Construcción y ejecución de un modelo básico en Promodel

Objetivos

• Comprender los elementos básicos de modelado en ProModel: estaciones, entidades, procesamiento y llegadas.

• Utilizar las herramientas para rotular estaciones en ProModel.

• Utilizar el comando WAIT para simular el tiempo de procesamiento tanto determinístico como probabilístico.

• Utilizar el comando MOVE FOR para indicar la lógica de los movimientos de las entidades.

• Construir en ProModel un modelo de simulación con múltiples estaciones y varias entidades.

• Uso del comando JOIN y Ejecutar el modelo construido y analizar los resultados obtenidos.

Simulación en promodel

ProModel es una aplicación que se ajusta a los estándares del trabajo en Windows, y permite la utilización de menús desplegables en los cuales encontramos todos los comandos de la aplicación, cuadros de diálogo, Drag and Drop1, y módulos que permiten un alto nivel de flexibilidad en la construcción de los modelos.

A continuación se describen brevemente cada uno de los módulos y la mecánica de trabajo para la definición de los elementos que se involucran en ProModel.

Construcción de estaciones (Locations)

Las estaciones representan lugares fijos en el sistema a donde las entidades son llevadas para el procesamiento, almacenamiento, toma de decisiones o cualquier otro tipo de actividad.

Se llega a este módulo a través del menú de construcción – Build –Locations. Al activarlo aparecen las ventanas LOCATIONS, GRAPHICS y LAYOUT (ver Figura 1):

• LOCATIONS: En esta ventana aparece una tabla en la que se configuranlas características y propiedades de las estaciones que se han definido. Ésta configuración se realiza en cada una de las siguientes columnas:

_ Icon:Aquíse visualiza la representación gráfica de la estación, la cualaparece automáticamente al seleccionarla en la ventana de gráficas presente en el mismo módulo.

_ Name: En esta columna se muestra el nombre de la estación, el cual aparece automáticamente dependiendo del gráfico que se haya seleccionado. Sin embargo,éste puede sermodificado con el propósito de personalizar la presentación de acuerdo a las necesidades del modelo que se esté construyendo.

Cap.: Es una expresión numérica que indica la cantidad de entidades que pueden ser procesadas en la estación simultáneamente.

_ Units:Hace referencia al número de estaciones iguales que se poseen. Si hay más de un puesto de trabajo o máquina con las mismas características, no es necesario definirlos por separado; simplemente se escribe el número en esta casilla.

_ DTs.: En esta columna se programan los tiempos muertos o de paradas (Downtimes),los cuales pueden representar interrupciones programadas, tales como cambios de turnos, descansos o periodos de mantenimiento, o interrupciones no programadas asociadas a las fallas en los equipos.

Stats:En esta columna se especifica el nivel de detalle de la información estadística que se requiere de cada estación. Cuando se oprime este botón se despliegan tres opciones:

_ None:ningún tipo de información estadística es mostrada

_ Basic: tan sólo se genera el porcentaje de utilización y el tiempo en promedio en la estación.

_ Time Series: genera información básica (tiempos promedios, número total de partes, etc.) o detallada (desviaciones, acumulados, etc.)

Cada opción abre un cuadro de edición para especificar los elementos requeridos para programar los tiempos muertos o de parada.

_ Rules: Aquí se definen los criterios que el sistema considerará para tomar ciertas decisiones. Cuando se oprime la pestaña "Rules", se abre la ventana mostrada en la Figura 2.

Selecting Incoming Entities: indica cómo una estación selecciona la siguiente entidad,entre varias que están esperando para entrar.

_ Queuing for Output: indica el criterio con el cual se debe seleccionar la siguiente entidad cuando la estación es de múltiple capacidad.

_ Selecting a Unit: indica cómo se selecciona la próxima entidad que debe entrar a la estación.

_ Notes: En este campo se pueden escribir notas, información adicional o comentarios importantes sobre la entidad.

• GRAPHICS: En esta ventana se muestran las gráficas disponibles para la definición de las estaciones. Adicionalmente se encuentran opciones para mejorar la calidad de las gráficas e incrementar la información disponible asociada a las estaciones del modelo (ver Figura 3):

Construcción del proceso (Processing)

El procesamiento describe las operaciones que tienen lugar en cada una de lasestaciones, como la cantidad de tiempo que una entidad gasta en un puesto de trabajo, los recursos que se necesitan para realizar el proceso, y en general cualquier evento que ocurra o suceda en la estación, incluyendo la elección del siguiente destino de la entidad.

Este módulo se encuentra en el menú de construcción (Build), ejecutando el comando PROCESSING. El módulo consta de tres ventanas además de la ventana LAYOUT, que como se mencionó anteriormente aparece en todos los módulos de construcción (ver Figura 8).

• a) PROCESS: Consiste en una tabla en la que se definen las operaciones que se realizan a las entidades en cada una de las estaciones. Los campos contenidos son:

_ Entity: Se indica el nombre de la entidad involucrada en cada etapa del proceso.

Si todas las entidades intervienen en el proceso, o se les asigna la misma ruta, puede usarse "ALL" que es un comando predefinido en el sistema.

_ Location: Se refiere a la estación donde ocurre el proceso.

_ Operation: Normalmente se define el tiempoque se demora la entidad en cada estación (ya sea determinístico o probabilístico). En este campo se puede definir desde un simple tiempo que represente la espera de la entidad en la estación, hasta una compleja lógica de operaciones que involucre algoritmos.

En esta práctica se requiere el uso del comando WAIT para simular el tiempo de operación. A continuación se detalla la forma como es usado este comando:

WAIT: indica en ProModel el tiempo que una entidad debe permanecer inmóvil en una estación, y su uso más común es para definir el tiempo de procesamiento. Puede teclearse directamente en el campo OPERATION como se muestra en la Figura 9, o utilizando el constructor LOGIC BUILDER como se ilustra en la figura 10 y 11.

Algunos ejemplos de la utilización del comando WAIT se muestran a continuación:

_ WAIT 4: Si no se especifican unidades, ProModel asume las definidas por defecto en el módulo de

Información General que aparece al iniciar la construcción de un nuevo modelo.

_ WAIT 5 min: Sin importar cuál es la unidad de tiempo, por defecto es posible especificar directamente, luego de la expresión numérica del tiempo, la unidad deseada (min., sec., hr.).

Por otra parte, no todos los eventos son discretos en el mundo real, estos siempre ocurren con un grado de aleatoriedad. Las distribuciones son uno de los métodos que ProModel usa para reflejar este tipo de efectos dentro de los modelos.

Escoger la distribución correcta es una tarea difícil, esto sin mencionar la de escoger los parámetros correctos de dicha distribución. Generalmente se lleva a cabo con software de ajuste de curvas.

Estas distribuciones generalmente se asocian con los tiempos de proceso, aunque en ProModel se pueden usar para definir muchos otros comportamientos del sistema que se está modelando, y en general para crear aleatoriedad.

Para crear estas distribuciones podemos utilizar el constructor de lógica (Logic Builder) donde se encuentran las distribuciones más comunes ajustables a los procesos de manufactura. Para ello es necesario hacer clic en el botónOPERATION, seleccionar la opción BUILD, la cual abre la ventana LOGIC BUILDER. Allí se hace doble clic sobre WAIT y por último se busca la opción de funciones de distribución. (Ver Figura 10y Figura 11)

Algunos ejemplos del comando WAIT utilizando distribuciones de probabilidad se muestran a continuación:

• WAIT N(2.5,0.5): Se está utilizando un tiempo de procesamiento distribuido en forma NORMAL con media

2.5 (unidades de tiempo definidas por defecto), y desviación estándar de 0.5

• WAIT E(5): Se está utilizando un tiempo de procesamiento distribuido en forma exponencial con parámetro 5

• b) ROUTING FOR "ENTIDAD" @ "ESTACION": Esta ventana también presenta una tabla donde se define la ruta que la entidad seguirá luego de que se ha realizado el proceso definido en la tabla PROCESS. Los campos que pueden definirse son:

_ Blk:Se muestra el número (bloque) de la ruta que se ha asignado. Existe la posibilidad de tener varias rutas como opciones para asignarlas a una entidad.Por ejemplo, si se tienen dos máquinas que hacen el siguiente proceso,es posible que en un momento dado alguna esté ocupada, entonces la entidad

debería pasar a la que esté disponible.

_ Output:Se indica el nombre de la entidad resultante del proceso. Debe ser unnombre de entidad que haya sido definida en ENTITIES. Es posible que luego deque se haya hecho un proceso, el resultado de este no sea siempre el mismo.

Algunos ejemplos de la utilización del comando MOVE FOR se muestran acontinuación:

_ MOVE FOR .1: Se demora 0.1 unidades de tiempo en desplazamiento. Utiliza la unidad de tiempo definida por defecto

_ MOVE FOR 2 sec: Tiempo de desplazamiento de 2 segundos. Se define launidad de tiempo directamente en la expresión, no toma la unidad por defecto.

• c) TOOLS: Esta ventana nos proporciona ayudas gráficas para la definición de los procesos y la asignación de las diferentes rutas, sin necesidad de trabajar sobre las tablas PROCESS o ROUTING

La forma más fácil de crear un proceso es utilizando el puntero del ratón y la ventana LAYOUT.Seleccionando el nombre de la entidad en la ventana de herramientas (TOOLS), posteriormente hacer clic en la estación de inicio y luego en la estación de destino con lo que se creará un registro automáticamente en la ventana de proceso.

Para añadir más líneas de enrutamiento al mismo registro, se hace clic en el botón AÑADIR RUTAS (ADD ROUTING) en la ventana de herramientas. Para enrutar la entidad a la salida del sistema, simplemente se hace clic en el botón ROUTE TO EXIT del cuadro de herramientas.

Definición de las llegadas (Arrivals)

Cada vez que una nueva entidad es introducida en el sistema, se le conoce como llegada.

En este módulo se definen las entidades que alimentan el sistema y la forma como lo hacen. En el menú de construcción (BUILD) ejecutando el comando ARRIVALS aparece este módulo, el cual consta, además de la ventana de distribución (LAYOUT), de dos ventanas donde se especifican las características de las llegadas al sistema (ver ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.).

a) ARRIVALS:En esta ventana se teclea o edita la información que hace referencia a las características de la alimentación del sistema con entidades, y consta de los siguientes campos (Ver Figura 15):

_ Entity: Se teclea o se selecciona el nombre de la entidad que llega al sistema. Esta entidad debe estar previamente definida en el módulo ENTITIES.

_ Location: Estación a la cual llega la entidad.

_ Qty Each (Cantidad por llegada): El número de entidades (en grupo) que llegarán en el momento específico.

_ First Time (Primera ocasión): La primera vez (en tiempo de reloj de simulación) que ocurrirá la llegada.

_ Ocurrences (ocurrencias): El número de repeticiones de esta llegada que habrá durante la simulación.

Ejecución de la simulación

Con la definición de las estaciones, las entidades, el proceso y las llegadas se puede construir un modelo sencillo, y ejecutar su simulación. En el menú SIMULATION de ProModelse puede ejecutar la simulación inmediatamente usando el comando RUN4.

Debido a que pueden ocurrir errores en la simulación por comandos mal utilizados o por problemas en el sistema que lleven al bloqueo del computador, es recomendable ejecutar el comando SAVE & RUN, con lo que el modelo es guardado antes de correr la simulación.

Dentro de este mismo menú (Simulation), se encuentra el comando OPTIONS, el cual al ejecutarse presenta el cuadro de diálogo SIMULATION OPTIONS con comandos para configurar la simulación (ver Figura 16).

Algunas de las opciones que pueden ser configuradas, se detallan a continuación:

Output Path: En este cuadro aparece la ubicación por defecto del archivo que contendrá los resultados de la simulación. Puede modificarse esta ruta de acceso, teniendo en cuenta que el directorio que se especifique debe haberse creado previamente.

• Define Run Length by Date: Al activar este comando de verificación5 permite definir el tiempo de simulación utilizando la fecha del sistema. También se incluyen tres botones de opción adicionales, en los que se especifica la información referente a la fecha y hora en que se debe iniciar el calentamiento6, fecha y hora de inicio y fin de la simulación tal como se aprecia en la Figura 17.

Descripción de la práctica

Esta práctica está dividida en dos secciones, las cuales se detallan a continuación:

Parte A

El material entra al sistema en la estación entrada y van a la cortadora donde demora 4minutos. De ahí, las piezas viajan a la fresadora que tiene un tiempo de proceso de 3 minutos, después al torno demorándose allí 2 minutos y luego al horno donde permanece durante 10 minutos. Del horno, se forman lotes que van a la salidacon un tiempo de procesamiento de 5 min. y luego dichos lotes de productos terminados abandonan el sistema pasando a EXIT(Ver figura 22).

Interpretación de los resultados

Es importante conocer el significado de cada uno de los datos obtenidos. A continuación se detalla la información, por grupos de datos, que genera ProModel.

Estaciones(Locations)

_ Horas programadas (Scheduled Hours): Cantidad total de tiempo que el lugar estaba programado para estar disponible, es decir, el tiempo que fue programa la simulación.

_ Capacidad (Capacity):Capacidad definida en el módulo "Locations" para cada estación.

Entradas totales (Total Entries): Cantidad total de entidades que entran en la estación y se han procesado completamente. Las entidades entrantes que han sido agrupadas previamente para formar una sola entidad cuentan como una entrada.

_ Tiempo promediopor entrada (Average Time Per Entry): Promedio de tiempo que cada entidad gasta en laestación.Estetiempo puede incluirtiempos

parcialesdesdeelprincip io y hasta el finaldel tiempo de ejecuciónreal, es decir, comprende el tiempo de operación y el tiempo de espera.

_ Contenido promedio (Average Contents): Cantidad promedio de entradas en la estación.

_ Contenido máximo (Max. Contents): Número máximo de entradas que ocupan la estación a lo largo de la simulación.

_ Contenido actual (Current Contents): Número de entidades que permanecen en la estación cuando la simulación termina.

_ Porcentaje de utilización (%Utilization): Porcentaje de capacidad ocupada en promedio durante la simulación. Este valor corresponde a la siguiente ecuación:

PORCENTAJE DE UTILIZACION = TIEMPO ACUMULADO / (CAPAC. *TIEMPO PROGRAMADO)

El tiempo ocupado acumulado hace referencia a la suma de los tiempos en que la estación se encuentra en un estado en el que no es posible ser utilizada (Procesando, esperando, bloqueada, en tiempo de preparación o tiempo inactiva).

Porcentajes de los estados de las estaciones-Capacidad unitaria(Locationsstates by percentage-Single capacity)

_ Horas simuladas (Scheduled Hours):Cantidad total de tiempo que el lugar estaba programado para estar disponible, es decir, el tiempo que fue programada la simulación.

_ Porcentaje de operación (%Operation): Porcentaje de tiempo que la estación está realmente procesando una entidad. Este valor es programado por el modelador en el comando WAIT. Cuando no se obtiene el tiempo que se especifica en el WAIT, significa que se ha perdido tiempo en desplazamientos.

-Porcentaje de tiempo de preparación (%Setup): Porcentaje de tiempo que la estación gasta en preparación.

Porcentaje de tiempo ocioso (%Idle): Porcentaje de tiempo en el cual ninguna entidadse encuentra en la estación, pero la estación esta disponible.Este valor es resultado de la dinámica de las operaciones.

_ Porcentaje de tiempo en espera (%Waiting): Porcentaje de tiempo en el cual la estación está esperando por un recurso, una entidad o el cumplimiento de una condición, para empezar el procesamiento o pasar a la siguiente estación. Este valor también es resultado de la dinámica de las operaciones y un ejemplo de ello se pueden evidenciar cuando una máquina requiere de una cierta cantidad de piezas para iniciar el procesamiento y debe esperar a que estén todas juntas.

_ Porcentaje de tiempo bloqueado (%Blocked): Porcentaje de tiempo en el cual las entidades están esperando por una estación libre que realice su procesamiento.

También es resultado de la dinámica de las operaciones y puede ocurrir cuando el proceso posterior es un cuello de botella.

_ Porcentaje de tiempo muerto-inactivo (%Down): Porcentaje de tiempo en el cual la estación está paralizada debido a imprevistos. Este valor es programado por el modelador.

Recursos (Resources)

_ Unidades (Units): Número de recursos

_ Tiempo Programado (Schedule Time): Cantidad total de tiempo programado para utilizar el recurso.

_ Tiempo Utilizado (Number of Times Used): Número de ocasiones que se utilizó el recurso.

_ Tiempo promedio de Uso (Average Time Per Usage):Indica el tiempo promedio de utilización del recurso.

_ Tiempo promedio por desplazamiento del recurso (Average Time Travel To Use):

Indica el tiempo promedio de viaje del recurso.

_ Tiempo promedio al nodo base (Average Time Travel To Park): Tiempo promedio que invierte el recuso para dirigirse al nodo base.

_ Porcentaje de tiempo de utilización (% Utilization): Muestra el porcentaje de tiempo de utilización del recurso.

Porcentaje de los estados de los Recursos (Resources States By Percentages):

_ Tiempo programado (Schedule Time): Tiempo total que el recurso fue programado para estar disponible.

Porcentaje de tiempo en uso (% In Use): Porcentaje de tiempo que el recurso fue utilizado.

_ Porcentaje de tiempo para desplazamiento (% Travel To Use): Porcentaje de tiempo que el recurso fue utilizado para movimientos entre estaciones.

_ Porcentaje de tiempo al nodo base (%Travel To Park): Porcentaje de tiempo que el recurso invirtió en desplazarse hasta su nodo base.

_ Porcentaje de tiempo ocioso (% Idle): Porcentaje de tiempo en el cual es recurso no está siendo utilizado.Este valor es resultadode la dinámica de las operaciones.

_ Porcentaje de tiempo muerto-inactivo (% Down): Porcentaje de tiempo en el cual el recurso está paralizado debido a imprevistos. Este valor es programado por el modelador.

Llegadas fallidas (Failed arrivals)

_ Llegadas fallidas totales (Total Failed): Número de entidadesque no pudieronllegar a unaestación específicadebidoa la capacidad insuficiente.

Actividad de las entidades (Entity activity)

_ Salidas totales (Total Exits): Número de entidades que salen del sistema.

_ Cantidad actual en el sistema (Current Quantity In System): Número total de entidades que permanecen dentro del sistema cuando la simulación termina.

_ Porcentaje promedio en el sistema (Average Time In System): Tiempo promedio total que una entidad gasta en el sistema.

_ Porcentaje promedio en la lógica de movimientos (Average Time in Moce Logic):

Tiempo promedio que la entidad gasta desplazándose entre estaciones, incluyendo cualquier demora incurrida en la lógica de los movimientos.

_ Porcentaje promedio esperando por recursos, etc. (Average Time Wait For Res.):

Tiempo promedio que la entidad gasta esperando por un recurso u otras entidades para unirse o combinarse. Este valor incluye el tiempo esperando en fila detrás de una entidad bloqueada.

_ Tiempo promedio en operación (Average Time In Operation): Tiempo promedio que la entidad gasta procesándose en una estación o trasladándose en una banda transportadora/fila.

Tiempo promedio bloqueado (Average Time Blocked): Tiempo promedio que gasta una entidad esperando que la estación de destino esté disponible.

Porcentajes de los estados de las entidades (Entity states by percentage)

_ Porcentaje en lógica de movimientos (% In Move Logic): Porcentaje de tiempo que la entidad gasta trasladándose entre estaciones, incluyendo cualquier demora incurrida en la lógica de los movimientos.

_ Porcentaje en espera (%Waiting):Porcentaje de tiempo que la entidad gasta esperando por un recurso u otras entidades para unirse o combinarse. Este valor incluye el tiempo esperando en fila detrás de una entidad bloqueada.

_ Porcentaje en operación (%Operation): Porcentaje de tiempo que la entidad gasta procesándose en una estación o trasladándose en una banda transportadora/fila. Si la entidadse encuentra enuna banda transportadoradetrás deotra entidad que está bloqueado porque lasiguiente estaciónno está disponible, el tiempo que laentidad pasa detrás dela otra entidadse considera porcentaje en operación.

_ Porcentaje bloqueado (%Blocked): Porcentaje de tiempo que gasta una entidad esperando que la estación de destino esté disponible.

EJERCICIO DE EMPAQUE – USO DEL COMANDO JOIN

FUNDACION UNIVERSITARIA DE POPAYAN INGENIERIA INDUSTRIAL

PRODUCCION II – SIMULACION

DOCENTE: GILBERTO QUIJANO ALVAREZ. TUTORIAL DE PROMODEL

Autor:

Gilberto Quijano Alvarez.