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Gestión y Simulación de un Centro Logístico Aeronáutico.
Fernando Asencio Baixauli
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CAPITULO 5. Estudio de simulación.
5.1.- INTRODUCCION AL ESTUDIO DE SIMULACIÓN.
Antes de intentar resolver un problema, es esencial formularlo
adecuadamente. Ésta es una afirmación que parece evidente, de sentido
común, pero que no siempre se aplica. Para encontrar una solución a un
problema, uno debe conocer primero cuál es el problema. En particular, el
primer paso en todo estudio de simulación es definir explícitamente cuál
es su objetivo: la construcción del modelo se realiza con el fin de ayudar a
responder ciertas preguntas acerca del sistema real.
El objetivo de un estudio de simulación puede ser de lo más
diverso. Algunos ejemplos son:
• Evaluación del comportamiento de determinado diseño del
sistema en términos absolutos frente a determinados criterios específicos.
• Comparación del comportamiento de diferentes diseños
alternativos del sistema, o comparación de diferentes políticas de
operación o procedimientos.
• Predicción del comportamiento del sistema bajo cierto conjunto
de condiciones.
• Análisis de la sensibilidad, es decir, determinar entre varios
factores cuál es el que más afecta al comportamiento del sistema.
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• Optimización, esto es, cálculo de los valores de determinados
parámetros del modelo que producen que el sistema tenga la mejor
respuesta (atendiendo a un determinado criterio).
• Análisis de los resultados, es decir, estudio de las relaciones
funcionales entre determinadas variables del modelo. Por ejemplo, la
determinación de la relación funcional entre una de las respuestas del
modelo y determinadas variables de entrada.
• Localización y análisis de los cuellos de botella. Consiste en
descubrir la localización de los cuellos de botella del sistema y evaluar
propuestas para descongestionar alguno de ellos.
La esencia del arte del modelado son la abstracción y la
simplificación. Se trata de identificar el conjunto de características o
propiedades del sistema suficientes para servir los objetivos específicos
del estudio.
Una vez se ha decidido qué componentes constituyen el modelo y
qué variables describen el comportamiento de cada componente, deben
determinarse las relaciones funcionales entre los componentes, es decir, la
lógica del modelo. Normalmente se usan gráficos o seudo código para
describir el sistema como un diagrama de flujo lógico. Lo haremos un
poco más adelante.
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5.2.- DESCRIPCION DEL SISTEMA DE OPERACIÓN.
La descripción de todo el sistema de operaciones que sigue un elemento
desde su llegada hasta su salida con cada uno de los posibles caminos que puede
tomar una pieza o equipo nos ayudará a comprender lo que sigue con mayor
facilidad, si bien, ya se hizo en el capitulo tercero.
Los elementos, sean piezas o equipos, llegan al primer proceso( RCP
Física) en pallets de 20 en 20 con una media de un pallet cada dos horas y media.
En el primer proceso se dispone de un operario que realiza el trabajo
tardando un tiempo que se distribuye según una triangular de tiempos mínimo,
modal y máximo de 8, 9 y 10 minutos.
Cuando finaliza este primer trabajo, los elementos son tratados por un
segundo operario, en recepción administrativa, que realiza sus funciones en un
tiempo que se distribuye, nuevamente, según una triangular de tiempos mínimo,
modal y máximo de 8,9 y 10 minutos.
Finalmente, el proceso de recepción termina con la recepción técnica, que
es realizada por otro operario que trabaja en tiempos mínimo, modal y máximo
de 10, 12.5 y 14 minutos.
En este último proceso nos podemos encontrar en un 10% de las veces con
la posibilidad de que tengamos material que no se encuentre en buenas
condiciones, ya sea por deterioro o por falta de documentación, y material que se
encuentra en condiciones idóneas para darle entrada en el almacén. En el primero
de los casos, se enviará el material al almacén IDS y se esperará resolución de la
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discrepancia por parte del proveedor. En el segundo caso se trasladara el material
al proceso de Pre-Entrada.
En el departamento de Pre-Entrada habrá un operario trabajando según un
tiempo mínimo, modal y máximo de 10, 11 y 15 minutos.
Durante el proceso puede surgir que el planificador informático nos dé el aviso
de “material urgente” por lo que se procederá a enviar el elemento al proceso de
despacho sin pasar por el almacén. En caso contrario, en un 85% de las veces se
le dará entrada en al macen al elemento.
En el departamento de entrgas se agrupan las piezas en carros USM de 20
en 20 unidades hasta completar un máximo de 3 carros, que son los que caben en
el camión. El proceso realizado por el operario tarda, según una triangular de
tiempos mínimo, modal y máximo, 5,6 y 7 minutos.
El producto ya embalado y metido en los carros se transportara a la zona
de montaje FAL. Para ello se utilizara un camión que se mueve a 50 Km/ hora si
esta cargado y a 70 Km/ hora si va vacío. La distancia a recorrer será de 5 Km.
Simulemos para un tiempo de funcionamiento del sistema de 150 horas. Es decir,
el trabajo equivalente a 10 días.
5.2.1.- DIAGRAMA DE FLUJO LOGICO DEL SISTEMA.
En el diagrama de flujo se representa el movimiento que realiza
cada uno de los elementos a lo largo del sistema. Dichos elementos,
siguen en cada instante los procedimientos descritos en el capitulo tercero
de este proyecto.
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Según lo especificado, nuestro sistema se regirá por el siguiente
diagrama de flujo lógico:
5.2.2.- ANALISIS DE LA SENSIBILIDAD DEL SISTEMA.
La sensibilidad no es más que determinar entre varios factores cuál
es el que más afecta al comportamiento del sistema.
En este caso, el factor más determinante para el estudio de la
simulación y la aplicación de posibles cambios de mejora al sistema es el
factor que determina el numero máximo de elementos que puede haber en
espera de la cola de un proceso.
De este modo, si existe una cola desproporcionadamente grande en
comparación con las colas de otros procesos, se debe hacer el estudio de
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este problema para proceder con la descongestión de la misma y así
equilibrar el sistema. En definitiva, eliminar los cuellos de botella.
5.2.3.- COMPARACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DEL
SISTEMA.
El escenario actual que se plantea en el proyecto será comparado
con otro de iguales características pero aumentando el numero de
operarios en aquellas áreas donde se produzca congestión de elementos en
la entrada de procesos. Concretamente, se evaluará el sistema para el caso
en que tengamos un operario más en recepción física y en recepción
técnica.
Se determina hacer esta comparación porque es lógico que se produzcan
colas de espera de mayor tamaño en zonas donde:
1- el material llega de forma aleatoria, de forma masiva, en intervalos
de tiempos cortos, caso de recepción física.
2- La operación de procesado del material es mas larga, caso de
recepción técnica.
5.3.- OBJETIVOS.
El objetivo del estudio de la simulación es responder a las siguientes
preguntas:
1- ¿Cuánto tiempo transcurre, en promedio, desde que es creado un
elemento hasta que llega a la zona de montaje (FAL)?.
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2- Dado que el coste por hora de cada operario es de 6 euros, ¿Cuál es el
coste promedio de procesar cada elemento?
3- ¿Cuál es el número máximo de elementos en espera de ser procesados?
4- ¿Cuál es el tiempo máximo de procesar un elemento en cada puesto de
trabajo?
5- ¿Qué proporción del tiempo el operario se encuentra ocupado?
5.4.- HIPOTESIS TOMADAS.
La obligación de desarrollar hipótesis para centrar el estudio y no obtener
datos irrelevantes es indispensable. Las hipótesis tomadas son las siguientes:
1º) Suponemos que el almacén ya contiene material, en concreto contiene un
total de 18000 PN’s de los cuales las cantidades de cada uno son diversas.
2º) No es considerado en RCP física el material faltante o sobrante. Cada vez que
venga los transportistas se le comunicarán los errores en el porte anterior. El
tiempo que se toma para hacer esta tarea es despreciable.
3º) El procesado de los elementos se hace de uno en uno.
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4º) Las cantidades pedidas por cada PN se suponen la unidad. La variación de
cantidades entre pedidos es inmedible.
5º) El operario trabaja con una capacidad fija durante el horario laboral. Sin
fatigas ni descansos mas allá de los 30 minutos calculados.
5.5.- CONSTRUCCION DEL MODELO
La tarea de modelado implica la búsqueda de un punto de
equilibrio. El modelo debe representar los aspectos del sistema real con el
grado de detalle requerido, pero de modo que sea lo más sencillo posible.
No debe hacerse un modelo demasiado detallado, que incluya
componentes que contribuyan poco o nada a la comprensión del problema.
Debe tenerse presente que el objetivo del modelo es responder a las
preguntas planteadas y no imitar de manera precisa el comportamiento del
sistema real. Además, aumentando la complejidad del modelo, no
necesariamente se consigue aumentar su realismo.
Comenzaremos por simular el proceso de creación del material
utilizando un bloque “Create”. Posteriormente colocaremos tres bloques
“Process” para detallar el trabajo de cada operario en la recepción.
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Los detalles empleados son los siguientes:
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Ahora añadiremos un bloque “Decide” para diferenciar el material
que ha pasado correctamente el control de calidad y aquel que se le ha
detectado alguna discrepancia.
A cada una de las vertientes del bloque “Decide” colocaremos un
“Assign” para asignar a cada entidad un color. Color verde al material
óptimo y color amarillo al no idóneo.
El material será trasladado mediante bloques “Route” a Pre-Entrada
o al área de Litigios según corresponda.
Los bloques “Route” serán un trasporte directo. LO realizaran los
operarios con carritos y tardarán una media de:
- 2 minutos si se lleva a Pre-Entrada el material (traslado1)
- 4 minutos si se lleva a Litigios el material (traslado2)
Detallemos las especificaciones tomadas en Arena v5.0 :
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En Pre-Entrada (bloque “Station”) se simula la llega de material a
través del bloque “Route” y seguidamente colocamos un nuevo “Assign”
para hacer el cambio de dibujo, de bola verde a caja.
Almacena es el “Process” que realiza las operaciones para dar
entrada al material.
Por otro lado, usamos un “Station” llamado Litigios al que le
conectamos un bloque “Dispose” donde se almacenarán aquellos
elementos con una discrepancia abierta.
Para simular la salida de litigios del material, usaremos un “Create”
que creará una salida cada 10 horas de media. Este paquete creado será
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trasladado mediante un “Route” (traslada3) a Pre-Entrada tardando un
tiempo medio de 2 minutos.
Las especificaciones empleadas son:
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Existe la posibilidad que el planificador informático nos indique
que el material es urgente. Por ello hacemos uso de un bloque “Decide”
nuevamente. Si es verdadero, entonces colocamos un bloque “Assing” que
cambia el dibujo de caja a bola roja. Si es falso empleamos un “Route”
que traslada el material al almacén en un tiempo de 5 minutos y
finalmente nos valemos de un “Dispose” para almacenar el material.
Las características de cada bloque son las siguientes:
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Si el elemento es urgente pasa directamente al bloque “Process”
llamado CADO (centro de agrupación de ordenes) donde se procesará
como es debido. Pero a este bloque hemos conectado un “Create” que
generará pedidos normales (no urgentes). Concretamente, 25 pedidos cada
turno, es decir, cada 7,5 horas.
El material procedente de CADO, ya sea urgente o no, lo
agruparemos con un bloque “Batch” de 60 en 60. Colocaremos un
“Assign” para unificar los dibujos de cajas y bolas rojas al de un carro.
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Las características de cada bloque son:
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Por ultimo, para simular el transporte hasta el área de montaje FAL,
utilizamos un transporte por lotes (Transporter), que requiere 3 bloques:
un “Request”, para solicitar un camión, un “Transport” que mueve el
transporte hasta la estación de destino, y un bloque “Free”, que libera el
transporte para que pueda ser utilizado por otras entidades. Antes de ser
liberado, lo devolvemos al punto de partida (FAL) con un bloque “Move”.
Para simular el tiempo de carga de transporte, usamos un “Process” en el
que un recurso “Resource” (Mozo de almacén), cargará el transporte en un
tiempo uniforme comprendido entre 5 y 20 minutos.
Detallemos las especificaciones tomadas para cada caso:
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Para especificar el coste de cada operario por hora, hemos
completado el panel “Resource” indicando tanto el coste de horas en las
que esta ocupado como el coste de horas en el que esta libre.