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SIMULAÇÃO DE SISTEMAS PRODUTIVOS Gabriela Fonseca Parreira Gregorio Terminologia básica utilizada em modelagem e simulação de sistemas Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Enumerar os termos usuais em modelagem e simulação de sistemas. Criar terminologia de modelagem e simulação de sistemas. Aplicar terminologia em modelagem e simulação de sistemas. Introdução Muitos dados são utilizados nos projetos de modelagem e simulação. Tais dados estão relacionados aos elementos que constituem o modelo. Alguns termos são utilizados com frequência para a denominação e a classificação desses elementos. Eles fazem parte do dia a dia dos analistas de simulação. Além disso, as ferramentas computacionais existentes são estruturadas considerando tais termos. Neste capítulo, você vai conhecer os termos mais utilizados em mo- delagem e simulação. Você também vai estudar as boas práticas relacio- nadas à criação de uma terminologia própria. Além disso, vai acompanhar a aplicação de termos em alguns exemplos. Termos usuais em modelagem e simulação Muitos termos são utilizados com frequência nos projetos de modelagem e simulação. Os recursos computacionais utilizados nas organizações podem tornar alguns termos mais usuais do que outros. No entanto, independentemente dos recursos adotados pela empresa, é comum o uso das terminologias apresentadas a seguir. As defi nições são apresentadas por Torga (2007), que se baseia no uso de determinado recurso computacional para a realização de experimentos. Entidades: são os itens a serem processados pelo sistema. No caso de um sistema produtivo, por exemplo, as entidades podem ser matéria- -prima, produtos, pallets, pessoas ou documentos. As entidades possuem ritmo definido, nível estatístico e podem ser divididas ou agrupadas ao longo do processo de produção. Por meio de um caminho ou rede de trabalho, elas se deslocam de um local a outro. Atributos: são definidos juntamente às entidades e aos locais específicos e apresentam informações sobre eles. Por meio de atributos, é possível diferenciar elementos de uma mesma entidade. Os atributos podem conter valores reais ou inteiros. Variáveis: são utilizadas para representar valores numéricos e estabe- lecer funções. Elas podem ser globais ou locais. As variáveis globais são úteis para representar valores numéricos modificáveis e podem ser referenciadas em qualquer parte de um modelo. As variáveis locais só estabelecem funções na parte lógica em que são declaradas, ou seja, em parte do sistema representado. Recursos: são os meios adotados para executar operações, transportar as entidades, realizar manutenção nos locais, entre outras atividades. Um sistema pode ser constituído de um ou mais recursos. Podem ser recursos humanos ou equipamentos. Locais: são os pontos do sistema em que os processos são operaciona- lizados. Representam: estações de trabalho, buffers, filas, entre outros. Nos locais, pode ser importante estabelecer: capacidade, unidades, setups e regras de chegada e saída das entidades. Chegadas: estabelecem a entrada das entidades no sistema modelado. Podem ser definidas por meio de quantidade, frequência, lógica de chegada e períodos. Caminhos: são os percursos ou redes de trabalho por meio dos quais as entidades são movimentadas. Processamento: inclui as operações pelas quais as entidades passam em cada local. Pode ser importante estabelecer o tempo de processamento em cada local de forma probabilística. Embora alguns termos coincidam, Bateman et al. (2013 apud NASCI- MENTO et al., 2016) apresentam outros conceitos que todo analista deve conhecer para compreender o processo de modelagem e simulação. Veja a seguir. Terminologia básica utilizada em modelagem e simulação de sistemas2 Entidade: são as pessoas, equipamentos, métodos, peças e pedidos que integram o modelo de simulação. Sistema: é o conjunto de entidades que interagem entre si e com o ambiente, com determinado objetivo ou propósito. Estado do sistema: é o conjunto de variáveis determinísticas e proba- bilísticas capaz de descrever o sistema em determinado momento, por meio de informações. Eventos: são ações que incidem sobre o sistema. O evento pode ser classificado como discreto ou contínuo. O primeiro acontece em de- terminado momento, enquanto o segundo não cessa. Modelos determinísticos: não possuem variável aleatória como parâ- metro. Um sinal de entrada sempre gera um sinal de saída. Modelos probabilísticos: possuem, pelo menos, uma variável aleatória como parâmetro. Assim, o sinal de saída também será dado de forma aleatória. Rodada: execução ou experimentação do modelo de simulação por determinado período de tempo. Segundo Banks et al. (1996 apud SAKURADA; MIYAKE, 2003), a cons- trução de um modelo de simulação envolve o conhecimento dos termos e conceitos listados a seguir. Elementos de modelagem: componentes ou objetos que precisam ser explicitamente representados no modelo de simulação. Atributos: propriedades das entidades. Filas: conjuntos de entidades, ordenadas de acordo com algum critério. Eventos: ações que alteram o estado do sistema. Atividades: durações de tempo determinado. Movimentações: circulações dos recursos e entidades no sistema. Em síntese, o sistema é composto por um conjunto de entidades que se inter-relacionam. Essas entidades são caracterizadas por meio de atributos que designam propriedades a elas e permitem diferenciá-las. As entidades percorrem caminhos no sistema e passam por processamentos ou eventos. Para a execução dos processamentos, são necessários recursos, que estão em determinados locais. Na Figura 1, você pode ver os principais termos adotados em projetos de modelagem e simulação. 3Terminologia básica utilizada em modelagem e simulação de sistemas Figura 1. Termos utilizados em modelagem e simulação. Criação da terminologia Por meio de vários softwares de simulação, as empresas têm à sua dispo- sição um conjunto de objetos predefi nidos que facilita o desenvolvimento do modelo. Assim, ao utilizar as ferramentas computacionais, as empresas vão defi nindo os elementos necessários para a construção dos modelos e as alterações dos cenários. Cada projeto, de acordo com as suas necessidades, utiliza elementos dis- tintos. Cabe à empresa selecionar os mais adequados. Geralmente, o modelo é construído em uma superfície ou plano de simulação. A partir de uma biblioteca disponível, os objetos (como entidades, recursos, interações, caminhos, entre outros) podem ser criados, definidos e representados. Ao se criar qualquer elemento em um sistema de simulação, é importante adotar uma lógica. Assim, em um momento posterior, o elemento criado vai Terminologia básica utilizada em modelagem e simulação de sistemas4 poder ser identificado e utilizado pelos analistas. No entanto, não existe uma lógica predeterminada. As empresas precisam criar, divulgar e padronizar os critérios a serem adotados. Assim, ao criar elementos, é necessário se ater ao seguinte: o nome dos elementos, entidades e atributos devem ter significado; os elementos precisam ser gerenciados para que não sejam duplicados desnecessariamente; os elementos devem ser claros; o layout e as interações do sistema devem representar a realidade e permitir que os envolvidos os compreendam facilmente; os envolvidos precisam conseguir fazer as alterações necessárias, testes e experimentações, ou seja, a linguagem precisa ser clara para todos, sem redundâncias ou fatores implícitos. A cada novo evento ou alterações no cenário, resultados são gerados. Muitas vezes, para um mesmo modelo, inúmeros testes e experimentos são feitos e vários resultados surgem. Ainda, numa mesma organização, vários sistemas são modelados e simulados. Além da preocupação com a criação e o armazenamento dos elementos, existe uma apreensãoquanto à organização das informações, modelos e resultados gerados. Afinal, eles precisam estar disponíveis para utilização e consulta sempre que for necessário. Segundo Rondinelli e Abreu (2015), uma preocupação refere-se à organi- zação e à nomeação dos arquivos apropriadamente. Para tanto, é necessário: ser sucinto, ou seja, evitar nomes de arquivos longos e uma estrutura complexa de pastas; desenvolver um padrão para atribuir nome aos arquivos e criar nomes que possuam significados claros para toda a equipe; evitar caracteres distintos, como números, símbolos, entre outros; utilizar padrão “aaaammdd” para apresentar datas, de modo que os arquivos possam ser apresentados por ordem cronológica; sempre eliminar aquilo que não é importante. Não existe uma solução única para toda organização. Embora não existam regras, algumas boas práticas podem apresentar caminhos adequados para a criação e o armazenamento dos arquivos. A orientação é de que as empresas 5Terminologia básica utilizada em modelagem e simulação de sistemas definam critérios próprios, porém padronizados, para identificar e armazenar os arquivos gerados. Assim, quando os critérios são disseminados para todas as equipes, qualquer colaborador que tenha acesso a eles é capaz de identificar os arquivos necessários. A criação de uma terminologia própria deve considerar alguns fatores, como você pode ver a seguir. Estabelecimento de um local específico para o armazenamento dos arquivos. Criação de pastas e subpastas por meio de critérios preestabelecidos. Um exemplo é a criação de uma pasta para cada sistema a ser modelado e simulado e a criação de subpastas de acordo com os problemas a serem analisados. Outra opção é criar uma pasta para cada cliente e subpastas de acordo com o sistema modelado e simulado. Nomeação dos arquivos de forma significativa e padronizada dentro das subpastas. Nomear o arquivo de forma significativa implica atribuir a ele um nome de fácil entendimento e que designe, de forma geral, o seu conteúdo. Dentro de uma mesma subpasta, devem existir critérios que diferenciem um arquivo do outro. Em casos de modelagem e simulação, os critérios podem ser: datas de experimentação, eventos, identificação do cenário, entre outros. As orientações listadas a seguir podem auxiliar você no processo de criação e armazenamento de arquivos. Salvar os arquivos em locais específicos. A organização em pastas e subpastas pode ser importante, mas o excesso delas pode dificultar o acesso. Escolher bem o nome. Devem existir regras para cada palavra do nome. O nome deve expressar o conteúdo do arquivo. Controlar a versão do arquivo por meio de dígitos de controle. Na Figura 2, você pode ver as principais orientações relacionadas à cria- ção e ao armazenamento dos arquivos gerados nos projetos de modelagem e simulação. Terminologia básica utilizada em modelagem e simulação de sistemas6 Figura 2. Boas práticas em relação à criação de elementos e arquivos. Aplicação da terminologia A identifi cação dos elementos que compõem o sistema de simulação é a base para o desenvolvimento do modelo computacional. A seguir, você vai ver dois exemplos de aplicação da terminologia em sistemas distintos. Aplicação da terminologia em um lava a jato Considere que aos sábados, no lava a jato Mania, clientes são dispensados, pois não é possível atender a toda a demanda. Hoje, o lava a jato possui quatro lavadores, em box individual, com seus respectivos instrumentos de trabalho, que são: uma máquina de jatos de água e outros instrumentos, como esponja, baldes, panos, etc. 7Terminologia básica utilizada em modelagem e simulação de sistemas Cada lavador lava o carro do início ao fim por meio das seguintes opera- ções: ensaboar o carro, enxaguar o carro e encerar o carro. Quando chegam, os carros são identificados por meio de uma senha. O lava a jato possui, em média, 10 carros aguardando em fila por ordem de chegada. O tempo médio para lavar um carro é de 47 minutos. O responsável pelo lava a jato está pensando em instalar mais um box com todos os recursos necessários e contratar mais um lavador. Para tanto, ele solicitou que um sistema fosse modelado e simulado a fim de avaliar os resultados. A seguir, veja a aplicação das terminologias de simulação ao caso do lava a jato. Entidades: carros. Recursos: quatro lavadores, máquinas de jato de água e outros instru- mentos, como esponja, baldes, panos. Processamento: ensaboar, enxaguar e encerar o carro. Fila: 10 carros ordenados de acordo com a chegada. Atividade: tempo de 47 minutos para lavar cada carro. Atributos: senha de identificação do carro. Aplicação da terminologia em uma indústria Considere uma gráfi ca produtora de caixas de papelão. As operações do processo são: formação da folha, secagem, formação da chapa, montagem da caixa e impressão. Cada caixa de papelão recebe um código composto de uma letra e números que indicam a sua largura, o seu comprimento e o seu tamanho. Além da mão de obra, são utilizados cilindros, impressoras e uma máquina denominada corrugadora. A seguir, veja o tempo médio de cada operação. Formação da folha: 1 unidade de tempo. Secagem: 1,5 unidade de tempo. Formação da chapa: 2 unidades de tempo. Montagem da caixa e impressão: 3,3 unidades de tempo. Terminologia básica utilizada em modelagem e simulação de sistemas8 Atualmente, existem 100 chapas aguardando a montagem e a impressão. O gestor do processo pretende trocar a impressora por uma com menor tempo de operação para que a montagem da caixa e a impressão gastem, no máximo, 2 unidades de tempo. A seguir, veja a aplicação das terminologias de simulação ao caso da gráfica. Entidades: pasta mecânica, folhas de papel e caixas de papelão. Recursos: mão de obra, cilindros, impressora e corrugadora. Processamento: formação da folha, formação da chapa, montagem da caixa e impressão. Fila: 100 caixas aguardando em processo para serem montadas e impressas. Atividade: ■ 1 unidade de tempo para a formação da folha; ■ 1,5 unidade de tempo para a secagem; ■ 2 unidades de tempo para a formação da chapa; ■ 3,3 unidades de tempo para a montagem da caixa e a impressão. Atributos: código composto de uma letra e números que indicam largura, comprimento e tamanho. Evento: troca de impressora por uma com menor tempo de operação. NASCIMENTO, L. et al. O uso da simulação como ferramenta de apoio à decisão em um restaurante universitário. In: ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO, 36., 2016, João Pessoa. Anais [...]. João Pessoa: [s. n.], 2016. RONDINELLI, R. C.; ABREU, J. P. L. Orientações práticas para a gestão do seu arquivo pessoal digital. Rio de Janeiro: Fundação Casa de Rui Barbosa, 2015. SAKURADA, N.; MIYAKE, D. Estudo comparativo de softwares de simulação de eventos discretos aplicados na modelagem de um exemplo de Loja de Serviços. In: ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO, 23., 2003, Ouro Preto. Anais [...]. Ouro Preto: [s. n.], 2003. TORGA, B. L. M. Modelagem, simulação e otimização em sistemas puxados de manufatura. 2007. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2007. 9Terminologia básica utilizada em modelagem e simulação de sistemas lgoncalves Substituir lgoncalves Substituir — [travessão]
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