Simulación aplicada en procesos constructivos

Texto completo

(1)MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. SIMULACIÓN APLICADA EN PROCESOS CONSTRUCTIVOS. HARRISON ADRIÁN MESA HERNÁNDEZ. UNIVERSIDAD DE LOS ANDES DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL MAGÍSTER EN INGENIERÍA CIVIL ÁREA DE INGENIERÍA Y GERENCIA DE LA CONSTRUCCIÓN BOGOTÁ 2008.

(2) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. SIMULACIÓN APLICADA EN PROCESOS CONSTRUCTIVOS. HARRISON ADRIÁN MESA HERNÁNDEZ. Tesis de grado para optar el título de Magíster en Ingeniería Civil, Área de Ingeniería y Gerencia de la Construcción. Asesor: ING. DIEGO ECHEVERRY CAMPOS Ph D. Co-asesor: ING. HOLMES PÁEZ MARTÍNEZ. UNIVERSIDAD DE LOS ANDES DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL MAGÍSTER EN INGENIERÍA CIVIL ÁREA DE INGENIERÍA Y GERENCIA DE LA CONSTRUCCIÓN BOGOTÁ 2008.

(3) Universidad de los Andes. MIC 2008-II-20. A mi madre Doris, por todo el amor y el apoyo incondicional que me ha brindado.. A mis hermanos Wilder y Fabián, por ser los mejores hermanos.. En memoria de mi padre Virgilio, que lo recuerdo y quiero mucho..

(4) Universidad de los Andes. MIC 2008-II-20. AGRADECIMIENTOS. - Al Ing. Diego Echeverry, por toda la colaboración y el apoyo que me brindó durante la maestría y en el asesoramiento de este trabajo.. - Al Ing. Holmes Páez por todo el apoyo y principalmente por su amistad.. - A la empresa Conconcreto S.A. y en especial a la doctora Ana María Mesa, por toda la colaboración prestada para el desarrollo de este trabajo de investigación.. - A todos los participantes del proyecto Andalucía III, por su colaboración permanente.. - En general a mi familia, por todo el cariño que me han brindado.. - A mis amigos Fabián, Juan David, Carlos y Wilmar, son verdaderos amigos.. - A mis compañeros de trabajo por toda la comprensión.. - Al Ing. Miguel David y a su madre, porque creyeron en mi..

(5) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. TABLA DE CONTENIDO Pág.. 1. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................... 11 1.1 OBJETIVO GENERAL .............................................................................................. 14 1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS..................................................................................... 14 1.3 ALCANCE ................................................................................................................. 15. 2. METODOLOGÍA .......................................................................................................... 17 3. ANTECEDENTES........................................................................................................ 18 3.1 NACIONAL ES ............................................................................................................ 18 3.2 INT ERNACIONAL ES ................................................................................................. 19. 4. MARCO TEÓRICO ....................................................................................................... 22 4.1 QUE ES UN SIST EMA............................................................................................... 22 4.1.1 Cóm o se puede estudiar un sistem a. ................................................................. 23 4.2 QUE ES SIM ULACIÓN ............................................................................................. 25 4.2.1 Sim ulación Vs experimentación con en el sistem a real.................................. 26 4.2.2 Conceptos básicos de simulación..................................................................... 29 4.3 LEAN CONSTRUCTION............................................................................................ 32 4.3.1 Trabajo productivo................................................................................................ 33 4.3.2 Trabajo contributivo.............................................................................................. 33 4.3.3 Trabajo no contributivo. ....................................................................................... 34. 6.

(6) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. 5. SISTEMA REAL............................................................................................................ 35 5.1 DESCRIPCIÓN DEL PROYECT O............................................................................. 35 5.2 IDENTIFICACIÓN DEL SIST EMA REAL ................................................................. 37. 6. MODELO DE SIMULACIÓN DEL SISTEMA REAL ............................................... 44 6.1 METODOLOGÍA DESARROLLADA PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL MODEL O DE SIMULACIÓN ............................................................................................................. 44 6.2 SEL ECCIÓN SOFTWARE DE SIMULACIÓN .......................................................... 53 6.3 MODEL O DE SIM ULACIÓN...................................................................................... 55 6.4 VALIDACIÓN ............................................................................................................. 61. 7. MODELO DE SIMULACIÓN COMO PROPUESTA DE MEJORAMIENTO ....... 68 8. APLICACIÓN DEL MODELO DE SIMULACIÓN COMO PROPUESTA DE MEJORAMIENTO ............................................................................................................. 72 8.1 ASPECT OS POSITIVOS: .......................................................................................... 74 8.2 ASPECT OS NEGATIVOS: ........................................................................................ 77. 9. PROCEDIMIENTO PARA SIMULACIÓN DE PROCESOS CONSTRUCTIVOS ........................................................................................................... 81 10. CONCLUSIONES ...................................................................................................... 83 11. RECOMENDACIONES.............................................................................................. 85 12. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................... 86. 7.

(7) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. LISTA DE TABLAS. Pág.. Tabla 1. For mato para la toma de duraciones de las actividades. .................................... 48 Tabla 2. For mato para la toma de tiempos no contributivos. ............................................. 49 Tabla 3. Funciones de distribución de probabilidad. .......................................................... 51 Tabla 4. Softw are de Simulación. (Robinson, 2003) .......................................................... 54 Tabla 5. Duración total para el proceso de montaje de formaleta. .................................... 65 Tabla 6. Comparación de resultados del modelo de simulación y el sistema real. ........... 67 Tabla 7. Comparación de resultados del modelo de simulación y propuesta de mejoramiento........................................................................................................................ 70 Tabla 8. Tiempo de inicio de las actividades en el modelo de simulación. ....................... 78 Tabla 9. Tiempo de inicio de las actividades en el sistema real. ....................................... 79. 8.

(8) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. LISTA DE FIGURAS. Pág.. Figura 1. Esquema para el estudio de un sistema. (Law and Kelton, 2000) ...................... 25 Figura 2. Entidades - For maleta metálica manoportable .................................................... 30 Figura 3. Recursos – Oficial, ayudante y saca latas. .......................................................... 31 Figura 4. Eventos en la actividad de ar mado de formaleta de muro .................................. 31 Figura 5. Esquema del proceso de producción. ................................................................. 32 Figura 6. Actividad de armado de muro.............................................................................. 33 Figura 7. Actividades de limpieza y aplicación de desmoldante. ....................................... 34 Figura 8. Tiempo de ocio. ................................................................................................... 34 Figura 9. Distribución general del proyecto. ....................................................................... 35 Figura 10. Distribución de la parte estructural.................................................................... 36 Figura 11. For maleta manoportable – Matrix. .................................................................... 37 Figura 12. Actividad de desencofrado con saca-latas........................................................ 38 Figura 13. Actividad de desencofrado con barra................................................................ 39 Figura 14. Actividad de transporte. ..................................................................................... 39 Figura 15. Actividad de limpieza. ........................................................................................ 40 Figura 16. Actividad de aplicación de des moldante. .......................................................... 40 Figura 17. Actividad de ar mado de formaleta de muro. ..................................................... 41 Figura 18. Actividad de ar mado de formaleta de placa...................................................... 41 Figura 19. Actividad de plomo ............................................................................................ 42 Figura 20. Actividad de nivelación. ..................................................................................... 42 9.

(9) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Figura 21. Secuencia de ejecución montaje de la formaleta. ............................................ 43 Figura 22. Primera parte del modelo de simulación ........................................................... 57 Figura 23. Segunda parte del modelo de simulación. ........................................................ 58 Figura 24. Esquema de las actividades de conversión y de flujo. ..................................... 60 Figura 25. Proceso iterativo de calibración del modelo. Banks (2001).............................. 62 Figura 26. Análisis de resultados – Input Analyzer. .......................................................... 66 Figura 27. Modelo de simulación – propuesta de mejoramiento. ...................................... 71 Figura 28. Zona de trabajo con la aplicación del modelo................................................... 75 Figura 29. Zona de trabajo previo a la aplicación del modelo............................................ 75 Figura 30. Especialización del trabajo ................................................................................ 76 Figura 31. Grupo de trabajo de la actividad de desencofrado. .......................................... 77 Figura 32. Inicio actividad de nivelación (plomo)................................................................ 80 Figura 33. Inicio actividad de nivelación (plomo)................................................................ 80. 10.

(10) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. 1. INTRODUCCIÓN. No solo en el campo de la ingeniería civil, sino también en otras ramas de la ingeniería, desde hace décadas se están investigando nuevas herramientas que permiten mejorar el desarrollo y producción de nuevos productos. Es claro hoy en día, que todo este conocimiento que se está generando o que ya existe, es usado en otros países obteniendo buenos resultados. Por el contrario y específicamente en el sector de la construcción Colombiana, en los últimos años apenas se está empezando a investigar e implementar estas nuevas metodologías de trabajo. Un ejemplo claro es la filosofía de “Lean Construction”, que a pesar que en otros países ya tiene un bueno desarrollo y aceptación en el sector, en Colombia se está empezando su estudio e implementación, adquiriendo poco a poco importancia en las empresas constructoras.. Un nuevo tema de estudio es la simulación aplicada en procesos constructivos. Consiste en la utilización de un software especializado en simulación, mediante el cual se construye un modelo que imite la realidad y permite realizar diferentes pruebas que en el sistema real serían difíciles de llevar a cabo por diferentes razones, por ejemplo, el costo, el tiempo, proyecto único o no existe, etc.. En la Universidad de los Andes en los últimos años se han desarrollado diversas investigaciones de simulación aplicada en procesos constructivos con diferentes 11.

(11) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. objetivos de aplicación y utilizando una variedad de software de simulación. A pesar de esto, una aplicación directa y más formal en el medio de la construcción ha sido mínima.. A diferencia de otros países como Chile y Brasil, donde se viene trabajando crecientemente este tema, dando resultados alentadores, demuestran que es posible la utilización de esta herramienta en el sector de la construcción. Por lo que su aplicación formal podría convertirse en una herramienta valiosa para detectar y mejorar posibles falencias que presentan los procesos constructivos, y con esto, tomar decisiones que conlleven a un mejor desarrollo dentro de los factores de calidad, tiempo y costo.. Debido a lo anterior, se mantiene la necesidad de continuar trabajando con el desarrollo de investigaciones en el tema de simulación aplicada en procesos constructivos, con el objetivo de alcanzar que sea más conocido en el sector de la construcción y empiece a ser empleado como una herramienta para la planeación de estos proyectos.. En el presente trabajo de investigación se muestra como fue el desarrollo de la simulación del proceso constructivo de la estructura de un proyecto inmobiliario, conformado por 7 torres de 6 pisos, con una distribución de 4 apartamentos por piso. El sistema constructivo empleado son muros en concretos realizados con 12.

(12) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. formaleta metálica manoportable. El objetivo fue desarrollar un modelo de simulación que permitiera simular el montaje de la formaleta de un apartamento y con esto poder plantear escenarios de mejoramiento que permitieran reducir el tiempo total del proceso, con el fin de alcanzar un rendimiento de construcción de dos apartamentos diarios.. 13.

(13) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. 1.1 OBJ ETIVO GENERAL. El proyecto de investigación tiene principalmente dos objetivos. Un primer objetivo es desarrollar un modelo de simulación con escenarios de mejoramiento del proceso de montaje de formaleta para la construcción de la base estructural de un apartamento (muros en concreto).. Y como segundo objetivo, realizar un ejercicio de aplicación del modelo de simulación propuesto como escenario de mejoramiento en el proyecto de construcción inmobiliaria, con el fin de buscar una familiarización al momento de aplicar un modelo de simulación.. 1.2 OBJ ETIVOS ESPECÍFICOS. - Realizar una revisión bibliográfica acerca del tema de simulación.. - Contactar una empresa constructora local que estuviera interesada en el desarrollo de la investigación del tema de simulación aplicada en procesos constructivos y a la ve z facilitara los recursos para su consecución.. 14.

(14) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. - Identificar un proyecto de construcción inmobiliaria en la ciudad de Bogotá, que permita de una manera práctica aplicar la teoría de la simulación de la mano de la filosofía de “Lean Construction”.. - Desarrollar una metodología de trabajo para la aplicación de la teoría de la simulación en el proyecto de construcción.. - Generar una base de datos de duraciones y rendimientos de actividades lo suficientemente completa y adecuada para el funcionamiento del modelo de simulación.. - Identificar un software de simulación que se acomode a los requerimientos de la investigación.. - Generar la documentación respectiva del proceso de investigación en el proyecto de construcción inmobiliaria.. 1.3 ALCANCE. Actualmente, el sector de la construcción está implementando metodologías de trabajo de otros sectores de la industria con el fin de obtener mejoras en los procesos constructivos tanto en tiempo, costo como en calidad. Pero el 15.

(15) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. acogimiento como tal de estas metodologías ha sido difícil, ya sea por la falta de investigación o rechazo por parte de las personas involucradas en el sector.. Un claro ejemplo es la simulación aplicada en procesos constructivos, herramienta que en nuestro medio comienza a dar sus pasos lentos, pero buscando una seguridad en su aplicación. Por esta razón, este estudio de investigación no solo pretende dar continuidad a tesis desarrolladas anteriormente, sino de involucrar como tal a todo un proyecto de construcción inmobiliaria, buscando que se empiece a crear una cultura de utilización de esta herramienta.. Finalmente para lograr esto, se desarrolla un modelo de simulación donde se plantee una posible solución a un problema o necesidad dentro del proyecto, para después hacer un ejercicio de aplicación. Da tal modo que se empiecen a ver resultados más específicos de su utilización como herramienta para la toma decisiones claves para la planeación de un proyecto de construcción inmobiliaria.. 16.

(16) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. 2. METODOLOGÍA. Para el desarrollo del trabajo de tesis se siguieron los siguientes pasos: - Cocimiento de la teoría de simulación de eventos discretos - Revisión bibliográfica. - Identificación herramienta de simulación. - Identificación de una empresa constructora. - Ubicación y reconocimiento de un proyecto de construcción inmobiliaria. - Aplicación de la metodología para la construcción del modelo de simulación.. 17.

(17) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. 3. ANTECEDENTES. 3.1 NACIONALES. La simulación aplicada en procesos constructivos en estos momentos no tiene una aplicación formal en el sector de la construcción Colombiana, debido a que se encuentra en una fase de investigación, y solo las aplicaciones directas que se tiene son más de investigación y diagnósticos de resultados.. La. universidad. de. los. Andes. viene. desarrollando. investigaciones. aproximadamente desde 1999, donde se han realizado investigaciones con diferentes puntos de aplicación, teniendo significativos avances. En 1999 se encuentra la tesis de “Simulación digital de procesos constructivos” por la ingeniera Liliana Navarro, donde su objetivo principal fue generar una herramienta computacional que permitiera modelar procesos constructivos en una forma económica, realizando un mejoramiento de la interfaz del programa SISPLAN y su validación respectiva. En el año de 2001 se desarrolló el trabajo de tesis “Simulación digital de procesos constructivos - Sisplan”, por el ingeniero Jorge Eduardo Córdoba S. y en el año de 2002 la tesis “Simulación digital de procesos constructivos, actualización Sisplan”, por el ingeniero Alberto Mario. 18.

(18) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Nieves Caballero, ambos trabajos desarrollados con base en el anterior estudio pretendiendo darle una continuidad y mejoramiento a la investigación.. En el año de 2007, el ingeniero Holmes Páez M., desarrolló su trabajo de tesis “Simulación digital para el mejoramiento de la planeación de procesos constructivos”, donde su objetivo principal estaba enfocado en la aplicación de modelos de simulación digital en un proyecto de construcción inmobiliario real para generar recomendaciones o lineamientos para el mejoramiento de los procesos constructivos. En esta ocasión se empezó a trabajar con Stroboscope y principalmente. con. Arena®.. Software. utilizado para modelar procesos. industriales, teniendo una mayor aceptación en este medio, por lo que se está tratando de implementar en la modelación de procesos constructivos.. 3.2 INTERNACIONALES. A nivel de Latinoamérica, las investigaciones de simulación digital se han venido desarrollando principalmente en los países de Chile y Brasil, alcanzando unos resultados significantes, que hace que el sector de la construcción comience a tener confianza en esta herramienta, como lo fue en su momento con la filosofía de “Lean Construction”.. 19.

(19) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Basados en el trabajo de tesis realizado por el ingeniero Nicolás Ebensperger, “Elaboración de Modelos Genéricos de Simulación de Operaciones en Construcción”, en el año de 2005, las experiencias e investigaciones Chilenas del tema de simulación en construcción son varias. En el año de 1993 (Verbal y Serpell), desarrollaron un trabajo que consistió en analizar a través de CYCLONE, un proceso de arneo y acopio de suelos y un proceso de hormigón y elementos estructurales de un edificio. Posteriormente en el año de 2002 (González y Calderón), utilizaron el software de simulación Extend para modelar por primera ve z la etapa de obra gruesa de un edificio de apartamentos. En el año 2003, (Marcel Deprez), utilizó planillas Excel para modelar la etapa de obra gruesa dentro de la construcción de un edificio.. A comienzos del año de 2004 el grupo GEPUC (Centro de Excelencia en Gestión de la Producción de la Pontificia Universidad Católica de Chile), utilizó el programa EZStrobe para simular operaciones constructivas que se llevaban a cabo en la construcción del túnel de la estación terminal del Metro de Santiago en Puente Alto (Ebensperger, 2004).. Por otro lado, en la ciudad de Porto Alegre-Brasil, a través de la Universidad Federal de Porto Alegre do Sul, el grupo de investigación NORIE, liderado por el Profesor Carlos Formoso, viene estudiando el tema de Diseño de Sistemas de Producción (DSP). Desde el año de 2005, comenzaron a utilizar la simulación 20.

(20) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. como una herramienta de ayuda en la toma de decisiones en al fases del DSP. En estos estudios el objetivo a cambiado, pasando de lo determinístico a aproximaciones estocásticas, haciendo posible una mejor representación y entendimiento de los efectos de variabilidad en los sistemas de producción en construcción (Schramm et al., 2008).. 21.

(21) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. 4. MARCO TEÓRICO. Con el presente marco teórico se pretende hacer una breve introducción a la teoría de la Simulación y de “Lean Construction”. Antes de comenzar con la definición de simulación, se presenta el concepto y la forma de estudiar un Sistema; concepto que es importante entender antes de conocer la definición de Simulación; seguido entonces se presenta este concepto.. El tema de “Lean Construction” solo se explican los temas relacionados en la investigación, si el lector desea profundizar más lo remitimos a la consulta de otras investigaciones tales como (Tijo, 2006), (Facundo, 2007), (Morales, 2008), listadas en la bibliografía.. Los ejemplos que se utilizarán como explicación de los temas, se trabajarán utilizando el proyecto de construcción seleccionado, con el fin que el lector se vaya familiarizando y tenga una idea clara al momento de llegar al modelo de simulación desarrollado.. 4.1 QUE ES UN SISTEMA. Es un conjunto de componentes interrelacionados que, en una forma organizada, 22.

(22) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. recibe elementos de entradas, los procesa y emite salidas para obtener una meta en común (Fábregas, 2003).. Aplicando este concepto, el proyecto de construcción inmobiliario se considera un sistema, en cual confluyen una gran variedad de elementos, por ejemplo materiales, mano de obra, herramientas, personal administrativo, que unidos buscan obtener una meta en común.. Para el desarrollo de la investigación se consideró una pequeña parte que conforma el sistema total, que es la actividad de estructura, específicamente el proceso de montaje de la formaleta. Por lo que de ahora en adelante, cuando se refiera a “sistema”, se estará haciendo mención a este proceso. Más adelante se explicará en detalle el sistema.. 4.1.1 Cómo se puede estudiar un sistema. Según Law and Kelton (2000), un sistema se puede estudiar principalmente de dos maneras, una forma es experimentando a través del sistema actual y la otra es experimentar a través de un modelo del sistema actual. Pero en el sector de la construcción experimentar con el sistema actual resulta muchas veces difícil, ya sea por su costo, tiempo, complejidad del sistema, etc., por lo que a través de un modelo del sistema actual puede resultar más sencillo.. 23.

(23) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Un modelo del sistema actual se puede realizar ya sea a través de un modelo físico, que es una réplica física o un modelo a escala del sistema, o un modelo lógico o matemático, que se puede definir como un conjunto de aproximaciones y suposiciones estructurales y cuantitativas, acerca de la forma en que funciona o funcionará el sistema (Kelton, 2004).. En ocasiones desarrollar un modelo físico que resulta ser útil en muchas áreas, en otras no lo es, por lo que es más conveniente desarrollar un modelo lógico o matemático ya sea a través de una solución analítica o utilizando finalmente la simulación. En nuestro caso, se decide trabajar con la simulación, ya que una solución analítica puede ser algo tediosa por la cantidad de ecuaciones y variables que hay que controlar.. Toda la explicación anterior es con el fin de sacar como conclusión que en muchas ocasiones la simulación se convierte en una herramienta muy poderosa cuando un sistema presenta grandes retos o dificultades que hacen que no sea viable estudiarlo de las otras formas indicadas.. 24.

(24) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Figura 1. Esquema para el estudio de un sistema. (Law and Kelton, 2000). 4.2 QUE ES SIMULACIÓN. Existe una gran variedad de definiciones de simulación.. A continuación se. presentan las definiciones de dos autores reconocidos en este tema.. 25.

(25) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Según Banks (2000), “la simulación es la imitación de la operación de un proceso real o sistema a través del tiempo”.. Según Kelton (2004), “la simulación se refiere a un gran conjunto de métodos y aplicaciones. que. buscan imitar. el. comportamiento. de sistemas. reales,. generalmente en una computadora con un software apropiado”.. En conclusión, desde un punto de vista práctico, la simulación es el proceso de diseñar y crear un modelo computarizado de un sistema real o propuesto con la finalidad de llevar a cabo experimentos. numéricos. que den un mejor. entendimiento del comportamiento de dicho sistema en un conjunto dado de condiciones. Aunque se puede usar para estudiar sistemas sencillos, el poder real de esta técnica surge cuando se usa para estudiar sistemas complejos. (Kelton, 2004). 4.2.1 Simulación Vs experimentación con en el sistema real. La simulación digital tiene tanto ventajas como desventajas en comparación al experimentar con el sistema real, es por eso que es importante identificar en qué momento es adecuado utilizar la simulación digital o experimentar en el sistema real. A continuación se presentan las ventajas y desventajas que tiene la simulación, basadas en (Robinson, 2003).. 26.

(26) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. - Costo: es probable que experimentar en el sistema real resulte muy costoso. El interrumpir día a día las operaciones no solo puede ser costoso sino que puede afectar el rendimiento. Con la simulación, se puede experimentar sin afectar las operaciones del sistema real. - Tiempo: el tiempo que toma experimentar en el sistema real y obtener resultados puede tomar días, semanas, inclusive más tiempo, esto dependiendo de la complejidad del modelo. Ahora dependiendo del tamaño del modelo y la velocidad del computador, con la simulación se puede experimentar y obtener resultados muchos rápidos, en minutos o quizás horas.. - Control de condiciones experimentales: cuando se compara alternativas es útil controlar las condiciones bajo las cuales los experimentos son llevados a cabo para que comparaciones directas puedan ser hechas.. Es difícil cuando se. experimenta con el sistema real. En algunos casos el sistema real ocurre una sola ve z, por ejemplo una campaña militar, donde no hay opción de repetirlo. Con un modelo de simulación las condiciones bajo las cuales un experimento es llevado a cabo pueden ser repetidas muchas veces.. - El sistema real no existe: en ocasiones el sistema real no existe, por lo que resulta obvio que experimentar en éste es imposible. En estas situaciones se debe construir un modelo que sirva para simular el sistema real y poder estudiarlo. 27.

(27) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Pero también la simulación tiene desventajas, lo que hace que se puede experimentar en el sistema real. Estas son algunas de las desventajas: - Costo: el software de simulación puede resultar costoso y también el desarrollo del modelo.. - Consumo de tiempo: la simulación es una metodología que demanda mucho tiempo. Esto incrementa el costo de su utilización y significa que los beneficios no son inmediatos.. - Falta de datos: la mayoría de los modelos de simulación requieren de una cantidad significativa de datos, lo que no es siempre disponible de forma inmediata.. - Requerimiento de conocimientos : la simulación es más que el desarrollo de un programa de computador o el uso de un paquete de software. Este requiere habilidades como por ejemplo: modelación conceptual, validación, estadística, habilidades para trabajar con personas y gerencia de proyectos.. - Exceso de confianza: e xiste el peligro de que cualquier resultado producido en un computador sea visto como correcto.. En simulación, esta situación es. exacerbada cuando se utilizan animaciones que aparentan la realidad. Cuando se. 28.

(28) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. interpretan los resultados de una simulación, la validez del modelo, y de las simplificaciones y suposiciones debe ser considerada.. 4.2.2. Conceptos básicos de simulación.. Más que presentar los conceptos. básicos de simulación, el objetivo principal es describir cada uno de los términos con base en el sistema seleccionado, buscando que el lector a medida que entiende éstos los vaya relacionando con el modelo del sistema real.. A. continuación se presentan algunas definiciones basados en (Fabregas, 2003) y (Kelton, 2004).. - Entidades: es un objeto o persona que se mueve a través de un sistema y que causa cambios en las variables de respuesta. Dentro del sistema a modelar se definió como entidad la formaleta o módulo que componen el conjunto total para armar un apartamento. El modelo se concibió de esta forma, ya que cada una de las formaletas se mueve por las diferentes actividades que conforman el proceso de montaje de la formaleta.. 29.

(29) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Figura 2. Entidades - Formaleta metálica manoportable. -. Atributo: es una característica propia de cada entidad, por ejemplo, peso,. número de orden, color, etc.. -. Recursos: es un elemento estacionario que puede ser ocupado por una. entidad. Los recursos atienden una entidad cuando llega a una actividad. En el modelo se define como recursos las personas (oficiales y a yudantes) que conforma la cuadrilla de trabajo y las diferentes herramientas requeridas para hacer una actividad, por ejemplo, barras, saca latas, desmoldante, etc.. 30.

(30) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Figura 3. Recursos – Oficial, ayudante y saca latas.. - Evento: es una ocurrencia en un instante de tiempo que cambia el estado del sistema.. Figura 4. Eventos en la actividad de armado de formaleta de muro 31.

(31) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. - Variables: representan características del sistema, son de carácter global, es decir su valor es el mismo en cualquier parte del modelo.. - Colas: cuando una entidad no puede seguir adelante, quizá porque necesita aprovechar una unidad de un recurso que está inmovilizado por otra entidad, se requiere un lugar para esperar, que es una cola.. 4.3 LEAN CONSTRUCTION. Según Koskela (1992), esta nueva filosofía se define como:. “La producción es un flujo de material o información desde la materia prima hasta el producto final.. En este flujo, el material es procesado (convertido), es. inspeccionado, es. esperado o es. transportado.. Estas. actividades. son. intrínsecamente diferentes. El proceso representa el aspecto de conversión de la producción. La inspección, el transporte y la espera representan el flujo de la producción”.. Figura 5. Esquema del proceso de producción. 32.

(32) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Nota: los cuadros en fondo gris representan las actividades de flujos, que no agregan valor, en contraste con las actividades que generan valor (conversiones).. A continuación se presentan otros conceptos claves de Lean Construction.. 4.3.1 Trabajo productivo.. Este se define como el tiempo empleado por el. trabajador en la producción de alguna unidad de construcción (Botero, 2004). Dentro del modelo el trabajo productivo es la colocación de formaleta de muro y de placa.. Figura 6. Acti vidad de armado de muro. 4.3.2 Trabajo contributivo. Es el tiempo que emplea el trabajador realizando labores de apoyo necesarias para que se ejecuten las actividades productivas (Botero, 2004). En el modelo son las actividades de desencofrado, transporte, limpieza y aplicación de desmoldante. 33.

(33) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Figura 7. Acti vidades de limpieza y aplicación de desmoldante.. 4.3.3 Trabajo no contributivo. Se define como cualquier otra actividad realizada por los obreros y que no se clasifica en las anteriores categorías; por tanto, se consideran pérdidas.. Por ejemplo, tiempos de espera, ocio, reprocesos, etc.. (Botero, 2004).. Figura 8. Tiempo de ocio. 34.

(34) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. 5. SISTEMA REAL. 5.1 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO. El proyecto Andalucía III está ubicado en la ciudad de Bogotá, en la localidad de Engativá, y está conformado por 7 torres de 6 pisos, con una distribución de 4 apartamentos por piso, excepto una torre (18S) que solo cuenta con dos apartamentos por piso, para un total de 156 apartamentos.. Figura 9. Distribución general del proyecto. 35.

(35) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Los apartamentos tienen un área base de 70.22 m 2, a partir de la cual se ofrecen tres tipos de apartamentos, es decir, con una distribución interna ya sea de una, dos o tres habitaciones, esto dependiendo de las preferencias del cliente. Estas divisiones internas se construyen en mampostería y en la parte estructural (la base del apartamento) se emplea como sistema constructivo muros en concreto.. Figura 10. Distribución de la parte estructural.. 36.

(36) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Para la construcción de los muros en concreto se utiliza formaleta metálica tipo manoportable, reconocida en el medio como tipo Matrix, el cual es similar al sistema utilizado en Andalucía II (Páez, 2007), pero con la diferencia que se puede vaciar muros y placas al mismo tiempo, monolítico.. Figura 11. Formaleta manoportable – Matrix.. 5.2 IDENTIFICACIÓN DEL SISTEMA REAL. Como se explicó anteriormente en la definición de un sistema, el proyecto inmobiliario Andalucía III puede ser visto como un sistema, pero para fines del desarrollo de la investigación se definió como el sistema a modelar la actividad de estructura, específicamente el proceso de montaje de formaleta.. Para la identificación del sistema real se trabajó sobre las actividades principales, definiéndose con esto la frontera del sistema a modelar. Entendiéndose como 37.

(37) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. frontera del sistema las actividades entre las cuales estará comprendido el modelo de simulación. Es decir, el modelo simulará el proceso real desde el desencofrado hasta el armado y nivelación de la formaleta; no se consideran las actividades preliminares al desencofrado y el proceso de vaciado. Esta consideración se realizó porque cada una de estas actividades representa un sistema real aparte al que se definió previamente y el objeto como tal del modelo es simular específicamente el proceso de montaje de la formaleta.. Las actividades que se identificaron y que servirán como base para la elaboración del modelo de simulación son las siguientes:. - Actividad de desencofrado: se realiza manualmente con la ayuda de una barra o un saca-latas cuando es del caso.. Figura 12. Acti vidad de desencofrado con saca-latas.. 38.

(38) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Figura 13. Acti vidad de desencofrado con barra.. - Actividad de transporte: lo realiza una persona cuando se está en el mismo piso, pero cuando el transporte se realiza de un piso a otro es necesario que trabajen dos personas. Al inicio de la obra se utilizó torre grúa debido a que se construyeron dos torres a la vez.. Figura 14. Acti vidad de transporte.. 39.

(39) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. - Actividad de limpieza y aplicación de desmoldante: consiste en la remoción del concreto adherido a la formaleta y la aplicación de desmoldante para evitar que éste se adhiera.. Figura 15. Acti vidad de limpieza.. Figura 16. Acti vidad de aplicación de desmoldante.. 40.

(40) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. - Actividad de armado: esta actividad se divide en el armando de formaleta de muro y formaleta de placa.. Figura 17. Acti vidad de armado de formaleta de muro.. Figura 18. Acti vidad de armado de formaleta de placa.. 41.

(41) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. - Nivelación: está dividida en dos procesos. Una primera parte consiste en el plomo del muro y la segunda parte la nivelación como tal, que la realiza el ejero.. Figura 19. Acti vidad de plomo. Figura 20. Acti vidad de nivelación.. En la figura 21, se muestra de una manera esquemática la secuencia de cada una de las actividades que conforman todo el proceso de montaje de la formaleta.. 42.

(42) Universidad de los Andes. Actividad de desencofrado. MIC 2008-II-20. Ac tiv idad de transporte. Ac tiv idad de limpieza y aplic ación de desmoldante. Actividad de nivelación. Figura 21. Secuencia de ejecución montaje de la formaleta. 43. Actividad de armado.

(43) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. 6. MODELO DE SIMULACIÓN DEL SISTEMA REAL. 6.1 METODOLOGÍA DESARROLLADA PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL MODELO DE SIMULACIÓN. La metodología empleada para el desarrollo del modelo de simulación fue la siguiente: - Concertación con una firma constructora: para que el desarrollo de la investigación tuviera la aplicación que se pretende en el alcance, se buscó la participación de una firma constructora de la ciudad de Bogotá, la cual ofreciera todos los recursos necesarios para cumplir tal fin. El objetivo principal al identificar esta empresa es que estuviera interesada en el tema y adquiriera un gran compromiso para su desarrollo.. Finalmente se comenzó a trabajar con la firma constructora ConConcreto, debido a su interés por el tema y las investigaciones previas que se han venido realizando en conjunto con la Universidad de los Andes.. Luego de esta concertación,. inicialmente se realizaron varias reuniones con el fin de definir claramente el objetivo de esta investigación e identificar un proyecto de construcción inmobiliario donde se desarrollaría la investigación.. 44.

(44) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. - Selección del proyecto piloto: se realizaron visitas de obra a diferentes proyectos inmobiliarios, como: Pueblo Nuevo, Adarves de Castilla, Almoretos y Andalucía III. Se hizo un reconocimiento de su estado y sistema constructivo empleado. Después de este proceso se seleccionó el proyecto Andalucía III, debido a que su momento se estaba comenzando la etapa de construcción, lo que permitía hacer un seguimiento más completo a todo su desarrollo y además aprovechando la oportunidad de dar continuidad al trabajo de tesis desarrollo por el ingeniero Holmes Páez, “Simulación digital para el mejoramiento de la planeación de procesos constructivos” (Páez, 2007), el cual fue desarrollada en la etapa Andalucía II de este proyecto.. - Puesta en común del proyecto de investigación a los encargados del proyecto Andalucía III: en un comienzo se realizaron diferentes reuniones con el director del proyecto y los ingenieros residentes del proyecto, con el fin de presentar el tema “simulación” aplicada en procesos constructivos, el cual es el objetivo del desarrollo de la investigación. Cabe mencionar, que el apoyo de la alta gerencia fue clave para concertar de una manera adecuada el comienzo de este estudio. Luego de dar a conocer el proyecto de investigación al personal de Andalucía III, se dio inicio a un programa de visitas a obra, con frecuencia semanal, de tal forma que permitiera estar en un constante contacto con la ejecución del proyecto. Es importante anotar que dentro del grupo de apoyo de obra a la investigación, se contó con la participación de una persona encargada de 45.

(45) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. manejar el tema de “Lean Construction”, la cual se convirtió en un punto clave de colaboración dentro del proyecto.. - Reconocimiento del proyecto (sistema constructivo): a medida que se realizaban las respectivas visitas de obra de reconocimiento del proyecto, se identificaron sus características constructivas y personal administrativo. Este último convirtiéndose en un factor fundamental para el desarrollo de la investigación.. - Identificación del problema o necesidad: de acuerdo a una observación detallada de los procesos constructivos de Andalucía II, realizada por el ingeniero Holmes Páez en su trabajo de tesis, se llegó a la conclusión que la actividad más crítica en la obra era la construcción de la estructura en concreto. Adicional a esto, se tiene en cuenta la consideración que el tipo de formaleta a utilizar en Andalucía III es diferente al utilizado en Andalucía II, lo que significa un nuevo reto en el desarrollo del proyecto de construcción.. De la anterior conclusión, se le dio mayor consideración a la estructura, convirtiéndose finalmente en el foco de estudio para el desarrollo de la investigación.. Definida la actividad de estudio, se comenzó un seguimiento. detallado a todo el proceso de la estructura, identificando entonces problemas o necesidades. 46.

(46) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Más que un problema, la necesidad radicó principalmente en mejorar el proceso de montaje de la formaleta, ya que no se estaba alcanzando el rendimiento deseado que era realizar dos apartamentos diarios. Esto debido principalmente a la falta de organización y planeación del desarrollo de todo el proceso de montaje. A pesar que durante el inicio de la obra planearon diferentes formas y organizaciones de trabajo que probablemente darían buenos resultados, por ejemplo, pintar por colores la formaleta para muros, identificación de cuadrillas, etc.; la falta de actitud y de consecuencia por parte del personal hizo que no se lograra este objetivo.. - Entendimiento y documentación del problema o necesidad (registro fotográfico): en este caso, se trabajó sobre las actividades principales del montaje de la formaleta, haciendo un seguimiento detallado en compañía de un registro fotográfico para entender el proceso de montaje de la formaleta. Este seguimiento se fundamentó principalmente en observaciones de campo y conversaciones con el personal de trabajo de la cuadrilla y el contratista de la estructura.. - Recolección de datos: una ve z identificadas las actividades, se procedió a la toma de las duraciones de cada una de las actividades, duraciones que corresponden a los tiempos productivos y contributivos. Para la toma de estas duraciones, se realizó una reunión previa con la persona encargada de esta 47.

(47) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. actividad con el fin de concertar los puntos de inicio y final de la duración de cada una de las actividades. Para la recolección de los tiempos no contributivos se utilizó la prueba de los cinco minutos. La realización de este proceso, que se ejecutó entre los meses de enero y marzo de 2008, contó con la colaboración de una persona que estaba encargada específicamente para esta labor.. Cabe. aclarar que la prueba de los cinco minutos se estuvo realizando desde el inicio del proyecto.. Para la toma de datos se utilizaron los siguientes formatos:. Tabla 1. Formato para la toma de duraciones de las actividades. PROYECTO ANDALUCIA III DATOS - PROYECTO SIMULACIÓN SEMANA. ITEM. ACTIVIDAD. EJECUTOR DIMENSION DE OFICIAL AYUDANTE MODULO. 48. Hora Inicio. Hora Final. Diferencia. Duración en minut os. Observacioens.

(48) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. % productivo. % contributivo. % no contributivo. Tiempo (seg) productivo. Tiempo (seg) contributivo. Tiempo (seg) no contributivo. Cod. Oficio. Cod. Actividad. Cod. Em pleado. Oficio. Actividad. Nombre Em pleado. Hora. Fecha. Consecutivo. Semana. Toma número. Tabla 2. Formato para la toma de tiempos no contributivos.. - Organización de los datos recolectados: luego de haber tomado los datos necesarios para alimentar el modelo, se realizó un análisis detallado de las duraciones de cada una de las actividades, con el fin de hacer una depuración y así dejar las duraciones que fueran lógicas dentro del proceso. Esto se realizó con la ayuda de las observaciones anotadas en campo a la hora de la toma de los datos, la experiencia y el conocimiento de las duraciones de las actividades.. Una vez realizado lo descrito anteriormente y con la ayuda de la herramienta Input Analyzer (del software Arena®), se determinaron las funciones de distribución de probabilidad que modelaran adecuadamente los tiempos de cada una de las actividades. Para la organización de los tiempos no contributivos se clasificaron por oficiales y ayudantes, determinando así una función de distribución para cada grupo.. 49.

(49) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Para la selección de las funciones de distribución se trabajaron con las pruebas de bondad de ajuste Chi Square y Kolmogorov-Smirnov y el error cuadrático, las cuales son las que utiliza el software de Input Analyzer.. Luego del análisis y la organización de los datos, se realizó una reunión con la persona encargada del tema de “Lean Construction”, con el objetivo principal de dar conocer el resultado final de este proceso y se diera un parte de aprobación por parte de ella.. En la tabla 3 se muestran las funciones de distribución de probabilidad para cada una de las actividades.. 50.

(50) Universidad de los Andes. MIC 2008-II-20. Tabla 3. Funciones de distribución de probabilidad.. 51.

(51) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. - Construcción del modelo de simulación: después de identificar y entender las actividades que conforman el proceso de montaje de formaleta, se empieza a construir el modelo de simulación de tal forma que represente lo más fiel posible el sistema real. En el desarrollo de este punto es importante estar en permanente contacto con la persona encargada de liderar el proceso, con el fin de ir realizando la verificación del modelo. Este proceso consiste en asegurar que el modelo de simulación se comporta en la forma en que se pensó de acuerdo con las suposiciones hechas (Kelton, 2004).. Uno de los mayores de problemas que se presentó para la construcción del modelo de simulación, fue la gran variabilidad en la organización de las cuadrillas y la forma de trabajo, lo que impedía desarrollar un modelo fiel a la realidad. A pesar de lo anterior y de acuerdo con conversaciones con el líder del proceso y los registros históricos elaborados hasta la fecha, se estableció una metodología de trabajo, la cual se explicará en detalle más adelante.. - Validación del modelo de simulación: este paso consistió básicamente en la comparación de la duración total promedio del proceso de montaje de la formaleta obtenida del sistema real con la arrojada por el modelo de simulación. Para el cálculo de la duración promedio del sistema real se empleó el registro histórico de rendimientos que se venía realizando desde el inicio de la construcción del proyecto. También se realizaron reuniones con el director de obra e ingenieros 52.

(52) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. residentes con el fin que hicieran sugerencias y recomendaciones para obtener una mejor validación del modelo.. - Construcción modelo de simulación como propuesta de mejoramiento del proceso: a partir del modelo de simulación se desarrolló un nuevo modelo con el fin de encontrar una solución de mejoramiento al proceso de montaje de formaleta.. 6.2 SELECCIÓN SOFTWARE DE SIMULACIÓN. Actualmente, se puede considerar que el proceso de construcción de un modelo de simulación, se puede realizar a través de tres opciones: hojas de cálculos, lenguajes de programación y software de simulación. A continuación solo se hará énfasis en software de simulación.. En la industria se puede encontrar una gran variedad de paquetes de software para realizar modelos de simulación. En la tabla 4 se presenta un listado de software especializados en simulación.. 53.

(53) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes Tabla 4. Software de Simulación. (Robinson, 2003). Software. Proveedor Rockwell Software Brooks-PRI Automation Frontstep, Inc. Incontrol Enterprise Dynamics Imagine That, Inc. Flexsim Software Products, Inc. Wolverine Software Corporation Micro Analysis and Design ProModel Corporation DELMIA Corporation Webb Systems Limited Custom Simulation CACI Products Company Visual8 Corporation Wolverine Software Corporation Orca Computer, Inc. Lanner Group, Inc.. Arena AutoMod Awe Sim Enterprise Dynamics Extend Flexsim GPSS/H Micro Saint ProModel (MedModel, ServiceModel Quest ShowFlow SIGMA Simprocess Simul8 SLX Visual Simulation Environment Witness. Según (Robinson, 2003) es importante tener en cuenta los siguientes pasos a la hora de seleccionar el software de simulación. - Establecer los requerimientos del modelo. - Hacer un sondeo o una lista de software de simulación. - Establecer criterios de evaluación para la selección del software. - Evaluar el software con relación a los criterios establecidos.. Actualmente, las últimas investigaciones que se han desarrollado en la Maestría de Ingeniería y Gerencia de la Construcción de la Universidad de los Andes se ha 54.

(54) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. utilizado el software Stroboscope y recientemente se está empleando el software Arena®, dando buenos resultados. Por este motivo y por fines prácticos a la hora de programar, se optó por utilizar Arena.. A pesar de no haber seguido los pasos citados anteriormente, es importante dejar claro que una buena selección del software es importante para el éxito del modelo de simulación.. 6.3 MODELO DE SIMULACIÓN. Como se explicó anteriormente, el modelo de simulación comprende desde la actividad de desencofrado hasta la actividad de armado y nivelación de la formaleta. Se supone entonces que las actividades preliminares de colocación de mallas de refuerzo, instalaciones hidráulicas y eléctricas, desinstalación de parales, alineadores y cuñas han sido realizadas previamente. En cuanto a la actividad de vaciado de concreto, tal como se enunció en la identificación del sistema real, no se considera dentro del modelo.. El modelo de simulación construido en Arena® está planteado o dividido en dos partes.. La primera parte corresponde a las actividades de desencofrado,. transporte, limpieza, aplicación de desmoldante y armado de formaleta de muro (Figura 22), y la segunda parte a las actividades de nivelación y armado de 55.

(55) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. formaleta de placa (Figura 23). Estas dos partes simulan el montaje de formaleta para un apartamento. Cabe hacer la aclaración, que como son dos frentes de trabajo para la instalación de de dos apartamentos, se supone que se maneja la misma organización para ambos, por lo que el modelo solo se desarrolló para un solo apartamento buscando simplicidad en éste.. 56.

(56) Universidad de los Andes. MIC 2008-II-20. Figura 22. Primera parte del modelo de simulación 57.

(57) Universidad de los Andes. MIC 2008-II-20. Figura 23. Segunda parte del modelo de simulación.. 58.

(58) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Las actividades que conforman el modelo, y de acuerdo con la filosofía Lean Construction, están clasificadas en actividades de conversión y en actividades de flujo (Figura 24). En este caso, las actividades de conversión que generan valor al proceso, son la instalación de formaleta de muro y de placa. Por el contrario, las actividades de flujo que no generan valor, pero consumen tiempo, espacio y recursos, son el desencofrado, el transporte, la limpieza y la aplicación del desmoldante.. La alimentación del modelo de simulación con las diferentes funciones de distribución de probabilidad, se realizó de acuerdo con la anterior clasificación, es decir, los tiempos productivos corresponden a las actividades de conversión, los tiempos contributivos a las actividades de flujo y los tiempos no contributivos se asignaron a los recursos oficiales y a yudantes.. Los recursos empleados en el modelo de simulación son 10 trabajadores, que es un promedio obtenido de los registros históricos que se han generado desde el comienzo de la obra, ya que a lo largo del desarrollo del proyecto se presentó una gran variabilidad del número total de trabajadores. Los otros recursos utilizados son: barras, saca-latas y desmoldante.. 59.

(59) Universidad de los Andes. MIC 2008-II-20. Figura 24. Esquema de las actividades de conversión y de flujo.. 60.

(60) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. La secuencia de ejecución del modelo de simulación es la siguiente: - Inicialmente los 10 trabajadores, divididos en dos grupos, comienzan con las actividades de desencofrado y transporte. - Después de desencofrar y transportar un 30%, 4 trabajadores comienzan con la actividad de armado de muros, 2 personas inician con la actividad de desencofrado de formaleta de placa y 4 personas se quedan desencofrando y transportando la cantidad restante de formaleta de muro. - A medida que este último grupo vaya terminando estás dos actividades pasan a colaborar en la actividad de armado de formaleta de muro y en la actividad de desencofrado y transporte de formaleta para placa. - Luego de transcurrir aproximadamente unas 4 a 5 horas de trabajo, contadas desde el inicio de las actividades, se puede comenzar con la nivelación y plomo de muros, lo que después permite el inicio del armado de formaleta para placa. Este tiempo de inicio se obtuvo con base a los registros históricos.. 6.4 VALIDACIÓN. La validación es la tarea de asegurar que el modelo se comporta de la misma forma que el sistema real (Kelton, 2004). En comparación con el proceso de verificación, la validación del modelo de simulación puede llegar a convertirse en un proceso bastante difícil, todo esto dependiendo de la complejidad del modelo, del sistema real que se simula, del tamaño del modelo, etc. 61.

(61) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Según Banks (2001), propone un procedimiento de calibración que consiste en un proceso iterativo de comparación entre el modelo y el sistema real, haciendo ajustes o cambios al modelo, comparando de nuevo el modelo revisado con la realidad; y si es necesario se hacen ajustes adicionales y se compara de nuevo. Esta iteración se hace hasta alcanzar un modelo suficientemente exacto a la realidad. En la figura 25 se muestra la relación de la calibración del modelo con el proceso de validación.. Figura 25. Proceso iterativo de calibración del modelo. Banks (2001).. 62.

(62) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Para lograr una buena validación del modelo se realizó este proceso iterativo a medida que se iba construyendo el modelo de simulación. Esto se llevó a cabo de la mano de las personas que tenían conocimiento del montaje de la formaleta. Finalmente y como se explicó anteriormente, la validación se realizó con la comparación de la duración total promedio del proceso de montaje de la formaleta obtenida del sistema real con la arrojada por el modelo de simulación.. La duración total promedio del sistema real es 12.55 horas con una desviación de 2.15 horas. Como se mencionó previamente, este valor se obtuvo del registro histórico de rendimientos que se venía realizando desde el inicio de la construcción del proyecto.. Después de haber logrado un modelo de simulación lo más cercano posible a la realidad, se realizaron diferentes corridas con el fin de obtener un resultado confiable. Para determinar el número adecuado de corridas o de muestras (n) que proporcionara un nivel de confianza en los resultados, se realizó un análisis basado en el Teorema del Límite Central, el cual nos asegura que a medida que n sea más grande, la distribución de las medias muestrales se aproximará a una distribución normal. Cuanto más grande sea el valor de n, mejor será la aproximación.. 63.

(63) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Utilizando la ecuación (1), se calculó el número mínimo de corridas (n) que ofreciera un nivel de confianza con un intervalo del 95%. Utilizando un tamaño inicial de corridas n=30 se obtuvo una desviación estándar de 0.3482 horas, un error tolerable de 0.13 horas y con un valor de Z de 1.96 para un intervalo de confianza de 95%, el valor mínimo de n es igual a 28.. (1). De lo anterior se concluye que para obtener un nivel de confianza del 95%, se deben realizar como mínimo 28 corridas del modelo de simulación. Para efectos de precisión se decidió trabajar con un número de corridas n=40. De donde se obtiene que la duración total promedio es 12.5 horas con una desviación estándar de 0.418 horas. A continuación se muestran las duraciones para las 40 corridas realizadas en el modelo de simulación y el respectivo análisis de los datos en Input Analyzer.. 64.

(64) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Tabla 5. Duración total para el proceso de montaje de formaleta. Número de corridas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40. Duración total (horas) 12.45 12.31 12.47 12.17 12.14 13.35 12.5 12.66 12.74 12.02 12.29 12.49 12.63 12.67 11.98 12.13 12.59 12.1 13.09 12.44 12.58 12.76 11.92 12.28 11.83 13.1 11.92 12.64 13.65 12.68 13.11 12.43 12.82 12.3 12.76 12.27 12.33 12.35 13.26 12.03. 65.

(65) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Figura 26. Análisis de resultados – Input Analyzer.. 66.

(66) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Ahora, al hacer la comparación respectiva de la duración total promedio del sistema real y el modelo de simulación, se puede apreciar una gran similitud de estos valores. Por lo que se puede concluir que el modelo de simulación se asemeja al sistema real, trabajando con un nivel de confianza del 95%. Solo se aprecia una gran diferencia en los resultados de la desviación estándar, debido a que en el modelo de simulación no se consideraron factores que afectan la variabilidad del sistema real, como por ejemplo, el clima, problemas internos, cumplimiento de horarios, etc.. Tabla 6. Comparación de resultados del modelo de simulación y el sistema real.. Duración promedio Desv. Estándar (horas) (horas) Modelo de simulación Sistema real. 12.5 12.55. 67. 0.418 2.15.

(67) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. 7. MODELO DE SIMULACIÓN COMO PROPUESTA DE MEJORAMIENTO. Con la validación del modelo de simulación, se da paso para empezar a desarrollar escenarios de mejoramiento para el proceso de montaje de la formaleta. Con estos escenarios se busca reducir el tiempo total y mejorar el proceso, tratando entonces de lograr el rendimiento deseado, construir dos apartamentos. diarios.. En el escenario que se generó, se trabajaron. principalmente dos puntos para cumplir el objetivo:. - Secuencia de ejecución y conformación de los grupos de trabajo: se planteó una nueva distribución del personal y una secuencia de ejecución, buscando mejorar y organizar el proceso de montaje de formaleta.. Esta secuencia de. ejecución, en comparación con la del modelo original, difiere en el sentido que no busca desencofrar una cantidad inicial de formaleta para empezar con la actividad de armado, sino que todas las actividades se comienzan a realizar al mismo tiempo. Es decir, a medida que se va desencofrando se transporta, se limpia, se aplica el desmoldante y finalmente se arma.. Con el planteamiento de esta nueva secuencia, se busca reducir el stock (apilamiento) de formaletas para armar, con el fin de tener una mejor organización. 68.

(68) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. de la zona de trabajo y evitar la confusión de los trabajadores a la hora de ubicar el tamaño de formaleta requerido.. La secuencia de ejecución detallada del modelo es la siguiente: - 3 personas comienzan con la actividad de desencofrado de formaleta de muro. A medida que se va desencofrando, 2 personas se encargan de transportarla y 5 personas de las actividades de limpieza, aplicación de desmoldante y armado. - 2 personas adicionales se encargan de hacer actividades varias (limpieza, colocación de ventanas, etc.), mientras se da espacio para comenzar a desencofrar formaleta de placa. - A medida que las 5 personas encargadas de las actividades de desencofrado de formaleta de muro y transporte van terminando, éstas pasan a colaborar en las actividades de armado de formaleta de muro, desencofrado y transporte de formaleta de placa. - Luego tres personas comienzan con la actividad de armado de formaleta de placa.. En el desarrollo de este modelo se trabaja con un total de 12 personas, ya que con la cantidad de 10 personas es difícil reducir el tiempo total del proceso de montaje de la formaleta.. Además como se puede apreciar en los registros. históricos y por conversaciones con el líder de cuadrilla donde manifiesta: “las actividades de desencofrado, transporte, limpieza, aplicación desmoldante y 69.

(69) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. armado de formaleta de muro se puede realizar con 10 personas, pero para lograr realizar. todo el proceso de montaje se requiere de un personal adicional que. comience a trabajar con la formaleta de placa”.. - Reducción del tiempo no contributivo: uno de los puntos claves para la reducción del tiempo total del proceso de montaje de la formaleta, es mejorar o evitar las causas que generan los tiempos no contributivos.. Finalmente, con esta nuevo planteamiento para mejorar el proceso de montaje de la formaleta, se logra una reducción de 2.23 horas, es decir, pasando de un tiempo promedio de 12.50 horas con una desviación estándar de 0.42 horas, a un tiempo promedio de 10.24 horas con una desviación estándar de 0.2496 horas. Para el cálculo de esta duración solo se cambió en el modelo de simulación la secuencia de ejecución y la organización de la cuadrilla de trabajo. Los tiempos no contributivos se mantuvieron intactos.. Tabla 7. Comparación de resultados del modelo de simulación y propuesta de mejoramiento. Duración promedio (horas). Desv. Estándar (horas). 12.50. 0.418. 10.24. 0.2496. Modelo de simulación Modelo de simulación propuesta de mejoramiento 70.

(70) Universidad de los Andes. MIC 2008-II-20. Figura 27. Modelo de simulación – propuesta de mejoramiento. 71.

(71) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. 8. APLICACIÓN DEL MODELO DE SIMULACIÓN COMO PROPUESTA DE MEJORAMIENTO. Antes de realizar el ejercicio de aplicación del modelo de simulación como propuesta de mejoramiento, se realizaron unas reuniones previas con el director de obra, ingenieros residentes, contratista y la cuadrilla de trabajo de la estructura. Las siguientes son las reuniones que se efectuaron:. - Reunión 1. Puesta en común del modelo de simulación-propuesta de mejoramiento- al director de obra e ingenieros residentes: se propone el. modelo de simulación donde se explica cuáles son sus alcances en cuanto al mejoramiento del proceso del montaje de la formaleta, secuencia de ejecución y organización del personal del trabajo. Se realiza un proceso de verificación, con el fin de darle un visto bueno al funcionamiento del modelo.. - Reunión 2. Puesta en común del modelo de simulación-propuesta de mejoramiento- al contratista y líder de la cuadrilla : el objetivo de esta reunión. es dar a conocer el modelo de simulación al contratista y al líder de cuadrilla, escuchar sugerencias al respecto y realizar una planeación previa para el ejercicio de aplicación. Se trabajaron los temas de la distribución del personal en los. 72.

(72) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. diferentes grupos de trabajo y la forma de iniciar la actividad de desencofrado y el armado de formaleta de muro.. - Reunión 3. Con todos los trabajadores de la cuadrilla: esta reunión se puede. considerar como una de las más importantes, debido a que se escuchó todas las sugerencias y opiniones por parte de los trabajadores, los cuales se pueden considerar como las personas más conocedoras del proceso. En un principio se mostraron adversos al planteamiento, debido a que ellos argumentaban que la forma de trabajo que llevaban era la más adecuada. Finalmente accedieron, entiendo que lo que se buscaba era más un ejercicio de aplicación.. Se hizo un análisis de la forma como se estaba trabajando, identificando problemas de distribución de trabajo, es decir, trabajo que realiza un oficial lo realiza un ayudante, dependencia excesiva de ciertos trabajadores lo que implicaba mayor trabajo para ellos, mala organización de los frentes de trabajo y falta de personal para completar las cuadrillas de trabajo. Luego de realizar este análisis, se planteo la nueva forma de trabajo y se terminó de hacer la planeación previa de la reunión dos.. - Reunión 4. Aplicación como tal del modelo de simulación: el comienzo de. las actividades se dieron a las 6:00 a.m. el día viernes 30 de mayo con tres trabajadores, los cuales comenzaron con el desencofre de las formaletas; las 73.

(73) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. actividades finalizaron a las 5:00 p.m. quedando por armar aproximadamente un 15% de formaleta de placa.. Básicamente al terminar el día y haciendo los respectivos análisis se detectaron algunos aspectos positivos como negativos del ejercicio de aplicación del modelo de simulación.. 8.1 ASPECTOS POSITIVOS:. - Organización zona de trabajo: la buena organización de las zonas de trabajo. de la obra, es un punto clave, no solo a la hora de ejecutar un buen trabajo sino para evitar posibles accidentes.. Todo esto recae en un buen sistema de. planeación de las actividades donde los trabajadores se apropien de sus lugares de trabajo. En este caso, los grandes apilamientos de las formaletas hacen que el trabajo no sea transparente y los sectores de trabajo no sean los más propicios para su desarrollo. En figura 28 se muestra la zona de trabajo con la aplicación del modelo y la figura 29 muestra un antes a la aplicación de este.. 74.

(74) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Figura 28. Zona de trabajo con la aplicación del modelo.. Figura 29. Zona de trabajo previo a la aplicación del modelo.. -. Énfasis. en la. especialización del trabajo: uno de los. principales. inconvenientes que se encontró fue la falta de la organización interna, haciendo que todos los trabajadores participaran en diferentes actividades y no se presentara claridad por parte de ellos a la hora de realizar específicamente una actividad. 75.

(75) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Por este motivo y como se plantea en el modelo de simulación, se busca la especialización de cada uno de los trabajadores en una determinada actividad haciendo que un trabajador no sea más importante que otro y no se empiecen a generar altas dependencias en una o varias personas para realizar las actividades.. Figura 30. Especialización del trabajo. - Organización del grupo de trabajo: es claro que al tener una especialización. del personal en sus actividades, es claro también la conformación de los grupos de trabajo, lo que hace más fácil y organizado el desarrollo de cualquier actividad.. 76.

(76) MIC 2008-II-20. Universidad de los Andes. Figura 31. Grupo de trabajo de la actividad de desencofrado.. 8.2 ASPECTOS NEGATIVOS:. - La falta de herramientas: esencialmente se puede hablar de la falta de barras,. saca-latas y corbatas, obligando al trabajador hacer desplazamientos innecesarios para la búsqueda de éstas.. - La impuntualidad del trabajador: como es normal en cualquier proyecto de. construcción la impuntualidad es un factor que siempre está presente, ya sea por factores internos o externos al proyecto. Por lo que es necesario inculcar a los trabajadores la necesidad de iniciar las labores a la hora indicada, buscando evitar retrasos y posibles salidas tarde de la obra.. Para la aplicación correcta del. modelo, se requiere una buena puntualidad, ya que todas las actividades se ejecutan en paralelo o como una cadena. Por lo tanto, de una buena puntualidad depende el éxito del buen funcionamiento del modelo de simulación. 77.