capitulo3
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CAPÍTULO 3
M ARCO TEÓRICO
3.1 SIMULACIÓN.
Según Kelton et al., [2002] la simulación se refiere al amplio conjunto de métodos
y aplicaciones para la imitación del comportamiento de un sistema real, usualmente en
una computadora y con un apropiado software. [5]
Según Bateman [1997] et al., los pasos a seguir para el mejoramiento de un
sistema usando la simulación son como se ilustra en la figura 3.1. [7]
Figura 3.1 Pasos para un estudio de simulación.
3.1.1. Definición del problema y declaración de objetivos
El modelo más efectivo es aquel que únicamente considera aquellas partes del
sistema que necesitan ser estudiadas para dar respuestas a un problema potencial o
existente. Es importante crear un modelo que se pueda expandir fácilmente para incluir
otras partes del sistema.
Ya teniendo definido el problema, se podrán obtener los objetivos de la
simulación ya que todo el trabajo que se va a realizar en el modelo se va a enfocar a la
solución del problema. No es muy fácil obtener una clara definición del problema que se
va a estudiar ya que a menudo la persona que va a crear el modelo no es la única
interesada en los resultados del estudio, y requerirá de un entendimiento entre las partes
interesadas (supervisor, gerente, etc.).
3.1.2 Formulación y planteamiento del modelo
Ya teniendo el problema que se va a estudiar y los objetivos de la simulación, se
podrá realizar un plan de trabajo para el modelo. Este plan por lo general incluye los
eventos y elementos pr incipales del sistema. Existen algunas recomendaciones para la
formulación y planteamiento del modelo:
- Se debe realizar algún bosquejo del sistema para que se pueda reflejar el
nivel de detalle.
- La representación gráfica puede ser utilizadas para recolectar información
pertinente de cada proceso o recurso.
- Utilizar diagramas de flujo para entender mejor el sistema.
- Los diagramas pueden ser utilizados para representar patrones de
movimiento (operadores, máquinas, etc.).
La exactitud de la información que se usará en el modelo es de gran importancia
para obtener resultados confiables. El principal punto para la realización del modelo es
obtener los datos y condiciones más relevantes que puedan fundamentar el objetivo del
estudio. Lo más importante es tener en claro la relación entre el modelo y el propósito por
el cual fue hecho.
3.1.3 Recolección de datos.
Algunas empresas cuentan con información detallada sobre aspectos relacionados
con la operación de los procesos. En caso de no contar con suficie nte información se
recomienda hacer lo siguiente:
- Obtener ayuda de las personas que más relacionadas están con el sistema.
- Reunir la información por su propia cuenta.
- Hacer suposiciones para la construcción del modelo.
Se tiene que poner énfasis en la recolección de datos fundamentales y estadísticas,
para establecer las bases de los parámetros en el modelo. La recolección de datos es un
proceso que se debe hacer continuamente ya que así se asegura la obtención de
información relevante y concisa para el modelo.
3.1.4 Desarrollo de l modelo.
El modelo normalmente empieza siendo muy abstracto con respecto al sistema
real, pero mientras se va definiendo la relación de los eventos se convierte en un modelo
más complejo. La construcción del modelo se va creando conforme a la información que
hemos obtenido anteriormente. Es importante una interacción constante con el usuario del
modelo durante el desarrollo del proceso de creación para garantizar que el modelo se
mantenga apegado al estudio y de esta manera obtener la credibilidad necesaria para una
posterior implementación del mismo.
3.1.5 Verificación.
Se necesita verificar el modelo para asegurarse que su funcionamiento sea de
acuerdo a como fue planeado, mediante la observación de cada uno de los procesos y el
funcionamiento de los recursos. Una manera de verificar si el modelo esta funcionando
adecuadamente es cuando genera información necesaria para cumplir con los objetivos
del estudio.
3.1.6 Validación.
Es el proceso de asegurarse que el mode lo refleja la operación real del sistema.
Una manera de validar el modelo es realizar cambios en la información de entrada para
determinar si el modelo responde de manera similar al sistema real. Para la validación del
modelo primero se necesitará sacar el número de replicas que sirve para ver los cambios
que hay en el comportamiento del sistema día a día. La fórmula que se empleó para
determinar el número de replicas es la siguiente:
Donde:
N = Número de replicas.
tn
2
2/1,1 α−− = Es un valor en la tabla de t de student con un nivel de confianza dado.
s2 = Es la varianza de mi muestra piloto.
h2 = Es el error entre el valor de la media estimada y la media verdadera.
Por último se necesita realizar una prueba de hipótesis para validar el modelo y
asegurar que el modelo se comporta igual al sistema real. Se utilizará la siguiente
fórmula:
hst n
N2
22
2/1,1 α−−=
∆=− oH µµ210 :
adesconocidσσ 2
2
2
1≠
∆≠−0211
: µµH
Donde:
oH = Hipótesis nula.
H 1 = Hipótesis alternativa.
µ1 = Es la media de la población (modelo de simulación del sistema actual).
µ2 = Es la media de la población (sistema actual).
adesconocidσσ 2
2
2
1≠ = Son las varianzas de la población y no se conocen.
X = Son las medias de la muestra obtenida.
s2 = Son las varianzas de la muestra obtenida.
n = Son el número de observaciones obtenidas.
3.1.7 Experimentación.
ns
ns
t oXXo
2
2
2
1
2
1
21
+
∆=−−
2
112
2/
1
2/
2
2
2
21
2
1
2
2
2
1
2
1
−
++
+
=
+
nn
vnsns
ns
ns
tt v,2/0 α>
Antes de evaluar cada solución en el modelo, la persona que lleva a cabo la
simulación tiene que determinar la duración de la misma, después tendrá que considerar
la variación de los resultados obtenidos por el modelo y determinar el número de replicas
necesarias para obtener un resultado confiable. Una simulación muy larga, con muchas
replicas pueden incrementar la duración y el costo del estudio.
3.1.8 Presentación y análisis de resultados.
La información del modelo deberá estar bien documentada, es decir, que se lleve
un registro de todos los resultados relacionados con el modelo. Esto facilitará la
elaboración de reportes y le permitirá al creador del modelo tomar alternativas de mejora.
La utilización de gráficas proporcionadas por la simulación es de gran ayuda para tomar
decis iones respecto al problema que se está analizando.
3.1.9 Implementación.
La implementación de los resultados del estudio va a depender de la manera de
como se desarrollaron los pasos anteriores (pasos para mejorar el sistemas a través de la
simulación).
3.2 TOMA DE TIEMPOS
Se realizó una toma de tiempos para determinar los tiempos de ciclo de los
procesos que existen en la inspección de tuberías. De acuerdo con Niebel et al., [8]
existen requerimientos fundamentales para la toma de tiempos, los cuales explicaré a
continuación:
3.2.1 Responsabilidades.
Los analistas deberán comunicar a todos los encargados del área (supervisor,
sindicato y operario) que se va a realizar un estudio. Cada uno de los encargados deberá
cooperar y tomar medidas necesarias para que el estudio sea coordinado y correcto. El
operario debe verificar que lo hace con el método correcto y debe conocer todos los
detalles de las operaciones que va a desempeñar. El supervisor debe verificar el
procedimiento para asegurar que todo se haga de acuerdo a las normas establecidas,
también deberá revisar que se tenga todo el material disponible para el estudio.
3.2.2 Elementos de la toma de tiempos
3.2.2.1 Elección del operario
El operario debe de tener un desempeño promedio o un poco arriba del promedio
para que el estudio sea más satisfactorio, deberá estar bien capacitado en el trabajo que
esta desempeñando y estar familiarizado con los procedimientos y prácticas del estudio.
3.2.2.2 Registro de información significativa
El registro debe contener todo tipo de información (máquinas, dispositivos,
materiales, etc.). Cuando se usan máquinas se deberá especificar toda la información
respecto a ella. Mientras más información se registre, más útil será el estudio.
3.2.2.3 Posición del observador
El observador debe estar de pie, a unos metros atrás del operario para no
distraerlo o interferir con su trabajo. El observador debe estar pendiente de todos los
movimientos del operario mientras éste realiza el ciclo del proceso.
3.2.2.4 División de la operación en elementos
Para facilitar la medición, se divide la operación en grupos de movimientos
conocidos como elementos. Estos deben separarse en divisiones tan finas como sea
posible, pero no tan pequeñas que se sacrifique la exactitud de las lecturas. Para
identificar los puntos terminales y desarrollar consistencia en las lecturas del cronómetro
de un ciclo al siguiente, se toman en cuenta los sonidos y lo que se ve al desglosar los
elementos. Cada elemento se registra en la secuencia adecuada, se incluye una división
básica de la tarea terminada mediante un sonido distintivo o un movimiento.
3.2.3 Técnicas para registrar los tiempos elementales durante el estudio.
Método de tiempos continuos, ésta técnica permite que el cronómetro trabaje
durante todo el estudio. En este método el analista lee el reloj en el punto terminal de
cada elemento y el tiempo sigue corriendo; la otra técnica, es la de regreso a cero, ésta
técnica fue la que se utilizó en el estudio, se refiere a leer el cronómetro en el punto
terminal de cada elemento y después se restablece a cero; cuando se realiza el siguiente
elemento el tiempo avanza desde cero. Al registrar las lecturas, se anotan sólo los dígitos
necesarios y se omite el punto decimal, para tener el mayor tiempo posible para observar
el desempeño del operario.