SIMULACION CON SIMAN El desarrollo de modelos de simulación se ha convertido en una herramienta extremadamente importante en los últimos tiempos para analizar complejos sistemas de manufactura. PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 1
EL MODELO Y EL EXPERIMENTO En SIMAN existe una distinción fundamental entre el marco de referencia del modelo y el marco de referencia del experimento. El modelo es una descripción funcional de los componentes del sistema y sus interacciones. El experimento, por otro lado, define las condiciones experimentales del modelo, tales como longitud de la corrida y condiciones iniciales bajo las cuales el modelo es ejecutado. PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 2
MODELO CON BLOQUES (BLOCKS) Un modelo se construye seleccionando bloques estándar del conjunto disponible, y combinándolos en un diagrama de bloques, de tal manera que ese diagrama describa el proceso que se está modelando. Los bloques se seleccionan y arreglan dentro del diagrama basados en una interacción y en su operación funcional. PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 3
EJEMPLO DE BLOCK PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 4
BLOQUES BASICOS LOS BLOQUES PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 5
NOMBRES DE BLOQUES FUNCION EJEMPLO CREATE : Función de crear entidades. ASSIGN: Función de asignar atributos DELAY: Función de demorar una entidad QUEUE: Función de almacenar una entidad en espera PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 6
OPERANDOS DE LOS BLOQUES Cada bloque en SIMAN modela una función dentro del proceso. Se puede controlar la operación exacta del bloque especificando sus operandos. Ejemplo: El bloque DELAY es un bloque de operación que modela la función general de demorar una entidad en una cantidad de tiempo especificada. La duración de la demora es un operando del bloque. PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 7
OPERANDOS PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 8
MODELO CON ELEMENTOS (ELEMENTS) Un modelo se complementa con el experimento por medio de elementos que definen las condiciones experimentales del modelo, tales como longitud de la corrida, los atributos, las variables, las colas, los recursos y las condiciones iniciales bajo las cuales el modelo es ejecutado. Los elementos se seleccionan y se colocan en cualquier lugar del espacio donde se encuentra el modelo. No hay secuencia entre ellos pues son piezas de información. PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 9
EJEMPLO DE ELEMENTO PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 10
ELEMENTOS BASICOS PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 11
NOMBRES DE ELEMENTOS FUNCION EJEMPLOS ATTRIBUTES: Lista de todos los atributos del modelo. RESOURCES: Lista de los recursos del modelo QUEUES: Lista de colas del modelo REPLICATE: Datos de número de corrida, longitud de la corrida, tiempo de calentamiento, etc PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 12
CONSTANTES En SIMAN se definen dos tipos de constantes. ENTERA: un número entero con signo. Si la constante no contiene signo, el número se asume que es positivo. REAL: un número real, número racional compuesto de un signo opcional, un número entero, un punto decimal y una fracción opcional. Los números reales también se pueden escribir con o sin exponente. Por ejemplo: 10.0 ó 1. E 1, ó 100. E - 1. PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 13
VARIABLES En SIMAN el término variables se refiere al conjunto de valores intercambiables que caracterizan los componentes del sistema como un todo. NO se refiere a las características de las entidades individuales que se mueven a través del sistema. PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 14
VARIABLES En SIMAN hay dos tipos de variables: Variables de propósito especial: tienen un significado pre-definido en SIMAN. (TNOW) Variables de propósito general: se les asigna un significado basado en el proceso que está siendo modelado. Se asigna un nombre que consiste de letras, números y/o caracteres especiales. No hay restricciones en el número de variables de propósito general que se pueden usar en el modelo. PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 15
VARIABLES Por ejemplo, se puede definir un arreglo llamado Rechazos con tres elementos referenciados como Rechazos(1), Rechazos(2), y Rechazos(3). SIMAN permite definir arreglos de una y dos dimensiones. Debido a que el argumento tiene que ser un número entero, cualquier fracción es descartada por SIMAN. El nombre de la variables y sus propiedades se definen en ELEMENTOS de SIMAN PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 16
ATRIBUTOS En SIMAN las entidades tienen asociadas una serie de características como atributos que se pegan y se mueven con ellas. Algunos atributos tienen características pre-definidas dentro de SIMAN. Este tipo de atributos se refieren a atributos de propósito especial. Otros atributos no tienen características pre-definidas, y se refieren a atributos de propósito general. PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 17
ATRIBUTOS Los atributos de propósito general se usan para registrar cualquier información general relacionada con la entidad. Ejemplo: en una línea de producción las entidades representan partes. Se pueden usar atributos de propósito general para almacenar el tipo de parte y la fecha de terminación de la parte. PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 18
ATRIBUTOS Ejemplo: Si al primer atributo se le asignara el nombre de Fecha_Terminación, entonces este atributo podría ser referenciado como A(1) ó Fecha_Terminación. Cualquier nombre asignado a un atributo debe ser definido en el experimento usando el elemento ATTRIBUTES. PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 19
ATRIBUTOS Los atributos se pueden agrupar bajo un nombre de arreglo común, el cual sigue las mismas convenciones de las variables. Ejemplo: Se puede tener el arreglo llamado Marca_Tiempo con tres elementos, Marca_Tiempo(1), Marca_Tiempo(2), y Marca_Tiempo(3), PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 20
ATRIBUTOS No existe límite en el número de atributos de propósito general que se pueden usar en el modelo. Sin embargo, casi siempre se necesita solo un número pequeño de ellos. En algunos casos es necesario especificar un operando de bloque como un atributo. Por ejemplo, en el bloque DELAY, se puede especificar la demora como el atributo Tiempo_Proceso. De esta manera, la demora para cada entidad que arriba no es constante, sino que es dada por el atributo Tiempo_Proceso. PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 21
VARIABLES ALEATORIAS La mayoría de los procesos que se modelan contienen uno o más componentes aleatorios. Ejemplo: en el modelado de una línea de producción, el tiempo de procesamiento para una parte o componente puede variar aleatoriamente, de acuerdo, con alguna distribución prescrita. Consecuentemente, se necesitan especificar operandos como variables aleatorias. PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 22
VARIABLES ALEATORIAS De esta manera, el valor real usado por el operando se puede muestrear de la distribución de probabilidad especificada. SIMAN contiene un conjunto de funciones incorporadas para obtener muestras de las distribuciones de probabilidad más comúnmente usadas. PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 23
VARIABLES ALEATORIAS Las variables aleatorias se pueden especificar usando dos tipos de formato. Se puede seleccionar un formato, o se pueden mezclar formatos dentro del mismo modelo. El formato de las variables aleatorias está determinado por el nombre usado para especificar la distribución. PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 24
VARIABLES ALEATORIAS El formato primario se selecciona usando el nombre completo de la distribución, o bien una abreviatura de las primeras cuatro letras del nombre de la distribución, según se indica a continuación. PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 25
VARIABLES ALEATORIAS Distribución Abreviación Parámetros Beta BETA (Alpha1,Alpha2) Continua CONT CumP1,Val1, CumP2,Val2,. Discreta DISC CumP1,Val1, CumP2,Val2,. Erlang ERLA ExpoMean,K) Exponencial EXPO (Mean) Gamma GAMM (Beta,Alpha) PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 26
VARIABLES ALEATORIAS Distribución Abreviación Parámetros Lognormal LOGN (Mean,StdDev) Normal NORM (Mean,StdDev) Poissón POIS (Mean) Triangular TRIA (Min,Moda,Max) Uniforme UNIF (Min, Max) Weibull WEIB (Beta,Alpha) PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 27
VARIABLES ALEATORIAS En el formato primario, los parámetros de la distribución se escriben explícitamente como argumentos de la variable aleatoria. En el formato primario, la variable aleatoria se especifica en SIMAN como D(PVL). D denota el nombre de la variable aleatoria (completo o abreviado), definiendo la distribución de probabilidad de la cual las muestras aleatorias se generan. PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 28
VARIABLES ALEATORIAS PVL denota una lista de parámetros, la cual contiene los valores (separados por comas) asociados con la distribución. Ejemplo: DELAY: EXPO(3) DELAY: UNIFORM(10,20) PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 29
EXPRESIONES Y CONDICIONES Para la mayoría de los operandos de SIMAN, se puede especificar una expresión formada de una ó mas constantes, atributos o variables aleatorias. SIMAN también provee una serie de funciones incorporadas para un amplio rango de funciones matemáticas tales como las funciones trigonométricas, función módulo, etc. PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 30
EXPRESIONES Y CONDICIONES Ciertos operandos en SIMAN esperan una condición. Se pueden combinar condiciones usando operadores lógicos.and. y.or. para formar expresiones lógicas completas. Se deben usar paréntesis para establecer el orden de evaluación de las expresiones. PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 31
EXPRESIONES Y CONDICIONES OPERADOR OPERADOR RELACIONAL PRIMARIO ALTERNATIVA Menor que <.LT. Mayor que >.GT. Igual = =.EQ. No igual <>.NE. Mayor o igual.ge. Menor o igual.le. PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 32
EXPRESIONES Y CONDICIONES Las expresiones y condiciones se evalúan en SIMAN usando las siguientes prioridades de los operadores: 1. Evaluación dentro de paréntesis (de adentro hacia fuera) 2. Operadores aritméticos Exponenciación Multiplicación y división Suma y resta PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 33
EXPRESIONES Y CONDICIONES 3. Operadores relacionales.lt.,.gt.,.eq.,.ne.,.ge.,.le. ó <, >, ==, <>,, 4. Operadores lógicos.and..or. PROFESOR: DR. JORGE ACUÑA A. 34