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PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 1

SIMULACION CON SIMAN

El desarrollo de modelos de simulación se

ha convertido en una herramienta

extremadamente importante en los últimos

tiempos para analizar complejos sistemas

de manufactura.

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SISTEMA DE MANUFACTURA DE UNA SOLA ESTACION

Considere un sistema de manufactura como el ya visto con una sola estación de trabajo. El sistema consiste de un conjunto de partes que entran al proceso de producción para ser procesadas en una sola máquina, y luego abandonan el sistema de producción.

PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A.

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SISTEMA DE MANUFACTURA ESTACION

MáquinaPieza

en proceso

Piezas en

cola de espera

Sistema de manufactura

Arribos Salida

Proceso

anterior

Proceso

posteriorPROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A.

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• Las partes entran al proceso una a la vez con un tiempo exponencial con media de 4.4 minutos.

• El tiempo combinado (preparación de máquina y maquinado) es una variable triangular con un mínimo de 3.2 minutos, un valor más probable de 4.2 minutos, y un máximo de 5.2 minutos.

• El sistema opera durante un turno de ocho horas de lunes a viernes. Cualquier inventario en proceso al final de un dia de trabajo, se consume en el siguiente día, por lo que el proceso continúa sin interrupción.


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Medidas de rendimiento requeridas 1. Producción diaria promedio semanal (número de

partes completadas por semana) (se considera la mas importante)

2. % de tiempo que la máquina está ocupada (utilización de la máquina)

3. Tiempo promedio que la parte tarda en el sistema

4. Número promedio de partes esperando a ser procesadas


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DESCRIPCION DEL PROCESO

Una vez que esta claro el sistema y sus objetivos de simulación, la siguiente tarea es describir el proceso a través del cual las entidades se mueven. Se pueden usar los siguientes estados:

• ESTADO 1. Entrada al sistema. Pueden ocurrir uno de dos eventos:

– Máquina ocupada: esperar en línea (cola) hasta que la máquina esté ociosa.

– Máquina ociosa: tomar posición de la máquina de inmediato y registrar tiempo cero en cola.


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DESCRIPCION DEL PROCESO

• ESTADO 2. Usar la máquina por el tiempo de preparación y de proceso necesario para maquinar la parte.

• ESTADO 3. Liberar la máquina para la próxima entidad que espera, si es que existe, una vez finalizado el procesamiento.

• ESTADO 4. Abandonar el sistema e incrementar el contador del número de partes.


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• En Todos los programas localizar Rockwell Software, luego ARENA y de nuevo Arena.

• Se abre la pantalla de ARENA

• Abrir plantillas de BLOCKS y ELEMENTS usando el icono de Template Attach.

PANTALLA DE ARENA


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C4/9

Para abrir las plantillas de BLOCKS

y ELEMENTS pulsar el icono Template Attach

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INFORMACION DE ETIQUETAS

Y DE MARCAR ATRIBUTOS

OPERANDOS DEL BLOQUE

INFORMACION RELEVANTE

COMENTARIOS O NOTAS

SECCIONES DE LOS BLOQUES DEL MODELO


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VENTANA DEL MODELO • Es el espacio reservado para el modelo

• Pan with scroll bars or arrow keys

• Zoom in (down) con botón o la tecla +

• Zoom out (up) con botón o la tecla -

• Ver todo el modelo con botón o la tecla * • Vistas especiales (Named views)

– Salvar una vista “pan/zoom” de una parte del modelo

– Asignar una tecla “Hot key” (sensitiva a mayúsculas)

– Accesar la vista via “View/Named Views” o “Hot key”

• Despliegue de grilla “grid” ( ), snap to grid ( ) toggles


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MÓDULO DE CONECCIONES

“CONNECTIONS MODULE”

• Si se indica en el área de abandono una

conección, se debe decir dónde?

– Conección Visual

• Presione el botón en “Arrange toolbar” (o Module/Connect)

• Conectar con el mouse .

– Auto-connect se usa al colocar nuevos módulos

– Se puede dar una etiqueta “Label “

• La conección no se muestra en pantalla

• “Se usa en SIMAN”

• Muy útil cuando el modelo es complejo y tiene una lógica

también compleja


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SUBCONJUNTO INICIAL DE BLOQUES

Introduciendo entidades al sistema. CREATE

•El bloque CREATE es uno de los mecanismos para introducir entidades en el modelo. Se usa para modelar el proceso de arribos, en el cual las entidades secuencialmente entran al modelo, de acuerdo con una distribución de probabilidad o un patrón de comportamiento especificado.

•Usualmente los segmentos de bloque del modelo comienzan con el bloque CREATE.


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SUBCONJUNTO INICIAL DE BLOQUES

Para controlar el arribo de entidades en un bloque CREATE, deben de especificarse cuatro operandos:

Batch Size—Numero de entidades en cada uno de los lotes creados. El valor de entrada es una expresión truncada a un valor entero. El valor por defecto es 1.

•First Creation—Tiempo simulado en el cual el primer lote creado debe entrar al sistema. El valor de entrada es una expresión. El valor por defecto es el tiempo de comienzo de la réplica con valor de cero.


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SUBCONJUNTO INICIAL DE

BLOQUES

•Interval—Tiempo entre creaciones de lotes

(Tiempo entre llegadas). El valor de entrada es

una expresión. El valor por defecto es infinito.

•Maximum Batches—Máximo número de lotes

a ser creados. El valor de entrada es una

expresión truncada a un entero. El default es

infinito.


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BLOQUES

Espacio para las entidades que esperan: QUEUE

El propósito inicial del bloque QUEUE es proveer espacio para las entidades cuyo movimiento a través del modelo ha sido suspendido basado en el estatus del sistema. Este tipo de demora se refiere en SIMAN al “estatus de demora”.

Ejemplo: Parte componente esperando turno para ser procesada en una máquina ocupada.


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BLOQUES VARIABLES

•SIMAN proveé una variable especial que genera información acerca del número de entidades que residen en el bloque QUEUE.

•La variable NQ(QueueID) representa la longitud actual de la cola con identificador QueueID QUE ES EL NOMBRE DE LA COLA DE LA QUE SE QUIERE CONOCER SU TAMAÑO.

• El valor se reporta ene el elemento DSTATS.


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BLOQUES

Colocando recursos a las entidades: SEIZE

• El término genérico Recursos define uno o más “objetos” llamados unidades de recurso, los cuales procesan una entidad.

• El número de unidades de recurso idénticas que se requieren para procesar una entidad se define como requerimiento del recurso.

• El número de unidades de recurso idénticas que se tienen de un recurso específico se define como capacidad del recurso.


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BLOQUES

• Cada vez que una entidad se apodera de un recurso, el estatus del recurso cambia de ocioso a ocupado, y las entidades que llegan posteriormente tienen que hacer cola. Si no hay entidades esperando por el recurso, entonces el recurso permanece ocioso hasta que llegue alguna entidad.

• Los recursos en SIMAN se nombran y se enumeran.


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BLOQUES VARIABLES

• NR(ResourceID): número de unidades de recurso ocupadas identificado en la etiqueta ResourceID o nombre del recurso.

• MR(ResourceID): número de unidades de recurso disponibles. Sea la variable indica cuantos recursos están siendo ocupados por el sistema.

• El número, nombre y capacidad de cada uno de los recursos debe ser definido en el marco del experimento, usando el elemento RESOURCES.


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BLOQUES Representando demoras de tiempo: DELAY

• Una vez que han sido colocados los recursos necesarios, debe de establecerse la duración del procesamiento, preparación de máquinas, maquinado, inspección, etc.

• La duración especifica la cantidad de tiempo que cada una de las actividades requieren para pasar a través del bloque DELAY. Puede ser una constante o una variable aleatoria


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BLOQUES

LIBERANDO RECURSOS: RELEASE

•Cuando una actividad que requiere recursos ha sido terminada, la entidad que posee el recurso lo libera para que este sea asignado a otras entidades que esperan por él. El bloque RELEASE proveé el mecanismo para la liberación del recurso.

•El bloque RELEASE contiene dos operandos: – El primer operando corresponde al nombre del recurso a ser liberado, ResName.

– El segundo operando corresponde a la cantidad de recursos a ser liberados, Qty.


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BLOQUES

CONTADOR DE EVENTOS: COUNT

•En simulación es necesario contar el número de ocurrencias de algún evento. Ejemplos:

– Número de partes que entran al sistema.

– Número de partes que salen del sistema

– Número de partes que son reprocesadas

• Algunas veces se puede usar este contador para controlar la corrida de simulación. Esta tarea se puede llevar a cabo cuando la longitud de la corrida alcanza algún valor pre-establecido.


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BLOQUES REGISTRO DE TIEMPO: TALLY

• En simulación es necesario contabilizar el tiempo de

ciclo u otros tiempos transcurridos. Por ejemplo el

tiempo de ciclo que se determina restando el valor de

tiempo actual al tiempo registrado en el nacimiento de

la entidad y que se encuentra en un atributo creado en

el bloque Create.

• Se le asigna un nombre al Tally en el “Tally ID” y en el

“Value” se anota INT(nombre del atributo marcado en el

Create).


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BLOQUES

ELIMINACION DE ENTIDADES: DISPOSE

• En SIMAN es necesario eliminar las entidades una vez que estas han cumplido con su flujo modelado. Esta acción la lleva a cabo el bloque DISPOSE.

• Si este bloque no aparece en el modelo se marcará un error.


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CONSTRUYENDO EL

DIAGRAMA DE BLOQUES DEL

MODELO

• El siguiente conjunto de bloques combinados

representa el diagrama de bloques para el

modelo de manufactura de una sola estación.

• Se puede también listar el modelo de manera

que sea más fácil ubicar errores.


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ELEMENTOS DEL

EXPERIMENTO • El diagrama de bloques desarrollado anteriormente representa únicamente la parte del modelo del programa.

• Ahora es necesario especificar las condiciones experimentales, tales como la longitud de corrida de la simulación, las características de los recursos y las colas, etc.

• El experimento se desarrolla usando registros especiales de datos llamados elementos.

• El editor de elementos automáticamente chequea errores y consistencia .


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ELEMENTOS DEL

EXPERIMENTO

DECLARACION DE ATRIBUTOS: ATTRIBUTES

• En SIMAN es necesario listar todos los atributos que tiene el modelo.

•Se deben usar los mismos nombres.

•Si hay valores iniciales se asignan colocando los valores en forma vertical. Pueden ser constantes o arreglos.

• Si no se lista algún atributo se marcará un error.


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ELEMENTOS DEL

EXPERIMENTO DESCRIBIENDO COLAS DE ESPERA: QUEUES

• El elemento QUEUES define información acerca de las colas de espera del modelo.

• Se listan todos los nombres de cola

• Esta información incluye los números de cola de espera, y las reglas de prioridad, las cuales determinan el orden en el cual las entidades que llegan esperan en la cola.


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ELEMENTOS DEL

EXPERIMENTO

DESCRIBIENDO LOS RECURSOS: RESOURCES

• Se incluye el elemento Resources en el experimento cuando el modelo usa uno o más recursos.

• Este elemento provee información descriptiva acerca de los recursos del modelo, incluyendo el número del recurso y su capacidad.

• El valor por defecto de la capacidad es 1. La capacidad especifica el número de recursos idénticos e intercambiables que existen inicialmente para ese recurso.


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ELEMENTOS DEL

EXPERIMENTO DESCRIBIENDO LOS CONTADORES:

COUNTERS

• El elemento Counters se incluye en el experimento cuando el modelo referencia uno o más contadores mediante el bloque COUNT.

• El propósito de este elemento es proveer información descriptiva acerca de los contadores del modelo. La información incluye el número del contador, el nombre, límite, opción de reinicialización


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ELEMENTOS DEL

EXPERIMENTO DESCRIBIENDO LOS TIEMPOS:

TALLIES

•El propósito de este elemento es proveer

información descriptiva acerca de los

tallies del modelo.

•Se deben listar todos los tallies con los

mismos nombres.


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C4/53

ELEMENTOS DEL

EXPERIMENTO DESCRIBIENDO ESTADISTICAS:

DSTATS

• El propósito de este elemento es proveer

información descriptiva acerca de las

estadísticas del modelo. La información incluye

utilización de recursos y tamaños de cola.

• Se coloca la expresión en Siman Expression y

en Name se le coloca el nombre que se quiere

en el Output.


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C4/56

ELEMENTOS DEL

EXPERIMENTO CONTROLANDO LA CORRIDA:

REPLICATE

Este elemento sirve para controlar el número de réplicas a hacer, así como la longitud de la corrida, tiempo de calentamiento, unidades de tiempo y las opciones de re-inicialización de cada réplica.


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ELEMENTOS DEL

EXPERIMENTO DESCRIBIENDO EL PROYECTO DE SIMULACION:

PROJECT

• El elemento PROJECT se usa para describir el proyecto de simulación usado por SIMAN en el SIMAN Summary Report.

• Cuando el elemento PROJECT se especifica en el experimento, SIMAN automáticamente genera un reporte resumen al final de cada una de las réplicas del experimento.

• Desmarcar para tener estadísticas propias


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• En Run escoger

Setup, luego

Reports y al final

SIMAN

Summary

Report(.out file)

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COMO CORRER EL MODELO

• Del menú de corrida: Presione el botón de

la barra “Run toolbar” (es como VCRs o CD

players)

– Primera vez o después de cambios: “Check”

– “Run mode” — se puede ejecutar pero no editar

– Mas velocidad de la animación (tecla >) o menos (tecla

<)

– Al terminar, pregunta si se desea ver el resumen de

resultados (via MS Notepad u otro editor de texto)

– Presione el botón para salir del modo de corrida

– Puede pausar la corrida con el botón

• Otros controles de corrida (chequear opciones)

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ANALISIS DE SENSIBILIDAD

PREGUNTAS:

• ¿Tiene sentido el 93.4% de utilización de la máquina? ¿Qué se debe hacer sino?

•¿Cuánto se dura para producir 90 unidades?

• ¿Cuánto se dura para producir 1900 unidades?

• ¿Qué se debe hacer para producir esas 1900 unidades en 6000 minutos?

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ASIGNACION DE VALORES A VARIABLES Y ATRIBUTOS

BLOQUE DE ASIGNACION: ASSIGN

• Este bloque provee el mecanismo para asignar valores específicos a variables o atributos.

• Assign Nombre, valor


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BLOQUE DE DECISION BRANCH

• Este bloque provee el mecanismo para DIRECCIONAR ENTIDADES.

•Opciones: – IF, ELSE para condiciones

– WITH para probabilidades


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CASO


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