESOURCES tienen también posibilidad de incluir información sobre su fiabilidad así como la habilidad para ordenar estáticamente y dinámicamente las entidades que los solicitan (por ejemplo, elegir a los pacientes críticos primero) y también son capaces de rehusar una petición y mantenerse desocupado. Paso 1: Cree un nuevo modelo fijo (pestaña “Project Home”) dentro del mismo proyecto de un capítulo anterior o puede crear un nuevo modelo. Puede disponer de distintos modelos en el mimo proyecto, pero sólo uno se podrá ejecutar a la vez, a no ser que se utilice uno dentro de otro. Paso 2: Añada una fuente, SOURCE, de nombre Sratients, un servidor, SERVER, de nombre SrvVetClinic, y un sumidero, SINK, de nombre SnkExit. Añada una entidad, MODELENTITY, de nombre Patients. Conecte los objetos con caminos de longitud 30 metros71. 

Los pacientes llegan según un modelo exponencial con un tiempo entre llegadas de 6.5 minutos.



Cada paciente tarda en ser atendido por un veterinario entre 10 y 30 minutos, con un valor más habitual de 15 minutos.

Si selecciona el nodo de salida de la fuente SOURCE mientras que aprieta las teclas Shift y Ctrl, SIMIO le dejará dibujar uniones, LINKS, sin que seleccione el objeto en la Standard Library. Una vez que los caminos, PATHS, han sido dibujados, seleccione 71

ambos y cambie la propiedad Drawn to Scale a “False” y la propiedad Logical Length a 30 metros.

Usando el Objeto Recurso: Clínica Veterinaria

113

Paso 3: De la sección Standard Library, añada un nuevo RESOURCE72 de nombre Billy.  Dado que los RESOURCES tiene la misma lógica de fiabilidad que los SERVERS, fije el mismo patrón de llamadas de emergencias. Especifique el tiempo entre fallos, Uptime Between Failures, como una distribución exponencial de media 6 horas y la expresión del tiempo de reparación, time to repair, igual a Random.Pert(40,55,60) minutos, como se muestra en la Figura 13.1.

Figura 13.1: Lógica de Fiabilidad para Recibir Llamadas de Emergencia por un Veterinario  Como en casos anteriores, añada dos símbolos adicionales. Coloree el iris del símbolo número 1 en verde, para mostrar cuándo está ocupado, y el número 2 en rojo, para mostrar cuándo está en fallo. El símbolo 0 se mantendrá de color azul, lo que indicará que está ocioso.  En la sección “Animation”, dentro de la ventana de propiedades, cambie Current Symbol Index para que refleje el estado del recurso, según la expresión: Math.If(Billy.Failure.Active,2,(Billy.Capacity.Allocated > 0)) Paso 4: Copie el recurso Billy tres veces, con nombres Ellie, Jim, y Maisey respectivamente, para incluir al resto de los veterinarios. Necesitará modificar Current Symbol Index para incluir el objeto RESOURCE correcto, así como su estado, como se muestra en la Figura 13.2.

Color del iris en recursos

Figura 13.2: Modelo de la Clínica Veterinaria Utilizando Cuatro Recursos Paso 5: Cambie la capacidad de SrvVetClinic a Infinity de forma que su capacidad no restrinja el sistema, ya que el objetivo del modelo es que sean los recursos los que lo hagan. Paso 6: En este punto, podemos apresar un RESOURCE individual, pero nuestro modelo requerirá que se seleccione entre los veterinarios disponibles. En la pestaña “Definitions”, cree una nueva lista, LIST of OBJETOS, de nombre ListResources, y añada los cuatro recursos como se muestra en la Figura 13.3. Esta lista se usará por los pacientes para seleccionar uno de los veterinarios.

72

El símbolo por defecto se asemeja a un ojo con un iris azul.

114

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 13.3: Creando una Lista de Recursos que Pueden ser Apresados Paso 7: El modelo básico ha sido montado en base a recursos, RESOURCES; sin embargo, los pacientes, necesitan apresar (pedir) un veterinario para que les atienda, y una vez hayan sido atendidos, deben soltar al veterinario de forma que pueda atender a otro paciente. Los pacientes solicitarán un veterinario cuando llegan a la clínica. Se han de utilizar entonces dos de los diez disparadores disponibles en el servidor, SERVER. Paso 8: El paciente necesita conseguir uno de los recursos disponibles antes de entrar en servicio (disparador “Processing”). Para invocar este proceso “Processing”, seleccione en la ventana de propiedades “AddOn Process Triggers” y haga doble clic en la etiqueta con la que se crea un proceso. Paso 9: Dado que el paciente quiere apresar un recurso, incluya una etapa Seize: selecciónela de la lista de posibles etapas y arrástrela entre los nodos Begin y End (Figura 13.4).

Figura 13.4: Usando una Etapa Seize para Conseguir un Veterinario 

Dentro de las propiedades “General” de una etapa, como se ve en la parte derecha de la Figura 13.4, incluya el nombre SeizeStaff. En la propiedad “Basic Logic” se incluirán los recursos que puede ser solicitados. Haga clic en el botón en la propiedad Seizes de la ventana de propiedades, que indica que un tipo de recurso ha sido incluido y que puede ser solicitado.



El editor Seize – Repeating Property Editor (véase Figura 13.5) aparecerá y permitirá que se especifiquen tantos recursos como sean necesarios para empezar una operación. En este ejemplo, especificaremos un tipo de recursos y fijaremos Object Type como “FromList”73, de forma que se seleccione un recurso de cualquier lista. No queremos seleccionar un recurso que esté en fallo.

73

El Object Type en Seize puede ser “Specific”, “From List”, o “Parent Objeto”. La opción “Specific” le permite seleccionar un recurso individual (por ejemplo, Jim) o un objeto que tiene capacidad (por ejemplo, Servers, Paths) o cualquier estación que esté dentro de un objeto con capacidad. La opción “Parent Objeto” le permitirá conseguir capacidad de un objeto que está ejecutando un proceso, por ejemplo, Processing STATION de una operación. En la opción “From List” se podrá especificar cualquier lista que contenga un objeto que pueda ser solicitado.

Usando el Objeto Recurso: Clínica Veterinaria

115

Figura 13.5: Editor de Propiedades de la Etapa Seize 

Cuando se hayan acabado de incluir las propiedades en el editor, éste puede ser cerrado.

Paso 10: Los pacientes pueden ahora conseguir un veterinario, pero una vez que un paciente acaba su procesamiento, éste también debe ser capaz de liberar al veterinario. Hay dos disparadores posibles (“Processed” o “Exited”). Incluya un nuevo proceso “Processed”, haciendo doble clic en la etiqueta con la que se crea un proceso. 

Incluya una etapa Release en el proceso entre los nodos Begin y End de forma que el paciente pueda liberar al veterinario, como se muestra en la Figura 13.6.

Figura 13.6: Usando una Etapa Seize para Liberar un Veterinario 

Repita el proceso de nombrar a la etapa ReleaseStaff y especifique la propiedad Releases. Parecido al editor Seize, el editor Releases→ – Repeating Property Editor permitirá a un paciente liberar los recursos en función de las propiedades definidas en el editor.

Figura 13.7: Editor de Propiedades de la Etapa Release Paso 11:

Guarde el modelo y ejecútelo y observe lo que sucede.

Pregunta 1:

¿Cuál es el grado de ocupación de cada uno de los RESOURCES?

116

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Pregunta 2: ¿Cuál es el tiempo total que un paciente tiene que esperar a un veterinario? ¿Cuál es el número medio de pacientes en espera en la fila de entrada de la clínica?

Pregunta 3:

¿Cuál es el tiempo total en el sistema de un paciente?

Sección 13.3: Recursos en Función del Tipo de Paciente El modelo anterior asumía que todos los pacientes pueden ser atendidos por todos los veterinarios. Sin embargo, suponga que Billy y Masey tienen experiencia con pájaros mientras que Jim la tiene con iguanas, pero si él está ocupado Ellie puede sustituirle. Los caballos y las vacas son grandes y necesitan ser atendidos por dos veterinarios a la vez. Todos los demás animales (gatos y perros) pueden ser atendidos por cualquiera de los veterinarios. Paso 1: Cree una nueva tabla de datos, TableAnimals, que tenga una columna de tipo “String” para incluir el nombre del animal, y otra de tipo “Real” que incluya el porcentaje de este tipo de animal en la clínica. Los valores se muestran en la Tabla 13.1. Por ejemplo, el 25 por ciento son grandes. Tabla 13.1:Tabla con Información Sobre Tipos de Animales

Paso 2: Cree dos nuevas listas, ListBird y ListIguana, de forma similar a como se creó ListResources, para indicar qué veterinarios pueden atender a los animales especiales (Figura 13.8 y Figura 13.9).

Figura 13.8: Listas para el Pájaro y la Iguana Paso 3: Añada tres símbolos adicionales a la entidad paciente para distinguir entre los distintos tipos de animales. Se pueden utilizar cuatro colores diferentes, pero también dibujos descargados de Google 3D Warehouse (Figura 13.9), y mostrarlos de forma horizontal (en vez de vertical). El orden de los símbolos debe coincidir con la columna que refleja el tipo de animales en la tabla (Tabla 13.1).

Figura 13.9: Símbolos Descargados de Google 3-D Warehouse: Dog, Cow, Bird y Iguana Paso 4: El objetivo es asignar de forma aleatoria los tipos de animales y sus respectivos dibujos (colores) según los porcentajes de la tabla. La asignación se debe realizar una vez que la entidad ha sido creada, o

Usando el Objeto Recurso: Clínica Veterinaria

117

sea, utilizando el evento disparador “Created” en la fuente. Incluya este disparador74, que será ejecutado un vez la entidad ha sido creada en Sratients. 

Una de las ventajas de SIMIO es su habilidad para asociar una o más tablas, o filas de una tabla, con una entidad. Una vez creado, hay que asignar a un paciente con una fila específica de la tabla TableAnimals, y después con el símbolo correcto en función del valor de la columna “Animal Type”. Incluya una etapa Set Table y otra Assign en el proceso según la Figura 13.10.

Figura 13.10: Determinando el Tipo de Paciente Asociando una Fila de una Tabla de Datos con una Entidad 

Especifique una fila de forma aleatoria utilizando el método RandomRow en función de los porcentajes incluidos en la columna “PercentType” (Figura 13.11).75 También asegúrese que Object Type en Advanced Options se especifica como “AssociatedObject”.76

Figura 13.11: Especificando las Propiedades de la Etapa Set Table 

Ya que se ha determinado el tipo de animal, en la Figura 13.12 se muestra las propiedades de la etapa Assign utilizadas para asignar la columna “Type” de la tabla como símbolo a utilizar.77

Figura 13.12: Cambiando el Dibujo de una Entidad en Función de una Columna de una Tabla de Datos Paso 5: Guarde el modelo y ejecútelo para asegurarse de que se han creado los diferentes tipos de animales según lo esperado. Pede que tenga que ajustar las filas de la animación en función de los tamaños de los animales grandes. Paso 6: Actualmente, todavía los pacientes, sin importar cuál es su tipo, apresarán un y sólo un veterinario. Necesitamos añadir otro proceso para apresar y soltar recursos en función del resto de requisitos que se han planteado (véase el flujograma incluido en la Figura 13.13):

Para invocar el proceso “Created”, abra “Add-On Process Triggers” en la ventana de propiedades de la fuente y haga dobleclick para crearlo. 74

75

Cualquier columna numérica puede ser utilizada para especificar una fila de una tabla aleatoriamente. Los números no tiene que sumar 1 o 100. SIMIO sumará los valores de la columna y generará una fila en función de los porcentajes normalizados. 76

El objeto asociado, “Associated Object”, es el objeto representado por la ficha. En este caso, es la entidad o paciente. Las otras opciones son “Token” para el que la ficha ejecuta el proceso y “ParentObjeto” que sería la fuente en la que se incluye el disparador. 77

Los tipos de animal se especificaron con valores entre 0 y 3 para coincidir con la numeración de los símbolos. La flecha verde permite al saber que se está referenciando una propiedad. 118

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO



Si el pacientes es del tipo perro/gato o caballo/vaca, podemos elegir cualquier recurso, pero si es un animal grande, hay que apresar dos recursos.



Si el paciente es un pájaro, es necesario elegir un veterinario de la lista ListBird.



Finalmente, si es una iguana, la elección se hace de la lista ListIguana.

Begin

Si Paciente es un Perro o una Vaca

True

Consiguiendo un recurso de ListResource

End

False

True Si Paciente== Pájaro

Consiguiendo un recurso de ListBird

False Consiguiendo un recurso de ListIguana

Figura 13.13: Consiguiendo un Veterinario en Función del Tipo de Paciente 

Para seguir la lógica, necesitamos tomar algunas decisiones en función de los tipos de animal como se muestra en el anterior flujograma. La lógica se incluye en una etapa Decide (Figura 13.14) que es básicamente una condicional If/Else que tiene una opción verdadera, True, y otra falsa, False, en función de si se cumple la condición o no. En la Figura 13.13, las dos propiedades de interés a incluir en la etapa Decide son Decide Type y Expression.

Figura 13.14: Etapa Decide en SIMIO La Figura 13.15 muestra el disparador “Processing”, con el que se eligen los veterinarios apropiados en función del tipo de animal.

Figura 13.15: Consiguiendo el Recurso Apropiado en Función del Tipo de Animal 

Incluya una etapa Decide antes de Seize para determinar si el paciente es del tipo perro/gato o vaca/caballo. Si es cierta la condición, el paciente apresará un veterinario en función de lo incluido

Usando el Objeto Recurso: Clínica Veterinaria

119

en ListResource. Especifique que la decisión es condicionada a que el animal sea del tipo 0 o 1 (Figura 13.16). 78

Figura 13.16: Especificando una Expresión Basada en una Condición en una Etapa Decide 

La segunda etapa Decide comprobará si el paciente es un pájaro. (Ayuda: copie el primer Decide y péguelo en la rama False; cambie la expresión a (TableAnimals.Type==2)).



Copie la etapa Seize tanto en True como en False de la segunda etapa Decide. Tendrá que cambiar la lista en la que se busca la información (ListBird y ListIguana respectivamente).



La primera etapa Seize ya puede apresar cualquier veterinario (ListResources). Sin embargo, por defecto, sólo apresa uno. Se necesita apresar 2 cuando se está atendiendo animales grandes. Hay varias formas de incluir esta lógica. Como el tipo de los animales gatos/perros es 0 y de vacas/caballos es 1, se puede añador 1 al tipo para obtener un valor de 1 ó 2. En la propiedad Number of Objects, incluya una expresión como la que se muestra en la Figura 13.17.

Número de Recursos

Figura 13.17: Especificando una Expresión para Determinar el Número de Recursos a Conseguir Paso 7: Guarde su modelo y ejecútelo. Puede que tenga que experimentar con los porcentajes para asegurarse de que los animales están siendo atendidos por los veterinarios según lo esperado. La Figura 13.18 muestra una vaca siendo atendida tanto por Billy como por Jim.

Figura 13.18: Usando Dos Recursos para Atender a un Animal Grande. Paso 8: La última cosa a hacer es liberar a los veterinarios una vez que han acabado con el animal. El disparador es similar al disparador“Processing” pero utiliza una etapa Release en vez de una Seize. Es importante que se suelte el número correcto de objetos y se incluyan de forma correcta en ListResources.

78

La expresión (TablaAnimals.Type < 2) se podría haber especificado también como (TableAnimals.Type == 0 || TableAnimals.Type ==1) donde || es el operador lógico Or (O). 120

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 13.19: Soltando un Veterinario para que se Incluya en el Conjunto Adecuado Paso 9: Guarde y ejecute su modelo para ver qué sucede (Figura 13.20).

Animales en espera

Animales siendo atendidos

Figura 13.20: Pantallazo del Modelo con Animales en Espera y en Operación

Sección 13.4: Comentario 

La complicación de distinguir las entidades en función de su tipo se presente en muchas situaciones distintas, y parece apropiado utilizar un tiempo para estudiar las posibilidades de modelización.



Aprecie el interés que suscita la representación en 3D y Google 3D Warehouse.

Usando el Objeto Recurso: Clínica Veterinaria

121

Capítulo 14 Objetos Inteligentes: Clínica Veterinaria bis 

Permitiendo que las ENTITIES tomen sus propias decisiones.



Especificando listas de objetos en una tabla de datos



Utilizando funciones en expresiones

Sección 14.1: Usando la Potencia de Objetos Inteligentes para Tomar Decisiones En el capítulo anterior, exploramos el uso de recursos, RESOURCES, y mostramos cómo elegir diferentes recursos de una lista en función del tipo de animal que tenía que ser atendido. Una de las características de SIMIO es que se puede modelizar lógica muy complicada utilizando las etapas de proceso, ayudándolas con la asociación de información incluidas en tablas de datos. En un capítulo anterior, el tiempo de proceso y la información de rutas a seguir por diferentes tipos de piezas se asociaba a la propia pieza. Cuando las entidades llegaban a la operación, SERVERS, se pregunta a la entidad cuánto tiempo era necesario para procesarla. Muchos lenguajes de simulación, incluido SIMIO, tiene la posibilidad de especificar atributos (variables de estado en SIMIO), a los que se puede asignar el tiempo de proceso cuando se crea la entidad. Sin embargo, la información contenida en una tabla en SIMIO puede ser cambiada de forma dinámica para que cualquier objeto la referencie. Paso 1: Cree una copia del modelo del capítulo anterior. Paso 2: Recuerde que sólo se ha utilizado con anterioridad la columna Type para tomar decisiones. Modifique ahora la tabla de datos TableAnimals; incluya una columna “Integer” utilizando el desplegable Standard Property, de nombre NumberStaff, para representar el número de veterinarios que son necesarios para atender a un animal. Añada una columna OBJECT LIST a partir del desplegable Object Reference, de nombre ListStaff, para representar la lista de los recursos que pueden ser seleccionados. Especifique los valores como se muestra en la Figura 14.1. Ahora los pacientes saben qué grupo de veterinarios les pueden atender así como el número necesario.

Figura 14.1: Incluyendo el Número de Veterinarios en TableAnimals Paso 3: En la pestaña “Processes”, borre todas las etapas excepto un Release y un Seize en los disparadores “Processed” y “Processing” respectivamente (Figura 14.2).79

79

Al modelizar la lógica de esta forma hemos conseguido eliminar dos etapas lo que hará que la simulación se ejecute de forma más rápida. También simplifica la lógica y la facilita en el caso que se necesite añadir más tipos de animal. Ahora, la información está en una tabla, por lo que no es necesario añadir más lógica. 122

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 14.2: Mejorando los Procesos Lógicos para Apresar y Liberar Veterinarios Paso 4: Modifique las propiedades tanto en la etapa Seize como en Release para utilizar la propiedades correspondientes a la asociación de tablas. En Object List Name y Number of Objects, haga clic con el botón derecho y fije la propiedad Referenced Property en la columna correcta de la tabla correspondiente. Cuando un paciente llega e intenta conseguir veterinarios, lo hará de forma dinámica del grupo correcto.

Figura 14.3: Las Propiedades Seize y Release Utilizando Propiedades de Referencia Paso 5: Guarde el modelo y ejecútelo y compare los resultados con los del modelo anterior.

Sección 14.2: Añadiendo un Proceso Adicional Algunas veces, se necesita utilizar una máquina de rayos-X para explorar a los pacientes. La máquina se encuentra en una sala diferente. Por ejemplo, un 25% de gatos/perros suelen necesitar una radiografía, mientras que sólo lo necesitan 15%, 0% y 2% de vacas/caballos, pájaros e iguanas. Los pacientes se han de dirigir a la sala contigua junto como los veterinarios. Después, los veterinarios son liberados para ir a atender a otros pacientes. Paso 1: Añada un nuevo servidor, SERVER , de nombre SrvXrayMachine.  Fije su capacidad en “1”, puesto que sólo hay una máquina. 

El tiempo de proceso para realizar y leer la radiografía es una distribución Pert con un valor mínimo, una moda y un máximo de 20, 25, y 35 minutos respectivamente.



Conecte la salida de la nueva operación con SnkExit, utilizando un PATH de 30 metros.



Conecte un PATH desde la salida de SrvVetClinic hasta la entrada de SvXrayMachine.

Paso 2: Dado que cada tipo de animal tiene una probabilidad distinta de necesitar una radiografía, añada una columna “Real”, de nombre XrayLabPorcentaje en la tabla TableAnimals (Figura 14.4).

Objetos Inteligentes: Clínica Veterinaria bis

123

Figura 14.4: Porcentajes según la Necesidad de Radiografía Paso 3: Si el paciente necesita una radiografía, no se debe liberar a los veterinarios directamente después de los cuidados en la sala habitual. Se debe direccionar la entidad hacia la sala de rayos-X, en la que se dará servicio a los animales en función de su orden estricto de llegada. Una vez leída la radiografía, se debe liberar a los veterinarios y ser incluidos en el conjunto hábil para otros servicios, así como enviar las entidades hacia la salida. La primera etapa ha de indicar si el paciente debe liberar al veterinario (etapa Decide). Incluya una etapa Decide en el disparador “Processed” de SrvVetClinic. Mueva la etapa Release a la rama “False” (Figura 14.5) de forma que sólo si no se necesita una radiografía se libere al operario.

Figura 14.5: El Disparador “Processed” Modificado 

La etapa Decide se muestra en la Figura 14.6.

Figura 14.6: La Etapa Decide Paso 4: Si el paciente necesita una máquina de rayos-X, la liberación se produce después. Incluya un disparador “Processed” en SrvXrayMachine. Copie y pegue la etapa Release de SrvVetClinic_Processed en el nuevo disparador. Paso 5: Los pacientes que necesitan radiografía han de ser dirigidos a la nueva operación. Por defecto, los pacientes serán dirigidos aleatoriamente hacia la salida o hacia la sala de rayos en igual proporción.80 Existen varias funciones (f(x) en el editor de expresiones) asociadas a los distintos objetos. En la Tabla 14.1 se incluye una descripción de la familia de funciones correspondientes a los objetos conseguidos, SeizedObject. La función básica de SeizedObjects ejecutará la función SeizedObjects.Count.

80

Podríamos haber especificado los pesos hacia cada ruta como 1-TableAnimals.XrayLabPercentage hacia la salida y TableAnimals.XrayLabPercentage hacia la sala de rayos. Sin embargo, esta lógica sólo funciona de forma correcta si los pacientes no necesitaran que los veterinarios les acompañaran a la sala de rayos. 124

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Tabla 14.1: Descripción de las Funciones SeizedObjects Función SeizedObjects.Count

SeizedObjects.FirstID

SeizedObjects.LastID SeizedObjects.UnidadesOw ned(objectID)

Descripción Esta función calcula el número de objetos (RESOURCES, SERVER y LINK, etc.) apresados por el objeto que usa la función. Toda copia de un objeto en un modelo de SIMIO tiene un identificador numérico único (ID) (NODES, SERVERS, RESOURCES, etc.). Esta función devuelve ID del primer objeto en la lista de objetos que ha sido apresado por el objeto. Esta función devuelve ID del último objeto en la lista de objetos que ha sido apresado por el objeto. Esta función le permitirá determinar el número de unidades de capacidad según el identificador objectID que ha sido apresado por el objeto.



Especifique el peso o probabilidad de tomar el camino que sale de SrvVetClinic y que llega a la salida (SnkExit) como ModelEntity.SeizedObjects.Count == 0, lo que significa que el paciente ha soltado al veterinario y puede dirigirse a la salida.



Especifique el peso o probabilidad de tomar el camino que sale de SrvVetClinic y que llega a la sala de rayos (SrvXrayMachine) como ModelEntity.SeizedObjects.Count > 0, lo que significa que el paciente todavía no ha liberado a los veterinarios puesto que los necesita para realizar las radiografías.



Los pesos entonces serán evaluados a 0 ó 1, lo que fuerza a que tomen el camino correcto, esto es, el que tenga el peso de 1.

Paso 6: Guarde el modelo y ejecútelo, observando lo que sucede.

Sección 14.3: Cambiando la Selección de Recursos En la descripción original, Jim era el veterinario que debía atender a las iguanas y Ellie podía atenderlas si Jim está ocupado. La clínica esté evaluando la posibilidad de que cuando Jim acaba de atender a un animal, comprueba si hay una iguana esperando, y en ese caso, darle prioridad. La selección actual era FIFO, “firstin and first-out”. Los recursos, RESOURCES, como los servidores, SERVERS, tiene una regla de elección estática, static ranking rule 81, que ordenará las solicitudes para un objeto. Tanto SERVER como RESOURCE procesarán las entidades según como han sido ordenadas las entidades.82 Paso 1: Cambie la regla de ordenación de Jim a “largest value first”. La expresión debe referirse a la propiedad tipo de animal, puesto que son las iguanas las que serán atendidas primero. 83 La regla estática funciona porque el tipo de animal no cambia mientras que el paciente espera (Figura 14.7).

81

Las reglas estáticas son First-in First-out (por defecto), Last-in Last-Out, Smallest Value, y Largest Value; hay que añadir una expresión en los dos últimos casos para posibilitar la comparación. 82

También hay reglas dinámicas, que se explicarán en el próximo capítulo.

83

Si Jim está ocupado y una iguana está la primera en la lista, Ellie puede seguir atendiéndola, lo que es aceptable. El objetivo es aumentar las posibilidades de que sea Jim el que las atienda, pero sin eliminar completamente la otra posibilidad. Si sólo Jim pudiera atender a las iguanas entonces utilice ListIguana para que sólo fuera Jim el incluido como recurso factible.

Objetos Inteligentes: Clínica Veterinaria bis

125

Figura 14.7: Regla Largest Value para Ordenar Solicitudes Paso 2: Guarde el modelo y ejecútelo, observando lo que sucede. Puede que sea conveniente aumentar el porcentaje que llega de iguanas. Pregunta 1:

¿Hay algún problema con esta ordenación?

Paso 3: Este método hará que Jim atienda primero a las iguanas, pero también dará prioridad a las vacas antes que a los perros. Jim sí debe atender primero a las iguanas; pero al resto de animales según su orden de llegada. Una forma de conseguir esto es mediante la modificación de la propiedad “Ranking Expresión” como se muestra en la Figura 14.8. La expresión lógica hará que las iguanas tengan un valor de 1, y se mantenga su orden de llegada como factor determinante.

Figura 14.8: Modificando la Regla de Ordenación para no Atender a las Vacas antes que a los Perros Paso 4: Guarde el modelo y ejecútelo y vea lo que sucede ahora.

Sección 14.4: Comentario 

Una forma habitual de modelización, es añadir atributos adicionales a las entidades para que incluyan valores o estados. Se podía haber utilizado una variable de estado discreta, Xray. En la rama True del disparador “Processed” (Figura 14.9), se podía haber añadido una etapa Assign para asignar el valor de 1 a Xray si fuera necesario hacer la radiografía.

Figura 14.9: Usando una Variable de Estado para representar la Necesidad de Hacer una Radiográfica 

126

Los pesos se podían especificar entonces como (1-ModelEntity.Xray) y (ModelEntity.Xray) para los caminos hacia la salida y la sala de rayos, respectivamente. Los pesos valdrían 1 ó 0 y nunca serían los mismos. Si el paciente necesita una radiografía, (1ModelEntity.Xray) sería evaluada como 0 y (ModelEntity.Xray) como 1.

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Capítulo 15 Usando un Operario: Clínica Veterinaria Tres 

Creando un direccionamiento más complicado



Usando operarios, Worker

En el capítulo anterior (Capítulo 14) se ilustraba la flexibilidad de los recursos, RESOURCES, y de la lista de recursos, RESOURCE LISTS, para modelizar relaciones complicadas. Sin embargo, estos tipos de recursos están fijos, en el sentido de que no se mueven dinámicamente a lo largo del modelo. Cuando los pacientes necesitan hacerse un radiografía, no se liberaba a los veterinarios mientras los pacientes se dirigían hacia la sala de rayos. La animación sin embargo no mostraba el movimiento de los recursos. SIMIO tiene la posibilidad de disponer de múltiples tipos de objetos (entities, workers, y vehicles) que pueden actuar como recursos (apresados y liberados) y moverse a lo largo del sistema, justo como las entidades.

Sección 15.1: Direccionando Pacientes Volvamos con nuestra clínica veterinaria. Sin embargo, haremos que la situación se asemeje todavía más a una clínica. Los clientes han de llegar, registrarse y esperar en la sala de espera hasta que una esté libre. Los pacientes entrarán entonces a una de las salas. El veterinario saldrá entonces de su despacho y recorrerá el camino dinámicamente hacia las salas y atenderá a los pacientes según sea necesario. El veterinario va a ser modelizado como un recursos móvil, que tiene que ser apresado y liberado. Paso 1: Cree un nuevo modelo que tenga una fuente (Sratients), un sumidero (SnkExit), y cinco operaciones (SrvVetWaiting, SrvRoom1, SrvRoom2, SrvRoom3, y SrvRoom4). Paso 2: Incluya una nueva entidad, de nombre Patient. Los pacientes se moverán con un ritmo constante de 4.5 km por hora o 4500 metros por hora. Paso 3: Incluya las salas con una disposición en planta correspondiente a dos pasillos con una sala de espera común (Figura 15.1).84 

La capacidad de cada sala debe ser 1.



El proceso de registro en SrvVetWaiting lleva entre 1 y 4 minutos (de forma uniforme) antes de que el cliente se sitúe en la sala de espera.



Cada paciente tarda en ser atendido entre 10 y 30 minutos con una moda de 12.



Se ha observado que los pacientes llegan de forma exponencial, con un tiempo medio entre llegadas de 6.5 minutos.

84

Para ser más eficiente, cree una sala con todas las propiedades y entonces cree tres salas nuevas, y llámelas con los nombres propuestos.

Usando un Operario: Clínica Veterinaria Tres

127

Caminos Separados para Dar Salida a los Pacientes

Figura 15.1: Nuevo Modelo de Clínica con Recursos Móviles Paso 4: Incluya una pared con textura entre las habitaciones para dar mayor realismo a la separación (Figura 15.1). Asegúrese de especificar una altura de 4.5 metros85. Paso 5: Conecte la salida de SrvVetWaiting con cada una de las entradas de las cuatro salas utilizando caminos, PATHS , de nombre PathRoom1, PathRoom2, PathRoom3, y PathRoom4 respectivamente. 

La distancia entre la sala de espera y las salas 1 y 3 es de 15 metros y a las otras dos de 30.



Seleccione los cuatro caminos y especifique su capacidad como 1 y la velocidad como 4500 metros por hora.

Paso 6: Incluya caminos con las mismas distancias para posibilitar la salida de los pacientes. Se pueden usar nodos de transferencia, TRANSFERNODES, para ayudar en el direccionamiento hacia la salida (Figura 15.1).86 Paso 7: Conecte la fuente con un conector, CONNECTOR, a SrvVetWaiting y use otro conector desde el TRANSFERNODE hasta la salida SnkExit. Paso 8: Incluya una nueva fila de salida con forma de U para animar SrvVetWaiting (véase Capítulo 11). Paso 9: Como antes, los pacientes deben seleccionar una sala que esté disponible. Cree una lista, de nombre ListRooms, que permita a los pacientes elegir una. En la Figura 15.2 se muestra la lista; fíjese que el orden de preferencia es 1, 3, 2 y 4 (las más cercanas primero).

85

Después de seleccionar una línea o rectángulo, el área de edición de la altura, Object Height, y de la anchura, Line Width, se encuentra en la sección “Object” de la pestaña “Drawing”. 86

Los conectores se usan para conectar las salidas de las salas con los TRANSFERNODES mientras que los caminos se usan para conectar con los nodos. 128

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 15.2: Creando un Lista de Salas Paso 10: En el nodo de salida de la sala de espera (Output@SrvVetWaiting), especifique Entity Destination Type para que seleccione de una lista, “From a list”, de nombre ListRooms. El objetivo es dirigir a los pacientes a una sala disponible. Especifique Selection Goal como “Smallest Value”. En los capítulos anteriores utilizamos una expresión para determinar el número total de entidades como la suma de los que se están dirigiendo hacia los nodos de entrada de las salas, esperando en el nodo de entrada de la sala así como los que están siendo atendidos. Paso 11: Sin embargo, se pueden utilizar funciones InputLocation (Tabla 15.1) para seleccionar de forma dinámica entre los nodos de entrada de otros objetos. Estos nodos están asociados con una operación interna (por ejemplo, Input@SrvRoom1 puede asociarse con una estación de entrada). Tabla 15.1: Explicación de las Funciones InputLocation Función InputLocation.Capacity InputLocation.CapacityRemaining InputLocation.NumberInProcess

InputLocation.NumberWaitingEntry

InputLocation.Load InputLocation.Overload

Descripción Esta función calcula la capacidad actual de una localización dentro de un objeto (por ejemplo, la capacidad de la fila de entrada de una operación). 87 Esta función calcula la capacidad ociosa de una fila de entrada de una operación. Esta función calcula el número de entidades en la localización (por ejemplo, en la fila de entrada, InputBuffer.Contents)88. Esta función calcula el número de entidades que están esperando para entrar en la localización (InputBuffer.EntryQueue). Esta función calcula la carga, “load”, que es la suma de entidades que se dirigen hacia un nodo, las que esperan a entrar en el objeto, y las que están en el objeto. Esta función calcula la sobrecarga, que es igual a la carga “Load” menos la capacidad “Capacity”.

Con la expresión siguiente se calcula el número de entidades que se dirigen hacia una sala, que están esperando para entrar en la sala, que están esperando en la sala y las que están siendo atendidas en la sala:

87

La capacidad de una operación, SERVER, (estación Processing) no se incluye. Una capacidad infinita se representa por el mayor valor entero, 2147483647. 88

InputLocation.NumberInProcess no incluye las entidades que se están procesando ni las que están en la fila de salida.

Usando un Operario: Clínica Veterinaria Tres

129

Candidate.Node.InputLocation.Load+Candidate.Server.Processing.Contents.NumberWaiting

Paso 12:

Guarde el modelo y ejecútelo, observando lo que sucede.

Pregunta 1:

¿Funciona el modelo como se pretendía?

Paso 13: Los pacientes esperarán en las salas de atención después de registrarse, en vez de en la sala de espera, que es lo que se pretendía. Tenemos que forzar a que los pacientes esperen en la sala de espera a que haya salas libres. En cada uno de los cuatro caminos hacia las salas, cree un disparador “Reached End” para que se ejecute cuando las entidades llegan al final del camino. El proceso se utilizará para cerrar el camino (cambiando las velocidades no evita que las entidades entren en él). 

Incluya una etapa Assign para fijar la variable de estado DesiredDirection del camino en Enum.TrafficDirection.None89 (por ejemplo, para el disparador PathRoom1_ReachedEnd la variable de estado es PathRoom1.DesiredDirection). Cuando haya creado una etapa Assign, cópiela y péguela en el resto de objetos, sin olvidarse de cambiar el nombre asociado (Figura 15.3).

Figura 15.3: Cerrando un Camino Paso 14: Una vez que el paciente deja una sala, hay que abrir el camino para que otros clientes puedan acercarse a ser atendidos. Para cada sala, cree un disparador “Exited” asociado a las entidades que acaban y salen de la sala. 

Cambie la dirección deseada, DesiredDirection, a Enum.TrafficDirection.Forward Room1_Exited (Figura 15.4) y repita el proceso para cada una de las salas.90

en

Figura 15.4: Abriendo el Camino Paso 15:

Guarde el modelo y ejecútelo durante un período 40 horas.

Pregunta 2:

Para las 40 horas, ¿cuál es el tiempo medio en el sistema y el tiempo medio de espera en la sala de espera?

Pregunta 3:

¿Qué suposiciones hace el modelo?

89

Las enumeraciones son constantes predefinidas por SIMIO. TrafficDirection es un grupo de constantes de enumeración que especifican en qué dirección pueden moverse en las uniones. Estas constantes pueden ser None (ninguna), Either (bidireccional), Forward (hacia adelante), o Backward (hacia detrás). Cuando se ha acabado de crear los disparadores Exited, copie y pegue las etapas Assign asociadas con las salas, cambiando el valor de Enum.TrafficDirection.None a Enum.TrafficDirection.Forward. 90

130

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Sección 15.2: Usando WORKER como un Recurso Móvil Nos hemos fijado hasta ahora en las salas, pero no en los veterinarios. Se podría utilizar como en los capítulos anteriores un recurso fijo, RESOURCE. Como el veterinario se mueve, un recurso móvil parece más representativo del sistema. Operarios, WORKERS, (y vehículos, VEHICLES) pueden ser asemejados a los recursos (pues pueden ser apresados y soltados como los recursos y tienen capacidad como las estaciones, STATIONS) y además son móviles. Paso 1: De la [Project Library], añada un operario, WORKER, de nombre Vet. Cambie el símbolo a uno apropiado. Paso 2: Cree la red que va a ser utilizada por los veterinarios para moverse. Añada 6 nodos de transferencia, TRANSFERNODES, de nombre TRoom1, TRoom2, TRoom3, TRoom4, TOffice, y TWaitRoom. Los nodos TRoom se deben posicionar cerca de las salas, y el despacho en la parte de atrás (Figura 15.5). 

Conecte los nodos utilizando caminos, PATHS, bidireccionales, dado que los veterinarios se pueden mover en ambas direcciones para ir a atender al siguiente paciente. Utilice distancias de 15 metros para cada unión91. Los veterinarios utilizarán el circuito interior.

Circuito para los Veterinarios

Veterinarios

Figura 15.5: Clínica con el Circuito para los Veterinarios Paso 3: Especifique para los veterinarios, Vet, que su nodo inicial, InitialNode es el despacho, TOffice. Paso 4: Dado que un operario, WORKER, funciona como un vehículo, VEHICLE, tenemos que añadir los lugares de aparcamiento para los operarios cuando llegan a las salas o al despacho. 92 Haga clic en uno de los nodos de transferencia asociados con el circuito de veterinarios (TRooms o TOffice). Seleccione la fila ParkingStation.Contents en la sección “Draw Queue” de la banda “Attached Animation” y dibuje una fila animada muy cerca del nodo seleccionado. Repita el proceso para el resto de nodos del circuito.

91

Seleccione todos los caminos y especifique la dirección y la distancia a la vez. Una nota de atención sobre los caminos bidireccionales: pueden bloquear el sistema y sólo deben utilizarse cuando se utilizan un número pequeño de entidades, operarios o vehículos. En caso contrario, es preferible utilizar dos caminos, uno en cada dirección. 92

Es para la animación, ya que, en caso contrario, los veterinarios desaparecerían una vez que llegaran a su destino.

Usando un Operario: Clínica Veterinaria Tres

131

Paso 5: Guarde el modelo y ejecútelo. Paso 6: El veterinario Vet espera en su despacho y no buscan activamente atender a un paciente. Son los pacientes los que necesitan llamar a un veterinario para que les atienda. Cuando un paciente va a ser atendido, necesita apresar un Vet y luego soltarlo cuando haya acabado de atenderle. 

Cree un nuevo disparador “Processing” (Figura 15.6).



Añada una etapa Seize para apresar un operario. La diferencia en este caso es que no queremos apresar un operario hasta que no estemos en la sala.



Modifique la propiedad de visita requerida Request Visit, para que sea ToNode y especifique el nodo apropiado (TRoom1 para Room1). Esto fuerza a que llegue un operario al nodo de transferencia TRoom1 antes de que el cliente puede empezar a ser atendido. La propiedad Visit Priority se puede utilizar para especificar la prioridad si muchos nodos han requerido la presencia del operario (Figura 15.6).

Figura 15.6: Apresando un Operario y Forzando una Visita 

Cree un nuevo disparador “Processed” e incluya una etapa Release que libere al veterinario y le posibilite atender a un nuevo paciente.

Figura 15.7: Liberando Operarios 

Repita el proceso para las otras tres salas; cree un nuevo disparador “Processing”.93



En el desplegable del disparador “Processed”, seleccione SrvRoom1_Processed para cada uno de las salas restantes, ya que la etapa Release está en ese momento soltando al veterinario Vet (Figura 15.7).

Paso 7: Guarde el modelo y ejecútelo y observe cómo los veterinarios se mueven dinámicamente para llegar a una sala a atender a un paciente. Pregunta 4:

Para las 40 horas, ¿cuál es el tiempo medio en el sistema y el tiempo medio de espera en la sala de espera?

93

La forma más eficiente de conseguir nuestro objetivo es crear un nuevo disparador para cada una de las tres salas y copiar la etapa Seize de la primera sala y después modificar la petición de visita en la propiedad Node Name para que incluya el nodo correcto. 132

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Paso 8: Añada un segundo veterinario, cambiando la propiedad Initial Number in the System a “2”94. Pregunta 5:

Para las 40 horas, ¿cuál es el tiempo medio en el sistema y el tiempo medio de espera en la sala de espera?

Pregunta 6:

¿Se puede justificar el segundo veterinario? ¿Por qué?

Sección 15.3: Volviendo al Despacho entre Pacientes Un problema adicional de modelización es que los veterinarios necesitan volver a su despacho después de cada visita a rellenar los informes del paciente que acaban de atender y leer el informe del siguiente paciente. Las dos tareas han de ser realizadas antes de que vuelven a alguna sala para atender a un paciente. Tenemos entonces que forzar a que vuelvan a su despacho y retenerlos durante un tiempo antes de que están hábiles otra vez. Dado que los operarios atienden a peticiones (dicho de otra forma, son los pacientes los que intentan apresarlos), se puede modelizar esta situación como sigue: una entidad solicita a un veterinario para que vaya a su despacho, de forma que el operario tenga que volver. Paso 1: Guarde el modelo actual y fije el número de operarios otra vez en “1”. Paso 2: Incluya un nuevo servidor, SERVER, de nombre SrvOffice cerca del nodo TOffice y conéctelo con un sumidero, de nombre SnkOfficeWork (Figura 15.8). La realización de informes dura entre 4 y 14 minutos, siguiendo una distribución uniforme.

Figura 15.8: Modelizando la Elaboración de Informes Paso 3: Incluya una nueva entidad, de nombre PaperWork. Será ésta la entidad que procese el operario en su despacho. Dado que queremos que el veterinario acabe con los informes antes de ver a otro paciente, otorguémosle a PaperWork una prioridad, Initial Priority, de 2 (recuerde que el valor por defecto es 1). Cambie a su vez la propiedad Dynamic Selection Rule del operario a “Largest Value First”, e incluya la expresión Value Expresión como Candidate.Entity.Priority.

94

Otra opción es añadir un segundo operario, de nombre VetB. Entonces, una lista de recursos tendría que ser creada para permitir que las entidades eligieran uno de los operarios. Este tipo de modelización puede ser necesaria si los dos veterinarios atienden a distintos tipos de pacientes, tienen diferentes prioridades o patrones de trabajo, etc.

Usando un Operario: Clínica Veterinaria Tres

133

Paso 4: Cuando el operario acabe con un paciente, se necesita crear una entidad PaperWork para que llame al operario y le obligue a ir al despacho. Esta entidad necesita apresar, Seize, al veterinario antes que otra sala lo haga. Como parte de este proceso, primero el paciente de la sala donde está debe liberarlo. Modifiquemos el proceso SvrRoom1_Processed para conseguir todo esto (Figura 15.9). Recuerde que este proceso se usa en todas las salas.

Figura 15.9: Creando y Transfiriendo la Necesidad de Informe 

Use la etapa Create para generar la nueva entidad.

Figura 15.10: Etapa Create para Producir una Entidad 

Use la etapa Transfer para mandar la nueva entidad al despacho.

Figura 15.11: Usando la Etapa Transfer Para Enviar la Entidad al Despacho 

Use la etapa Seize para que el veterinario sea requerido para hacer el informe. Recuerde cambiar el nodo a visitar en la etapa Seize de TOffice.



El veterinario será liberado con la etapa Release.

Paso 5: Finalmente, añada un disparador “Processed” que libere al operario después de que acabe los informes, utilizando una etapa Release. Paso 6: Guarde el modelo y ejecútelo, observando lo que sucede. Pregunta 7:

¿Funciona el modelo como espera o observa algo inesperado?

Pregunta 8: ¿Qué pasa si añadimos un segundo Vet?¿Cómo se asegura de que el informe lo realiza el veterinario correcto?

134

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Sección 15.4: Eventos de Tiempo Cero Una simulación por eventos discretos utiliza un calendario de eventos que se ordena en función de los eventos futuros. Eventos de Tiempo Cero son eventos que ocurren justo en el mismo momento. 95 La etapa Seize de los informes sucede a la vez que la etapa Release de las salas. Si la liberación ocurre antes que la petición, el veterinario puede elegir atender a un paciente que lo haya solicitado en otra sala. La ordenación de los eventos de tiempo cero puede convertirse en crítica durante la ejecución del modelo y usted no sabrá cuál se ha ejecutado antes sin hacer de detective. Una herramienta que ayuda a comprender lo que está sucediendo es el rastreador, “trace”. El “model trace,” que se activa a través de la pestaña “Run”, es la descripción más completa de lo que está sucediendo. Sin embargo, en este caso necesita rastrear y entender el comportamiento de un proceso. Para hacer esto, se ha de seleccionar “Step” en la pestaña “Processes” y hacer clic en el botón de parada, break point , que se encuentra en la banda, lo que hará que se vuelva rojo. En la pestaña “Facility”, seleccione “Model Trace”, lo que hace aparecer el rastreador en su propia ventana en la parte de abajo de la pantalla. Paso 1: Haga clic en la etapa “Create” de SvrRoom1_Processed y seleccione el botón de parada. La etapa “Create” debe aparecer en color rojo. Paso 2: Haga clic en el botón “Model Trace” dentro de “Run”. Ejecute el modelo. Paso 3: Cuando la simulación se para, haga clic una vez en el botón “Step” (puede reconocer por qué se ha parado, puesto que la línea del rastreador correspondiente también se colorea de rojo). Cuando hace clic en el botón “Step”, se muestran una serie de acciones, en Amarillo, que representan una etapa en la simulación. Puede que necesite retroceder en la pantalla para llegar a la parada. Paso 4: La Figura 15.1296 es una impresión de todos los eventos que han ocurrido durante la parada.

Figura 15.12: Impresión del Rastreador en la que se Muestra la Ordenación de Eventos de Tiempo Cero Paso 5: Debe ahora leer el contenido del rastreador: la entidad, el objeto, la etapa y la acción. Vemos que la entidad informe ha sido creada y que se transfiere a “SvrOffice.InputBuffer” antes de realizar la petición de veterinario y esperar a que haya uno libre. Entonces, se ejecuta la etapa en que se libera a un operario. Todo esto ocurre con el reloj de la simulación parado.

95

Existen docenas de eventos que ocurren al mismo tiempo y que pueden acarrear problemas, sobre todo, cuando hablamos de recursos, operarios y vehículos. 96

La información incluida en el rastreador se salva automáticamente en un fichero CSV mientras que se ejecuta el modelo. El fichero puede ser importado desde Excel para un análisis más en detalle.

Usando un Operario: Clínica Veterinaria Tres

135

Pregunta 9:

¿Puede ver ahora cómo la etapa Seize se realiza antes de la etapa Release?

Paso 6: Supongamos que por el placer de discutir, queremos que los pasos se realizaran en orden inverso. Los eventos concurrentes han de ser ordenados. Para conseguirlo, ha de insertar una etapa Delay antes de la etapa Seize (Figura 15.13), para representar la realización del informe. La duración ha de ser muy pequeña, Math.Epsilon.97

Figura 15.13: Reordenando Eventos de Tiempo Cero Mediante el Tiempo Epsilon Paso 7: El rastreador, después de ejecutar el modelo de nuevo, así como unos pocos “Steps”, tiene el aspecto que se muestra en la Figura 15.14.

Figura 15.14: Reordenando los Eventos de Tiempo Cero Paso 8: Por supuesto, esto NO es lo que queremos, luego quite el retraso introducido. Sí utilizaremos esta táctica en cambio en capítulos venideros.

Sección 15.5: Comentario 

Los objetos inteligentes ofrecen un número elevado de opciones de modelización, especialmente cuando se trabaja como recursos, operarios y transportadores. Ya que hay tanta flexibilidad, se pueden confundir las alternativas. Sin embargo, si utiliza estos objetos, empezará a desarrollar patrones de modelización que parecen mejores que otros.



Aunque es nuestra intención utilizar tantos enfoques de modelización como sea posible, es necesario que nos ayude. Herramientas como el rastreador son muy útiles a la hora de entender el funcionamiento de SIMIO. Es difícil modificar un comportamiento mientras que no se comprenda del todo.



Desafortunadamente, el comportamiento de los transportadores y de los operarios es complejo. Tanto, que estos objetos pueden denominarse como los pesos pesados de la modelización. En algunos diseños basados en objetos, estos pesos pesados se componen de pesos pluma que son más sencillos. Pero este no es el caso de SIMIO, por lo que seguiremos investigando y empleando la complejidad de estos objetos.

97

Math.Epsilon representa el menor valor real mayor que 0. Las etapas Delay interpretarán de hecho el número como 0, pero fuerza a que el evneto se ponga al final del calendario de eventos. Si el tiempo se especificara como 0, SIMIO no cambiaría el orden. 136

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Capítulo 16 Usando un Operario como un Recurso de Transporte: Un Banco 

Usando un vehículo cono un recurso móvil



Usando un vehículo para transportar entidades, que lo apresan.

En el Capítulo 15 utilizamos un operario como si fuera un recurso móvil. Los pacientes hacían que el recurso visitara un nodo específico mediante la utilización de una etapa Seize, que obligaba al operario a situarse en el nodo antes de que se iniciara la operación. Los vehículos, VEHICLES, también se pueden apresar y usar como recursos de la misma manera. El objeto VEHICLE es un WORKER que puede transportar entidades. Los conceptos que se utilizan en este capítulo son válidos tanto para vehículos como para operarios.

Sección 16.1: Un Pequeño Banco Una pequeña sucursal de un banco emplea a varios especialistas en créditos que ayudan a los clientes. Los clientes llegan al banco y esperan a un especialista en la sala de espera. El banquero recoge al cliente y le acompaña a su oficina. Cuando se acaba la consulta, algunos clientes quieren también utilizar su caja de seguridad, lo que implica que el banquero también le acompañe hasta las cajas. El banquero va a ser modelizado utilizando o bien un operario o bien un vehículo.

Sección 16.2: Usando un Operario como un Recurso y un Transportador Una ventaja cuando se utiliza un operario como un recurso móvil es que también puede ser utilizado como transportador. Por ejemplo, el veterinario o el banquero pueden ir a la sala de espera y acompañar al paciente a la sala (el recurso ha de ser apresado por el paciente). En el banco se acompaña al cliente al despacho. Paso 1: Cree un nuevo proyecto. Paso 2: Incluya una fuente, de nombre SrcWaitingRoom, una operación, de nombre SrvRoom, y un sumidero, de nombre SnkExit. 

Conecte la entrada de SrcWaitingRoom a la entrada de SrvRoom con un camino de 15 metros y la salida a SnkExit con otro camino de 15 metros.98



Los clientes llegan según una distribución exponencial con un tiempo entre llegadas de 6.5 minutos.



La capacidad de la operación es 1.



Cada cliente suele estar en la oficina con el banquero entre 10 y 20 minutos, con una moda de 18 minutos.

98

Seleccione los dos caminos y cambie la propiedad Drawn To Scale a False y la propiedad Logical Length a 15 metros simultáneamente.

Usando un Operario como un Recurso de Transporte: Un Banco

137

Paso 3: Incluya una entidad, MODELENTITY, de nombre Customer, y un operario, WORKER99, de nombre Banker. El cliente y el banquero andan con una velocidad constante de 4.5 km por hora o 4500 metros por hora. 

Cambie el símbolo del Banker a uno que sea más representativo (por ejemplo, una persona con traje).



Para Customer, añada 4 símbolos adicionales y elija cada uno de los cinco símbolos de la Library, en particular de People. Fije Animation→Random Symbol a “True”, de forma que elija cualquiera de los 5 de forma aleatoria.



En el operario, mueva la fila de animación de forma que se sitúe al lado de Banker en lugar de encima (Figura 16.1) y fije el nodo inicial, Initial Node (Home), como Output@SrcWaitingRoom.



Asegúrese de que la fuente genera clientes.

Figura 16.1: Versiones en 2 y 3 Dimensiones Tanto para el Banquero como para el Cliente Paso 4: Guarde el modelo y ejecútelo, asegurándose que la entidades se mueven correctamente. Pregunta 1:

¿Genera símbolos de forma aleatoria para los clientes?

Paso 5: El banquero debe recoger a los clientes de la sala de espera y acompañarlos a su oficina. Cambie el nodo de salida de SrcWaitingRoom (Output@SrcWaitingRoom) a un transportador, como se indica en la Figura 16.2. Cambie la propiedad Ride On Transporter a “True” para permitir que pueda transportar entidades y elija un tipo específico como tipo de transportador, Transporter Type, y especifique Banker como el vehículo requerido.

Figura 16.2: Cambiando la Lógica del Nodo para Usar un Transportador Paso 6: Indique que el camino entre SrcWaitingRoom y SrvRoom es bidireccional, ya que el banquero se puede mover en las dos direcciones entre los dos lugares. Paso 7: Guarde el modelo y ejecútelo, asegurándose que el banquero acompaña a las entidades hacia el despacho.

99

Se puede utilizar también un VEHICLE.

138

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Pregunta 2:

¿Qué observa? ¿Aguanta el banquero con el cliente mientras está siendo atendido?

El banquero es ahora mismo sólo un transportador que lleva clientes desde la sala de espera hasta la oficina, pero no se queda con el cliente sino que vuelve a la sala de espera a por otro cliente. Paso 8: Incluya un nuevo nodo TRANSFERNODE, de nombre TRoom100, encima de SrvRoom y conéctelo con un camino bidireccional a la entrada de SrvRoom (Figura 16.3)101.

Figura 16.3: Modelo que Usa Vehículos como Recursos o como Transportadores Paso 9: En SrvRoom, incluya disparadores en “Processing” y “Processed”. En “Processing”, incluya una etapa Seize que aprese al banquero y le solicite una visita al nodo TRoom (Figura 16.4). En “Processed”, use una etapa Release que libere al banquero cuando haya terminado con un cliente102.

Figura 16.4: Solicitando un Banquero para Verlo en el Nodo TRoom. Paso 10:

Guarde el modelo y ejecútelo, observando lo que sucede.

Pregunta 3: ¿Ha transportado el banquero al cliente hasta la oficina y después se ha colocado en posición para atenderlo, antes de volver a por otro cliente?

100

Este nodo se utilizará como el nodo que necesita visitar en la etapa Seize. Por tanto, el nodo en el que el operario o el vehículo dejan a los clientes no puede ser el mismo que deben visitar. Si se utiliza el mismo nodo, el modelo se bloqueará, pues el operario se atasca en el modelo y la entidad en Inputbuffer, sin poder ser atendida. 101

Este camino bidireccional no consumirá tiempo porque su velocidad permitida es infinita.

102

La asignación como recurso es prioritaria sobre las solicitudes de movimiento. Si existe una entidad que solicita un transporte y otra que solicita su servicio como recurso, el vehículo atenderá esta última primero.

Usando un Operario como un Recurso de Transporte: Un Banco

139

Sección 16.3: Acompañando a los Clientes a la Caja de Seguridad En esta sucursal, el 45 por ciento de clientes quiere abrir su caja fuerte después haber hablado con el banquero.103 Se usará un método similar al usado en el Capítulo 14 para dirigir los pacientes hacia la máquina de rayos-X. El recurso Banker no será liberado si el cliente necesita visitar la caja de seguridad. Paso 1: Incluya una operación adicional, de nombre SrvSafetyDeposit. 

Fije la capacidad de la caja en 1, pues sólo hay una zona de seguridad.



El tiempo que emplea un cliente en la zona de seguridad es una distribución Pert con un mínimo, una moda y un máximo de 10, 15, y 25 minutos respectivamente.



Conecte la salida de SrvRoom a la entrada de SrvSafetyDeposit con un camino de 5 metros.



Conecte la salida de SrvSafetyDeposit a SnkExit con un camino de 15 metros.

Paso 2: Modifique el disparador SvrRoom_Processed para modelizar el comportamiento del banquero cuando el cliente necesita que le acompañen a la caja de seguridad. Incluya una etapa Decide (Figura 16.5) que utilice una condición basada en probabilidad, y cuyo valor sea 0.45. Paso 3: Si hay que realizar una visita a la caja de seguridad (rama “true”), incluya una etapa Set Node que fijará el nodo de destino de la entidad como el nodo de entrada a SrvSafetyDeposit.104 Si no tienen que ir a la caja de seguridad (rama “False”), se libera el banquero y se fija el nodo de destino en la entrada de SnkExit105 (véase la Figura 16.6 para los detalles de las dos etapas Set Node). Cuando la entidad entra en el nodo de transferencia de SrvRoom, en el que el tipo, Destination Type, ha sido establecido como “continue”, el nodo de destino será el utilizado para enviar a las unidades.

Figura 16.5: Usando Set Node para Mandar Clientes a la Salida o la Caja de Seguridad

Figura 16.6: Valores de las Propiedades para Enviar una Entidad a la Caja o a la Salida Paso 4: Incluya un disparador en “Processing” de SrvSafetyDeposit para apresar un banquero cuando la operación se ha acabado (Figura 16.7).

103

El porcentaje es deliberadamente alto para determinar si el modelo se comporta como debe.

104

La etapa Set Node hace lo mismo que fijar la propiedad Entity Destination en un nodo TRANSFERNODE (ya sea con la opción “Continue”, “Specific”, “By Sequence”, o “Select from List”). 105

En un capítulo previo, las funciones SeizedObject han sido ya usadas en los pesos de las uniones para enviar entidades o bien a la salida o a la sala de rayos. 140

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 16.7: Apresando el Banquero en la Zona de Cajas de Seguridad Paso 5: Incluya un disparador en “Processed” de SrvSafetyDeposit para liberar un banquero cuando la operación sea ha acabado.106 Paso 6: Guarde el modelo y ejecútelo. Pregunta 4:

¿Hay clientes que van a las cajas de seguridad?

Pregunta 5:

¿Espera el banquero a que el cliente acabe su operación en la caja fuerte antes de ir a recoger a otro cliente?

Pregunta 6:

Si la pregunta anterior es cierta, ¿dónde espera el banquero mientras el cliente realiza su operación en la caja?

Paso 7: El banquero no se mueve con el cliente desde la oficina hasta la caja de seguridad. Para facilitar este movimiento del Banker hacia SrvSafetyDeposit, hay que incluir caminos que permitan al banquero moverse (Figura 16.8).

Figura 16.8: Modelo para el Movimiento de Clientes y de Banqueros

106



Incluya un nuevo nodo, TRANSFERNODE, de nombre TSafetyBox, y sitúelo cerca de SrvSafetyDeposit. Será el nodo en el que el banquero se ocupe también del cliente mientras está en la caja de seguridad.



Incluya un conector que una el nodo TRoom con la salida de SrvRoom, de forma que el banquero pueda usar el mismo camino para acompañar al cliente a la caja de seguridad.

Basta con que copie la etapa Release de SrvRoom_Processing en SrvSafetyDeposit_Processed.

Usando un Operario como un Recurso de Transporte: Un Banco

141



Conecte la salida de SrvSafetyDeposit a TSafetyBox con un camino y luego conecte TSafetyBox con SrcWaitingRoom con un camino de 15 metros, lo que permite al banquero volver a la sala de espera para atender al siguiente cliente.

Si el cliente necesita ir a su caja de seguridad, el banquero tiene que moverse con él. El proceso lógico se incluye en el disparador “Processed” (Figura 16.5) y permite moverse a las entidades o bien hacia las cajas de seguridad o bien hacia la salida según una etapa Decide basada en probabilidades, y una etapa Set Node en la rama conveniente. Cuando se ejecuta el disparador, la ficha, TOKEN, está asociada a la entidad. Así, cualquier etapa del proceso se aplica sólo sobre la entidad107 asociada con la ficha. Para maniobrar con el banquero, será necesario identificarlo, con lo que emplearemos una etapa Search. La etapa Search permite buscar algo en una colección y devolver fichas asociadas a lo encontrado. Tabla 16.1: Las Propiedades de una Etapa Search Propiedad Collection Type Search Type

Match Condition

Return Value

Starting Index Limit Save Index Found Save Number Found

Descripción Tipo de colección en la que buscar (véase Tabla 16.2 para más información). Tipo de búsqueda a realizar (Forward, Hacia adelante, Backward, Hacia Atrás, Mínimo Valor - MinimizeReturnValue, y Máximo Valor MaximizeReturnValue)108 Condición adicional que se puede utilizar para filtrar los valores de la colección antes de empezar la búsqueda. No se olvide de utilizar la clave CANDIDATE en la condición. Una expresión que se evalúa para cada unidad que cumple con la condición. La suma total de esta expresión es el ReturnValue del TOKEN. Uno podría guardar la información de un recurso e intentar apresar el mismo más tarde. Es un índice para empezar la búsqueda. Por defecto es 1 para búsquedas hacia delante, y el número de elementos en la colección para búsquedas hacia atrás. Una expresión que especifica el máximo número de unidades que pueden ser encontradas y especificadas. Especifica una variable de estado discreta para guardar la último unidad encontrada. Especifica una variable de estado discreta para guardar el número de unidades encontradas. Tabla 16.2: Distintos Tipos de Colecciones

Tipo de Colección ObjectInstance ObjectList ObjectsSeizedByParentObjeto ObjectsSeizedByAssociatedObjeto QueueState TableRows

107

Descripción Búsqueda entre los objetos de una clase en particular (las que han sido creadas...) Búsqueda entre los objetos en una lista (NodeList, ResourceList, etc.) Búsqueda entre los objetos que están apresados por un Parent Object Búsqueda entre los objetos que están apresados por un Associated Object Búsqueda entre los objetos que están en una fila de espera Búsqueda entre las filas de una Data table

En algunas etapas, la acción se puede aplicar al objeto padre del objeto asociado que tiene la ficha.

108

MinimizeReturnValue y MaximizeReturnValue buscarán en la colección y devolverán el límite de unidades que minimiza o maximiza la expresión Return Value. 142

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Paso 8: Si el cliente necesita ser acompañado a la caja de seguridad, incluya una etapa Search después de la etapa Set Node (Figura 16.9). La rama “Original” se asocia con la ficha, TOKEN, original (el cliente) mientras que la rama “Found” será invocada por la ficha asociada con cada unidad encontrada.

Figura 16.9: Buscando y Moviendo a un Banquero 

Fije la propiedad Collection Type en ObjectsSeizedByAssociatedObject, para que busque entre todos los objetos que han sido apresados por los clientes.



Fije Match Condition en Candidate.Is.Banker para que sólo se busque entre los banqueros que han sido apresados.109 Esta condición asegura que sólo se identifica al banquero que está asignado y no a otro objeto que está asignado a una entidad.



Fije la propiedad Return Value para que calcule el identificador “ID” del operario que está asignado.

Figura 16.10: Propiedades de la Etapa Search Paso 9: Cuando el banquero ha sido encontrado, muévalo hacia TSafetyBox usando una etapa Transfer110 (Figura 16.9) con las propiedades que se incluyen en la Figura 16.11.

Figura 16.11: Propiedades de Transfer para Dirigir al Banquero Hacia las Cajas Paso 10:

Guarde el modelo y ejecútelo.

109

La entidad también ha apresado una unidad de capacidad de la operación SERVER, y no queremos que nos devuelva un objeto SERVER. 110

La etapa Transfer se puede usar para mover objetos dinámicos (AGENTS, ENTITIES, VEHICLES, etc.) desde un Current Node, Current Station, Free Space, o Link hacia otro nodo, Station, Parents External Node, o link.

Usando un Operario como un Recurso de Transporte: Un Banco

143

Pregunta 7:

¿Se mueve ahora el banquero cuando el cliente necesita pasar por las cajas de seguridad?

Pregunta 8:

¿Funciona el modelo correctamente?

Sección 16.4: Usando la Función Transporte de un Operario La dificultad del modelo anterior era que los clientes y el banquero se movían de forma independiente. Sería mejor si el banquero pudiera recoger al cliente (funcionando como un vehículo) y transportarlo hasta las cajas de seguridad, donde el cliente lo apresaría entonces otra vez de una forma similar a como se mueven hacia la oficina del banquero. Paso 1: Guarde el proyecto actual. Paso 2: En este problema, sólo ciertas entidades necesitan ser transportadas por un operario/vehículo (las que se dirigen a las cajas), mientras que los otros se dirigen hacia la salida. Entonces, el nodo de salida de SrvRoom no puede ser el que se especifique para “Ride on Transporter” porque se transportarían a todos los clientes. Una etapa Ride puede ser usada para forzar a que una entidad viaje en un vehículo. Sin embargo, la etapa Ride sólo se puede utilizar en un disparador que se encuentre en un nodo, TransferNode (por ejemplo, Output@SrvRoom). Así, toda la lógica utilizada para determinar dónde irá la entidad después de ser atendidas en la oficina tiene que ser eliminada. 

Elimine el disparador “Processed” de SrvRoom al elegir “null” del desplegable111 (Figura 16.12) dado que la lógica puede ser necesitada en otro disparador.

Figura 16.12: Eliminando un Disparador de un Objeto 

Seleccione la salida del nodo SrvRoom e incluya el proceso SrvRoom_Processed112 en el disparador “Entered” (Figura 16.13). El proceso “Entered” se disparará cuando una entidad o vehículo entre en el nodo.

111

También puede eliminar el disparador si lo selecciona y utiliza la tecla “backspace”. “Null” sólo inutiliza el disparador y n o el proceso. 112

SrvRoom_Processed es justo el nombre del proceso y puede ser cambiado. Se podría haber creado un nuevo disparador y entonces haber copiado toda la lógica. 144

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 16.13: Especificando el Disparador Entered Paso 3: Si el cliente necesita ir a las cajas, el cliente debe solicitar un viaje en el vehículo y entonces liberar al banquero de forma que pueda atender a otras solicitudes. 

En el proceso SrvRoom_Processed, borre la etapa Search dado que no se volverá a utilizar.



Incluya una etapa Ride en la que el tipo Transporter Type ha de fijarse en “Specific” y el nombre Transporter Name en Banker.



Si la entidad necesita ir a la caja de seguridad y el cliente solicita un viaje, el banquero necesita ser liberado de forma que pueda transportar al cliente hasta la caja de seguridad. Para volver a usar la misma etapa Release en la rama “False”, alargue el final de la rama ( ) asociada con la etapa Ride y déjela sobre la etapa Release (Figura 16.14).113

Figura 16.14: Añadiendo una Etapa Ride y Liberando al Banquero Paso 4: Guarde el modelo y ejecútelo. Pregunta 9:

¿Qué observa cuando el cliente necesita ir a la caja de seguridad y el banquero va hacia el nodo de salida de SrvRoom?

Pregunta 10: ¿Funciona el modelo correctamente? Paso 5: Cuando el banquero, que es el vehículo, llega al nodo de salida de SrvRoom a recoger a un cliente, de hecho entra en el nodo con lo que se ejecuta la lógica incluida en la Figura 16.14: o bien sale del modelo o es recogido por otro banquero. Se crea un bloqueo en el sistema. Sólo los clientes deben ejecutar la lógica.

113

Podría también haber copiado y pegado otra etapa Release después de la etapa Ride

Usando un Operario como un Recurso de Transporte: Un Banco

145

Paso 6: Incluya una nueva etapa Decide (Figura 16.15) antes de la etapa Decide incluida con anterioridad, para comprobar si el objeto asociado con la ficha es una entidad. El operador Is comprobará si el objeto es un objeto en particular, en este caso una entidad, Is.ModelEntity, y devolverá un valor de “True” si es un cliente y “False” si es un banquero (WORKER/VEHICLE) como se muestra en la Figura 16.15.

Figura 16.15: Usando el Operador Is Para Determinar si el Objeto es una Entidad Paso 7: Guarde el modelo y ejecútelo. Pregunta 11:

¿Qué observa ahora cuando el cliente necesita ir a la caja de seguridad?

Pregunta 12:

¿Funciona el modelo correctamente?

Paso 8: El problema es que el banquero responde a las peticiones según el orden de llegada. El cliente que va a las cajas debería tener prioridad. 

Añada una etapa Assign que cambia las prioridades de los clientes (ModelEntity.Priority) y las fija en 2 (Figura 16.16).



Cambie la propiedad Task Selection Strategy de Banker a “Largest Priority” como se ve en la Figura 16.17.114

Figura 16.16: Usando el Disparador Entered para Especificar un Viaje del Vehículo

Figura 16.17: Cambiando la Estrategia de Selección de un Vehículo Paso 9: Guarde el modelo y ejecútelo.

114

Al cambiar la estrategia de selección, Task Selection Strategy, se reordena la fila de recogida del vehículo.

146

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Pregunta 13: ¿Funciona el modelo correctamente ahora?

Sección 16.5: Comentario 

Usando el vehículo o el operario tanto para los transportes como las operaciones obliga a prestar mucha atención a los detalles. Sin embargo, una vez entendidos, el modelo se comporta de manera muy semejante al comportamiento real.

Usando un Operario como un Recurso de Transporte: Un Banco

147

Capítulo 17 Creando Objetos: Actividades en un Almacén 

Conociendo cómo son los objetos SIMIO



Haciendo subclases de los objetos SIMIO para crear versiones especiales



Comprendiendo cómo los objetos SIMIO operar con subclases

Muchos lenguajes de simulación no tienen la habilidad de modificar el comportamiento de los objetos, y se necesita que otro objeto actúe de forma complementaria. Si, por ejemplo, no le gusta cómo los creadores de SIMIO han implantado el servidor, SERVER, puede modificarlo o crear su propio objeto.

Sección 17.1: Creando un Modelo Simple con Recursos: un Almacén Un almacén tiene un zona de recogida a la que los clientes han de ir a por aquello que no esté en las estanterías. La zona de recogida está atendida por un operario asociado que espera a que lleguen clientes. Dado que no está ocupado todo el tiempo, el asociado también realiza tareas de apoyo en la colocación de unidades en las estanterías. Obviamente, la dirección del almacén desea que dé prioridad a los clientes sobre cualquier tarea de apoyo. Paso 1: Cree un nuevo modelo. Paso 2: Incluya dos SOURCES, de nombre SrcCustomers y SrcItems y dos MODELENTITIES, de nombre Customers y Items.  

SrcCustomers debe crear Customers mientras que SrcItems debe crear Items. Los clientes llegan cada 2 minutos y las unidades cada 4 minutos (ambas según un modelo exponencial).  Coloree los Customers con color rojo.  Fije la prioridad inicial, Initial Priority, de los Items en “0”. Por defecto, todas las entidades tiene una prioridad de 1. Paso 3: Incluya 2 SERVERS, de nombre SrvCustomer y SrvStorage, y un SINK, de nombre SnkExit.   

148

Cada uno de los servidores tiene que tener una capacidad de 1. La propiedad Processing Time de SvrCustomer es Exponencial (1.5) minutos y Exponencial (2.5) para SvrStorage. Conecte las dos fuentes con los servidores apropiados con unos caminos que cubran una distancia lógica de 10 metros y las operaciones con el sumidero con otro camino de las mismas características (Figura 17.1).

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 17.1: Modelo de la Zona de Recogida de un Almacén Paso 4: Incluya un RESOURCE, de nombre Associate, o mozo, y sitúelo entre las dos operaciones para restringir el procesamiento de entidades (Figura 17.1). 



Cambie la propiedad Dynamic Selection Rule del mozo para que sea “Largest Value First”, mientras que deje la propiedad Value Expression según su valor por defecto (Candidate.Entity.Priority). Esto fuerza a que el asociado atienda primero a los clientes si tiene que elegir. Añada un símbolo adicional, coloreando el círculo del símbolo 0 de color verde y el símbolo 1 de color rojo (Figura 17.2) para indicar a qué tipo de pieza está atendiendo.

Figura 17.2: Añadiendo un Segundo Símbolo para el Mozo Paso 5: Añada una nueva variable de estado discreta, DISCRETE STATE, de nombre AssociatePicture, para que sirva para especificar el símbolo a mostrar durante la animación, ya que la imagen de un recursos no se puede asociar de forma directa. Paso 6: Cambie la propiedad Current Symbol Index de Associate para que refleje la nueva variable (Figura 17.3).

Figura 17.3: Símbolo para la Animación Paso 7: En la pestaña “Processes”, cree dos nuevos procesos, de nombre SeizeAssociate y ReleaseAssociate. El proceso ReleaseAssociate debe liberar al asociado mientras que el proceso SeizeAssociate debe apresarlo así como asignar el valor de la prioridad de ModelEntity.Priority al dibujo del recurso, AssociatePicture (Figura 17.4).

Creando Objetos: Actividades en un Almacén

149

Figura 17.4: Procesos para Apresar y Liberar al Asociado Paso 8: En ambas operaciones, SrvCustomer y SrvStorage, especifique que el disparador de SeizeAssociate es “Processing” y el de ReleaseAssociate es “Processed”. Paso 9: Guarde el modelo y ejecútelo. Pregunta 1: Cuando el asociado acaba con un cliente, ¿atiende a un nuevo cliente si hay alguno esperando? Pregunta 2: ¿Por qué ocurre esto, si el criterio de selección, Dynamic Selection, del asociado se especificó correctamente?

Sección 17.2: Apartando un Objeto para Averiguar Por Qué Por alguna razón, el cliente que está esperando en la fuente SrvCustomer no registra una petición de servicio. En este momento, el problema puede que no sea del todo evidente. En contra de lo que sucede en otros lenguajes de simulación, los objetos en SIMIO pueden ser examinados, apartándolos y posiblemente modificando su comportamiento. Se examinan y modifican los objetos según un procedimiento para hacer “subclases”. Para entender por qué la fila no ha conseguido registrar las peticiones de servicio, se hará una subclase con el servidor, SERVER, para entender su comportamiento interno. Hacer subclases, subclassing, posibilita ampliar y modificar un objeto existente o un objeto padre. Paso 1: Para hacer una subclase de cualquiera de los objetos estándar, haga clic con el botón derecho en el objeto de la librería y elija la opción “subclass” en el menú (Figura 17.5).

Figura 17.5: Haciendo una Subclase de una Operación Paso 2: Seleccione el objeto MYSERVER en el de navegación. Ahora, se pueden ver todas las características del SERVER, en la sección Definitions→Element. El objeto tiene definidos 7 elementos diferentes: 3 STATIONS, 1 FAILURE, y 3 TIMER.

150



El elemento STATION se usa para definir una localización con capacidad restringida en la que pueden habitar 1 o más entidades. Cada STATION define una fila de entrada para las entidades en espera para conseguir capacidad, EntryQueue, y otra fila para las entidades en proceso, InProcess.



El elemento FAILURE se usa para definir un tipo de fallo. Los fallos empiezan y acaban según las etapas Fail y Repair. Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO



El elemento TIMER dispara una cadena de eventos en función de un intervalo, IntervalType (calendario, número de eventos o número de entidades procesadas). Estos temporizadores indican cuándo ocurren los fallos que se hayan definido. Cuando las entidades llegan al nodo de entrada, se transfieren directamente a la fila de entrada, “InputBuffer” si hay capacidad libre. Del “InputBuffer”, las entidades se transfieren a la estación de procesamiento, “Processing”, y cuando están acabadas, se mandan a la estación correspondiente a la fila de salida, “OutputBuffer”.

Paso 3: Seleccione la pestaña “Processes” para estudiar cómo se comporta el objeto. El objeto servidor está definido por 11 procesos que dirigen cómo el objeto reacciona ante fallos, cambios en la capacidad, llegada y salida de entidades, etc. Algunos de los procesos responden directamente a eventos (entidades entrando en la estación de procesamiento, entrando en la fila de entrada, etc.). Los dos procesos que nos interesan (Figura 17.6) son: OnEnteredInputBuffer, que se ejecuta cuando las unidades entran en la fila de entrada, InputBuffer, desde el nodo de entrada si la fila tiene suficiente capacidad, y OnEnteredProcessing, que se ejecuta cuando las unidades entran en la estación de procesamiento, ya sea desde el nodo de entrada o desde la fila de entrada.

Figura 17.6: Procesos OnEntered de las Filas de Entrada y de Procesamiento Cuando llegan las entidades a la operación, son transferidas a la fila de entrada, y automáticamente se ejecuta el proceso OnEnteredInputBuffer, que tiene una serie de etapas predefinidas. Un examen en detalle de estas etapas permitirá identificar ciertos problemas de ejecución.       

Realización de las asignaciones de estados Ejecución del disparador “Entered”. El proceso Execute ejecutará el proceso determinado antes de seguir. Demora si hay tiempo especificado. Finalización de la transferencia de la entidad hacia InputBuffer. Obtención de una unidad de capacidad. Ejecución del disparador “Processing”, que en este caso permitirá conseguir al mozo de almacén. Transferencia a la estación de procesamiento Processing, en donde empiezan a dirigir otros procesos. Creando Objetos: Actividades en un Almacén

151

Cuando se transfieren las entidades a la estación de procesamiento, se ejecuta el proceso OnEnteredProcessing para que se realice el procesamiento.    

Si la fila de entrada tiene una capacidad de 0, el proceso es el mismo que “OnEnteredInputBuffer”. Finalización de la transferencia de la entidad hasta la estación Processing. Demora de la entidad en función del tiempo de proceso especificado por el . Ejecución de disparador “Processed”, que en la zona de recogida corresponde con la liberación del mozo.  La entidad o bien abandonará la operación o bien será transferida a la estación de salida, OutputBuffer, si su capacidad es mayor que 1. Paso 4: La primera clave para entender nuestro problema es que el disparador “Processing” no se ejecuta hasta que la entidad es capaz de conseguir capacidad en SERVER. Examine ahora los procesos Entered y Exited de la fila de salida, OutputBuffer (Figura 17.8).

Figura 17.7: Procesos OnEntered y OnExited de la Fila de Salida. Se ejecutará el proceso OnEnteredOutput cuando la entidad haya sido transferida a la estación de salida, OutputBuffer, y sigue los siguientes pasos.  Acaba el movimiento hacia la estación.  La entidad libera capacidad del objeto SERVER.  Se ejecuta la asignación correspondiente.  Se transfieren las entidades hacia el nodo de salida, con lo que se invoca el proceso OnExitedOutputBuffer, que es el que ejecuta el disparador “Exited”. Paso 5: Se puede observar que el disparador “Processed” con el que se libera al mozo se ejecuta antes de que se libere capacidad en el servidor, SERVER. Por eso, el cliente que está esperando en la fila de entrada no puede realizar una solicitud de mozo antes de que el recién liberado mozo evalúe las peticiones ya realizadas. Para solventar el problema, fije la capacidad de las dos operaciones en “Infinity”, con lo que se eliminan las restricciones. Así, cada entidad que acceda a una de las dos operaciones ejecutará inmediatamente el disparador “Processing” y realizará la petición. Paso 6: Guarde y ejecute el nuevo modelo. Pregunta 3: Después de observar lo que sucede durante un rato, ¿da servicio el mozo primero a los clientes en todos los casos? Paso 7: Haciendo infinita la capacidad resuelve el problema. Sin embargo, hay situaciones en las que la capacidad no debería ser infinita puesto que el espacio real puede limitar el número de entidades que se atienden. Por ejemplo, puede que haya más de 1 operario, pero no haya más espacio para atender a clientes. En la Figura 17.7, el disparador “Exited” se ejecuta después de la etapa Release y puede ser utilizado para liberar al operario.    152

Cambie la capacidad de las operaciones de vuelta a “1”. Desactive el disparador “Processed” de cada operación haciendo que su valor sea nulo, o simplemente elimínelo. Elija ReleaseAssociate como el disparador “Exited” para cada una de las operaciones. Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Paso 8: Guarde y ejecute el nuevo modelo. Pregunta 4: Después de observar el modelo durante un rato, ¿atiende primero a los clientes en todos los casos? Paso 9: El problema vuelve a aparecer, pero en este caso se libera al mozo después de liberar capacidad en la operación. Los dos eventos suceden a la vez, pero la ordenación hace que se libere capacidad de la operación antes que al operario. Compruébelo utilizando el rastreador, “Model Trace.” Paso 10: Para ordenar correctamente los eventos simultáneos, coloque una etapa Delay justo antes de la etapa Release, con un tiempo infinitesimal, Math.Epsilon (Figura 17.8). Cuando SIMIO se encuentra con un retardo de este tipo, coloca las etapas al final de la lista de eventos a ejecutar en el mismo momento de tiempo.

Figura 17.8: Añadiendo un Retardo Infinitesimal Paso 11:

Guarde y ejecute el nuevo modelo.

Pregunta 5: Después de observar el modelo durante un rato, ¿atiende el operario a clientes antes en cualquier situación?

Sección 17.3: Comentario La posibilidad de ampliar o modificar los objetos de SIMIO aparece debido a la naturaleza de los lenguajes orientados a objetos, y de la especialización o “subclassing.” En la Figura 17.9 se muestra una parte de la jerarquía de SIMIO en la que los objetos de los niveles inferiores se derivan de los objetos padre. Cuando una clase se deriva de otra clase, hereda todas sus características (propiedades y variables de estado) así como sus comportamientos (métodos, procesos y funciones), pero tiene la posibilidad de modificar todas sus características heredadas así como de añadir alguna nueva. Objeto Inteligente

Agente

Fijo

Entidad

Transportador

Operario

Unión

Nodo

Operación

Conector

Nodo Básico

Máquina de Coser

Figura 17.9: Jerarquía de Objetos en SIMIO Creando Objetos: Actividades en un Almacén

153

La estructura empieza con la clase de objeto inteligente, INTELLIGENT OBJECT (IO), que proporciona a los objetos la posibilidad de apresar y liberar así como de seguir unos turnos. La clase agente, AGENT, hereda las propiedades de la clase IO pero añade características y comportamientos adicionales (objetos que pueden crear y destruir dinámicamente, así como moverse por un espacio continuo o discreto). La entidades ENTITIES son agentes especiales que tienen la posibilidad de moverse por las uniones (caminos, cintas transportadoras y conectores) así como moverse dentro y fuera de los objetos fijos. El transportador, TRANSPORTER, es una entidad más especializada que tiene la capacidad para recoger y depositar entidades. Pueden hacerlo moviéndose tanto en el espacio libre como por uniones. Se puede crear un nuevo objeto operario, OPERATOR, que es una especialización de una entidad para que actúe como recurso. Se pueden modificar y añadir algunas propiedades (Initial Node, IdleCondition, etc.) o ciertos procesos de forma que la lógica de una entidad se asemeje a la de los recursos y vehículos. Los objetos fijos, FIXED, representan un sistema entero o pueden representar objetos inteligentes que son fijos y no se mueven en el espacio. Los objetos LINK, NODE y SERVER tienen las mismas propiedades de la clase Fixed, pero con más funcionalidad. LINK permite (propiedades y comportamientos) a las entidades para que entren, salgan o se muevan. De la misma forma, los objetos PATH, CONNECTOR y CONVEYOR son versiones especiales de la clase LINK. La clase SERVER corresponde con un objeto bastante general que se usa para restringir y retardar a las entidades en el sistema mientras que la clase SEWINGMACHINE tiene ciertas características que son únicas de las máquinas de coser (una operación especial). La clase puede hacer lo que hace un objeto SERVER pero añade o modifica capacidades y comportamientos. La posibilidad de ampliar y añadir objetos es una característica importante de SIMIO y una que necesita ser estudiada en detalle. Si se necesita la máquina de coser sólo en una ocasión en un modelo, es posible que no quiera tomarse el tiempo para crear una clase. Sin embargo, si va a utilizarla muchas veces, disponer de un objeto que pueda se reutilizable es muy importante y la utilidad se demostrará en los siguientes capítulos.

154

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Capítulo 18 Creando Objetos Nuevos Utilizando Subclases: Objeto Delay (Retardo) 

Haciendo una subclase de un objeto ya existente



Añadiendo nuevas propiedades



Usando un separador, SEPARATOR, para crear una copia de una entidad.

En el capítulo anterior, hemos demostrado la posibilidad de especializar objetos existentes, lo que permite añadir características y comportamientos adicionales o modificar los ya existentes. A menudo las entidades necesitan ser retardadas un cierto tiempo antes de continuar hacia su siguiente destino. El objeto servidor, SERVER, se puede utilizar para realizar esto, pero puede que su complejidad sea excesiva para realizar una operación simple de retardo. El primer enfoque va a ser ampliar un objeto existente para añadir la posibilidad de retardar a las entidades que pasan a través de ese objeto.

Sección 18.1: Haciendo una Subclase del Nodo de Transferencia para crear un Nodo de Retardo El nodo de transferencia, TRANSFERNODE, es un objeto que se utiliza para direccionar o transferir entidades desde un objeto (SERVER, SOURCE, etc.) o como localizaciones para transferir entidades dentro de una red de uniones o un circuito. Proporciona una excelente opción para detener durante un tiempo a una entidad, antes de que continúe hacia su destino. La lógica para subirse a un transportador, para continuar una secuencia o para elegir el camino más corto, ya está incluida en el objeto y estas propiedades y comportamientos no tienen por qué ser reinventadas en un nuevo objeto. Así, un nodo de transferencia va a ser clonado en una subclase. Este enfoque amplia y modifica un objeto existente o un objeto padre, que pasan a denominarse objetos especializados o derivados, “derived”. Paso 1: Primero cree un nuevo proyecto y un nuevo modelo en SIMIO. Paso 2: Para hacer una subclase a partir de uno de los objetos estándar115, haga clic con el botón derecho en el objeto y elija “subclass” del menú (Figura 18.1).

Figura 18.1: Haciendo una Subclase de TRANSFERNODE Paso 3: Se crea una versión derivada de la clase correspondiente al nodo de transferencia en el Navigation con el nombre MYTRANSFERNODE. Haga clic con el botón derecho en la nueva clase y seleccione la opción Model Properties para que se muestren todas las propiedades. 

115

Cambie Model Name a DELAYTRANSFERNODE.

Puede también hacerlo con un objeto creado por el .

Creando Objetos Nuevos Utilizando Subclases: Objeto Delay (Retardo)

155



Cambie Icon property a uno más apropiado (un png o bitmap).116 El icono es la imagen que se ve en la ventana del proyecto. Por ejemplo, el fichero Delay.png (Figura 18.2) será utilizado en este capítulo.

Figura 18.2: Icono para DELAYTRANSFERNODE 

En la categoría “General”, cambie el color del nuevo nodo DELAYTRANSFERNODE a algo como marrón117. Seleccione el nuevo nodo en el [Navigation] y tómese un poco de tiempo para mirar qué procesos y características se han heredado. En la pestaña “Processes” puede ver los procesos que se incluyen en la Tabla 18.1 y que han sido heredados de la clase padre TRANSFERNODE. Tabla 18.1: Procesos Heredados Desde TransferNode Proceso OnEntered

OnEnteredFromAssociatedObject OnExited OnInitialized OnEnteredParking RoutingOutLogic TransfertoLinkFailureLogic

Descripción del Proceso Este proceso se ejecuta cuando el principio, leading edge, de un objeto (ENTITY, TRANSPORTER, o AGENT) ha entrado en el nodo. Este proceso se ejecuta después de que una entidad ha entrado en el nodo desde otro objeto (por ejemplo, descarga desde un vehículo). Este proceso se ejecuta cuando el final, trailing edge, de un objeto ha salido del nodo. Este proceso se ejecuta cuando empieza la ejecución de la simulación. Este proceso se ejecuta cuando la entidad o el transportador entra en el parking. Un proceso que se utiliza para representar la lógica de direccionamiento de objetos desde el nodo. Si un objeto no consigue ser transferido a la unión u objeto correspondiente, el objeto será o destruido o aparcado (los transportadores no pueden ser destruidos).

Seleccione la pestaña “Definitions” para acceder a las características del nodo. Los elementos representan los objetos que cambian o controlan el estado de los objetos a lo largo del tiempo (estadísticas, temporizadores, controladores, fallos, etc.). Hay dos elementos definidos: una estación de parking y un grupo de direccionamiento. 

La estación de parking, PARKINGSTATION, se usa para dar cabida a entidades, operarios y transportadores que utilicen el nodo como aparcamiento. Se discutirá más sobre este elemento en la siguiente sección.

116

Los iconos son típicamente de 32 píxeles de ancho por 32 de alto. Muchos programas de edición de imágenes pueden crear estos iconos (Photoshop, Paint o el software libre GIMP (http://www.gimp.org)). 117

No puede cambiar la imagen porque los nodos son objetos especiales que no ocupan espacio en el sistema actual.

156

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO



El elemento ROUTINGGROUP se utiliza con una etapa Route para direccionar una entidad hacia su destino, seleccionándolo de una lista de nodos. El objeto TRANSFERNODE utiliza un elemento RoutingGroup como lógica interna para determinar dónde irán las entidades que dejan el nodo.



La nueva subclase hereda también otras propiedades y estados, así como cuatro eventos (Tabla 18.2).118 Tabla 18.2: Eventos heredados del Nodo Padre Evento CapacityChanged Entered Exited RiderWaiting

Descripción del Evento Se cambia la capacidad del nodo El inicio de un objeto ha entrado en el nodo El final de un objeto ha salido del nodo Una entidad está esperando transporte en este nodo.

Se han definido dos listas con texto (TransferNodeDestinationType y AutoTransferOnEntryType) para que se utilicen en los desplegables. La lista TransferNodeDestinationType se usa para especificar la forma de enviar la entidad a su nodo destino (las opciones son: Continue, Specific, BySequence, SelectFromList) mientras que la lista AutoTransferOnEntryType puede utilizarse para mandar automáticamente los objetos que entran en el nodo al nodo padre externo.

Sección 18.2: Modificando los Procesos y Añadiendo Propiedades en un Nodo Nuevo En la sección anterior, se ha creado un nuevo nodo a partir de un nodo estándar. Sin embargo, el nodo se comportará como el nodo original dado que ni se ha modificado ni se ha añadido nada nuevo. El nodo ha de retardar durante un tiempo los objetos que llegan a él tanto individualmente como con un transportador. Paso 1: En la pestaña “Definitions” en el nodo Delay, añada una propiedad Expression119, de nombre DelayTime, que puede utilizarse para especificar el tiempo que se va a retardar una entidad. Especifique la propiedad Default Value como “0”, Unit Type como “Time”, con Default Units en “minutos” (Figura 18.3). Sitúe la nueva propiedad debajo de la categoría “Process Logic”.

118

Para acceder a lo heredado, haga click en

para hacerlo visible.

119

La propiedad Expression permite al incluir cualquier tipo de expresión matemática similar al tiempo de proceso de una operación, SERVER.

Creando Objetos Nuevos Utilizando Subclases: Objeto Delay (Retardo)

157

Figura 18.3: Incluyendo una Propiedad Expression Cada vez que una entidad entra en este nodo de transferencia por su propia cuenta o a través de un objeto asociado, debe ser retenida durante el tiempo especificado en la expresión incluida como propiedad. De esta manera, los procesos OnEntered y OnEnteredFromAssociatedObject tendrán que ser modificados para incluir esta consideración. En este momento, los procesos no son editables, como se puede apreciar si se selecciona el proceso OnEntered y viendo que las etapas y los procesos tiene color gris. Después de seleccionar el proceso120, haga clic en el botón Override ( ), como se muestra a continuación, lo que permitirá realizar los cambios. Cuando se ha modificado el proceso, el símbolo Override se coloca al lado del nombre del proceso para indicar que ha sido modificado. Se puede utilizar el botón Restore ( ) para restablecer el proceso a su estado original.

Figura 18.4: Cambiando y Restableciendo un Proceso Heredado El proceso OnEntered es bastante complejo, y sigue las siguientes etapas:

120



Inicie el evento Entered



Compruebe si debe auto-transferirse, “Auto Transfer to an External Node” (se dan más explicaciones un poco más adelante)

A través de la pestaña “Processes” se accede a todos los procesos.

158

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO



Si el nodo hace auto-transferencia, se transfiere la entidad hacia el nodo padre externo.



En caso contrario, se ejecuta el proceso “EnteredAddOnProcess”, que puede ser especificado por el .



Si la entidad está esperando a ser transportada, está aparcada o este nodo no es su nodo destino, sale de este proceso



Los nodos pueden tener una capacidad que debe ser apresada (típicamente, la capacidad es infinita).



La etapa VisitNode se usa para invocar el proceso OnVisitingNode de la entidad, para indicar que la entidad ha llegado al nodo de destino



Si esta entidad es un transportador, entonces se transfiere a la conexión de salida, pues sigue una lógica distinta.



Si la entidad no es un transportador, se ejecuta el proceso RoutingOutLogic para transferir la entidad hacia fuera del nodo, siguiendo la lógica correcta (usa la etapa “Route” junto con el elemento ROUTINGGROUP).

Pregunta 1:

¿Dónde se debe incluir el retardo en este proceso?

Paso 2: En algunos casos, los s pueden querer cambiar el tiempo de retardo en función de alguna condición en el momento que entran en el nodo. Así, incluya una etapa Delay después de que se ejecute el proceso “Entered” para permitir que el tiempo de retardo sea fijado en un proceso antes de que verdaderamente ocurra el retardo. La propiedad Delay Time debería ser fijada en la referencia DelayTime, cuyo valor podría ser calculado en la etapa anterior (Figura 18.5).121 En la sección “General”, la propiedad Name puede ser especificada como “DelayTime” para tener una mejor descripción.

Figura 18.5: Modificando el Proceso OnEntered Para Incluir un Retardo Paso 3: Repita el procedimiento para el proceso OnEntereredFromAssociatedObject, y añada una etapa Delay en el mismo sitio. Cuando el proceso haya sido modificado, copie y pegue la etapa en el lugar apropiado del proceso.

Sección 18.3: Creando un Modelo Para Probar el Nuevo DELAYTRANSFERNODE Ahora que el nuevo nodo ha sido creado, puede ser utilizado en cualquier modelo en el que el nodo TRANSFERNODE original se use, con el beneficio añadido de que se consigue retrasar al objeto durante un tiempo cuando entra en el nodo. Paso 1: Vuelva al modelo original, seleccionándolo del Navigation.

121

Haga click con el botón derecho en la etiqueta de propiedades para especificar la propiedad como referenciada.

Creando Objetos Nuevos Utilizando Subclases: Objeto Delay (Retardo)

159

Figura 18.6: Volviendo al Modelo Original El modelo (Figura 18.7) creará una entidad y la duplicará, enviando la original al nuevo nodo DELAYTRANSFERNODE y la duplicación a un nodo TRANSFERNODE estándar. La variable tiempo en el sistema se utilizará para ilustrar el comportamiento. 

Incluya una nueva MODELENTITY, de nombre Parts.



Incluya una SOURCE, de nombre Srarts que crea Parts.



Añada un SEPARATOR, de nombre SepCopy, que se puede utilizar o bien para crear copias de entidades o bien para separar entidades que han sido agrupadas utilizando un Combiner.



Añada un nuevo DELAYTRANSFERNODE, de nombre TDelay, al que se puede acceder a través del Project library.



Añada un TRANSFERNODE, de nombre TNormal



Añada un SINK, de nombre SnkExit.



Conecte la fuente Srarts con el separador utilizando un CONNECTOR.



Conecte la salida del objeto padre a TDelay y la salida del objeto miembro a TNormal utilizando TIMEPATHS, cada uno con una duración de 5 minutos.



Conecte tanto TNormal como TDelay al sumidero con TIMEPATHS, cada uno con una duración de 10 minutos.

Figura 18.7: Modelo para Demostrar el Funcionamiento de DelayTransferNode Paso 2: Configure todos los elementos fijos con los siguientes parámetros:  160

SOURCE: Las entidades deben llegar con un tiempo constante entre llegadas de 5 minutos. Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO



SEPARATOR: La propiedad Separation Mode debe especificarse como “Make Copies” y la propiedad Copy Quantity debe fijarse en “1” (Figura 18.8), de forma que se cree una copia de la entidad. Se copiarán todas las propiedades de la entidad original. Sin embargo, el tiempo o momento de la creación no tiene por qué coincidir con el de la original. La original sale del nodo ParentOutput mientras que la copia sale del nodo MemberOutput.

Figura 18.8: Propiedades del Separador Paso 3: Una nueva característica ha de ser añadida a la entidad Parts para controlar el tiempo en ciertos puntos del sistema. Seleccione la entidad en la ventana Navigation y añada una nueva variable de estado discreta, de nombre TimeClock, utilizando la pestaña “Definitions”. Se necesita una variable de estado puesto que su valor irá cambiando durante la ejecución del modelo. Paso 4: Añada una etiqueta de estado a la entidad de forma que se visualice la variable TimeClock. Seleccione el objeto Parts y elija Status Label en la sección Symbols→Attached Animation. Dibuje una etiqueta de estado cerca de la entidad con una expresión igual a TimeClock (Figura 18.9).

Figura 18.9: Creando una Etiqueta de Estado para Controlar el Estado de una Pieza Paso 5: Dado que la etiqueta de estado va adjuntada a cada entidad, la etiqueta viajará junto a ella. Por ello, rote (Ctrl→Mouse), dimensione y mueva la etiqueta de forma que se posicione justo encima de la entidad (Figura 18.10).

Figura 18.10: Adjuntando la Etiqueta a una Pieza Paso 6: Guarde el modelo y ejecútelo para comprobar que se comporta correctamente. Pregunta 2:

¿Se duplica la pieza en el separador de forma correcta?

Pregunta 3:

¿Viaja la etiqueta de estado junto con la pieza? ¿Cuál es el valor de todas las etiquetas?

Creando Objetos Nuevos Utilizando Subclases: Objeto Delay (Retardo)

161

Paso 7: El valor de la variable de estado TimeClock no ha sido actualizado. En la pestaña Processes, cree un nuevo proceso, de nombre SetTimeClock. Incluya una etapa Assign que calcula el valor de ModelEntity.TimeClock como 60*TimeNow122 para obtener el valor del momento de la ejecución en minutos.

Figura 18.11: Creando un Proceso Genérico Para Fijar la Hora en la Que Ocurre un Evento Paso 8: Cuando las piezas salen del separador a través del objeto padre o del miembro, se necesita fijar la variable TimeClock con el tiempo actual. Seleccione el nodo ParentOutput@SepCopy y especifique el proceso SetTimeClock para el disparador “Exited”, para que se asigne el tiempo actual de simulación a TimeClock. Realice la misma operación para el disparador “Exited” del nodo MemberOutput@SepCopy. Paso 9: Repita el proceso para los disparadores de “Entered” y “Exited” de los nodos de transferencia TNormal y TDelay. Paso 10: Guarde el modelo y ejecútelo. Observe los valores de las etiquetas cuando las entidades dejan el separador así como los valores de entrada y de salida a los nodos de transferencia. Hubiéramos pensado que los tiempos serían iguales ya que el tiempo de retardo es “0” y los tiempos entre llegadas y de recorrido por los caminos son números enteros. Puede que sea bueno introducir una parada, breakpoint, en uno de los nodos, y luego ejecutar un paso para que la entidad abandone un nodo de transferencia. Pregunta 4:

¿Son los tiempos de entrada diferentes para las piezas? ¿Por qué?

Parece que hay un pequeño tiempo de retardo en uno de los nodos de transferencia en comparación con el otro. Las entidades entran en los nodos a la vez (en el minuto 5 en el lado izquierdo de la Figura 18.12) pero parece que salen en momentos algo distintos, como se muestra en el lado derecho de la Figura 18.12. Sin embargo, los nodos de transferencia no ocupan espacio, y por tanto no debería haber discrepancias entre los dos nodos. El momento en que una unidad entra en el nodo debería ser el mismo que en el que sale.

122

TimeNow es una función que devuelve el valor del tiempo en horas en que se encuentra la ejecución.

162

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 18.12: Mostrando las Discrepancias Entre los Tiempos de Entrada y de Salida La discrepancia viene determinada por el momento en que se dispara el proceso “Exited”. Este evento no se ejecuta hasta que el borde trasero de la entidad ha dejado el nodo, lo que depende de la longitud de la entidad y en cómo de rápido se mueve hacia la conexión (función de la velocidad de la entidad y la del camino). El proceso “Entered” se ejecuta cuando el borde delantero de la pieza entra en el nodo. Por eso, cuando se calculan etiquetas de tiempo, los procesos se deben disparar en función sólo del borde delantero. Paso 11: Fije el proceso “Exited” de los nodos TDelay y TNormal, así como las salidas de SepCopy en null para desactivar los disparadores. Incluya el proceso SetTimeClock en los disparadores “Entered” de cada uno de los caminos que salen de los nodos así como en el separador. Paso 12:

Guarde el modelo y ejecútelo para demostrar que las entidades están sincronizadas.

Pregunta 5:

¿Son los tiempos números enteros?

Paso 13: Especifique un tiempo de retardo de 4 minutos para TDelay y vuelva a ejecutar la simulación. Cada pieza sufre ahora un retardo de 4 minutos antes de seguir su camino. Paso 14:

Cambie el tiempo entre llegadas a 2 minutos y observe qué pasa.

Pregunta 6:

¿Qué pasa cuando llegan muchas entidades al nodo?

Sección 18.4: Comentario 

Los objetos derivados se crean en SIMIO haciendo subclases. Los objetos derivados añaden o cambian las características y los comportamientos de los objetos existentes. En este capítulo, se han añadido características que ayudan a incluir retardos en los nodos de transferencia.

Creando Objetos Nuevos Utilizando Subclases: Objeto Delay (Retardo)

163

Capítulo 19 Creando Nuevos Objetos: Objeto Delay bis 

Creando un nuevo objeto desde cero



Usando estaciones, STATIONS

En el capítulo anterior, un nuevo objeto para retardar a las entidades fue creado, a partir de hacer una subclase de un TRANSFERNODE estándar. Sin embargo, las entidades se apilaban en ese nodo unas encima de otras. Tampoco había oportunidad de añadir un símbolo diferente para representar un lugar con retardo (un horno, por ejemplo), dado que los nodos no ocupan espacio físico. En este capítulo, se creará un nuevo objeto fijo que es similar a los objetos estándar y que pueden ser usados en otros modelos.

Sección 19.1: Creando un Nodo Delay Desde Cero Paso 1: Abra el modelo del capítulo anterior. Paso 2: Incluya en el proyecto un modelo del tipo “New Fixed Class”, utilizando la pestaña “Project Home”, de nombre DelayObject123. Se puede usar el mismo icono del capítulo anterior o crear uno nuevo. Tener muchos modelos en el mismo proyecto favorece la creación de submodelos. Por ejemplo, igual necesitamos 50 máquinas que están compuestas por dos operaciones conectadas en tándem por una cinta transportadora. Se podría crear un submodelo que tuviera todas las propiedades (2 SERVERS conectados por un CONVEYOR) y entonces incluir este submodelo 50 veces en el modelo principal. Para hacer el nuevo objeto DELAYOBJECT, inserte un elemento estación STATION ( ), de nombre StationDelay. Se puede añadir un elemento STATION en un modelo desde el “Elements” de la pestaña “Definitions”. Los objetos que contienen o restringen el comportamiento de las entidades (SOURCES, SERVERS, NODES, SINKS, COMBINERS, SEPARATORS, WORKSTATIONS, etc.) usan elementos STATION para albergar a las unidades. El elemento STATION se puede usar para definir un lugar de capacidad limitada dentro de un objeto, donde uno o más entidades pueden coincidir. La etapa Transfer se usa para transferir entidades hacia dentro y hacia fuera de las estaciones, de forma similar a los nodos. Los elementos STATION están incluidos en casi todos los objetos de la librería estándar (Server.InputBuffer, Server.Processing, Server.OutputBuffer, Combiner.ParentInputBuffer, Separator.MemberOutputBuffer, Workstation.Processing, Vehicle.RideStation, TransferNode.ParkingStation, etc.) Un elemento STATION tiene dos filas asociadas: una es la de procesamiento, Inprocess y otra la de entrada, EntryQueue. EntryQueue. La segunda es la fila donde las entidades esperan hasta que hay capacidad suficiente para acceder a la fila Inprocess. Si especifica que una operación tiene un capacidad de proceso de 10 y llega la 11ª entidad, ésta será colocada en la fila de entrada, EntryQueue (se mantendrá en el nodo de entrada de la operación). La función que representa la ocupación de la fila de entrada a una operación, Server.InputBuffer.Contents, ya ha sido utilizada para determinar el número de entidades

123

Haga clic con el botón derecho sobre el nuevo modelo en el Navigation para modificar sus propiedades.

164

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

que están esperando en la fila de entrada, así como la función que representa la ocupación de la fila de procesamiento, Server.Processing.Contents. Las estaciones responden a tres eventos distintos, como se muestra en la Tabla 19.1. Tabla 19.1: Eventos en una Estación Evento Entered Exited CapacityChanged

Descripción Se ejecuta cuando el borde anterior de las entidades entra en la estación Se ejecuta cuando la entidad abandona la estación Se ejecuta cuando la capacidad de la estación cambia

Las propiedades de las estaciones se muestran en la Tabla 19.2. Tabla 19.2: Propiedades de una Estación Initial Capacity

Entry Ranking rule

Dynamic Selection Rule

Redirect Station

La capacidad de una estación determina cuando las entidades pueden entrar. Regla estática usada para ordenar entidades dentro de la estación

Toma su valor en la propiedad Initial Capacity que fue heredada de la clase. FIFO, LIFO, SmallestValueFirst, LargestValueFirst Si se especifica, seleccionará de forma Se usa en la estación de dinámica cuál es la siguiente entidad procesamiento de un SERVER que va a entrar en la estación cuando hay excedente de capacidad en la fila ordenada según las reglas estáticas Una estación auxiliar a la que se La estación correspondiente a direccionan automáticamentelas la fila de entrada de un entidades si la capacidad de la SERVER redirecciona a la estación es 0. estación de procesamiento.

Paso 3: Especifique las propiedades de la estación según la Figura 19.1. Tiene que especificar también el valor por defecto de la capacidad inicial en “Infinity”. Haga clic en la flecha descendente correspondiente a las propiedades heredadas para cambiar el valor a infinito.

Figura 19.1: Especificación de una Estación Paso 4: Añada la misma propiedad DelayTime de la misma forma que se hizo en el capítulo anterior, asegurándose que la propiedad Unit Type se fija en “Time” y sus unidades en “Minutes” así como incluir la nueva propiedad dentro de la categoría “Process Logic”. Creando Nuevos Objetos: Objeto Delay bis

165

Paso 5: El elemento correspondiente a una estación con retardo garantiza que la entidad tiene sitio donde estar cuando está sufriendo el retardo. Sin embargo, las entidades también necesitan una forma de entrar y salir de DELAYOBJECT. La vista externa se utiliza para crear un interfaz visual así como para facilitar nodos de entrada y salida al objeto. Vaya a la sección “External ” dentro de la pestaña “Definitions” para crear el interfaz visual. Paso 6: Se usa un diamante para representar la forma por defecto, aunque se puede especificar cualquier otro símbolo. La forma debe centrarse en la cuadrícula. Haga clic en la herramienta para dibujar polígonos (pestaña “Drawing”). Empiece en el punto (0,2) y arrastre hacia el punto (2,0). Cuando empiece a arrastrar haga simplemente clic en los puntos (2,0), (0,-2), y (-2,0) (Figura 19.2). Cuando haga clic en la última coordenada, haga clic con el botón derecho para completar el polígono. Fije la altura del objeto en 0.5 metros en la sección “Object” de la pestaña “Drawing”.

Figura 19.2: Creando la Vista Externa de un Objeto Delay Paso 7: Añada un cuadrado amarillo al símbolo y una línea curva para dibujar la D. Dibuje varios puntos en la línea curva, haciendo el último clic con el botón izquierdo en el mismo sitio donde empezó. Cambie a 3-D para colocar los dos objetos justo encima del techo del diamante (Figura 19.2124). Paso 8: Añada los nodos ENTER y EXIT lo que proporciona el mecanismo para que los objetos llegan y salgan del objeto delay. Haga clic en “External Node” de la sección “Transfers” de la pestaña “Drawing” para añadir dos nodos externos en los extremos del diamante. Las especificaciones de los nodos se muestran en la Tabla 19.3. Tabla 19.3: Especificaciones de un Nodo Externo Especificación Node Class

Input Logic Type

Station Node

124

Descripción El tipo de nodo debe ser uno de los siguientes: Basic Node, Transfer Node, Delay Transfer Node, etc.. Se usan típicamente los nodos de transferencia como nodos de salida, dado que contienen la lógica para direccionar entidades a su siguiente destino. Se suelen usar nodos básicos como nodos de entrada. Tipo de localización en el que acaba la entidad una vez que entra en el nodo (Process Station, FacilityNode). Si ha añadido objetos en la ventana Facility y quiere transferir las entidades a uno de estos nodos, seleccione FacilityNode. La estación en la que acabará la entidad que está entrando, si se ha elegido Process Station como Input Logic Type El nodo en el que acabará la entidad que está entrando, si se ha elegido Facility Node como Input Logic Type

Puede crear también un modelo en 3-D model en Google Sketchup que sirva como símbolo por defecto.

166

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Paso 9: Incluya un nodo de llegada, de nombre InputNode, que debe ser un nodo básico, BASIC NODE. Cuando las entidades entran en este nodo, queremos que sean enviadas automáticamente a StationDelay. SIMIO lo hace de forma automática.

Figura 19.3: Especificando las Propiedades del Nodo Externo de Entrada Paso 10: Incluya un nodo de llegada, de nombre OutputNode (Figura 19.4), que debe ser un nodo de transferencia, TRANSFER NODE, dado que las entidades tendrán que ser transportadas a su nuevo destino. Cuando las entidades salen de este nodo, queremos que sean transferidas fuera del objeto.

Figura 19.4: Especificando las Propiedades del Nodo Externo de Salida Paso 11: A diferencia de DelayTransferNode, se ubican las unidades en la estación en una de sus dos filas. Cuando las entidades entran en el objeto y son retardadas, la entidad puede ser visualizada en una fila. Incluya una fila de animación encima del símbolo (elija Queue en la pestaña “Animation”). Se debe asociar QueueState a la fila Contents de la estación StationDelay (StationDelay.Contents). Paso 12: Se han definido tanto las propiedades del objeto como su vista externa por defecto. Ahora, es necesario especificar lo lógica que se va a usar para retardar a las entidades dentro del objeto. Cree un nuevo proceso, de nombre OnEntered, y especifique el evento que lo dispara, que es StationDelay.Entered, y que será ejecutado cada vez que una entidad entre en la estación, STATION. La Figura 19.5 muestra las propiedades del nuevo proceso.

Figura 19.5: Especificando el Evento que Dispara el Proceso de Retardo Paso 13: Recuerde que el nodo InputNode fue definido como para transferir automáticamente las entidades a esta estación cuando llegan al nodo (por lo que se ejecutará el proceso OnEntered). La Figura 19.6 muestra la lógica de este proceso. Creando Nuevos Objetos: Objeto Delay bis

167

Figura 19.6: La Lógica del Proceso OnEntered 

Lo primero que tiene que suceder es que la entidad tiene que acabar la transferencia hacia dentro de la estación, utilizando una etapa EndTransfer. Este paso también dispara el evento Transferred.



Añada una etapa Delay de forma similar a lo realizado en el Capítulo 18, especificando DelayTime como una propiedad referenciada.



Cuando la entidad ha sufrido el retardo, necesita ser transferida desde DELAYOBJECT utilizando una etapa Transfer (Figura 19.7). La entidad en este caso se transfiere hasta el nodo de transferencia OutputNode, que es un nodo padre externo. El nodo de transferencia incluye toda la lógica para enviar a la entidad hacia su próximo destino.

Figura 19.7: Propiedades de la Transferencia

Sección 19.2: Usando el Nuevo Objeto DelayObject DELAYOBJECT puede ser usado ahora como cualquier otro de los objetos estándar de SIMIO. El mismo modelo será usado para comparar DELAYTRANSFERNODE con DELAYOBJECT. Paso 1: Vuelva al modelo principal y borre el nodo TNormal. Incluya un nuevo DELAYOBJECT, de nombre DelOperation (Figura 19.8).

168



Conecte la salida con DELAYOBJECT con un TIMEPATH de 5 minutos de recorrido.



Conecte DelOperation al sumidero con un TIMEPATH de 10 minutos de recorrido.



Fije el tiempo de retardo de DelOperation en 4 minutos.



Especifique el disparador “Entered” de InputNode de DelOperation en el proceso SetTimeClock para grabar el momento en que la entidad entra en el nodo. Repita este paso para el disparador “Entered” del camino de salida para grabar el momento en que la entidad sale del nodo.

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 19.8: Modelo Revisado Paso 2: Guarde el modelo y ejecútelo observando la diferencia entre el nuevo objeto y el nodo de transferencia antiguo. Fije el tiempo entre llegadas en 2 minutos para ver las diferencias. Si sus entidades están boca abajo en la fila, entonces la fila de animación en la vista externa fue dibujada en la dirección equivocada (debería haber sido de derecha a izquierda).

Sección 19.3: Mejorando el Modelo con Disparadores Definidos por el Muchos de los objetos permiten al facilitar el procesamiento mediante la utilización de disparadores de procesos (durante la inicialización, “Initialized”, cuando entra una entidad, “Entered”, cuando sale, “Exited”, cuando empieza el procesamiento, “Processing”, cuando acaba, “Processed”, etc.) así como de asignaciones de valores a variables de estado. Para hacer que un nuevo modelo se comporte de forma similar a como lo hacen los objetos estándar, es necesario especificar también disparadores y asignaciones. Paso 1: Seleccione DelayObject del [Navigation] y vaya a la sección Definitions→ Properties. Hay que definir las propiedades asociadas con los disparadores de forma que el las puedan especificar. Se van a añadir cuatro disparadores (“Initialized”, “Entered”, “Exited”, y “Delayed”) utilizando una propiedad denominada “Process” que se encuentra en “Element Reference”. Paso 2: Añada la referencia “Initialized” con las siguientes propiedades, que serán ejecutadas al comenzar una simulación. Para crear nuevos nombres de categoría basta con escribirlos en los recuadros correspondientes. Propiedad Name Display Name Description Category Name Required Value Default Value 

Valor InitializedAddOnProcess Initialized Se ejecuta al inicializar el objeto Add-on Process Triggers False Empty String

Añada “Entered” con las siguientes propiedades, que serán ejecutadas en cuanto el objeto entra en DELAYOBJECT.

Creando Nuevos Objetos: Objeto Delay bis

169

Propiedad Name Display Name Description Category Name Required Value Default Value 

Valor EnteredAddOnProcess Entered Se ejecuta en el mismo momento en el que se entra en el objeto y antes del retardo Add-on Process Triggers False Empty String

Añada “Exited” con las siguientes propiedades, que se ejecutarán según el objeto salga de DELAYOBJECT.

Propiedad Name Display Name Description Category Name Required Value Default Value 

Valor ExitedAddOnProcess Exited Se ejecuta en el mismo momento en el que se sale del objeto Add-on Process Triggers False Empty String

Añada “Delayed” con las siguientes propiedades que se ejecutarán cuando se haya acabado el retardo.

Propiedad Name Display Name Description Category Name Required Value Default Value

Valor DelayedAddOnProcess Delayed Se ejecuta en cuanto se acaba el retardo Add-On Process Triggers False Empty String

Paso 3: Vuelva a la pestaña “Processes” e incluya una etapa Execute en el proceso OnEntered, lo que permite que se ejecuten los procesos (Figura 19.9). Especifique que el proceso es una propiedad referenciada EnteredAddOnProcess. La propiedad Action debe especificarse como “WaitUntilCompleted”, lo que fuerza a que la ficha espere a que el proceso se complete antes de continuar a la siguiente etapa.

Figura 19.9: Especificando los Disparadores Entered y Delayed 170

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Paso 4: Después de la etapa Delay (Figura 19.9) del proceso OnEntered, incluya otra etapa Execute para que se ejecute el proceso asociado con el disparador DelayedAddOnProcess con el mismo valor de la propiedad Action. Paso 5: Añada el proceso OnInitialized, que se define automáticamente para todos los objetos FIXED CLASS cuando se selecciona la opción “Select Process”. Incluya una etapa Execute en el proceso como antes pero especifique la propiedad InitializedAddOnProcess. Paso 6: Cree un nuevo proceso, de nombre OnExited y especifique la propiedad TriggeringEvent como el evento StationDelay.Exited. Incluya otra etapa Execute para que se ejecute el proceso según la propiedad ExitedAddOnProcess definida por el .

Figura 19.10: Añadiendo los Procesos OnInitialized y OnExited Process

Sección 19.4: Mejorando el Objeto Delay con Asignaciones Los objetos estándar de SIMIO están dotados de la posibilidad de realizar asignaciones sin necesidad de definir procesos. Estas asignaciones de valores a variables de estado se pueden añadir a nuestro DELAYOBJECT. Paso 1: Las asignaciones de variables de estados, state assignments, se especifican utilizando una propiedad del tipo “repeating group” dado que el número de asignaciones puede variar. Añada una propiedad Repeat Group, de nombre AssignmentsOnEntering, con propiedades según la Figura 19.11. Escriba como nombre de categoría State Assignments, de forma que sea similar al nombre incluido en otros objetos estándar.

Figura 19.11: Añadiendo una Propiedad “Repeating Group”

Creando Nuevos Objetos: Objeto Delay bis

171

El grupo repetitivo permite especificar múltiples filas de un conjunto de propiedades (la variable de estado y una expresión que calcule su valor). Paso 2: Para crear las propiedades que pueden ser replicadas, seleccione primero la propiedad grupal AssignmentsOnEntering, e incluya una nueva propiedad de estado State Standard Property, de nombre AssignmentsOnEnteringStateVariableName, ya que la variable de estado se va a utilizar en las asignaciones con las propiedades especificadas en la Figura 19.12.

Figura 19.12: Especificando una Propiedad de Variable de Estado Paso 3: Incluya la expresión que especificará el nuevo valor que será asignado a la variable de estado. Seleccione la propiedad grupal AssignmentsOnEntering, e incluya una nueva propiedad Expression Standard Property, de nombre AssignmentsOnEnteringNewValue, con las propiedades especificadas en la Figura 19.13.

Figura 19.13: Especificando la Propiedad “Expression Value” del Grupo Paso 4: Repita el proceso para otra propiedad grupal, Repeat Group, de nombre AssignmentsBeforeExiting, como se muestra en la Figura 19.14, lo que permite mostrar todas las propiedades. Perciba cómo las propiedades grupales tienen su propia sección de propiedades.

172

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 19.14: Propiedades Asociadas con DELAYOBJECT Paso 5: Una vez que se han definido las propiedades de Repeating Group, se pueden usar en las etapas Assign. Incluya dos etapas Assign (Figura 19.15), para poder incluir las asignaciones “OnEntering” y “BeforeExiting”. Se debe incluir una etapa Assign antes de la ejecución del proceso correspondiente a la entrada de una entidad, y la otra justo antes de que se transfiera hacia fuera del nodo. En la Figura 19.15 se muestra cómo las propiedades se usan para especificar la propiedad Assignments.

Figura 19.15: Añadiendo Etapas Assign Para Ejecutar las Asignaciones

Sección 19.5: Comentario 

Crear sus propios objetos puede mejorar sus modelos, que es una de las grandes ventajas de SIMIO.



Sin embargo, si sólo va a utilizar el objeto una única vez en un modelo, puede que no tenga sentido perder el tiempo en crear el objeto de forma particularizada. La ventaja es que sí se puede reutilizar el objeto en el mismo o en diferentes modelos.

Creando Nuevos Objetos: Objeto Delay bis

173

Capítulo 20 Sistemas dentro de Sistemas: Una Célula de Fabricación 

Creando submodelos para poder reutilizarlos



Usando una vista externa

En los capítulos previos, se ha explorado la posibilidad de ampliar SIMIO mediante la clonación de objetos ya existentes (un TRANSFERNODE en el Capítulo 18) en otros objetos especializados (DELAYTRANSFERNODE) así como la posibilidad de crear objetos totalmente nuevos (DELAYNODE en el Capítulo 19). La posibilidad de ampliar o añadir nuevos objetos es una característica muy importante de SIMIO. Si necesita una estación especializada para que se comporte como una máquina de coser, pero sólo necesita una, es posible que no sea necesaria la creación de un objeto especial. Sin embargo, si va a utilizar las máquinas de coser en muchos sitios del modelo, y puede que en modelos futuros, entonces, tener la posibilidad de utilizar objetos reutilizables es muy importante. En este capítulo, exploraremos la posibilidad de tener modelos dentro de otros modelos (submodelos). Una operación de fabricación tiene 10 células de trabajo múltiples, en la que cada célula está compuesta por 2 máquinas que están conectadas por una cinta transportadora. Se necesita un operario para cargar las piezas para que sean procesadas en la primera máquina y luego para descargarlas cuando haya acabado la operación en la segunda máquina. El sistema de cintas transferirá automáticamente las piezas desde la primera máquina a la segunda. Algunos de las máquinas pueden realizar operaciones en varias piezas en paralelo. Se da prioridad a la descarga de piezas de la segunda máquina para garantizar que el tiempo total de proceso es rápido.

Sección 20.1: Modelo de Una Célula Antes de hacer un modelo más grande, es mejor crear primero un modelo de una célula. Eventualmente, este modelo simple se convertirá en un bloque o submodelo para crear el modelo de la planta entera. Paso 1: Cree un nuevo proyecto en SIMIO. Cambie el nombre del modelo a WorkCell, cambiando Model Name en Model Properties. Paso 2: Construya un modelo de acuerdo con lo presentado en la Figura 20.1.

Figura 20.1: Modelo Inicial de Dos Máquinas

174



Añada 2 SERVERS, de nombre SrvMachineA y SrvMachineB. El tiempo de proceso debe ser 4 y 3 minutos respectivamente.



Conecte las dos máquinas con una cinta de 5 metros y una velocidad de 2.5 metros por minuto.



Añada 1 MODELENTITY, 1 SINK y 1 SOURCE que genera una llegada cada 6 minutos. No se preocupe de los nombres, pues no serán los definitivos. Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO



Conecte la fuente a la entrada de SrvMachineA y la salida de SrvMachineB con TIMEPATHS de 10 minutos de duración.

Paso 3: Guarde el modelo y ejecútelo para asegurarse de que las entidades fluyen de forma correcta. Paso 4: Se necesita un operario para cargar las piezas en la primera máquina, lo que habitualmente le lleva 1 minuto. También se necesita que el operario descargue las piezas de la segunda máquina, lo que le lleva habitualmente 0.5 minutos. Incluya 1 RESOURCE, de nombre ResOperator. Añada un símbolo adicional para indicar cuándo está trabajando, y coloree el iris del símbolo de color verde. Paso 5: Añada el disparador “Processing” en la Máquina A para que aprese al operario, lo retarde durante un tiempo, y después lo libere. Esta secuencia representa cómo se carga la Máquina A, lo que debe realizarse antes de que se procese la pieza.

Figura 20.2: Lógica Para Apresar y Liberar un Operario en la Máquina A Paso 6: La propiedad Delay Time de la etapa Delay debe ser una propiedad referenciada. Haga clic con el botón derecho en Delay Time y cree una nueva propiedad, de nombre LoadDelayTime.

Figura 20.3: Especificando una Propiedad Referenciada como Tiempo de Retardo Paso 7: Repita el proceso para la descarga de piezas de la Máquina B, SrvMachineB. La única diferencia es que el nombre de la propiedad debe ser UnloadDelayTime y que el disparador es “Processed” (SrvMachineB_Processed). Cuando se haya creado el proceso, copie y pegue las etapas de SrvMachineA_Processing y cree una nueva propiedad referenciada para Delay Time. Paso 8: Abra la pestaña “Definitions”, cambie Category de las dos nuevas propiedades a “Process Logic” y fije Default Unidades en “Minutes.” El valor por defecto debe ser fijado en 1 minuto para LoadDelayTime y 0.5 minutos para UnloadDelayTime. Paso 9: Guarde el modelo y ejecútelo comprobando que funciona como debe.

Sección 20.2: Creando un Submodelo Dado que se ha creado un submodelo que funciona correctamente, es necesario también crear su vista externa antes de que pueda ser utilizado en otros modelos. Paso 1: Borre SOURCE, SINK y MODEL ENTITY de este modelo, dado que lo que necesitamos probar es la lógica de conexión entre las dos máquinas utilizando la cinta transportadora. Paso 2: Vaya a la pestaña “Definitions” dentro del External y añada dos nodos externos, de nombre InputNode (BASICNODE) y OutputNode (TRANSFERNODE). Incluya un símbolo entre los nodos o cree una caja roja de 0.5 metros de altura.

Sistemas dentro de Sistemas: Una Célula de Fabricación

175

Figura 20.4: Vista Externa del Objeto WorkCell Paso 3: El nodo de entrada InputNode debería ser una copia del Node Class de BASICNODE. Generalmente, las entidades se transfieren desde el nodo de entrada a una estación. Sin embargo, el submodelo no tiene una estación, por lo que serán transferidas a la entrada de la operación SrvMachineA. La propiedad Input Logic Type debe ser “FacilityNode” y el nodo Input@SrvMachineA (Figura 20.5). Cuando las entidades fluyen hacia InputNode de WorkCell, son dirigidas inmediatamente hacia SrvMachineA.

Figura 20.5: El Nodo de Entrada Paso 4: El nodo de salida es una copia de la clase TRANSFERNODE para permitir que las entidades sean direccionadas hacia sus destinos una vez que dejan WorkCell (Figura 20.6).

Figura 20.6: El Nodo de Salida Paso 5: Añada 4 filas de animación para el nuevo objeto (pestaña “Animation”). Una fila animada es para representar las entidades que están esperando, SrvMachineA.InputBuffer.Contents, y otras dos para las filas de procesamiento de las máquinas (SrvMachineA.Processing.Contents y SrvMachineB.Processing.Contents). Finalmente, la última sirve para mostrar los contenidos de la fila de salida de SrvMachineB (SrvMachineB.OutputBuffer.Contents).125

Figura 20.7: Vista Externa Con las Cuatro Filas

125

Dibuje las filas de derecha a izquierda porque el primer punto que se dibuja es la cabeza de la fila.

176

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Las entidades que entran el nodo externo de salida de WORKCELL serán automáticamente transferidas a la entrada de SrvMachineA. Cuando las entidades llegan al nodo de salida de SrvMachineB, se necesita direccionarlas al nodo externo OutputNode que se ha definido en la vista externa. Vuelva a la pestaña “Facility” y seleccione el nodo Output de SrvMachineB (Output@SrvMachineB). En la categoría General, cambia la propiedad Auto Transfer on Entry a la opción “To Parent External Node” especificando OutputNode como el nombre del nodo externo. Las entidades serán transferidas directamente al nodo externo OutputNode, una vez que acaban en SrvMachineB.

Figura 20.8: Conectando el Nodo Externo Paso 6: Guarde el Modelo.

Sección 20.3: Creando un Modelo Utilizando el Submodelo WorkCell Se ha creado el submodelo WORKCELL y puede ahora ser guardado en una librería y utilizado en cualquier otro modelo en SIMIO. Vamos ahora a crear nuestro sistema de fabricación utilizando el submodelo WORKCELL. Paso 1: En la pestaña Project Home, cree un nuevo modelo del tipo “Fixed Class”. Paso 2: En el nuevo modelo, incluya 1 SOURCE, de nombre Srarts, 1 SINK, de nombre SnkExist, y una nueva célula, de nombre Cell1, a partir del Project Library. Conecte la fuente y el sumidero a la célula con TIMEPATH de 10 minutos de duración (Figura 20.9). Paso 3: Haga que la llegada de piezas corresponda con un modelo exponencial de media 5 minutos.

Figura 20.9: Modelo de Simulación Basado en el Submodelo WorkCell Paso 4: Para Cell1, asegúrese que la propiedad LoadDelay es 1 minuto mientras que la propiedad UnloadDelay es 0.5 minutos. Paso 5: Guarde el modelo y ejecútelo durante un período de 24 horas y mire los resultados. Las estadísticas de todas las piezas de la célula son visibles. Pregunta 1: Desde el punto de vista de la animación, ¿qué observa cuando las piezas acaban en la Máquina A y están siendo llevadas a la Máquina B?

Sistemas dentro de Sistemas: Una Célula de Fabricación

177

Sección 20.4: Añadiendo el Objeto WorkCell Ahora mismo, la entidad está escondida no sólo cuando está en la cinta sino en cualquier otro momento que no está animado. A pesar de que la animación interna del submodelo no se muestra, podemos enseñar algo del comportamiento interno si colocamos etiquetas que muestren el número de entidades en varios sitios. Sin embargo, también nos gustaría saber el número de piezas que se están procesando en la máquina A o B así como en la cinta o en la fila de entrada de la Máquina B. Paso 1: SIMIO da la posibilidad de definir almacenes (filas) por parte del . Seleccione el modelo WorkCell y vaya a la pestaña “Definitions”. En la sección “Elements”, incluya un nuevo almacén “STORAGE”, de nombre WorkCellInProcess. Podemos dejar la regla de ordenación por defecto, que es FIFO, “FirstInFirstOut”. Paso 2: Hay dos etapas de proceso (Insert y Remove) que pueden ser utilizadas para manipular estos almacenes definidos por el .126 Una vez que la pieza empieza a ser procesada en SRVMACHINEA, debe ser también incluida en el almacén WorkCellInProcess para indicar que está siendo procesada. Añada una etapa Insert después de que el operario haya sido liberado, mediante la inclusión de WorkCellInprocess.Queue en la propiedad Queue State Name. La propiedad Object Type debe seguir siendo “AssociateObject” puesto que la ficha sigue asociado con la pieza.127

Figura 20.10: Usando una Etapa Include para Añadir Piezas a un Almacén Definido por el Paso 3: Una vez que la pieza ha sido procesada y sale de la máquina, elimine la pieza del almacén utilizando una etapa Remove (Figura 20.11).

Figura 20.11: Usando una Etapa Remove para Eliminar Piezas del Almacén Definido por el

126

Estas etapas no funcionan con filas definidas en SIMIO (lo que es una limitación importante).

127

La propiedad Rank Placement se puede utilizar para especificar el lugar en el que colocar a la entidad en el almacén, ignorando entonces la regla general de ordenación. 178

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Paso 4: Vaya a la sección “Definitions→External” del objeto WorkCell y añada otra fila animada por encima del objeto que sirve para animar, WorkCellInProcess.Queue (igual quiere borrar las filas Processing.Contents que fueron incluidas con anterioridad). Paso 5: Vuelva al modelo principal e inserte de forma manual una fila animada para Cell1, Cell1.WorkCellInProcess.Queue. No aparecerá ningún cambio en la vista externa para los objetos antiguos. Paso 6: Para ver que el modelo funciona correctamente, incluya 5 símbolos adicionales para las piezas, coloreando cada una con uno color diferente. Fije la propiedad Animation→Random Symbol de las piezas como “True.” Cambie el tiempo entre llegadas a 2, según un modelo exponencial. Paso 7: Guarde el modelo y ejecútelo, observando que las piezas se mueven incluso cuando están en la cinta.

Sección 20.5: Mostrando Propiedades Resource y Capacity Actualmente el operario también está escondido dentro de WORKCELL y no puede recibir información sobre turnos de trabajo. También está escondida la capacidad y el tiempo de proceso de las dos máquinas. Paso 1: Vuelva al modelo WORKCELL y seleccione el recurso ResOperator. Todos los modelos tienen propiedades de tipo de capacidad, capacidad, regla de ordenación así como de reglas dinámicas de selección. A ResOperator hay que asociarle las propiedades a las correspondientes de WorkCell. Seleccione ResOperator y asocie sus propiedades a las de WorkCell (Figura 20.12). Cuando el especifica las propiedades de WorkCell, las de ResOperator tomarán el mismo valor.

Figura 20.12: Mostrando las Propiedades de un Recurso al Paso 2: Cree una propiedad referenciada para la propiedad ProcessingTime de cada uno de las dos operaciones, de nombre MachineAProcessingTime y MachineBProcessingTime, respectivamente, y otras para la propiedad Initial Capacity, de nombre MachineAInitialCapacity y MachineBInitialCapacity. Paso 3: En la sección “Definitions→Properties”, incluya las nuevas propiedades en la categoría “Process Logic”, y fije las unidades por defecto del tiempo de proceso en minutos. Paso 4: Vuelva al modelo principal, asegurándose de que fija el tiempo de procesos de las dos máquinas en 4 y 3 minutos respectivamente. Paso 5: Guarde el modelo y ejecútelo observando que nada ha cambiado. Paso 6: Si sólo fuera a incluir una célula, no parece apropiado emplear el tiempo en crear un submodelo. Sin embargo, el beneficio de un modelo está en su reutilización continuada, sin tener que rehacer la lógica del proceso o establecer las propiedades. Otro beneficio estriba en que si la lógica cambia o se necesitan capacidades adicionales, sólo es necesario incluir los cambios en un único sitio.

Sistemas dentro de Sistemas: Una Célula de Fabricación

179

Paso 7: Incluya dos nuevos objetos WORKCELL, de nombre Cell2 y Cell3, con el mismo tiempo de proceso de 4 y 3 minutos, pero cambie las capacidades de cada máquina a 2. Fíjese en que se añade automáticamente una fila animada. Paso 8: Conecte la fuente y el sumidero con TIMEPATHS de 5 minutos a estas nuevas células y cambie el ritmo de llegada a dos piezas por minuto. Paso 9: Guarde el modelo y ejecútelo, observando los resultados. Paso 10: Ahora cree un Data Schedule, de nombre SchedCell, que tiene un horario de un día en el que se alternan períodos de 3 horas ociosas, “Off Shift”, y 3 horas ocupadas, “On Shift”. La capacidad de un período “On Shift” debe ser de 4. Seleccione las tres células y especifique Capacity Type para que cumpla el horario, WORKSCHEDULE, con la propiedad Work Schedule fijada en SchedCell.

Figura 20.13: Especificando los Horarios de los Centros de Trabajo Pregunta 2:

¿Qué sucede con las piezas que están en proceso cuando cambia el turno?

Sección 20.6: Comentario 

180

La idea que hay detrás de los submodelos es que uno puede crear su propia clase de objetos. Cuando se crea una clase, se puede utilizar los objetos nacidos de esa clase muchas veces en el mismo proyecto o en muchos proyectos diferentes.

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Capítulo 21 Más Sobre Submodelos: Una Línea de Camisas 

Haciendo subclases de objetos utilizando un vehículo



Creando vehículos cuando sean necesarios



Sistemas continuos de cintas transportadoras

Existen muchos ejemplos en fabricación en que las piezas dan vueltas en un sistema circular esperando a que haya un sitio libre para ser procesadas. Como ejemplo ilustrativo, un fabricante produce camisas de manga larga que necesitan pasar por más de 30 estaciones de cosido antes de que se obtenga una unidad. La camisa pasa entonces por una plancha automática y después se coloca en un sistema de cintas transportadoras donde esperan dando vueltas a ser dobladas manualmente de una en una por una persona. Las camisas giran sobre 28 bandejas que están espaciadas de forma uniforme. Este sistema asegura que no se arruguen las camisas recién planchadas, aunque vayan más de una en la misma bandeja. En este capítulo se exploran las posibilidades de usar un vehículo, que es uno de los objetos más complicados debido a sus múltiples opciones pensadas para cubrir situaciones muy diversas.128 Crear el circuito cerrado de bandejas va a plantear desafíos importantes.

Sección 21.1: El Modelo del Sistema Paso 1: Cree el modelo que contiene el sistema de bandejas, de forma que contenga 4 estaciones de doblado (Figura 21.1). Incluya 1 SOURCE (Srress), 1 SINK (SnkExit), 1 TRANSFERNODE (TStart), 4 SERVER (SrvFold1, SrvFold2, SrvFold3, y SrvFold4) y 1 MODEL ENTITY (Shirts).

Figura 21.1: El Modelo del Circuito Cerrado

128

Por ejemplo, se pueden modelizar autobuses que siguen una ruta, taxis que dan vueltas o esperan a ser llamados, u otros como transpaletas.

Más Sobre Submodelos: Una Línea de Camisas

181



Para las operaciones SrvFold3 y SrvFold4, cambie los nodos de entrada y de salida, InputNode y OutputNode, de forma que sean posicionados en el interior para que formen un circuito.



Seleccione las cuatro operaciones y fije las unidades del tiempo de proceso en horas y utilice la distribución por defecto del tiempo de proceso.



La plancha es capaz de producir una camisa cada 2 minutos.



Cree un circuito interior con CONVEYORS que tengan una velocidad deseada de 10 metros por minuto. Cada segmento debería tener una distancia de 10 metros.



Use PATHS para conectar las salidas de cada SERVER con el SINK.

Paso 2: Guarde el modelo y ejecútelo observando qué pasa. Pregunta 1:

¿Qué sucede cuando las entidades llegan a la primera máquina de doblado?

Paso 3: Las camisas se procesan siempre en la primera máquina. Deberían continuar hasta que llegan a una máquina disponible. No es posible determinar qué máquina doblará una camisa después de la operación de planchado, esto es, cuando la entidad entra en el circuito de cintas. Cuando una entidad entra en el nodo de entrada de una máquina, SERVER, si la máquina está disponible ha de ser procesada, pero si la máquina está ocupada, debe dirigirse a la siguiente. 

Cree un disparador para el proceso “Entered” de Input node de SrvFold1 (Figura 21.2).



Incluya una etapa Decide para comprobar (SrvFold1.Processing.Contents==0).



Si es cierto, la entidad seguirá el comportamiento normal y entrará en la máquina.



En caso contrario, la máquina de doblado está ocupada y la entidad debe seguir por el circuito. Incluya una etapa TRANSFER que fuerce a la entidad a ser movida desde su nodo hacia la conexión de salida (continuar hacia el siguiente SERVER).

si

se está

procesando

alguna camisa

Figura 21.2: Forzando a que una Entidad se Salte un Nodo. Paso 4: Repita el proceso para las 3 máquinas restantes. La forma más fácil es crear los disparadores y luego copiar y pegar las etapas, modificando solamente la condición para que refleje la máquina adecuada.

182

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Paso 5: Guarde el modelo y ejecútelo. Las entidades continuarán así su camino hasta que encuentren una máquina disponible y puedan ser procesadas. Paso 6: Para verificar el proceso, podemos añadir 5 o 6 símbolos adicionales con colores diferentes. Incremente la variable de estado correspondiente a la imagen en 1 cada vez que la entidad entra (proceso “On Entering”) en la cinta situada después de la operación SvrFold4.

Sección 21.2: Usando un Vehículo para Mover las Camisas a los Puestos de Doblado En el sistema real, las camisas van en una bandeja sobre la cinta transportadora. Dan vueltas hasta que algún operario coge una camisa de la bandeja. Las bandejas van a ser modelizadas como un vehículo129. Paso 1: El objeto VEHICLE tiene ciertas limitaciones para este problema en particular y necesita ser modificado. Haga una subclase 130 del objeto VEHICLE para facilitar la creación de un vehículo especializado según nuestra situación. Paso 2: Seleccione MYVEHICLE en el Navigation. A partir de la pestaña ” Definitions”, sección “External”, incluya el símbolo del vehículo de la librería (usando el desplegable “Place Symbol” dentro de la banda). A partir de la pestaña “Animation”, incluya una fila animada y fije la propiedad Queue State en RideStation.Contents, lo que va a permitir que se puedan ver las camisas que se están moviendo (Figura 21.3).131

Figura 21.3: Añadiendo una Vista Externa a la Nueva Clase Paso 3: Incluya un nuevo MYVEHICLE en el modelo para representar a las bandejas, de nombre FormVeh, utilizando la librería. 

Para FormVeh, fije su capacidad en 1 y el número inicial en el sistema (en la sección “Dynamic Objetos”) en 0 para permitir una distancia constante entre las bandejas en el sistema de cintas.



Fije la propiedad Initial Node en el nodo de transferencia TStart.



Se debe fijar la propiedad Routing Type en “On Demand” con Idle Action igual a “Roam”, lo que hace que los vehículos se muevan continuamente.

Paso 4: Incluya una nueva SOURCE, de nombre SrcFrm, fijando Entity Type en FormVeh. 

Conecte la fuente al inicio de TStart con un CONNECTOR.

129

Un objeto WORKER se podía haber utilizado también. De hecho WORKER es una super clase de VEHICLE.

130

Haga clic con el botón derecho en la clase del objeto y luego en “Subclass”.

131

Recuerde que al apretar la tecla Shift, se permite cambiar la altura del símbolo.

Más Sobre Submodelos: Una Línea de Camisas

183



El número máximo de llegadas debe ser 2, con un tiempo entre llegadas de 2.5 minutos.

Paso 5: Para el nodo de transferencia TStart, especifique que las camisas necesitan un transportador para ir a un puesto de doblado, incluyendo las siguientes propiedades.

Figura 21.4: Fijando el Nodo para Forzar a que las Camisas se Muevan en Vehículos Paso 6: Elimine cualquier asignación referente a múltiples dibujos que haya en la cinta que sigue a SvrFold4. Paso 7: Guarde el modelo y ejecútelo para observar qué sucede. Dado que los vehículos son un tipo de entidad, el proceso Entered creado con anterioridad para redirigir a las camisas si la estación estaba ocupada, también funciona para los vehículos. Pregunta 2:

¿Qué pasa cuando los puestos se llenan?

Pregunta 3:

¿Alguna idea de por qué sucede esto?

El problema estriba en que el sistema se bloquea y no puede resolverse con la lógica actual. El problema surge cuando un vehículo con una camisa llega al nodo TStart. Dado que la pieza tiene como Destination Type el comando “Continue” y no existe lógica para que no continúe, la entidad es descargada por el vehículo pero la entidad se atasca en el nodo de transferencia. La entidad no puede ir a ningún sitio porque se supone que debe ir en un vehículo y el proceso del vehículo no puede acabarse. Se produce un bloqueo irreversible. Para resolver el problema, el vehículo no debería descargar las entidades en el nodo TStart. Tampoco un vehículo puede saltarse el nodo porque tiene que cargar las camisas planchadas que hay que llevar a los puestos de doblado. Paso 8: Incluya un disparador Entered en TStart para hacer que el vehículo se salte el nodo en el caso en que el vehículo ya lleve una camisa. Añada 2 etapas Decide y copie la etapa Transfer de uno de los otros procesos Entered, como se muestra en la Figura 21.5. La primera etapa Decide utiliza el operador Is para comprobar si es un vehículo el que entra en el nodo. Si es MYVEHICLE, entonces se comprueba si va cargado con una camisa, RideStation.Contents. En caso afirmativo, se manda al vehículo a la salida directamente.

184

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 21.5: Haciendo que los Vehículos se Salten el Nodo Paso 9: Guarde el modelo y ejecútelo. Pregunta 4:

¿Entra el sistema en bloqueo?

Sección 21.3: Permitiendo Llevar Varias Piezas El modelo actual funciona correctamente y los vehículos dan vueltas cargando camisas planchadas y dejándolas en los puestos de doblado que están libres. Sin embargo, se podría llevar más de una camisa por vehículo, mientras que ahora sólo una puede ser cargada, sólo una transportada y sólo una descargada. Paso 1: Seleccione VehForm y cambia la propiedad Ride Capacity a 4. Paso 2: Guarde el modelo y ejecútelo, observando el modelo durante un par de horas. Pregunta 5:

¿Funciona el sistema como se pretendía? ¿Llevan los vehículos más de 1 camisa?

Pregunta 6:

¿Carga el vehículo las camisas en TStart si lleva alguna, pero menos de 4?

Paso 3: La lógica de procesos hace que el vehículo no entre en el nodo TStart si lleva camisas, por lo que no parará si lleva alguna. Además, una bandeja vacía cargará y dejará más de una camisa, que no es lo que queremos. Seleccione MyVehicle en el Navigation para modificar el comportamiento por defecto de los vehículos. Paso 4: Primero, evitemos que el vehículo deje todas las camisas en un puesto. Dado que un objeto no sabe nada sobre el modelo que lo está usando, añada una nueva variable de estado discreta, de nombre DontDropoffNodeID, que ayude a impedir que se descarguen todas las unidades. Advierta que ésta no es una referencia a un nodo sino un ID numérico asociado a un nodo. Cada objeto en SIMIO tiene un ID y SIMIO proporciona una función ID para acceder a él (por ejemplo, SrvFold1.ID). Paso 5: Vaya a la pestaña Processes y vea los numerosos procesos utilizados para modelizar el comportamiento complejo de los vehículos. El proceso OnVisitingNode se ejecuta cada vez que un vehículo entra en un nodo y es el proceso más complicado de cualquier objeto de SIMIO. Desactive el proceso de forma que pueda ser modificado. Se desactiva un proceso haciendo clic en el proceso y luego en el botón continuación:

en la banda. Los pasos básicos para modificar este proceso se describen a

Más Sobre Submodelos: Una Línea de Camisas

185



Se comprueba si el vehículo ha llegado al nodo correcto (zona de descarga, de carga, o reclamado como recurso) si es que uno ha sido especificado.



Se compruebe si el vehículo ha llegado a un nodo porque ha sido reclamado y está atendiendo la petición. Si es así, se dice a la entidad que el vehículo ha llegado al nodo correcto y se espera hasta que el vehículo es liberado.132



Se entra en el rutina para descargar entidades; si falla o no hay más entidades, se sigue con la carga (la descarga se realiza antes que la carga en los nodos).



Se entra en la rutina para cargar entidades que hayan solicitado los servicios del vehículo.



Se decide si es un vehículo con una ruta fijada (por ejemplo, un autobús); si es así, se dirige hacia el próximo destino y sale del nodo.



Si su ruta no está fijada, se selecciona el siguiente punto de descarga si está transportando entidades en función de las reglas de ordenación y sale del nodo.



Si no hay entidades que descargar, se libera al vehículo para que pueda planificar su siguiente visita.



Si no hay nada que cargar ni descargar, se decide dónde debe aparcar.



Si el vehículo está siempre en movimiento, o bien sale del nodo o bien espera hasta la siguiente petición.

Paso 6: Si el nodo que se está visitando es el nodo en el que no se puede descargar, DontDropoffNodeID, entonces no se puede permitir que haya descargas, pero sí que se pueda cargar entidades. El objetivo es incluir una etapa Decide antes de la etapa Dropoff. Sin embargo, esto complica la lógica. La forma más fácil es colocar una nueva etapa Decide entre Dropoff y Wait. Seleccione la etapa Decide que se encuentra a la parte asociada con la comprobación de si hay entidades que deben ser descargadas. Mueva la rama True para que corresponda con la nueva etapa Decide. La etapa Dropoff puede moverse ahora a la derecha de la nueva etapa Decide (Figura 21.7). Especifique que en la etapa Decide se va a comprobar si CurrentNodeId no es igual que DontDropoffNodeID.

Figura 21.6: Propiedades de la Etapa Decide en el Nodo Don’t Drop Off Paso 7: La rama False de la nueva etapa Decide debe continuar con la etapa Pickup; alargue el nodo End.

132

Como se ha mencionado en un capítulo anterior, y mencionado en el nodo OnVisit, los vehículos responden a las etapas Seize antes de atender a las llamadas para cargar o descargar. 186

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 21.7: Modificando el Proceso OnVisitingNode Paso 8: Vuelva al modelo principal y borre el disparador “Entered” del nodo TStart, fijando en “null” su valor. Paso 9: Si se ejecuta el modelo, la situación de bloqueo volverá a aparecer porque el vehículo no ha sido informado sobre la imposibilidad de descarga en el nodo correspondiente. En la fuente SrcFrm, utilice las asignaciones Before Exiting para asignar el valor ID de TStart al vehículo que acaba de ser creado.

Figura 21.8: Asignando el ID del Nodo TStart al Vehículo Paso 10:

Guarde el modelo y ejecútelo.

Pregunta 7: ¿Recoge el vehículo ahora camisas incluso si ya lleva alguna (puede que necesite alargar la fila del vehículo para ver más de dos camisas)?

Pregunta 8: ¿Carga en algún momento más de una camisa a la vez? ¿Descarga todas a la vez en el primer puesto disponible?

Sección 21.4: Permitiendo Una Carga y Una Descarga Cada Vez Se carga más de una camisa y también se descarga más de una en cada puesto disponible. El vehículo por defecto está diseñado para descargar y cargar varias entidades en función de su capacidad según la rutina del proceso OnVisited. Paso 1: Tanto la secuencia de carga como la de descarga tienen una etapa Decide que permite al vehículo seguir descargando o cargando hasta que una etapa falla (no se puede descargar o cargar). Existen tres posibilidades para forzar a que sólo se pueda descargar una entidad cada vez.

Más Sobre Submodelos: Una Línea de Camisas

187

1. Haga que tanto las ramas “true” y “false” vayan directamente a la etapa Pickup. Seleccione la etapa Decide y agarre el final de la rama “true”y posiciónela sobre la etapa Pickup. 2. Borre la etapa Decide y haga que la etapa Wait se una directamente con la etapa Pickup. Si sigue esta opción, primero mueva la etapa Decide a la izquierda de la etapa Wait y luego mueva la rama desde la etapa Wait a la etapa Pickup. 3. Fije la propiedad Exclusion de la etapa Decide en el valor “2”, lo que hará que se evite la etapa y se elija la rama “false” todas las veces.

Figura 21.9: Modificando el Vehículo Para Dejar Sólo Una Entidad Paso 2: Repita el proceso para la etapa Decide en la línea Pickup-Wait-Decide. Paso 3: Guarde el modelo y ejecútelo, observando que sólo se carga o descarga una entidad cada vez.

Sección 21.5: Haciendo que la Animación Sea la Correcta Existen más de 20 bandejas en el circuito continuo del sistema real. Paso 1: En la fuente SrcForm, incremente el número de bandejas en el sistema a 20 con un tiempo entre llegadas de 0.25 minutos. Dado que las cintas se mueven a una velocidad constante de 10 metros por minutos y tienen una longitud de 10 metros, el ritmo de llegadas debería espaciar convenientemente las bandejas a lo largo del sistema. Puede querer reducir también el tamaño de los vehículos. Pregunta 9: ¿Observa alguna anomalía en el sistema o al menos en la animación (mueve mucho SrvFold1 hacia la derecha)? Paso 2: Desde el punto de vista estadístico, el sistema se comporta de forma correcta, pero desde el punto de vista visual, parece que los vehículos en alguno de los segmentos del circuito se mueven a velocidades distintas. El problema estriba en que el circuito cerrado ha sido modelizado con 5 segmentos. Incluso si el alineamiento de las celdas estuviera fijado en un número de celdas, esto sólo cubre un único segmento. Los segmentos individuales implican anomalías adicionales según las bandejas cambian de un segmento a otro, dado que habrá veces que las bandejas tengan que esperar en un nodo a una celda de animación. Esta acción puede causar acumulaciones. El problema en la animación aparece porque se están utilizando longitudes lógicas en lugar de las distancias verdaderas.

188



Los servidores, SERVERS, se deben colocar cuidadosamente de forma que la entrada de SrvFold1 se encuentre cerca del punto (0, 0) mientras que las entradas de SrvFold2, SrvFold3, y SrvFold4 deben colocarse cerca de los puntos (0, -10), (-10, -10) y (-10, 0).



Seleccione el InputNode de SrvFold3; en la sección “General” dentro de las propiedades, abra la propiedad Size and Location para especificar la dimensión X como –10, la dimensión Z como –10 y Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

la dimensión Y como 0 (Figura 21.10). La dimensión Y especifica la posición en 3-D (la altura sobre el nivel del suelo). Normalmente la tercera dimensión es Z, pero no en SIMIO, que es Y.

Figura 21.10: Especificando la Posición Exacta 

Repita este proceso para cada una de los puesto de doblado restantes, utilizando el posicionamiento exacto (la dimensión Y es 0, todos los objetos en el suelo en 3D).



Para el nodo TStart, especifique la dimensión X como -5, la dimensión Z como 8.66025 y la dimensión Y como 10, lo que hará que TStart se sitúe a 10 metros de SrvFold1 y SrvFodl4.

Paso 3: Guarde el modelo y ejecútelo, observando que la animación se comporta correctamente con una separación constante entre bandejas.

Sección 21.6: Comentario 

Modificar los objetos vehículo y trabajador ha sido un ejercicio apasionante porque fueron diseñados para incluir comportamientos muy complejos. Sin embargo, si se pueden comprender en toda su extensión, se va a encontrar muy a gusto cuando modifique los objetos estándar.



Para que la animación se asemeje a la realidad, encontrará que es necesario incluir distancias. La animación de SIMIO está diseñada para ser precisa desde el punto de vista dimensional.

Más Sobre Submodelos: Una Línea de Camisas

189

Capítulo 22 Más Subclases: Modelización Avanzada de Cadenas de Suministros 

Más sobre hacer subclases de objetos.



Modificación de procesos existentes.



Usando las etapas Create y Set Node.

En el Capítulo 12 se demostró cómo realizar la modelización de una cadena de suministro de tres etapas muy simples. Sin embargo, sólo el centro de distribución DC (Distribution Center) utilizaba un modelo de gestión de stocks para tomar decisiones. La Figura 22.1 muestra una cadena de suministros más complicada en la que dos tiendas piden a nuestro centro de distribución DC. Las dos tiendas siguen un modelo de gestión similar al utilizado por el fabricante, al que lanzan pedidos de reposición. El fabricante puede utilizar dos proveedores diferentes del mismo producto. Los proveedores utilizan también un modelo de gestión para satisfacer la demanda del fabricante. Suministro Perfecto de Materia Prima

Clientes Pedido Pedido

Proveedor A

WalMart Flujo de Producto

Fabricante Centro de Distribución

Proveedor B

Flujo de Producto Target

Figura 22.1: Una Cadena de Suministro Más Complicada

Sección 22.1: Desarrollando un Objeto Especializado para la Cadena de Suministro En el Capítulo 12, se desarrolló un modelo de gestión de stocks para un único producto y una única etapa de la cadena de suministros. Se puede utilizar un enfoque similar para cada una de los segmentos de la cadena de suministros mostrada en la Figura 22.1, si se añade más variables de estado y algo de lógica adicional. A medida que el sistema se hace más complicado o se requiere que se introduzcan cambios en el modelo o se diseñen nuevas políticas de gestión, este enfoque no es el más eficiente. Sin embargo, la posibilidad de crear objetos especializados va a facilitar la modelización de estos sistemas, incluso no añadiendo mucha lógica adicional. Paso 1: Abra el modelo del Capítulo 12. Cree un nuevo proyecto, abriendo otro SIMIO. Va a ser conveniente copiar elementos del modelo anterior mientras se construye el nuevo. Paso 2: Se utilizan entidades para modelizar tanto el flujo de pedidos como de productos. Incluya las siguientes tres variables de estado discretas.

190

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Tabla 22.1: Tres Nuevas Variables de Estado Discretas Variable OrderAmt DeliverNodeID OriginalOrderAmt

Descripción La cantidad de producto que se necesita o que se ha pedido. El nodo de entrada donde el pedido debe ser enviado. La cantidad en el pedido original.

Paso 1: Nuestro objetivo es encapsular la lógica y los parámetros que estaban incluidos en el modelo simple dentro de un objeto que se pueda utilizar más de una vez. Haga una subclase del objeto operación, SERVER133 y llámelo SUPPLYINVSERVER. Paso 2: Seleccione el objeto SUPPLYINVSERVER en el [Navigation]. En Definitions→Properties, incluya cinco propiedades Expression Standard Properties, de nombre InitialInventory, ReorderPoint, OrderUptoQty, ReviewPeriod, y ReviewPeriodTimeOffset. Deben colocarse todas en la categoría “Inventory”134 y las dos propiedades correspondientes al período de revisión tienen que tener las unidades en días.

Figura 22.2: Añadiendo las Cuatro Propiedades de Inventario en Nuestro Objeto Paso 3: En el objeto SUPPLYINVSERVER, incluya una variable de estado discreta, DISCRETE STATE, de nombre Inventory, que va a representar el nivel actual de inventario de un producto en un segmento, y otra variable, de nombre WIP, para representar la cantidad total que para un segmento se ha pedido desde un proveedor. La propiedad Initial State Value debe tomar el valor de “0” tanto para la variable Inventory como para WIP respectivamente. Paso 4: Necesitamos incluir en nuestro nuevo modelo los mismos elementos, ELEMENTS, que incluimos en el modelo simple (Figura 22.3).   

133

Incluya una estadística TALLY STATISTIC, de nombre TallySL, para seguir el comportamiento de la variable nivel de servicio. Incluya una estadística STATESTATISTIC, de nombre StateStatInv, para seguir el comportamiento de la variable nivel de inventario. Incluya un TIMER, de nombre TimerReview, para modelizar el intervalo de revisión. La operación de reaprovisionamiento hará la revisión de su posición de inventario135 según la propiedad ReviewPeriod y empezará a revisar según ReviewPeriodTimeOffset.

Veáse el Capítulo 18 para más información sobre cómo hacer subclases de objetos en SIMIO.

134

La primera vez tiene que teclear el nombre de la categoría, “Inventory”, y ya las siguientes veces se puede seleccionar del desplegable. 135

Recuerde que la posición de inventario es el stock disponible más lo que está pedido y que no se ha recibido.

Más Subclases: Modelización Avanzada de Cadenas de Suministros

191

Figura 22.3: Fijando los Valores de las Estadísticas y el Temporizador

Sección 22.2: Añadiendo la Estación de Pedidos y las Características para Procesarlos En la sección previa, se han incluido en nuestro nuevo modelo las mismas variables, propiedades y elementos que contenía el modelo sencillo del Capítulo 12. Recuerde que el modelo incluía 2 sistemas separados (un sistema de lanzamiento y procesamiento de pedidos y otro para crear piezas para reponer los stocks). Paso 1: Nuestro nuevo objeto necesita también recibir pedidos y procesarlos. Se necesita un lugar, estación (STATION), para albergar las entidades que representan a los pedidos mientras están siendo procesados. En la sección Definitions→Elements→General, incluya una nueva STATION, de nombre OrderProcessing.136 Paso 2: Para establecer las capacidades del proceso de pedidos así como para ordenar los pedidos que están en espera, cree una nueva propiedad referenciada haciendo clic con el botón derecho en las propiedades. Use los nombres que se muestran en la Figura 22.4.

Figura 22.4: Creando Propiedades Para Permitir que el Cambie la Ordenación de los Pedidos Paso 3: Cambie a Definitions→Properties y modifique las nuevas propiedades al incluirlas en la categoría “Ordering Information”.

Figura 22.5: Todas las Propiedades Paso 4: Para separar el procesamiento de pedidos y productos, utilice la pestaña “Facility” e incluya un nuevo recurso, RESOURCE, de nombre ResOrder, para utilizarlo en el sistema de pedidos, mientras que la capacidad de las operaciones se utilizará para el sistema de producción.

136

Véase el Capítulo 19 para más información sobre STATIONS.

192

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Paso 5: Asociaremos ahora la capacidad de los nuevos recursos y la ordenación con la estación de pedidos. Para las propiedades Capacity Type y Work Schedule, cree nuevas propiedades, mientras que para el resto utilice las ya creadas.

Figura 22.6: Propiedades para el Nuevo Recurso Paso 6: Asegúrese de que cambia la categoría de las nuevas propiedades a “Ordering Information” así como de que coloca las dos nuevas propiedades por encima de OrderInitialCapacity como se muestra en la Figura 22.7. Cree una Switch Condition en OrderWorkSchedule, por si el elige incluir turnos de trabajo en el tipo de capacidad del sistema de pedidos.

Figura 22.7: Modificando el Tipo de Capacidad de un Pedido y las Propiedades de Turnos Paso 7: Necesitamos añadir un punto de entrada (un nodo de entrada) para los pedidos que llegan a nuestro sistema de aprovisionamiento, así como un punto de salida de la operación de reaprovisionamiento. En el objeto SUPPLYINVSERVER, vaya a la sección Definitions→External. Utilizando el desplegable Drawing→Place Symbol, coloque un símbolo para la operación entre los dos nodos externos y coloree la parte exterior de verde (Figura 22.8).

Reaprovisionamiento

Entrada Normal

Entrada de Pedidos

Salida Normal

Figura 22.8: Creando el Interfaz Externo y Añadiendo Nodos de Entrada y de Salida

Más Subclases: Modelización Avanzada de Cadenas de Suministros

193

Paso 8: Mueva los dos nodos externos originales (Input y Output) al tercio inferior del objeto (Figura 22.8). Incluya dos nodos “External”137 adicionales, de nombre ReorderOutput y OrderInput. El nodo ReorderOutput es un nodo TRANSFERNODE y debe situarse justo por encima del nodo Input puesto que los pedidos serán transferidos hacia el proveedor, mientras que el nodo OrderInput es un nodo BASICNODE, que hay que situar justo por encima del nodo Output, que va a recibir pedidos en tránsito. Esta disposición va a favorecer el concepto de que los productos fluyen desde el final de la cadena hasta el principio (de derecha a izquierda) mientras que los pedidos lo hacen en sentido contrario. Las propiedades de ambos nodos se especifican en la Figura 22.9. Una vez que los pedidos entren en OrderInput, serán transferidos directamente a la estación OrderProcessing.

Figura 22.9: Especificando las Propiedades de los Nodos ReorderOutput y OrderInput Paso 9: Añada 4 filas animadas que ayuden a mostrar el contenido de las filas de las 4 STATIONS (Figura 22.10).138 Añada las mismas 6 etiquetas de estado que existían antes para representar el nivel de inventario (Inventory), el nivel medio de inventario (StateStatInv.Average), y el nivel de servicio medio (TallySL.Average). Processing.Contents OrderProcessing.Contents

InputBuffer.Contents

OutputBuffer.Contents

Figura 22.10: Añadiendo Filas Animadas y Etiquetas de Estado Paso 10: Como parte del sistema de pedidos, se van a necesitar tres propiedades adicionales (Tabla 22.2) a incluir en la categoría “Ordering Information”. La propiedad OrderProcessingTime debe estar medida en días, “Days”. Tabla 22.2: Tres Propiedades Para el Sistema de Pedidos Propiedad OrderProcessingTime DeliverNodeID OrderEntityType

Tipo Standard Property→Expression Standard Property→Expression Objeto Reference Standard Property→Entity

Descripción Tiempo para procesar un pedido antes de que sea atendido El ID del nodo que va a recibir el pedido El tipo de entidad a enviar

Necesaria Sí Sí Sí

137

Véase Capítulo 19 y Capítulo 20 para más información sobre cómo incluir nodos externos en la vista externa de un objeto.

138

Para cada fila, fije Alignment en “None” dentro de la pestaña Appearance.

194

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

La propiedad OrderEntityType se va a utilizar de forma similar a EntityType del objeto SOURCE. Va a crear pedidos de reposición en función de un tipo definido por el (permite cambiar los pedidos sin necesidad de modificar el objeto SUPPLYINVSERVER).

Sección 22.3: Añadiendo la Lógica de Comportamiento del Sistema de Pedidos Acabamos de definir todas las características del nuevo objeto y ahora tenemos que añadir el sistema de pedidos. Los pedidos que llegan al nodo OrderInput se mandan directamente a la estación OrderProcessing. En este punto, es necesario añadir la lógica necesaria para atender los pedidos. Recuerde que en el Capítulo 19 en el objeto DELAY, las estaciones incluían la entrada y salida de piezas. Paso 1: Incluya un nuevo proceso, de nombre OnEnteredOrdering, que se ejecute con el disparador OrderProcessing.Entered (Figura 22.11), y que sirva para procesar los pedidos. El proceso se explica en los pasos siguientes.

Figura 22.11: El Proceso OnEnteredOrdered Paso 2: Cuando se transfieren las entidades de un lugar a otro, se tiene que acabar la transferencia para que se indique que se ha llegado al destino final. Recuerde que la capacidad de la estación OrderProcessing fue definida con una referencia al proceso de pedidos. También habíamos añadido una expresión para simular el procesamiento del pedido antes de que se atendiera. Sólo intentaremos atender el pedido si la cantidad pedida es mayor que 0 y actualizaremos las estadísticas sobre el nivel de servicio. La Figura 22.12 muestra las primeras etapas de la recepción del pedido mientras que la Figura 22.16 muestra las propiedades asociadas con las etapas correspondientes al procesamiento.

Figura 22.12: Las Primeras Cinco Etapas Correspondientes a la Llegada de Pedidos 

Incluya una etapa End Transfer para finalizar la transferencia de la entidad desde el nodo externo OrderInput hasta la estación OrderProcessing.



Incluya una etapa Seize para apresar una unidad de ResOrder (Figura 22.13).

Más Subclases: Modelización Avanzada de Cadenas de Suministros

195

Figura 22.13: Apresando Una Unidad de ResOrder 

Como en el caso de las operaciones normales, queremos dar la posibilidad al de que ejecute disparadores antes y después de procesar el pedido, por lo que ha de incluir dos nuevas etapas Execute. Cree dos nuevas propiedades, de nombre OrderProcessingAddOn y OrderProcessedAddOn (Figura 22.14). En la sección Definitions→Property, cambie la categoría de esta propiedad a “Add On Process Trigger” y el nombre a mostrar a “Order Processing” y “Order Processed” respectivamente.

Figura 22.14: Disparadores Processing y Processed 

Incluya una etapa Delay entre dos Execute para representar el procesamiento del pedido antes de atender el pedido utilizando la propiedad OrderProcessingTime.

Figura 22.15: La Etapa Delay 

Añada una etapa Decide para determinar si la cantidad del pedido es mayor que 0 antes de atender la orden.



Actualice el nivel de servicio usando una etapa Tally.

Figura 22.16: Propiedades Asociadas con el Comienzo del Proceso de Pedidos

196

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Paso 3: Las etapas anteriores eran similares a las usadas en el modelo simple del Capítulo 12. Eran las únicas asociadas con el proceso de los pedidos puesto que el centro de distribución era el único objeto que interesaba puesto que los pedidos no fluían hacia el cliente. Las etapas correspondientes a llevar las unidades hasta el cliente se incluyen en la Figura 22.17.

Etapas Copiadas de OnEnteredProcessing

Figura 22.17: Etapas Usadas Para Cubrir el Pedido y Enviarlo hacia el Cliente Paso 4: Las primeras tres etapas actualizarán la posición de inventario en la cantidad que está siendo enviada al cliente. Si la posición no puede cubrir la cantidad solicitada (etapa Decide) entonces cambie el valor de la cantidad del pedido al nivel actual de inventario. Si hay suficiente inventario (“False”), disminuya el valor de la posición de inventario en la cantidad correspondiente al pedido. Incluya la etapa Decide y las dos etapas Assign con las propiedades incluidas en la Figura 22.18.

Figura 22.18: Actualizando la Posición de Inventario Paso 5: Después de que la posición haya sido actualizada, el pedido tiene que ser enviado a través del nodo externo Output. Si el “ID” del nodo estaba especificado (ModelEntity.DeliverNodeID >0), entonces fijaremos el nodo de destino antes de que enviemos el pedido. En caso contrario, enviemos el pedido, y dejemos que las conexiones dirijan al pedido hacia su destino (Figura 22.19).

Figura 22.19: Enviando el Pedido Hacia los Clientes Paso 6: Si la capacidad de la fila de salida es mayor que 0, haremos la transferencia; en caso contrario, la transferencia se hará automáticamente. A imagen y semejanza de la Figura 22.17, copie las etapas Decide, Assign y las dos Transfer incluidas en “OnEnteredProcessing” (Figura 22.26). Paso 7: Incluya un nuevo proceso, de nombre “OnExitedOrderingProcess”, que se ejecute con el disparador OrderProcessing.Exited (Figura 22.20). Copie las tres etapas del proceso “OnExitedProcessing”. Este proceso ejecutará todas las etapas cuando la capacidad de la fila de salida es 0 y los pedidos se envían directamente al nodo externo. Modifique la etapa Release para liberar el Más Subclases: Modelización Avanzada de Cadenas de Suministros

197

recurso específico ResOrder en lugar de la capacidad del objeto padre, y cambie “Units Per Object” a “1”.

Figura 22.20: Proceso Correspondiente a la Salida de la Estación OrderProcessing. Paso 8: Dado que los pedidos se mandan a través de la fila de salida, tenemos que desactivar “OnEnteredOutputBuffer” de forma que libere ResOrder en lugar del objeto padre, como sucedía en el paso previo. Haga clic en el proceso y desactívelo, modificando la etapa Release.

Figura 22.21: Modificando el Proceso OutputBuffer.Entered

Sección 22.4: Añadiendo la Lógica del Sistema de Reposición de Inventario Hemos definido hasta ahora la lógica relativa al sistema de pedido. Ahora, es necesario implementar el sistema de reposición de inventario en el nuevo objeto. Paso 1: Prepare el sistema de revisión periódica mediante la creación de un proceso que responda a las llamadas del temporizador TimerReview. Desde la pestaña “Processes” de SUPPLYINVSERVER, cree un nuevo proceso, de nombre InventoryReview. Fije la propiedad Triggering Event para que responda a un evento TimerReview.Event que hace que se ejecute el proceso cada vez que el temporizador genera una llamada (Figura 22.22). Este proceso es casi idéntico al creado en el Capítulo 12 (Figura 12.9) por lo que todas las etapas se pueden copiar y pegar; es necesario sin embargo modificar algo las etapas Create, Assign y Transfer.

Figura 22.22: Proceso de Reposicionamiento  

198

La etapa Decide realiza una comprobación “ConditionBased” para determinar si el nivel de inventario es menor que el punto de pedido (Inventory < ReorderPoint ) Si se necesita reposicionar, use la etapa Create para crear una nueva entidad (Figura 22.23) según la propiedad OrderEntityType.

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 22.23: Creando Un Pedido de Reposición a los Proveedores 

Para el pedido recién creado, utilice una etapa Assign para asignar la cantidad y aumente el valor de WIP en esa cantidad. Adicionalmente, también fijaremos la cantidad original para permitir que se modelice la fiabilidad de los proveedores así como el nodo de entrada, si se especifica (Tabla 22.3).

Tabla 22.3: Calculando la Cantidad del Pedido y Actualizando la Variable WIP Variable de Estado ModelEntity.OrderAmt WIP ModelEntity.DeliverNodeID ModelEntity.OriginalOrderAmt



Nuevo Valor Math.Max(0, OrderUpToQty – Inventory –WIP) WIP + ModelEntity.OrderAmt DeliverNodeID ModelEntity.OrderAmt

Incluya una etapa Execute en la que se ejecutará un disparador cuando el pedido de reaprovisionamiento sale del objeto para ir hacia los proveedores (Figura 22.24). En la sección Definitions→Property, cambie la categoría de esta nueva propiedad a “Add-On Process Triggers” y el nombre a “ReOrder Exited.”

Figura 22.24: Incluyendo un Disparador Definido por el 

Una vez que la propiedad OrderEntityType está fijada, se necesita enviar la entidad al proveedor, utilizando una etapa Transfer para que se mueva desde “FreeSpace” al nodo ParentExternalNode de ReOrderOutput.139

Figura 22.25: Mandando el Pedido de Reposición al Proveedor Paso 2: Recuerde que en el Capítulo 12, cuando los productos llegaban al centro de distribución y eran empaquetados, la variable Inventory se incrementaba en la cantidad del pedido recibido, mientras que la variable WIP se reducía en la misma cantidad, utilizando el disparador “Processed” de la operación SrvDC. Dado que estamos encapsulando esta misma lógica dentro de nuestro nuevo SUPPLYINVSERVER, esa misma lógica necesita ser incluida justo después de que se ejecute el disparador “Processed” en OnEnteredProcessing. Este proceso se ejecuta cuando las piezas han llegado y van a empezar a ser

139

El ha de indicar cuándo los pedidos se transportan desde ReOrderOutput a través de una unión.

Más Subclases: Modelización Avanzada de Cadenas de Suministros

199

procesadas. Seleccione el proceso OnEnteredProcessing en la pestaña “Processes” y haga clic en el botón (

140

), para poder modificarlo (Figura 22.26).

Executes Processed Add-On Trigger

Figura 22.26: El Proceso OnEnteredProcessing Paso 3: Después de la ejecución del disparador “Processed” (Figura 22.26), la entidad o bien será transferida a la fila de salida si su capacidad es mayor que 0 (rama “True”) o bien se ejecutarán todas las asignaciones correspondientes al evento salida antes de ser transferida al nodo de salida externo. En nuestro modelo en el que se fabrica para inventariar (make-to-stock), el producto se coloca en el inventario y no se manda al siguiente proceso. Necesita por tanto borrar las etapas que se encuentra después de la etapa Execute e incluir tres nuevas etapas (Assign, Release, y Destroy) (Figura 22.27). Nuevas Etapas

Figura 22.27: El Nuevo Proceso OnEnteredProcessing 

La etapa Assign actualiza los valores de Inventory y WIP (Tabla 22.4). Tabla 22.4: Actualizando las Variables Inventory y WIP Variable de Estado Inventory WIP



140

Nuevo Valor Inventory + ModelEntity.OrderAmt WIP - ModelEntity.OriginalOrderAmt

Dado que la entidad no se envía a la fila de salida (no se ejecutará el proceso OnEnteredOuputBuffer) o al nodo externo (no se ejecutará el proceso ExitedProcessing), la capacidad de la operación no se libera nunca. Así, copie la etapa Release del proceso OnExitedProcessing después de la etapa Assign.

Véase el Capítulo 18 y el Capítulo 21 para más información sobre cómo desactivar y restaurar procesos.

200

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO



Incluya una etapa Destroy para que elimine la entidad que acaba de llegar puesto que no va a seguir moviéndose.

Paso 4: La propiedad InitialInventory se utilizaba para establecer la posición inicial del Inventory dentro del proceso OnInitialized. Desactive el proceso OnInitialized de nuestro nuevo objeto e incluya la misma etapa Assign que antes (Figura 22.28).

Figura 22.28: Estableciendo la Posición Inicial de Inventario

Sección 22.5: Usando los Nuevos Objetos para Modelizar la Cadena de Suministros El nuevo objeto SUPPLYINVSERVER ha sido definido y puede utilizarse para crear un modelo (Figura 22.29) de la cadena de suministros compleja (Figura 22.1). 141

Figura 22.29: Modelo del Sistema Complejo Paso 1: En “Facility”, añada una nueva MODELENTITY, de nombre Orders. Añada una etiqueta de estado que esté conectada con la entidad de forma similar a la mostrada en el Capítulo 18, y que muestre la propiedad Expression, con el valor OrderAmt (Figura 22.29).

141

Debe separar los objetos hasta que la dirección de los caminos muestre la flecha. Tener los caminos y los conectores en el sentido incorrecto puede generar errores que son difíciles de encontrar. Cuando esté seguro de que las uniones muestran la dirección correcta, sitúe los objetos otra vez en sus lugares originales.

Más Subclases: Modelización Avanzada de Cadenas de Suministros

201

Paso 2: Incluya 2 SOURCES, de nombre SrcWalmartCust y SrcTargetCust, para que se generen los clientes que representan las compras diarias (tiempo entre llegadas de 1 día). Como se hizo con anterioridad, fije las asignaciones Before Exiting State Assignments que marcarán el número de pedidos, ModelEntity.OrderAmt, en Random.Poisson(40) y Random.Poisson(30)en días, para las tiendas Walmart y Target respectivamente. Paso 3: Añada 1 SUPPLYINVSERVER, de nombre SupInvWalmart, que representará la posición de inventario de Walmart. 

Fije la propiedad Initial Capacity en 2 y la propiedad ProcessingTime en Random.Triangular(1,2,3)*ModelEntity.OrderAmt en minutos, para modelizar el procesamiento de los productos en las tiendas y en las estanterías.



En la categoría Inventory, fije las propiedades Review Period en 5 días, Initial Inventory en 1300, Reorder Point en 900, y Order Up to Qty en 1100 (Figura 22.30).



Para cumplimentar la categoría Order Information, es necesario saber que se tarda 0.25 días en procesar un pedido. Fije Deliver Node ID en [email protected] lo que permitirá que los pedidos que sean enviados al proveedor vuelvan al cliente adecuado.

Figura 22.30: Propiedad del Cliente Walmart Paso 4: Repita el Paso 3 para el cliente Target, copiando el objeto SupInvWalmart en otro denominado SupInvTarget, y cambiando sus propiedades según la Figura 22.31.

Figura 22.31: Propiedad del Cliente Target Paso 5: Conecte las dos fuentes con el nodo OrderInput correspondiente en SupInvWalmart y SupInvTarget con conectores (Figura 22.29).

142

Recuerde que cada objeto en SIMIO tiene un número de identificación único al que se puede acceder utilizando la función

202

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

ID.

Paso 6: Necesitas crear el centro de distribución que va a dar servicio a los dos clientes. Copie SupInvWalmart y llámelo SupInvDC. 

Fije la propiedad ProcessingTime en minutos según la siguiente expresión: Random.Triangular(5,10,20)*ModelEntity.OrderAmt



Fije la propiedad Initial Inventory en 1700, Reorder Point en 1200 y Order Up to Qty en 1700.  Fije Delivery Node ID en 0. Paso 7: Conecte el centro de distribución con cada uno de los dos clientes. 



Pregunta 1:

Para que los productos fluyan hacia las tiendas, conecte el nodo Output de SupInvDC con los nodos Input de SupInvWalmart y SupInvTarget utilizando TIMEPATHS (Figura 22.29). Se tarda generalmente 4 días en transportar el producto desde el centro de distribución a cada tienda. Sin embargo, puede tardar un mínimo de 3 y un máximo de 7 días. Fije la propiedad Travel Time en Random.Pert(3,4,7). Para que los pedidos fluyan desde las tiendas al centro de distribución, conecte el nodo ReorderOutput de cada tienda con el nodo OrderInput de SupInvDC con conectores que representan transmisiones de datos tipo EDI (Electronic Data Information). Con nuestro nuevo objeto, ¿cómo podemos modelizar que se atiendan antes los pedidos de Walmart que los de Target, si llegan a la vez?

Paso 8: Hemos utilizado un proveedor para aprovisionar el centro de distribución. Copie SupInvDC y péguelo en un nuevo objeto SUPPLYINVSERVER, de nombre SupInvA (Figura 22.32). Hay que realizar pocos cambios adicionales.   

Como tiempo de transformación de materias primas en producto, fije la propiedad ProcessingTime en Random.Triangular(10,20,30)*ModelEntity.OrderAmt (minutos). Fije Initial Inventory en 600, Reorder Point en 300 y Order Up to Qty en 600. Fije Delivery Node ID en 0.

Figura 22.32: Conectando un Proveedor con el Centro de Distribución. Paso 9: De forma similar a lo realizado con las tiendas, conecte el nodo ReorderOutput de SupInvDC con el nodo OrderInput de SupInvA con un conector que represente el envío de pedidos al proveedor. Paso 10: Los productos tardan lo mismo en esta etapa de la cadena que en la que conecta con los clientes. Conecte el nodo Output de SupInvA con el nodo Input de SupInvDC con TIMEPATH que tiene una propiedad Travel Time que ha de fijarse en Random.Pert(3,4,7)(días).

Más Subclases: Modelización Avanzada de Cadenas de Suministros

203

Paso 11: El primer proveedor tiene un suministro infinito de materia prima (se asume que el material siempre está disponible). Conecte ReorderOutput de SupInvA directamente con el nodo de entrada a SupInvA, lo que equivale a que el proveedor pueda pedir la cantidad que necesite de materia prima a su proveedor perfecto de forma que consigue su posición de inventario deseada. Paso 12: Guarde el modelo y ejecútelo durante un período de 52 semanas y vea los resultados. Pregunta 1:

¿Cuál es el nivel de servicio medio en cada uno de los segmentos de la cadena logística?

Pregunta 2:

¿Cuál es el nivel actual y medio de inventario en cada uno de los niveles de la cadena?

Pregunta 3:

¿Cree que el sistema actual es el adecuado, y cuál parece ser el problema?

Sección 22.6: Añadiendo un Segundo Proveedor Al revisar los resultados, la mayoría de las posiciones de inventario son 0, lo que derivó en niveles de servicio muy bajos. El punto central es el tiempo total empleado en llevar el producto desde los proveedores hasta los clientes, así como la variabilidad. Esta situación se puede mejorar mediante la optimización de los puntos de pedido y de las cantidades máximas en inventario. También se pueden plantear estudios de mejora para reducir los tiempos de proceso o de transporte. Añadamos un segundo proveedor (Supplier B) que trabaja contra pedido (make-to-order) y no para almacenar (make-to-stock). Paso 1: Incluya 1 SERVER, de nombre SrvSupB. Modifique el modelo según la Figura 22.33.

Figura 22.33: Añadiendo el Supplier B

204



Conecte ReorderOutput de SupInvDC con el nodo de entrada de SrvSupB con un CONNECTOR.



Para que fluyan los productos, conecte el nodo Output de SrvSupB con el nodo Input de SupInvDC con un TIMEPATH. Se tarda Random.Pert(1,2,3) (en días) en entregar producto desde este proveedor.



Fije la propiedad ProcessingTime de SvSupB (tiempo de Random.Triangular(8,13,20)*ModelEntity.OrderAmt (minutos) Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

proceso)

en

Paso 2: Hasta ahora, el centro de distribución tiene sólo al primer proveedor. A partir de este momento, si la cantidad de pedido es mayor que su posición de inventario, el centro de distribución sólo pedirá lo que tiene el primer proveedor en stock a Supplier A y el resto a Supplier B. Incluya un disparador “ReOrderExited” que se ejecuta cuando el pedido sale de SupInvDC (Figura 22.34).

Figura 22.34: Proceso ReOrderExited 

Incluya una etapa Decide que ayude a comprobar si la cantidad pedida, ModelEntity.OrderAmt, es menor o igual que la posición de inventario del primer proveedor, SupInvA.Inventory. Si lo es (rama “True”), use una etapa Set Node para especificar que el pedido se debe mandar al primer proveedor (OrderInput@SupInvA).

Figura 22.35: Propiedades de las Etapas Decide y Set Node 

Si la cantidad pedida es mayor que la posición de inventario, utilice la etapa Create para crear una copia del pedido y fije la cantidad del pedido original en el valor correspondiente a la posición de inventario (Figura 22.37).

Figura 22.36: Creando una Etapa Create para Copiar el Pedido 

En la asignación, fije la posición de inventario de SupInA en OrderAmt y fije OriginalOrderAmt en OrderAmt. Mande el pedido a SupInvA, colocando el punto “End” sobre la etapa Set Node (Figura 22.34).

Figura 22.37: Fijando OrderAmount y OriginalOrderAmount

Más Subclases: Modelización Avanzada de Cadenas de Suministros

205



Para el nuevo pedido creado, para la copia, fije OrderAmt en la diferencia y actualice OriginalOrderAmt (Figura 22.38).

Figura 22.38: Creando un Pedido para el Segundo Proveedor Paso 3: Transfiera el pedido desde “Free Space” a Input@SrvSupB (Figura 22.39).

Figura 22.39: Transfiriendo hacia SrvSupB Paso 4: Guarde el modelo y ejecútelo durante un período de 52 semanas y vea los resultados obtenidos. Pregunta 4:

¿Cuál es el nivel de servicio medio en cada uno de los segmentos de la cadena logística?

Pregunta 5:

¿Cuál es el nivel actual y medio de inventario en cada uno de los niveles de la cadena?

Sección 22.7: Comentario

206



Este modelo proporciona una base para poder incluir múltiples mejoras.



La información sobre fallos en los pedidos se puede incluir en el recurso ResOrder. Se debe añadir la posibilidad de parar los flujos de pedidos.



Se puede incluir fácilmente información sobre costes en los pedidos y en los objetos sobre modos de transporte (aire, tren, …).



La fiabilidad de los aprovisionamientos se puede añadir en SUPPLYINVSERVER de forma que se modelicen errores en los envíos en el selección de productos.



Un objeto puede ser modificado para trabajar con muchos productos en vez de con uno único.



Se pueden incluir distintas políticas de gestión de stocks, incluso aplicarlas de forma distinta a distintos segmentos de la cadena.



Se podría añadir un evento controlador, MONITOR, para crear un sistema de revisión continuo en vez del sistema periódico. Incluso los s podrían elegir entre ambos.

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Capítulo 23 Más Sobre Subclases: Planificación de Procesos/Gestión de Proyectos 

Haciendo subclases de TIMEPATHS y TRANSFERNODES



Usando Propiedades de Listas y de Variables de Estado



Usando controladores, MONITORS, para observar objetos



Conectando objetos entre sí

Sección 23.1: Planificación de Procesos Un nuevo Producto 3 se está introduciendo en el mercado. Para producir 1 unidad de Producto 3 hay que ensamblar 1 unidad de Producto 1 y 1 unidad de Producto 2. Antes de que se empiece a producir una unidad de cualquiera de los productos, hay que comprar materia prima y hay que formar a los operarios. También hay que hacer una inspección en el Producto 2 antes de que sea ensamblado con el Producto 1 para formar el Producto 3. La tabla que sigue proporciona la lista de actividades o tareas, así como sus relaciones de precedencia y la duración media de cada actividad. Actividad

Predecesor

Duración (días)

A = formar a los trabajadores

--

6

B = comprar material prima

--

9

C = producir Producto 1

A, B

8

D = producir Producto 2

A, B

7

D

10

C, E

12

E = test Producto 2 F = ensamblar Producto 1 y Producto 2

A continuación se muestra el diagrama del proyecto, con el nombre de las tareas y su duración en días:

Figura 23.1: Ejemplo de Planificación de Proyectos Se tardará en completar un proyecto una media de 38 días y las actividades B, D, E, y F son críticas (“pues están en el camino crítico”) – lo que significa que si una de ellas tarda más de lo esperado, el tiempo total del proyecto aumenta. Pero en la realidad, los tiempos de cada actividad no son constantes sino aleatorios o sujetos a incertidumbre, lo que implica que varias actividades distintas pueden ser críticas. Luego no

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podemos basarnos en valores deterministas sino que tenemos que representar los tiempos con variables aleatorias. Las actividades pueden también compartir recursos necesarios para realizar una actividad. Por eso, el objetivo será determinar el camino crítico así como la probabilidad de que una actividad se encuentre en el camino crítico. Finalización Más Temprana/Earliest Finish Finalización más Tardía/Latest Finish Holgura/Slack Criticidad/Percent

El momento del tiempo en que acaba una actividad (una entidad deja el camino). El momento del tiempo en que puede acabar una actividad sin provocar un cambio en el camino crítico o un retraso en las tareas subsiguientes. La diferencia en tiempo entre la finalización más temprana y la más tardía. Probabilidad de que un camino está en el camino crítico.

En capítulos anteriores hemos demostrado la posibilidad de crear subclases a partir de objetos existentes, lo que permite añadir características y comportamientos o modificar los actuales. Pero no se han hecho subclases todavía de los objetos que conectan otros objetos entre sí (caminos, PATHS o TIMEPATHS). Modelizaremos el problema de gestión de proyectos utilizando caminos en los que se consume tiempo. Utilizaremos una repetición del modelo para representar un proyecto, por lo que múltiples réplicas serán utilizadas para caracterizar estadísticamente el proyecto.

Sección 23.2: Creando un Camino TIMEPATH Para Representar Actividades La posibilidad de crear nuevos objetos es una de las ventajas de SIMIO, y los caminos TIMEPATH son un objeto atractivo como para utilizarlo para representar las tiempos de las actividades, dado que las entidades se pueden mover por ellos. Los caminos son los objetos importantes en la determinación de un camino crítico. Se necesita calcular la influencia de cada camino (finalización más temprana, holgura, criticidad...). El camino necesita conocer cuando una entidad llega al final y además controlar que sólo una entidad se mueva por él. Su encapsulación permite que el objeto tenga inteligencia para calcular automáticamente sus variables de comportamiento, así como que nos permite utilizarlo en distintos modelos de gestión de proyectos. Paso 1: Haga una subclase del objeto camino, TIMEPATH y cambie la propiedad Model Name a PRJTIMEPATH143. Paso 2: Incluya dos variables DISCRETE STATE, de nombre EarliestFinish y CalculateSlack. La primera se utilizará para registrar el momento en que la actividad ha acabado, mientras que la segunda se utilizará para controlar cuándo se puede calcular la holgura. Paso 3: Para realizar los cálculos del camino crítico, añada 3 estadísticas TALLY, de nombre TallyEarliestFinish, TallySlack, y TallyPercent, utilizando la sección Definitions→Elements.  

143

Cambie la propiedad Category a “Critical Path” para las tres estadísticas de observación, TALLY. Cambie la propiedad Data Item a “Earliest Finish”, “Slack”, y “Percent ” para cada una de las estadísticas.

Haga clic con el botón derecho en el objeto en el [Navigation] y seleccione sus propiedades.

208

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Paso 4: Recuerde que sólo un proyecto será realizado en una repetición. Para modelizar un nodo del que comienzan muchas actividades, los caminos no deben permitir que circule más de una entidad simultáneamente y la dirección de movimiento es única. En Definitions→Properties, haga clic en la flecha para que aparezcan las propiedades heredadas. 

Seleccione la propiedad TravelerCapacity y cambie Default Value de “Infinity” a “1” y la propiedad Visible a “False”, de forma que el no pueda cambiarla y sea fijada automáticamente.

Figura 23.2: Fijando los Valores por Defecto de TravelCapacity Paso 5: El camino TIMEPATH define cinco procesos que determinan su comportamiento (Tabla 23.1). Tabla 23.1: Procesos de un Camino TimePath Procesos OnEntered OnExited OnIntialized OnReachedEnd OnTrailingEdgeEntered

Descripción Proceso que se ejecuta cuando el borde anterior de una entidad, trabajador o transportador llega al principio de TIMEPATH Proceso que se ejecuta cuando el borde posterior de una entidad, trabajador o transportador llega al final de TIMEPATH Proceso que se ejecuta al principio de la simulación Proceso que se ejecuta cuando el borde anterior de una entidad, trabajador o transportador llega al final de TIMEPATH Proceso que se ejecuta cuando el borde posterior de una entidad, trabajador o transportador llega al principio de TIMEPATH

Paso 6: Cuando la entidad llega al final del camino, la actividad se ha terminado y el tiempo más temprano puede ser calculado. Desactive el “OnReachedEnd” y siga la Figura 23.3 para realizar los cálculos.

Nuevas Etapas

Figura 23.3: Calculando el Tiempo Más Temprano y Clausurando un Camino 

Incluya una etapa Assign para que se fije DesiredDirection en Enum.TrafficDirection.None, lo que va a clausurar el camino y no permitirá que más entidades viajen por él. Fije también la variable EarliestFinish en el momento actual, TimeNow, (Figura 23.4).

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209

Figura 23.4: Cerrando el Camino y Fijando el Tiempo Más Temprano 

Incluya una etapa Tally para añadir una observación en TallyEarliestFinish. Como se muestra en la Figura 23.5, el valor EarliestFinish está en horas, por lo que es conveniente pasarlo a días dividiendo por 24.

Figura 23.5: Añadiendo una Observación a EarliestFinish

Sección 23.3: Creando un Objeto Junction Para Modelizar Relaciones de Precedencia En la sección anterior, hemos modelizado las actividades del proyecto como caminos, TIMEPATHS, y hemos calculado ciertas estadísticas. Sin embargo, los caminos no pueden hacer que se cumplan las relaciones de precedencia o empezar nuevas actividades ni determinar cuándo ocurre la última finalización de las tareas que convergen en un nodo. Las restricciones correspondientes a las relaciones de precedencia tienen que ser impuestas en nodos, que también permitirán que se inicie el siguiente conjunto de actividades a partir de ese nodo. Así, el nodo tiene que esperar hasta que acaben todas las actividades precedentes antes de empezar con todas las siguientes a la vez. Los nodos determinan también cuál ha sido la finalización más tardía, correspondiente a la última de las actividades precedentes que ha terminado. Paso 1: Los objetos estándar ni pueden modelizar estas circunstancias fácilmente ni son sencillos como para modificarlos para que nos sirvan en nuestro propósito. Por eso, vamos a crear un objeto similar al objeto DELAY del Capítulo 19. A partir de la pestaña “Project Home”, incluya un nuevo modelo, “Fixed Class Model”, de nombre JUNCTION, que servirá para modelizar los nodos o cruces. Paso 2: Necesitamos que nuestro cruce actúe tanto como un nodo de finalización como de un nodo de inicio, así como un nodo intermedio en nuestra red del proyecto. Los nodos de inicio empezarán actividades mientras que los nodos de finalización acabarán las actividades. 

Incluya 1 LIST con caracteres a partir de la sección Definitions→List→Create, de nombre ListJunctionType, con tres entidades como se muestra debajo.

Figura 23.6: Definiendo Diferentes Tipos de Listas

210

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO



Incluya una nueva propiedad “List Property”, de nombre JunctionType, que va a permitir al especificar el tipo de cruce, siendo “Junction” el tipo por defecto; colóquela en la categoría “Project Management” (Figura 23.7).144

Figura 23.7: Especificando una Propiedad List JunctionType Paso 3: Como cualquier objeto fuente, SOURCE, si el objeto cruce, JUNCTION, es un nodo de inicio, “Start Node”, necesitará crear entidades para enviarlas por los caminos. En Definitions→Propertites→Add→Object Reference, añada una propiedad Entity, de nombre EntityType, asegurándose que las coloca en la categoría “Project Management” que se ha creado en el paso anterior. También es deseable que se muestre la propiedad si la propiedad JunctionType ha sido fijada en “StartNode”.

Figura 23.8: Especificando el Nodo de Inicio Paso 4: Cada cruce tiene que saber el número de actividades precedentes o predecesoras a las que esperar, así como el número de actividades siguientes o sucesoras que hay que empezar. Incluya 2 propiedades Standard Expression, de nombre Predecessors y Successors.145

144

Puede cambiar la presentación del objeto lista, puesto que se ha añadido un espacio entre las opciones “StartNode” y “EndNode”.

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211

Figura 23.9: Fijando las Propiedades de los Predecesores y los Sucesores Paso 5: Incluya 2 variables DISCRETE STATE, de nombre ActivitiesCompleted y LatestFinish, para que se grabe el número de actividades que se han acabado y la hora en la que ha acabado la última. Paso 6: Como se hizo en el Capítulo 19 para el objeto DELAY, las entidades entrantes necesitan un lugar en el que se puedan ejecutar acciones. A partir de Definitions→Elements, incluya una estación, STATION, de nombre Project, y con todos los valores por defecto. Paso 7: Definamos ahora una vista externa para el objeto JUNCTION.   

A partir de la sección Definitions→External→Drawing, y utilizando un polígono, dibuje un diamante rojo (Figura 23.10). Incluya un nodo externo, a partir de un nodo básico, BASICNODE, en el lado izquierdo del diamante , y en el que se recibirán las actividades, que serán automáticamente enviadas a la estación Project. Cree la salida incluyendo un nodo externo, a partir de un nodo de transferencia, TRANSFERNODE, en el lado derecho del diamante para que direccione las actividades siguientes.

Figura 23.10: Vista Externa del Objeto Junction Objeto, con Nodos de Entrada y de Salida Paso 8: Ahora que hemos definido la vista externa y que las actividades pueden entrar y salir de nuestro objeto, tenemos que añadir la lógica sobre las actividades predecesoras y sucesoras. Cree un nuevo proceso, de nombre “OnEnteringProject”, que se ejecutará cada vez que una actividad entra en la estación Project; especifique que el evento disparador es “Project.Entered” (Figura 23.11).

145

Actualmente en la Versión 3 no hay posibilidad de conocer el número de caminos o uniones que llegan o salen de los nodos.

212

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 23.11: Proceso que se Ejecuta cuando las Actividades Entran en un Cruce  

Como siempre, la primera tarea que se necesita hacer es finalizar la transferencia de la entidad con una etapa End Transfer. Incremente después el número de actividades que se han acabado en 1.

Figura 23.12: Actualizando el Número de Actividades 

Decida ahora si todas las actividades precedentes han sido finalizadas (ActivitiesCompleted == Predecessors) (Figura 23.13). Advierta que se ha usado la propiedad Exclusion Expression para determinar al comienzo de la simulación si esta etapa es necesaria.146 Si el cruce es un nodo de comienzo, o si sólo tiene una actividad precedente, el resto de las actividades pueden empezar directamente. Si esto se realiza al comienzo de la simulación, las ejecuciones se pueden acelerar de modo notable.

Figura 23.13: Decidiendo si Todas las Predecesoras Han Finalizado  

Si todas las actividades precedentes no han sido acabadas, incluya una etapa Destroy para acabar con la actividad actual. Si esta actividad es la última o si el nodo es de comienzo, “Start Node”, tenemos que empezar con el conjunto de actividades siguientes. Incluya una etapa Create que creará copias de la entidad actual (fije la propiedad Create Type en “CopyAssociatedObject”). Fije Number of Objects en

146

Si la expresión da el resultado de 1, la entidad fluirá directamente por la rama principal o verdadera. Si da el resultado de 2, la entidad irá por la rama secundaria o falsa. El resto de resultados hará que se realice la etapa.

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Successors-1 dado que ya hay una actividad en el objeto. Advierta que la propiedad Exclusion Expression ayuda a saltarse esta etapa si sólo hay un sucesor (Figura 23.14).

Figura 23.14: Creando las Actividades Siguientes 

Mediante el uso de una etapa Transfer, la actividad original ha de ser enviada desde “Current Station” a ParentExternalNode Output mientras que las nuevas actividades han de ser enviadas desde “Free Space” a ParentExternalNode Output (Figura 23.15).

Figura 23.15: Enviando las Actividades Sucesoras Paso 9: Si el objeto JUNCTION es un nodo de comienzo, debe inmediatamente crear una actividad para que comience una rama de la red del proyecto. El proceso “OnInitialized”, que se ejecuta para cualquier objeto al comienzo de la simulación, se utiliza para incluir esta lógica. Utilizando el desplegable que se encuentra en Processes→Process→Select Process, elija el proceso “OnInitialized”.

Figura 23.16: Proceso “OnInitialized” Para Comenzar las Actividades  

214

Incluya una etapa Create que va a crear un nuevo objeto de la propiedad EntityType. Haga clic en la propiedad Object Instance Name y seleccione la propiedad referenciada. Advierta otra vez el uso de la propiedad Exclusion Expression para saltarse este paso si no es un “Start Node” (Figura 23.17). Si es un nodo de comienzo y se ha creado una actividad, incluya una etapa Transfer para que se dirija desde “FreeSpace” al nodo Input de ParentExternalNode. Esto hará que se ejecute el proceso “OnEnteringProject”, lo que generará el número correcto de sucesores sin necesidad de tener que repetir el código (Figura 23.17).

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 23.17: Etapas Create y Transfer del Proceso “OnInitialized”

Sección 23.4: Creando una Pequeña Red para Probar el Nuevo Objeto Parece que nuestro cruce está preparado para satisfacer relaciones de precedencia y empezar nuevas actividades. Vuelva al modelo original y cree una red muy sencilla para probarlo. No hagamos hincapié en el nombre de los objetos. Paso 1: Incluya una entidad, de nombre Activities, y 4 cruces con sus nombres por defecto. Colóquelos como se muestra en la Figura 23.18.

Figura 23.18: Red Simple para Probar el Objeto JUNCTION Paso 2: Conecte Junction1 a Junction2 con dos PRJTIMEPATHS, con duraciones de 1 y dos días respectivamente, y conecte Junction2 a Junction3 y Junction4 con un PRJTIMEPATHS de 1 día de duración. Paso 3: Haga que Junction1 sea el nodo de comienzo, “Start Node”, con dos sucesores, Successors, mientras que Junction2 tiene 2 predecesores, Predecessors, y 2 sucesores, Successors (Figura 23.19).

Figura 23.19: Fijando los Cruces Paso 4: Guarde el modelo y ejecútelo para ver qué sucede.

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215

Pregunta 6:

¿Se crearon dos actividades en Junction1?

Pregunta 7:

¿Esperó Junction2 a que las dos actividades predecesoras se acabaran antes de empezar el nuevo grupo de actividades?

Pregunta 8:

¿Empezaron las dos actividades que salen de Junction2?

Paso 5: Parece que sólo una fue creada cuando en realidad las dos fueron mandadas por el mismo camino. Haga clic en el nodo Output de Junction2 y cambie Outbound Link Preference de “Any” a “Available”, para que la regla de salida sólo elija un camino que esté disponible. Paso 6: Guarde el modelo y ejecútelo para ver qué sucede. Pregunta 9:

¿Empezaron ahora las dos actividades que salen de Junction2?

Paso 7: El ha de cambiar ahora la propiedad por defecto de “Any” a “Available” cada vez que se encuentren con el mismo problema. Para que no se olvide, vamos a cambiar automáticamente la propiedad haciendo una subclase del objeto TRANSFERNODE. Haga una subclase de TRANSFERNODE, de nombre PrjTransferNode. Paso 8: En Definitions→Properties, haga clic en la flecha “Properties (Inherited)” para mostrar las propiedades heredadas. Seleccione la propiedad OutboundLinkPreference y cambia el valor por defecto, Default Value a “Available”, y fije la propiedad Visible en “False”, de forma que el no pueda cambiarlo de forma accidental. Paso 9: Vuelva al objeto JUNCTION y seleccione el nodo externo Output en la sección Definitions→External. Cambie la propiedad Node Class de TRANSFEROBJECT a PRJTRANSFERNODE (Figura 23.20).

Figura 23.20: Cambiando el Nodo de Salida a PrjTransferNode

Sección 23.5: Construyendo la Red del Ejemplo Creemos ahora el modelo correspondiente a nuestra red incluida en la sección inicial del capítulo. Paso 1: Borre todos los cruces del modelo dado que no incluyen el nodo PRJTRANSFERNODE. Incluya 5 nuevos cruces, JUNCTIONS, con sus nombres por defecto (Figura 23.21).

216

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 23.21: Modelo de Ejemplo Paso 2: Use caminos PRJTIMEPATHS para representar cada una de las actividades, conectando dos cruces. En la Tabla 23.2 se especifican los nombres de las actividades así como su duración (propiedades Travel Time y Units). Tabla 23.2: Nombre y Tiempo de las Actividades De Junction 1 Junction 1 Junction 3 Junction 2 Junction 2 Junction 4

A Junction 2 Junction 2 Junction 4 Junction 3 Junction 4 Junction 5

Nombre A B C D E F

Tiempo Random.Pert(5,6,10) Random.Pert(6,9,9) Random.Pert(6,8,16) Random.Pert(4,5,7) Random.Pert(6,7,10) Random.Pert(8,12,16)

Unidades Días Días Días Días Días Días

Paso 3: Use los valores incluidos en la Figura 23.22 para especificar las propiedades Project Management de cada uno de los cinco cruces, incluyendo las restricciones de precedencia así como el número de actividades siguientes que han de empezar.

Figura 23.22: Propiedades de los Cinco Cruces Paso 4: Guarde el modelo y ejecútelo, dejando la duración de la repetición sin especificar, “Unspecified”. Pregunta 10:

¿Cuántos proyectos se han ejecutado y cuál fue la duración?

Paso 5: Recuerde que decidimos hacer sólo un proyecto por repetición. Incluya por tanto un experimento que servirá para realizar 1000 veces el proyecto. Paso 6: Realice el experimento y estudie los resultados en la pestaña “Pivot Grid”. Paso 7: Filtre la columna “Category” haciendo clic en el icono embudo que se encuentra en la esquina derecha (Figura 23.23), y seleccione las estadísticas correspondientes al camino crítico, “Critical Path”. Más Sobre Subclases: Planificación de Procesos/Gestión de Proyectos

217

Filtre también la columna “Statistic” para que sólo incluya el valor medio, “Average”, dado que sólo tenemos una observación por repetición. En la Figura 23.24 se muestra el conjunto reducido de resultados. La duración del proyecto está entre 27 y 38 días con una media de 33 días.147.

Figura 23.23: Filtrando la Categoría para Mostrar las Estadísticas del Camino Crítico

Figura 23.24: Estadísticas sobre Terminaciones Más Tempranas Utilizando 1000 Repeticiones

Sección 23.6: Añadiendo la Holgura y la Criticidad en los Cálculos En este punto se puede determinar la fecha de terminación más temprana, Earliest Finish (EF), de todas las actividades y el tiempo total de finalización del proyecto, pero es difícil de determinar qué actividades conforman el camino crítico dado que los tiempos son aleatorios. Sin embargo, los valores de la holgura y del porcentaje de tiempo que una actividad es crítica puede ayudar al gestor del proyecto. Como hemos visto, la fecha más temprana se puede calcular sin obtener información de otros objetos. Sin embargo, para el cálculo del valor de la fecha de terminación más tardía, Latest Finish (LF), se requiere la holgura así como el número de veces que una actividad ha estado en el camino crítico. El tiempo más tardío sólo se puede saber en los cruces, y se determina cuando acaba la última actividad. Se necesita que haya comunicación entre dos objetos; y hay dos maneras de enfocar esta comunicación. En el primer enfoque (Figura 23.25), los cruces, JUNCTIONS, tienen que conocer los caminos, PRJTIMEPATHS, que llegan a ellos. Las actividades, PRJTIMEPATHS, utilizarán una variable de estado interna al objeto, que tomará el valor de 1 al llegar al cruce y cuando la última actividad termina. En el segundo enfoque, los caminos han de conocer los cruces a los que están conectados y controlar una variable de estado interna al cruce. Vamos a ilustrar ahora este enfoque.

147

Sus números pueden ser un poco diferentes dado que la muestra automática de los números aleatorios en su ordenador puede ser diferente. Sin embargo, los resultados deben ser estatísticamente similares. 218

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

PrjTimePath

PrjTimePath Junction

Monitorizar

Monitorizar Señal

Calcular Holgura

Señal

Junction

Calcular Holgura

Figura 23.25: Enfoques para Intercambiar Información entre Dos Objetos Paso 1: Seleccione el camino PRJTIMEPATH del [Navigation]. Paso 2: En la pestaña Definitions→Elements, incluya 1 MONITOR, de nombre MonitorSlack, que se va a utilizar para calcular la holgura cuando la variable de estado CalculateSlack cambie su valor a 1 (Figura 23.26).  

Fije Monitor Type en “DiscreteStateChange” y State Variable Name en CalculateSlack. Cree un nuevo proceso On Event Process para que sea ejecutado cuando el controlador o monitor cambia de valor.

Figura 23.26: Propiedades para Calculas la Holgura Paso 3: Cuando la última actividad se acaba, la variable CalculateSlack del cruce asociado tomará el valor de 1. Como esta variable está siendo controlada por MonitorSlack, en ese momento se ejecutará “OnEventProcess” (Figura 23.27).  

Incluya una etapa Tally que calcule la holgura (LF-EF), siendo el valor del tiempo más tardío, LF, el correspondiente al momento actual. Una segunda etapa Tally añadirá o un 0 o un 1 a la variable TallyPercent para indicar si está en el camino crítico o no.

Figura 23.27: Calculando la Holgura y Determinando Si Está en el Camino Crítico Paso 4: El camino PRJTIMEPATH está preparado para calcular las dos nuevas estadísticas en el momento en que la variable CalculateSlack cambie de valor. El cruce JUNCTION debe ahora ser capaz de modificar la

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variable CalculateSlack de todos los caminos precedentes una vez que haya terminado la última actividad. Seleccione el objeto JUNCTION del [Navigation]. Paso 5: Los objetos en SIMIO no saben nada sobre el modelo. Así, tiene que avisar al modelizar a los cruces de qué caminos están conectados a él. Un cruce puede tener uno o más caminos predecesores. Así, y para representar más de una actividad, es necesario disponer de listas. Incluya una lista, LIST, de ListLinkPreference con dos valores (Individual o List).

Figura 23.28: Haciendo la Lista que Contendrá Caminos Precedentes Paso 6: Incluya una propiedad List Standard Property, de nombre PrecedentLinkType, asegurándose de que la coloca en la categoría correcta y que el valor por defecto es “Individual” (Figura 23.29).

Figura 23.29: Fijando los Tipos de Precedencias Paso 7: Incluya dos propiedades adicionales en la categoría “Project Management”. Una servirá para que el especifique un camino individual y la otra para especificar una lista de caminos. Del desplegable Object Reference, incluya una propiedad Object Instance Property, de nombre PredecessorsLink y una propiedad Object List Property, de nombre ListPredecessorsLink. Fije la propiedad de cambio, switch properties, para que permita que se muestre sólo una de ellas en función del valor de PrecedentLinkType que había sido especificado con anterioridad (Figura 23.30).

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Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 23.30: Especificando el Objeto y su Lista de Propiedades Paso 8: Hay que especificar ahora si se trata de un camino en particular o una lista de ellos. Después de que la última actividad haya acabado (proceso OnEnteringProject del objeto JUNCTION), hay que asignar a la variable CalculateSlack el valor de 1 para todos los predecesores. Incluya 2 etapas Search, que se van a utilizar para buscar todos las actividades precedentes, justo después de la etapa Decide. Recuerde que la etapa Search devuelve una ficha, TOKEN, asociada con el objeto encontrado.

Figura 23.31: Fijando la Variable CalculateSlack de los Caminos Cuando Todas las Actividades se Hayan Acabado Paso 9: Una etapa Search se usará para buscar una lista de caminos mientras que la otra se va a utilizar para buscar un camino en particular dependiendo del valor de PrecedentLinkType. Advierta que no se ha utilizado una etapa Decide para determinar cuál buscar, puesto que ya se sabía desde el comienzo de la simulación (al utilizar la propiedad Exclusion Expression). 

En la Figura 23.32 se muestra la etapa Search que buscará en una lista, “ObjectList”, en la que la propiedad Object List Name se referencia a la propiedad ListPredecessorsLink y la propiedad Limit se fija en “Infinity” para que se devuelvan todos los caminos que se han encontrado. La expresión Exclusion Expression ( PrecedentLinkType == List.ListLinkPreference.Individual || JunctionType == List.ListJunctionType.StartNode) especifica que no se ejecute esta etapa Search si el tipo es “Individual” o si el cruce es de comienzo, “StartNode”.

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221

Figura 23.32: Buscando una Lista de Caminos 

La Figura 23.33 muestra la etapa Search que buscará un camino en particular; la propiedad Object Instance Name referencia a PredecessorsLink. La expresión Exclusion Expression (PrecedentLinkType==List.ListLinkPreference.List || JunctionType ==List.ListJunctionType.StartNode) especifica que no se ejecute esta etapa Search si el tipo es “List” o si el cruce es de comienzo, “StartNode”.

 Figura 23.33: Buscando un Camino en Particular Paso 10: Las dos ramas “Found” deben llevar a una etapa Assign (Figura 23.31) que cambie el valor de PrjTimePath.CalculateSlack a 1.

Figura 23.34: Dando Valor a la Variable CalculateSlack Paso 11:

Guarde los cambios y vuelva al modelo.148

Paso 12: Dado que los cruces Junction2 y Junction4 tienen dos actividades precedentes cada uno, se tendrá que especificar que se necesita una lista. Incluya dos nuevos OBJECTLISTS, de nombre ListJun2

148

Algunas veces, cuando se añaden propiedades a objetos que ya están en el modelo se producen errores que indican que hay algo sin especificar. Guarde el modelo y vuélvalo a abrir para eliminarlos. 222

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

y ListJun4. Para ListJun2, especifique las actividades “A” y “B” y ListJun4 las actividades “C” y “E” (Figura 23.35).

Figura 23.35: Listas de Actividades para los Cruces Junction2 y Junction4 Paso 13: Para cada cruce, especifique si va a utilizar una lista o valores individuales (Figura 23.36). El cruce inicial, Junction1, no cambia. Junction3 y Junction5 utilizan un camino individual mientras que Junction2 y Junction4 utilizan listas.

Figura 23.36: Especificando las Precedencias en los Cruces Paso 14:

Guarde y ejecute el experimento.

Pregunta 11:

¿Qué porcentaje de veces es crítica la actividad A?

Pregunta 12:

¿Cuánto podemos retrasar la actividad A sin que afecte al camino crítico?

Pregunta 13:

¿Cuánto podemos retrasar el comienzo de la actividad C sin que afecte al camino crítico?

Paso 15: Según los resultados obtenidos, es claro que el camino crítico es B D E F dado que estas actividades tiene los porcentajes más altos de criticidad (Figura 23.37).

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223

Figura 23.37: Resultados del Análisis del Camino Crítico

Sección 23.7: Añadiendo Holgura y Criticidad: Segundo Enfoque En la sección anterior, se han utilizado los cruces para enviar una señal a los caminos, en los que se realizan los cálculos sobre holguras y criticidad en función de la terminación más tardía. En esta sección, utilizaremos un enfoque alternativo y haremos que los caminos monitoricen al cruce al que preceden. En esta sección se demuestra cómo un objeto puede monitorizar variables de estado de otros objetos, lo que puede ser muy útil. Paso 1: Guarde el proyecto con otro nombre. Paso 2: Seleccione el objeto cruce JUNCTION y elimine las tres propiedades que se han añadido PrecedentLinkType, PredecessorsLink, y ListPredecessorsLink. Paso 3: Elimine las dos etapas Search del proceso “OnEnteringProject” e incluya una etapa Assign en la que se asigna el momento actual (TimeNow) a la variable de estado LatestFinish.

Figura 23.38: Dando Valor a la Variable LatestFinish Paso 4: Seleccione el objeto PRJTIMEPATH. Paso 5: En el desplegable Definitions→Properties→Add→Standard Property, incluya una nueva propiedad STATE, de nombre JunctionLF, que va a permitir especificar la variable a monitorizar. Cambie Category Name a “Project Management”.

224

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 23.39: Creando una Propiedad de Variable de Estado Paso 6: Modifique MonitorSlack para monitorizar la propiedad JunctionLF (Figura 23.40).

Figura 23.40: Usando una Propiedad para Monitorizar Paso 7: Vuelva al modelo y para cada camino, especifique la variable LatestFinish apropiada. 

Por ejemplo (Figura 23.41), la propiedad Junction LF State Variable de los caminos A y B debe ser Junction2.LatestFinish.



Para los caminos C y E, D, y F, se debe fijar en Junction4.LatestFinish, Junction3.LatestFinish, y Junction5.LatestFinish respectivamente.

Figura 23.41: Especificando la Variable de Estado Paso 8: Guarde el modelo y ejecute el experimento comparando los resultados de los dos sistemas. Pregunta 14:

¿Obtuvo los mismos resultados?

Sección 23.8: Comentario 

Algunas veces, las actividades utilizan recursos compartidos. Los recursos pueden limitar el número de actividades que se ejecutan en paralelo, lo que puede incidir en la duración total del proyecto. El uso de recursos compartidos puede incluirse directamente en los caminos, PRJTIMEPATHS. Sin embargo, decidir qué actividades tienen prioridad puede ser un problema.



Otro problema a analizar en la gestión de proyectos es cuánto tiempo se puede retrasar el comienzo de una actividad. Haciendo que una de ellas se retrase puede permitir una mayor disponibilidad de los recursos críticos, haciendo que la duración total se reduzca.

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225

Capítulo 24 Sistemas Lean: Sistemas Kanban con Operarios Multidisciplinares 

Cambiando dinámicamente la capacidad de una estación.



Monitorizando otros objetos



Usando eventos para generar llegadas en las fuentes

Sección 24.1: Bloqueos Basados en Almacenes: Enfoque Kanban Una planta de confección que produce camisas de manga larga está compuesta por varias operaciones secuenciales en serie. Algunas de las operaciones son cuellos de botella. Provocan que se acumule grandes cantidades de trabajo en curso, sin garantizar que se aumente la capacidad. La compañía está cambiando su filosofía de producción desde un sistema basado en la previsión (“push system”) a otro basado en la demanda real (“lean”, tipo de “kanban” que busca el equilibrio de las distintas operaciones). Los puestos sólo pueden producir si hay hueco para inventario en el siguiente puesto. Este sistema de producción se basa en un principio de eliminación de desperdicios que dice que no se debe producir en exceso si no hay hueco.149 La Figura 24.1 muestra el segmento de la línea de producción que vamos a modelizar. Las partes de la camisa se manda a la primera operación y luego fluyen a través de tres estaciones. El objetivo es limitar la cantidad de trabajo en curso entre los procesos. El operario que se ocupa de la primera operación ha sido formado como para que pueda atender la segunda operación. Las operaciones están muy cerca una de la otra.

Inventario

Manga Estrecha Estrecha

Inventario

Coser Manga Manga

Manga BH

Figura 24.1: Porción Simple de Tres Operaciones de la Línea de Ensamblaje Paso 1: Cree un nuevo proyecto de SIMIO. Para el modelo inicial, vamos a asumir que el proceso previo está esperando a una señal del proceso siguiente para empezar a producir. Vamos a crear una operación que se cerrará o bloqueará cuando no hay espacio en el almacén siguiente. Paso 2:

Haga una subclase del objeto servidor, SERVER, de nombre BLOCKINGSERVER.

Paso 3: En la sección Definitions→Properties, incluya tres nuevas propiedades que van a ser utilizadas para identificar los procesos siguientes así como el número máximo de camisas permitidas en la zona de espera. 

Añada una propiedad State Standard Property, de nombre DownStreamBuffer, y asegúrese de incluirla en la categoría “Kanban”. Modifique la propiedad Display Name para que sea

149

En un sistema Kanban, las posiciones de inventario están siempre llenas. En este escenario, sólo se produce si hay espacio disponible, pero el sistema puede vaciarse y el trabajo se acaba. Esta combinación de push y pull se conoce como Syncro MRP. Sólo se produce si hay espacio y se tiene un pedido. 226

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“Down Stream Buffer.” Esta variable va a permitir que se especifique el nombre del almacén de la estación siguiente. Fije la propiedad Required Value en “False”.  Añada una propiedad Expression Standard Property, de nombre MaxBufferSize, y colóquela en la categoría “Kanban” para especificar el máximo número de unidades que puede haber en el almacén de la estación siguiente. Cuando se alcance este valor, la operación dejará de trabajar.  Añada una propiedad Expression Standard Property, de nombre MinBufferSize y colóquela en la categoría “Kanban” para especificar el mínimo número de unidades que puede haber en el almacén de la estación siguiente para desbloquear la operación. Paso 4: Incluya un MONITOR a partir de la sección Definitions→Elements, de nombre MonitorDownstreamBuffer, que va a controlar a ver si existe espacio disponible en la operación siguiente, utilizando una propiedad referenciada.

Figura 24.2: Monitorizando la Operación Siguiente Paso 5: A partir de la sección Definitions→States, incluya dos variables DISCRETE STATE, de nombre ShutdownCapacity y Blocked. Se va a utilizar la primera para indicar si la operación debe bloquearse cuando acaba de procesar una entidad, y la segunda para indicar si la operación está bloqueada o no. Paso 6: Necesitamos crear un proceso que atienda los eventos que genera MONITOR cuando está controlando la estación siguiente. A partir de la sección Processes→Process, cree un nuevo proceso, de nombre OnDownStreamBufferChange. Fije la propiedad Trigger Event en MonitorDownStreamBuffer.Event.

Figura 24.3: Atendiendo las Señales de la Operación Siguiente Paso 7: Incluya una etapa Decide que determine si la operación BLOCKINGSERVER tiene que bloquearse. Si la suma del número de unidades en el almacén siguiente y el número de unidades actualmente en proceso es mayor o igual que el límite impuesto por la capacidad del almacén, MaxBufferSize, o si la capacidad de la operación es 0 y el número de unidades en el almacén está todavía por encima del límite

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227

inferior, MinBufferSize, la operación se bloquea150. En caso contrario, se puede trabajar. La propiedad Decide Step debe ser “ConditionBased” con la Expression marcada como sigue:151 ((DownStreamBuffer + Processing.Contents) >= MaxBufferSize) || ((Processing.CurrentCapacity == 0) && (DownStreamBuffer + Processing.Contents) > MinBufferSize)

Paso 8: Si cualquiera de las condiciones es verdadera, necesitamos que la operación deje de trabajar, y lo hacemos al cambiar la capacidad a 0. Los objetos que tiene capacidad (recursos fijos, FIXED, como SERVER, COMBINER, RESOURCES, WORKERS, y SEPARATORS así como STATION) tienen una variable de estado discreta, de nombre CurrentCapacity, con el valor actual de capacidad. Como hacíamos con los turnos de trabajo, podemos modificar esta variable para cambiar su capacidad disponible. En la Tabla 24.1 se muestran las funciones que se pueden utilizar con estos objetos. Tome nota de que sólo los recursos fijos pueden devolver el número de unidades que están siendo utilizadas.152 Tabla 24.1: Funciones Disponibles sobre Capacidad Función Capacity Capacity.Initial Capacity.Previous Capacity.Remaining Capacity.Allocated

Descripción Esta función especifica la capacidad del objeto, valor que no puede ser modificado. Esta función devuelve el valor inicial de la capacidad. Esta función devuelve el valor que tenía la capacidad antes del último cambio. Esta función devuelve el número de unidades de capacidad que no están asignadas. Esta función devuelve el número de unidades de capacidad que están asignadas. Sólo está disponible para los objetos fijos y no para las estaciones.

150

Estamos ingnorando aquellas camisas que están moviéndose a la estación siguiente puesto que las operaciones están muy cerca una de la otra. 151

El operador || es la forma con la que se especifica “O” y el operador && es “Y”.

152

También hay otras funciones asociadas como el mínimo, el máximo, el total, y el número medio de unidades asociadas con un nivel de capacidad. 228

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

Incluya una etapa Assign que realice 3 asignaciones (Figura 24.2). Si en la operación se están procesando entidades, no queremos que el puesto deje de funcionar hasta que haya acabado la entidad sobre la que está trabajando.153 Si fija la capacidad en 0, se parará el procesamiento en el puesto.

Figura 24.4: Cerrando el Puesto 

 

Fije la capacidad CurrentCapacity en Processing.Contents, lo que significa que si la capacidad es 3 y se está procesando una entidad, fije la capacidad en 1 para empezar el cierre o bloqueo del puesto. Advierta que el proceso “OnCapacityChange” cambiará automáticamente el valor de Processing.CurrentCapacity para que sea el mismo que la capacidad de la operación cuando haya un cambio. Fije la variable ShutdownCapacity en (Capacity.Allocated > 0), lo que significa que se está procesando; pero necesitamos cerrar el puesto una vez que el proceso se haya completado. Fije la variable Blocked en 1 para indicar que la operación se ha bloqueado. Otros objetos del modelo pueden utilizar esta información.

Paso 9: Si el almacén siguiente tiene espacio suficiente (rama “False” de la etapa Decide), tenemos que desbloquear el puesto haciendo que la capacidad, CurrentCapacity, vuelva a su valor inicial, Capacity.Initial, o a su capacidad actual, y que las variables Blocked y ShutdownCapacity sean 0 (Figura 24.5). Cuando el sistema no está bloqueado, este proceso todavía puede ser invocado cuando haya un cambio.

Figura 24.5: Desbloqueando la Operación

153

Vea la sección Comentario para una discussion de cómo cambiar esta limitación.

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229

Paso 10: Finalmente, incluya una etapa Delay de tiempo nulo (Figura 24.6) para que se reordene la fila de eventos, lo que será necesario cuando se utilice al operario interdisciplinar en una sección posterior.

Figura 24.6: Retardo para Reordenar la Fila de Eventos Paso 11: Si se necesita bloquear la operación (ShutdownCapacity es 1), pero se está procesando una unidad, la actualización de la capacidad tiene que esperar a que se acabe de procesar las entidades. En la sección Processes→Process, desactive el proceso “OnEnteredProcessing” (Figura 24.7).

Figura 24.7: Modificando el Puesto de Procesamiento 

Justo después de la ejecución del disparador “Processed” (etapa Execute), incluya una etapa Decide que comprueba si tenemos que convertir la capacidad en 0. Si ShutDownCapacity es 0 (rama “True”), entonces se continúa con normalidad. En la Figura 24.8, la propiedad Exclusion Expression ha sido especificada como!DownStreamBuffer.isdefined. Al comenzar la simulación, esta expresión será evaluada y si el valor resultante es 1, entonces no se va a monitorizar el proceso siguiente y esta etapa no será ejecutada nunca.

Figura 24.8: Modificando la Capacidad Después de Completar el Procesamiento 

230

Si hay que anular la capacidad de una operación (rama “False”) incluya una etapa Assign (Figura 24.9) que reducirá la capacidad de procesamiento de la variable ShutdownCapacity. Fije la capacidad actual, Processing.CurrentCapacity, en (Processing.CurrentCapacity>0)*(Processing.CurrentCapacity-1) que utiliza una condición (se evalúa en 0 o en 1) para asegurar que la capacidad nunca se

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hace negativa.154 Fije ShutdownCapacity en (Processing.CurrentCapacity>0), por lo que tomará el valor 1 si todavía se está procesando, y por tanto, se necesita reducir la capacidad cuando acabe, o el valor 0 en caso contrario.

Figura 24.9: Actualizando la Capacidad Paso 12: Finalmente, cree una vista externa del objeto. Como se muestra en la Figura 24.10, el símbolo original SERVER se coloca entre los nodos de entrada y de salida, después de seleccionarlo del desplegable Place Symbol en la sección Drawing.

Figura 24.10: Vista Externa de BLOCKINGSERVER   

A partir de la pestaña Drawing, incluya una etiqueta “Floor label” con la palabra “Blocking” escrita en negrita. En modo 3-D, apriete la tecla Shift y eleve la etiqueta de forma que se sitúe en lo alto del símbolo. A partir de la pestaña Animation, incluya tres filas animadas: (InputBuffer.Contents, Processing.Contents, y Outputbuffer.Contents). Para poder hacer la verificación del modelo, incluya también cuatro etiquetas de estado. Las propiedades Expression de cada una de ellas deben ser “Cap”, Processing.CurrentCapacity, “Block”, y Blocked respectivamente.

Paso 13: Incluya una estadística STATE STATISTIC, de nombre StateStatBlocking, que se usará para determinar el porcentaje de tiempo en el que la operación BLOCKEDSERVER ha estado bloqueada.

154

Una ventaja de SIMIO es la posibilidad de desarrollar asignaciones complejas.

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231

Figura 24.11: Estadística para Determinar el Porcentaje de Bloqueo Paso 14: En SIMIO, existen ciertos procesos de decisión sobre asignaciones de recursos (Tabla 24.2). Estos procesos permiten al modelizador tomar decisiones sobre las peticiones de recursos, las peticiones de transporte o las peticiones de visitas a un nodo. Los agentes, AGENTS, y los transportadores, TRANSPORTERS (o vehículos, VEHICLES, y trabajadores, WORKERS) responden a las peticiones de movimiento mientras que los recursos responden a todas las peticiones. Si los procesos devuelven un valor menor o igual que 0, la petición será cancelada. La entidad a la que no se va a dar servicio es colocada en la fila AllocationQueue. Tabla 24.2: Procesos de Decisión 155 en SIMIO Procesos de Decisión OnEvaluatingAllocation OnEvaluatingRide OnEvaluatingRiderAtPickup OnEvaluatingRiderReservation OnEvaluatingVisitRequest 

Descripción Los procesos se ejecutan cuando se evalúa una petición. Los procesos se ejecutan cuando se evalúa una petición de transporte. Los procesos se ejecutan cuando se evalúa una carga de transporte por el transportador. Los procesos se ejecutan cuando se evalúa una reserva de transporte por el transportador. Los procesos se ejecutan cuando se evalúa una petición de visita.

Si la operación está bloqueada, las entidades no deberían ser capaces de conseguir capacidad, sobre todo si la operación está procesando una última entidad. Primero, desactive el proceso “OnEvaluatingAllocation”. Si la condición es “False” entonces la operación rechazará la petición. Añada la condición “!Blocked &&” en la expresión (Figura 24.12) para asegurarse que la operación no está bloqueada.156

Figura 24.12: Asegurando que se Rechazan las Peticiones si la Operación está Bloqueada Paso 15:

Guarde el modelo actual.

155

Los procesos de decision sólo pueden contener las etapas Decide, Search, y Assign, y la asignación Token.ReturnValue=0 rechaza las peticiones. 156

!Blocked es “1” si la operación no está bloqueada (Blocked == 0).

232

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Sección 24.2: Modelizando el Sistema Se necesita probar el sistema completo. Vamos a comparar este nuevo sistema con almacenes con el sistema push (Figura 24.13). Específicamente, necesitamos ver cómo los sistemas reaccionan ante reducciones en los tiempos de proceso (lead time) cuando se incluyen nuevos trabajos o cuando cambia la demanda. Para simplificar la descripción denominaremos las tres operaciones de procesamiento como Proc1, Proc2, y Proc3 en vez de los nombres verdaderos, que pueden no ser del todo familiares.

Figura 24.13: La Comparación en Paralelo Paso 1: Incluya una MODELENTITY, de nombre Parts. Añada un símbolo adicional y coloréelo de rojo; será el utilizado como nuestra pieza de control. Es una pieza que hemos creado para facilitar el seguimiento y la comparación en términos de producción total o tiempos en el sistema. Paso 2: Modelicemos primero el sistema Push, incluyendo 3 SERVER, de nombre SrvProc1, SrvProc2, y SrvProc3. Conéctelos con CONNECTORS. Paso 3: Modelicemos ahora el sistema balanceado incluyendo 2 BLOCKINGSERVERS, de nombre BSrvProc1 y BSrvProc2 y 1 SERVER, de nombre SrvProc3New. Podríamos haber utilizado otro BLOCKING SERVER pero así podemos ilustrar cómo nuestro nuevo objeto puede controlar también lo que sucede en otros tipos de objeto. Paso 4: Fije el tiempo de proceso para el primer procesamiento en Random.Pert(10, 11, 15) minutos, para el segundo en Random.Pert(60, 65, 74) minutos, y para el tercero en Random.Pert(38, 42, 48) minutos para ambos sistemas. Pregunta 15:

¿Qué operación de procesamiento será el cuello de botella?

Paso 5: Para BSrvProc1, fije la propiedad Max Buffer Size en “8” y Min Buffer Size en “2”. Fije la propiedad Down Stream Buffer en BSrvProc2.InputBuffer.Contents, para controlar el almacén del siguiente proceso. Tendrá que incluir este información dado que todas las variables de estado no tienen por qué estar incluidas en los desplegables.

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233

Figura 24.14: Proceso 1 según el Sistema Kanban Paso 6: Repita el último paso para el objeto BSrvProc2, pero incluyendo en la propiedad Down Stream Buffer la variable SrvProc3New.InputBuffer.Contents. Paso 7: Dado que el resto del sistema de fabricación está fuera de los límites del modelo, nos aseguraremos que hay suficiente trabajo (cinco piezas) en la primera operación de cada sistema. Incluya una fuente SOURCE, de nombre Srarts, que han de responder a un evento para crear llegadas. Cada vez que una pieza sale de la primera operación, otra llegará, como se muestra en la Figura 24.15. Fije la propiedad Initial Number of Entities en “5” para inicializar el sistema. Después de estas primeras llegadas, la propiedad Arrival Mode fijada en “On Event” hará que se cree una nueva llegada cada vez que ocurre el evento [email protected].

Figura 24.15: Generando una Cantidad Constante de Trabajo en la Primera Operación Paso 8: Copie el objeto Srarts, y llame a la copia SrartsNew; cambie la propiedad Event Name a [email protected]. Paso 9: Conecte las dos Fuentes con sus respectivas primeras operaciones utilizando CONNECTORS. Paso 10: Ahora que tenemos piezas, necesitamos crear también la pieza que nos va a servir para comparar. Esta pieza nos va a servir para indicar un cambio en el tipo de pieza, lo que será un buen indicador del tiempo que se tarda en vaciar el sistema antes de empezar con el nuevo tipo. 

234

Incluya una fuente, SOURCE, de nombre SrartMark, y establezca que tiene que liberar una entidad cuando se lleven 12 horas de simulación.

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Figura 24.16: Estableciendo la Llegada de la Pieza de Control 

Añada una asignación State Assignment que asigna a la variable ModelEntity.Picture el valor de “1” para indicar que es una pieza diferente y para cambiar la imagen.

Figura 24.17: Cambiando la Propiedad Imagen 

Para garantizar un efecto idéntico en los dos sistemas, incluya un separador SEPARATOR, de nombre SepCopier, para que se cree una copia de la entidad de control.

Figura 24.18: Haciendo una Copia Exacta Para Cada Sistema 

Conecte SrartMark con SepCopier utilizando conectores y conecte ParentOutput de SEPARATOR con SrvProc1 y MemberOutput con BSrvProc1.

Paso 11: Cuando las piezas han acabado la última operación, van a ser enviadas a uno de los cuatro sumideros, dependiendo del sistema del que proceden y de si es o no la entidad de control. Se utilizan cuatro sumideros para facilitar la obtención de estadísticas. Incluya 4 SINK, de nombre SnkNormalMark, SnkNormal, SnkNewSystem, y SnkNewSysMark (Figura 24.13).157  

Conecte SrvProc3 con SnkNormalMark con un CONNECTOR, con la propiedad Selection Weight fijada en ModelEntity.Picture. Conecte SrvProc3 con SnkNormal con un CONNECTOR, con la propiedad Selection Weight fijada en ModelEntity.Picture.

157

En lugar de utilizar dos sumideros para cada sistema, podríamos haber utilizado un sumidero y una estadística TALLY para grabar el momento en que la entidad de control llega al sumidero.

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235

Paso 12:

Repita el último paso para los otros dos sumideros, conectando SnkNewSysMark.

Paso 13: Incluya una etiqueta de estado para mostrar lo que contiene el almacén de la segunda operación, SrvProc2.Inputbuffer.Contents, dado que las filas animadas no se pueden alargar lo suficiente (como mucho 8 entidades). Paso 14: Guarde el modelo y ejecútelo durante un período de 4 días. Eventualmente, deberíamos montar un experimento puesto que sólo tenemos una observación correspondiente con la entidad de control. Pregunta 16:

¿Se bloquean las operaciones cuando los almacenes siguientes llegan al máximo permitido?

Pregunta 17:

¿Cuántas piezas fueron acabadas en cada sistema? ¿Sorprendido?

Pregunta 18:

¿Cuánto tardan en ser procesadas las piezas en cada sistema?

Pregunta 19: ¿Cuál es el tiempo de procesamiento en cada sistema, determinado por el tiempo en el sistema de la entidad de control?

Pregunta 20:

¿Cuántas piezas hay en InputBuffer de SrvProc2 al final de la simulación?

Pregunta 21:

¿Qué porcentaje de tiempo han estado bloqueadas las operaciones?

Paso 15:

Cambie la capacidad del segundo proceso a 2 en cada sistema. Guarde y ejecute el modelo.

Pregunta 22: Compare las respuestas a las mismas preguntas con los nuevos valores, en especial en cuanto a los porcentajes de bloqueo?

Sección 24.3: El Operario Formado Interdisciplinarmente Los resultados muestran que la primera operación está bloqueada mucho tiempo, lo que significa que el operario tiene tiempo para realizar otras tareas. En este momento, ya no nos interesa la comparación entre los dos sistemas. La parte correspondiente al sistema Push puede ser borrado. Recuerde que el operario de la primera operación ha sido formado también para atender en la segunda operación, que resulta que es el cuello de botella. Paso 1: Guarde el modelo con un nombre distinto y asegúrese que la capacidad de la segunda operación BSrvProc2 es “2”. Paso 2: Incluya dos TRANSFERNODES, de nombre TProc1 y TProc2 y posiciónelos debajo de las operaciones correspondientes (Figura 24.19). Conecte los dos nodos de transferencia entre sí con un TIMEPATH bidireccional de 10 minutos de duración.

236

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Figura 24.19: Añadiendo el Circuito Para el Operario Multidisciplinar Paso 3: Incluya 2 WORKERS, de nombre WrkrNotCrossTrained y WrkrCrossTrained. Fije la propiedad Initial Node en “TProc2” para el operario normal y “TProc1” para el multidisciplinar. Coloree el operario multidisciplinar de verde para poder distinguirlo del otro operario, mientras se mueve entre las dos operaciones. El operario normal, WrkrNotCrossTrained, sólo trabajará en la segunda operación mientras que el operario multidisciplinar, WrkrCrossTrained, puede trabajar tanto en la primera como en la segunda operación. Paso 4: Incluya una nueva LIST de objetos, de nombre ListProc2, que contenga el nombre de los dos operarios (Figura 24.20). La lista será utilizada para seleccionar uno de los operarios cuando la primera operación está bloqueada.

Figura 24.20: Creando una Lista de Recursos Para la Segunda Operación Paso 5: Necesitamos incluir la posibilidad de que la segunda operación utilice cualquiera de los dos operarios. Incluya los disparadores Processing y Exited, y cree dos nuevos procesos, de nombre “BSrvProc2_Processing” y “BSrvProc2_Exited.” 

Para el proceso “BSrvProc2_Processing”, incluya una etapa Seize para apresar un operario de la lista ListProc2 (Figura 24.21). El valor por defecto “PreferredOrder” de la propiedad Selection Goal es el correcto dado que WrkrNotCrossTrained debe ser seleccionado antes si los dos están disponibles. Asegúrese de que la propiedad Request Visit tiene el valor “To Node” y la propiedad Node Name el valor “TProc2” para forzar a que los operarios lleguen a la segunda operación antes de que se empiecen a procesar.

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237

Figura 24.21: Apresando Cualquiera de los Operarios y Asegurando que se Mueven Hacia TProc2 

Una vez que la operación ha sido acabada y la entidad sale de BSrvProc2, incluya una etapa Release para liberar al operario y colocarlo en la lista de recursos disponibles (Figura 24.22).

Figura 24.22: Liberando a los Operarios Paso 6: Necesitamos añadir la posibilidad de que la operación BSrvProc1 pueda apresar al operario multidisciplinar, WrkrCrossTrained, para realizar el trabajo. Incluya los procesos “BSrvProc1_Processing” y “BSrvProc1_Exited” en los disparadores Processing y Exited. 

238

Al contrario que lo que sucede en la segunda operación, en la primera operación se apresará un recurso en particular (WrkrCrossTrained), al que se obliga a visitar el nodo TProc1 antes de empezar a procesar la entidad (Figura 24.23). Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 24.23: Apresando al Operario Multidisciplinar en la Operación 1 

En el proceso “BSrvProc1_Exited”, incluya una etapa Assign que cambie la prioridad ModelEntity.Priority a “2”, lo que servirá para indicar que la entidad está siendo procesada en la segunda operación. Finalmente, use una etapa Release para liberar al recurso utilizado (Figura 24.24).

Figura 24.24: Liberando al Operario Multidisciplinar en la Operación 1 Paso 7: Guarde el modelo y ejecútelo. Pregunta 23:

¿Qué observa en relación con el operario multidisciplinar? ¿Se comporta como esperaba?

Paso 8: El problema es que el operario está atendiendo las peticiones según su orden de llegada, lo que significa que el operario se va a mover alternativamente entre las dos operaciones. Sin embargo, queremos que el operario esté siempre en la primera operación hasta que la operación se bloquea. Sistemas Lean: Sistemas Kanban con Operarios Multidisciplinares

239

Seleccione el operario WrkerCrossTrained e incluya un proceso, de nombre “WrkerCrossTrained_ EvaluatingSeizeRequest” para que sea ejecutado desde el disparador Evaluating Seize Request (Figura 24.25). El disparador se invoca desde el proceso “OnEvaluatingAllocation” (véase Tabla 24.2 para más información). Si el valor de Token.ReturnValue es 0, en cambio, la petición será rechazada. 

Si la petición viene de la segunda operación (ModelEntity.Priority==2) y la primera operación no está bloqueada (BsrvProc1.Capacity>0) o la capacidad actual de BsrvProc2 es menor que 2, la petición será rechazada. Si la petición viene de la primera operación y el primer proceso está bloqueado, la petición también debe ser rechazada.



Incluya una etapa Decide que se basa en una condición con la que se decide aceptar o rechazar la petición.

(ModelEntity.Priority==2&&(Bsrvproc1.Capacity>0||Bsrvproc2.Capacity<2)) || (ModelEntity.Priority==1 && Bsrvproc1.Blocked) 

Si se necesita rechazar la petición, fije el valor de retorno del TOKEN en “False”.

Figura 24.25: Rechazando Peticiones para el Operario Multidisciplinar Paso 9: Guarde el modelo y ejecútelo durante un período de cuatro días Pregunta 24: ¿Ha estado el operario multidisciplinar trabajando en la primera operación hasta que la operación se bloquea y se dirige entonces hacia la segunda operación?

Pregunta 25:

¿Cuánto tarda en procesarse las piezas? ¿En comparación con el modelo anterior?

Pregunta 26: ¿Cuál es el tiempo total o lead time, determinado por el tiempo en el sistema de la entidad de control? Pregunta 27: ¿Qué porcentaje del tiempo han estado bloqueadas las operaciones? ¿Y en comparación con el modelo anterior?

240

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Sección 24.4: Comentario 

En lugar de esperar a que la operación acabe el proceso, se podría haber utilizado una etapa Interrupt para parar la operación. De hecho se podía haber añadido una opción para interrumpir o no, así como decidir qué hacer con la entidad que ha sufrido la interrupción. Para nuestro escenario, se acabará de procesar la entidad sin realizar la interrupción.



Tampoco se estudia el número de entidades que se mueven hacia el almacén siguiente. Sin embargo, una propiedad similar a la empleada podría ser usada. En el objeto correspondiente a la cadena de suministros del Capítulo 22, el nodo Input del proceso usaba una etapa Decide que incluía el número que llegaba a dicho nodo de entrada.



Finalmente, igual desea crear un verdadero sistema Pull. El objeto SUPPLYINVSERVER del Capítulo 22 puede ser fácilmente modificado. En lugar de tener un período de reposición, un controlador debe hacer que la revisión sea continua con el nivel de inventario fijado en el número de Kanbans. También podría incluirse pedidos no atendidos. En este caso, podría llenar los Kanbans, incluso si no tiene suficiente inventario. Las órdenes de reposición serían las señales Kanban.



Se debe añadir una etapa Assign en el proceso “OnInitialized” de BLOCKINGSERVER lo que habilitará o deshabilitará el controlador si el almacén siguiente, DownstreamBuffer, ha sido especificado o no (MonitorDownstreamBuffer.Enabled = DownStreamBuffer.isdefined).



Advierta que actualmente el estado de bloqueo se comprueba solamente cuando hay un cambio en el almacén siguiente. Podríamos hacer la comprobación antes de empezar una unidad. Incluya una etapa Execute antes de la etapa Seize en los procesos “OnEnteredProcessing” y “OnEnteredInputBuffer” para que se ejecute el proceso “OnDownStreamBufferInput”.

Figura 24.26: Realizando la Comparación Antes de Apresar un Recurso

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241

Capítulo 25 Múltiples Productos: Cadena de Suministro Bis 

Usando vectores de estado en vez de variables



Buscando en tablas



Asociando tablas automáticamente a hojas de cálculo

Sección 25.1: Cambiando las Propiedades para Manejar Múltiples SKUs En el Capítulo 12 se empezó a utilizar una cadena de suministros muy sencilla con un centro de distribución que realizaba tareas de reposición de un único producto y para una tienda. En el Capítulo 22 encapsulamos el sistema para poder modelizar muchos segmentos diferentes de una cadena de suministros. En ambos casos se asumía que existía un único producto o stock keeping unit (SKU). En este capítulo se va a ampliar el modelo del Capítulo 12 para incluir múltiples tipos de producto. La mayoría de las empresas tienen muchos SKUs que se almacenan en un centro de distribución. El patrón de SKU cambia con el tiempo (el número de tipos diferentes de SKU como las cantidades de pedido así como las cantidades máximas en inventario). Por eso, la habilidad para cambiar rápidamente la información es importante, y se facilita con el uso de las hojas de cálculo. Paso 1: Dado que el sistema es exactamente igual excepto por la existencia de muchos SKU, abra el modelo del Capítulo 12 y guárdelo con otro nombre. Paso 2: Recuerde que la entidad se utilizaba para representar tanto los pedidos que recibía el centro de distribución así como los pedidos que se mandaban a los proveedores. Se añadió una variables de estado discreta, OrderAmt, para especificar la cantidad del pedido. Seleccione la entidad en el [Navigation]. En Definitions →States, incluya una variable DISCRETE STATE, de nombre SKUID, para indicar el tipo de SKU que se está pidiendo. Paso 3: Vaya a la sección Definitions →States del modelo principal. La variable DISCRETE STATE puede tener diferentes dimensiones (Tabla 25.1), aunque por defecto es un único valor, “Scalar.” Tabla 25.1: Diferentes Dimensiones de la Variables de Estado Discretas Dimensión Scalar/Escalar Vector/Vector Matrix/Matriz Table/Tabla



Descripción Es una variable simple a la que sólo se le puede asignar un valor. Es una variable con un vector de valores en una dimensión, similar a una columna en una hoja de cálculo. Es una variable con un vector de valores en dos dimensiones, similar a una hoja de cálculo completa. Es una variable con una matriz dinámica que toma sus tamaño y valores de una tabla.

Cambie la propiedad Dimension de las variables Inventory y WIP a “Vector” con 100 filas para indicar el máximo número posible de diferentes SKU que el modelo puede manejar.158 (Esto produce una serie de errores que se resuelven a continuación.)

158

El valor “Table” podría haber sido utilizado, y la tabla haber sido una hoja de cálculo, pero en este caso se requería mantener varias hojas. 242

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Paso 4: Incluya dos variables DISCRETE STATE con una dimensión “Scalar”, de nombre NumSKUs, para indicar el número de SKUs en el sistema, y TotalInventory, que es la suma de todos los niveles individuales de inventario. Paso 5: En Definitions→Elements, cambie la propiedad State Variable Name de StateStatInv a TotalInventory en vez de Inventory, dado que una estadística de estado sólo puede controlar una fila de una variable vectorial. Con este cambio, la variable estadística controlará el nivel de todo el inventario. Paso 6: Añada etiquetas de estado para guardar los valores de TotalInventory y de NumSKUs (Figura 25.1). La antigua etiqueta de estado que estaba relacionada con el inventario (la etiqueta a la derecha de la etiqueta “Current Inv”) dice ahora “Inventory”. Cambie Expression a Inventory[1] para indicar que se muestra el valor correspondiente a la primera fila.159 Puede añadir 5 etiquetas más a la derecha para mostrar los valores de las filas segunda a sexta.

Figura 25.1: Actualizando las Etiquetas de Estado.

Sección 25.2: Asociando una Tabla a Una Hoja Excel Recuerde que en el modelo original se especificaba el inventario inicial, el punto de pedido y la cantidad máxima en inventario. Con el potencial de disponer de 100 tipos diferentes de SKUs, especificar esta información a través de propiedades individuales es dificultoso. Se va a especificar la información en una TABLE. Paso 1: En la sección Data→Tables, incluya una DATA TABLE, de nombre TableSKU. Incluya 4 propiedades Integer Standard Properties, de nombre ID, InitialInventory, ReOrderPt y OrderUptoQty y 1 propiedad Real, de nombre Mixture, que va a representar el mix de producto o el porcentaje de demanda de cada SKU (Figura 25.2). La columna ID se va a usar para referenciar el número de fila en los vectores de variables Inventory y WIP.

Figura 25.2: Montando una Data Table para Caracterizar cada SKU Paso 2: En este punto, ya se podría incluir toda la información necesaria. Sin embargo, los datos cambian a menudo y la información puede encontrarse en nuestro ERP. La posibilidad de relacionar la tabla de SIMIO con una hoja Excel es muy conveniente. La Figura 25.3 muestra las opciones para interactuar con una hoja de cálculo. Se pueden importar los datos, “Import From”, tanto de un fichero (CSV, Comma Separated) como de una hoja Excel. El proceso es manual y tiene que ser realizado cada vez que la hoja cambia. Con la opción “Bind To”, se asocial la tabla a la hoja Excel o al fichero CSV y la tabla de SIMIO se actualiza automáticamente al comienzo de la simulación.

159

El uso de [] para indicar el número de fila es muy común en otros lenguajes de programación.

Múltiples Productos: Cadena de Suministro Bis

243

Figura 25.3: Importando, Exportando, y Asociando Datos a una Fichero Externo    

Tanto si está importando como asociando, primero necesita exportar, “Export”, la tabla, para que se determine correctamente en Excel su estructura o tamaño. Haga clic en el botón Export para exportar la tabla guardando el fichero CSV como TableSKU.160 Abra el fichero TableSKU.csv en Excel y guárdelo como un fichero Excel, de nombre TableSKU.xls o TableSKU.xlsx dependiendo de la versión de Excel. Incluya 3 diferentes SKUs con la información que se muestra en la Figura 25.4. Guarde el fichero Excel.

Figura 25.4: TableSKU en Excel Paso 3: Vuelva a SIMIO, y haga clic en el botón Excel dentro de la opción Bind To, lo que abre la ventana de diálogo que se muestra en la Figura 25.5. Seleccione el fichero Excel en la propiedad File Name. Tiene la opción de seleccionar una hoja en particular. Haga clic en Ok para asociar la tabla de SIMIO a la hoja “TableSKU”. En este punto, no se va a importar ningún dato hasta que se ejecute la simulación, puesto que se trata de una referencia absoluta a un fichero Excel. Si el fichero se cambia de directorio, o si el modelo se comparte con alguien, la asociación tiene que ser restablecida. 161

: Figura 25.5: Ventana de Diálogo para Importar o Asociar

160

El sistema sólo exporta a ficheros CSV, ficheros que se pueden abrir en Excel.

161

Para hacer cualquier cambio en la tabla, tiene que quitar la asociación “Remove Binding”.

244

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Sección 25.3: Cambiando los Procesos para Manejar Múltiples SKUs Hemos modificado las propiedades para manejar múltiples SKUs y hemos creado una tabla para caracterizar toda la información sobre los SKUs. Necesitamos también modificar los procesos para utilizar correctamente los cambios sobre el mix de productos. Esencialmente, tenemos que cambiar las variables escalares por vectores en los sitios en los que antes usábamos las variables Inventory y WIP. Paso 1: El proceso “OnInitialized” se utilizaba para fijar el valor inicial de inventario pero ahora necesita modificarse para inicializar los inventarios de cada SKU así como la variable que refleja el inventario total. La etapa Search se usaba para buscar en las filas de entidades en el Capítulo 9 y en colecciones de objetos (recursos) en el Capítulo 16, pero también se puede utilizar para buscar dentro de una tabla. Para cada fila que se encuentre, se asignará al TOKEN el número de fila, de manera similar a la forma en que la etapa Set Table se usaba para asignar un fila en particular a una entidad (Capítulo 7). 

Incluya una etapa Search y mueva la etapa Assign a la rama “Found”. La etapa Search buscará en cada fila y nos permitirá asignar el valor inicial de inventario (Figura 25.6).

Figura 25.6: Modificando el Proceso OnInitialized para Inicializar el Inventario de cada SKU 

Haga que la búsqueda se realice en todas y cada una de las filas de la tabla (Tabla 25.2). La propiedad Return Value es una expresión que se evalúa para cada fila de la tabla. La etapa Search devuelve entonces la suma de todos los valores. Tabla 25.2: Buscando en la Tabla Propiedad Collection Type Table Name Match Condition Return Value Limit



Descripción Se dice cómo buscar ( “TableRows”) El nombre de la tabla. La dejamos en blanco para buscar en todas las filas. El valor “1” indica que se sumarán todos los valores individuales. Máximo número de tipos de SKUs que se permiten, en función del dimensionamiento del vector.

Modifique la etapa Assign para asignar el número correcto de la fila así como TotalInventory. El TOKEN asociado con la rama “Found” se asigna al número de fila encontrado en la tabla. Fije la propiedad Row como TableSKU.ID y New Value como TableSKU.InitialInventory. En la propiedad Assignments (More), fije TotalInventory como TotalInventory + TableSKU.InitialInventory para calcular el inventario como suma de todos los valores individuales.

Múltiples Productos: Cadena de Suministro Bis

245

Figura 25.7: Asignando los Inventarios Individuales y el Inventario Total 

Incluya una etapa Assign en la rama “Original” para que se asigne el número de SKUs. La suma de las expresiones Return Value será calculada a partir de ReturnValue del TOKEN (Figura 25.8).

Figura 25.8: Asignando el Valor de la Ficha al Número de SKUs Paso 2: Recuerde que el proceso “SrvDC_Processed” se usa para actualizar los niveles de inventario después de que se haya acabado el proceso de fabricación. Modifique la etapa Assign para actualizar los inventarios individuales de cada SKU. El pedido recibido incluirá el tipo de SKU en la variable SKUID. El único cambio es la especificación del nivel individual de inventario y de WIP (Inventory[ModelEntity.SkuID] y WIP[ModelEntity.SkuID]) como se muestra en la Figura 25.9). Se necesita también una asignación adicional para actualizar el nivel del inventario total.

Figura 25.9: Actualizando los Inventarios cuando Llegan Pedidos de Reposición Paso 3: Modifique el proceso “SrvOrderProcessing_Processed” para utilizar la variable vectorizada. 

La estadística de observación, TALLY, que se utiliza para guardar el nivel de servicio corresponderá con el nivel de servicio general para todas las SKU. Modifique la etapa Tally para particularizarla para cada SKU (Inventory[ModelEntity.SkuID])

Figura 25.10: Actualizando el Nivel de Servicio 246

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO



La etapa Assign se utiliza para reducir el nivel de inventario. El inventario total se reducirá en el mínimo entre el tamaño de pedido y el nivel actual de inventario.

Figura 25.11: Reduciendo el Inventario Total 

El inventario individualmente se actualiza utilizando la fila correcta.

Figura 25.12: Actualizando los Niveles Individuales Paso 4: Finalmente, se necesita modificar el sistema de reposición para los SKUs de forma individual. Como para el proceso “OnInitialized”, se va a utilizar una etapa Search para cada SKU, para determinar si se necesita realizar un pedido.

Figura 25.13: Modificando el Sistema de Reaprovisionamiento    

Copie la etapa Search del proceso“OnInitialized” e inclúyala antes de la etapa Decide. Modifique la propiedad Limit para que sea NumSkus y cambie la propiedad ReturnValue a “Empty”. Copie todas las etapas en la rama “Found”. Cambie la propiedad Expression de la etapa Decide para que incluya el vector Inventory y el punto de pedido (Inventory[TableSKU.ID]
Múltiples Productos: Cadena de Suministro Bis

247

Tabla 25.3: Creando la Cantidad de Pedido y Actualizando el Nivel Individual de WIP Variable de Estado ModelEntity.SKUID ModelEntity.OrderAmt

WIP[ModelEntity.SKUID]

Descripción TableSKU.ID Math.Max(0, TableSKU[ModelEntity.SKUID].OrderUpToQty Inventory[ModelEntity. SKUID]WIP[ModelEntity.SKUID]) Wip[ModelEntity.SKUID]+ModelEntity.OrderAmt

Sección 25.4: Modificando el Sistema Modifique el sistema actual: incremente las capacidades de las operaciones así como especifique la creación de pedidos en las tiendas. Paso 1: Cambie la propiedad Initial Capacity de las tres operaciones, SERVERS, a “5”. Paso 2: Seleccione la fuente SrcOrders y borre las asignaciones originales sobre la cantidad de los pedidos. Incluya un disparador “Created” que va a generar los pedidos para cada SKUs (Figura 25.14: Creando Pedidos desde las Tiendas para cada SKU).

Figura 25.14: Creando Pedidos desde las Tiendas para cada SKU

248



Copie la etapa Search del proceso “InventoryReview” y modifique la propiedad StartingIndex para que tome un valor de “2”, dado que ya tenemos una entidad.



Copie la etapa Create del mismo proceso y colóquela en la rama “Found”.



En la rama “Created”, incluya una etapa Assign que determina el tipo de SKU Type (TableSKU.ID) y la cantidad en función de la mezcla o mix de producto (Random.Poisson(TableSKU.Mixture)).

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

Figura 25.15: Calculando la Cantidad de Pedido y el Tipo de SKU 

Después de la etapa Assign, incluya la etapa Transfer para transferir la entidad creada al nodo Output de SrcOrders.

Figura 25.16: Transfiriendo las Entidades Recién Creadas 

La lógica previa ayudaba a generar pedidos de los tipos de SKU, numerados entre el 2 y el número de SKUs. Copie la etapa Assign en la rama “Original” y cambie TableSKU a TableSKU[1] en todos los sitios de forma que se busque explícitamente en la primera fila.

Paso 3: Guarde el modelo y ejecútelo observando lo que sucede. Pregunta 28:

Después de ejecutar el sistema, ¿se actualiza la tabla de datos?

Pregunta 29:

¿Cuál es el nivel de inventario actual?

Pregunta 30:

¿Cuál es el nivel de inventario medio y el nivel de servicio?

Paso 4: Abra el fichero Excel otra vez, y añada cinco filas más (Figura 25.17: Añadiendo Cuatro Nuevas SKU en la Hoja de Cálculo).

Múltiples Productos: Cadena de Suministro Bis

249

Figura 25.17: Añadiendo Cuatro Nuevas SKU en la Hoja de Cálculo Paso 5: Guarde el modelo y vuélvalo a ejecutar. Pregunta 31:

¿Se han incluido las nuevas SKUs en el sistema?

Pregunta 32:

¿Cuál es el nivel de inventario actual?

Pregunta 33:

¿Cuál es el nivel de inventario medio y el nivel de servicio?

Sección 25.5: Comentario

250



Los pedidos OrderAmt podrían haber sido también un vector en vez de un escalar.



Los mismos conceptos de este capítulo se pueden incorporar en el objeto SUPPLYINVSERVER del Capítulo 22, referenciando la tabla desde una propiedad.



El proceso “OnInitialized” se puede utilizar para fijar la variable CurrentCapacity de las tres operaciones para incluir el número de productos, NumSKUs.

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Índice A Add Additional Symbol  ModelEntity, 63  Server, 60 Add-On Process  Trigger Reached End, 99 Add-On Process Triggers (Disparadores), 44 Allocation Request  Seize, 244 Allocation Requests, 236 Animation, 6 Animation (Animación)  Circular Gauge, 77  Status Label, 86  Status Labels, 72  Status Pie, 66  Status Plot, 39

B BasicNode (Nodo Básico), 28

C Candidate, 38  .Node.NumberRoutingIn, 38  .Server.Inputbuffer.Contents, 38  .Server.Processing.Contents, 38 Changeovers (Cambios), 65 Combiner  Match , 37 Combiner (Agrupador, Combinador), 36 Conector (Conector), 29 Conveyor (Cinta Transportadora)  Accumulating, 56  Entity Alignment, 57  Non-Accumulating, 56 Create Symbol, 74

D Data Table  Row Specification, 23 Debugging (Buscar Errores), 85  Break Point Button, 139  Breakpoint, 86  Dashboard Window, 86  Model Trace, 85  Status Label, 86  Watch, 86 Detached Queue, 33 Draw Queue, 40 Drawing  Create Symbol. See Create Symbol Drawn to Scale, 13

E Efficiency Table, 38 Elements, 42 Elements (Elementos)  Failure (Fallo), 91  Material (Material), 66  Monitor (Controlador), 75  Output Statistic (Estadística de Salida), 67  Process (Proceso), 173  RoutingGroup (Grupo de Destinos), 161  State Statistic (Estadística de Estado), 67  Station (Estación), 154  Storage (Almacén), 182  Tally Statistic (Estadística de Observación), 46  Timer (Temporizador), 69, 104 Entities Per Arrival, 92 Event (Evento), 80 Experiment (Experimento)  Response, 108  Response Chart, 110  Scenarios, 108  Subset Selection, 110 Experiment Scenarios, 15 Expression Editor, 5 External Node, 170 External View, 170  InputNode, 179  OutputNode, 179

F Failure  Active Function. See Elements Failure Function Table, 39

G Google 3D Warehouse, 13

I Input Location Functions, 133

K Kanban Approach, 230

L Level State (Variable de Nivel), 75 List (Lista), 65  Node, 95  Objects, 118  Strings, 65

Índice

251

M Material (Material), 66 Math (Matemática), 91  Epsilon, 140  If, 91  Is, 147  Max, 105  Min, 105 Model (Modelo), 2 ModelEntity  Initial Desired Speed, 27  Initial Sequence, 31 ModelEntity (Entidad), 2 Modelo  Model Properties, 2 Modelos  Aeropuerto, 12  Aeropuerto Bis, 18  Almacén, 152  Cadena de Suministro con Múltiples Productos, 246  Cadena de Suministros Simple, 102  Cadenas de Suministros Avanzada, 194  Carril de Transferencia, 56  Célula de Fabricación, 27  Célula de Fabricación bis, 51  Clínica de Cuidados Intensivos, 88  Clínica de Cuidados Intensivos bis, 94  Clínica Veterinaria, 117  Clínica Veterinaria bis, 126  Clínica Veterinaria Tres, 131  Ensamblaje de Tarjetas de Memoria, 35  Ensamblaje de Tarjetas de Memoria bis, 44  Ensamblaje de una Maqueta, 62  Gasolinera, 78  La Tienda de Helado, 3  Línea de Camisas, 185  Objeto Delay (Retardo), 159  Objeto Delay bis, 168  Planificación de Procesos/Gestión de Proyectos, 211  Sistemas Kanban con Operarios Multidisciplinares, 230  Sucursal de un Banco, 141  Tanque Simple, 74  Una Célula de Fabricación, 178 Monitor (Controlador, Monitorizador), 70 Multiple SKUs, 246

O OptQuest, 112  Constraints, 114

P es  [Project Library], 7  [Standard Library], 3  Navigation , 2 Paths (Caminos), 19 252

Modelización y Simulación: Libro de Prácticas con SIMIO

 Bidirectional, 32  Selection Weight Property, 19  Travel Time, 38 Pivot Grid, 15, 221 Priority  InitialPriority Property, 22  Priority State Variable, 22 Process  Create Process, 46  OnInitialized, 77  Override (Desactivar), 162  Processed, 63  Processing, 49  Restore (Restablecer), 162 Process Steps (Etapas de Proceso)  Assign (Asignar), 45  Create (Crear), 107  Decide (Decidir), 47  Delay (Retrasar), 49  Destroy (Destruir), 205  EndTransfer (Acabar Transferencia), 172  Execute (Ejecutar), 155  Fire (Disparar), 82  Insert (Insertar), 182  Interrupt (Interrumpir), 84  Release (Liberar, Soltar), 50  Remove (Retirar), 84  Remove (Sacar), 182  Ride (Transportar), 148  Route (Dirigir, Enviar), 161  Search (Buscar), 83, 146  Seize (Apresar, Agarrar), 49  Set Node (Fijar Nodo), 84  Set Table (Fijar Tabla), 55  Tally (Contar), 46  Transfer (Transferir), 84  UnBatch (Desagrupar), 48  Wait (Esperar), 81 Project Management (Gestión de Proyectos)  Critical Path (Camino Crítico), 211  Earliest Finish (Finalización Más Temprana), 212  Latest Finish (Finalización Más Tardía), 212  Percent (Critical Path) (Criticidad), 212  Slack (Holgura), 212 Properties (Propiedades)  Element Reference, 173  Object Reference, 126  Repeat Group, 176  Standard Property, 22 Property, 23

R Ranking y selección, 111 Rate Table, 20 Reference Property, 38 Referenced Property, 127 Reneging (Abandonar una Fila), 83 Repeating Property Editor, 36  Bill of Materials, 66

 Release, 120  Seize, 119  State Variable Assignment, 40 Reports, 15 Resource (Recurso), 49  Initial Capacity, 49 Responses, 15  Response Results, 16 Results (Resultados), 8  Categories, 9 Capacity, 9 Content, 9 FlowTime, 9 HoldingTime, 10 ResourceState, 9 Throughput, 9  Pivot Grid/Table, 9, 14  Resource utilization, 10 Run Setup, 6

S Schedules, 30 Seize (Apresar)  Request Visit Property, 136 Separator (Separador), 42 Server (Servidor, Operación), 4  Current Symbol Index, 60  InputBuffer.Contents, 6  Processing.Contents, 6  ProcessTime, 39  Reliability Logic, 59  Static Ranking Rule, 129 SIMIO  Crear un modelo nuevo, 2  Inicio, 1 Sink (Sumidero), 4 Sistemas Lean, 230 SMORE, 109 Source (Fuente), 4  Add-On Process Triggers, 54  Entities Per Arrival, 29  Initial Capacity, 15  Source, 5  Table Reference Assignment, 54  Time Varying Arrival Rate, 21 Standard Property, 22  Integer, 22  List, 224  Real, 38  State, 176  String, 121 State Variable, 23  Before Existing State Assignment, 36  Discrete State, 36 Station (Estación)  EntryQueue, 168  Inprocess Queue, 168

Statistics (Estadísticas)  Observation-Based, 41  State Statistic, 42  Tally Stopping Condition, 93  Tally Statistic, 41, See Elements Tally  Time-persistent, 41 Subclassing (Clonar), 154  Delay Objeto, 159  Derived/Specialized, 159  Server, 154, 195, 230  TimePath, 212  TransferNode, 159  Vehicle, 187 Symbol, 35

T Tables  Data Table, 22  Sequence Table, 30 TimePath (Camino con Duración o Retardo), 4 Timer Element. See Elements Timer TransferNode (Nodo de Transferencia)  Entity Destination Type, 31, 37  Inherited Properties, 160  Outbound Link Rule, 24  Ride On Transporter, 32  Selection Expression, 38  TransferNode Properties, 19

V Vehicle (Vehículo), 32  Idle Action, 32  Initial Desired Speed, 32  Initial Node(Home), 32  ParkingStation.Contents, 33  Ride Capacity, 32  Task Selection Strategy, 150 View, 6  2-D, 6  3-D, 6

W Work Schedules, 24, 30 Work Schedules (Horarios, Turnos)  Work Cycle, 30 Worker (Operario, Trabajador), 135  Dynamic Selection Rule, 137 Workstation (Estación de Trabajo), 62  Other Requirements, 67

Z Zero-Time Events, 139

Índice

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