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LABORATORIO DE SIMULACIÓN Departamento de Ingeniería

Ejercicios guía para Simul8 Ejercicio 2: Contenedores (o Colas), Lotes de ítems, Ruteo. Conceptos básicos Contenedores/Colas (Storage bins/Queues): Objetos que reciben y entregan ítems desde/hacia otros objetos y pueden acumular los mismos hasta ser requeridos. Ruteo (Routing): Es la definición de criterios en base a los cuales se determina el camino a seguir por los ítems a través del modelo.

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Caso: Tomemos el modelo de panadería desarrollado en el Ejercicio 1 de esta guía. Podemos pensar que es improbable que las entregas de materias primas contengan el mix exacto de ingredientes para una horneada de pan. Por lo tanto, modelaremos entregas de varios productos, cada uno con sus propias unidades de entrega (supondremos entregas semanales para cada uno de ellos):     

Harina Sal Levadura Oleo Aditivo mejorador

bolsas de 50 kg paquetes de 1000 g paquetes de 500 g potes de 1000 g paquetes de 100 g

Para cada horneada se utiliza:     

Harina Sal Levadura Oleo Aditivo mejorador

30 kg 450 g 2400 g 800 g 20 g

Supongamos ahora que, para reducir los tiempos de proceso de las tareas más largas a fin de incrementar la producción diaria, se han incorporado en la panadería dos mesones adicionales para el Descanso del Pan y un horno más para su Cocción (todo el equipamiento de igual capacidad y tecnología que el preexistente) y se ha automatizado el proceso de Armado del Pan con una maquinaria que no requiere mano de obra y reduce el tiempo de proceso a 25 minutos. Con estos cambios se estima alcanzar una producción de 19 horneadas diarias. Incorporaremos al modelo los cambios propuestos. Consignas: a) Representá el ingreso de materias primas colocando un Punto de Ingreso para cada una de ellas (agregá cuatro objetos de este tipo).

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b) Nombralos y colocales una frecuencia de ingreso (tiempo entre arribos) equivalente a una semana de operación (2400 minutos) con un desvío estándar de un día de operación (480 minutos) en una distribución Normal. Presionando el botón de Gráficos (Graphics) desde el cuadro de Propiedades, se abre otro cuadro. Presioná el botón Título (Title) y clickeá en el siguiente cuadro la opción Mostrar el Título en la Ventana de Simulación (Show Title on Simulation Window), luego OK. Así podrás ver el nombre de cada ingrediente sobre el Punto de Ingreso correspondiente.

c) Como las entregas son semanales, debieran contener la cantidad de cada ingrediente correspondiente al consumo semanal. Por lo tanto en cada entrega habrá la siguiente cantidad de cada producto:     

Harina Sal Levadura Oleo Aditivo mejorador

57 bolsas de 50 kg 43 paquetes de 1000 g 456 paquetes de 500 g 76 potes de 1000 g 19 paquetes de 100 g

A la cantidad de unidades de un mismo ítem que ingresan juntas se la llama Lote (Batch) dentro de las propiedades de un Punto de Ingreso. En el cuadro de Propiedades de cada Punto de Ingreso, presioná el botón Loteo (Batching) y colocá la cantidad de kg o g que representan las unidades indicadas arriba (ej: para harina será 57 x 50 kg = 2850 kg). En este caso colocaremos cantidades fijas, pero puede también indicarse una distribución estadística si el caso lo requiere. Finalmente presioná OK.

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d) Ahora, como las entregas son semanales, y no se utilizan inmediatamente, deberán ser almacenadas hasta su uso. Para esto se utiliza un Contenedor (Storage bin). Creá uno para cada ingrediente, arrastrando el ícono .... desde el menú. Colocalos a continuación de su respectivo Punto de Ingreso.

e) Ingresá al cuadro de propiedades de cada Contenedor (doble click) y colocales un nombre. Después presioná el botón Gráficos (Graphics), en el siguiente cuadro presioná Título (Title) y clickeá la opción Mostrar el Título en la Ventana de Simulación (Show Title on Simulation Window), luego OK.

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f)

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Ahora vinculá cada Punto de Ingreso con su Contenedor y a éstos con el proceso de Pesado y Preparación de Ingredientes. Antes eliminá el vínculo entre el único Punto de Ingreso que existía en el modelo anterior y este primer proceso (click en la flecha seguido de la tecla Supr o Del).

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g) Los ingredientes entonces se acumularán en su respectivo contenedor, en unidades que representan kilos (para la harina) o gramos (para el resto de los ingredientes). Ahora debemos indicarle al primer proceso que tome de cada uno la cantidad exacta para armar el mix de ingredientes de cada horneada, y que los una en un único ítem (una horneada de pan). Entonces abrí el cuadro de propiedades del primer Centro de Trabajo (“Pesado y prep...”) y presioná el botón de Ruteo de Entrada (Routing In). En el primer recuadro del cuadro que se abre aparecen todos los objetos vinculados a la entrada del Centro de Trabajo (todos los contenedores en este caso). Abajo figuran tres Disciplinas (Disciplines) y un botón para desplegar Más (More>>). Presionalo. La disciplina que utilizaremos en este caso es la de Colectar (Collect)1, ya que tenemos que tomar simultáneamente distintas

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cantidades de cada Contenedor. Clickeá esta opción. Para indicar las cantidades, seleccioná un Contenedor del listado de arriba y en la celda adyacente a Collect colocá la cantidad correspondiente (ej. para la harina será “30”. Recordar que el resto de los ingredientes está en gramos). Hacé lo mismo para cada Contenedro. Luego clickeá la opción de Montar (Assemble), para que a todos los ingredientes los convierta en un solo ítem. Finalmente OK.

h) Si realizáramos una corrida en estas condiciones encontraríamos que el proceso tardaría en iniciarse ya que tenemos entregas semanales de materia prima y no hay stock disponible hasta que se realice la primer entrega de cada ingrediente. Por lo tanto debemos colocar un stock inicial en cada uno, que arbitrariamente determinaremos como la cantidad equivalente al consumo semanal. Abrí el cuadro de propiedades de cada Contenedor y presioná el botón de Arranque (Start-up). En la celda de Número de Ítems Almacenados (Number of Items in Storage) colocá la cantidad de consumo semanal (la misma que el Lote de entrega de cada ingrediente).

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Podrás indagar en las otras disciplinas a través del manual de Simul8.

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Con esto ya completamos la primer etapa del nuevo modelo: simular varios ingredientes que ingresan en diferentes cantidades, son acumulados y luego solicitados en el mix exacto que se necesita para una horneada de pan. El siguiente paso será modelar las modificaciones que se hicieron en la línea para agilizar el proceso (incorporación de equipamiento). i)

Se agregaron dos mesones para el Descanso del Pan. Agregá dos Centros de Trabajo paralelos al preexistente (mediante Copiar y Pegar, para mantener las mismas propiedades que el original) y vinculalos con el proceso previo y con el posterior. Agregá a sus nombres un número al final para diferenciarlos (“Descanso del Pan 1”, “Descanso del Pan 2”, ...). De la misma manera agregá un Centro de Trabajo para Carga del horno y otro para Cocción. Tené en cuenta que cada centro de Carga del Horno estará vinculado a un solo centro de Cocción, ya que son dos acciones que se modelan por separado pero ocurren en un mismo lugar.

j)

Ahora debemos configurar el ruteo a partir de los nuevos objetos incorporados. Supondremos que no hay preferencias para direccionar los ítems a cualquiera de los Centros de Trabajo de un mismo tipo, por lo que elegiremos el primero que se encuentre disponible. Abrí el cuadro de propiedades de Armado del pan y presioná el botón de Ruteo de Salida (Routing Out). Observarás en el cuadro que se abre que está seleccionada la disciplina Circular (Circulate), y en el recuadro de la derecha, enumerados los tres centros de trabajo de Descanso del Pan. Esto significa que recorrerá dichos objetos en ese orden y enviará el ítem al primero que esté disponible. Esta opción responde a lo que necesitamos. Siempre que configuramos un ruteo entre dos Centros de Trabajo, uno debe ser activo y otro pasivo, es decir, si un centro tiene un determinado Ruteo de Salida (en este caso Circular), el Ruteo de Entrada del otro objeto deberá ser Pasivo (Passive), a fin de evitar incongruencias. Configurá los Ruteos de Entrada de los centros de Descanso del Pan como Pasivos (Passive). Realizá la misma configuración entre los centros de Descanso del Pan y Carga del Horno (Routing Out: Circulate y Routing In: Passive respectivamente).

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k) Finalmente modelaremos el cambio tecnológico en el proceso Armado del Pan. Con este cambio se reduce el tiempo de Armado y no se requiere mano de obra, por lo cual eliminaremos la necesidad del recurso Panadero. Abrí el cuadro de propiedades y modificá el tiempo de proceso (promedio=25; desvío estándar=2,5). Luego presioná el botón Recursos. Verás seleccionado el recurso Panadero en el cuadro que se abre. Presioná el botón Remover (Remove) y luego OK.


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El modelo ya está terminado. Hacelo correr y observá los resultados. Para explorar: 

2

Otra alternativa para iniciar con materia prima disponible, en vez de cargar los Contenedores en el arranque, es solicitar a los Puntos de Ingreso que realicen la primer entrega en el primer momento de la simulación. Hay una opción en su cuadro de propiedades. Probalo. Para observar sucesivas entregas de materia prima, debieras extender el período de simulación, ya que en 5 días sólo puede realizarse como máximo 1 entrega (en el caso de haber activado la opción del punto anterior). Observá lo que sucede con los stocks de materias primas cuando se realizan varias entregas (en el gráfico temporal de Resultados). Verás que el stock de sal se incrementa gradualmente. Esto se debe a que la cantidad exacta que se consume por semana es de 42750 g, pero se pide al proveedor 43000 g cada vez, ya que el envase es de 1000 g. Otros ingredientes, en cambio, presentan quiebres de stock en algunos momentos. Para solucionar estos inconvenientes se pueden llevar a cabo dos acciones2: a. Trabajar con un stock de seguridad para evitar quiebres (puede ser, por ejemplo, el equivalente a dos días de producción). b. Configurar el Lote de entrega para que, en vez de ser fijo, se calcule automáticamente en función del stock existente al momento de la entrega. Por ejemplo, se puede fijar un stock máximo de 7 días (1 semana de operación + 2 días de stock de seguridad) para cada ingrediente. Cada vez que se hace una entrega, el lote será la diferencia entre el stock existente al momento de la entrega y el stock máximo definido. ¿Cuál de los equipos incorporados está aportando más al incremento de la producción? Eliminá un mesón de Descanso del pan y fijate cuánto se reduce la producción. Luego eliminá un horno de Cocción y hacé lo mismo. Suponé que cada horneada de pan equivale a $50 de contribución marginal. Un mesón cuesta $ 1.000 y un horno, $ 20.000. Sacá conclusiones respecto a su aporte a la rentabilidad.

Mediante Shift + doble click en la celda “Fixed value” del cuadro Batching es posible introducir una fórmula de cálculo. Para este caso sería [contenido inicial del contenedor – contenido actual del contenedor]. La siguiente fórmula tiene en cuenta también que sean cantidades enteras de envases. Por ejemplo, para la levadura (envases de 500g): “ROUND[[Stock Levadura.Initial Contents-Stock Levadura.Count Contents]/500]*500”


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Ejercicios Simul8 - 2  

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