Simulação em Computador MSc Eng. Gustavo Nucci Franco DEF - FEM - UNICAMP nfranco@fem.unicamp.br

Simulação em Computador Introdução Desafios do século 21 Globalização Aumento da competição Diferenciais competitivos Competência tecnológica A economia mundial do final de século é marcada pelos efeitos da globalização. A abertura de mercado leva a: aumento do espaço de competição; mudanças qualitativas no ambiente competitivo; mudanças de padrões competitivos. Deve ocorrer a reestruturação em três níveis de uma empresa: nível micro ou individual (mudanças de comportamento); nível intermediário (mudanças administrativas e organizacionais); nível macro ou societário (mudanças sócio culturais). Modelagem Simulação em Computador Precauções

Simulação em Computador Introdução Disponibilizar novos produtos de forma rápida Assimilar facilmente experiência e inovação tecnológica Mudanças de paradigma Produzir sob encomenda e não para estoque nem venda Basear programação de produção em previsões de mercado Produzir uma unidade com o mesmo custo de grandes lotes Modelagem Simulação em Computador Precauções

Corrida pela vantagem competitiva Introdução Manufatura Integrada por Computador Tecnologia de Grupo Teoria das Restrições Controle Estatístico de Processo Célula-U Manufatura Ágil Corrida pela vantagem competitiva Por onde começar? Just-in-time Inventário Zero CAD/CAM Automação Custo ABC Manufatura Enxuta Manufatura Sincronizada Sistema Holônico de Manufatura Defeito Zero Modelagem Simulação em Computador Precauções

Simulação em Computador Introdução Domínio a ser tratado Controles contábeis Atividades legais Estratégias Custos Recursos humanos Sistema produtivo Sistema de manufatura Sistema de serviço Modelagem Simulação em Computador Precauções

Sistemas de manufatura A manufatura é a transformação da matéria prima, em seus diversos estados, em produtos finais, para serem disponibilizados para o consumidor final. Voltar

Sistemas de serviço Voltar Um serviço é qualquer ato ou desempenho que uma parte pode oferecer a outra e que seja essencialmente intangível, não resultando na propriedade de nada. Voltar

Simulação em Computador Introdução Simulação pode ser definida como a criação de modelos de um sistema real ou proposto e a condução de experimentos nesses modelos para descrever seu comportamento e/ou predizer seu comportamento antes de investir tempo e dinheiro. Modelagem Simulação em Computador Precauções

Simulação em Computador Introdução Modelagem SISTEMA atividades y1 x1 xn recursos controles yn y2 x2 MODELO Simulação em Computador Precauções

Introdução Modelagem Modelos simbólicos Modelos analíticos Modelos de simulação de eventos discretos Simulação em Computador Precauções

Modelos simbólicos Voltar www.idef.com Coordenar Produzir Monitorar processo I1 I2 C1 C2 O1 O2 O3 O4 M1 Pedidos internos Resoluções Internas Ambiente Externo Especificações Requisições Produtos Histórico Feedback Modelo produto Materiais Ordens Dados andamento www.idef.com Voltar

Chegada exponencial ( s ) Tempo de atendimento exponencial ( A ) Modelos analíticos Máquina (server) Chegada de entidades Saída de entidades Entidade sendo atendida Fila Chegada exponencial ( s ) Tempo de atendimento exponencial ( A ) Capacidade do recurso unitária Atraso médio na fila (  ) Voltar

Modelos de simulação de eventos discretos Voltar Evento de chegada ? não Evento de chegada ? Programar evento inicial e final Atualizar relógio e processar próximo evento sim Início Estado livre ? Notificar entidade em fila Programar próxima chegada Incrementar qtde. fila Atualizar tempo em fila não sim Término operação ? Modificar estado para livre sim Decrementar qtde. fila Atualizar tempo em fila Modificar estado para livre Programar término operação não Entidade em fila ? Final Voltar

Introdução Modelagem Simulação em Computador Aplicações Conceitos fundamentais Softwares de simulação Precauções

Aplicações Indústrias de manufatura Metal-mecânicas Eletrônicas Petroquímicas Aeroespaciais Alimentação Equipamentos pesados Vestuário Automotivas Vidros e cerâmicas Indústrias de serviços Serviços públicos Instituições de ensino Restaurantes e fast food Bancos Saúde Transportes Distribuição Varejistas Hoteleiras Voltar

Softwares de simulação Dificuldade para modelar Flexibilidade Pascal C Fortran Tipo de software Siman Slam Grasp Promodel Arena Automod

Softwares de simulação www.sm.com www.taylorii.com www.autosim.com www.simscript.com www.lanner.com www.promodel.com Voltar

Conceitos fundamentais Entidades Carregamentos Filas Atributos Eventos Termos usuais Variáveis Atividades Acumuladores estatísticos Estados Recursos

Termos usuais Voltar Entidades: termo genérico para representar os elementos do sistema, como peças, máquinas, estações, etc. Voltar

Termos usuais Voltar Carregamentos: componentes do modelo que representam pessoas ou objetos que se movimentam pelo sistema alterando seu status. Podem ser permanentes ou temporárias. São objetos dinâmicos da simulação, sendo normalmente criados, circulados pelo sistema e, então, retirados, deixando o sistema. Exemplos de carregamentos reais são peças, paletes, papéis, etc. Podem, ainda, representar elementos intangíveis como chamadas, correios eletrônicos, projetos, etc. Voltar

Termos usuais Atributos: características de um entidade. Um atributo é uma característica de todas as entidades de um determinado tipo, porém com um valor específico que difere de uma entidade para outra. O mais importante em um atributo, é que seu valor está amarrado a uma entidade específica. Por exemplo, um atributo de uma entidade pode estar associado a um tempo de processo, um número de operações necessárias em um trabalho, um valor para indicar prioridades, etc. Voltar

Termos usuais Variáveis: características do sistema como um todo, e não individuais de uma entidade específica. É um pedaço de informação que reflete algumas características do sistema, independente das entidades a sua volta. Voltar

Termos usuais Acumuladores estatísticos: definidos para fornecerem as medidas de desempenho do sistema como resposta. Quando ocorre algo na simulação, os acumuladores estatísticos são atualizados, realizando um rastreamento de uma determinada medida. Voltar

Termos usuais Recursos: as entidades competem entre si para serem servidas pelos recursos, que representam coisas como pessoas, equipamentos, ou espaço em uma área de armazenamento de tamanho limitado. Um entidade ocupa um recurso quando esse está liberado, e o deixa quando acaba o serviço. Voltar

Termos usuais Voltar Estados: condições de um modelo ou de entidades. Entidades podem estar em estado ativo ou passivo, dependendo se estão sendo processadas ou em uma fila. Voltar

Termos usuais Voltar Atividades: ações tomadas pelas entidades. Em simulação, as ações são os verbos. Algumas atividades são de processar, transportar, comunicar, etc. Voltar

Termos usuais Voltar Eventos: acontecem em determinado instante de tempo e podem alterar estados, atributos, variáveis e acumuladores estatísticos. Voltar

Termos usuais Voltar Filas: áreas de espera para carregamentos cuja movimentação através do sistema foi suspensa enquanto aguardam por condições para serem processadas. Voltar

Conceitos fundamentais Estocástico Determinístico Sistema real Modelo Simulação Resultado Terminal Não terminal NOVAS SOLUÇÕES Voltar

Conceitos fundamentais Modelos estocásticos: aqueles baseados em uma ou mais variáveis de natureza randômica, produzindo saídas randômicas que significam apenas uma estimativa do comportamento do sistema real. Voltar

Conceitos fundamentais Modelos determinísticos: aqueles cujo comportamento é determinado assim que seus dados de entrada são definidos. Para isso, suas variáveis não possuem natureza randômica. Voltar

Conceitos fundamentais Sistemas terminais: aqueles que sempre retornam para uma condição inicial fixa. Como exemplo, pode-se tomar um banco onde o começo do expediente bancário possui sempre a mesma condição inicial: a abertura dos caixas e a formação de filas pelos clientes que aguardavam a abertura do banco. são aqueles que sempre retornam para uma condição inicial fixa. Como exemplo, pode-se tomar um banco. Voltar

Conceitos fundamentais Sistemas não terminais: aqueles que não possuem uma posição inicial fixa e nem um ponto natural de término. Como exemplo, pode-se tomar um sistema formado por um forno que é alimentado continuamente durante 24 horas por dia. Voltar

Simulação em Computador Introdução Modelagem Simulação em Computador Precauções A simulação não deve substituir a engenharia. Nenhum modelo substitui a experiência no sistema real. A resposta fornecida pode estar errada. O analista deve ter o conhecimento necessário para verificar se essa está correta. Poderosos programas de computador como os de simulação não devem ser utilizados sem o treinamento e o domínio da ferramenta. Início