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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.

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Page 1: Capitulo3

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.

Page 2: Capitulo3

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.

Page 3: Capitulo3

- 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

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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.

Page 5: Capitulo3

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

Page 6: Capitulo3

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>

Page 7: Capitulo3

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

Page 8: Capitulo3

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

Page 9: Capitulo3

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

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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.