SIMULACIÓN EN ARENA

El Simulador ARENA

• ARENA es un poderoso simulador comercial orientado a construir y realizar de forma sencilla simulaciones de sistemas discretos o mixtos.

• En ARENA se define el modelo de simulación utilizando un “enfoque de procesos” y se ejecutan las corridas de simulación con un “enfoque de eventos”

El Simulador ARENA

En ARENA se debe crear un modelo del sistema y un modelo experimental.

El Simulador ARENA

En el modelo del sistema se describe, mediante instrucciones la secuencia lógica del proceso a simular.

El Simulador ARENA

En el modelo del experimento se definen las condiciones experimentales bajo las que se desea estudiar el proceso que se simula.

• Entidades

• Atributos

• Actividades

• Eventos

• Reglas de operación

• Recursos

• Variables

• Relaciones Funcionales

ELEMENTOS Y COMPONENTES

Elementos y componentes del modelo

Entidades: Son aquellos elementos que pasan por el sistema e interactúan con los recursos.

Atributos: Características cuantificables o codificables de una entidad.

Variables del sistema: Magnitudes definidas para la construcción del modelo de simulación, pueden constituir datos de entrada, o variables internas del sistema necesarias para controlar su funcionamiento: de entrada ( datos suministrados) de estado (describir el sistema en un instante dado del tiempo) de salida ( miden el desempeño del sistema)

Recursos: Elementos del sistema que sirven a las entidades.

Actividades: Acción de duración finita por medio de la cual interactúan entidades con recursos.

Proceso: Secuencia de actividades. (según el enfoque de la simulación). Conjunto de actividades que interactúan las cuales transforman elementos de entrada en resultados ( según ISO 9000)

ElementosElementos y componentes del y componentes del modelomodelo

Bajo

Nivel de modelación

Alto Plantillas creados por el usuarioConstrucciones usadas comúnmenteProcesos específicos de CompañíasEtc.

Plantillas para Solución de AplicacionesCentros de contactoLíneas de empaquetado, etc.

Panel: Basic Process ( Panel:Common) Construcción de modelos muy comunesMuy accesibles y fáciles de usarFlexibilidad razonables

Paneles: Blocks y ElementsToda la flexibilidad del lenguaje de simulación SIMAN

Programación en Visual Basic, C/C++Flexibilidad máximaVBA es construido dentro del ArenaC/C++ requiere compiladores

Paneles: Advanced Process y Advanced Transfer (Paneles: support, transfer)Accede a modelos más detallados para ganar flexibilidad

Una sola interfaz gráfica con el usuario permanece a cualquier nivel de modelación.

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Niveles de modelación

Módulo Arrive• Arrival Data: describe qué sucede durante esta acción

– Batch Size: tamaño del lote que ha arribado (default =1)– First Creation: instante del primer arribo (default = 0)– Time Between: tiempo entre las creaciones sucesivas

• Puede ser una distribución, pero también una constante o una expresión

• Pull-down menu ( ) para el nombre de las distribuciones y sus parámetros

– Max: número máximo de Batches a crear. Limita los arribos

– Mark: marca el atributo Instante de Arribo – Assign: asigna valores a otros atributos o variables

Panel Common

Módulo Arrive

• Leave Data: indica para donde van las entidades y cómo van.– Connect: no requiere de tiempo para el movimiento.– Route: puede requerir tiempo para el movimiento.– Tran Out …: si el movimiento requiere de algun tipo

de transportador (camion, montacargas, persona, banda transportadora).

– Count …: incrementa (o decrementa) un contador por cada entidad que sale del módulo. Se muestra su valor en el reporte de salida.

– Next label: próximo módulo si estos estan etiquetados (usualmente no).

Panel Common

Módulo Arrive (Arribo)

Enter Data Station In DoorArrival Data Time Between EXPO(5.0) Mark Time Attribute Time of ArrivalLeave Data Connect select

Panel Common

Módulo Server• Representa una estación de servicio

– El servidor puede ser único o múltiple– Indica el tiempo de servicio– Ejecuta la gestión de la cola– Controla la captación de estadísticas (tiene defaults)– Puede modelar interrupciones, capacidad variable

para el número de servidores (Schedule), y varios tipos de disciplina de cola

• Enter Data:– Se requiere un nombre de estación (gris oscuro)

• Pull-down: muestra listado de todas las estaciones declaradas en el modelo hasta el momento

– Tran In …: para posible tiempo de descarga, etc.

Panel Common

Módulo Server• Server Data:

– Nombre del Resource (requerido)– Capacity (fija) vs. Schedule (variable)– Marcar en la caja para captar estadísticas acerca

del comportamiento del Recurso– Process Time– Subdialogos para el Recurso (p.e., interrupciones),

Cola (p.e., otras disciplinas), Animate (para la animación del modelo) y otras Opciones

• Leave Data: similar al módulo Arrive

Panel Common

Módulo Server (Servidor)

Enter Data StationMachineServer Data Process Time TRIA(1,4,8)Leave Data Connectselect

Panel Common

Módulo Depart• Representa entidades saliendo del sistema• Enter Data:

– Nombre de la estación (requerido)– Otra información similar a los módulos Arrive, Server

• Count area:– Se puede especificar un contador que se incremente

(o decremente) en cierta magnitud cuando la entidad sale.

– Sirve para contar producción, mensajes, etc.• Tally area:

– Guarda información de varibles continuas– Interval, Between, Expression

Panel Common

Módulo Depart (Salida)

Enter Data Station Out DoorCount Individual Counter select Counter ProductionTally Individual Tally select Tally Flowtime Attribute Time of Arrival

Ejemplo 1 Una cierta aerolínea dispone de una instalación para el

mantenimiento de los aviones Jumbo-747, la que tiene capacidad para realizar el mantenimiento a un avión cada vez.

El mantenimiento de un motor toma un tiempo aleatorio de distribución uniforme entre 12 y 18 horas, los aviones llegan a la instalación a intervalos de tiempo de 2, 3, 5 y 7 horas aleatorios con igual probabilidad.

Simulando el sistema, determine:a) Tiempo medio de espera de un avión por el mantenimiento.b) Si por cada hora que el avión este fuera de servicio se pierden

$750, a cuanto asciende la perdida total.

Modelo de ARENA

Ejemplo 2

A un Taller arriban piezas según una distribución exponencial con media 10 minutos, que deben ser recibidas y reparadas por un operario cuyo tiempo de servicio se comporta según una distribución triangular con valores 1, 4 y 8 minutos. Se desea conocer en una jornada laboral de 8 horas, cuantas piezas son arregladas por el operario como promedio, así como cual es el tiempo medio de espera y el tiempo medio en el sistema de las mismas

Ejemplo 3

A la empresa Vidral llegan los contenedores con sus correspondientes guacales de vidrio ornamental para ser descargados. Los contenedores antes de ser descargados en la entidad, deben pasar por un proceso de asentamiento; proceso que se realiza en el departamento de logística por un especialista, el cual demora entre 15 y 20 minutos siguiendo una distribución uniforme. En la entidad existe un área destinada especialmente para la descarga de los contenedores, operación que sigue un comportamiento normal con media 25 y desviación de 5. Se dispone para realizar dicha operación de un montacargas. Los contenedores arriban a la entidad siguiendo una distribución exponencial con media de 40 minutos.

Se desea conocer cual es el tiempo medio de los contenedores hasta que son almacenados.

Modelo de ARENA

Ejemplo 4

Una empresa cuenta con una unidad móvil especial para atender los ponches que sufren los ómnibus durante su recorrido. De acuerdo a la estadística disponible se conoce que el tiempo entre el ponche de 2 ómnibus Pegaso sigue una distribución uniforme entre 2 y 4 horas, mientras que la frecuencia de ponche para los ómnibus Volvo es también uniforme entre 6 y 10 horas. La unidad móvil demora exactamente 2 horas en reparar el ponche de un Pegaso y 4 en el caso de un Volvo siendo prioritaria la reparación de los Volvos.

Se desea simular el funcionamiento utilizando el

lenguaje ARENA.

Cola (FIFO)

578

Cola (FIFO)

6910

4

3

Pegassos

Volvos

Operario(Servicio)

4

omnibus

578

Arribo deomnibus

Salida deomnbus

Esquema:

Ejemplo 5 En una ensambladora de televisores hay una estación de

control de la calidad al final de la línea en la cual se chequea el funcionamiento de los equipos. Si se detecta que algún equipo necesita ajuste se envía, el mismo a un puesto de ajuste donde luego de ajustado se retorna a la estación de control para ser chequeados nuevamente. Los televisores que pasan el control son empacados y almacenados.

Considere que el tiempo entre arribos de los televisores a la estación de control sigue una distribución uniforme entre 3.5 y 7.5 minutos, que el tiempo de inspección es también uniforme entre 6 y 12 minutos y que el tiempo que toma el ajuste es uniforme entre 20 y 40 minutos. Estadísticamente se tiene que el 15 % de los televisores necesitan ajuste.

Analice el sistema utilizando el lenguaje ARENA.

Modelación del sistema de reparación de TV.

Representación del proceso

arribo salida

Revisión cola

Ajuste

%

Elementos y componentes del modelo de los TV

Entidades: Los televisores.

Atributos: Instante de llegada.

Recursos: Operarios de revisión y ajuste.

Actividades: Esperas en las colas de revisión y ajuste, servicios de revisión y ajuste.

Modelo de ARENA