OPTIMIZACIÓN DE PROCESOS CONSTRUCTIVOS …
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OPTIMIZACIÓN DE PROCESOS CONSTRUCTIVOS FUNDAMENTADA EN RECOLECCIÓN DE DATOS Y SIMULACIÓN DIGITAL LUIS GABRIEL JARAMILLO SALAZAR. Tesis para optar al título de Magíster en Ingeniería Civil Asesor: DIEGO ECHEVERRI CAMPOS UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL ÁREA INGENIERÍA Y GERENCIA DE LA CONSTRUCCIÓN SANTAFÉ DE BOGOTÁ D.C. 2003
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OPTIMIZACIÓN DE PROCESOS CONSTRUCTIVOS FUNDAMENTADA EN RECOLECCIÓN DE DATOS Y SIMULACIÓN DIGITAL
LUIS GABRIEL JARAMILLO SALAZAR.
Tesis para optar al título de Magíster en Ingeniería Civil
Asesor: DIEGO ECHEVERRI CAMPOS
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL ÁREA INGENIERÍA Y GERENCIA DE LA CONSTRUCCIÓN
SANTAFÉ DE BOGOTÁ D.C. 2003
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AGRADECIMIENTOS
A mi familia, que en la distancia ha sido compañera incansable durante este
tiempo de estudio.
A mi familia, aquella que en su cercanía apoyó las trasnochadas estudiando.
Al Dr. Diego Echeverri quien demostró su apoyo durante la asesoría de este
trabajo de grado.
A todas las personas, compañeros y amigos que estuvieron cerca para
durante el tiempo que invertimos realizando estos estudios.
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TABLA DE CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN .................................................................................. 10
1.1 ASPECTOS GENERALES ................................................................... 10 1.2 OBJETIVO GENERAL ......................................................................... 12 1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS................................................................. 13 1.4 MOTIVACIÓN....................................................................................... 14 1.5 METODOLOGÍA................................................................................... 15 1.6 ALCANCE ............................................................................................ 17
2. GENERALIDADES............................................................................... 18
2.1 INTRODUCCIÓN.................................................................................. 18 2.2 LOS PROYECTOS ............................................................................... 19 2.2.1 CARACTERÍSTICAS DE LOS PROYECTOS..................................... 20 2.2.1.1 Propósito ......................................................................................... 20 2.2.1.2 Complejidad..................................................................................... 21 2.2.1.3 Únicos ............................................................................................. 21 2.2.1.4 Incertidumbre y Riesgo.................................................................... 22 2.2.1.5 Temporales...................................................................................... 23 2.2.2 CICLO DE VIDA DE UN PROYECTO................................................. 23 2.2.2.1 Estudio de Factibilidad .................................................................... 24 2.2.2.2 Diseño ............................................................................................. 26 2.2.2.3 Construcción.................................................................................... 27 2.2.2.4 Operación y mantenimiento............................................................. 28 2.3 PROCESOS.......................................................................................... 28
3. TRABAJOS REALIZADOS A LA FECHA EN OPTIMIZACIÓN DE PROCESOS CONSTRUCTIVOS.................................................................. 30
3.1 INTRODUCCIÓN.................................................................................. 30 3.2 MEJORAMIENTO CONTINUO DE PROCESOS CONSTRUCTIVOS .. 31 3.3 PLANEACIÓN DE PROYECTOS BAJO INCERTIDUMBRE UTILIZANDO SIMULACIONES DE MONTE CARLO ................................... 32
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3.4 PROGRAMA FORMAL DE MEJORAMIENTO DE LA PRODUCTIVIDAD EN CONSTRUCCIÓN................................................................................... 32 3.5 ESTUDIOS DE PRODUCTIVIDAD BASADOS EN TECNOLOGÍAS DE DIAGNÓSTICO Y SIMULACIÓN DIGITAL ................................................... 33 3.6 MODELO COMPUTACIONAL DE SIMULACIÓN DE PROCESOSCONSTRUCTIVOS (MOCSPROC) .......................................... 34 3.7 SIMULACIÓN DIGITAL DE PROCESOS CONSTRUCTIVOS.............. 35 3.8 SIMULACIÓN DIGITAL DE PROCESOS CONSTRUCTIVOS “SISPLAN”................................................................................................... 35 3.9 COMENTARIO FINAL DEL CAPÍTULO ............................................... 36
4. FUNDAMENTOS TEÓRICOS .............................................................. 37
4.1 INTRODUCCIÓN.................................................................................. 37 4.2 RECOLECCIÓN DE DATOS ................................................................ 38 4.3 ALMACENAMIENTO DE DATOS ........................................................ 39 4.3.1 ASPECTOS GENERALES ................................................................. 40 4.3.2 TIPOS DE BASES DE DATOS ........................................................... 41 4.3.3 DISEÑO DE UNA BASE DE DATOS .................................................. 42 4.3.4 ACCESS DE MICROSOFT ................................................................ 43 4.4 PROCESAMIENTO DE DATOS ........................................................... 45 4.4.1 ESTRATEGIA PARA SELECCIONAR LA FORMA DE DISTRIBUCIÓN DE PROBABILIDAD MÁS ADECUADA......................................................... 46 4.4.2 ALGUNAS DISTRIBUCIONES DE PROBABILIDAD.......................... 47 4.4.3 CRYSTAL BALL ................................................................................. 48 4.5 SIMULACIÓN ....................................................................................... 49 4.5.1 DEFINICIÓN DE SIMULACIÓN.......................................................... 49 4.5.2 PASOS EN UN ESTUDIO DE SIMULACIÓN...................................... 50 4.5.2.1 Formulación del problema ............................................................... 50 4.5.2.2 Definición de objetivos y plan de proyecto global ............................ 50 4.5.2.3 Conceptualización del modelo......................................................... 51 4.5.2.4 Recolección de Datos...................................................................... 51 4.5.2.5 Interpretación del modelo ................................................................ 52 4.5.2.6 Verificación...................................................................................... 52 4.5.2.7 Validación........................................................................................ 52 4.5.2.8 Diseño experimental........................................................................ 53 4.5.2.9 Producción de corridas y análisis .................................................... 53 4.5.2.10 Más Corridas ................................................................................. 53 4.5.2.11 Documentación y reportes............................................................. 54 4.5.2.12 Implementación ............................................................................. 54 4.5.3 MODELOS DE SIMULACIÓN ............................................................ 54 4.5.3.1 Modelos de Simulación Discretos.................................................... 55
5
4.5.3.2 Modelos de Simulación Continuos .................................................. 56 4.5.3.3 Modelos de Simulación Combinados .............................................. 56 4.5.4 SIMULACIÓN EN COMPUTADORES................................................ 56 4.5.5 STROBOSCOPE (HERRAMIENTA DE SIMULACIÓN DIGITAL)....... 57 4.5.5.1 Qué es Stroboscope?...................................................................... 57 4.5.5.2 Redes .............................................................................................. 58 4.5.5.3 Recursos y Tipos de Recursos........................................................ 59 4.5.5.4 Elementos de las Redes.................................................................. 60 4.5.5.5 Colas ............................................................................................... 62 4.5.5.6 Atributos .......................................................................................... 62 4.6 OPTIMIZACIÓN.................................................................................... 63
5. RECOLECCIÓN DE DATOS................................................................ 65
5.1 INTRODUCCIÓN.................................................................................. 65 5.2 OBJETIVOS DE LA RECOLECCIÓN DE DATOS................................ 66 5.3 PROCEDIMIENTO PRELIMINAR DE RECOLECCIÓN DE DATOS..... 67 5.4 SELECCIÓN DEL PROCESO .............................................................. 68 5.5 DETERMINACIÓN DE ACTIVIDADES................................................. 69 5.6 DETERMINACIÓN DE ACTIVIDADES A MEDIR ................................. 72 5.7
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6.2.5 REVISAR EL DISEÑO Y REPASAR LOS PROCEDIMIENTOS CON LOS USUARIOS. .......................................................................................... 83 6.3 MANEJO DE LA BASE DE DATOS DE REGISTRO HISTÓRICO (MANUAL DEL USUARIO)........................................................................... 83 6.3.1 PANEL DE CONTROL PRINCIPAL.................................................... 84 6.3.1.1 Botón Agregar o Consultar Registros Históricos ............................. 85 6.3.1.2 Botón Ver Informes Predeterminados ............................................. 85 6.3.1.3 Botón Salir Base de Datos............................................................... 85 6.3.2 PANEL DE CONTROL AGREGAR O CONSULTAR .......................... 86 6.3.2.1 Botón Agregar o Consultar Actividades en el Sistema .................... 87 6.3.2.2 Botón Agregar o Consultar WBS en el Sistema .............................. 88 6.3.2.3 Botón Agregar o Consultar Registro Histórico de Equipo................ 88 6.3.2.4 Botón Agregar o Consultar Registro Histórico de Mano de Obra .... 91 6.3.2.4 Botón Regresar al Panel de Control Principal ................................. 93 6.3.2.5 Botón Cerrar Base de Datos............................................................ 93 6.3.3 PANEL DE CONTROL VER INFORMES PREDETERMINADOS....... 93 6.3.4 CONSULTAS ..................................................................................... 94
7. PROCESAMIENTO DE DATOS........................................................... 97
7.1 INTRODUCCIÓN.................................................................................. 97 7.2 OBTENCIÓN DE LOS DATOS ............................................................. 98 7.3 BÚSQUEDA DE LA DISTRIBUCIÓN DE PROBABILIDAD.................. 99
8. SIMULACIÓN DIGITAL ...................................................................... 107
8.1 INTRODUCCIÓN................................................................................ 107 8.2 ENUNCIADO ...................................................................................... 108 8.3 METODOLOGÍA UTILIZADA PARA RESOLVER EL PROBLEMA PLANTEADO.............................................................................................. 110 8.4 MODELO DE SIMULACIÓN............................................................... 113 8.5 DEFINICIÓN DEL NÚMERO DE VOLQUETAS REQUERIDAS ......... 114 8.6 DURACIÓN DEL PROYECTO............................................................ 117 8.7 COSTO DEL PROYECTO .................................................................. 119
9. CONCLUSIONES ............................................................................... 122
7
10. RECOMENDACIONES....................................................................... 124
11. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................. 126
12. ANEXOS..............................................................................................129
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ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1: Recolección de Datos de Actividades del Proceso de Reconformación de Andenes.........................................................................73 Tabla 2: Esquema de la Tabla Actividades de la Base de Datos..................78 Tabla 3: Esquema de la Tabla WBS de la Base de Datos............................79 Tabla 4: Esquema de la Registro Histórico Mano de Obra de la Base de Datos..............................................................................................................80 Tabla 5: Esquema de la Tabla Registro Histórico de Equipo de la Base de Datos..............................................................................................................81 Tabla 6: Duraciones de Actividad Ficticia......................................................98 Tabla 7: Chequeo de Distribuciones de Probabilidad en Crystal Ball para la Actividad Ficticia...........................................................................................104 Tabla 8: Duraciones para Diversos Números de Volquetas con 472 viajes............................................................................................................115 Tabla 9: Duraciones para Diversos Números de Volquetas con 540 viajes............................................................................................................116 Tabla 10: Duraciones y No. De Viajes para 100 Corridas del Modelo de Stroboscope.................................................................................................118 Tabla 11: Resultados de las Pruebas Probabilísticas Duraciones...............119 Tabla 12: Resultados de las Pruebas Probabilísticas No. Viajes.................120
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ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1: Relaciones Entre las Tablas de la Base de Datos.........................82
Figura 2: Panel de Control Principal Base de Datos.....................................84
Figura 3: Panel de Control Agregar o Consultar de la Base de Datos..........86
Figura 4: Formulario Agregar o Consultar Actividades en la Base de
Datos..............................................................................................................87
Figura 5: Formulario Agregar o Consultar WBS en la Base de Datos..........89
Figura 6: Formulario Registro Histórico de Equipo en la Base de Datos......90
Figura 7: Formulario Registro Histórico de Mano de Obra en la Base de
Datos..............................................................................................................91
Figura 8: Panel de Control Informes de la Base de Datos............................94
Figura 9: Búsqueda de Distribución de Probabilidad Usando Crystal Ball
Primera Pantalla...........................................................................................100
Figura 10: Búsqueda de Distribución de Probabilidad Usando Crystal Ball
Segunda Pantalla.........................................................................................101
Figura 11: Búsqueda de Distribución de Probabilidad Usando Crystal Ball
Tercera Pantalla...........................................................................................118
Figura 12: Búsqueda de Distribución de Probabilidad Usando Crystal Ball
Cuarta Pantalla.............................................................................................103
Figura 13: Modelación Gráfica Proceso Constructivo en
STROBOSCOPE..........................................................................................111
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1. INTRODUCCIÓN
1.1 ASPECTOS GENERALES
Con el paso de los años, los procesos de construcción en Colombia
parecieran no variar, es como tener copias fotográficas de un mismo negativo
en diferentes momentos de la historia, en esencia lo que aparece en la copia
es lo mismo en cualquier instante, sólo cambian algunas características del
papel. De igual manera los procesos de construcción conservan en
Colombia una gran estaticidad, misma que se ve revelada en los métodos
constructivos que utilizamos y que no varían desde principios del siglo
pasado o desde que iniciamos a aplicar un proceso novedoso para una
nueva actividad.
Al igual que en el resto del mundo, la construcción es una actividad artesanal
que no ha podio ser industrializadas por múltiples factores, que corresponden
básicamente a las características mismas de los proyectos que
desarrollamos. La unicidad de nuestros proyectos hace que no sean
repetibles exactamente, por lo cual no pueden corregirse u optimizarse los
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resultados de la actividad constructiva, como se hace en los procesos
industriales.
Nuestros proyectos siempre serán modelos a desarrollar escala 1:1 y en ellos
mejoramos nuestras experiencias. Esa información, que adquirimos con el
desarrollo de proyectos, se convierte en experiencia de obra que pertenece
al profesional que la vive o a la empresa que la documenta de manera
adecuada. Dicha experiencia no sale a la luz pública y es por ello que en el
gremio de la construcción terceros no evalúan nuestros resultados, ni aportan
a mejorar los mismos.
En general el conocimiento de los procesos constructivos se guarda como
experiencias de obra, mas no se documentan de manera adecuada, tal que
se permita una investigación fundamentada en registros históricos certeros.
La experiencia es para los constructores un secreto, que contribuye a la
optimización de sus procesos, pero no es posible comparar sus resultados
con los obtenidos en el medio.
A la fecha se han realizado varios trabajos de grado, los cuales trataremos
en el transcurso del presente documento, en los que se han evaluado
separadamente procesos y actividades constructivas con el fin de
documentar variables del tipo tiempo, actividades, cantidad de recursos, etc.
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Se considera que no existe un trabajo que permita crear unos lineamientos
básicos sobre los cuales puedan ser agrupadas todas las investigaciones o
documentaciones de procesos, tal que los datos puedan servir, a futuro, para
realizar simulación de procesos de manera genérica o para hacer inferencias
estadísticas que permitan la optimización.
Con el presente trabajo se pretende llenar el vacío dejado en la toma de
datos y la recolección de los registros históricos, planteando un modelo que
sirva como guía para permitir las comparaciones entre diversos actores de la
construcción y aportar a la industrialización de nuestro sector.
1.2 OBJETIVO GENERAL
Plantear un proceso estandarizado de toma de datos, recolección,
almacenamiento y procesamiento de registros históricos de actividades en el
sector de la construcción, con el fin de crear bases de datos que permitan la
utilización de la información en programas de simulación digital, cuyos
resultados aporten a la optimización de procesos constructivos modelables.
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1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Para alcanzar el objetivo general propuesto por el presente trabajo, se
requiere el logro de objetivos intermedios, dentro de los cuales se
encuentran:
• Evaluación de los trabajos realizados a la fecha, en lo concerniente a
procedimientos constructivos y optimización de los mismos.
• Planteamiento de un procedimiento estandarizado para la toma de
datos e información de procesos constructivos, en lo referente a tiempos
y rendimientos.
• Planteamiento de un sistema de almacenamiento de información que
permita tener datos útiles y comparables de actividades constructivas,
en lo referente a tiempos y rendimientos.
• Planteamiento de una metodología de análisis de bases de información
que permita modelar estadísticamente los procesos a los cuales se les
recolecten registros históricos.
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• Aplicación del modelo planteado a procesos específicos.
• Simulación digital de procesos constructivos mediante la utilización de
actividades específicas.
1.4 MOTIVACIÓN
Durante el desarrollo del curso HERRAMIENTAS COMPUTACIONALES EN
LA CONSTRUCCIÓN, dictado por el profesor Diego Echeverri Campos en la
Universidad de los Andes pudo verse la aplicación de múltiples herramientas
computacionales en las diversas etapas de los proyectos de construcción.
Los programas de simulación digital fueron herramientas con las cuales no
había tenido ningún contacto y resultó ser un tema interesante y aportante
para el desarrollo de destrezas o capacidades gerenciales. El manejo de la
simulación, en dicho curso, se direccionó hacia la creación de modelos para
diversos procesos, utilizando rendimientos y datos provenientes de la
experiencia del profesor Echeverri. Surge la duda, en dicho momento, sobre
la procedencia de la información que permitía plantear modelos sobre los
cuales realizar inferencias y análisis tendientes a la optimización.
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Luego de realizar una búsqueda bibliográfica, sin encontrar metodologías
que solucionaran la duda, surge el presente trabajo, que pretende convertirse
en una herramienta para saciar las dudas de aquellos que se preguntan lo
mismo que yo luego de haber tenido un contacto con las herramientas de
simulación.
1.5 METODOLOGÍA
A continuación se presenta la metodología que se desarrollará en el presente
trabajo con el fin de alcanzar los objetivos planteados:
• Búsqueda de antecedentes en optimización de procesos constructivos,
que se ha realizado y como se han logrado avances en el medio
nacional e internacional.
• Recopilación y análisis de investigaciones realizadas en el medio
colombiano, con relación a la optimización y simulación de procesos
constructivos.
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• Búsqueda de fundamentos teóricos sobre recolección de datos,
modelamiento, almacenamiento, procesamiento y simulación digital en
procesos constructivos.
• Selección de procesos constructivos, que permitan generar hipótesis en
los procedimientos de tomas de datos, almacenamiento y utilización en
de información en modelos de simulación digital.
• Evaluación de procesos constructivos, con los cuales se configurará el
modelo de toma y almacenamiento de datos.
• Propuesta de un modelo en los temas de toma de datos,
almacenamiento de los mismos y simulación digital.
• Validación de los modelos planteados mediante evaluación de procesos
constructivos.
• Conclusiones, estrategias y recomendaciones.
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1.6 ALCANCE
El presente trabajo utilizará algunos procesos constructivos con el fin de
plantear un modelo de medición, recolección, almacenamiento y
procesamiento de registros históricos. Según lo anterior la recolección de
algunos registros históricos y la simulación de procesos es más un medio
para alcanzar los objetivos que un fin por si mismo.
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2. GENERALIDADES
2.1 INTRODUCCIÓN
Desde que el hombre debió asumir roles en la sociedad se vio en la
necesidad de ejecutar actividades que le permitieran alcanzar sus metas.
Los conjuntos de dichas actividades, fueron lentamente convirtiéndose en
procesos, mismos que debían mejorar con el fin de satisfacer las
necesidades de una población o sociedad que crecía. Cada segundo que
transcurría era necesario ejecutar una mayor cantidad de actividades, con
muchos mayores rendimiento, aumentando la calidad y disminuyendo el
tiempo de ejecución.
La construcción no es una labor o un rol social del hombre que se aleje de lo
anteriormente expuesto. Cada vez requerimos realizar proyectos más
grandes y en un menor término de tiempo. Para alcanzar lo anterior,
requerimos optimizar los procesos que intervienen en nuestros proyectos de
construcción, mismos que sumandos nos llevan a cumplir el objetivo de toda
obra, satisfacer una necesidad.
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Nuestras actividades son especiales, poseen características que las
convierten en proyecto y que por si mismas no han podido ser
industrializadas.
Hemos logrado que a una planta entren partes de artículos, materia prima,
que se realicen actividades de manufactura y obtener finalmente miles de
vehículos, miles de metros de tela, pero aún no ha sido posible ingresar a
una planta concreto, materiales de acabado, etc. y obtener de ella cientos o
miles de edificicaciones, situación que es predecible, dado que nuestros
proyectos no se manufacturan, se construyen.
A continuación se enunciarán los motivos por los cuales nuestras actividades
y procesos son especiales, básicamente la respuesta es porque son
proyectos que tienen por ellos mismos unas características, mismas que se
presentan a continuación.
2.2 LOS PROYECTOS
Los proyectos de construcción, al igual que todo tipo de proyectos, poseen
una serie de características que hacen necesaria la optimizaciones de sus
procesos. Dicha optimización puede realizarse en cualquiera de sus fases,
pero siempre fundamentada en la Recolección de Información (Registro
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Histórico) y la utilización de la Simulación (incluye la simulación digital) como
uno de sus básicos componentes de análisis.
A continuación se presenta una breve descripción de los proyectos, sus
características y fases con el fin de enmarcar la pertinencia de la presente
tesis.
2.2.1 Características De Los Proyectos
Según [GARCÍA, 2003] las actividades son proyectos siempre y cuando
cumplan con las siguientes características:
2.2.1.1 Propósito
Todo proyecto debe tener un propósito definido y único en términos de costo,
tiempo y calidad.
Para lograr un propósito deben desarrollarse una serie de procesos que
contribuyen, uno a uno, en el alcance de las metas de cada proyecto. Para
llevar a buen fin los procesos deben coordinarse de manera adecuada la
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ejecución de actividades. Si nuestros proyectos tienen un propósito, son los
procesos de construcción los encargados de alcanzarlos.
2.2.1.2 Complejidad
Todo proyecto utiliza las destrezas y conocimientos de diferentes
profesionales, disciplinas y organizaciones. Todos lo anterior interviene en
los procesos de construcción como insumos de las actividades, mismas que
permiten alcanzar los propósitos de los proyectos.
2.2.1.3 Únicos
Los proyectos son únicos, situación que es por si misma un hecho. Los
proyectos no se repiten y nunca serán repetidos exactamente y es por ello
que no funcionan como la suma de actividades industriales que pueden ser
optimizadas por la repetición y evaluación constante.
Esta característica de los proyectos hace que para poder optimizar los
procesos sea necesaria la recopilación de registros históricos de las
actividades que los conforman, permitiendo de esa manera tener la
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información necesaria para simularlos y ensayar posibles alternativas de
ejecución, de tal forma que se realicen optimizaciones de recursos, incluidos
los económicos. De esta manera pueden pronosticarse aspectos tan
importantes como duraciones, rendimientos, recursos, etc.
2.2.1.4 Incertidumbre y Riesgo
Esta característica es generada en las actividades que conforman los
proyectos, dado que las mismas son únicas, es decir que el grado de
confianza es menor debido a la poca familiaridad y a la falta de conocimiento.
En los proyectos de construcción no tenemos familiaridad con el proyecto en
si, pero podemos aprovechar la familiaridad con los procesos constructivos
realizados en otros instantes o momentos, para disminuir la incertidumbre del
proyecto.
El grado de incertidumbre puede medirse en la dificultad de producir el
resultado final en términos de costo, tiempo y calidad. La recolección de
datos y la simulación digital pueden disminuir la incertidumbre, en los tres
aspectos en mención.
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2.2.1.5 Temporales
La temporalidad del proyecto se refiere tanto a la duración del mismo como a
la duración de las organizaciones que se conforman para llevarlo a buen fin.
Dado que las organizaciones generalmente se desarticulan acabado el
proyecto, la única forma de utilizar la experiencia obtenida en obra es
consultando la información que pueda haber quedado almacenada y
extrapolarla hacia próximos proyecto, disminuyendo de esta manera la
incertidumbre.
2.2.2 Ciclo de Vida de un Proyecto
Como se mencionó con anterioridad, las actividades de los proyectos pueden
presentarse o requerir realizarse en un momento dado de su ciclo de vida o
de sus etapas.
Según [ECHEVERRI, 2003] y [GARCÍA, 2003] el ciclo de un proyecto de
construcción involucra las siguientes fases:
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2.2.2.1 Estudio de Factibilidad
Conjunto de estudios que se realizan para evaluar la viabilidad de un
proyecto. Dicha fase incluye las siguientes actividades y subactividades:
• Identificación de las necesidades o del problema a resolver: en esta
actividad se realiza lo siguiente:
• Estudio de mercado (En proyectos de vivienda y comercio).
• Estudio de demanda actual y su proyección (En proyectos de
infraestructura)
• Diagnóstico
La identificación de las necesidades del cliente es algo difícil de predecir
u optimizar, dado que es sólo el cliente quién conoce sus verdaderas
necesidades.
• Propuesta de alternativas de solución: aquí se plantean las posibles
alternativas para resolver el problema o la necesidad que expresa el
cliente.
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Aún cuando se pueden plantear varias alternativas, es el cliente quién
finalmente decide que es lo que mejor se acomoda a su presupuesto y
sus necesidades. Por más óptimo que sea el proyecto, es el cliente
quien finalmente decide que hacer.
• Viabilidad de alternativas: aquí se evalúan las diferentes alternativas
observándolas con ópticas complementarias, incluyendo:
• Viabilidad Técnica
• Viabilidad Financiera y Económica
• Viabilidad Legal y Política
• Viabilidad Ambiental
Con base en los elementos anteriores se chequean cada una de las
alternativas planteadas y se evalúa si hay al menos una viable o cual es
la mejore de ellas.
Es difícil aplicar la optimización en esta fase de los proyectos, dado que
siempre existirá incertidumbre en las reales necesidades del cliente. No
importa que estudios se realicen, o como se hagan, el cliente es quien
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finalmente decide que hacer, en muchos casos sin observar que es lo
realmente óptimo.
2.2.2.2 Diseño
Seleccionada la alternativa viable, que puede dar solución a los problemas o
necesidades del cliente, se realiza el diseño definitivo, mediante:
• Refinamiento de la solución esquemática.
• Conformación del equipo interdisciplinario
• Solución definitiva en papel
Para ésta fase existen en el medio varias metodologías de optimización,
unas encaminadas a los costos de construcción, otras a los de operación y
otros a los de mantenimiento. Los procesos de Ingeniería de Valor ofrecen
dichas alternativas y es por ello que el presente trabajo no se enfoca a esta
fase.
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2.2.2.3 Construcción
Concluida la etapa de diseño se pasa a la de la construcción, en la cual se
ejecutan las siguientes actividades:
• Materialización de la solución en el papel: se llevan al papel los diseños
que serán materializados para satisfacer la necesidad por la cual surgió
el proyecto.
• Equipo interdisciplinario: se consigue el equipo que llevará cabo la
ejecución del proyecto.
• Sub - etapas claves: durante la etapa de construcción se incluyen los
proceso de:
• Adquisiciones y contratación: es la búsqueda de los proveedores de
insumos (mano de obra, materiales, equipos, etc.).
• Ejecución In – Situ: es como tal la construcción del proyecto, aquí
se aplican los procesos en los cuales se centra este trabajo.
• Puesta en marcha y operación: es donde se pone en operación el
proyecto, chequeando que todo funcione como fue diseñado. Aún
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cuando la etapa de construcción cuenta con varios elementos y
subetapas, las cuales pueden ser optimizadas, nos centraremos en el
presente trabajo de grado en la ejecución, dado que es una de las
partes menos optimizadas en los proyectos.
2.2.2.4 Operación y mantenimiento
Es en esta fase donde se determina el grado de éxito del proyecto, dado que
puede evaluarse el desempeño del mismo y cuantificar si realmente se
cumplieron los objetivos del mismo, dar solución o satisfacción a una
necesidad.
2.3 PROCESOS
Un proceso, no importando el origen del mismo, es el conjunto de fases o
actividades que desarrollados en un orden específico llevan a un resultado.
Para el caso de la construcción sucede lo mismo, los procesos son las fases
o actividades que deben llevarse a cabo para alcanzar las metas de los
proyectos, es decir estar en los parámetros de tiempo, costo y calidad
definidos por el cliente.
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Como se expuso en los numerales anteriores la unicidad de los proyectos
produce incertidumbre, misma que puede ser reducida con el control sobre
los procesos de construcción. Dicho control puede desembocar en la
optimización de los proyectos y de los procesos mismos. En el desarrollo del
presente trabajo nos centraremos en una propuestas de optimización
fundamentada en la recolección de información (registro histórico) y en la
simulación digital.
Se espera que con lo expuesto con anterioridad se encuentre la pertinencia
de trabajar en la optimización de proyectos desde la óptica de la construcción
de los mismos.
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3. TRABAJOS REALIZADOS A LA FECHA EN OPTIMIZACIÓN DE PROCESOS CONSTRUCTIVOS
3.1 INTRODUCCIÓN
Dado que en el capítulo anterior se revisaron las justificaciones por las cuales
la optimización de procesos es pertinente en la construcción, siempre y
cuando se entienda que los pasos para realizarla no son los mismos que se
siguen en procesos industriales, es pertinente realizar un recorrido por los
trabajos realizados a la fecha en esta área.
Cabe la pena anotar que aunque se intentó extrapolar información de áreas
como la Administración y la Ingeniería Industrial no fue posible encontrar
similitudes válidas para hacer dicha extrapolación.
A continuación se hace una breve descripción de los trabajos que se han
realizado a la fecha en el campo de la simulación digital y la optimización de
procesos constructivos en la Universidad de los Andes, dado que no fue
posible encontrar trabajos adicionales en bases de datos internacionales o en
buscadores de internet.
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3.2 MEJORAMIENTO CONTINUO DE PROCESOS CONSTRUCTIVOS
Este trabajo de grado, elaborado por la Ing. Liliana Alarcón Martínez en 1998
[ALARCÓN, 1998], planteó una metodología con el fin de permitir la
optimización de procesos constructivos repetitivos.
Para recolectar la información, que permitiera plantear la metodología
mencionada, se utilizó la técnica de TIME LAPSE, que consiste en el registro
en video de un proceso mediante la utilización de fotografía secuenciales.
Los procesos estudiados fueron mampostería, colocación de formaleta de
cimentación, fundición de placa de cimentación, armado de formaleta en
Outinord, fundición de apartamentos y colocación de losas prefabricadas.
Con la información anterior se realizaron análisis de operaciones mediante el
sistema de balance de cuadrillas, el inconveniente es que dicho trabajo no
plantea los cantidades ejecutadas en los tiempos registrados con las técnica
TIME LAPSE, no se evalúa el desempeño real de las cuadrillas dados que
sólo interesa la ubicación de la misma y por ende no es posible medir la
productividad real de los procesos estudiados.
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3.3 PLANEACIÓN DE PROYECTOS BAJO INCERTIDUMBRE
UTILIZANDO SIMULACIONES DE MONTE CARLO
Este trabajo de grado, elaborado por el Ing. Fabio Andrés Arciniegas en 1998
[ARCINIEGAS, 1998], planteó una metodología y una herramienta
computacional para la planeación de proyectos bajo incertidumbre.
Básicamente de plantean modelos en los cuales todas las variables de los
proyectos se manejan de manera probabilística, inclusive las cantidades de
obra, de esta manera se corren los casos con diversos escenarios en el
programa de simulación de riesgo CRYSTAL BALL. No se suministra
información respecto a la proveniencia de los datos de duraciones de las
actividades utilizadas en el modelo.
3.4 PROGRAMA FORMAL DE MEJORAMIENTO DE LA
PRODUCTIVIDAD EN CONSTRUCCIÓN
Este trabajo de grado, elaborado por la Ing. María Fernanda Bolaño Vega en
la Universidad de Los Andes en 1998 [BOLAÑO, 1998], propone la
implementación de un programa formal de mejoramiento de la productividad
en la industria de la construcción permitiendo la cuantificación e identificación
de los factores que la afectan.
33
La industria de la construcción ve afectada su productividad por múltiples
factores, desde el clima hasta el tipo que dedica un trabajador a realizar una
actividad, que dependen de las características mismas de los proyectos. Aún
cuando evaluar la productividad puede dar lineamientos para su
mejoramiento, lo ideal sería tener evaluaciones probabilísticas de los
mismos, de tal forma que se pueda extrapolar información desde proyectos
conocidos hacia nuevos proyectos.
3.5 ESTUDIOS DE PRODUCTIVIDAD BASADOS EN TECNOLOGÍAS
DE DIAGNÓSTICO Y SIMULACIÓN DIGITAL
Este trabajo de grado, elaborado por el Ing. Luis Fernando Ballesteros Urbina
en la Universidad de Los Andes en 1999 [BALLESTEROS, 1999], propone
una metodología para optimizar diferentes procesos constructivos
garantizando la calidad y la eficiencia en términos de tiempos y costos.
Los datos de duraciones y rendimientos utilizados en el mencionado trabajo
salieron de los videos de TIME LAPSE gravados en el desarrollo de los
trabajos de grado de los Ing. Liliana Alarcón y José Santiago Peña. La
información necesaria para simular los procesos registrados en los videos
que no pudo ser tomada de los mismos fueron asumidas de manera
34
determinista mediante el uso de la experiencia de profesionales consultados
por el autor.
Dado que los datos de duraciones fueron evaluados de registros en video, no
se tienen rendimientos de las cuadrillas que realizan los trabajos.
3.6 MODELO COMPUTACIONAL DE SIMULACIÓN DE
PROCESOSCONSTRUCTIVOS (MOCSPROC)
Este trabajo de grado, elaborado por el Ing. Juan Camilo Granados Riveros
en 2001 [GRANADOS, 2001], desarrolló un modelo computacional de
simulación de procesos constructivos basado en Visual Basic 6.0. Dicho
modelo requería de la utilización de EXCEL de Microsoft.
Allí se hace un desarrollo teórico que permite fundamentar el modelo de
simulación y se describen los manuales de programación y de usuario.
Luego de realizar una revisión de dicho trabajo de grado se encuentra, tal
como lo mencionan los objetivos, que sólo se desarrolló el programa pero no
se chequeo con ejemplos para mostrar a los usuarios la aplicabilidad o la
manera en la cual debían de tomarse los datos para alimentar el modelo.
35
3.7 SIMULACIÓN DIGITAL DE PROCESOS CONSTRUCTIVOS
Este trabajo de grado fue realizado en 2001 por Liliana Navarro [NAVARRO,
2001] en la Universidad de los Andes y tenía como objetivo mejorar el
programa SISPLAN que se ejecutaba como una tarea de EXCEL de
Microsoft. Con el fin de evaluar la pertinencia de las mejoras se chequearon
algunos modelos de procesos constructivos, para los cuales se tomaron
duraciones de actividades de otros trabajos de grado desarrollados en la
universidad.
3.8 SIMULACIÓN DIGITAL DE PROCESOS CONSTRUCTIVOS
“SISPLAN”
Este fue un trabajo de grado realizado en 2002 por los Ingenieros Jorge
Eduardo Córdoba Sarriá y María Yenny Delgado Hurtado en la Universidad
de los Andes [CÓRDOBA, 2002] y tenía como objetivo el mejoramiento del
programa SISPLAN. Durante el desarrollo de dicho trabajo se plantearon
varios ejemplos con modelos de procesos constructivos y se compararon los
resultados corriéndolos en tres programas de simulación SISPLAN,
MICROCYCLON y STROBOSCOPE.
36
Las duraciones de las actividades utilizadas en la simulación son
determinísticas y probabilísticas, pero no existe un soporte sobre la
procedencia de las mismas.
3.9 COMENTARIO FINAL DEL CAPÍTULO
En el desarrollo de este capítulo se mostraron algunos trabajos que se han
desarrollado sobre los temas de optimización de procesos y de simulación
digital de procesos constructivos. Los mismos han servido para verificar las
falencias que existen respecto a la adquisición de datos que sean utilizables
para extrapolar las experiencias de obra hacia nuevos proyectos o para
comparar el desempeño del desarrollo de una obra.
No fue posible conseguir información adicional sobre los temas en mención
en otras fuentes, pero es claro que ella debe existir.
37
4. FUNDAMENTOS TEÓRICOS
4.1 INTRODUCCIÓN
Luego de realizado el corto recorrido del capítulo anterior por los trabajos
desarrollados sobre los temas de optimización de procesos constructivos y
simulación digital, se hace necesario, para la comprensión de este trabajo,
exponer un breve marco teórico sobre los conceptos y fundamentos básicos
de los temas en mención.
En caso que el lector considere necesario ampliar los temas que se
mencionarán, en la bibliografía se encuentran las referencias completas
sobre cada uno de los documentos utilizados para la realización de este
capítulo. De igual manera, en el desarrollo de cada tema se presentan las
fuentes que fundamentaron lo que aquí se expone.
38
4.2 RECOLECCIÓN DE DATOS
Es claro que la recolección de información se convierte en todo proceso de
modelación, simulación y predicción, en la herramienta fundamental para
obtener resultados confiables.
Según [VINCENT, 1998] el aspecto más difícil de la modelación con
simulación de entrada es obtener datos con la suficiente calidad, cantidad y
variabilidad para desarrollar un análisis razonable. En algunos contextos la
recolección de datos puede ser imposible o no factible.
Antes de ponernos en la tarea de recolectar datos, debemos realizar un
planeamiento de lo que queremos, de nada sirve recolectar información sin
saber para que la utilizaremos o si la misma es o no pertinente. Una vez se
tenga conocimiento de los datos a recolectar debemos tener en cuenta las
recomendaciones que da [VINCENT, 1998] para conseguir datos que
cumplan con las condiciones para una modelación, al fin de cuentas
queremos modelar con la información recolectada:
• Siempre que sea posible deben recolectarse entre 100 y 200
observaciones. El decrecimiento en calidad de análisis producido por
39
pequeñas muestras es notable, mientras el incremento del tamaño de la
muestra no produce ganancias.
• Para observaciones de valores reales, se debe intentar registrar los
valores usando al menos dos a tres cifras significativas.
• Cuando se encuentre interesado en tiempos entre eventos, registre los
tiempos de los eventos y luego calcule el tiempo entre los mismos de
manera manual.
• Si tiene la sospecha de que el desarrollo del mundo real depende de la
hora del día o del día o semana, recolecte un número de ejemplos para
diferentes períodos de tiempo.
4.3 ALMACENAMIENTO DE DATOS
No basta con recolectar información de manera adecuada, se hace necesario
poder almacenarla de tal forma que pueda ser utilizada en un futuro. Para
los procesos de almacenamiento, las bases de datos son una herramienta
interesante, a continuación se describirán algunos aspectos al respecto.
40
4.3.1 Aspectos Generales
La información puede ser almacenada de múltiples formas. Podemos utilizar
informes, libros, tablas, etc. Lo importante hoy en día no está en el lugar en
el cual se almacene la información, sino en el cómo se almacene, para hacer
que las mismas sea de fácil acceso.
Desde mediados del siglo pasado se ha venido trabajando el
almacenamiento de información en bases de datos, dado que ellas permiten,
según [ECHEVERRI 1, 2002]:
• Centralizar: es decir que se puede almacenar toda la información que
sea necesaria en un mismo ente o espacio.
• Proteger: tanto físicamente como digitalmente la información puede ser
protegida al interior de las bases de datos.
• Consolidar: la información puede ser almacenada eficientemente y en
forma consistente.
41
• Consultar Eficientemente: la información almacenada puede ser
consultada de la manera más simple en términos temporales y en los
formatos y búsquedas que el interesado considere conveniente.
4.3.2 Tipos de Bases de Datos
Según [ECHEVERRI 1, 2002] las bases de datos pueden ser:
• Archivos planos: en general son tablas tipo EXCEL que almacenan
registros y campos que son inconexos. Cada tabla posee una
información que no tiene que ver con otras tablas u otras bases de
datos. Muy utilizada en la década de los 50´s.
• Jerárquicas y en red: este tipo de base de datos trabaja con registros y
con apuntadores que direccionan los registros para poder ser indexados
de varias formas. Utilizada en la década de los 60´s.
• Relacionales: hoy en día son las bases de datos más utilizadas. Se
fundamentan en el cálculo relacional, que permite consistencia y
eficiencia en el almacenamiento de datos, al apoyarse en el modelo
Entidad – Relación (como una entidad se relacionan con otras).
42
• Orientadas por objetos: este tipo de base de datos permite encapsular
(generar objetos con atributos y comportamientos), herencia (los objetos
creados pueden heredad atributos de objetos existentes), polimorfismos
(los objetos pueden cambiar con el tiempo y tomar atributos de otros
objetos) y finalmente la persistencia (los objetos permanece, aún
cuando se apague el equipo en que se trabaja).
En la actualidad una de las bases de datos más usada es ACCESS de
Microsoft, que es una base de datos relacional.
4.3.3 Diseño de una Base de Datos
Según [ANDERSEN, 2002] las siguientes son las consideraciones que deben
tenerse en cuenta cuando se va a diseñar una base de datos:
• Determinar qué es lo que los usuarios esperan de la base de datos y
cuáles son los datos necesarios para proporcionar los cimientos
destinados a alcanzar los resultados.
• Planear la distribución de los datos entre las tablas relacionadas en la
base de datos.
43
• Identificar los campos para cada tabla.
• Asignar un campo único para cada tabla con el fin de asegurarse que no
existan dos registros iguales.
• Determinar la forma en que las tablas se encuentran relacionadas entre
si.
• Revisar el diseño y repasar los procedimientos con los usuarios.
• Crear tablas e introducir datos.
4.3.4 Access de Microsoft
Access es una herramienta para la administración de información, cuyas
principales características, según [Andersen, 2002], son:
• Access se fundamenta en objetos, mismos que se crean y combinan
para producir un sistema completo de administración de información.
44
• Los principales objetos de access son: tablas, consultas, formularios,
informes, páginas, macros y módulos.
• Las tablas son los contenedores para los datos. Constan de campos
que pueden contener datos de diversos tipos.
• Las consultas son preguntas que se pueden hacer a la base de datos.
Pueden extraerse datos específicos desde múltiples tablas o incluso
pueden realizarse acciones como insertar, actualizar o eliminar
registros.
• Los formularios despliegan datos de una o más tablas en un diseño
informativo. Los formularios se utilizan para introducir y desplegar
datos.
• Los informes se utilizan para distribuir información impresa de una o
más tablas.
• Las páginas se utilizan para introducir y editar datos a través de internet
o de una Intranet fuera de access.
45
• Las macros son listas de acciones que funcionan en conjunto para
realizar una tarea en particular como respuesta a un evento.
• Los módulos son grupos de declaraciones y procedimientos del
programa Visual Basic que se encuentran almacenados en conjunto
como una unidad.
4.4 PROCESAMIENTO DE DATOS
Los datos que se recolecten no deben ser sólo almacenados, para que sean
utilizables se requiere que sean adecuadamente procesados.
Como se viene mencionando desde el principio de este trabajo, la intención
de la recolección de datos de procesos constructivos es poder obtener
duraciones de actividades de manera probabilística. Debemos buscar para
una serie de datos el tipo de distribución de probabilidad que mejor la
describe.
46
4.4.1 Estrategia para Seleccionar la Forma de Distribución de
Probabilidad más Adecuada
Según [VINCENT, 1998] el primer paso en el análisis de datos es el de
examinar en detalle los datos disponibles. Es siempre una buena idea
tomarse un tiempo para crear un buen histograma de los datos para
familiarizarse con la forma de los mismos.
A continuación se presentan los pasos sugerido por [VINCENT, 1998] para lo
anterior:
• Use el conocimiento de la fuente de aleatoriedad para determinar unos
límites definidos en los valores.
• Ajústese a las distribuciones estándar (y miembros de las familias
flexibles) utilizando rangos de valores que no sean completamente
inconsistente.
• Use unos criterios razonables para ajustarse a los rangos de
distribuciones para los datos observados.
47
• Si uno de los modelos asumidos es inconsistente, descártelo.
• Use unos criterios razonables para determinar si la distribución
seleccionada es una representación razonable de los datos.
• Si las mejor distribución provee una representación razonable de los
datos, úsela. De otra forma use distribuciones empíricas que
representen los datos de manera directa.
4.4.2 Algunas Distribuciones de Probabilidad
Para la selección de distribuciones de probabilidad pueden tenerse en cuenta
las siguientes según [CÓRDOBA 2002]:
• Distribución Uniforme: en esta distribución todos los valores
comprendidos entre a (valor mínimo) y b (valor máximo) tienen la misma
probabilidad de ocurrencia. Generalmente esta distribución se usa
cuando sólo se sabe que la duración se encuentra entre un valor
mínimo y uno máximo, es decir que no se tiene conocimiento del
comportamiento de la variable.
48
• Distribución Triangular: esta distribución tiene tres parámetros, a (límite
inferior de la variable), b (moda: valor más frecuente) y c (límite
superior de la variable. Esta función es muy útil en los casos donde se
espera que los valores obtenidos estén alrededor de la moda.
• Distribución Normal: el comportamiento de esta distribución viene dado
por el teorema del límite central y tiene como parámetros la esperanza µ
y la varianza σ2.
• Distribución Lognormal: esta distribución se utiliza en procesos de tipo
multiplicativo. Si el logaritmo natural de una variable aleatoria X se
distribuye normalmente, entonces esta variable se distribuye de forma
lognormal.
Adicional a estas distribuciones pueden usarse también el resto de
distribuciones estándar como la chi-cuadrado, Erlang, Exponencial, etc.
4.4.3 Crystal Ball
Aunque este programa es utilizado para simulación de riesgo, tiene la opción
de hacer chequeos estadísticos para series de datos. El programa
49
selecciona para una serie de datos la distribución de probabilidad que mejor
se acomoda a los mismos [CRISTAL, 2000].
4.5 SIMULACIÓN
Una vez realizado el análisis de datos, es posible simular los procesos de
construcción en los cuales nos encontremos interesados. A continuación se
presenta la fundamentación teórica de la simulación.
4.5.1 Definición de Simulación
Según [BANKS, 1998] la simulación es la imitación de los procesos
operacionales del mundo real o de un sistema a través del tiempo. La
simulación involucra la generación de una historia artificial del sistema y la
observación de esa historia artificial para dibujar o plantear inferencias
concernientes a las características de operación del mundo real que
representa. La simulación es una metodología indispensable en la solución
de problemas. La simulación es usada para describir y analizar el desarrollo
de un sistema y responder preguntas del tipo que sucede si sobre un sistema
real, y ayuda al diseño de sistemas reales. Tanto los sistemas existentes
como los conceptuales pueden ser modelados por la simulación.
50
4.5.2 Pasos en un Estudio de Simulación
Según [BANKS, 1998] los pasos que debe seguir todo constructor de
modelos son:
4.5.2.1 Formulación del problema
Cada estudio de simulación debe iniciar con el estado del problema a
analizar, dicho estado es suministrado por el cliente (quien requiere la
simulación), dicho análisis debe ser tomado con extremo cuidado de tal
forma que el problema sea claramente entendido y definido.
4.5.2.2 Definición de objetivos y plan de proyecto global
Los objetivos indican las preguntas que deben ser respondidas por el estudio
de simulación. El plan del proyecto de estudio debe incluir un informe de los
varios escenarios que serán investigados. El plan para el estudio debe
indicar en términos de tiempo que será requerido, personal que será usado,
hardware y software requeridos si el cliente quiere correr el modelo y
51
conducta de análisis, etapas de investigación, salida de cada estado, costo
del estudio y procedimientos de facturación.
4.5.2.3 Conceptualización del modelo
El sistema del mundo real bajo investigación es abstraido por un modelo
conceptual, una serie de relaciones matemáticas y lógicas concernientes a
los componentes y la estructura del sistema. Es recomendado que la
modelación sea simple y que el modelo crezca hasta un modelo
apropiadamente complejo.
4.5.2.4 Recolección de Datos
Luego que el propósito es aceptado, un programa de requerimientos de
datos debe ser suministrado al cliente. En las mejores circunstancias, el
cliente ha estado recolectando los tipos de datos necesarios en el formato
requerido y puede suministrar esos datos al analista de la simulación en
formato digital.
52
4.5.2.5 Interpretación del modelo
El modelo conceptual construido en el paso tres es codificado dentro de una
forma reconocida para el computador, en un modelo operacional.
4.5.2.6 Verificación
La verificación concierne al modelo operacional. Está este adecuadamente
ejecutado?.
4.5.2.7 Validación
La validación es la determinación que el modelo conceptual es una
representación exacta del sistema real. Puede el modelo ser substituido por
el sistema real para los propósitos de experimentación?.
53
4.5.2.8 Diseño experimental
Para cada escenario que será simulado, decisiones necesarias serán
realizadas respecto a la longitud de la simulación, número de corridas y la
manera de inicialización que es requerida.
4.5.2.9 Producción de corridas y análisis
La producción de corridas y su subsecuente análisis son usados para estimar
la medida de los escenarios que son simulados.
4.5.2.10 Más Corridas
Basados en el análisis de las corridas que han sido completadas, el analista
de la simulación determina si corridas adicionales son requeridas y si es
necesarios simular escenarios adicionales.
54
4.5.2.11 Documentación y reportes
La documentación es necesaria por numerosas razones . Si la simulación
del modelo será usada nuevamente por el mismo o diferente analista, puede
ser necesario entender como opera el modelo de simulación.
4.5.2.12 Implementación
El analista de simulación actúa más como un reportero que como un
abogado. El reporte preparado sirve para que el cliente tome decisiones.
4.5.3 Modelos de Simulación
Según [PRITSKER, 1998] los modelos de simulación de sistemas pueden ser
clasificados como:
55
4.5.3.1 Modelos de Simulación Discretos
Los modelos de simulación discretos tienen variables dependientes que
cambian solo en distintos puntos en el tiempo de simulación, nombrados
tiempos de evento.
La meta de los modelos de simulación discretos es retratar las actividades en
las que las entidades se comprometen y de esa manera aprender algo sobre
la conducta dinámica del sistema. La simulación logra lo anterior mediante la
definición del estado del sistema y la construcción de actividades que se
mueven de un estado a otro. El inicio y la terminación de cada actividad son
los eventos.
Los modelos de simulación discretos pueden ser formulados de cuatro
formas, ellas son: definición de los cambios en estado que ocurren en cada
tiempo de evento, describiendo el proceso a través de las entidades en el
modelo de flujo, describiendo las actividades en las cuales las entidades
están comprometidas y describiendo los objetos (entidades) y la condición
del cambio de estado de los mismos.
56
4.5.3.2 Modelos de Simulación Continuos
Un modelo continuo tiene variables dependientes que son continuas en
función del tiempo. En dicho tipo de modelo de simulación el estado del
sistema es representado por variables dependientes que cambian
continuamente con el tiempo. Estos modelos son construidos por definición
de ecuaciones para un juego de variables de estado.
En este tipo de modelo la variable independiente es generalmente el tiempo.
4.5.3.3 Modelos de Simulación Combinados
En un modelo combinado, la variable dependiente del modelo puede cambiar
discretamente, continuamente o continuamente con saltos discretos
impuestos.
4.5.4 Simulación en Computadores
Según [KELTON, 1998] la simulación en computadores se refiere al estudio
de una amplia variedad de modelos de sistemas del mundo real por medio de
57
evaluación numérica, usando el software diseñado para imitar la operación
de los sistemas o sus características, frecuentemente con el tiempo. Desde
un punto de vista práctico, la simulación es el proceso de diseñar y crear un
modelo computalizado de un sistema, propuesto o real, con el propósito de
experimentar su conducta numérica, para darnos un mejor entendimiento del
desarrollo de ese sistema para unas condiciones dadas.
4.5.5 Stroboscope (Herramienta de Simulación Digital)
Aún cuando existen múltiples herramientas de simulación digital, cada una de
ellas especializada a una rama del conocimiento, en el desarrollo del
presente trabajo se seleccionó el programa Stroboscope, desarrollado por del
Dr. Julio César Martínez en 1996 y que servirá como elemento fundamental
del presente trabajo.
4.5.5.1 Qué es Stroboscope?
Según [MARTINEZ, 1996] STOBOSCOPE es un acrónimo de SIMULACIÓN
DE PROCESOS DE CONSTRUCCIÓN BASADA EN RECURSOS Y
ESTADO.
58
STROBOSCOPE es un lenguaje de programación de simulación
específicamente diseñado para modelar operaciones de construcción, dicho
modelo esta conformado de una serie de estados de programación que
definen una red de elementos modelados interconectados, dando al
elemento un desarrollo único y controlando la simulación.
4.5.5.2 Redes
Una red es una representación de alto nivel de un modelo de simulación.
Las redes en STROBOSCOPE consisten en nodos conectados por recursos,
vinculados a través diferentes tipos de flujo.
La esencia de las redes son los recursos y los tipos de recursos. Esas son
las unidades de tráfico que fluyen a través de las redes.
Los recursos fluyen de un nodo a otra a través de vínculos. Los elementos
básicos de las redes son los nodos y los vínculos.
59
4.5.5.3 Recursos y Tipos de Recursos
Los recursos son los elementos requeridos para llevar a cabo una tarea,
como maquinaria, espacio, materiales, mano de obra, permisos o cualquier
cosa necesaria para desarrollar una tarea particular.
La principal característica de los recursos es su clase como por ejemplo
camión, bulldozer, cargador, cemento, agua, etc.
Cuando los recursos representan una única y especial entidad se les conoce
como recursos discretos o no volumétricos (un tipo de camión específico).
Los recursos volumétricos son aquellos que no representan entidades
individuales que puedan ser únicamente identificadas (arena, cemento, etc).
Para este tipo de recurso es necesario especificar la cantidad o su
localización.
Los recursos en STROBOSCOPE tienen la siguiente sintaxis:
GENTYPE NombreRecurso;
60
4.5.5.4 Elementos de las Redes
A continuación se enumeran los diferentes tipos de elementos de las redes:
• Vínculos: los vínculos conectan los nodos de las redes e indican la
dirección y el tipo de recurso que fluye a través de ellos. Cuando más
de un recurso pasa por un nodo, se requieren varios vínculos.
STROBOSCOPE requiere que cada vínculo sea nombrado. Los
vínculos en STROBOSCOPE tienen la siguiente sintaxis:
LINK NombreVínculo NodoPredeceso NodoSucesor;
LINK NombreVínculo NodoPredeceso NodoSucesor TipoRecurso(que pasa
por el vínculo);
• Nodos: para STROBOSCOPE existen dos tipos de nodos, las
actividades y las colas.
• Actividades: las actividades son nodos en los cuales los recursos
gastan tiempo activamente, es decir ejecutando una actividad.
Existen dos tipos de actividades para STROBOSCOPE.
61
Actividades COMBI: las actividades COMBI representan tareas
que inician cuando ciertas condiciones son cumplidas,
generalmente se relacionan con disponibilidad de un recurso que
puede ser adquirido sólo si está inactivo sin poder interrumpir otras
tareas para adquirirlos.
Los recursos inactivos sólo permanecen en colas, por lo anterior
todas las predecesoras de actividades COMBI deben ser COLAS
las cuales no pueden estar vacías.
Las actividades COMBI en STROBOSCOPE tienen la siguiente
sintaxis:
COMBI NombreActividadCombi;
Actividades NORMAL: las actividades NORMAL representan
tareas que inician inmediatamente después que otra tarea finaliza,
permitiendo el flujo del recurso de una actividad a otra. Según lo
anterior la predecesora de una actividad NORMAL siempre será
una actividad. Más de una actividad puede preceder a una
actividad NORMAL.
62
Las actividades NORMAL en STROBOSCOPE tienen la siguiente
sintaxis:
NORMAL NombreActividadNormal;
4.5.5.5 Colas
Las colas son nodos en los cuales los recursos gastan tiempo pasivamente,
es decir a la espera que algo se haga con ellos.
Las colas en STROBOSCOPE tienen la siguiente sintaxis:
QUEUE NombreCola IdentificadorRecurso;
4.5.5.6 Atributos
Los elementos en STROBOSCOPE tienen un número de atributos que
definen como se comportan durante la simulación, el principal de ellos es la
duración, la cual se describe mediante una expresión que la calcula.
La duración en STROBOSCOPE tienen la siguiente sintaxis:
63
DURATION NombreActividad ExpresiónDuración;
Por lo general la expresión de duración tiene que ver con variables
determinísticas o probabilísticas, según el comportamiento que demuestren
los registros históricos de dichas actividades.
4.6 OPTIMIZACIÓN
La optimización es la búsqueda de la mejor forma de llevar a cabo un
proceso o actividad, combinando los recursos de tal forma que el resultado
sea eficiente en los términos planteados.
Una vez modelado y simulados los procesos de construcción utilizando la
simulación digital, sólo resta evaluar los resultados para emitir un concepto
sobre el comportamiento del proceso frente a los diversos escenarios en los
que fue corrido, al fin de cuentas la optimización de procesos constructivos
es, al igual que en muchas disciplinas, un proceso iterativo que se
fundamenta en la recolección de información y en el ensayo y el error. La
diferencia básica es que la construcción es una actividad muy costosa y no
pueden crearse modelos escala uno en uno, dado que ellos implicaría
realizar los proyectos de construcción múltiples veces, situación que no está
64
acorde con las características de los proyectos, dado que ellos son únicos
[ECHEVERRY, 2003].
Sabemos que en los proyectos de construcción existen tres metas
primordiales para evaluar su éxito, y por ende al optimizar dichas metas se
está optimizando el proyecto. Dichas metas son el tiempo (duración), el
costo y la calidad. De los anteriores el último es el único que es subjetivo,
por o tanto nos centraremos en los dos restantes.
Lo anteriormente mencionado permite que al llevar a cabo un proyecto sea
posible extrapolar la información que se tiene de otros.
65
5. RECOLECCIÓN DE DATOS
5.1 INTRODUCCIÓN
Luego de analizados los trabajos que se han realizado sobre optimización,
mejoramiento y simulación de procesos constructivos y evaluando los
requerimientos de las modelaciones vistos en el capítulo anterior, es clara la
necesidad de crear registros históricos de los proyectos de construcción que
desarrollamos a lo largo de nuestras vidas profesionales.
La unicidad de los proyecto hace que la mejor forma de disminuir el grado de
incertidumbre de los mismos es aprovechando las experiencias de proyectos
anteriores, extrapolándolas hacia nuestros nuevos proyecto. Es claro que la
utilidad de nuestro registro histórico se refiere a procesos constructivos más
que al proyecto en general, pues lo que en realidad podemos utilizar es el
manejo de nuestros recursos de tal manera que puedan optimizarse nuestros
procesos y por ende el proyecto mismo.
66
La optimización se fundamenta en el conocimiento de los procesos y en su
mejoramiento continuo, pero como optimizar actividades que no se repiten de
manera idéntica, como sucede con los procesos industriales?. Las respuesta
es sencilla, debemos recolectar datos que nos permitan crear un registro
histórico aprovechable para evaluar nuestros procesos en los proyectos que
estamos planeando.
El en presente capítulo se presentará una propuesta para la recolección de
datos, de tal forma que los mismos puedan ser usados en simulaciones
tendientes a la optimización.
5.2 OBJETIVOS DE LA RECOLECCIÓN DE DATOS
El objetivo de todo proceso de recolección de datos es la obtención de
información utilizable para nuestro propósito.
El propósito de nuestra recolección de datos es la obtención de datos
suficientes y con la confiabilidad necesaria para que sirvan en los procesos
de modelación de nuestros proyectos.
67
5.3 PROCEDIMIENTO PRELIMINAR DE RECOLECCIÓN DE DATOS
Luego de observar la forma en que se desarrollan las actividades en obra,
mismas que contribuyen en la ejecución de procesos que llevan a la
finalización de un proyecto, es claro que si deseamos generar un registro
histórico no pueden recolectarse cualquier tipo de datos, deben planificarse
varios aspectos que se relacionan a continuación.
Lo primero que debemos realizar es un análisis de los procesos que se
vienen desarrollando en obra. Dado que en los proyectos se desarrollan
procesos en paralelos, debemos determinar cuales de los procesos que se
ejecutan en una obra y en un tiempo específico de su desarrollo son los que
nos interesa registrar, para que nos sirva de base para proyectos futuros.
Una metodología es la de evaluar la participación de los procesos en
ejecución en el presupuesto, aquel que tenga mayor participación
presupuestal será un buen candidato.
Adicional a lo anterior se requiere ver que tan comunes son los procesos a
los cuales les vamos a realizar un seguimiento. Que sentido tiene recolectar
datos de una actividad que utiliza insumos únicos y de imposible
adquisición?.
68
5.4 SELECCIÓN DEL PROCESO
Lo ideal en el momento de recolectar datos es hacerlo con cada una de las
actividades partícipes en un proceso seleccionado. Lo anterior tiene como
objetivo que la información sea realmente utilizable en términos de los
procesos y que la actividad no quede suelta sin conexión alguna.
Aunque no es recomendable, según lo considero, podemos medir actividades
sueltas, pero se tendría que realizar una estandarización de la misma para
que pueda servir a más de un proceso.
Con el fin de realizar el planteamiento de la toma de datos se seleccionó el
proceso de readecuación de andenes, mismo que se viene ejecutando en
una obra de reforma de la Bodega ubicada en la Carrera 30 entre Calles 13ª
y 14. La selección de dicho proceso se debió a su metodología de
desarrollo, en general el proceso se realiza con actividades seriales, sin que
se presenten traslapos, situación que facilita la medición de duraciones y el
control de las actividades.
El proceso de readecuación era pertinente en dicho proyecto debido a las
constantes pavimentaciones que sufrieron las calzadas de las vías
circundante, lo que produjo que los andenes que limitaban la cuadra de la
69
bodega perdieron altura, situación que permitía que cualquier tipo de
vehículo pudiera estacionar sobre ellos, deteriorando de esta manera el
estado de los andenes debido a excesos de carga.
Adicional a la situación anteriormente planteada se encontró que las diversas
modificaciones de redes hidráulicas, sanitarias, eléctricas y telefónicas
habían hecho del anden un retazo de concreto que fallaba debido a llenos no
adecuados y a cargas sobre los mismos.
Según lo anterior en obra se decidió adecuar los andenes existentes
mediante el vaciado de realces en el nivel, una vez solucionados los
problemas de sub-base mencionados.
5.5 DETERMINACIÓN DE ACTIVIDADES
Luego de un minucioso análisis, consistente en la observación constante del
proceso de readecuación de andenes de la obra en mención, se encontró
que las actividades necesarias para llevar a cabo dicho proceso eran las
siguientes:
70
• Transporte de Formaleta: la metodología constructiva seleccionada fue
la del vaciado de paños de anden utilizando un sistema tipo dominó, es
decir en el primer vaciado se requería formaletear los cuadros en todo
su contorno a excepción de aquel que limitaba con los muros de
fachada del proyecto. En el segundo vaciado sólo se requería
formaletear la cara que daba a la calzada de la vía, dado que los paños
vaciados con anterioridad servían de formaleta a este nuevo paño.
Para realizar el formaleteado se utilizaron láminas galvanizadas en
longitudes de 3 a 6m., las cuales se transportaban desde el sitio de
vaciado del día anterior.
• Aseo de la zona a formaletear: se realiza un barrido en la zona donde
se instalaría la formaleta, debido a que el resto de los paños a vaciar se
encontraban limpios de las readecuaciones de los llenos.
• Formaleteado: realizado el aseo se procedía a hacer perforaciones de
3/8” en los andenes viejos y en el asfalto, con el fin de permitir el anclaje
de taches y dar así soporte a la formaleta que se iba a instalar.
• Espera: terminado el formaleteado de los paños a vaciar se esperaba el
arribo del Mixer con concreto premezclado.
71
• Vaciado: el mixer iniciaba el vaciado a los paños formaleteados
utilizando la longitud de canales que poseía, el tiempo de vaciado
incluía tanto la depositación del concreto en los paños a vaciar como su
esparcido inicial.
• Nivelación: vaciado y esparcido el concreto se procedía a nivelar a
boquillera el concreto y a retirar los excesos o vaciar los faltantes.
• Punto para acabado: nivelado el paño se esperaba que el concreto
iniciara su proceso de fraguado, de tal forma se permitiera realizar el
acabado de la superficie.
• Marqueteado y escobiado de la superficie: una vez el concreto iniciaba
su endurecimiento superficial se aplicaba el acabado, iniciando con el
afinado o quemado a llana del marco del cuadro (marqueteado).
Posteriormente, con una escoba de cerda suave se rayaba el interior del
marco realizado. Si el concreto no tenía el punto adecuado, el
escobiado no se mantenía, debido al exceso de humedad producido por
la exudación superficial.
72
• Fraguado: para los vaciados se utilizó concreto normal de 3000psi de
resistencia a los 28 días. Según lo anterior el fraguado necesario para
retirar la formaleta era alcanzado de un día para otro, no existían
requerimientos de rendimientos adicionales que exigieran la utilización
de acelerantes de fraguado inicial o a los 28 días.
Las anteriores son las actividades que debían desarrollarse para llevar a
cabo el proceso de reconformación de andenes, se realizaron revisiones del
procedimiento en varias ocasiones sin encontrar variación en la metodología
utilizada.
5.6 DETERMINACIÓN DE ACTIVIDADES A MEDIR
Luego de evaluado el proceso, se consideró que de las actividades
detectadas no se requería medir el tiempo de espera del concreto, dado que
aunque este es un insumo importante en el desarrollo del proceso, el
rendimiento como tal no variaba, pues en ese tiempo de espera el personal
podía seguir formaleteando andenes o preparando superficies. Similar
situación se presentó con el punto de acabado del concreto.
73
Luego de análisis adicionales del proceso se encontró que las actividades
que participaban en el mismo eran regidas por la mano de obra y se procedió
a evaluar que información podría se útil adquirir o registrar. Se encontró que
el número de personal que intervenía era muy importante, al igual que medir
las cantidades de obra ejecutadas y los tiempos utilizados en la realización
de dichas actividades.
5.7 MEDICIONES Y RECOLECCIÓN DE DATOS DEL PROCESO
Determinadas las actividades a medir y la información a adquirir, se procedió
a realizar un toma de datos pilotos, los resultados obtenidos se presentan en
la siguiente tabla:
Tabla 1: Recolección de Datos de Actividades del Proceso de Reconformación de Andenes
Oficiales AyudantesAseo y Preparación de Vía para Formaleta de Andén 0 2 22,00 20,00 mlTransporte Fomaleta Metálica 0 1 12,00 26,90 mlFormaleteado de andenes para h=20 en sardines y sobre anden viejo 1 2 131,00 48,00 mlVaciado de concreto desde mixer a la zona del nuevo andén 3 3 29,12 5,00 m3Vaciado de concreto desde mixer a la zona del nuevo andén 3 3 16,00 5,00 m3Nivelación de concreto a boquillera y palustre 3 3 69,00 53,48 m2Nivelación de concreto a boquillera y palustre 3 3 32,00 27,13 m2Acabado Marqueteado y Escobiado 3 3 220,00 53,48 m2Acabado Marqueteado y Escobiado 3 3 190,00 27,13 m2Desencofrado de Formaleta 0 1 20,00 26,90 ml
Actividad Unidad de Cantidad
Cuadrilla Duración (Min)
Cantidad Ejecutada
74
Dado que la presente medición sólo pretendía hacer una evaluación de la
información que se propuso a recolectar, no se tomaron más mediciones,
adicionalmente se debe recordar de capítulos anteriores que para procesos
de recolección de datos con el fin de realizar modelaciones se deben tener
como mínimo 100 datos, situación que era imposible en el proceso de
readecuación de andenes, dado que no se realizaron tantas fundidas.
5.8 VALIDACIÓN DE LA RECOLECCIÓN DE DATOS
Se evaluó lo recolectado contra lo que se planeó recolectar y se encontró
que lo obtenido era lo que se estaba buscando.
Adicionalmente se evaluó la utilidad de los datos recolectados y se encontró
lo siguiente:
• La actividad a la cual se le va a recolectar información se encuentra
definida.
• El recolectar el número de oficiales o ayudantes que intervienen en el
desarrollo de la actividad hacen que nos llevemos una idea de los
rendimientos generales por cada uno de los insumos de mano de obra.
75
Dado que se pretende es llegar a obtener duraciones probabilísticas de
las actividades estudiadas, la información de personal sólo aporta en
análisis profundos de curvas de Balances Costo – Tiempo (Time – Cost
Trade Off), en caso de querer realizarse.
• La recolección de la cantidad de actividad ejecutada y el tiempo
utilizado sirve para el cálculo de rendimientos, indispensable en este
trabajo.
Según lo anterior, la información recolectada se adecua a las expectativas
planteadas en este aparte del trabajo.
76
6. ALMACENAMIENTO DE DATOS
6.1 INTRODUCCIÓN
Como se mencionó con anterioridad, las bases de datos relacionales
permiten almacenar información de manera eficiente. Dado que el numeral
anterior demostró que la información recolectada era óptima para los fines
que se plantean en este trabajo se hace necesario crear un sistema de
almacenamiento de información recolectada.
Se utilizará Microsoft Access para plantear la base de datos de recolección.
6.2 DISEÑO DE LA BASE DE DATOS
Tal como se expuso en el Marco Teórico del presente trabajo, el diseño de
una base de datos requiere el seguimiento de varios pasos, a continuación
se evalúan los mismos para el sistema de almacenamiento de información
requerido:
77
6.2.1 Determinar qué es lo que los Usuarios Esperan de la Base de
Datos
En primera medida, lo que se pretende con esta base de datos es almacenar
la información de duraciones para la ejecución de ciertas cantidades de obra
de unas actividades, de tal forma que puedan ser consultadas para generar
informes de rendimientos que sirvan para ser procesados y determinar
duraciones de manera probabilística.
6.2.2 Determinar Cuáles Son los Datos Necesarios para Proporcionar los Cimientos Destinados a Alcanzar los Resultados.
Los datos necesarios para alcanzar los resultados son los que se midieron en
el proceso de recolección planteado.
6.2.3 Planear la distribución de los datos entre las tablas relacionadas
en la base de datos.
Dado que lo que se busca es almacenar la información de la mejor manera,
se considera que para alcanzar los objetivos de la base de datos se
requieren crear las siguientes tablas:
78
6.2.3.1 Tabla de Actividades
En esta tabla se pretenden almacenar los registros de los nombres de las
actividades que se evaluaron y su correspondiente descripción.
Adicionalmente se plantea una columna de Identificación de la Actividad que
será autonumérica y que a su vez será la clave única de la tabla para evitar
su repetición. A continuación se presenta el esquema básico de la tabla
planteada.
Tabla 2: Esquema de la Tabla Actividades de la Base de Datos
6.2.3.2 Tabla de WBS
Aunque directamente no se plantea como un dato de entrada en el modelo
de recolección de datos se sabe que todo proceso constructivo se desarrolla
dentro de una WBS específica. Las condiciones especiales que le adjudica
al proceso el pertenecer a una WBS específica hacen necesaria su
identificación, no es lo mismo hacer mampostería en el piso 10 de un edificio
o hacer mampostería en las fundaciones del mismo. Según lo anterior es
Id Actividad Actividad Descripción Actividad
2
ASEO PARA PREPARAR FORMALETERÍA
RECONFORMACIÓN ANDENES
consiste en las actividades tendientes a la remoción de tierra, grama, escombro y demás elementos que puedan entorpecer el trabajo de formaleteado en
reconformación de andenes.
79
necesario plantear una tabla que contenga varias WBS. Dicha tabla contará
con dos campos, el primero correspondiente a una clave única autonumérica
y el segundo campo contendrá el nombre de la WBS. A continuación se
presenta el esquema básico de la tabla planteada.
Tabla 3: Esquema de la Tabla WBS de la Base de Datos
6.2.3.3 Tabla de Registro Histórico Mano de Obra
Esta será la tabla que realmente almacenará los datos que recolectamos en
campo. Contará con un campo que Identificará el Número del Registro que
estamos realizando, será autonumérico y a la vez clave principal de la tabla,
el segundo campo será el nombre de la actividad que se midió, el tercer
campo corresponde a la WBS en la cual se desarrolla la actividad, el cuarto
campo es el número de oficiales que intervienen en la actividad, el quinto es
el número de ayudantes, el sexto es la cantidad de obra ejecutada de la
actividad en medición, la séptima es la unidad en que se mide la obra
ejecutada (se encuentra predeterminada en la base de datos que la obra se
mida en ml, m2, m3 o unidades) y el octavo campo corresponde a la duración
en minutos de la actividad.
Id WBS WBS1 PRELIMINARES2 CIMENTACIÓN
80
A continuación se presenta un esquema de la tabla en mención:
Tabla 4: Esquema de la Registro Histórico Mano de Obra de la Base de Datos
Luego de una análisis de otros procesos y actividades, se encontró que la
tabla de registro histórico de mano de obra no era suficientemente amplia
como para poder incluir actividades en las cuales intervenía equipo
desarrollando actividades que dependían exclusivamente de su rendimiento.
Según lo anterior se planteó una nueva tabla que almacenará el Registro
Histórico de Equipo.
6.2.3.4 Tabla Registro Histórico de Equipo
Esta tabla contiene en su primer campo el Número del Registro que estamos
realizando, será autonumérico y a la vez clave principal de la tabla, el
segundo campo será el nombre de la actividad que se midió, el tercer campo
Id Registro Histórico
Actividad WBS Número de Oficiales
Número de Ayudantes
Cantidad Ejecutada Actividad
Unidad Cantidad Ejecutada
Duración Actividad
14
ASEO PARA PREPARAR
FORMALETERÍA RECONFORMACIÓN
ANDENES
URBANISMO 0 2 20 ML 22
15
TRANSPORTE FORMALETA PARA RECONFORMACIÓN Y/O CONSTRUCCIÓN
ANDENES
URBANISMO 0 1 27 ML 12
81
corresponde a la WBS en la cual se desarrolla la actividad, el cuarto campo
corresponde a la duración del ciclo de maquinaria. Vale la pena aclarar que
la duración del ciclo deberá ser una actividad bien definida y que no de a
malos entendidos. A continuación se presenta la tabla básica de registro
histórico de equipo.
Tabla 5: Esquema de la Tabla Registro Histórico de Equipo de la Base de Datos
6.2.4 Determinar la forma en que las tablas se encuentran relacionadas
entre si.
En forma general, las tablas enunciadas en el numeral anterior conforman las
tablas relacionales que almacenaran toda la información de registro histórico.
Falta definir cuales son las relaciones entre los campos de cada una de las
tablas. La intención es que al actualizar un campo de una tabla se actualicen
automáticamente los campos de sus relacionadas, de esta manera no se
tendrá que actualizar la información en cada una de las tablas que la
contenga, sólo en una.
Id Registro Histórico Equipo Actividad WBS Duración del Ciclo4 0 URBANISMO 0
82
A continuación se presentan las relaciones entre cada una de las tablas,
según el formato de Access de Microsoft.
Figura 1: Relaciones entre las tablas de la Base de Datos
Como puede observarse las relaciones utilizadas son muy sencillas y no
representan mayores complicaciones a la hora de manejar las tablas
relacionales.
83
6.2.5 Revisar el Diseño y Repasar los Procedimientos con los Usuarios.
Con el fin de revisar el diseño de las tablas de la base de datos se procedió a
llenar en las anteriores toda la información que se recolectó en el proceso
constructivo de prueba, dicha información se presentó en la Tabla 1.
Una vez realizado el ingreso de información en las tablas pertinentes se
encontró que no existen inconsistencias que puedan afectar el manejo de
información.
6.3 MANEJO DE LA BASE DE DATOS DE REGISTRO HISTÓRICO
(MANUAL DEL USUARIO)
Una vez creadas las tablas y chequeado que el modelo de almacenamiento
de información corresponde a la finalidad que se planteó, se crearon los
paneles de control de la base de datos, lo anterior con el fin de facilitar el
manejo de la misma, a continuación se describen cada uno de los
pantallasos y los funciones que desarrollan.
Lo primero que debe efectuarse es abrir el programa ACCESS de Microsoft e
indicar que se abra la Base de Datos REGISTRO HISTÓRICO.
84
6.3.1 Panel de Control Principal
La base de datos abre en el panel de control principal, ver figura:
Figura 2: Panel de Control Principal Base de Datos
Como puede observarse existen tres botones en el panel, así:
85
6.3.1.1 Botón Agregar o Consultar Registros Históricos
Este botón lleva a una siguiente pantalla que permite agregar o consultar las
tablas de actividades, WBS, registro histórico de equipo y registro histórico
de mano de obra.
6.3.1.2 Botón Ver Informes Predeterminados
Este botón lleva a una siguiente pantalla que permite ver los informes de
actividades registradas en el sistema, WBS registradas en el sistema,
registro histórico de equipo y registro histórico de mano de obra.
6.3.1.3 Botón Salir Base de Datos
Este botón cierra la base de datos Registro Histórico.
86
6.3.2 Panel de Control Agregar o Consultar
Como se mencionó en el numeral anterior el panel de control Agregar o
Consultar Registros Históricos posee opciones de acceso a diversas tablas
en modo consulta o agregar, ver Figura:
Figura 3: Panel de Control Agregar o Consultar de la Base de Datos
87
6.3.2.1 Botón Agregar o Consultar Actividades en el Sistema
Si se pulsa el botón Agregar o Consultar Actividades en el sistema se abre el
formulario que se presenta en la siguiente figura:
Figura 4: Formulario Agregar o Consultar Actividades en la Base de Datos
Con este formulario pueden consultarse las actividades que existen en el
sistema o ingresarse las que no se encuentren inscritas en el mismo. Este
88
formulario tiene un botón con el cual se puede cerrar en caso de haber
terminado las operaciones sobre la tabla ACTIVIDADES.
6.3.2.2 Botón Agregar o Consultar WBS en el Sistema
Si se pulsa el botón Agregar o Consultar WBS en el sistema se abre el
formulario que se presenta en la Figura 5:
Con este formulario pueden consultarse las WBS que existen en el sistema o
ingresarse las que no se encuentren en el mismo. Este formulario tiene un
botón con el cual se puede cerrar en caso de haber terminado las
operaciones sobre la tabla WBS.
6.3.2.3 Botón Agregar o Consultar Registro Histórico de Equipo
Si se pulsa el botón Agregar o Consultar Registro Histórico de equipo abre el
formulario que se presenta en Figura 6.
En este formulario se selecciona la actividad de equipo a la cual se le
almacena un registro histórico. Dicha actividad se selecciona de la lista de
89
Figura 5: Formulario Agregar o Consultar WBS en la Base de Datos
actividades existentes en el sistema. Si por casualidad la actividad no
aparece en la casilla de selección o quiere consultarse la descripción de la
misma se pulsa el botón Ingresar Actividad No Listada – Consultar
Descripción Actividad, y se abrirá el formulario de Actividades.
En este formulario también se debe seleccionar de la lista la WBS a la que
pertenece la actividad con equipo que vamos a registrar. Si por casualidad la
90
Figura 6: Formulario Registro Histórico de Equipo en la Base de Datos
WBS no aparece en la casilla de selección se pulsa el botón Ingresar WBS
No Listada, y se abrirá el formulario de WBS.
Este formulario permite ingresar la duración del ciclo en minutos.
Para el momento en que se termine de agregar o consultar un registro
histórico existe en el formulario el botón Cerrar Registro Histórico.
91
6.3.2.4 Botón Agregar o Consultar Registro Histórico de Mano de Obra
Si se pulsa el botón Agregar o Consultar Registro Histórico de Mano de Obra
se abre el formulario que se presenta en la siguiente figura:
Figura 7: Formulario Registro Histórico de Mano de Obra en la Base de Datos
En este formulario se selecciona la actividad de mano de obra a la cual se le
almacena un registro histórico. Dicha actividad se selecciona de la lista de
actividades existentes en el sistema. Si por casualidad la actividad no
92
aparece en la casilla de selección o quiere consultarse la descripción de la
misma se pulsa el botón Ingresar Actividad No Listada – Consultar
Descripción Actividad, y se abrirá el formulario de Actividades.
En este formulario también se debe seleccionar de la lista la WBS a la que
pertenece la actividad con equipo que vamos a registrar. Si por casualidad la
WBS no aparece en la casilla de selección se pulsa el botón Ingresar WBS
No Listada, y se abrirá el formulario de WBS.
Se deben ingresar la cantidad de oficiales y ayudantes que intervinieron en la
ejecución de la actividad, lo anterior para dar una visión de los rendimientos
reales por cuadrilla. Hay que recordar que la información del rendimiento de
cuadrillas no es del interés del presente trabajo, dado que pretendemos
alcanzar duraciones probabilísticas de las actividades y no determinísticas.
Dicha información sirve para análisis profundos.
Se debe ingresar la cantidad de obra que se ejecutó y registró y en el
siguiente cuadro la unidad (se puede seleccionar como unidad el ml, m2, m3
y la unidad)
93
Finalmente se debe ingresar la duración de la actividad en minutos, OJO
ESTO ES MUY IMPORTANTE, EL SISTEMA NO DIFERENCIA LAS
UNIDADES DE TIEMPO, SIEMPRE DEBE UTILIZARSE EL MINUTO.
6.3.2.4 Botón Regresar al Panel de Control Principal
Si se pulsa el botón Regresara al Panel de Control Principal, se muestra el
Panel de Control Principal de la Base de Datos.
6.3.2.5 Botón Cerrar Base de Datos
Como es obvio al pulsar este botón se cierra la Base de Datos.
6.3.3 PANEL DE CONTROL VER INFORMES PREDETERMINADOS
Si se pulsó el botón Ver Informes Predeterminados en el Panel de Control
Principal se abre el formulario que se presenta en Figura 8.
Los informes predeterminados incluyen: Actividades registradas en el
Sistema, WBS registradas en el Sistema, Registro Histórico de Equipo y
94
Registro Histórico de Mano de Obra. Adicionalmente existen botones para
regresar al panel de control principal y para cerrar la base de datos.
Figura 8: Panel de Control Informes de la Base de Datos
6.3.4 CONSULTAS
Hasta el momento el panel de control permite presentar o consultar la misma
información que le fue ingresada como datos medidos en obra.
95
Adicional al panel de control se tienen las consultas, estas no aparecen en
dicho panel.
En esta base de datos se incluyeron las Consultas para:
• Actividades en el sistema: esta consulta presenta lo mismo que el
informe de Actividades en el sistema, pero puede manipularse y
ordenarse según los filtros existentes en la Base de Datos.
• WBS en el sistema: esta consulta presenta lo mismo que el informe de
WBS en el sistema, pero puede manipularse y ordenarse según los
filtros existentes en la Base de Datos.
• Registro Histórico de Equipo: esta consulta presenta lo mismo que el
informe de Registro Histórico de Equipo en el sistema, pero puede
manipularse y ordenarse según los filtros existentes en la Base de
Datos.
• Registro Histórico de Mano de Obra: esta consulta presenta lo mismo
que el informe de Registro Histórico de Mano de Obra, pero
adicionalmente presenta los rendimientos de las actividades, es decir
96
cuantos minutos demora la ejecución de cada unidad de la actividades.
En esta consulta puede también manipularse y ordenarse la información
según los filtros existentes en la Base de Datos.
97
7. PROCESAMIENTO DE DATOS
7.1 INTRODUCCIÓN
El procesamiento de información consiste en realizar la búsqueda de la
distribución de probabilidad que mejor se acomode al comportamiento de los
resultados de rendimientos o duraciones calculados en las tablas de consulta
de la base de datos.
Nuestro objetivo es obtener una duración estimada de manera probabilística
del rendimiento de una actividad, esto es cuantos minutos se demoran para
ejecutar una unidad de la actividad en estudio.
Dado que el presente trabajo utiliza las mediciones en obra realizadas como
un medio y no como un fin y que las recomendaciones dadas en el aparte de
datos es necesario obtener al menos 100 datos para realizar una buena
estimación, lo que se presentará a continuación en el desarrollo de este
capítulo es esquemático y plantear una metodología para aplicar en el
momento en que la base de datos de Registro Histórico se encuentre tan
98
bien robustecida que los datos puedan provenir de ella para realizar el
procesamiento en mención.
7.2 OBTENCIÓN DE LOS DATOS
Supongamos que de una consulta en la base de datos pueden extraerse 100
registros de rendimiento para una misma actividad expresados en min/ml, es
decir la cantidad de minutos que se demoran en ejecutar un metro lineal de
actividad.
Supongamos que los 100 datos en mención son los que se exponen en la
siguiente tabla:
Tabla 6: Duraciones de Actividad Ficticia
Dato Dato Dato Dato Dato Dato Dato Dato Dato Dato1 1,63 11 1,83 21 1,02 31 1,69 41 1,87 51 1,78 61 1,79 71 1,38 81 1,89 91 2,12 1,73 12 1,43 22 2,4 32 1,93 42 1,38 52 1,89 62 1,89 72 1,48 82 1,45 92 2,073 1,62 13 1,8 23 2,05 33 1,87 43 1,98 53 1,83 63 1,74 73 1,48 83 1,65 93 1,964 1,84 14 1,51 24 1,83 34 1,09 44 1,9 54 1,84 64 1,07 74 1,48 84 1,24 94 1,875 2,06 15 1,59 25 1,48 35 1,39 45 1,63 55 1,43 65 1,15 75 1,97 85 1,15 95 1,976 2,95 16 1,57 26 1,87 36 1,99 46 1,42 56 1,35 66 1,18 76 1,87 86 1,08 96 1,787 1,48 17 1,32 27 1,89 37 2,04 47 1,58 57 1,49 67 1,19 77 1,96 87 1,35 97 1,698 1,97 18 1,18 28 1,98 38 2,53 48 1,45 58 1,49 68 1,97 78 1,79 88 1,87 98 1,679 1,68 19 1,23 29 1,53 39 1,48 49 1,23 59 1,48 69 1,78 79 1,78 89 1,97 99 1,5610 1,74 20 1,83 30 1,45 40 1,75 50 1,25 60 1,97 70 2,39 80 1,96 90 1,25 100 1,24
100
• Damos clic en el ícono de definir suposición, así aparece la Galería de
distribuciones, ver figura:
Figura 9: Búsqueda de Distribución de Probabilidad Usando Crystal Ball Primera Pantalla
• Luego pulsamos el botón FIT (Ajustar): de esta manera le decimos al
programa que el seleccionará la distribución que mejor describa el
comportamiento de los datos que ingresamos u obtuvimos de la
consulta de la base de datos. Aparecerá la siguiente pantalla:
101
Figura 10: Búsqueda de Distribución de Probabilidad Usando Crystal Ball Segunda Pantalla
• Si los datos los tenemos ingresados en una hoja de Excel (como es
nuestro caso) escribimos el rango de celdas en que se ubica (Para
nuestro caso Columna A celdas 1 a 100). Si tenemos la información en
un archivo de texto colocamos la dirección donde se encuentra
almacenado.
102
• Pulsamos el botón siguiente y aparece la pantalla que se muestra a
continuación:
Figura 11: Búsqueda de Distribución de Probabilidad Usando Crystal Ball Tercera Pantalla
• En la pantalla de la Figura 11 podemos seleccionar las distribuciones de
probabilidad que chequeará el programa (Todas de las que dispone o
sólo algunas), también podemos seleccionar el tipo de prueba que se
realizará. Para nuestro caso seleccionamos las todas las distribuciones
103
y que realizara la prueba por medio de la prueba chi-cuadrado. Y
pulsamos el botón OK.
• El programa hace las pruebas y presenta la siguiente pantalla:
Figura 12: Búsqueda de Distribución de Probabilidad Usando Crystal Ball Cuarta Pantalla
• Según los resultados mostrados en la pantalla, para nuestro ejemplo
tenemos que la distribución de probabilidad que mejor representa
104
nuestros datos es la DISTRIBUCIÓN LÓGICA con una media de 1.68 y
una escala de 0.19.
• A continuación se presentan las distribuciones chequeadas por Crystal
Ball y sus respectivos datos.
Tabla 7: Chequeo de Distribuciones de Probabilidad en Crystal Ball para la Actividad Ficticia
• Teniendo en la mano los resultados de la búsqueda de la mejor
distribución de probabilidad para los datos, sólo resta saber que
distribuciones manejan los programas de simulación en los que
Distribución de Probabilidad Media Escala Desv.
Est. Alfa Beta Loc Forma Moda Min Max Esperado TasaPrueba
Chi Cuadrado
pPrueba
Kolmogorov-Smirnov
Prueba Anderson-Darling
Distribución Logística 1,68 0,19 20,72 0,01 0,09 1,01
Distribución Normal 1,68 0,34 23,60 0,01 0,09 0,91
Distribución Beta 5,96 17,48 44,68 22,64 0,00 0,09 0,98
Distribución Weibull 0,87 0,9 2,45 25,04 0,00 0,10 1,06
Distribución Gama 0,07 0,05 23,35 27,44 0,00 0,11 1,10
Distribución Lognormal 1,68 0,34 30,32 0,00 0,11 1,28
Distribución de Valor Extremo 0,3 1,51 31,04 0,00 0,12 1,76
Distribución Triangular 0,93 3,12 1,45 46,40 0,00 0,26 6,92
Distribución Uniforme 1 2,97 109,28 0,00 0,41 19,61
Distribución de Pareto 1,02 2,08 148,64 0,00 0,29 14,75
Distribución Exponencial 0,59 231,92 0,00 0,46 29,68
105
pensamos modelar el proceso. Con dicha información seleccionamos la
mejor de las distribuciones.
• Cabe la pena aclarar que:
• Con lo presentado por Crystal Ball puede hacerse una selección
gráfica al comparar el comportamiento de los datos con la
distribución chequeada.
• Con la prueba Chi cuadrado las mejores aproximaciones tendrán
una p mayor que 0.5
• Con la prueba Kolmogorov-Smirnov valores menores que 0.03
indican una distribución cercana.
• Con la prueba Anderson-Darling valores menores que 1.5 indican
una distribución cercana. Este método se utiliza para cuando
necesitamos mejores aproximaciones en los extremos de la
distribución.
• Tomando como base toda la información que tenemos, seleccionaría
como la distribución que mejor se acomoda al comportamiento de los
datos la Distribución Normal dado que presenta el menor valor de
Kolmogorov-Smirnov, el menor de Anderson-Darling y su p es igual a la
106
de la distribución logística. En este caso descartaría los valores dados
por la prueba Chi Cuadrado dado que el p no sobrepasa el 0.5 que es
cuando se consideran buenas aproximaciones.
• Debe quedar claro que las actividades de construcción se ven
influenciadas por múltiples factores, tales como la cantidad de personal
que labora, la hora del día en que se desarrolla, los inconvenientes
presentados, etc. Todo lo mencionado hace que no sea posible
determinar un rendimiento exacto, dado que no se presentan siempre
las mismas condiciones de ejecución. Según lo anterior, el pensar en la
búsqueda de elementos que describan el comportamiento en la
ejecución de actividad de manera precisa es casi imposible, las
distribuciones de probabilidad permiten cumplir con esa actividad
incluyen resultados de rendimiento para todos los datos y todas las
condiciones.
107
8. SIMULACIÓN DIGITAL
8.1 INTRODUCCIÓN
Una vez se haya realizado el procesamiento de los datos para todas y cada
una de las actividades que conforman el proceso constructivo a evaluar,
puede procederse a realizar la simulación digital del proceso.
En el desarrollo del presente capítulo se tomará un problema planteado en el
Curso Herramientas Computacionales en la Construcción como base del
ejercicio de simulación digital.
Cabe la pena aclarar que al no existir toma de datos suficientes para poder
procesar la información, tampoco se contaría con información certera para
llevar a cabo una simulación. Lo que en realidad se pretende es mostrar el
procedimiento que debe seguirse para que sirva como fundamento en el
momento en el cual el modelo de recolección de datos haya sido robustecido
con la información necesaria.
108
8.2 ENUNCIADO
Está encargado de la gerencia de un proyecto de remoción y reutilización de
la capa vegetal de un tramo de mina de triturado. En la fase de planeación
del proyecto el cliente del proyecto le ha solicitado un estimativo de la
duración del proyecto que le dé una confiabilidad del 90% de que el
estimativo dado no será superado en la realidad.
Para lograr su estimativo, se ha generado un listado de las actividades
requeridas para el proceso completo de remoción y reutilización de la capa
vegetal, y con base en registro histórico confiable ha estimado las duraciones
de estas actividades. A continuación se presenta un listado de las mismas:
• Actividad de corte de la capa vegetal y apilado de la misma por parte de
un bulldozer: esta actividad involucra la remoción de la capa vegetal y
su apilado. El rendimiento esperado lo ha representado con base en
una función de distribución de probabilidad (fdp) triangular, con los
siguientes parámetros: Triangular (0.2,0.4,0.8) minutos por metro
cúbico suelto removido y apilado.
109
• Actividad de cargue de material por las volquetas: un cargador de
capacidad de la pala 1.5 m3 carga el descapote apilado por el bulldozer
en volquetas de 9 m3 de capacidad. Su ciclo se estima con las
siguientes fdp: Triangular (0.4,0.5,0.6) minutos por ciclo.
• Actividad de transporte del material por las volquetas: las volquetas
transportan el material removido a su nueva localización. Se estima que
el tiempo de viaje está entre 17 y 22 minutos, tanto para la volqueta
cargada como descargada. Es descargue toma aproximadamente un
minuto adicional (determinístico).
• Actividad de extensión del material en la nueva localización: el material
es extendido cuidadosamente por un bulldozer con un rendimiento que
se puede describir por la siguiente fdp: Triangular (0.5,0.7,1.1) por
metro extendido.
• Su grupo ha hecho también un cuidadoso estimativo de la cantidad de
material a remover y ha llegado a la conclusión de que la cantidad se
puede describir por una fdp Normal (3500,117) m3 en banca. El
coeficiente de expansión del suelo es del 30%.
110
Uno de los puntos debe centrarse en la definición del número de volquetas
requeridas, sabiendo de la importancia para el cliente de minimizar la
duración del proceso y sabiendo la importancia para el gerente del proyecto
de no excederse en los costos. Lo ideal es lograr el número mínimo e
volquetas que minimice la duración del proyecto completo, sabiendo que se
dispone de sólo un bulldozer para corte, de otro para extensión y del
cargador para alimentar la flotilla de volquetas.
8.3 METODOLOGÍA UTILIZADA PARA RESOLVER EL PROBLEMA
PLANTEADO
Se encuentra que los requerimientos exigen la realización de una simulación
que permitiera generar un modelo que simplifique o aproxime la realidad
compleja presentada.
El primer paso es la definición del proceso a modelar y de su frontera, los
cuales se determinan a partir del enunciado presentado, identificando
plenamente los recursos involucrados y las actividades del proyecto.
A continuación se elabora el modelo gráfico, haciendo uso del lenguaje de
modelación presentado para el programa Stroboscope (Ver Figura 13)
111
112
Posteriormente se debe proceder a la identificación de las duraciones, para
lo cual es necesario analizar cuidadosamente las unidades que se utilizarían
para tal efecto, toda vez que la información consignada en el enunciado
presenta datos de rendimientos y duraciones para unidades de medida que
requerían ser homogenizadas. La homogenización de unidades se hace
considerando el viaje de volqueta como unidad de medida, para lo cual los
datos suministrados de duración de cada actividad se “convierten” a
unidades de viaje, así:
• Actividad Corte de Capa Vegetal y Apilado: el enunciado indica que el
rendimiento está representado por una fdp Triangular (0.2,0.4,0.8)
minutos por m3 de suelo suelto removido y apilado. Toda vez que
tienen volquetas con capacidad de 9m3 y con el objetivo de obtener la
duración o rendimiento de esta actividad por viaje se multiplica la fdp
por 9.
• Actividad de Cargue de Material Apilado en Volquetas: dado que se
tiene un cargador de capacidad de 1.5m3 y su ciclo estimado por fdp
Triangular (0.4,0.5,0.6) minutos por ciclo “se transforma” a duración por
carga de un viaje de volqueta a partir de la siguiente regla de tres
simple:
113
Ciclo M3
1 1.5
X 9 (Un viaje de Volqueta)
De lo anterior el factor es X = 6, por el cual multiplicamos la fdp
• Actividades de Transporte de Material por la Volqueta, Descargue y
Retorno: desde el enunciado se encontraban en unidades de viaje de
Volqueta.
• Actividad de Extendido: al igual que la actividad de corte, se presenta la
información de fdp Triangular (0.5,0.7,1.1) por m3 extendido, la cual se
convierte a viaje al multiplicar por 9.
8.4 MODELO DE SIMULACIÓN
Con base en el modelo gráfico planteado y teniendo en cuenta la duración de
cada actividad, expuesto anteriormente, se procede a convertir el modelo
gráfico en un modelo entendible por el programa STROBOSCOPE. Dicho
modelo se presentarán posteriormente con el desarrollo planteado.
114
8.5 DEFINICIÓN DEL NÚMERO DE VOLQUETAS REQUERIDAS
Tal como lo expresa el enunciado, uno de los puntos iniciales del análisis
debe centrarse en la definición del número de volquetas requeridas, sabiendo
de la importancia del cliente de minimizar la duración del proceso y sabiendo
la importancia para el gerente de proyecto de no excederse en costos.
El principal inconveniente para la determinación del número de volquetas se
fundamenta en el hecho que al ser la cantidad de Capa Vegetal una función
probabilística no sería posible encontrar un número exacto, es así que se
decidió realizar un análisis fijando la cantidad de Capa Vegetal entre los
valores que podrían incluir el mayor porcentaje de ocurrencia, a partir de la
información suministrad de media y desviación estándar.
Es así que se realizan dos modelos con cantidades fijas de viaje de
volquetas, determinados de la siguiente manera:
• 472 viajes: esto corresponde a utilizar la media de la fdp y restarle dos
veces la desviación estándar, es decir 3500 – 2 * 117 = 3266m3 en
banca. Se transformó a material suelto al multiplicarlo por 1.3
obteniéndose 4246m3 y dividiendo dicha cantidad por la capacidad en
115
m3 de las volquetas, es decir 9, se obtuvieron los 472 viajes. Ver Anexo
1 donde se muestra la programación del modelo para este caso.
• 540 viajes: esto corresponde a utilizar la media de la fdp y sumarle dos
veces la desviación estándar, es decir 3500 + 2 * 117 = 3734m3 en
banca. Se transformó a material suelto al multiplicarlo por 1.3
obteniéndose 4854m3 y dividiendo dicha cantidad por la capacidad en
m3 de las volquetas, es decir 9, se obtuvieron los 540 viajes. Ver Anexo
2 donde se muestra la programación del modelo para este caso..
De correr el modelo de 472 viajes se obtuvo el cuadro resumen presentado
en la siguiente tabla:
Tabla 8: Duraciones para Diversos Números de Volquetas con 472 viajes
Proyecto Volquetas Proyecto Volquetas Proyecto Volquetas1 20357 20306 20288 20266 20323 202862 10174 10153 10181 10162 10178 101583 6840 6822 6804 6782 6822 68024 5129 5109 5153 5134 5141 51225 4112 4090 4116 4094 4114 40926 3462 3440 3445 3426 3454 34337 3322 2956 3290 2948 3306 29528 3293 2590 3297 2591 3295 25919 3339 2317 3253 2310 3296 231410 3303 2101 3253 2098 3278 210011 3309 1973 3267 1966 3288 197012 3263 2021 3313 1999 3288 201013 3267 2015 3296 2019 3282 2017
Iteración 2 (min)Iteración 1 (min) Promedio (min)No. Viaje
116
De correr el modelo de 540 viajes se obtuvo el siguiente cuadro resumen:
Tabla 9: Duraciones para Diversos Números de Volquetas con 540 viajes
Si el costo de las volquetas se calcula por viaje, es decir sólo se paga a cada
volqueta los viajes que realice, se tiene que el número óptimo de volquetas
será aquel que minimice el tiempo total del proyecto, toda vez que sin
importar que cantidad de volquetas se usen se pagará a cada una por el
número de viajes que realice. De la Tablas 8 y 9 se observa que el tiempo
del proyecto se disminuye cuando el número de volquetas es 10 con 472
viajes y 13 con 540 viajes. Total para este sistema de pago el número
óptimo de volquetas se encontrará en un rango de 10 a 13 volquetas.
Proyecto Volquetas Proyecto Volquetas Proyecto Volquetas1 23257 23236 23202 23182 23230 232092 11615 11597 11680 11662 11648 116303 7757 7736 7807 7790 7782 77634 5865 5844 5853 5832 5859 58385 4724 4707 4714 4693 4719 47006 3948 3929 3955 3934 3952 39327 3802 3366 3820 3369 3811 33688 3726 2964 3749 2971 3738 29689 3810 2648 3796 2650 3803 264910 3784 2391 3772 2398 3778 239511 3749 2295 3717 2275 3733 228512 3752 2299 3768 2259 3760 227913 3699 2257 3731 2304 3715 228114 3774 2279 3721 2273 3748 227615 3735 2247 3739 2246 3737 224716 3771 2290 3715 2296 3743 2293
Iteración 2 (min)Iteración 1 (min) Promedio (min)No. Viaje
117
La situación más desfavorable, en cuanto a tiempo se refiere, sucederá
cuando la cantidad de capa resultante de la función de distribución de
probabilidad que la define sea mayor, luego la cantidad de volquetas será la
de 540 viajes, es decir 13
8.6 DURACIÓN DEL PROYECTO
Ya que determinamos el número óptimo de volquetas se corre el modelo de
Stroboscope cien veces (100), obteniendo la tabla 10.
Con los datos de la tabla 10, corremos el programa Crystal Ball con el fin de
determinar cual es la distribución de probabilidad que mejor describe los
datos, siguiendo el procedimiento utilizado en el capítulo anterior.
Con los datos de duraciones se obtienen los resultados de pruebas
probabilísticas que se presentan en la Tabla 11.
De dicha tabla se selecciona como la distribución de probabilidad que mejor
describe los datos a la Distribución Beta (recordemos que para las mejores
aproximaciones p debe ser mayor que 0.5, no sucede para ninguna
distribución, Kolmogorov-Smirnov debe tener valores menores de 0.03, no
sucede para ninguna distribución y Anderson-Darling debe tener valores
118
menores que 1.5 lo cual sucede para casi todas las distribuciones, siendo la
Beta la de menor valor).
Tabla 10: Duraciones y No. De Viajes para 100 Corridas del Modelo de Stroboscope
Seleccionada la distribución de probabilidad se busca la inversa de la función
de distribución acumulada. Utilizando Excel se tiene que para la distribución
Beta, con los parámetros expuestos en la tabla 9, el valor de duración que
garantiza el 90% de confiabilidad es 3677.27 minutos.
Tiempo Viajes Tiempo Viajes Tiempo Viajes Tiempo Viajes3623,82 525 3435,00 496 3497,69 505 3504,15 5083553,38 513 3544,39 504 3451,56 504 3505,35 5053597,94 521 3744,17 538 3411,14 492 3432,43 5013606,25 513 3655,76 522 3495,84 502 3591,81 5133421,17 488 3491,91 504 3502,36 501 3678,59 5313618,18 513 3316,44 478 3722,19 536 3618,07 5233375,01 486 3580,91 514 3347,61 483 3607,83 5153365,56 484 3507,89 505 3303,82 479 3379,49 4793678,82 528 3559,51 515 3690,78 527 3566,80 5123492,18 502 3635,07 520 3604,54 527 3324,54 4843632,44 520 3699,28 530 3433,58 495 3530,99 5033631,46 526 3702,72 533 3427,64 493 3508,60 5043307,36 483 3816,48 548 3544,86 508 3435,31 4933797,33 549 3268,11 468 3522,33 504 3426,17 4943550,40 509 3450,22 506 3516,58 504 3240,75 4673657,92 523 3502,05 499 3397,50 489 3445,00 5003483,72 506 3469,72 498 3406,29 490 3657,35 5183629,67 518 3532,51 514 3718,85 530 3655,37 5253671,09 525 3532,51 504 3528,62 507 3606,35 5153521,86 504 3428,06 485 3516,12 514 3531,93 5043527,97 506 3525,81 505 3543,25 508 3401,46 4913520,37 506 3652,28 518 3534,46 508 3570,90 5073512,79 511 3613,50 522 3548,11 502 3480,13 5013633,95 525 3394,54 487 3649,07 525 3418,28 4943415,82 494 3521,51 511 3604,20 516 3603,17 514
119
Tabla 11: Resultados de las Pruebas Probabilísticas Duraciones
8.7 COSTO DEL PROYECTO
En la Tabla 10 se presentó cual sería el número de viajes para 100
simulaciones del proceso con la cantidad óptima de volquetas. Podemos
calcular cual será el costo del proyecto con un 90% de confianza.
Para lo anterior se requiere determinar cuantos viajes se realizarán con un
90% de confianza. Calculamos el dato de la siguiente manera:
• Tomamos los datos de número de viajes de la Tabla 10.
Distribución de Probabilidad Media Escala Desv.
Est. Alfa Beta Loc Forma Moda Min Max EsperadoPrueba
Chi Cuadrado
pPrueba
Kolmogorov-Smirnov
Prueba Anderson-Darling
Distribución Lognormal 3530,49 115,89 10,88 0,2840 0,07 0,33
Distribución Normal 3530,47 115,55 11,84 0,2225 0,06 0,29
Distribución Logística 3531,68 66,16 13,04 0,1608 0,07 0,37
Distribución Gama 15,56 2653,51 56,46 12,80 0,1189 0,08 0,45
Distribución Beta 4866,01 255,49 96,65 14,00 0,0818 0,05 0,27
Distribución Weibull 485,65 3088,29 4,33 15,92 0,0435 0,06 0,28
Distribución de Valor Extremo 110,97 3587,5 20,72 0,0140 0,10 1,07
Distribución Triangular 3199,67 3857,65 3527,97 19,28 0,0134 0,09 1,17
Distribución Uniforme 3234,94 3822,29 50,48 0,0000 0,17 6,59
120
• Buscamos la distribución de probabilidad que mejor describe los datos,
utilizando Crystal Ball. En la siguiente tabla se presentan los
resultados:
Tabla 12: Resultados de las Pruebas Probabilísticas No. Viajes
• De la tabla anterior se selecciona como la distribución de probabilidad
que mejor describe los datos a la Distribución Logística (recordemos
que para las mejores aproximaciones p debe ser mayor que 0.5, es la
única que cumple con lo anterior, Kolmogorov-Smirnov debe tener
valores menores de 0.03, no sucede para ninguna distribución y
Anderson-Darling debe tener valores menores que 1.5 lo cual sucede
para casi todas las distribuciones, siendo la Beta la de menor valor).
Distribución de Probabilidad Media Escala Desv.
Est. Alfa Beta Loc Forma Moda Min Max Esperado Tasa Prueba Chi Cuadrado p
Prueba Kolmogo
rov-Smirnov
Prueba Anderson-
Darling
Distribución Logística 507,59 9,07 6,800 0,658 0,062 0,341
Distribución Normal 507,52 16,04 14,240 0,114 0,073 0,347
Distribución Beta 889,38 429,34 323,04 14,480 0,070 0,072 0,345
Distribución Gama 2,1 383,36 59,03 16,640 0,034 0,090 0,476
Distribución de Valor Extremo 15,91 515,49 19,040 0,025 0,106 1,492
Distribución Lognormal 507,52 16,07 20,960 0,013 0,079 0,373
Distribución Weibull 68,74 444,85 4,43 22,160 0,005 0,073 0,398
Distribución Triangular 461,29 555 506 23,360 0,003 0,106 1,621
Distribución Uniforme 466,17 549,83 67,040 0,000 0,183 7,361
Distribución de Pareto 466,61 11,97 111,920 0,000 0,312 17,424
Distribución Exponencial 0 1100,000 0,000 0,598 42,722
121
• Dado que no se tiene la forma de calcular la inversa acumulada de la
distribución logística se selecciona la NORMAL.
• Seleccionada la distribución de probabilidad se busca la inversa de la
función de distribución acumulada. Utilizando Excel se tiene que para la
distribución Normal con los parámetros expuestos en la tabla 12, el
valor de No. de viajes que garantiza el 90% de confiabilidad es 528.07
viajes.
El costo total del proyecto será igual a 529 viajes por su valor unitario más 8
días (duración 90% de confianza dividido 60 minutos por hora dividido 10
horas de trabajo por máquina por día) de 10 horas para dos bulldozer y un
cargador.
123
• El fundamento básico de para la optimización de procesos constructivos
es el Registro Histórico.
• Con el presente trabajo se plantea una metodología sencilla y
fácilmente aplicable para la recolección, almacenamiento y
procesamiento de los Registros Históricos tal que puedan ser
aprovechables en la modelación de procesos.
• Dado que los proyectos de construcción no pueden llevarse a cabo para
ver que cual es su resultado, igual que con los procesos constructivos,
124
10. RECOMENDACIONES
Luego de realizado el presente trabajo y de ver que los objetivo del mismo
fueron alcanzados, se recomienda los siguiente:
• Generado el modelo de toma, recolección y almacenamiento, deben
realizarse evaluaciones prácticas adicionales que corrijan sus posibles
falencias.
• Es necesario, para que la metodología planteada no se pierda, que se
generen estrategias de medición que alimenten el modelo de Base de
Datos de Registro Histórico. Para lo anterior pueden plantearse
trabajos en el Curso de Herramientas Computacionales tendientes a
recolección de datos bajo la metodología planteada.
• Dado que la Universidad de los Andes ha desarrollado el programa de
simulación digital SISPLAN, podría ser interesante integrar la base de
datos aquí desarrollada a dicho programa, con el fin de disponer en el
mismo del registro histórico con el cual se pueda determinar las
duraciones de actividades que intervienen en las simulaciones.
125
• Podrían desarrollarse tablas para recolección de información en
computadoras de mano, según los formatos desarrollados, para de esta
manera recolectar la información y descargarla directamente en la base
de datos planteada.
126
11. BIBLIOGRAFÍA
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129
ANEXOS
