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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS (DENGE) CURSO ENGENHARIA DE PRODUÇÃO ALICE MONIQUE ARAÚJO ALBINO AYSLANN TÔDAYOCHY SIQUEIRA DE ANDRADE DANDARA RIBEIRO LOPES JOSY CAROLAYNE DE SOUZA BRITO A UTILIZAÇÃO DO SOFTWARE PROMODEL PARA A SIMULAÇÃO DO FUNCIONAMENTO DE UM SISTEMA DE FILAS EM UM PEQUENO SUPERMERCADO ANGICOS/RN 2022 1 ALICE MONIQUE ARAÚJO ALBINO AYSLANN TÔDAYOCHY SIQUEIRA DE ANDRADE DANDARA RIBEIRO LOPES JOSY CAROLAYNE DE SOUZA BRITO A UTILIZAÇÃO DO SOFTWARE PROMODEL PARA A SIMULAÇÃO DO FUNCIONAMENTO DE UM SISTEMA DE FILAS EM UM PEQUENO SUPERMERCADO Projeto apresentado à Universidade Federal Rural do Semi-Árido como requisito para obtenção da terceira nota da disciplina Modelagem Probabilística e Simulação de Sistemas de Produção. Professora: Rayane Cabral da Silva. ANGICOS 2022 2 RESUMO Tendo em vista a importância da utilização da Modelagem e Simulação de sistemas e processos para representar os cenários reais, este trabalho tem o objetivo de apresentar o estudo realizado no sistema de filas de dois caixas de um pequeno supermercado, por meio da análise da simulação realizada utilizando o software ProModel versão 2016. O método utilizado para alcançar tal objetivo foi a realização da coleta de dados das sucessivas chegadas nos caixas de atendimento, bem como a criação do modelo conceitual e a técnica IDEF – SIM. Em seguida, manipula-se os dados para a realização da simulação computacional no devido software para a representação do sistema de fila. Com base nas análises, observou-se que para que o local seja bem dimensionado de acordo com as demandas dos clientes, o modelo ideal seria o de fila única com um servidor, mudando dessa forma o cenário de dois caixas do pequeno supermercado. Palavras-chave: Modelagem e Simulação. ProModel. Sistema de Filas. 3 LISTA DE FIGURAS Figura 1 – Sistema de Filas......................................................................................................... 7 Figura 2 – Etapas de um Projeto de Simulação ........................................................................ 10 Figura 3 – IDEF- SIM no Word ............................................................................................... 11 Figura 4 – Cenário Simulado no ProModel .............................................................................. 13 Figura 5 – Relatório do ProModel ............................................................................................ 14 Figura 6 – Cenário Proposto pelo software ProModel ............................................................. 15 Figura 7 – Novo relatório do Cenário Simulado no Software ProModel ................................. 15 4 LISTA DE QUADROS Quadro 1 – Simbologia da Técnica IDEF-SIM .......................................................................... 8 5 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 6 2 REFERENCIAL TEÓRICO ............................................................................................ 7 2.1 Sistema de Filas ................................................................................................................... 7 2.2 Simulação ............................................................................................................................ 7 2.2.1 Software ProModel ............................................................................................................ 8 2.2.2 IDEF–SIM ......................................................................................................................... 8 3 METODOLOGIA ........................................................................................................... 10 4 ESTUDO DE CASO ........................................................................................................ 11 4.1 Definição do Problema ..................................................................................................... 11 4.2 Coleta de Dados ................................................................................................................ 11 4.3 Modelo Conceitual ............................................................................................................ 11 4.4 Modelo Computacional .................................................................................................... 12 5 ANÁLISES E RESULTADOS ....................................................................................... 14 6 CONSIDERAÇÕES FINAIS ......................................................................................... 16 REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 17 6 1 INTRODUÇÃO Segundo a Associação Brasileira de Supermercados (2022), o setor supermercadista obteve estabilidade operacional de acordo os anos anteriores. Em 2021, faturou 611 bilhões de reais, atendendo mais de 28 milhões de consumidores. Sendo um dos setores básicos da economia, os supermercados recebem inúmeros clientes por dia, quanto maior o consumo, mais lotado são os locais, assim cresce o nível de insatisfação com as filas de atendimento, devido ao incomodo que causa. Partindo desse pressuposto, os supermercados precisam organiza-se para que o nível de satisfação em relação ao atendimento possua maior eficiência. Para a criação de um projeto de simulação é necessário estruturar um esquema conceitual, contendo os principais passos do trabalho e como a simulação irá funcionar, além da descrição e simbologia utilizada. Em seguida, deve-se sistematizar o modelo computacional com a finalidade de tornar o processo de fácil entendimento (COUTINHO et al. 2019). Dessa forma, o objetivo deste trabalho é mostrar o estudo realizado no sistema de filas dos caixas de um pequeno supermercado por meio da análise da simulação realizada utilizando o software ProModel. Para atingir esse objetivo, tornou-se necessário verificar, com base na coleta de dados, as chegadas sucessivas nos caixas, e através da simulação propor alterações no sistema para que se comporte de forma eficiente. O trabalho está dividido em 5 seções. A seção 01 descreve a introdução, a seção 02 explana o referencial teórico que é composto pela explanação dos sistemas de filas, simulação, a definição do software ProModel e a técnica IDEF–SIM. A seção 03, apresenta a metodologia descrevendo as etapas necessárias para a realização do trabalho. Na seção 04, é apresentado o estudo de caso, finalizando com a seção 05, com as análises e resultados do trabalho. 7 2 REFERENCIAL TEÓRICO Este referencial teórico foi construído abordando primeiramente o conceito e as características dos sistemas de filas. Em seguida foram apresentados e descritos os principais processos de simulação, bem como a definição do software ProModel e em seguida a técnica IDEF–SIM. 2.1 Sistema de Filas Para Oliveira et al. (2017), a teoria de filas é um estudo probabilístico de modelos de processos e sistemas pelos quais é possível demonstrar as formações que resultam em espera. O mesmo apresenta as sucessivas chegadas e o atendimento ao cliente. As formações de filas ocorrem devido a procura pelo serviço ser maior quea capacidade de atendimento. As filas se caracterizam: (a) fonte de entrada, (b) chegada de clientes, (c) fila, (d) processo de atendimento e (e) e saída, como ilustrado na Figura 1 (MOREIRA, 2007). Figura 1 – Sistema de Filas Fonte: Autoria própria (2022) 2.2 Simulação A Simulação é uma técnica do campo da pesquisa operacional que auxilia na criação de espaços computacionais que simulam a realidade, com o objetivo de contribuir e melhorar a performance de sistemas (SILVA, 2005). A técnica mostra-se muito importante ao longo dos anos, principalmente para análises dos processos. A simulação deve seguir um modelo construtivo: 1. Uma definição do estado do sistema (por exemplo, o número de clientes em um sistema de filas). 2. Identificar os possíveis estados do sistema que podem ocorrer. 8 3. Identificar os possíveis eventos (por exemplo, chegadas e términos de atendimento em um sistema de filas) que mudariam o estado do sistema. 4. Uma provisão para um relógio simulado, localizado no mesmo endereço do programa de simulação, que vai registrar a passagem do tempo (simulado). 5. Um método para gerar eventos aleatoriamente de diversos tipos. 6. Uma fórmula para identificar as transições de estado que são geradas pelos diversos tipos de eventos (HILLIER; LIEBERMAN, 2006, p. 2). 2.2.1 Software ProModel O ProModel é um software de simulação que auxilia na tomada de decisões, baseada nas simulações de cenários reais em modelagem computacional, por meio de gráficos e tabulações presentes na ferramenta (BELGE). 2.2.2 IDEF–SIM Integrated Definition Methods – Simulation (IDEF – SIM), é uma técnica utilizada na simulação que auxilia no desenvolvimento de modelos computacionais. No Quadro 1, observamos os elementos e a simbologia. Quadro 1 – Simbologia da Técnica IDEF-SIM Fonte: Adaptado de Leal, Almeida e Montevechi (2008) 9 Ainda segundos os autores, a descrição dos elementos são: - Entidade: Itens a serem processados, que podem ser: pessoas, produtos, matéria- prima, entre outros; - Funções: Locais o qual a entidade será processada pelo sistema. Pode-se citar como funções: filas, esteiras para movimentação e postos de atendimento; - Fluxo da entidade: O que direciona a entidade dentro do modelo; - Recursos: Elementos utilizados para movimentação das entidades e execução das funções; - Controles: Regras utilizadas nas funções, como sequenciamento, regras de filas, programações, entre outros; - Regras para fluxos paralelos e/ou alternativos: Estas regras são chamadas de junções, na técnica IDEF3; - Movimentação: Deslocamento de entidade, onde contém informações que sejam relevantes ao modelo; - Informação explicativa: Utilizada para inserir uma explicação no modelo, para facilitar o entendimento; - Fluxo de entrada no sistema modelado: Onde a entrada é definida ou a criação das entidades dentro do modelo; - Ponto final do sistema: Define o final de um caminho dentro do fluxo modelado; - Conexão com outra figura: Utilizado quando o modelo se torna extenso e é necessário dividir em mais figuras (Adaptado de Leal, Almeida e Montevechi, 2008). 10 3 METODOLOGIA O estudo pode ser considerado de natureza aplicada, uma vez que seus resultados serão utilizados na solução de problemas existentes. O método utilizado é exploratório visto que se pretende permitir um conhecimento com os problemas com o intuito de torná-lo compreensível (TURRIONI; MELO, 2012). Segundo Montevechi et al. (2010), citado por Costa e Paiva (2018), a lógica de simulação inicia-se na etapa de criação do Modelo Conceitual, em seguida, o Modelo Computacional, para dessa forma simular o processo, como ilustrado na Figura 2. Figura 2 – Etapas de um Projeto de Simulação Fonte: Adaptado de Montevechi et al. (2010) 11 4 ESTUDO DE CASO 4.1 Definição do Problema Realizou-se a simulação de um sistema de atendimento em um pequeno supermercado, localizado no município de Alto do Rodrigues - RN, o qual possui duas atendentes e um local destinado para o empreendimento. Através de entrevistas realizadas com as atendentes, que também são as responsáveis pelo local, os clientes se deslocam em fila única, com ordem aleatória e sem ordem de prioridade. 4.2 Coleta de Dados Para a coleta de dados, cronometrou-se o tempo entre as sucessivas chegadas e o tempo de duração do atendimento dos caixas, durante 8 horas, no dia 02 de junho de 2022. Logo após, os dados foram calculados com a finalidade da obtenção do tempo médio de chegadas e atendimento. 4.3 Modelo Conceitual O modelo conceitual do da etapa do processo analisado neste trabalho, foi realizado com o auxílio da ferramenta IDEF-SIM, aplicado ao Word versão 2019. A Figura 3, mostra o processo desde a entrada, a passagem pela fila de chegada, atendimento que pode ser feito pela atendente disponível, e a saída. Figura 3 – IDEF- SIM no Word Fonte: Autoria própria (2022) 12 4.4 Modelo Computacional Para a criação do modelo computacional no Software ProModel, utilizou-se o passo a passo da técnica IDEF-SIM, para que dessa forma seguisse um processo: – Locais: construção onde os processos irão ocorrer, nesse caso serão representados pela fila de clientes e os caixas de atendimento. – Entidades: são como os locais irão se movimentar no processo, assim as entidades serão os clientes do pequeno supermercado que se deslocaram para pagar os produtos nos caixas. – Processo: é onde se constrói a lógica do processamento, contendo as informações reais através da modelagem da simulação. É possível criar o trajeto que as entidades irão percorrer. O caminho utilizado no trabalho inicia-se na fila de chegada dos clientes, o produto faz um caminho para o Caixa 1 e na operação possui a operação Wait1 5 min e Move for2 3 min, que quer dizer que ele vai esperar 5 minutos na fila, e ir para o caixa, essa movimentação foi de 3 minutos até ele sair, assim, seguindo a mesma lógica só que com tempos diferentes para o Caixa 2. – Chegadas: é responsável pela quantidade de entidades que o sistema possui ao longo do tempo e/ou frequência. Neste trabalho, na operação simulada foi posto uma quantidade de 12 clientes para uma frequência de 60 minutos, deixando as ocorrências como infinitas. Portanto, entende-se que a cada hora chegam 12 clientes ao pequeno estabelecimento. Com a construção do passo a passo no ProModel, modelou-se o sistema de filas do pequeno supermercado. Na Figura 4, observa-se o cenário atual simulado, no qual representa o sistema do pequeno supermercado, definindo-se sendo um modelo de fila única com dois servidores em paralelo. 1 Esperar 2 Mover para 13 Figura 4 – Cenário Simulado no ProModel Fonte: Autoria própria (2022) 14 5 ANÁLISES E RESULTADOS Com o relatório gerado a partir da simulação no ProModel, representado na Figura 5, observa-se que o tempo médio no sistema (tempo de atendimento de cada caixa) e tempo médio de operação (tempo de processamento do serviço) foram de quatro minutos, em virtude da lógica de processamento definida para a simulação de que assim que o produto chega ele é processado. O total de saídas/atendimento foi de 168 produtos/clientes para o turno de 8 horas. Observa-se também a ausência de gráfico de estados locais de capacidade única já que não foram dados adicionados à simulação, em razão de que os caixas possuem capacidade infinita nesta simulação. Em relação ao estado da entidade, simboliza-se que o produto vai estar sempre em operação por se tratar das sucessivas chegadas do produto. Figura 5 – Relatório do ProModel Fonte: Autoria própria(2022) Após a realização da simulação e os procedimentos da pesquisa, foi possível se chegar ao resultado neste momento do pequeno supermercado e de uma possível alternativa de melhoria para tal. Na análise das circunstâncias vai ser caracterizado por um modelo de fila única e seguindo atendimento único verificado no sistema. Considerando o cenário, o primeiro caixa passa mais tempo ocupado (já que a lógica foi definida para que ele seja o primeiro) que o segundo caixa, com isso, o segundo caixa passa mais tempo ocioso e não tem formação de fila, como ambos possuem taxa alta de ociosidade, dessa forma, não é necessário dois caixas no estabelecimento. 15 Na Figura 6, observa-se o cenário proposto simulado, no qual representa o sistema do pequeno supermercado, definindo-se sendo um modelo de fila única com apenas um servidor em paralelo. Figura 6 – Cenário Proposto pelo software ProModel Fonte: Autoria própria (2022) Já com a análise do relatório gerado a partir da simulação do novo cenário, observado na Figura 7, obtemos que com a retirada do Caixa 2, o tempo médio no sistema e o tempo médio de operação passam a ser de cinco minutos, devido a retirada do Caixa 1. O total de saídas/atendimento foi de 168 para 84 produtos/clientes para o turno de 8 horas (que permanece o mesmo). Figura 7 – Novo relatório do Cenário Simulado no Software ProModel Fonte: Autoria própria (2022) 16 6 CONSIDERAÇÕES FINAIS Neste trabalho buscou-se analisar o sistema de filas dos caixas de um pequeno supermercado no interior do Rio Grande do Norte, por meio da análise da simulação realizada utilizando o software ProModel. Sabendo que essa área supermercadista tem uma alta concorrência, então, por existir essa concorrência os comerciantes buscam formas para melhorar seus serviços e desempenho operacional e financeiro com o propósito de atender as necessidades dos clientes e satisfazê-los garantindo a permanência no mercado e a própria sobrevivência da empresa. A partir do estudo realizado utilizando o processo de simulação no software ProModel, sugere-se um modelo de fila única com um servidor como a melhor alternativa para o supermercado, mudando assim o seu cenário antigo de dois operadores, ou seja, seria necessário apenas um caixa passando a ser o único canal do cliente, dessa forma, não ficaria com significativo tempo ocioso e resultaria em uma economia de custos para a empresa. 17 REFERÊNCIAS ABRAS. Com mudança de conceito, a ABRAS passa a avaliar a eficiência operacional dos supermercados. 2022. Disponível em: https://www.abras.com.br/clipping/noticias-abras/110761/com-mudanca-de-conceito-a- abras-passa-a-avaliar-a-eficiencia-operacional-dos-supermercados. Acesso em: 04 jun. 2022. ABRAS. Ranking ABRAS 2022: Conheça as 25 maiores empresas do setor. 2022. Disponível em: https://www.abras.com.br/clipping/noticias-abras/110759/ranking-abras-2022-conheca-as-25-maiores-empresas- do-setor. Acesso em: 04 jun. 2022. BELGE, Consultoria. O Primeiro e único simulador do mercado em Português. Disponível em: https://www.belge.com.br/promodel.php. Acesso em: 05 jun. 2022. COUTINHO, M. R. et al. A Utilização do Software Promodel para a Simulação do Funcionamento de uma Clínica no Município de Abaetetuba-PA. In: Anais ... Encontro Nacional de Engenharia de Produção (ENEGEP), Santos (SP). 2019. Disponível em: https://abepro.org.br/publicacoes/index.asp?pesq=ok&ano=2019&area=&pchave=A+UTILIZA%C7%C3O+DO +SOFTWARE+PROMODEL+PARA+A+SIMULA%C7%C3O+DO+FUNCIONAMENTO+DE+UMA+CL%C DNICA+NO+MUNIC%CDPIO+DE+ABAETETUBA-PA&autor=. Acesso em: 03 de jun. de 2022. HILLIER, F. S.; LIERBERMAN, G. J. Introdução a Pesquisa Operacional. 8ª ed. McGraw-Hill, São Paulo: 2006. MENDONÇA, M. M. et al. Aplicação da Modelagem Conceitual IDEF-SIM ao Software de Modelagem Computacional Simul8: Um Caso Prático. In: Anais ... Encontro Nacional de Engenharia de Produção (ENEGEP), Salvador, (BH). 2013. 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