Simulación de Cafetería Starbocks

Imágenes de la Simulación del proceso del proyecto 

Nuestro proceso en Promodel (escenario)

Proyecto: Caso Integrador

Proyecto: Caso Integrador

Descripción

El establecimiento que decidimos hacer uso  de investigación fue una de las cafeterías de Starbucks, ubicada en Avenida Tecnológico Plaza mía.

Dicho establecimiento ofrece una amplia variedad de bebidas  calientes y frías, como alimentos ligeros.

Fases

Usualmente el cliente entra a la sucursal y se forma para pedir su alimento, para posteriormente un servidor le toma su orden, el cliente después camina al final de la barra a esperar a que su orden este lista (esto puede tardar unos minutos dependiendo la cantidad de productos que este elaborando el barista),  finalmente el cliente adquiere su pedido y este decide si quiere comer su alimento dentro del establecimiento o se lo lleva.

Diagrama de flujo 

Objetivos

Se realizó  un estudio para ver los siguientes  tiempos dentro de la cafetería:

• ·         Tiempo de llegada de un cliente
• ·         Tiempo de Espera en Fila      
• ·         Tiempo de Toma de pedido
• ·         Tiempo de preparación de pedido

Para poder llegar al tiempo total en que se realiza el pedido.

A continuación podemos ver la toma de tiempos 

¿Qué resultado esperamos obtener?

Con nuestro modelo de simulación esperamos poder ayudar a que se tenga un mejor tiempo de servicio así como el que sea más eficiente para así lograr que sea más corto el tiempo  de espera en la fila, el pedido se tome rápidamente así tendríamos un tiempo de preparación y entrega del pedido más corto 

Simulación, Salidas, Herramientas

Opción Simulación

Simulation_Run

Aquí encontramos las opciones RUN para correr el modelo creado, SAVE & RUN para correr y guardar las últimas correcciones, en OPTIONS podemos indicar el número de réplicas de la corrida así como la cantidad de horas que se va a simular el modelo.

Simulation_Options

Opción Salidas

Output_ViewStatistics

Al terminar la simulación se desplegará un cuadro de mensaje confirmando la finalización del tiempo programado. Si desea ver los resultados, haga clic en el botón Yes. Enseguida se abrirá una ventana con varias fichas que muestran los resultados estadísticos de la simulación.

Podemos visualizar los resultados arrojados por la simulación del modelo.

Ficha general

Los datos que despliega esta ficha indican qué archivo se usó para obtener los resultados, así como la fecha y hora en que se realizó la simulación.

Ficha Locations

En esta sección se presenta la información de cada una de las localizaciones, las horas simuladas, su capacidad, el número toral de entidades que entraron durante la simulación, el tiempo promedio de estancia de las entidades en cada localización, el número promedio de piezas, el número máximo de entidades, el número actual de entidades al momento de finalizar la simulación y el porcentaje de utilización de cada una de las localizaciones.

Fichas Locations States Single y Locations States Multi

En la primera de estas fichas se presenta la información de las localizaciones que tienen capacidad de uno (unitaria), y la segunda la de aquellas que pueden contener más de una entidad a la vez durante la simulación. En esta sección se puede encontrar la información referente al porcentaje de tiempo vacío, parcialmente ocupado, lleno y no disponible respecto al tiempo disponible para cada localización con capacidad mayor a uno.

Ficha Failed Arrivals

Esta ficha lista las entidades de cada modelo, e indica si alguna de ellas no pudo entrar al sistema en la localización definida en Arrivals. Esto puede suceder cuando la localización de llegada tiene una capacidad finita.

Ficha Entity Activity

Refleja las estadísticas de cada entidad definida en el modelo. La información reportada es la entidad, el total de entidades que salieron del sistema, las entidades que se encuentran en el sistema al momento de terminar la simulación, el tiempo promedio de permanencia en el sistema, entre otras.

Ficha Entity States

En esta ficha se puede encontrar un resumen de los datos de la ficha Entity Activity pero en términos porcentuales.

Opción Herramientas

Tool_GraphicEditor

Las gráficas de ProModel son realistas y fáciles de crear. La animación visualmente realista ayuda a la simulación para convertirse en un vehículo eficaz de la comunicación entre los ingenieros y los tomadores de decisiones. ProModel viene con una biblioteca extensa de gráficos con la disposición de crear y de agregar otros gráficos a la biblioteca. Escalando las características rotando, copiando y muchas otras están disponibles. Con poco esfuerzo usted puede desarrollar las disposiciones rápidas y simples, o con poco esfuerzo adicional, disposiciones de la perspectiva 3D. El redactor gráfico se demuestra en el cuadro:

Ya estando en el GRAPHIC EDITOR, tenemos a nuestra derecha en la parte superior los botones para cambiar, guardar borrar y limpiar en el layout respectivamente. Para importar una imagen vamos al menú EDIT de la barra de herramientas y damos click en IMPORT GRAPHIC ahí nos aparecerá una pantalla en la cual tenemos que indicar la dirección de donde esta nuestra imagen, una vez realizado esto se va a insertar automáticamente en el layout la imagen de ahí podemos modificar lo que queramos, y por ultimo guardar la imagen, se quedara grabada en los botones para cuando creamos las locaciones le damos click y desde ahí se agrega la imagen.

Tool_StatFit

Sirve para obtener en base a los datos que proporcionemos, la mejor distribución así como su gráfica.

Tool_ExpressionSearch

Es una ayuda para localizar palabras así como para remplazarlas.

Tool_AutoBuild

Nos ayuda y nos lleva de la mano para realizar nuestro modelo, si somos usuarios por primera vez.

Tool_Options

Nos indica las direcciones de las librerías y donde saldrán los resultados.

Menús de Promodel

MENÚS DE PROMODEL

Promodel contiene un pantalla muy familiar e intuitiva para todas las personas que alguna vez han utilizado una PC con sistema operativo. La pantalla de inicio cuenta con una barra de herramientas que contiene 9 opciones.

Opción FILE 

Para iniciar un modelo nos vamos a la opción FILE en el menú de herramientas de la primera pantalla, y damos click al primer modulo que dice NEW esto para crear un modelo nuevo; ahí aparecerá un pantalla donde tenemos que darle titulo a nuestro modelo así como las unidades de tiempo y de distancia.

Siguiendo con la opción file podemos encontrar dentro, los módulos mas comunes para el manejo de archivo, como son nuevo, abrir, guardar, salir.

Opción VIEW 

En esta opción de vistas nos puede mostrar la pantalla de inicio para trabajar con el Stat Fit o bien ir a las opciones que presenta el menú. VIEW Como su palabra lo dice contiene módulos para crear una vista y/o ambiente de trabajo a nuestra preferencia; como es hacer más grande la pantalla o reducirla, que nos muestre cuadricula o bien que la oculte, para cambiar el color de las pantallas, ver las rutas (path networks) así como los procesos. 

Opción BUILD 

En esta opción se encuentran todos los módulos para poder crear nuestro modelo. 

Opción BUILD_LOCATIONS

Son lugares fijos en el sistema (máquinas, colas, almacenes, estaciones de trabajo, etc.) donde las entidades transitan para procesarse. 

• En esta parte se da nombre y características a las locaciones, como es; capacidad, unidades, (cuantas localidades de ese tipo va a haber) unidades de tiempo, especificamos series de tiempos, reglas.
• De aquí se toman las locaciones, se da click en un botón y se arrastra a hacia la parte del layout donde queremos que se localice.  

Las locaciones pueden ser editadas (cambiar su tamaño, apariencia y color), existen dos formas: la primera es utilizar los botones que están a la izquierda de la barra de locaciones, y la segunda es que demos click al botón derecho del mouse sobre la entidad y ahí podemos elegir una de las opciones; podemos borrar la imagen, borrar toda la entidad, o bien editarla.

Existen algunos gráficos que realizan algunas funciones específicas. 

• CONTADOR: Indica el número de entidades que se encuentran en una locación específica. Cuando se tiene el coel lntador sobre ayout podemos hacer modificaciones, solo hay que hace click al botón derecho del mouse sobre el contador y ahí aparecerá las opciones de vistas para modificar

CUADRO DE TEXTO: Sirve para agregar nombres a las localidades o simplemente comentarlas. Podemos hacer modificaciones, solo hay que hace click al botón derecho del mouse sobre el cuadro de texto y ahí aparecerá las opciones de vistas para modificar.

COLA: tiene dos funciones, trabajar como cola; especificando la prioridad de entrada o paso hacia una locación, o bien puede trabajar como una banda; solamente trasportar sin tomar en cuanta la prioridad de llegada. Se puede modifica, el borde de el contador, tamaño, grosor. Se puede modifica, el tipo, color y tamaño de la letra Se puede modifica el color encontrando en este botón un variedad mas amplia Manual - Promodel Podemos hacer modificaciones, solo hay que hace click al botón derecho del mouse sobre la bando o cola y ahí aparecerá las opciones de vistas para modificar 

INDICADOR: nos indica cuando cuando esa locación esta ocupada o desocupada, funciona como un semáforo que cambia de color, dependiendo del estado de la locación.

POSICIONADOR: Sirve para visualizar a las entidades cuando llegan a una determinada locación. 

Opción BUILD ENTITIES 

Se refieren a los artículos que son procesados en el sistema. Éstos incluyen las materias primas, las piezas, las asambleas, las cargas, WIP, productos acabados, el etc. Las entidades del mismo tipo o de diversos tipos se pueden consolidar en una sola entidad, separar en entidades dos o más adicionales o convertir a unos o más nuevos tipos de la entidad. 

Opción BUILD -PATH NETWORKS

Son opcionales y definen las trayectorias posibles donde las entidades y los recursos pueden viajar al moverse a través del sistema. Las redes de la trayectoria consisten en los nodos conectados por segmentos de la trayectoria y se definen gráficamente con tecleos simples del ratón. Las redes múltiples de la trayectoria pueden ser definidas y uno o más recursos y/o entidades pueden compartir la misma red.

Opción BUILD -RESOURCES 

Un recurso puede ser una persona, una herramienta, un vehículo o cualquier otro objeto que pueden ser utilizados para el auxilio de entidades y/o locaciones. Los recursos pueden ser estáticos o asignados a una red de trayectorias para el movimiento dinámico. 

Opción BUILD -PROCESSING 

Define la secuencia de proceso y la lógica del flujo de entidades entre las locaciones de nuestro sistema. Los tiempos de la operación o del servicio en las locaciones, los requerimientos de recursos, relación de la entrada-salida o los requisitos del movimiento se pueden describir usando el elemento de proceso.

Opción BUILD ARRIVALS

 En este módulo se introduce toda la información referente a la forma de llegada de las entidades en nuestro sistema. 

Para la definición de una llegada, tiene un menú muy parecido a los que hemos estado viendo, lo diferente aquí es especificar el número de ocurrencias que va tener esa llegada, y con que frecuencia va a ser eso. Las otras ya básicamente las conocemos alrededor de este manual las hemos mencionado.

Opción BUILD  MORE ELEMENTS 

Proporcionan los elementos de modelación adicionales, usados en declaraciones y expresiones para definir lógica especial de la decisión y del funcionamiento en un modelo. Estos elementos incluyen variables, atributos, funciones, distribuciones definidas por el usuario, y costo. Hay varios tipos de elementos de la lógica que se puedan definir por el usuario.

Fuentes de información 

https://jrvargas.files.wordpress.com/2010/02/manual-promodel.pdf 

Introducción a PROMODEL

INTRODUCCIÓN A PROMODEL

Herramienta de simulación que funciona en computadoras personales en un ambiente Windows. Mediante una combinación ideal de facilidad de uso, flexibilidad y potencia, permite diseñar y analizar sistemas de producción y servicios de todo tipo y tamaño y modelar prácticamente toda situación, en forma casi real, mediante sus capacidades gráficas y de animación.

Promodel fue concebido como una herramienta para ingenieros y gerentes que desean lograr reducciones de costos, mejoras en la productividad e incrementar las ventajas estratégicas en la producción de bienes y servicios. En resumen, con la simulación se tiene la habilidad para determinar el uso de los recursos disponibles – personal, equipo e instalaciones – más eficiente y productivamente.

No se necesita que el ingeniero o modelador tenga una gran habilidad para programar. Mediante su interfase gráfica y el uso de pequeños modelos preconstruidos, permite modelar sistemas complejos de producción y servicios en forma fácil y rápida. Promodel por otra parte, se puede utilizar como un medio muy efectivo para probar y generar nuevas ideas de diseño y mejoramiento, antes de realizar las inversiones y/o modificaciones necesarias para construir o mejorar estos sistemas. En la misma forma sirve para identificar cuellos de botella, seleccionar la alternativa que ofrezcan la mejor relación beneficio-costo y hacer Análisis de Sensibilidad (¿Qué pasaría sí?).

 Como un simulador de eventos discretos, Promodel esta concebido para modelar sistemas de manufactura discreta (unidad por unidad), sin embargo, muchos sistemas de manufactura continua pueden ser modelados convirtiendo unidades a granel en unidades discretas tales como galones o barriles. Adicionalmente se puede adaptar fácilmente para modelar sistemas de servicios de salud (Centros de atención medica) o procesos financieros entre otros.

Algunas aplicaciones típicas de Promodel son las siguientes:

· Líneas de ensamble · Sistemas de manufactura flexible

· Producción por lotes

· Justo a tiempo (JAT) y Sistemas de producción KANBAN.

· Sistemas de colas. (Para servicios o manufactura tales como líneas de empaque).

· Optimización de la distribución en planta y el manejo de materiales.

Kolmogorov, Anderson y Chi-cuadrado

Prueba de Kolmogorov

Antes de realizar cualquier análisis estadístico se deben tener presentes las condiciones de aplicación del mismo. En casi todos los análisis estadísticos, la asunción de normalidad es un común denominador. De ahí que comencemos este apartado con la prueba estadística de Normalidad. Ésta se denomina prueba de Kolmogorov - Smirnov y se halla en el menú de Análisis, dentro de la opción de Pruebas no paramétricas y finalmente bajo el nombre abreviado de K-S de una muestra. El cuadro de diálogo nos permite seleccionar la variable a analizar y la ley de probabilidad que se propone como de la población de la que ha sido extraída la muestra. Es importante notar que a veces las asunciones se refieren a la Normalidad de las poblaciones que se comparan, por lo que esta prueba de K-S debe repetirse para cada una de las muestras a comparar.

Estadística Inferencial Tema 8: Estimación Tema 9: Contraste de Hipótesis Tema 10: Inferencia paramétrica Tema 11: Inferencia no paramétrica 1 Introducción 2 Pruebas de un grupo 2.1 Binomial 2.2 Kolmogorov 3 Dos o más grupos 4 Datos categóricos 2.2 Kolmogorov
La prueba de Kolmogorov es una prueba de bondad de ajuste, es decir, del grado en que la distribución observada difiere de otra distribución. Es una alternativa a la prueba Ji  Cuadrado de bondad de ajuste cuanto el número de datos es pequeño. La prueba no debe ser aplicada si hay muchos empates.  a) Supuestos. Los datos están medidos al menos a nivel ordinal.  b) Hipótesis Nula: No hay diferencias entre las distribuciones comparadas.
c) Estadístico de contraste: D (mayor diferencia entre las frecuencias relativas de las distribuciones).
d) Distribución del estadístico de contraste: Específico dependiendo de la distribución con que se compare la distribución observada.

Referencias:
http://www.uv.es/webgid/Inferencial/22_kolmogorov.html
http://e-stadistica.bio.ucm.es/web_spss/proc_ks.html

Prueba de Anderson

La prueba de Anderson-Darling es usada para probar si una muestra viene de una distribución especifica. Esta prueba es una modificación de la prueba de Kolmogorov- Smirnov donde se le da más peso a las colas de la distribución que la prueba de Kolmogorov-Smirnov.

En estadística, la prueba de Anderson-Darling es una prueba no paramétrica sobre si los datos de una muestra provienen de una distribución específica. La fórmula para el estadístico determina si los datos (observar que los datos se deben ordenar) vienen de una distribución con función acumulativa  F.

Donde:

n es el número de datos

f(x): es la función de distribución de probabilidad teórica

F_S(X): es la función de distribución empírica.

Para definir la regla de rechazo para esta prueba es necesario, también, obtener el estadístico ajustado para luego compararlo con los valores críticos de la tabla de Anderson- Darling

Una vez obtenido el estadístico ajustado, la regla de rechazo se realiza análogamente a la utilizada en la prueba de K-S.

El estadístico de la prueba se puede entonces comparar contra las distribuciones del estadístico de prueba (dependiendo que F se utiliza) para determinar el P- valor.

Referencia:
http://simulacionunilibre.blogspot.mx/p/prueba-anderson-darling.html

Prueba chi-cuadrado

Esta prueba puede utilizarse incluso con datos medibles en una escala nominal. La hipótesis nula de la prueba Chi-cuadrado postula una distribución de probabilidad totalmente especificada como el modelo matemático de la población que ha generado la muestra.

Para realizar este contraste se disponen los datos en una tabla de frecuencias. Para cada valor o intervalo de valores se indica la frecuencia absoluta observada o empírica (Oi). A continuación, y suponiendo que la hipótesis nula es cierta, se calculan para cada valor o intervalo de valores la frecuencia absoluta que cabría esperar o frecuencia esperada (Ei=n·pi , donde n es el tamaño de la muestra y pi la probabilidad del i-ésimo valor o intervalo de valores según la hipótesis nula). El estadístico de prueba se basa en las diferencias entre la Oi y Ei y se define como:

Este estadístico tiene una distribución Chi-cuadrado con k-1 grados de libertad si n es suficientemente grande, es decir, si todas las frecuencias esperadas son mayores que 5. En la práctica se tolera un máximo del 20% de frecuencias inferiores a 5.

Si existe concordancia perfecta entre las frecuencias observadas y las esperadas el estadístico tomará un valor igual a 0; por el contrario, si existe una gran discrepancias entre estas frecuencias el estadístico tomará un valor grande y, en consecuencia, se rechazará la hipótesis nula. Así pues, la región crítica estará situada en el extremo superior de la distribución Chi-cuadrado con k-1 grados de libertad.

Referencia:
http://www.ub.edu/aplica_infor/spss/cap5-2.htm

Kolmogorov y Anderson: 
https://onedrive.live.com/edit.aspx?cid=14cf2f771bcfa82b&page=view&resid=14CF2F771BCFA82B!217&parId=14CF2F771BCFA82B!214&app=Excel

Chi cuadrada: 
https://onedrive.live.com/edit.aspx?cid=14cf2f771bcfa82b&page=view&resid=14CF2F771BCFA82B!218&parId=14CF2F771BCFA82B!214&app=Excel 

Statfit:
https://onedrive.live.com/edit.aspx?cid=14cf2f771bcfa82b&page=view&resid=14CF2F771BCFA82B!219&parId=14CF2F771BCFA82B!214&app=Word

METODOLOGÍA DE UN ESTUDIO DE SIMULACIÓN

Etapas para realizar un estudio de simulación. 

Se ha escrito mucho acerca de los pasos necesarios para realizare un estudio de simulación. Sin embargo, la mayoría de los autores opinan que los pasos necesarios para llevar a cabo un experimento de simulación son:

Definición del sistema

Para tener una definición exacta del sistema que se desea simular, es necesario hacer primeramente un análisis preliminar de este, con el fin de determinar la interacción con otros sistemas, las restricciones del sistema, las variables que interactúan dentro del sistema y sus interrelaciones, las medidas de efectividad que se van a utilizar para definir y estudiar el sistema y los resultados que se esperan obtener del estudio.

Formulación del modelo

Una vez definidos con exactitud los resultados que se esperan obtener del estudio, se define y construye el modelo con el cual se obtendrán los resultados deseados. En la formulación del modelo es necesario definir todas las variables que forman parte de el, sus relaciones lógicas y los diagramas de flujo que describan en forma completa el modelo.

Colección de datos

Es importante que se definan con claridad y exactitud los datos que el modelo va a requerir para producir los resultados deseados.

Implementación del modelo con la computadora

Con el modelo definido, el siguiente paso es decidir si se utiliza algún lenguaje como el fortran,lisp,etc..., o se utiliza algun paquete como Vensim,Stella e iThink, GPSS,Simula,Simscript,Rockwell Arena, etc..., para procesarlo en la computadora y obtener los resultados deseados.

Validación

A través de esta etapa es posible detallar deficiencias en la formulación del modelo o en los datos alimentados al modelo. Las formas mas comunes de validar un modelo son:

• 1.       La opinion de expertos sobre los resultados de la simulación.
• 2.       La exactitud con que se predicen datos históricos.
• 3.       La exactitud en la predicción del futuro.
• 4.       La comprobación de falla del modelo de simulación al utilizar datos que hacen fallar al sistema real.
• 5.       La aceptación y confianza en el modelo de la persona que hará uso de los resultados que arroje el experimento de simulación.

Experimentación

Se realiza después de que el modelo haya sido validado, consiste en generar los datos deseados y en realizar un análisis de sensibilidad de los índices requeridos.

Interpretación

Se interpretan los resultados que arroja la simulación y con base a esto se toma una decisión. Es obvio que los resultados que se obtienen de un estudio de simulación ayuda a soportar decisiones del tipo semi-estructurado.

Documentación

Dos tipos de documentación son requeridos para hacer un mejor uso del modelo de simulación. La primera se refiere a la documentación del tipo técnico y la segunda se refiere al manual del usuario, con el cual se facilita la interacción y el uso del modelo desarrollado.

Fuente:

Coss, R. (1993), SIMULACIÓN UN ENFOQUE PRÁCTICO, Limusa, México.

Tipos de simulación de acuerdo a la naturaleza del modelo empleado, la simulación puede ser por:

•  Identidad: Es cuando el modelo es una réplica exacta del sistema en estudio. Es la que utilizan las empresas automotrices cuando realizan ensayos de choques de automóviles utilizando unidades reales.
• Cuasi-identidad: Se utiliza una versión ligeramente simplificada del sistema real. Por ejemplo, los entrenamientos militares que incluyen movilización de equipos y tropas pero no se lleva a cabo una batalla real.
• Laboratorio: Se utilizan modelos bajo las condiciones controladas de un laboratorio. Se pueden distinguir dos tipos de simulaciones:
• Juego operacional: Personas compiten entre ellas, ellas forman parte del modelo, la otra parte consiste en computadoras, maquinaria, etc. Es el caso de una simulación de negocios donde las computadoras se limitan a recolectar la información generada por cada participante y a presentarla en forma ordenada a cada uno de ellos.
• Hombre-Máquina: Se estudia la relación entre las personas y la máquina. Las personas también forman parte del modelo. La computadora no se limita a recolectar información, sino que también la genera. Un ejemplo de este tipo de simulación es el simulador de vuelo.

• Simulación por computadora: El modelo es completamente simbólico y está implementado en un lenguaje computacional. Las personas quedan excluidas del modelo. Un ejemplo es el simulador de un sistema de redes de comunicación donde la conducta de los usuarios está modelada en forma estadística. Este tipo de simulación a su vez puede ser:
•  Digital: Cuando se utiliza una computadora digital.
• Analógica: Cuando se utiliza una computadora analógica. En este grupo también se pueden incluir las simulaciones que utilizan modelos físicos.

Fuente:

Fishman G.S., 1978, “Conceptos y métodos en la simulación digital de eventos discretos”, Limusa, México.

Diagrama del proceso de un estudio de simulación

Fuente: 

Chase, R.B.; Jacobs, F. R.; Aquilano, N. J.  2009, “Administración de operaciones. Produccióin y cadena de suministros”. 12a Ed. México: McGrawHill

Objetivos de la simulación

Algunos objetivos de la simulación pueden ser:

• ·       Evaluación del comportamiento de determinado diseño del sistema en términos absolutos frente a determinados criterios específicos.
• ·       Comparación del comportamiento de diferentes diseños alternativos del sistema o comparación de diferentes políticas de operación o procedimientos.
• ·       Predicción del comportamiento del sistema bajo cierto conjunto de condiciones.
• ·       Análisis de la sensibilidad, es decir, entre arios factores cual es el que más afecta al comportamiento del sistema.
• ·       Optimización, esto es, el cálculo de los valores de determinados parámetros del modelo que producen que el sistema tenga la mejor respuesta (atendiendo a un determinado criterio)
• ·       Localización y análisis de los cuellos de botella. Consiste en descubrir la localización de los cuellos del sistema y evaluar respuestas para descongestionar alguno de ellos.