Simulación
Dr. Ignacio Ponzoni
Clase XVIII: Construcción de Modelos de
Simulación de Eventos Discretos usando VIMS
Parte 2
Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
Universidad Nacional del Sur
Año 2005
Procesos, Prioridades y Ruteo
• En muchos procesos, una máquina puede ser
preferida de entre varios equipos alternativos,
estableciéndose así niveles de prioridad.
• También
puede suceder que algunos de los
items producidos por una máquina resulten
defectuosos y sea necesario reprocesarlos o
incluso, en casos extremos, descartarlos.
• Simul8 brinda facilidades para modelar estás
cuestiones de manera sencilla.
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Procesos, Prioridades y Ruteo
•
Para ilustrar esto vamos a analizar los siguientes posibles
escenarios para nuestro modelo de manufactura de engranajes:
• Inicialmente asumiremos que cada molde que ingresa es
procesado por la Máquina1 si este está libre, sino por la
Máquina2, y ambos están ocupados entonces por la Máquina3.
• Luego consideraremos que el 4% de los moldes de engranajes
procesados por los operarios se rompen y deben ser descartados.
• Después asumiremos que 5% de los engranajes que llegan a
inspección son rechazados y reenviados a los pulidores para
que mejoren el pulido de la pieza.
• Por último, asumiremos que el 2% de los engranajes procesados
por los operadores son regresados a la cola de engranajes para
reprocesamiento.
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Arribos
Reciclar
Cola de Engranajes
(max 25)
Máquinas (x3)
Descartar 4%
[capacidad 3x6/hr]
Lavado
[capacidad 22/hr]
Cola de Pulido
(max 20)
[capacidad 2x10/hr]
Cola Inspección
Volver a Pulir
Pulido (x2)
(max 10)
Inspección
[capacidad 24/hr]
Despacho
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Descarte
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Priorizando Estaciones de Trabajo
•
En nuestro problema:
Prioridad Máq.1 > Prioridad Máq.2 > Prioridad Máq.3
Luego, a la máquina 2 le asignamos
prioridad 50, y a la máquina 3 le
asignamos prioridad 40.
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Separando los Descartes
Generar el Depósito de Descartes
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Separando los Descartes
Derivando al Depósito de Descartes
Este procedimiento se
repite para cada Máquina.
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Regresando item a Pulidores
• Para incorporar este reflujo hacia atrás, una primera
alternativa sería introducir directamente un conector
desde Inspeccion a Cola Pulido.
• Inconveniente:
al incrementarse la cantidad de
engranajes en la cola de pulido, la estación de
inspección puede quedar bloqueada por saturación de
la capacidad de la cola. Esto provocaría que
Inspeccion tenga que detener su procesamiento hasta
que haya un lugar disponible en la cola para el
engranaje rechazado.
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Regresando item a Pulidores
• Para resolver este problema, podemos crear un
nuevo repositorio (Cola de Repulido) y enviar
los engranajes rechazados a dicha cola.
• Los items en esa cola serán procesados por el
Pulidor 2, asignándole mayor prioridad que a
los items provenientes de la Cola Pulido.
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Regresando item a Pulidores
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Regresando item a Pulidores
Enviando de Inspeccion a Cola Repulido
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Regresando item a Pulidores
Enviando de Cola Repulido a Pulidor 2
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Ruteando hacia atrás a la
misma Estación de Trabajo
• El reenvío hacía atrás de items desde una estación
de trabajo a su propia cola de espera se realiza
mediante la incorporación de una estación de
trabajo “ficticia”.
• Esta nueva estación de trabajo insume un tiempo 0
en procesar el item y lo reenvía a la cola de espera,
de este modo se evita el bloqueo de la estación de
trabajo “real”.
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Ruteando hacia atrás a la
misma Estación de Trabajo
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Ruteando hacia atrás a la misma
Estación de Trabajo
La misma acción debe ser llevada
a cabo para las Máquinas 2 y 3.
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Ruteando hacia atrás a la misma
Estación de Trabajo
• En este punto, pareciera que tenemos resuelto nuestro
problema de ruteo.
•
Sin embargo, si ejecutamos nuestra simulación y analizamos
los resultados para la estación ficticia y la cantidad de items
generados, observaremos lo siguientes valores:
(154/593)*100 = 25,96%
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Ruteando hacia atrás a la misma
Estación de Trabajo
• Este problema se debe a que cuando una estación de trabajo
deriva un item directamente a otra estación de trabajo (sin un
repositorio entre ellas), pueden generarse conflictos entre las
Disciplinas de Ruteo de entrada y salida de las estaciones.
•
•
En este caso en particular, el Routing Out de las máquinas
establece un ruteo basado en porcentajes, mientras que el
Routing In de las Estaciones de Lavado y Ficticia tienen
definida una disciplina de prioridades.
Esta política de prioridades desata en general una competencia
entre la estación de Lavado y la Ficticia por capturar los items
que salen de las máquinas. En esta competencia, la Estación
ficticia logra quedarse con el 25% del trabajo.
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•
Ruteando hacia atrás a la misma
Estación de Trabajo
¿Cómo resolvemos este problema?
• Cambiando las políticas de Ruteo de Entrada a modo “pasivo”
para que las políticas de Ruteo de Salida prevalezcan.
La misma configuración de disciplina
se repite en la Estación Ficticia
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Ruteando hacia atrás a la misma
Estación de Trabajo
• Si
ejecutamos nuevamente la simulación, ahora
obtendremos los siguientes resultados:
(9/564)*100 = 1,60%
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Recursos
• Frecuentemente los recursos son requeridos para
inicializar un proceso, reiniciar una máquina
luego de que está finalizó de procesar un item, y
tareas de este tipo.
• Para ilustrar su uso, vamos a modificar nuestro
modelo para incorporar un recurso (operario)
que se encargará de reiniciar las máquinas antes
del procesamiento de cada engranaje.
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Recursos
Primero
Creamos
el Recurso
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Recursos
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Recursos
Luego, reducimos de 10 a 9 la media
de la distribución para las máquinas.
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Recursos
Se repiten estás acciones para las demás máquinas,
Generando así las estaciones de trabajo Setup2 y Setup3.
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Nueva Estructura del Proceso
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Mejorando el Modelo
•
•
•
•
Tal como definimos los recursos y las estaciones de trabajo,
el setup para una nueva pieza puede efectuarse mientras aún
se está procesando la anterior.
Esto puede suceder en algunos procesos de manufactura
pero no es el caso más común.
En general, dado que las actividades Setup y Procesamiento
del engranaje se hacen sobre la misma máquina, lo ideal es
modelar las máquinas como recursos compartidos para estas
actividades.
De este modo se elimina la potencial simultaneidad de ambas
tareas.
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Proceso con los nuevos Recursos
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Etiquetas (Labels)
•
•
•
Las etiquetas permiten definir atributos de los items de
trabajo.
Estos atributos permiten ejercer un mayor control sobre
la operación del modelo de simulación, dado que se puede
especificar distintos comportamientos del proceso en
función de los valores de etiqueta de los items procesados.
Las etiquetas pueden ser numéricas o de texto:
• Numéricas: son usadas para priorizar items dentro de una
cola o controlar el ruteo de items a través del proceso.
• Texto: son utilizadas cuando se desea especificar diferentes
distribuciones a ser usadas dentro de una misma estación
de trabajo.
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Uso de etiquetas numéricas
para priorizar trabajo.
•
•
•
•
Supongamos que debemos distinguir entre dos tipos de items
de trabajo: urgentes y no urgentes.
La creación de estos tipos de items puede ser manejada a
través de la definición de distintos puntos de entrada, cada uno
con su propia distribución probabilística para la generación de
tiempos entre arribos.
En principio podríamos pensar en rutear los arribos a
disntintas colas y luego definir prioridades en las estaciones de
trabajo para decidir como se toman los elementos de cada cola.
Pero esto tiene sus limitaciones, una vez que las entidades
pasan por las estaciones de trabajo, la distinción entre los
distintos tipos de items se pierde.
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Uso de etiquetas numéricas
para priorizar trabajo.
•
•
•
La mejor alternativa es definir una etiqueta numérica para
expresar el nivel de urgencia de una tarea.
Asumiremos que el 20% de las tareas son urgentes, mientras
que el 80% restante es no urgente.
La tasa combinada de arribos es de 15 por hora (1 cada 4
minutos), luego:
• la tasa para los arribos urgentes será de 3 por hora (1 cada
20 minutos), lo cual representa el 20% de los arribos.
• La tasa para los arribos no urgentes será de 12 por hora (1
cada 5 minutos), lo cual representa el 80% restante.
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Uso de etiquetas numéricas
para priorizar trabajo.
•
\Objects\ Labels
•
\Objects \Work Item Types
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Uso de etiquetas numéricas
para priorizar trabajo.
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Uso de etiquetas numéricas
para priorizar trabajo.
•
Manteniendo apretada la tecla Crl y moviendo
ArribosNoUrgentes generamos el otro punto de entrada.
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Uso de etiquetas numéricas
para priorizar trabajo.
•
El siguiente paso es establecer prioridades para la política de
la cola que recibe los engranajes.
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Uso de etiquetas numéricas
para priorizar trabajo.
•
Lo último que necesitamos hacer es actualizar Despacho
para poder registrar estadisticas por tipo de item.
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Nueva Estructura del Proceso
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Analizando Resultados
en la Cola
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Analizando Resultados
en Despacho
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Uso de etiquetas de texto para indicar
distintas distribuciones de tiempo.
•
•
•
•
Las etiquetas pueden ser utilizadas para asignar distintas
distribuciones de tiempo en las estaciones de trabajo a las
diferentes categorías de items.
En este caso, las etiquetas de texto permiten especificar el
nombre de la distribución de tiempo.
Supongamos que los items urgentes tienen una superficie
más suave que los items no urgentes, y por ende, requieren
un tiempo menor de procesamiento.
Asumamos las siguientes distribuciones según la superficie:
• Suaves: normal con media 8 y desvío 2.
• Duras: exponencial con media 10.
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Uso de etiquetas de texto para indicar
distintas distribuciones de tiempo.
• \Objects\Labels
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Uso de etiquetas de texto para indicar
distintas distribuciones de tiempo.
• \Objects\ Work Item Types
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Uso de etiquetas de texto para indicar
distintas distribuciones de tiempo.
Luego se repite el mismo procedimiento
con los ArribosUrgentes usando el valor Suave.
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Uso de etiquetas de texto para indicar
distintas distribuciones de tiempo.
• \Objects \Distributions
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Uso de etiquetas de texto para indicar
distintas distribuciones de tiempo.
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Uso de etiquetas de texto para indicar
distintas distribuciones de tiempo.
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Uso de etiquetas de texto para indicar
distintas distribuciones de tiempo.
•
Luego, hay que indicar a las
estaciones de trabajo que
procesan las piezas que la
distribución es Tipo Superficie.
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Otras facilidades de Simul8:
Ensamblando items
 En ciertas situaciones deseamos construir un nuevo item a
partir de otros.
 Por ejemplo, supongamos que la sección de embalaje de
una planta de producción de jugos posee una actividad
que consiste en tomar 6 botellas y embalarlas dentro de
una caja.
 En este caso podemos considerar 3 tipos de items:
 Botellas,
 Cajas vacías,
 Cajas embaladas.
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Otras facilidades de Simul8:
Ensamblando items
 Primero definimos los tres tipos de Items de Trabajo:
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Otras facilidades de Simul8:
Ensamblando items
 Luego mapeamos el proceso, asumiendo que se fabrica 1
botella por minuto y una caja cada 6 minutos.
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Otras facilidades de Simul8:
Ensamblando items
 Supongamos que el tiempo para embalar una caja sigue una
distribución exponencial con media de 5 minutos.
 Luego debemos especificar las reglas de ruteo de entrada
para la actividad de embalaje:
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Otras facilidades de Simul8:
Ensamblando items
•
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Luego debemos indicar en el ruteo de salida cual
es el item que sale de esta estación de trabajo.
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Otras facilidades de Simul8:
Ensamblando items
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Recomendaciones
• Lectura sugerida:
• SIMUL8 User’s Manual.
• Ejercitación recomendada:
• Trabajo Práctico 12: Implementación de DEVs usando
VIMS.
• Proyecto II:
• Las comisiones deben ser las mismas del proyecto
anterior.
• Debe ser entregado en diskette el día viernes 11/11.
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