Simulação de Fluxo em Ambientes Industriais e Não Industriais

Transcrição

1 Simulação de Fluxo em Ambientes Industriais e Não Industriais 5 de Novembro de Siemens Product Lifecycle Management Protection Software notice Inc. / Copyright All rights reserved. notice

2 Agenda Simulação Aplicações industriais e não industriais Comentários Page 2

3 Sistemas Sistema Conjunto de entidades e elementos (máquinas, pessoas, recursos em geral) que agem e interagem com a finalidade de atingir ou produzir um resultado lógico. Um sistema de produção ou atendimento. Em algum momento da vida de um sistema existe a necessidade de estudá-lo: Compreender as relações entre seus componentes. Dimensionar os recursos envolvidos. Avaliar ou prever seu desempenho. Page 3

4 Sistemas: como estudá-los Usar o próprio sistema Sistema Utilizar um modelo Page 4

5 Sistemas: como estudá-los Usar o próprio sistema Sistema Modelo físico Utilizar um modelo Modelo matemático Page 5

6 Sistemas: como estudá-los Sistema Usar o próprio sistema Utilizar um modelo Modelo físico Pesquisa Operacional Solução analítica Soluções de problemas particulares Sistemas simples ou pouco complexos Não compatíveis com sistemas dinâmicos Modelo matemático Programação matemática Programação linear, inteira, otimização e heurísticas Soluções particulares e específicas Não compatíveis com sistemas dinâmicos Simulação Soluções de problemas reais Sistemas mais complexos Sistemas dinâmicos Page 6

7 Simulação... Simulação é a reprodução do funcionamento de um sistema real. (Banks, Carson & Nelson, 1995) Envolve a criação de um modelo, ou seja, uma representação da realidade. A observação do funcionamento do modelo permitir inferir os resultados que serão observados no funcionamento do sistema real. Page 7

8 Simulação em computador Utilizar um software para a elaboração de um modelo de simulação. Recursos para a construção de modelos: objetos e linguagem. Recursos para o processamento do modelo: experimentação, captura e demonstração de resultados. Plant Simulation Page 8

9 Simulação em computador: vantagens Utilizar um software para a elaboração de um modelo de simulação. Custo: experimentar com o sistema real pode ser mais oneroso. Tempo: meses ou anos podem ser processados em questão de segundos. Replicação: experimentos podem ser reproduzidos inúmeras vezes. Plant Simulation Cenários: parâmetros ou condições iniciais podem ser modificados. Page 9

10 Exemplo Taxa de chegada Taxa de atendimento fila servidor Fila de cliente no caixa do banco Operador do caixa Fila de carros no pedágio Operador do pedágio Pulmão de entrada da célula Robô de aplicação de cola Peças aguardam movimentação Empilhadeiras executam a movimentação Estoque de peças de reposição Demanda por peça de reposição Ligações em um call-center Atendimento pelo call-center Page 10

11 O que queremos avaliar Taxa de chegada Taxa de atendimento fila servidor Tempo de fila? Tamanho da fila? Ocupação? Número? Taxa de saída? Page 11

12 Casos simples podem ser solucionados Taxa de chegada Taxa de atendimento fila servidor Para sistemas simples, a teoria das filas responde, desde que: Taxas de chegada conhecidas: constante e exponencial. Taxas de atendimento conhecidas: constante, exponencial, normal. Disciplina da fila: FIFO. Um ou mais servidores. Page 12

13 Ou utilizando o simulador Taxa de chegada Taxa de atendimento fila servidor Para sistemas simples, a teoria das filas responde, desde que: Taxas de chegada conhecidas: constante e exponencial. Taxas de atendimento conhecidas: constante, exponencial, normal. Disciplina da fila: FIFO. Um ou mais servidores. Page 13

14 Ou utilizando o simulador Taxa de chegada Taxa de atendimento fila servidor Page 14

15 A realidade é mais complexa... Page 15

16 Uma combinação de fatores pode aumentar a complexidade. Mix de produção Diferentes modelos, diferentes ciclos Ciclos de setup entre modelos diferentes Disponibilidade de equipamentos Turnos de trabalho Diferentes ritmos de produção Regras de sequenciamento de produção Limitação ou capacidade dos recursos de produção Mão de obra envolvida Recursos são compartilhados Page 16

17 Um exemplo mais complexo Page 17

18 Aplicações Simulação tem sido utilizada no estudo de uma ampla gama de processos industriais e serviços. Page 18

19 Aplicações Linhas de produção Finalidade: Análise de fluxo de produção Dimensionamento de recursos Dimensionamento de pulmões Avaliação de desempenho Avaliação de políticas de utilização de recursos Setores: Automobilística Autopeças Integradores de sistema Linha branca Bens de consumo Alimentícia e bebidas Correios Page 19

20 Aplicações Abastecimento de linhas de produção Finalidade: Dimensionamento de equipamentos de movimentação de embalagens Dimensionamento de estoques locais Avaliação de desempenho Avaliação de uptime do abastecimento da linha Setores: Automobilística Autopeças Linha branca Page 20

21 Aplicações Dimensionamento de sistemas de movimentação de materiais Finalidade: Determinação de capacidade e velocidades de linhas transportadoras Determinação de pulmões para estocagem de cargas em processo de separação e triagem Setores: Automobilística Autopeças Correio Page 21

22 Aplicações Dimensionamento de política de estoques Finalidade: Dimensionamento de estoques de cobertura para evitar o desabastecimento de clientes Avaliação do custo de manutenção de estoques e nível de serviço. Setores: Automobilística Autopeças Siderurgia Page 22

23 Aplicações Dimensionamento de área de distribuição Finalidade: Dimensionamento de recursos de armazenagem e movimentação de cargas em armazéns Análise de desempenho das operações de separação (picking); dimensionamento de equipe Setores: Autopeças Atacadista-varejista Distribuidor-atacadista Page 23

24 Aplicações Outros... Exemplos: Sistema de dosagem e pesagem de massas para fabricação de material refratário Sistema de transporte de ferro gusa Células de produção com robôs Operação de carregamento e descarregamento de caminhões Operações de manutenção em indústria Alocação de mão de obra em operações de montagem Dimensionamento de transporte de pacientes Page 24 Setores: Siderurgia Autopeças Distribuidor-atacadista Fabricante de tubos Montadora de motocicletas Hospital

25 Ainda sobre modelos... Sistema real Modelagem e simplificação Entradas Parâmetros Políticas Recursos Ciclos de trabalho Modelo de simulação Experimentação Saídas Respostas Performance Page 25

26 O modelo é sempre uma aproximação e também não é... Bola de cristal: simulação não pode prever o futuro. Mas permite prever uma expectativa do comportamento do sistema. Modelo matemático: o modelo não é uma expressão matemática fechada, não comportando assim uma resposta única e precisa. Não é uma ferramenta de otimização: é na verdade uma ferramenta de análise e comparação de cenários. Não é técnica de último recurso e nem solução para todos os problemas: ela se adapta a uma classe de problemas específicos. Não é substituta do pensamento inteligente: o homem ainda é o responsável pela análise e tomada de decisões. Page 26

27 Alguns cuidados Mantenha o modelo simples O modelo não deve ser mais complexo ou complicado que o sistema real. Mantenha a objetividade no propósito do modelo. O modelo é sempre uma aproximação da realidade. Use analogias e similaridades Use a experiência passada e procure simplificar o problema e sua modelagem. O que não importa não precisa ser modelado. Comece pequeno e simples Adicione complexidade ao modelo gradativamente. Procure resultados parciais que comprovem a precisão adequando do modelo a medida que ele é elaborado. Cuidado com os dados Excesso de dados pode levar a um detalhamento desnecessário do modelo. Excesso de detalhamento pode ser incompatível com a disponibilidade de dados. Evite mega modelos É melhor elaborar diversos modelos simples do que um super modelo com processos todos encadeados e dependentes. Divida o problema tanto quanto puder. Modele criando sub modelos ou componentes. Modelagem não é linear O modelo evolui a medida que é elaborado: simplificações podem ser percebidas e feitas, detalhamentos podem se tornar necessários. Page 27

28 Software de simulação: recurso adicional Utilizar um software para a elaboração de um modelo de simulação. Recursos para a construção de modelos: objetos e linguagem. Recursos para o processamento do modelo: experimentação, captura e demonstração de resultados. Plant Simulation Recursos para a criação de bibliotecas, permitindo a reutilização de objetos criados pelo usuário. Page 28

29 Obrigado! Page 29

30 Contact Luiz Caccalano Sócio-Diretor Straight Manufacture Rua James Watt, andar São Paulo, SP Phone: (11) Mobile: (11) luiz.caccalano@straight.com.br Siemens Product Lifecycle Management Protection Software notice Inc. / Copyright All rights reserved. notice