Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Introdução à Simulação com ARENA ® Copyright Paragon Tecnologia Arena é copyright da Rockwell Software/EUA. Windows, Office, Word, Excel e Powerpoint são copyrights da Microsoft/EUA. Rua Clodomiro Amazonas, 1435 5oandar - Itaim – São Paulo – SP – CEP 04537-012 Fone: (11) 3849-8757 – Fax: (11) 3845-4967 E-mail: paragon@paragon.com.br Site : www.paragon.com.br 2 1 - INTRODUÇÃO À SIMULAÇÃO CM ARENA CONHEÇA OS OUTROS CURSOS DE ARENA OFERECIDOS PELA PARAGON NA PÁGINA 203. INTRODUCÃO A SIMULAÇÃO COM ARENA 3 SUMÁRIO Introdução à Simulação ______________________________________ 6 Simulação_______________________________________________________ 7 O que é Simulação ? ______________________________________________ 7 Como Simular___________________________________________________ 10 Valores Médios versus Curvas de Comportamento______________________ 12 Dados de Entrada________________________________________________ 15 Distribuições Estatísticas __________________________________________ 21 O Software ARENA® _____________________________________________ 26 Barras de ferramenta do ARENA____________________________________ 29 Modelagem através de fluxogramas _________________________________ 33 Workshop ______________________________________________________ 35 As Ferramentas Básicas _____________________________________ 37 Os elementos de modelagem do ARENA _____________________________ 38 Recursos e Entidades ____________________________________________ 39 O Template Basic Process_________________________________________ 40 Trabalhando com Múltiplas Entidades ________________________________ 44 Os módulos de fluxograma RECORD e ASSIGN _______________________ 46 Tempo de Simulação e Parâmetros__________________________________ 50 Configuração da Coleta de Estatísticas _______________________________ 51 Exemplo de Aplicação I ___________________________________________ 52 Lógica do Exemplo I______________________________________________ 53 Interpretando os Resultados _______________________________________ 60 Exemplo de Aplicação II ___________________________________________ 63 Lógica do Exemplo II _____________________________________________ 64 Workshop ______________________________________________________ 75 4 1 - INTRODUÇÃO À SIMULAÇÃO CM ARENA Animação de Modelos _______________________________________ 77 A Importância da Animação ________________________________________ 78 Animação de Parâmetros do Sistema ________________________________ 79 Visualização do modelo – Menu de telas ______________________________ 81 Desenhos Estáticos: Cenário e Documentação _________________________ 84 Alteração de Cores _______________________________________________ 87 Animação de Filas, Recursos e Entidades _____________________________ 88 Exemplo de Aplicação ____________________________________________ 91 Workshop______________________________________________________ 95 Workshop ______________________________________________________ 96 Variáveis e Atributos ________________________________________ 97 Variáveis e Atributos______________________________________________ 98 Definição das variáveis e atributos ___________________________________ 99 Manipulação das variáveis e atributos _______________________________ 100 Exemplo de Aplicação ___________________________________________ 100 Exemplo de Aplicação ___________________________________________ 101 Lógica do Exemplo ______________________________________________ 102 Workshop _____________________________________________________ 115 Uso de Recursos: SEIZE,DELAY, RELEASE ____________________ 116 Ocupação de Recursos __________________________________________ 116 SEIZE – DELAY - RELEASE ______________________________________ 117 Exemplo de Aplicação ___________________________________________ 122 Lógica do Exemplo ______________________________________________ 123 Workshop _____________________________________________________ 135 INTRODUCÃO A SIMULAÇÃO COM ARENA 5 Movimentação: Rotas,______________________________________ 136 Movimentação de Entidades ______________________________________ 136 O Conceito de STATIONS ________________________________________ 137 Rotas: O módulo ROUTE_________________________________________ 140 Esteiras_______________________________________________________ 141 Transportadores ________________________________________________ 147 Workshop _____________________________________________________ 179 Anexo I - Biblioteca de SMARTS _____________________________ 180 Anexo II - Orientações para suporte técnico____________________ 184 Anexo III – Optquest _______________________________________ 185 Anexo IV – Treinamentos Paragon____________________________ 192 6 1 - INTRODUÇÃO À SIMULAÇÃO CM ARENA CAPÍTULO 1 Introdução à Simulação com ARENA INTRODUCÃO A SIMULAÇÃO COM ARENA 7 Simulação “Simulação é uma das mais poderosas ferramentas de análise disponíveis para os responsáveis por projeto e operação de processos complexos ou sistemas. Em um mundo de crescente competitividade, simulação se tornou uma ferramenta muito poderosa para planejamento, projeto e controle de sistemas. Não mais renegado ao posto de “último recurso”, hoje ela é vista como uma metodologia indispensável de solução de problemas para engenheiros, projetistas e gerentes.“ C. Dennis Pegden “Introduction to Simulation Using SIMAN” Definição “[simulas’äw] s.f. Ato ou efeito de Simular. Experiência ou ensaio realizado com o auxílio de modelos.” O que é Simulação ? Simulação é a técnica de estudar o comportamento e reações de um determinado sistema através de modelos, que imitam na totalidade ou em parte as propriedades e comportamentos deste sistema em uma escala menor, permitindo sua manipulação e estudo detalhado. Um bom exemplo de simulação é aquele usado na indústria aeronáutica, onde a aerodinâmica dos aviões em projeto é testada em túneis de vento através de pequenas maquetes que apresentam o mesmo formato do avião, ou seja, é o “modelo” do avião real. Esta técnica é aplicada, pois seria completamente inviável construir todo o avião e tentar fazê-lo voar com pilotos de prova. A perda de vidas e investimentos seriam enormes e certamente nossos aviões não seriam como hoje os conhecemos se não fosse usada a simulação. 8 1 - INTRODUÇÃO À SIMULAÇÃO CM ARENA A evolução vertiginosa da informática nos últimos anos tornou o computador um importante aliado da simulação. A simulação por computador é usada nas mais diversas áreas, citando como exemplos as análises de previsão meteorológica, treinamento de estratégia para militares e pilotagem de veículos ou aviões. Até mesmo o estudo aerodinâmico, antes feito por maquetes, pode ser realizado agora pelo computador. Isso é possível pois o computador é alimentado com as propriedades e características do sistema real, criando um ambiente “virtual”, que é usado para testar as teorias desejadas. O computador efetua os cálculos necessários para a interação doambiente virtual com o objeto em estudo e apresenta os resultados do experimento no formato desejado pelo analista. Uma das áreas da simulação por computador é justamente a simulação de processos por computador, categoria na qual se enquadra o ARENA. Por “processos”, entende-se uma situação onde elementos estáticos, formando um ambiente bem definido com suas regras e propriedades, interage com elementos dinâmicos, que fluem dentro deste ambiente. Por exemplo: em uma linha de produção, constituída por máquinas e operadores (elementos estáticos) passam as peças ou matéria-prima (elementos dinâmicos). O resultado desta interação é o produto vendido pela empresa. Esta situação pode ser simulada dentro do ARENA, que irá fornecer como resultados, estatísticas detalhadas de qualquer aspecto sobre o sistema que for desejado pelo operador. Assim, a simulação de processos permite que se faça uma análise do sistema em questão sem a necessidade de interferir no mesmo. Todas as mudanças e conseqüências, por mais profundas que sejam, ocorrerão apenas com o modelo computacional e não com o sistema real. INTRODUCÃO A SIMULAÇÃO COM ARENA 9 Trata-se de um estudo de baixo custo, visto que todo o trabalho de implementação é testado no computador, permitindo ainda o teste de inúmeros cenários e alternativas de solução para o sistema em estudo. A técnica de simulação computacional de sistemas em seus primórdios era extremamente complicada, devido à necessidade do modelamento matemático dos sistemas e a implementação de algoritmos em linguagens de programação. Com o surgimento de linguagens orientadas à simulação na década de 50, tornou-se mais fácil a modelagem de sistemas. Com o passar dos anos estas linguagens foram se desenvolvendo e outras ferramentas foram adicionadas às linguagens de simulação, de modo à torná-las uma das ferramentas mais poderosas para o projeto de sistemas. O ARENA é o mais novo passo evolutivo da Simulação, um ambiente englobando lógica e animação com ferramentas poderosas de análise estatística, além de toda potencialidade do ambiente Windows 98 / NT /2000 / XP. 10 1 - INTRODUÇÃO À SIMULAÇÃO CM ARENA Como Simular Em uma simulação, é construído um modelo lógico-matemático que representa a dinâmica do sistema em estudo. Este modelo normalmente incorpora valores para tempos, distâncias, recursos disponíveis, etc.. No ARENA, esta modelagem é feita visualmente com objetos orientados à simulação e com o auxílio do mouse, não necessitando serem digitados comandos na lógica (programação). Ao modelo são anexados dados sobre o sistema. Neste ponto a simulação se diferencia, pois não são utilizados valores médios para os parâmetros no modelo, e sim distribuições estatísticas geradas a partir de uma coleção de dados sobre o parâmetro a ser inserido. Somando-se os dados e o modelo lógico-matemático, teremos uma representação do sistema no computador. Com esse sistema podemos realizar vários testes e coletar dados de resultados que irão mostrar o comportamento do sistema bem próximos do real. De forma sucinta, estes são os passos de uma simulação, na maioria dos casos: 1. É realizado um estudo sobre o comportamento do sistema a ser simulado, coletando-se as informações de tempo necessárias; 2. O modelo é construído no ARENA e alimentado com os tempos coletados na etapa anterior; 3. O ARENA é acionado para fazer funcionar o modelo e gerar resultados sobre o seu comportamento; 4. Estes resultados são analisados e, baseado nas conclusões, novas mudanças são feitas no modelo para aperfeiçoar o processo. 5. Neste ponto, retorna-se para a etapa 3, gerando novos resultados. Este ciclo se repete até que o modelo se comporte de forma INTRODUCÃO A SIMULAÇÃO COM ARENA 11 satisfatória. Como se trata de uma réplica fiel do sistema original, os resultados obtidos pelo modelo serão válidos também para o sistema. Existe uma máxima em simulação: “Quanto melhores os dados e a modelagem do sistema, melhores serão os resultados obtidos.” Lembre- se, o inverso também é verdadeiro! 12 1 - INTRODUÇÃO À SIMULAÇÃO CM ARENA Valores Médios versus Curvas de Comportamento Na abordagem tradicional, as análises de dimensionamento geralmente confiam em valores de tempos médios, obtidos através de várias cronometragens de uma determinada operação. Os valores obtidos são, então, divididos pelo número de tomadas de tempo, resultando no “tempo médio” daquela operação. Os avaliadores confiam neste valor como suficientemente representativo para a análise, que é feita da seguinte maneira: No entanto, esta é uma expectativa errônea, pois a situação real, na verdade, possui uma variação. Esta variação, mesmo pequena, pode induzir a erros graves na análise. A simulação de processos faz a análise considerando esta variação através de curvas estatísticas de comportamento, que são geradas pelos mesmos valores coletados da forma descrita anteriormente. Esta seria a interpretação dos valores realizada por um modelo de simulação: Como exemplo, faremos uma análise da seguinte situação: O departamento de engenharia de uma empresa fabricante de computadores precisa dimensionar um posto de trabalho, parte da linha de montagem de micros, onde o operador recebe o computador, e sua tarefa é conectar os fios da fonte de alimentação aos respectivos componentes internos. A operação toda foi cronometrada várias vezes, resultando um tempo médio de 1 minuto. Baseando-se nesta informação, o restante da linha também foi dimensionado de forma a chegar 1 computador por minuto neste posto de trabalho. Assim o INTRODUCÃO A SIMULAÇÃO COM ARENA 13 operador será capaz de cumprir sua tarefa normalmente sem que ocorra acúmulo de trabalho, já que o espaço para acúmulo também é limitado. O resultado deste estudo na forma tradicional (usaremos um modelo de simulação do ARENA como exemplo) seria o seguinte: Simulando 100 minutos com estes valores, constatamos que o operador foi capaz de conectar os cabos em 100 unidades de computadores e não houve formação de fila no seu posto de trabalho, ou seja, conclui-se que o posto está corretamente dimensionado. No entanto, realizando-se o mesmo estudo levando em conta a variação de cada processo, temos os seguintes dados: o intervalo entre chegadas de computadores no posto de trabalho varia segundo uma curva estatística exponencial de média 1, e o operador realiza seu trabalho segundo uma curva normal de média 1 e desvio padrão de 0,5. O modelo em ARENA desta nova situação é mostrado abaixo: A simulação deste modelo por 100 minutos mostra que o operador conectou os cabos de 88 computadores, e houve formação de fila em seu posto de trabalho em vários momentos, terminando com 3 unidades à espera da operação. 14 1 - INTRODUÇÃO À SIMULAÇÃO CM ARENA Se esta situação se repetir para todo o resto da fábrica, a empresa estará realizando prejuízo devido à produção inferior ao previsto, ao mesmo tempo que o capital de giro necessário para manter a produção será muito maior do que o calculado. Supondo-se que cada unidade de micro neste estágio da fabricação tenha um valor de US$ 550,00 , as três unidades acumuladas neste posto de trabalho já totalizam US$ 1.650,00 em estoque intermediário, a se somar aos acúmulos de outros postos. Este exemplo demonstra o quão importante é o estudo davariação dos tempos no dimensionamento da produção. O ARENA considera a variação em suas simulações e possui uma ferramenta específica para auxiliar na determinação das curvas de comportamento. Esta ferramenta é o INPUT ANALYZER, explicado em detalhes na seção seguinte. INTRODUCÃO A SIMULAÇÃO COM ARENA 15 Dados de Entrada Em um modelo de simulação, são inseridos dados para que ele represente com precisão o sistema em estudo. Alguns dados tem valores bem determinados, como por exemplo, distâncias, número de máquinas disponíveis e outras. Porém existem aqueles que são indeterminados, normalmente os que envolvem tempo, pois os processos não são exatos, podendo ter variações em torno de um valor médio. Este valor médio, normalmente, é utilizado em simulações estáticas e folhas de processo. Porém, em uma situação dinâmica temos a possibilidade de inserir esta variação no modelo, através de distribuições estatísticas. Estas distribuições são determinadas através da coleta de dados do evento de interesse, estes dados são agrupados por classes em um histograma, e então uma distribuição estatística é adequada a esse histograma. O ARENA possui a ferramenta Input Analyzer, que em segundos faz tudo automaticamente para você. O Input Analyzer tem várias opções para tratamento dos dados de entrada. Vamos descrever um procedimento para um tratamento simples dos dados e depois mostrar as principais distribuições estatísticas e características. 16 1 - INTRODUÇÃO À SIMULAÇÃO CM ARENA Iniciando o Input Analyzer No botão Iniciar do Windows, inicie o Input Analyzer na sub-pasta ROCKWELL SOFTWARE. No Input Analyzer, escolha o menu File (Arquivo), New (Novo): Uma janela será aberta e agora devem ser inseridos os dados. Você pode gerar dados segundo alguma distribuição estatística, ou pode carregar dados reais tabelados em um arquivo qualquer. INTRODUCÃO A SIMULAÇÃO COM ARENA 17 Vamos abrir o arquivo “Dados Exemplo.DST”. 18 1 - INTRODUÇÃO À SIMULAÇÃO CM ARENA Automaticamente, o Input Analyzer lerá os dados e montará o histograma: Agora basta adequar uma distribuição a estes dados, você pode testar distribuição por distribuição, porém a opção do Fit All (Ajustar Todas) do Menu Fit (Ajustar) irá ajustar todas as distribuições, e mostrará a melhor: INTRODUCÃO A SIMULAÇÃO COM ARENA 19 Resultados do Teste Estatístico Melhor Curva Ajustada 20 1 - INTRODUÇÃO À SIMULAÇÃO CM ARENA O Input Analyzer também gera a lista em ordem por melhor ajuste, através da opção de menu Window (Janela) - Fit All Sumary (Relatório de Ajustes): Você pode alterar parâmetros para estas distribuições e para o histograma. Quando você chegar a um valor adequado, você pode copiar a expressão obtida para seu modelo ARENA, através da opção do Menu Edit (Editar) - Copy EXPRESSION (Copiar Expressão) e colar no local desejado dentro do modelo ARENA. Melhor Curva Ajustada INTRODUCÃO A SIMULAÇÃO COM ARENA 21 Em simulação, são conhecidos alguns tipos de comportamentos que geralmente obedecem alguma distribuição, a seguir temos as principais distribuições e seus usos mais comuns. Distribuições Estatísticas Normal A distribuição Normal, tratada anteriormente em particular, descreve fenômenos regidos por variáveis aleatórias que possuem variação simétrica acima e abaixo da média. Muito utilizada em tempos de processo como tempos de máquina. Sua mais importante contribuição é o fato de que os possíveis valores de uma variável aleatória, que são resultantes da soma ou da média, de um grande número de outras variáveis aleatórias, resulta em uma curva cuja forma pode ser aproximada por uma Normal. 22 1 - INTRODUÇÃO À SIMULAÇÃO CM ARENA Beta Devido a sua capacidade de se adequar a várias formas (vide figura), esta distribuição é usada como uma aproximação, quando houver ausência de dados. Uniforme A distribuição Uniforme especifica que cada valor entre um mínimo e um máximo especificado, tenham igual probabilidade de acontecer. Costuma-se utilizar esta distribuição quando pouco ou quase nada se sabe a respeito do comportamento da variável aleatória que estamos tratando, a exceção de seus pontos extremos. INTRODUCÃO A SIMULAÇÃO COM ARENA 23 Triangular A distribuição triangular não é identificada com nenhum tipo de operação específica, mas é útil quando se deseja uma primeira aproximação na falta de dados mais específicos. Além dos valores mínimo e máximo característicos da distribuição uniforme, o conhecimento de um valor mais provável, valor modal, permite o uso desta distribuição, no lugar da uniforme. É muito utilizada quando não existem dados suficiente e é necessária uma estimativa. Exponencial A distribuição exponencial é uma das mais utilizadas em modelos de simulação. No entanto possui uma grande variabilidade. O principal uso é na modelagem de períodos de tempos entre dois acontecimentos (eventos) quaisquer, como por exemplo: tempos entre chegadas de entidades em um sistema, tempos entre falhas, tempo de atendimento à clientes, etc. 24 1 - INTRODUÇÃO À SIMULAÇÃO CM ARENA Erlang Utilizada na simulação de alguns tipos de processos, muitas vezes em situações em que uma entidade entra em uma estação para ser servida, seqüencialmente, por uma série de postos. Gamma Esta função costuma ser aplicada para representar tempo de completar alguma tarefa (tempos de reparos, por exemplo). INTRODUCÃO A SIMULAÇÃO COM ARENA 25 Log Normal A distribuição Log-Normal é empregada em situações onde a quantidade é o produto de um número grande de quantidades aleatórias. É freqüentemente utilizada para representar tempos de atividades com distribuição não simétrica. Weibull É largamente utilizada em modelos que representam o tempo de vida de equipamentos. 26 1 - INTRODUÇÃO À SIMULAÇÃO CM ARENA O Software ARENA® O ARENA® é ao mesmo tempo uma linguagem de simulação e um ambiente de trabalho e experimentação, que pode ser usado para testar o modelo e fazer a apresentação de seus resultados, através de avançados recursos de animação. Sua interface segue os padrões do MS Office® , com comandos e botões semelhantes e menus que agregam funções semelhantes às encontradas em outros softwares Windows®. Um usuário do MS Word®, por exemplo, ao abrir o ARENA® saberá de pronto como salvar ou abrir um arquivo de modelo, pois os botões para isso são iguais, e os comandos "Abrir” e “Salvar” encontram-se também no menu “Arquivo”. A barra de menus principal do Arena possui os menus: Menu para operações com arquivos Opções de edição Ferramentas de visualização Atalho para as ferramentas adicionais do Arena Operações com elementos gráficos do modelo Opções para a construção do modelo Opções e parâmetrospara a execução da simulação Opções para as janelas disponíveis Ajuda INTRODUCÃO A SIMULAÇÃO COM ARENA 27 Quando um arquivo de modelo é aberto (menu FILE, opção OPEN) ou um novo é criado (menu FILE, opção NEW), o seguinte ambiente de trabalho é apresentado: Barra de Menus Barras de ferramentas fixas às bordas Área de trabalho Barra de Templates Exemplo de barra de ferramentas “flutuante” Barra de status Área de planilha 28 1 - INTRODUÇÃO À SIMULAÇÃO CM ARENA As barras de ferramenta do ARENA, são semelhantes a do MS Office, e podem ser “desconectadas” de suas bordas, permanecendo flutuantes. Também podem ser conectadas em outro local ou mesmo fechadas. Através do menu VIEW, opção TOOLBARS..., é possível selecionar quais barras de ferramenta permanecerão à vista do operador: As barras de ferramenta facilitam o trabalho do usuário, permitindo um acesso rápido às funções mais importantes, e a sua flexibilidade habilita o usuário a criar um ambiente mais confortável ao seu trabalho, mantendo sempre à vista as ferramentas preferidas por ele. Algumas barras de ferramentas contém essencialmente botões conhecidos pelos usuários do MS Office, e outras reúnem ferramentas específicas para simulação com o ARENA. Selecione aqui as barras desejadas Na aba “Customize”, é possível personalizar os botões, como no MS Office O botão Reset ativa as barras padrão INTRODUCÃO A SIMULAÇÃO COM ARENA 29 Barras de ferramenta do ARENA Standard (Padrão) É a barra que contém os comandos de manipulação de arquivos, impressão e edição. Reúne também as opções de navegação dentro da área de trabalho e comandos para controle da simulação: Novo arquivo Abrir arquivo Salvar arquivo Anexar Template Desanexar Template Imprimir Visualizar impressão Recortar Copiar Colar Desfazer Refazer Ativa ou desativa a área de trabalho Ver região da área de trabalho Controle de zoom Visualizar camadas Criar submodelo Conectar módulos Rodar simulação Avanço passo a passo Avanço rápido da simulação Pausa na simulação Reiniciar simulação Terminar simulação Ajuda no contexto 30 1 - INTRODUÇÃO À SIMULAÇÃO CM ARENA Draw (Desenho) Esta barra de ferramentas contém também muitos comandos familiares aos usuários do MS Office. Ela reúne os comandos de desenho, texto e troca de cores tanto dos elementos gráficos como do fundo da área de trabalho. Animate (Animação) Esta barra contém elementos que podem ser agregados ao modelo de simulação, acrescentando uma representação visual do funcionamento do sistema e das estatísticas coletadas. Cada comando será detalhado no capítulo 5: Linha simples Linha multiponto Arco Curva de Bezier Caixa Polígono Elipse Texto Alterar cor da linha Alterar cor do preenchimento Alterar cor do texto Alterar cor de fundo da área de trabalho Alterar estilo da linha Alterar estilo do preenchimento INTRODUCÃO A SIMULAÇÃO COM ARENA 31 View (Visualizar) Esta barra apresenta funções úteis para navegação pela área de trabalho: Run Interaction (Interação com a Simulação) Esta barra permite que o operador interaja com o modelo em tempo de simulação, para depurar ou estudar seu comportamento: Apresenta o menu de telas para o modelo Aproxima zoom Afasta zoom Visualizar tudo Vista anterior Ativa ou desativa a grade Posicionar Posicionar na grade Checar modelo Linha de comando Configurar condição de parada Configurar monitoramento Configurar parada no módulo Animar conectores 32 1 - INTRODUÇÃO À SIMULAÇÃO CM ARENA Project Bar (Barra de Projeto - Templates) A barra de projeto reúne os elementos que são usados para montar o modelo dentro da área de trabalho do ARENA. • Estes elementos são organizados na forma de “templates”. • Cada template é um conjunto de elementos, chamados “módulos”. Ao anexar um template ao modelo, este aparece na barra de projeto como mais uma subjanela. Esta barra ainda possui duas subjanelas permanentes: Reports, que apresenta os relatórios disponíveis para o modelo, e Navigate, que apresenta as opções de navegação do modelo. Template anexado “Basic Process” Módulos do template “Basic Process” Subjanelas “Reports” e “Navigate” INTRODUCÃO A SIMULAÇÃO COM ARENA 33 Modelagem através de fluxogramas O processo de modelagem (construção do modelo) nada mais é do que o ato de “explicar” ao ARENA como funciona o sistema. Essa “explicação” é feita através de uma linguagem de fácil entendimento, semelhante a um fluxograma. O fluxograma é uma das ferramentas mais amplamente usadas atualmente para se descrever o funcionamento de um sistema, seja o algoritmo de um programa de computador ou os procedimentos para aprovação de crédito em uma loja. O fluxograma é constituído de formas geométricas que representam procedimentos, decisões a serem tomadas, início e término de processos, etc. No ARENA, estas formas geométricas são substituídas pelos elementos dos templates. Os seguintes elementos podem ser encontrados em qualquer fluxograma, constituindo as funções mais básicas: Como exemplo, apresentamos o fluxograma abaixo, que descreve o procedimento adotado por um porteiro na bilheteria de um cinema: Inicio Início de processo: Este elemento representa o início de um processo, sendo sempre colocado no início do fluxograma. Termino Término de processo: Este elemento é a contraparte do “Início”, e representa o término de um processo, sendo sempre colocado no final do fluxograma. Operacao Operação: Este elemento representa uma operação ou trabalho dentro do processo, por exemplo, um cálculo em um programa de computador ou o tempo dispendido por um operador. 34 1 - INTRODUÇÃO À SIMULAÇÃO CM ARENA Decisao True False Decisão: Este elemento introduz ou não um desvio na sequência do fluxograma. Caso uma determinada condição seja satisfeita, o fluxo segue e é desviado para outra parte do processo, caso contrário, continua sua sequência normal. no cinema Chegam pessoas para casa Pessoas voltam identidade Verificar anos Pessoa maior de 18 True False Impedir entrada passagem Permitir no cinema Pessoas entram ? sim não INTRODUCÃO A SIMULAÇÃO COM ARENA 35 Workshop Como parte de um projeto de simulação, é necessário analisar um posto de trabalho onde um operador executa uma determinada operação. O tempo que o operador leva para executar o trabalho foi cronometrado várias vezes em vários horários diferentes do dia, e em dias diferentes. O resultado destas cronometragens está no arquivo “workshop.txt” (fornecido junto com o diskette do treinamento). Use o INPUT ANALYZER para determinar qual é a curva de comportamento do processo realizado pelo operador, de modo a aproveitar a informação no modelo de simulação que será construído futuramente. 36 1 - INTRODUÇÃO À SIMULAÇÃO CM ARENACAPÍTULO 2 As Ferramentas Básicas de Modelagem 38 2- AS FERRAMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM Os elementos de modelagem do ARENA A construção do modelo dentro do ARENA é feita através dos elementos disponibilizados nos templates. Estes elementos são denominados “módulos”, e são de dois tipos distintos: • Módulos de Fluxograma: são usados para construir o fluxograma entro da área de trabalho. Cada módulo pode ser repetidamente colocado quantas vezes se fizerem necessárias para a construção do modelo. Possuem pontos de entrada e saída, usados para estabelecer interconexões e criar o fluxo do processo. Um duplo clique neste módulo abre uma janela que permite configurar as ações referentes a ele. Também é possível editar estes dados na janela de planilha, que fica logo abaixo da área de trabalho. A planilha apresentada irá mudar conforme forem selecionados diferentes módulos. Exemplo: módulo Process. • Módulos de Dados: apesar de aparecerem na janela do template, não são colocados na área de trabalho. Ao serem selecionados, apresentam sua lista de dados na área de planilha, onde podem ser editados, excluídos ou inseridas novas informações. Exemplo: módulo Entity Ao construir um fluxograma, é usado o ponto de vista da parte dinâmica do sistema, ou seja, aquilo que se movimenta ou “passa” dentro do sistema. Por exemplo, em um processo de uma linha de produção, este elemento é uma peça, se for um hospital, são os pacientes, se for uma agência bancária, são os clientes. Essa parte que percorre o fluxo é chamada de “entidade”, e o fluxograma representa a estrutura estática ou fixa do sistema, assim como os processos de decisão e desvio correspondentes. Process 0 2- AS FERREMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM 39 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Recursos e Entidades O modelo de simulação em ARENA possui uma parte que representa a estrutura disponível (máquinas, pessoas, empilhadeiras, postos de trabalho, etc.) e as regras de trabalho (decisões, procedimentos, tempos de processo, etc) e outra parte “circulante” (peças que passam pelo sistema, pessoas, etc.) . Assim, um “modelo” de simulação é montado usando-se os elementos explicados na seção anterior, criando um fluxograma que contém as regras de funcionamento do sistema e os recursos que o constituem. Assim pode ser criada, por exemplo, uma linha de produção ou uma agência bancária. Iniciando a simulação, o ARENA introduz a parte circulante, representando as peças passando pela linha, ou pessoas passando pela agência bancária. Estas partes circulantes recebem o nome de “entidades”. Assim: • Recursos: representam a estrutura do sistema, como máquinas, postos de trabalho, meios de transporte, pessoas que participam do processo e etc.; • Entidades: são a parte circulante do modelo, que percorre a lógica estabelecida pelo fluxograma, interagindo com os recursos. Modelo: recursos, regras, decisões, etc. Entidades: circulam pelo modelo, interagindo com os recursos 40 2- AS FERRAMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM O Template Basic Process O Template Basic Process reúne os elementos mais básicos para a construção dos modelos com o ARENA. Os principais elementos estão descritos a seguir: Create Este módulo de fluxograma serve para introduzir as entidades no modelo segundo intervalos de tempo definidos. Ao se clicar duas vezes sobre ele, é apresentada a seguinte janela de opções: Create Descrição do módulo (sem acentuação) Definição do tipo de entidade a ser criada Definição do intervalo de tempo entre chegadas Quantas entidades deverão chegar a cada vez Quantidade máxima de entidades a serem inseridas por este módulo Create Momento da primeira criação 2- AS FERREMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM 41 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Dispose Este módulo de fluxograma tem função inversa à do módulo Create. Ele tem a função de retirar as entidades do sistema. Um duplo clique sobre ele abre a seguinte janela de opções: Dispose Ativa coleta de estatística s sobre as entidades Descrição da função do módulo 42 2- AS FERRAMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM Process O módulo de fluxograma Process tem a função de representar qualquer ação dentro do sistema que leve um tempo para ser cumprida. Também é capaz de representar a ocupação de uma máquina ou operador (recurso). A janela de opções do módulo Process está apresentada a seguir: Process Descrição da função do módulo Escolha do tipo de Process Ação a ser tomada pelo Process (ocupação de recurso, espera simples, etc.) Tempo a ser dispendido no Processo Definição da situação de custo associado ao processo 2- AS FERREMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM 43 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Decide O módulo de fluxograma Decide representa uma ramificação no fluxo do processo. Ele serve para alterar o rumo das entidades baseado em uma condição do sistema ou de um percentual probabilístico. Sua janela de opções é esta: Decide True False Descrição da função do módulo Tipo de decisão (por condição ou probabilidade) Condição (ou probabilidade) a ser satisfeita para que ocorra o desvio 44 2- AS FERRAMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM Trabalhando com Múltiplas Entidades Em muitos processos existe a necessidade de se multiplicar as entidades (como uma caixa que chega fechada, é aberta e fornece 10 peças que estavam em seu conteúdo), ou agregar entidades (como um pallet no final de uma linha produtiva, que ao reunir 10 peças, é levado para o estoque). O ARENA possui dois módulos para auxiliar neste tipo de situação: Batch Este módulo de fluxograma serve para criar agrupamentos de entidades. Quando colocado no fluxo do processo, ele acumula as entidades em uma fila até que chegue a quantidade especificada. Quando isso acontece, as entidades são retiradas da fila e agrupadas em uma única entidade representativa (um lote), que segue em frente no fluxo do processo. O lote formado pode ser temporário ou permanente. � Se for permanente, as entidades que o compõem serão definitivamente retiradas do modelo e apenas a entidade-lote continuará. � Se for temporário, o lote pode ser desfeito posteriormente através do módulo Separate, explicado a seguir. A caixa de diálogo do módulo Batch é a seguinte: Batch Descrição do módulo Tipo de lote Quantidade a ser agrupada no lote 2- AS FERREMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM 45 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Separate Este módulo de fluxograma possui função inversa à do módulo Batch. O Separate serve para desfazer os lotes temporários formados por Batch, mas também pode criar duplicatas das entidades que passam por ele. As duplicatas mantém as mesmas características da entidade original. Separate Original Duplicate Descrição do módulo Tipo de Separate (duplicar ou desfazer Número de duplicatas 46 2- AS FERRAMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEMOs módulos de fluxograma RECORD e ASSIGN Para permitir uma maior flexibilidade na coleta de estatísticas e alteração de parâmetros do modelo, além de permitir a criação de estatísticas de custo personalizadas, o template Basic Process possui dois módulos muito úteis: Record O módulo RECORD serve para coletar estatísticas em pontos do modelo escolhidos pelo usuário. Entre as informações que podem ser colhidas estão: contagem de entidades, freqüência e intervalos de tempo. Expressões personalizadas podem ser incluídas também. A caixa de diálogo de RECORD é apresentada a seguir: Para usar o módulo RECORD, interrompa o fluxograma no ponto desejado, apagando a linha que une os módulos, e refaça as conexões com o RECORD inserido entre eles. Record Nome / descrição do módulo Tipo de informação a ser coletada Informações sobre as estatísticas a serem coletadas (muda de acordo com o tipo) 2- AS FERREMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM 47 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Assign O módulo ASSIGN serve para alterar ou associar valores à variáveis, atributos de entidades, alterar a figura das entidades e outros parâmetros ou variáveis do sistema. Sua janela de diálogo está mostrada abaixo: Assign Nome / descrição do módulo O botão Add abre o diálogo “Assignments” Tipo de parâmetro a ser alterado Nome do parâmetro Novo valor ou expressão para cálculo 48 2- AS FERRAMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM Entity O módulo de dados Entity reúne as definições e parâmetros referentes a todos os tipos de entidades usados pelo modelo. A entrada de dados é realizada através da área de planilha ou de uma caixa de diálogo. Para abrir a caixa de diálogo para um módulo de dados, clique com o botão direito sobre a planilha e escolha a opção “Edit via Dialog”. As opções de entrada para a caixa de diálogo de Entity estão explicadas abaixo: Nome do tipo de entidade Nome da figura usada para representar a entidade Valores de custo para este tipo de entidade em diferentes situações. 2- AS FERREMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM 49 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Resource O módulo de dados Resource relaciona todos os recursos usados no modelo. Por recurso, entende-se uma estrutura que será usada pela entidade, a qual irá despender uma certa quantidade de tempo neste processo. Um recurso, então, poderia ser uma máquina onde a peça sofre um processo, um caixa bancário que atende a um cliente ou uma mesa de cirurgia por onde passa o paciente. Do mesmo modo que o módulo Entity, seus dados podem ser editados pela planilha ou pela caixa de diálogo. As opções de entrada para a caixa de diálogo de Resource estão explicadas abaixo: Nome do recurso Tipo de recurso (capacidade ou schedule) Capacidade ou schedule correspondente Informações sobre custo neste recurso Nome do conjunto de estados usado por este recurso Falhas programadas para este recurso 50 2- AS FERRAMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM Tempo de Simulação e Parâmetros Os estudos de simulação geralmente são feitos em um período limitado de tempo ou um conjunto de períodos idênticos. No ARENA, isto pode ser configurado na janela “Replication Parameters, acessada através do menu RUN, opção SETUP, e clicando na aba correspondente: No ARENA, os intervalos de tempo simulados são chamados replicações. Por exemplo: uma simulação que objetiva coletar estatísticas diárias de um processo durante uma semana, deve ser configurado para rodar 7 replicações de um dia cada uma. Número de intervalos de tempo a serem simulados Tempo de preparação do sistema Duração de cada intervalo de tempo Condição para término da simulação Opções de inicialização entre replicações (intervalos de tempo) 2- AS FERREMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM 51 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Configuração da Coleta de Estatísticas Ao rodar a simulação, o Arena coleta estatísticas padrão sobre os vários elementos do modelo, como filas (tempo de espera na fila, quantidade na fila, etc.), recursos (utilização, disponibilidade, etc.) e outros. O usuário também tem a possibilidade de criar suas próprias coletas de dados. Os dados coletados constituem um relatório ao término da simulação. Na caixa de diálogo abaixo, também apresentada através do menu RUN, opção SETUP, mas na aba “Project Parameters”, podem ser escolhidas as estatísticas a serem coletadas: Título do Projeto Nome do Analista Estatísticas a serem coletadas 52 2- AS FERRAMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM Exemplo de Aplicação I O gerente do depto. de RH pretende testar a estratégia para o processo de seleção de trainees deste ano através de um modelo de simulação. Os curricula, desta vez, serão recebidos apenas via E-mail. Estima-se que estes cheguem em intervalos de 4 minutos seguindo uma distribuição exponencial. Os E-mails são lidos inicialmente por uma secretária, seguindo uma distribuição normal de média 3 minutos e desvio padrão de 1. Ela separa todos os curricula que não possuem os requisitos essenciais (fluência em inglês e conhecimentos em Windows95/Office97) e os envia para o arquivo. Os curricula que atendem a estes requisitos são enviados para a área específica, também via E-mail, que os avalia detalhadamente em um tempo de média 10 minutos com desvio padrão de 2, segundo uma distribuição normal. Os curricula aprovados nesta fase são enviados ao próprio gerente de RH, e os recusados vão para o arquivo. Sabe-se que 20% dos curricula recebidos não possuem os requisitos básicos e que 80% dos curricula são recusados pela área. Diante da urgência para a contratação, o gerente de RH deseja saber se alguma etapa ficará sobrecarregada, gerando atraso no processo. A simulação de um dia de trabalho (8 horas) será considerada suficiente para esta análise. 2- AS FERREMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM 53 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Lógica do Exemplo I Fluxograma 54 2- AS FERRAMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM Chegada dos Curricula : Create curricula Chegam os 0 2- AS FERREMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM 55 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Trabalho da Secretária: Process curricula Secretaria le os 0 56 2- AS FERRAMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM Separação dos Curricula : Decide True False basicos ? Cumpre os requisitos 0 0 2- AS FERREMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM 57 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Término do Fluxograma, saída dos Curricula para o arquivo: Dispose Arquivo 0 58 2- AS FERRAMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM Configurações de Setup: 2- AS FERREMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM 59CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Relatórios de Resultado Terminada a simulação, o ARENA monta automaticamente vários relatórios, cada um detalhando um aspecto do modelo, e também um relatório geral, que resume o conteúdo de todos os outros. A janela apresentada é a seguinte: O ARENA sempre gera um relatório chamado “Category overview”, que contém um resumo dos outros, mais detalhados. Os relatórios específicos de cada área são precedidos pela palavra “Detail”. O relatório detalhado dos recursos, por exemplo é “Detail on Resources”. Ferramentas para navegação entre as páginas do relatório e impressão. Comando de zoom Relatórios disponíveis Seções disponíveis para o relatório Apresentação do relatório na forma como será impresso. 60 2- AS FERRAMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM Interpretando os Resultados Aproveitaremos os resultados do exemplo para mostrar como estes devem ser interpretados. Neste caso, desejava-se descobrir se alguma das etapas do processo ficaria sobrecarregada. O modelo foi então configurado para coletar estatísticas dos recursos (“secretária” e “área específica”, que são os elementos envolvidos no trabalho de seleção). Além disso, foram coletadas estatísticas de fila, também úteis para mostrar se alguma etapa está gerando acúmulo de entidades (curricula). Observando o relatório “Detail on Resources”, vemos as seguintes informações sobre a Secretária: Notamos que a secretária está relativamente ocupada, mas ainda Ocupação de 72% 2- AS FERREMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM 61 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br consegue atender à esta carga de trabalho. Analisamos agora os resultados da área específica: Estes resultados mostram claramente que a área específica está sendo muito solicitada e provavelmente não está sendo capaz de suportar esta carga de trabalho. Uma olhada no relatório de filas pode confirmar se realmente a área específica está em dificuldades e os curricula estão se acumulando: Quase 100% de utilização ! 62 2- AS FERRAMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM É fácil notar pelos resultados que realmente a área específica está sendo incapaz de atender à esta quantidade de trabalho e medidas deverão ser tomadas para que o processo de seleção ocorra com sucesso. Praticamente não há ocorrência de filas na secretária Em média, aproximadamente 17 curricula aguardam para serem avaliados na área específica 2- AS FERREMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM 63 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Exemplo de Aplicação II No departamento de suporte técnico da empresa está sendo estudada uma nova forma de atender os chamados dos clientes. A gerência deseja fazer uma análise de custos do novo processo. O atendimento aos clientes é feito da seguinte maneira: as chamadas são atendidas pela mesma pessoa, que conversa com o cliente e identifica qual é o problema. Feita essa triagem, a chamada é transferida para um dos três responsáveis pelo suporte, dependendo do tipo de problema. Sabe-se que o intervalo de tempo entre chamadas segue uma distribuição exponencial de média 5, sendo que 30% das chamadas seguem para o primeiro técnico de suporte, 20% seguem para o segundo e as 50% restantes seguem para o terceiro técnico, por ser a área mais problemática. Os tempos de atendimento obtidos através de cronometragens, seguem as seguintes distribuições: normal de média 5 minutos e desvio padrão de 0,5 para o primeiro técnico, normal de média 5 minutos e desvio padrão de 1 para o segundo e finalmente uma normal de média 4 minutos e desvio padrão de 0,6 para o terceiro técnico. A pessoa que atende aos clientes consegue fazer a triagem em um tempo que segue a distribuição normal de média 3 minutos e desvio padrão de 0,5. O atendimento e triagem inicial é uma operação que não agrega valor, enquanto o suporte é uma atividade que agrega valor. O custo por hora do atendente inicial, tanto ocioso como ocupado, é de R$ 5,00 por hora. Os técnicos de suporte 1 e 2 tem custo ocioso e ocupado de R$ 10,00 por hora, e o terceiro técnico tem custo R$ 15,00 por hora, tanto ocioso quanto ocupado. Simule durante um período de 8 horas e verifique os recursos de maior custo neste processo. Inclua também um contador para registrar quantas chamadas foram atendidas no total durante este período. 64 2- AS FERRAMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM Lógica do Exemplo II Fluxograma 2- AS FERREMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM 65 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Módulo Create chamadas Chegam as 0 66 2- AS FERRAMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM Módulo Process do atendimento inicial triagem inicial faz a Atendente 0 2- AS FERREMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM 67 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Módulo Decide que direciona para os técnicos Else 30 20 correspondente tecnico Direciona para o 68 2- AS FERRAMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM Módulo Process do primeiro técnico tecnico do primeiro Atendimento 0 2- AS FERREMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM 69 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Módulo Entity, definindo a entidade “chamada” 70 2- AS FERRAMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM Módulo Resource, definindo os técnicos e atendentes como recursos e associando os custos correspondentes a cada um deles: 2- AS FERREMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM 71 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Módulo Record, faz a contagem das chamadas atendidas atendidas chamadas Contagem de 72 2- AS FERRAMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM Módulo Dispose Fim da chamada 0 2- AS FERREMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM 73 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Configurações de setup : 74 2- AS FERRAMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM Relatórios Resource Detail Summary Usage Number Busy Number Scheduled Utilization ATENDENTE 0.51 1.00 0.51 TECNICO1 0.28 1.00 0.28 TECNICO2 0.15 1.00 0.15 TECNICO3 0.32 1.00 0.32 Cost Busy Cost Idle Cost Usage Cost ATENDENTE 20.30 19.70 0.00 TECNICO1 22.52 57.48 0.00 TECNICO2 11.69 68.31 0.00 TECNICO3 38.21 81.79 0.00 Total 92.71 227.29 0.00 2- AS FERREMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM 75 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Workshop A diretoria da empresa deseja implementar um sistema de e-commerce para vender seus produtos pela Internet. O setor de vendas solicitou um estudo sobre o impacto que este sistema teriasobre a sua área. O processo de venda será feito da seguinte maneira: os pedidos chegam ao setor em formato de e-mail. O funcionário responsável analisa o pedido e verifica se todos os itens existem no estoque da empresa. Caso falte algum item, o pedido é enviado para o departamento de produção, fora da abrangência deste estudo. Caso todos os itens estejam disponíveis, ele envia o pedido para outro funcionário. O segundo funcionário entra em contato com a administradora do cartão de crédito (os pedidos online só são aceitos mediante pagamento com cartão). Caso haja algum problema com o cartão, o pedido é recusado e desconsiderado. Se a administradora aceitar a cobrança, o pedido é encaminhado para o almoxarifado. As previsões são de que os pedidos chegarão em intervalos de tempo de média 10 minutos, segundo uma distribuição exponencial. O processo de verificação do estoque leva um tempo que segue a distribuição normal de média 8 minutos, com desvio padrão de 0,75. O processo de verificação de crédito junto à administradora do cartão segue uma distribuição triangular de mínimo 4, moda 6 e máximo 9 76 2- AS FERRAMENTAS BÁSICAS DE MODELAGEM minutos. Por experiência com outros canais de vendas, sabe-se que 20% dos pedidos contém itens em falta, e que 7% das transações com cartão são recusados pela administradora. Inclua informações sobre custo no processo de venda, de modo a obter uma análise mais abrangente. O primeiro funcionário possui um custo de R$ 10,00 por hora, tanto ocioso quanto ocupado, e para o segundo funcionário, esse custo é de R$ 12,00 O gerente do setor de vendas quer saber se algum dos funcionários ficará sobrecarregado. Uma simulação do período de um dia (turno de 8 horas) será considerado suficiente para o estudo. CAPÍTULO 3 Animação de Modelos 78 3- ANIMAÇÃO DE MODELOS A Importância da Animação Um dos recursos mais valiosos da simulação nos tempos atuais é a capacidade de representar graficamente de forma dinâmica o processo que está sendo simulado. Isto só foi possível graças aos grandes avanços em termos de interface gráfica ocorridos nos últimos tempos. Para ressaltar o valor da animação, nada melhor do que a famosa frase: “uma imagem vale mais do que mil palavras”. O ARENA possui vários elementos de animação, permitindo que o processo seja representado fielmente, com todas as suas movimentações e características. Apesar do formato de fluxograma ser de fácil entendimento, a animação do modelo é uma ferramenta muito mais poderosa para apresentar uma idéia ou um resultado. Além disso, a animação é um precioso recurso para o analista, que pode verificar através dela se o comportamento do modelo está correto, e mesmo descobrir o que está errado. É muito mais fácil e rápido perceber pela animação que um operador está levando a peça para o lugar errado, do que detectar este erro em relatórios de resultado ou depuração da lógica. Sendo assim, o tempo investido na criação de uma boa animação é largamente compensado pelos resultados que ela proporciona. PARAGO 3 – ANIMAÇÃO DE MODELOS 79 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Animação de Parâmetros do Sistema Os parâmetros tais como variáveis, ocupação de recursos ou outras expressões podem ser mostrados de várias formas, porém normalmente costuma-se usar os objetos de status de animação comumente. Estes objetos estão disponíveis na barra de ferramentas ANIMATE. Todo tipo de animação descrita a seguir pode ter suas cores editadas, assim como sua forma de apresentação e um título opcional. Variáveis (Variable) O mostrador Variáveis/Variable apresenta o valor instantâneo, isto é o valor naquele momento da simulação, de uma variável ou expressão. O número de dígitos pode ser alterado para o formato desejado, incluindo as casas decimais. Relógio (Clock) Este mostrador apresenta o tempo de simulação do sistema, podendo ser mostrado a partir de uma hora definida. O relógio pode ser digital ou analógico. Data (Date) 80 3- ANIMAÇÃO DE MODELOS Assim como o relógio, este mostrador apresenta o tempo do sistema em dias, a partir de uma data escolhida. Pode ser apresentado de três formas: texto, numérico e calendário. Nível (Level) O mostrador de nível apresenta, assim como o mostrador de variável, o valor de uma expressão ou variável. O gráfico de nível facilita a visualização em termos de quantidades em relação a valores mínimo e máximo. O mostrador de nível pode ser em forma de retângulo, círculo, em forma de mostrador de relógio e na forma de uma tubulação. Histograma (Histogram) Este gráfico apresenta as informações agrupadas de acordo com ocorrências e sua variação. Você determina os intervalos de ocorrência os quais você quer que o histograma deve representar e o gráfico mostrará as ocorrências distribuídas nestes histogramas. Gráfico (Plot) O gráfico mostra a evolução de uma variável ou expressão durante a execução da simulação. PARAGO 3 – ANIMAÇÃO DE MODELOS 81 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Todos os elementos citados, com exceção do relógio e calendário, podem mostrar diversas estatísticas e informações sobre o status do modelo. Um assistente de configuração está embutido em cada elemento, e pode ser acionado clicando-se sobre o campo “Expression” com o botão direito do mouse. No menu que foi ativado, escolher a opção “Build Expression…”. Clicando-se nesta opção, é aberto o assistente, que possui o seguinte aspecto: Visualização do modelo – Menu de telas Para facilitar a visualização da área de trabalho, que normalmente não pode ser apresentada totalmente na tela de modo satisfatório, o Opções disponíveis Parâmetros da opção escolhida Botões de operadores matemáticos e booleanos Expressão sendo construída 82 3- ANIMAÇÃO DE MODELOS ARENA possui um recurso que possibilita a navegação através de “vistas” previamente configuradas. Através destas vistas, pode-se focar uma parte ou toda a animação, ou mesmo dar destaque a uma parte da lógica, uma vez que qualquer ponto da área de trabalho, em qualquer escala de Zoom pode ser apresentada. Para criar uma “vista”, siga os passos abaixo: 1. Posicione na tela a parte da área de trabalho que se deseja apresentar; 2. Abra o menu “View” e acione a opção “Named views”, que irá apresentar a janela abaixo: 3. Escolha uma tecla de atalho (Hot Key), que irá acessar a vista selecionada, e crie um nome para ela. Em seguida, clique em OK. Lista das vistas criadas Tecla de atalho Nome da vista PARAGO 3 – ANIMAÇÃO DE MODELOS 83 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Quando for necessário alterar alguma vista, basta abrir novamente esta janela , selecionar a vista na lista à esquerda e clicar no botão “Edit”. Para acessar uma vista, basta apertar a tecla (hot key) correspondente. Na barra de ferramentas de Projeto, localizada à esquerda na janela doARENA (a mesma que contém os templates), há uma seção entitulada “Navigate”. Esta seção reúne em um menu todas as vistas criadas pelo processo anteriormente descrito. Para navegar entre elas, basta clicar em seu nome: Vistas criadas 84 3- ANIMAÇÃO DE MODELOS Desenhos Estáticos: Cenário e Documentação Além dos recursos disponíveis para mostrar a dinâmica do modelo, o ARENA possui recursos para aprimorar o visual, auxiliando no objetivo de representar com fidelidade o sistema que está sendo simulado. As ferramentas de desenho disponíveis na barra de ferramentas de desenho (Draw), explicadas no capítulo 1, podem ser usadas para desenhar um cenário sobre o qual irão se situar as animações. Como um aplicativo Office97 Compatible, o ARENA é capaz de total comunicação com outros softwares desenvolvidos para Windows, de forma que é possível inserir dentro do modelo, elementos gráficos ou multimídia de outras aplicações. Para isso, basta usar as ferramentas de Copiar/Colar (Copy/Paste) disponíveis em todos os aplicativos Windows. Por exemplo, para inserir no modelo um texto do MS-Word ou planilha do MS-Excel, selecione o texto/planilha desejado, acione o menu Editar (ou Edit) e escolha Copiar (Copy). Em seguida, mude para o ARENA e acione o comando Edit/Paste. A partir do ARENA , uma nova biblioteca de símbolos foram criadas permitindo incrementar as animações e apresentações, através da ferramenta Copiar/Colar (Copy/Paste). Maiores informações sobre esta opção estão descritas no Anexo VI. Outra maneira é inserir o objeto através do menu Edit, opção “Insert new object”, que abre a lista abaixo, relacionando todos os tipos de objeto disponíveis. Esta lista varia de acordo com os softwares instalados no Windows: PARAGO 3 – ANIMAÇÃO DE MODELOS 85 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br A figura a seguir mostra uma área de trabalho do ARENA onde foram inseridos uma figura de Clip Art do MS-Office, um objeto de som e uma tabela do MS-Excel. De forma inversa, o conteúdo da área de trabalho do ARENA pode ser copiada para outros aplicativos Windows. Um exemplo disso é esta apostila, onde todos os desenhos dos módulos e fluxogramas foram copiados diretamente do ARENA para o MS-Word. Graças à área de trabalho do ARENA, que reúne em um mesmo ambiente a animação do modelo e a lógica do fluxograma, é possível usar os mesmos recursos de desenho para documentar o fluxograma, fornecendo explicações para o usuário do modelo ou outro analista de simulação. 86 3- ANIMAÇÃO DE MODELOS Na figura a seguir está apresentado um exemplo de lógica de fluxograma documentada. O modelo da figura está sendo fornecido juntamente com o diskette do treinamento. customers Create the Entry door tel ler Route to the Tel ler Teller attendance Go to ex i t Ex i t Back to home of the customer Mark arrival time customers Count the in the system Collect the time Process Logic plot statistics at Microsoft Excel. At the end of simulation, an exit menu are presented, providing options to the same menu are available during the simulation, by pressing the "p" key. An initial menu are presented to change the parameters at model startup, and values. or without random variation. If no variation was choosen, it runs with medium This model presents a way to verify the difference from a process running with 0 0 0 PARAGO 3 – ANIMAÇÃO DE MODELOS 87 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Alteração de Cores Por padrão, o ARENA apresenta 16 cores básicas nas ferramentas de mudança de cor. No entanto, uma variedade muito maior de cores pode ser usada. Para usar uma cor diferente das 16 disponíveis, acione a ferramenta de mudança de cor e clique sobre qualquer das cores com o botão direito do mouse. Escolha a cor Opções Abrir ou fechar a janela de opções Escolha manual dos parâmetros 88 3- ANIMAÇÃO DE MODELOS Animação de Filas, Recursos e Entidades O ARENA também possui recursos para animar filas, recursos e entidades. A maioria dos módulos que fazem uso de fila já vem com uma animação da mesma (exemplos: Process e Batch), mas esta pode ser incluída separadamente. As entidades já vem com uma considerável biblioteca de opções, mas outras podem ser acrescidas pelo usuário. As ferramentas para animação de filas, recursos e entidades estão explicadas a seguir: Filas (Queue) Ao selecionar esta ferramenta, uma caixa de diálogo irá perguntar o nome da fila e seus parâmetros, em seguida, o usuário posiciona a fila dentro da área de trabalho. Recursos (Resource) A animação de recursos serve para representar o seu estado atual dentro do processo. Por padrão, os recursos vem com um conjunto de estados pré-definido, que pode ser alterado pelo usuário. Os estados padrão são: • Idle (Ocioso): Indica que o recurso está desocupado (nenhuma entidade o está ocupando); • Busy (Ocupado): Indica que o recurso está ocupado ou trabalhando (uma entidade o está ocupando); • Inactive (Inoperante): Indica que o recurso está indisponível no momento, devido a uma parada programada (por exemplo, o horário de almoço de um operador). • Failed (em falha ou quebrado): Indica que o recurso sofre uma falha está incapacitado no momento. PARAGO 3 – ANIMAÇÃO DE MODELOS 89 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Cada um destes estados pode receber uma figura representativa, de modo que a animação apresente imediatamente quando um evento ocorre com o recurso. Ao acionar-se a ferramenta de animação do recurso, a seguinte janela é apresentada: Identificador (nome) do recurso Estado associado à figura selecionada Figuras associadas à cada estado Biblioteca de Figuras aberta Comandos para adição ou exclusão de figuras Botões para intercêmbio de figuras entre a biblioteca e o recurso Botões para manipulação de arquivos de biblioteca 90 3- ANIMAÇÃO DE MODELOS Entidades (Entities) A animação das entidades é feita associando a elas um desenho, que pode ser usado para diferenciar entidades de tipos e funções diferentes. Para acessar o diálogo da animação de entidades, acione o menu EDIT, opção ENTITY PICTURES. Esta caixa de diálogo é bastante semelhante à de Resource. A diferença é que não há um estado associado à figura, mas sim um nome (Value): A associação entre o desenho e a entidade é feita através do módulo de dados “Entity”, que possui um campo denominado “Initial Picture”. A figura da entidade pode mudar durante a simulação, mas todas as figuras precisam estar definidas em “Edit”, “Entity Pictures”. PARAGO 3 – ANIMAÇÃO DE MODELOS 91 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Exemplo de Aplicação Baseado no exemplo II anterior (capítulo 2), acrescente elementos de animação, de modo a tornar a simulação mais fácil de ser entendida. A gerência da área deseja que a análise esteja com uma boa apresentação para ser mostradaà diretoria. Coloque animação para os recursos, apresente a ocupação média de cada um através de um gráfico de “plot”, e inclua também o resultado da contagem de e-mail, através de um mostrador numérico e de um mostrador de nível. Animação A presentação do atendimento com animação C apítulo 5 - Exemplo Atendente Técnico 1 Técnico 2 Técnico 3 Chamadas atendidas 0 92 3- ANIMAÇÃO DE MODELOS Animação da Atendente PARAGO 3 – ANIMAÇÃO DE MODELOS 93 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Animação do gráfico dos técnicos 94 3- ANIMAÇÃO DE MODELOS Animação do contador numérico de chamadas 0 PARAGO 3 – ANIMAÇÃO DE MODELOS 95 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Animação do contador em nível de chamadas 96 3- ANIMAÇÃO DE MODELOS Workshop Acrescente animação ao modelo do workshop anterior (capítulo 2). É necessário apresentar os resultados à gerência de uma forma fácil de ser entendida. Coloque animação a todos os recursos, com a ocupação média mostrada através de gráfico “plot”, e um mostrador numérico que apresente quantos pedidos foram processados até o momento. Acrescente ainda um gráfico de nível para o mostrador numérico acima, para que o número de pedidos processados seja mais visível. CAPÍTULO 4 Variáveis e Atributos 98 4- VARIAVEIS E ATRIBUTOS CURSO ARENA – ENEGEP 2005 PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Variáveis e Atributos Como toda linguagem de programação, o ARENA possui elementos que permitem uma maior flexibilidade na criação da lógica. O uso de variáveis e atributos permitem uma maior personalização do modelo, tanto em termos de estatística como de lógica. Variáveis e atributos são ambos meios de armazenamento de valores, com apenas uma diferença fundamental: variáveis guardam valores que ficam disponíveis para todo o modelo, e atributos guardam valores individuais para cada entidade. O diagrama abaixo representa graficamente a área de abrangência : Portanto, cada entidade tem os seus próprios valores de atributo, enquanto que o valor das variáveis é o mesmo para todo o modelo e para todas as entidades. Modelo de simulação Variáveis: Contagem = 3 Sinal = 64 Desvio = 0 Entidade 1 Atributos: Cor = 1 Peso = 4 Entidade 2 Atributos: Cor = 4 Peso = 3 Entidade 3 Atributos: Cor = 2 Peso = 1 PARAGO 4 – VARIAVEIS E ATRIBUTOS 99 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Definição das variáveis e atributos O ARENA possui um módulo de dados dedicado à definição das variáveis, é o módulo VARIABLE. Caso uma variável não seja definida em Variable, mas seja citada dentro do modelo, seu valor por padrão será considerado 0 (zero). Também é possível definir variáveis matrizes unidimensionais (vetores) e bidimensionais. O Módulo de Dados VARIABLE Para fazer a definição dos atributos, não há um módulo específico, uma vez que cada entidade terá os seus valores individuais. Quando Quantidade de linhas no caso de matriz Nome da variável Relação de valores iniciais Quantidade de colunas no caso de matriz bidimensional 100 4- VARIAVEIS E ATRIBUTOS CURSO ARENA – ENEGEP 2005 PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br houver necessidade de definir um valor para um atributo, deve ser usado o módulo de fluxograma ASSIGN, da forma explicada a seguir. Manipulação das variáveis e atributos O módulo de fluxograma do ARENA que permite alterar os valores das variáveis e atributos é o ASSIGN. Quando uma entidade passa pelo módulo ASSIGN dentro do fluxograma, ela aciona os comandos colocados dentro dele, alterando valores de variáveis ou de atributos. No caso dos atributos, serão alterados apenas os atributos da própria entidade que está passando por ASSIGN. Este módulo já foi apresentado no capítulo 2. Apresentamos abaixo as opções disponíveis para manipulação de valores: Assign PARAGO 4 – VARIAVEIS E ATRIBUTOS 101 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Exemplo de Aplicação A empresa deseja estudar a logística de abastecimento de matéria prima nas linhas de produção. Parte deste estudo prevê a simulação dos comboios que passam por dois postos de trabalho abastecendo uma peça que é necessária para ambos. Os comboios chegam do almoxarifado com uma carga de 30 peças, a intervalos de tempo que seguem uma distribuição exponencial de média 6 minutos. Cada posto de trabalho é abastecido com a quantidade de peças consumida (se possível), a qual varia de acordo com uma distribuição uniforme de mínimo 5 e máximo 30. O tempo de abastecimento é o mesmo em todos os postos, seguindo uma distribuição normal de média 2 minutos e desvio padrão de 1,75. Todos os deslocamentos duram um tempo de distribuição normal com média 2 minutos e desvio padrão de 0,5. Simule durante 8 horas, contando quantas vezes o comboio foi incapaz de abastecer na quantidade necessária, quantas vezes isso foi conseguido e qual o tempo médio de todo o ciclo. Conte também quantos comboios estão circulando na linha simultaneamente. 102 4- VARIAVEIS E ATRIBUTOS CURSO ARENA – ENEGEP 2005 PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Lógica do Exemplo Fluxograma comboios Chegada dos 1 Deslocamento posto 1 Abastece posto 1 pecas do carga as Subtrai da pecas carga de 30 estabelece Marca tempo e True False negativo esta com valor Verifica se carga 2 Deslocamento posto 2 Abastece posto 2 pecas do carga as Subtrai da abastecer conseguiu vezes Conta quantas tempo do ciclo Registra valor negativo retornos com Conta almoxarifado Volta para o comboio saida de um Informa a Informa a entrada de um comboio na linha simultaneamente Número de comboios 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 PARAGO 4 – VARIAVEIS E ATRIBUTOS 103 CURSO ARENA - ENEGEP 2005 - PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Módulo Create: chegada dos comboios comboios Chegada dos 0 104 4- VARIAVEIS E ATRIBUTOS CURSO ARENA – ENEGEP 2005 PARAGON - Todos os Direitos Reservados - www.paragon.com.br Módulo Assign: Configura a carga inicial e marca o tempo de entrada no sistema através da variável interna TNOW pecas carga de 30 estabelece Marca tempo e PARAGO 4 – VARIAVEIS E ATRIBUTOS 105 CURSO
Compartilhar