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
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C4/2
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.
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C4/3
SISTEMA DE MANUFACTURA
ESTACION
Máquina
Pieza en proceso Piezas en
cola de espera
Sistema de manufactura
Arribos Salida
Proceso anterior
Proceso posterior
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C4/4
SISTEMA DE MANUFACTURA
DE UNA SOLA ESTACION
• 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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C4/5
SISTEMA DE MANUFACTURA
DE UNA SOLA ESTACION
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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C4/6
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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C4/7
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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C4/8
• 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
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C4/10 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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C4/11
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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C4/12
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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C4/13
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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C4/14
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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C4/15
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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C4/17
SUBCONJUNTO INICIAL DE
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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C4/19
SUBCONJUNTO INICIAL DE
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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C4/20
SUBCONJUNTO INICIAL DE
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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C4/21
SUBCONJUNTO INICIAL DE
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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C4/24
SUBCONJUNTO INICIAL DE
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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C4/25
SUBCONJUNTO INICIAL DE
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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C4/27
SUBCONJUNTO INICIAL DE
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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C4/30
SUBCONJUNTO INICIAL DE
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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C4/32
SUBCONJUNTO INICIAL DE
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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C4/34
SUBCONJUNTO INICIAL DE
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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C4/36
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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C4/37
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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C4/38
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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C4/41
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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C4/44
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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C4/47
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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C4/50
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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C4/53ELEMENTOS 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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C4/58
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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C4/63
•
En Run escoger
Setup, luego
Reports y al final
SIMAN
Summary
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C4/64
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
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C4/66
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?
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C4/67
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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C4/70
BLOQUE DE DECISION
BRANCH
•
Este bloque provee el mecanismo para
DIRECCIONAR ENTIDADES.
•
Opciones:
–
IF, ELSE para condiciones
–
WITH para probabilidades
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C4/73
