Simulación con ARENA®

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Jorge Eduardo Ortiz Triviño
[email protected]
http://www.docentes.unal.edu.co/jeortizt/
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Contenido
 Introducción
 Nociones sobre modelación y simulación
 Panel de procesos básicos, tratamiento de costos y
hoja de resultados
 Analizador de datos de entrada y recolección de
estadísticas.
 Panel de procesos avanzados
 Panel de transferencias avanzadas.
 Ejercicio general.
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Panel de Procesos Avanzados
 Módulos de funciones especializadas para dar mayor
nivel de detalle al modelo
 Complementar funciones del panel de procesos
básicos
 Modalidad de trabajo: con ejemplos
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Variación en la Capacidad de los
Recursos
Fallas (“Failure”)
 Ocurren durante el procesamiento de una pieza
 Tipo (“Type”):
 “Count”: cuenta el número de piezas
Número de piezas que deben ser
procesadas para que ocurra la falla
Tiempo de la falla
(puede ser constante o una distribución)
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Variación en la Capacidad de los
Recursos
Fallas (“Failure”)
 Tipo (“Type”):
 “Time”: por tiempo de trabajo del recurso
Tiempo con el recurso
en buen funcionamiento
Nombre de la falla
Duración de la falla
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Variación en la Capacidad de los
Recursos
El proceso se retoma donde quedó
Preempt
tiempo
Nuevo fin de la falla
Wait
Ignore
tiempo
Menor tiempo de duración
tiempo
Inicio de
la falla: 11:00 am
Terminación de
la falla: 11:30 am
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Ejemplo 4.1
 Las partes entran a un proceso con
distribución exponencial de media 5min.
 Un operario procesa un torno con tiempo
normal de media 4,5min y desv. estándar
0,95min.
 Cuando se termina el proceso, las partes se
retiran del proceso.
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Ejemplo 4.1
 La vida útil del buril del torno es de 20 piezas
 Cumplida la cuota, se detiene la máquina y se
cambia la pieza. Esta operación dura un
tiempo uniforme entre 6 y 10 min.
 Además, cada 2 horas el operario debe limpiar
la máquina. La operación dura 3min.
 Si toca limpiar y se está procesando una pieza,
ésta se interrumpe y se retoma después de la
limpieza.
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Ejemplo 4.1, Solución
 Módulos utilizados:
 Panel básico
 Módulos
lógicos:
“create”,
“process”,
“dispose”
 Módulos de datos: “entity”, “resource”
 Panel de procesos avanzados
 Módulo de datos: “failures”
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Ejemplo 4.1, Solución
Llegada piezas
Torneado
0
Salida piezas
0
0
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Ejemplo 4.1, Solución
Módulo de datos: “Resource”
Se van a agregar las fallas
Click
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Ejemplo 4.1, Solución
 En el panel de procesos avanzados:
Por número de piezas
Por tiempo
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Ejemplo 4.1, Solución
Estadísticas del estado de los recursos
 Están predeterminadas
 Se muestran en el reporte “Frequency”
 % tiempo del recurso en estado específico
 Para generar el reporte de frecuencias, se
recurre al módulo “Statistics”
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Retener Entidades y Liberarlas
con una Señal
 Concepto: El flujo de entidades puede ser
interrumpido hasta que se produzca un
determinado hecho.
 Ej.: En un sistema de inspección, se espera el
paso de X unidades conformes para cambiar
el tipo de inspección
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Retener Entidades y Liberarlas
con una Señal
Ejemplo 4.2
 En el ejemplo anterior, asumir que las partes
entran al sistema y esperan 2 horas para que
sean liberadas en grupos de 10 y permitan su
entrada al proceso. Una vez se liberan, el
operario las procesa en el torno.
 Se emplean los módulos “hold” y “signal”
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Ejemplo 4.2 - Solución
Espera de las entidades: Módulo lógico “Hold”
Nombre
Tipo de espera
(en este caso, se
espera por una señal)
Límite de entidades
Tipo de cola
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Ejemplo 4.2, Solución
 Las entidades entrantes se quedan en la cola hasta que
reciban una señal para seguir en el proceso
 Se necesita enviar la señal desde el exterior
 Se crea un flujo lógico de entidades. Éstas llegan cada
2 horas y envía una señal para liberar las partes en
grupos de 10.
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Ejemplo 4.2, Solución
Espera
Llegada piezas
T orneado
Salida
0
0
0
Senal
Entrada senal
0
Fin de la senal
0
Número de entidades que se
van a liberar en los módulos
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Ejemplo 4.2, Solución
Espera
Llegada piezas
T orneado
Salida
0
0
0
Senal
Entrada senal
0
Fin de la senal
0
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Buscar y Remover Entidades
Específicas de Una Cola
 A veces es necesario realizar una selección
de entidades a partir de un conjunto, las
cuales tienen características específicas
 Ej.: selección de granos de café más grandes
para exportarlos
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Buscar y Remover Entidades
Específicas de Una Cola – Ej. 4.3
 A una zona de espera entran 50 partes con
una distribución exponencial con media
5min.
 Las piezas tienen un diámetro que sigue una
distribución uniforme entre 10 y 20cm.
 Sólo se van a seleccionar aquéllas que tienen
un diámetro menor a 15cm. El resto
permanece en la bodega.
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Buscar y Remover Entidades
Específicas de Una Cola – Ej. 4.3
 Las piezas seleccionadas se procesan en un
torno, el cual tiene un tiempo de
procesamiento normal con media 12min. y
desviación estándar de 0,95.
 Al salir del torno, las piezas se retiran del
sistema.
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Ejemplo 4.3, Solución
Se requieren los módulos
 Panel de procesos básicos.
 Create, Process, Dispose
 Entity, Resource
 Panel de procesos avanzados.
 Hold, Remove
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Ejemplo 4.3, Solución
Llegada de las piezas: “CREATE”
Llegan 50 entidades
Se restringen las llegadas
a una sola vez
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Ejemplo 4.3, Solución
Asignación del diámetro: “ASSIGN”
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Ejemplo 4.3, Solución
Asignación del diámetro: “ASSIGN”
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Ejemplo 4.3, Solución
 Las
entidades
creadas se dirigen a
un almacenamiento
infinito para esperar
ser
removidas:
módulo “HOLD”

Almacenamiento
antes
de ser removidas
Las entidades se almacena
en una cola
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Ejemplo 4.3, Solución
Estado actual del modelo
Asignacion del
diametro
Entrada
0
Espera
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Ejemplo 4.3, Solución
Empleo de la entidad de control
 Se necesita una lógica independiente para
controlar el sistema. De lo contrario, la
simulación continúa con una espera
indefinida de las entidades
 En este ejemplo, se debe crear una entidad
que inspeccione las piezas en la cola y
seleccione aquéllas con el diámetro
requerido
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Ejemplo 4.3, Solución
Creación de la entidad de control
 Generación de una entidad en el instante 0,
y máximo 1 llegada
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Ejemplo 4.3, Solución
 La entidad de control debe esperar a que
haya al menos 1 entidad en cola para evaluar
el diámetro
 Módulo “hold”: verificar que la cola de
espera no esté vacía. Y así, sólo se permite el
paso de la entidad de control.
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Ejemplo 4.3, Solución
Nombre de esta espera
de la entidad de control
Condición
“Espera:Queue” es
el nombre de la cola
donde llegan las
piezas para almacenamiento indefinido
La entidad de control
espera hasta que se
verifique la condición
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Ejemplo 4.3, Solución
 Una vez verificada la condición de la cola de
espera de las piezas, se realiza la selección –
módulo “SEARCH”
Tipo de
búsqueda
Condición
de
selección
Nombre de la cola
donde se va a buscar
Posiciones de inicio
y fin en la cola de
búsqueda
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Ejemplo 4.3, Solución
Remover
Busqueda
Original
Si se encuentran piezas que
cumplan la condición, se pedirá
que las remueva de la cola
Removed Entity
Found
Not Found
Retirar entidad de
control
0
Si no se encuentran piezas que
cumplan la condición, la entidad
de Control se retira y terminará la
simulación
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Ejemplo 4.3, Solución
Remover
Camino que sigue la entidad de control (enviada al
módulo “scan” para verificar
nuevamente la condición)
Original
Removed Entity
Camino que sigue la entidad seleccionada de la cola
(sigue en el proceso de fabricación)
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Ejemplo 4.3, Solución
Asignacion del
diametro
Entrada
Espera
0
Entidad de control
Cola OK
Busqueda
Fo un d
Remover
0
Ori g i n a l
Torneado
No t F o u n d
Re m o v e d En ti ty
Salida piezas
seleccionadas
0
0
Retirar entidad de
control
0
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Recoger un grupo de entidades y
depositarlo en otra parte del
modelo
Ejemplos:
 En un sistema de transporte, cuando un bus
llega a una parada, sólo los pasajeros que
esperan esa ruta ingresan al bus
 Selección de unas piezas para seguir un
procesamiento particular (similar al ejemplo
4.3)
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Ejemplo 4.4
 Considere el ejemplo 4.3
 Las entidades que quedaron en la cola que
no cumplieron la especificación del
diámetro se deben remover en su totalidad
para llevarlas a una operación de maquinado
 Allí se les reduce el diámetro y luego
regresan a la cola
 El maquinado demora entre 5 y 12min
uniformes, el diámetro queda en 13cm
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Ejemplo 4.4, Solución
 Como en el ejemplo 4.3:
Asignacion del
diametro
Entrada
Espera
0
Entidad de control
Cola OK
Busqueda
Fou nd
Remover
0
Ori g i n a l
Torneado
No t Fo u n d
Re m o v e d En ti t y
0
Si la pieza tiene f>15,
debe ser maquinada
y regresar a la cola “Espera”
Salida piezas
torneadas
0
41
Ejemplo 4.4, Solución
 Después del módulo de búsqueda, se deben
recoger las entidades “Pickup”
Recoge todas las entidades
de la cola de espera
Posición desde la cual
comienza a recoger entidades
Nombre de la cola de la cual se recogen las entidades
42
Ejemplo 4.4, Solución
 Ahora
se descargan las entidades
nuevamente para luego ser maquinadas
(“Dropoff”)
Cantidad de entidades
que se van a descargar:
NG (number in group)
Posición inicial desde la
cual se comienza la descarga
Tratamiento de los
atributos asignados a las
entidades agrupadas
43
Ejemplo 4.4, Solución
 Después de descargar, las piezas siguen con
el proceso de maquinado
 La entidad de control debe regresar a la
condición de selección
Descarga
Ruta de la entidad de control
Original
Members
Ruta de las piezas (entidades físicas)
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Ejemplo 4.4, Solución
Asignacion del
diametro
Entrada
Espera
0
Entidad de control
Cola OK
Busqueda
Fo u n d
Remover
0
Salida piezas
torneadas
Torneado
Ori g i n a l
No t Fo u n d
0
Re m o v e d En ti ty
0
Recoje
Descarga
Ori g i n a l
M e m b e rs
Maquinado
0
Asignacion nuevo
diametro