Practica 2 1-2018

LABORATORIO LABORA TORIO SIMULACION DE PROCESOS IND-LABSIM-IND 3310

Tabla de contenid

1.

INTRODUCCIO INTRODUCCION............. N............................ ............................. ............................. .............................. ............................. ............................. .................................... ..................... 3

2.

OBJETIVOS. OBJETIVOS............... ............................. .............................. ............................. ............................. .............................. ............................. ............................. ........................... ............ 3

3.

MARCO TEORICO... TEORICO.................. .............................. ............................. ............................. .............................. ............................. ............................. ............................. .............. 4

4.

SOFTWARE SOFTWARE UTILIZADO.... UTILIZADO................... ............................. ............................. ............................. ............................. ............................................. .............................. .... 5 Descripción de los sofwares disponible. ........................................................................................5 Sofware utlizado............... utlizado.............................. ............................. ............................. ............................. ............................. .............................. ............................. .................. .... 10 Módulos u opciones utlizadas ............................ ........................................... ............................. ............................. ............................. ..............................11 ................11

5.

PROCEDIMIENT PROCEDIMIENTO O Y EJECUCION..... EJECUCION.................... ............................. ............................. ............................. .............................................. ................................ .12

6.

ESTUDIO ESTUDIO DE CASO................. CASO................................ .............................. ............................. ............................. ............................. ................................... ..................... ..... 15

7.

ANALISIS ANALISIS DE DE RESUL RESULT TADOS Y CALCUL CALCULOS........... OS......................... ............................. ............................. ............................................ .............................. 16

.

CONCLUSIONE CONCLUSIONES............. S............................ ............................. ............................. ............................. ............................. ................................................. .................................. 1!

LABORATORIO LABORA TORIO SIMULACION DE PROCESOS IND-LABSIM-IND 3310 RESUMEN EJECUTIVO INTRODUCCIÓN: La simulación con ProModel es una de las herramientas que hace posible conocer mejor el sistema en estudio, ya que permite evaluar diversos escenarios considerando múltiples variables de decisión y visualizar su comportamiento a través del tiempo. La complejidad en la operación de los sistemas de producción y servicios de la actualidad requieren de una modelación cada vez ms ape!ada a la realidad, que permita un anlisis pro"undo y detallado. Por ello herramientas como ProModel, que permite modelar esta complejidad se hacen relevantes y necesarias. ProModel utiliza la simulación, la cual permite estudiar un sistema sin tener que realizar e#perimentación sobre el sistema real. OBJETIVOS: $ntender y aplicar el %o"t&are ProModel como una herramienta que "acilita la toma de deci decisi sion ones es en proc proces esos os prod produc ucti tivo voss para para la opti optimi miza zaci ción ón de los los recu recurs rsos os en una una or!anización, or!anización, a un bajo costo y m'nimos ries!os. 

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Manejar todas las herramientas del Promodel

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(nterpretar los resultados del so"t&are ProModel después de realizar la corrida.

JUSTIFICACION: )ualquier anlisis puede ser hecho manualmente, sin embar!o, cuando la complejidad aumenta, la necesidad de usar una herramienta basada en computadora también aumenta. *na hoja de clculo puede ser utilizada para hacer muchos clculos complejos, complejos, para determinar el estatus operacional de cualquier sistema bajo estudio. La limitación de la hoja de clculo es su "alta de habilidad para incluir la aleatoriedad que ocurre, as' como las interdependencias de los recursos y las entidades moviéndose en el modelo tienen unos contra otras y viceversa. Los anlisis de qué pasa si pueden ser anlisis hechos a través de muchas corridas de los clculos, sin embar!o, los números promedios que son utilizados en una hoja de clculo como la tasa de lle!adas o la duración de las actividades y la inesperada "alla en la disponibilidad de los recursos +turnos, descansos, etc., no representan la realidad. La simulación captura la aleatoriedad y las interdependencias de la realidad, y permite utilizar distribuciones de probabilidad en lu!ar de promedios. DESARROLLO DEL LABORATORIO:

%e realizó el manejo del simulador de "orma óptima comprendiendo los elementos bsicos del simulador, donde se hizo el uso de las di"erentes estaciones como la locación, entidades, arribos y proceso de simulación. RESULTADOS: $l resultado que se obtuvo en este laboratorio "ue satis"actorio al realizar correr la simulación del proceso que se obtiene acerca del proceso de manu"actura manu"actura con un m#imo de -/ entidades. entidades. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

$n conclusión, la simulación desarrollada en el presente laboratorio para el proceso de recti"icado, permite tener una visión !eneral del recti"icado, y obtener in"ormación útil e inmediata del proceso de recti"icado para la toma de decisiones. Permite simular soluciones e"icientes en corto tiempo, de esta manera e#plotar los modelos de "orma rpida y con"iable. 0os ayuda a encontrar una rpida solución y evitar el de 2

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prueba1error. 2yuda a ma#imizar producción y minimizar costos para aplicaciones complejas.

CUERPO DEL INFORME 1. INTRODUCCION ProModel se considera una herramienta tecnoló!ica de so"t&are para simular y e#perimentar con los procesos que con"orman los sistemas que todav'a no se han puesto en marcha, o para e#perimentar con los procesos de sistemas e#istentes sin que éstos se alteren. $sta técnica es ubicada t'picamente dentro de la (n!enier'a (ndustrial y es considerada como una herramienta joven, ya que es en 3456 cuando cobra importancia. +7arc'a, /665 Para aplicar %imulación a los procesos o servicios, es necesario ele!ir una herramienta que ayude a modelar in!enierilmente los procesos8 por lo que la herramienta Tecnoló!ica de %imulación ele!ida para de"inir la estrate!ia didctica bajo el en"oque de competencias ha sido la de ProModel. La razón de esta elección entre otras herramientas se determinó en las ventajas y desventajas del so"t&are, las aplicaciones que tiene en el mercado, la metodolo!'a que esta técnica1herramienta emplea8 con el "in de in"ormar y mostrar un panorama sobre el desarrollo de proyectos inte!rales y aplicativos de simulación en las asi!naturas de (n!enier'a en %istemas )omputacionales e (n!enier'a (ndustrial. $l aprendizaje basado en competencias que se establece en los pro!ramas de estudio de los (nstitutos Tecnoló!icos permite el dise9o de estrate!ias de aprendizaje, las cuales se incorporan en la (nstrumentación didctica de la planeación académica que realiza el docente, donde se incorpora el uso de tecnolo!'as de in"ormación, que promueve en los estudiantes una motivación e involucramiento en el aprendizaje si!ni"icativo de la %imulación de Procesos y %ervicios, as' como en el desarrollo de habilidades instrumentales como lo es el uso de una herramientas de so"t&are para la toma de decisiones.

2. OBJETIVOS   

)omprender los elementos bsicos de modelado en ProModel: estaciones, entidades, procesamiento y lle!adas. *tilizar las herramientas para rotular estaciones en ProModel. *tilizar el comando ;2(T para simular el tiempo de procesamiento tanto determin'stico como probabil'stico.

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*tilizar el comando M<=$ >
3. MARCO TEORICO ProModel, es un so"t&are de simulación de !ran "le#ibilidad, especializado en evaluar procesos de producción. Permite modelar cualquier tipo de proceso. <"rece las "acilidades necesarias para que las empresas modernicen y a!ilice sus procesos de evaluación o planes pilotos. %u ami!able ambiente !r"ico permite a un usuario construir modelos y escenarios sin necesidad de conocimientos espec'"icos de len!uajes de pro!ramación, ni de modelamiento matemtico. Para el tratamiento inicial de ajuste de curva de datos a distribuciones de probabilidades posee un módulo propio llamado %tat: >it. 2dems, dentro de un modelo construido podemos realizar optimización mediante >$@ +>actorial $#periments @esi!n. $s decir, con el so"t&are %imrunner, módulo de ProModel, podemos indicar para un modelo dado ciertas condiciones de con"i!uración. $s decir, indicamos las variables que pueden tener distintos parmetros de entrada. 2 su vez las variables de importancia, que quisiéramos minimizar o ma#imizar con su respectiva ponderación, vale decir nuestra "unción objetivo. Todo esto va a !enerar distintas corridas de escenarios automticos de ;hat1(", que %imrunner optimizara de acuerdo a la "unción objetivo in!resada. Metodolo!'a para la elaboración de una simulación:

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4. SOFTWARE UTILIZADO DESCRIPCIÓN DE LOS SOFTWARES DISPONIBLE. La simulación nos sirve como punto intermedio entre los conceptos teóricos y la realidad. )uanto mayor sea la e#presión que de"ina a la realidad, mejores sern los resultados, porque sern ms reales y, a su vez, nos puede reducir los costos de "abricación, "acilitando las tareas de dise9o. *n simulador es la herramienta que permite la reproducción de un sistema, puede reproducir tanto las sensaciones "'sicas +velocidad, aceleración, percepción del entorno, como el comportamiento de los equipos de la mquina que se pretende simular. Los simuladores dedicados "undamentalmente a la industria con el objetivo de mejorar e incrementar la e"iciencia de las mismas a permitir hacer simulaciones de di"erentes procesos antes de que ocurran en realidad, las cuales producen resultados que pueden ser analizados para una "utura realización de los mismos. $#iste una !ran variedad de simuladores de procesos comerciales, al!unos de las cuales son poderosas herramientas de clculo, con inmensos bancos de datos que contienen las propiedades "'sicas 5


de miles de compuestos y sustancias qu'micas, selección de modelos termodinmicos, clculos de equipos +teórico y real, anlisis de costo, estado de a!re!ación y condiciones de operación, que le dan al simulador la ventaja de una !ran versatilidad. $stos son los so"t&ares ms usados: Aspen Plus $l %istema 2vanzado para (n!enier'a de Procesos +2%P$0 es un mercado l'der en herramientas de modelado de proceso de dise9o conceptual, optimización y monitoreo de desempe9o para la industria qu'mica, pol'meros, especialidades qu'micas, metales y minerales. 2spen Plus es un simulador estacionario, secuencial modular +en las últimas versiones permite la estrate!ia orientada a ecuaciones. 2ctualmente es posible que sea el ms e#tendido en la industria. %e ha utilizado para modelar procesos en industrias: qu'mica y petroqu'mica, re"ino de petróleo, procesamientos de !as y aceites, !eneración de ener!'a, metales y minerales, industrias del papel y la pulpa y otros. 2spen Plus tiene la base de datos ms amplia entre los simuladores de procesos comerciales, e incluye comportamiento de iones y de electrolitos. 2dems, modela y simula cualquier tipo de proceso para el cual hay un "lujo continuo de materiales y ener!'a de una unidad de proceso a otra. Posee herramientas para clculos de costes y optimizaciones del proceso, !eneración de resultados en "orma !r"ica y en tablas y otros.

CHEMCAD

$s un paquete de módulos que abarca clculo y dise9o de intercambiadores de calor +))1TA$?M, simulación de destilaciones dinmicas +))1 @)$TC 0$T. ?ecientemente ha sido puesta a la venta la versión 5 de 6


)A$M)2@ con una nueva inter"ace de usuario y otras propiedades adicionales. $ste sistema es muy usado en todo el mundo, para el dise9o, operación y mantenimiento de procesos qu'micos en una !ran variedad de industrias incluyendo la e#ploración de petróleo y !as8 y naturalmente en procesos qu'micos, "armacéuticos, biocombustibles y procesos de "bricas industriales. @e "orma !eneral este so"t&are, como una herramienta de productividad tiene muchas ventajas entre las que cabe mencionar las si!uientes: (ncremento en la productividad por el uso de in"ormación obtenida a partir de la simulación diaria de clculos relacionados con las condiciones de operación. Ma#imizar la rentabilidad de las operaciones por el dise9o ms e"iciente de nuevos procesos y equipos. ?educción de costos e inversiones de capital por la optimización y solución de los cuellos de botella e#istentes en los procesos y en los equipos. 

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HYSYS $s un pro!rama interactivo en"ocado a la in!enier'a de procesos y la simulación, que se puede utilizar para solucionar toda clase de problemas relacionados con procesos qu'micos. $ste simulador cuenta con una inter"az muy ami!able para el usuario, adems de permitir el empleo de operadores ló!icos y herramientas que "acilitan la simulación de diversos procesos. $s un simulador bidireccional, ya que el "lujo de in"ormación va en dos direcciones +hacia delante y hacia atrs. @e esta "orma, puede calcular las condiciones de una corriente de entrada a una operación a partir de las correspondientes a la corriente de salida sin necesidad de clculos iterativos. Posee un entorno de simulación modular tanto para estado estacionario como para ré!imen dinmico. $s un so"t&are para la simulación de plantas petroqu'micas y a"ines. 7


S!"#$%&' ($%$ )*+&$' ,& &'(&%$ ARENA $s un modelo de simulación por computadora que nos o"rece un mejor entendimiento de las cualidades de un sistema, e"ectúa di"erentes anlisis del comportamiento. 2rena "acilita la disponibilidad del so"t&are el cual est "ormado por módulos de len!uaje siman. 2rena no tiene un en"oque único objetivo de la industria. La "le#ibilidad de la herramienta de modelado de simulación 2rena permite el anlisis de todo, desde centros de atención al cliente para completar las cadenas de suministro.

SIMNET II $l dise9o de %(M0$T (( se basa en la idea !eneral que los modelos de simulación discreta pueden crearse de una u otra manera como sistemas de l'neas de espera. $n este conte#to, el len!uaje se basa en un acercamiento de red que utiliza tres nodos auto descriptivos: una "uente, en donde lle!an las transacciones +clientes, una l'nea de espera, donde la espera tiene lu!ar en caso de que esta sea necesaria, y una instalación, en donde se lleva a cabo el 


servicio. %e a!re!a un cuarto nodo, llamado au#iliar, para incrementar las capacidades de modelación de len!uaje. $sta in"ormación se almacena en archivos. %(M0$T (( utiliza di"erentes tipos de archivos: )alendario de eventos +o $.>(L$ como se llama en %(M0$T (( es el archivo principal que mueve la simulación. L'nea de espera. 

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OR Brainware Deisi!n T!!ls $l objetivo del módulo de L'neas de $spera de
Pr!M!"el ProModel, es un simulador con animación para computadoras personales. Prcticamente, cualquier sistema puede ser modelado. 2l!unos ejemplos incluyen determinar la mejor combinación de "actores para ma#imizar producción minimizando costo, etc. 2l!unas ventajas son: !

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Enico so"t&are de simulación con optimización plenamente inte!rada. )reación de modelos rpida, sencilla y "le#ible. $lementos de Lo!'stica, Manejo de Materiales, y
SOFTWARE #TILI$ADO $l so"t&are utilizado en este laboratorio es el ProModel del cual se dar in"ormación a continuación: ProModel es un simulador con animación para computadoras personales. Permite simular cualquier tipo de sistemas de manu"actura, lo!'stica, manejo de materiales, etc. Puedes simular bandas de transporte, !rúas viajeras, ensamble, corte, talleres, lo!'stica, etc. ProModel es un paquete de simulación que no requiere pro!ramación, aunque s' lo permite. )orre en equipos D5 en adelante y utiliza la plata"orma ;indo&sG. Tiene la combinación per"ecta entre "acilidad de uso y "le#ibilidad para aplicaciones complejas. Puedes simular Husto a Tiempo, Teor'a de ?estricciones, %istemas de $mpujar, Halar, Lo!'stica, etc. Prcticamente, cualquier sistema poder ser modelado. *na vez hecho el modelo, éste puede ser optimizado para encontrar los valores óptimos de los parmetros claves del modelo. 2l!unos ejemplos 10


incluyen determinar la mejor combinación de "actores para ma#imizar producción minimizando costo, minimizar el número de camiones sin penalizar el servicio, etc. $l módulo de optimización nos ayuda a encontrar rpidamente la solución óptima, en lu!ar de solamente hacer prueba y error. ProModel cuenta con / optimizadores disponibles y permite de esta manera e#plotar los modelos de "orma rpida y con"iable. Bene"icios )lave Enico so"t&are de simulación con
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MÓD#LOS # OPCIONES #TILI$ADAS MEN# DE CONSTR#CCION %B#ILD& $l menú de construcción es el camino para de"inir todos los elementos que de"inirn el modelo a simular. 2 través de este menú se espec'"ica las estaciones de trabajo +L<)2T(<0%, tipos de productos +$0T(T($%, tasa de lle!adas +2??(=2L%, atributos +2TT?(B*T$%, procesamiento +P?<)$%%(07, y otros elementos como variables y arre!los que proveen la "le#ibilidad necesaria para modelar el sistema. LOCATIONS %L!ai!nes ! Es'ai!nes "e Tra(a)!& Locations representan lu!ares "ijos en el sistema a donde las entidades son enviadas para ser procesadas, almacenadas o al!una actividad de toma de decisiones. Las acciones deben ser usadas para modelar elementos como mquinas, reas de espera, estaciones de trabajo, colas y bandas transportadoras. ENTITIES %En'i"a"es& )ualquier cosa que un modelo procesa es llamada JentidadK. Piezas, productos, personas o papeler'a pueden ser modelados como entidades. Las entidades pueden ser a!rupadas, por ejemplo, varias cajas en una tarima 11


+pallet, ensambladas, por ejemplo, una llanta a un rin, multiplicada, por ejemplo, una man!uera partida en varios componentes, o convertida en una o ms entidades.

ATRIB#TES %A'ri(u'!s& @eclaración de atributos es donde colocamos entero y lue!o las opciones de poner locación o entidad porque atributos que damos son para una entidad llamada pieza.

PROCCESIN* %Pr!esa+ien'!& $l procesamiento de"ine la ruta de entidades a través del sistema y las operaciones que toman lu!ar en cada locación a la entran. *na vez que las entidades hayan entrado al sistema, el procesamiento especi"ica todo lo que les pase hasta que sal!an del sistema. ARRI,ALS %Arri(!s& %iempre que una entidad entre al sistema, ser llamada JarrivalK *n arribo se debe de"inir con la si!uiente in"ormación: 0úmero de entidades por lle!ada >recuencia de lle!adas Localización de la lle!ada Tiempo entre lle!ada Total, de ocurrencias de lle!ada )ualquier cantidad o tipo de entidades se pueden de"inir como una lle!ada para una L<)2T(<0.

. PROCEDIMIENTO Y EJECUCION $l procedimiento del laboratorio es el si!uiente: Lo primero que se debe realizar es de"inir el problema para poder simular en este caso es el ejemplo 5.3/ del )/% ,& S)$+  A+5)'' ,& S'"&$' + P%M,&) 2,$ E,+.

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F6%$ .1 $squematización del proceso de recti"icado 

2brir el simulador de ProModel, lue!o se procede con la realización de la in"ormación !eneral donde tenemos que de"inir las unidades en este caso el tiempo en minutos y la distancia en pies como indica el problema.

F6%$ .2 @e"inición de las unidades 

Para empezar, de"iniremos las localizaciones en este caso 2lmacén y ?ecti"icadora en la ventana L$+&' 7C+'"%%8 L$+&'9. $speci"icando la capacidad de dichas localizaciones como se muestra en la "i!ura I.-.

F6%$ .3 de"inición de capacidad de las localizaciones.

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@e"inimos la entidad Pieza en la ventana E+",$,&' 7C+'"%%8 E+",$,&'9 como se muestra en la "i!ura I..

F6%$ .4 @e"inición de la entidad. 

@e"inimos el atributo Tipo en la ventana A"%/"' 7C+'"%%8 A"%/"'9 como se muestra en la "i!ura I.I.

F6%$ . @e"inición del atributo. 

Pro!ramamos las lle!adas de cada pieza al almacén. 2brimos la ventana A%%/' 7C+'"%%8 A%%/'9 y especi"icamos los parmetros que se muestran en la "i!ura I.5, de"inimos en el campo Ló!ica el valor del atributo Tipo correspondiente a cada tipo de pieza.

F6%$ .; $ntrada de materia prima +pieza al punto inicial del proceso +almacén 

>inalmente desple!amos la ventana P%&' 7C+'"%%8 P%&'9 para crear la ruta de producción de las piezas a través de la recti"icadora +ver "i!ura I..

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F6%$ .< Pro!ramación del proceso en la recti"icadora para cada tipo de pieza. 

*na vez "inalizado con el proceso entramos a la parte de la simulación, pero antes de simular se debe !uardar el trabajo realizado +ver "i!ura I.D.

F6%$ .= %imulación 

*na vez completada la simulación se procede a la veri"icación de los resultados.

;. ESTUDIO DE CASO E>&() ;.12

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$l proceso de manu"actura que se ilustra en la "i!ura 5.D6 consta de 3 recti"icadora y un almacén donde las piezas esperan antes de ser procesadas. Los tiempos de proceso son de 36 y D minFpieza para la pieza tipo 3 y tipo /, respectivamente. $l tiempo entre arribos de la pieza tipo 3 a este proceso es de 3/ minFpieza con distribución $#ponencial, y el de la pieza tipo / es de 3 minFpieza con distribución $#ponencial. %imule el proceso.

<. ANALISIS DE RESULTADOS Y CALCULOS Los reportes que !enera ProModel contienen los resultados numéricos de la simulación, representados en un "ormato de hoja de clculo. LOCACION RESUMEN

Tiempo Programado Capacida (Min) d

Nombre Almacn Rec%cadora

Total, Entrada

72

!!!!!!

72

1

Tiempo Por entrada Promedio (Min)

Contenido Contenido Contenido Promedio M!"imo Act#al $ U%li&aci'n 17"7507! 1143 113!"751353 5 342 342 0"017750!7 01 !"0!626717

1

1

1

)omo se puede ver en el cuadro el tiempo pro!ramado para ambas locaciones es de /DD minutos, con un total de entradas en el almacén de 33- entidades con contenido promedio de -/ como m#imo en el almacén. La recti"icadora tiene un contenido promedio de 3, contenido m#imo 3, con un porcentaje de utilización del 366.

LOCACION ESTA*OS (Indi+ Cap)

Nombre

Tiempo Programado (Min)

$ $ Cong#raci' Operaci'n n

16

$ Inac%+o

$ Eperand o

$ $ -lo.#eado *o/n

100


Rec%cador a

72

100

0

0

0

0

L# $#%#$&'#' &('&)&'*#+ ', +# -,$/$#'-# ( &('&$# *, ,+ 100 , ,( %,-#$&( $( *( ,% %-8-##' ', 72 &(*.

LOCACION ESTA*OS (M#l% Cap)

Nombre

Almac n

Tiempo Programad o (Min)

$ 0ac1o

72

0

$ Parte Oc#pada

100

$ Lleno

$ *o/n

0

La capacidad en la locación de almacén est ocupada el 366 del almacén

17

0

0


$l histo!rama muestra que nuestra media es de 3D.I entidades, con un m#imo de -/ entidades.

1


=. CONCLUSIONES $n conclusión, la simulación desarrollada en el presente laboratorio para el proceso de recti"icado, permite tener una visión !eneral del recti"icado, y obtener in"ormación útil e inmediata del proceso de recti"icado para la toma de decisiones. %e recomienda el uso del ProModel como una plata"orma ami!able y "le#ible, que permite recrear cualquier evento real y la optimización del proceso. Promodel es un simulador para cualquier computador personal con sistema operativo ;indo&s. $s muy e"iciente y "le#ible, es un paquete de simulación que no requiere pro!ramación, aunque si lo permite. Puede simular justo a tiempo y en tiempo real. Permite simular soluciones e"icientes en corto tiempo, de esta manera e#plotar los modelos de "orma rpida y con"iable. 0os ayuda a encontrar una rpida solución y evitar el de prueba1error. 2yuda a ma#imizar producción y minimizar costos para aplicaciones complejas. ProModel se utiliza para modelar situaciones como manu"actura donde evaluamos, plani"icamos y dise9amos proceso como almacenaje, lo!'stica y transporte que nos ayuda a encontrar una solución óptima para nuestra empresa y observar los errores y "allas de los procesos. )omo se puede notar, se realizó el manejo del simulador de "orma óptima comprendiendo los elementos bsicos del simulador, donde se hizo el uso de las di"erentes estaciones como la locación, entidades, arribos y proceso de simulación.

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