DISEO DE UN PLAN DE MEJORAMIENTO DE LOS TRMITES Y PROCESOS EN LA ADMINISTRACIN CENTRAL DE LA ALCALDA MUNICIPAL DE SOGAMOSO

Simulacin Discreta de Procesos1ESPECIALIZACIN EN INGENIERA DE PRODUCCIN Y OPERACIONESUptc Mayo de 2014MSc. LUIS ANGEL LARA GONZALEZ

El enfoque de sistemas establece que El mundo y cualquiera de sus partes puede visualizarse como un conjunto de sistemas en interaccin dinmica"

Por sistema; se entiende una coleccin de entidades relacionadas, cada una de las cuales se caracteriza por atributos o caractersticas que pueden estar relacionados entre s.

Los Sistemas

2

Todo sistema consta de tres caractersticas:

Tienen fronteras Existe dentro de un medio ambiente. Tiene subsistemas. Que es un Sistema?

UNA ESTRUCTURA DINMICA DE PERSONAS, OBJETOS Y PROCEDIMIENTOS ORGANIZADOS PARA EL PROPSITO DE LOGRAR OBJETIVOS COMUNES".3

Es el desarrollo de un Modelo lgico Matemtico de un sistema, de tal forma que se obtiene una imitacin de la operacin de un sistema real o ficticio a travs del Tiempo.

JERRY BANKSMohammad R. Azarang. Pg. 63Que es la Simulacion?

4

Hacer ensayos en los sistemas productivos o logsticos reales evitando los altos costos y los riesgos que en un momento dados estos puedan generar.Lus Ernesto Blanco R.Para Que Nos Sirve?

5

Una vez Construido el Modelo Puede ser Modificado de Manera Rpida con el Fin de Evaluar diferentes Posibilidades

Mas Barato

Mas Sencillo de Comprender

Analizar Modelos Con Mayor Detalle

Permite Mayor Complejidad

Ventajas

6

Aprender

Conocer las Respuestas de La Realidad

Tomar Mejores DedicionesPara que Modelar la Realidad?

7

Definir El SistemaAnlisis Del SistemaFormulacin del ModeloSeleccin del LenguajeCodificacin del ModeloValidacin del ModeloExperimentacinImplantacinMonitoreo y ControlComo Realizar Una Simulacin?

8

Estticos Vs. DinmicosEstticos: No Interesa el Comportamiento en El TiempoDinmico: El Tiempo es Factor Importante en la Simulacin

Deterministicos Vs. EstocsticosDeterministicos: No Contienen Componentes AleatoriosEstocsticos: Contienen Componentes Aleatorios

Continuos Vs. DiscretosContinuos: Sistema que Cambia en todos los Instantes del TiempoDiscretos: Sistema que cambia en instantes especficos del Tiempo

Clasificacin de Modelos de Simulacin

9

Teora de Colas

A diario el consumidor experimenta los efectos derivados de las congestiones ocasionadas por las lneas de espera.

Este fenmeno se presenta en casi todos los sistemas de produccin de bienes y servicios.

Casi todos los productos y los servicios en algn momento de su ciclo de vida tienen que experimentar o han experimentado un fenmeno de lneas de espera.

Dentro de los mas comunes encontramos los bancos, los call centers, los supermercados, los puertos de embarque etc..10

Que Es Una Cola?

Una Cola o una Lnea de Espera es el efecto derivado de la interaccin dinmica entre el procesos de arribos y el proceso de servicio dentro de la cual se ve involucrada una entidad o una serie de entidades especificas.

Tiempo de ServicioProceso de ArribosCuello de BotellaSalidas11

La Simulacin Discreta es una herramienta de la Investigacin de Operaciones, que permite evaluar y experimentar con gran versatilidad los mas diversos y complejos procesos, valorando los efectos de las decisiones en un ambiente de laboratorio.

Revela el comportamiento real del Sistema con toda la complejidad de sus relaciones y la cantidad de eventos que ocurren en todos los procesos.

Que Es La Simulacin Discreta?

12

Simulacin Discreta de Eventos Es:

La representacin por medio de un Modelo, de un sistema Dinmico representado como variables de estado que cambian (instantneamente) en puntos contables del tiempo.

Los Puntos Contables de Tiempo son aquellos en los cuales ocurre un Evento.

Se entiende por Evento aquella ocurrencia que puede cambiar instantneamente el estado del sistema.

De la forma como se represente el tiempo en la simulacin se determinar el tipo de modelo simulado.

13

TiempoEventosTiempoEventosDebido al aspecto dinmico de la simulacin discreta, se debe mantener un registro del tiempo durante la ejecucin del modelo de simulacin: reloj de simulacin.

Dos mtodos clsicos para el manejo del reloj son:

Fixed Increment

Next-EventManejo del Tiempo o del Reloj

Sistemas que se Pueden Modelar Utilizando Simulacin Discreta

Sistemas de Manufactura

Variables de Estado: Inventario de Materias PrimasNumero de Maquinas en OperacinTrabajo en Proceso

Eventos: Llegada de Materia PrimaLlegada de Ordenes de ProduccinMantenimiento de Maquinas y Herramientas

Hall Bancario

Variables de Estado: Numero de Clientes en la ColaTiempo de Espera en La ColaNumero de Clientes Atendidos

Eventos: Llegada de Cliente a la ColaArribo del Cliente a la CajaSalida de Clientes del Sistema

15

Sistemas que No! se Pueden Modelar Utilizando Simulacin Discreta

Embalses: Son sistemas que dependen de otros factores los cuales determinan su dinmica, como por ejemplo las lluvias, los ros o el consumo de agua de una ciudad. (Se asocia a estos casos a una variable continua) son difciles de controlar.

Problemas Organizacionales.

Procesos de Manufactura Qumicos.

La Energa Elica

16

Por que Usar Simulacin ?

Por que Permite Analizar el Sistema

Cuantitativamente: Visualizando el Sistema, Su modo de operacin obteniendo resultados de la operacin normal del mismo.

Cuantitativamente: Apoyndose en la Estadstica como una herramienta para determinar la variabilidad del sistema y del proceso.

Adems la Simulacin nos permite tener una visin global del sistema mediante un modelo virtual de la realidad.

Suponer y modelar una Gran cantidad de situaciones que en la realidad saldran muy costosas.17

Para que Usar Simulacin ?

Tener Un Mejor Conocimiento y mas Amplio del Sistema.

Identificar Problemas Especficos al Interior de Una Operacin o Proceso.

Disear Nuevos Sistemas Basados en los Modelos Actuales.

Realizar la Evaluacin de Nuevos Sistemas Antes de su Implementacin.

Realizar n Experimentos a un costo Mnimo.

Apoyar a la Gerencia en la Toma de Decisiones.

18

Cuando Usar Simulacin Discreta?

Podemos utilizar la simulacin cuando comprendemos que los sistemas tienen comportamientos diferentes ya que el tiempo es un factor determinante en la dinmica de los mismos.

Cuando existe la combinacin de la variabilidad estadstica, la incertidumbre y las interdependencias dentro de los elementos del sistema es necesario realizar un estudio de simulacin discreta.

La Simulacin Discreta es adecuada cuando la variabilidad determina el funcionamiento de las operaciones del sistema.

19

Cuando Usar Simulacin Discreta?

La simulacin Discreta es altamente til cuando la congestin en los sistemas es critica y los cuellos de botella determinan la operacin de los mismos.

Manufactura: Es til para controlar la produccin, la capacidad de los equipos y a su vez para la asignacin de recursos humanos y materiales.

En Servicios: Nos permite determinar las estrategias para el control de puntos de pago, bancos, atencin de oficinas entre otros aspectos.

En Logstica: Nos es til para la administracin, control y seguimiento de los procesos de cargue y entrega de mercaras y a su ves para tener entender mejor el sistema de inventarios de la compaa.

20

Beneficios

21

Cmo Incluir la Variabilidad

En un modelo de simulacin que tiene componentes aleatorios, se debe incluir explcitamente la variabilidad de los datos que lo alimentan.

Teora de Probabilidad: Desarrollo de la teora de juegos de azar en el siglo XVIII.

Las variables aleatorias se caracterizan a travs de una funcin de probabilidad (densidad).

Si se conoce la funcin de probabilidad de una variable aleatoria, se puede calcular la probabilidad de ocurrencia de cualquier evento del experimento aleatorio asociado.

Cmo Analizar la Variabilidad?

Distribuciones de Probabilidad

Distribuciones de Probabilidad DiscretasBernoulliVariable aleatoria con dos salidas posibles.

Uniforme DiscretaSalidas igualmente probables

PoissonNmero de eventos que ocurren en un intervalo de tiempo (tamao de lotes aleatorios, demandas).

Distribuciones de Probabilidad ContinuasUniforme- TriangularVaria en un rango y no se sabe mucho ms acerca de la variable.

ExponencialTiempos de llegada de clientes o procesos.

Gamma-WeibullTiempo para completar un trabajo (servicio o reparaciones)Tiempo de fallas

NormalVariaciones alrededor de una media (medida de piezas)

Law & Kelton (Cap. 6)

Los programas de simulacin utilizan las funciones de probabilidad y las funciones de densidad de probabilidad para modelar los componentes aleatorios durante la ejecucin del modelo.

Si se conocen las funciones de probabilidad de las diferentes variables aleatorias involucradas en el sistema, se puede incluir la variabilidad en el modelo de simulacin.

Determinar la distribucin de probabilidad.Distribuciones de Probabilidad

Para determinar la distribucin es deseable tomar datos del experimento aleatorio siempre que sea posible.

Estadstica: Orgenes en estudios demogrficos para descripcin de poblaciones y asentamientos humanos.

ProModel Dispone del Stat: Fit Como una Herramienta til para el Anlisis de los Datos.

Un momento! Estoy muy ocupado para analizar datos!Cual es la Distribucin?

Por Que los Errores son Costosos?El modelo no se comporta como el sistema real.

Las conclusiones a las cuales se llega, pueden estar completamente erradas.

Errores en la toma de decisiones pueden ocasionar prdidas importantes!

Error: Reemplazar Por la Media

Error: Utilizar la Distribucin Incorrecta

ProModel, cuenta con 100 semillas diferentes, que permiten generar 100 secuencias aleatorias, completamente independientes.

La corriente o secuencia de nmeros aleatorios, puede ser reiniciada al final de cada replicacin, para efectos de experimentacin.

Las semillas son tiles, para controlar la variabilidad del modelo. Por ejemplo si desea repetir el mismo patrn de fallas en dos estaciones (locations), o dos configuraciones del mismo sistema utilice la misma semilla.Nmeros Aleatorios en ProModel

La Simulacin No Permite

35

Simulacin y Logstica

Ing. Luis ngel Lara G.36

Simulacin y LogsticaIng. Luis ngel Lara G.

37

La Fsica de Planta y ProModel

Throughput (Trput): Rata de generacin de partes vendibles por el sistema. (TH)

WIP: (Work In Process) Es el inventario total entre el comienzo y el fnal de la lnea. Incluye a las partes que no han podido ser procesadas por falta de un recurso.

Gasto operacional: todo gasto aplicable al sistema transformador. (GO)

La Fsica de Planta y ProModel

Tiempo de ciclo: Es el tiempo que toma una orden entre su liberacin a la planta y su salida como producto final. (TC)

Lead-time: Es el tiempo percibido por el cliente, desde que coloca la orden hasta que recibe el producto. (LT)

Indicadores de Desempeo

40

Indicadores de Desempeo

41

Indicadores de Desempeo

42

Simulacin En SistemasDe Manufactura

Visin global del ambiente de manufactura que permite evaluar el efecto en el tiempo de los cambios locales que se realizan en el sistema.

Aumentar el Throughput (Trput) (partes producidas por unidad de tiempo).

Reducir el inventario en proceso (WIP).

Optimizar la utilizacin de maquinaria y trabajadores (Recursos).

Aumentar el nmero de ordenes despachadas a tiempo a los clientes.Beneficios de la simulacin en sistemas de manufactura

Reducir la inversin de capital o los costos de operacin.

Brinda un seguro de que un diseo del sistema operar como se espera.

Informacin recolectada para construir el modelo de simulacin mejora la comprensin del sistema.

Un modelo de simulacin generalmente hace reflexionar a los involucrados en el sistema de produccin acerca de limitaciones que daban por supuestas (el ambiente de manufactura como elemento de control).Beneficios de la simulacin en sistemas de manufactura

Necesidades de equipo y personal

Nmero y tipo de mquinas para un objetivo particularNmero, tipo y ubicacin de gras, bandas transportadoras, transportadores y otro equipo de soporte.Localizacin y tamao de inventarios de seguridad.Evaluacin del cambio en el volumen o la mezcla de productos.Evaluacin del efecto de una nueva pieza de equipo en una lnea existente.Evaluacin de la inversin de capitalRequerimientos de mano de obraAspectos de manufactura sobre los cuales la simulacin ha sido exitosa ...

Evaluacin de desempeoAnlisis de throughput (Trput)Anlisis de tiempo de procesoAnlisis de cuellos de botellaEvaluacin de procedimientos operativosSecuenciacin de produccinPolticas de componentes y materias primasEstrategias de controlAnlisis de confiabilidadPolticas de control de calidadAspectos de manufactura sobre los cuales la simulacin ha sido exitosa ...

Recordemos

48

No Simular Cuando

49

Comentarios Finales Sobre Simulacin

50

Conceptos Bsicos de ProModel

Un Software de simulacin de gran flexibilidad, especializado en evaluar sistemas de manufactura pero que permite modelar y evaluar fcilmente una amplia variedad de procesos en cualquier nivel de la organizacin desde aquellos de control interno hasta la entrega final conociendo tanto desempeos particulares como globales si as se desea.

Su Ambiente grafico no exige conocimiento especficos en lenguajes de Programacin.ProModel es...

Industrial de Materiales es una empresa dedicada a la fabricacin de partes para la industria automotriz.

En la actualidad se ha presentado una congestin en los procesos por lo tanto se hace necesario una revisin del mismo con el fin de calcular las mejores alternativas.

A continuacin se describe el proceso de una manera simplificada. Conociendo con un Modelo

53

Descripcin del Proceso

Arribo de MaterialProceso de MaterialSubproducto 1Subproducto 2Subproducto 354

Industrial de Materiales ha analizado su volumen de pedidos y ha determinado que las materias primas llegan al sistema en lotes estibados de a uno cada minuto con una ocurrencia de 600 estibas en 9 horas laborales da.

Por lo tanto se tiene una tasa de arribos de 66.6 pedidos/hora

Descripcin Bsica

Adicionalmente se ha determinado el tiempo de procesamiento de la materia prima en 2 minutos.

La jornada de trabajo es continua de 7:00 de la maana a 4: 00 de la tarde.

Descripcin Bsica

Teniendo en Cuenta el Tiempo de Proceso de 2 min. Y la existencia de una sola maquina podemos determinar que se atienden solamente 33 pedidos /hora.

Por lo tanto se determina la Existencia de un Cuello de Botella en el proceso de transformacin, ya que este genera una cola en el sistema de 33 pedidos/hora.

Por lo tanto no se puede cumplir con el objetivo de procesar los 600 pedidos diarios.

Descripcin Bsica

El Problema

Por que la Congestin?

Modelando elSistema con ProModel

Se Refiere a los cambiosa lo largo del da

Datos de EntradaTasa de Arribos

Se Realizan Mediciones y anlisis de tiempos en cada una de las actividadesTiempos de Proceso

Tiempos de ProcesoLos anlisis permiten encontrar funciones probabilsticas para representar el tiempo de cada actividad.

Las diferentes funciones de distribucin permiten representar la aleatoriedad que en tiempo de la actividad ocurre naturalmente.

Numero de Pedidos HoraWip (Inventarios en Proceso)Numero de Entidades en la colaTiempo de ProcesoCantidad de Material ProcesadoCantidad de Subproductos Procesados% de Utilizacin del SistemaEtcMedidas de Desempeo

Lugares Fsicos donde se realiza un proceso (Puestos de Trabajo)Locaciones

Elementos a los cuales se les ejecuta un proceso Material Subproducto

Entidades

Tasa de Llegadas de Material al Sistema MaterialSubproducto

Arribos

Se Pueden definir Turnos de Trabajo y Jornadas de Descanso Franja Azul : Horario de TrabajoFranja Roja: Horario de Descanso

Turnos

Describe el Flujo de Proceso de las Entidades en el SistemaProceso

Los Pedidos Se Acumulan A lo Largo del Da y No se Logra Cumplir

Resultados

Por su facilidad de programacin y visualizacin de resultados, ProModel, ofrece ventajas incomparables a nivel de enseanza y aprendizaje de los conceptos de Simulacin Discreta.Gran Facilidad de ModelajeCompleto Reporte de ResultadosGran Capacidad de Animacin Facilidad para Importar ImgenesIntegracin con Stat:Fit y Sim Runer Simulacin de Tanques de Manera ContinuaDiversidad de Libreras GraficasPosibilidad de Mezclar ModelosExportacin de Datos a ExcelCapacidad de ActiveXPosibilidad ilimitada de Correr ModelosVentajas del Software

Simulacin Discreta de ProcesosGRACIAS1