Tarea 2: Uso de programa de simulacin

Modelos Estocsticos, Segundo Semestre 2015

La Simulacin de procesos, donde la aleatoriedad juega un papel fundamental, tiene como objetivo resolver en forma emprica problemas de prediccin cuya solucin analtica es muy difcil o trabajosa de encontrar, a veces imposible.

Entre muchas aplicaciones, la simulacin se utiliza como herramienta para ayudar a la toma de decisiones relacionadas con la logstica de procesos. Esto se debe a que muchos componentes de las operaciones logsticas, como la demanda, los plazos de entrega y las fallas que interrumpen las cadenas de suministros, presentan altos niveles de incertidumbre. Sin embargo, la ventaja de la simulacin es que teniendo una pequea cantidad de informacin es posible modelar estas situaciones reales con variables aleatorias para as poder anticipar su comportamiento.

Considerando lo anterior, el objetivo de esta tarea es utilizar el software Simio para simular la operacin logstica de un Centro de Distribuciones (CD) de productos en una empresa de servicios TI. Para simplificar la situacin se considerarn slo tres tipos de productos: notebooks, tablets y smartphones, cada tipo proveniente de un proveedor diferente.

Las operaciones se manejan desde una bodega central de la empresa, donde arriban aleatoriamente rdenes de compra. La empresa cuenta adems con bodegas locales de menor tamao, donde recibe los productos que le envan los proveedores (una bodega por cada producto) puede asumir stock infinito.

Cuando se recibe una orden de compra, se deben solicitar los productos respectivos a las bodegas locales, que luego deben ser preparados en la bodega central para finalmente ser distribuidos a diferentes sucursales a lo largo del pas.

Parte I

La cadena de despacho consiste en 4 etapas: la solicitud y el despacho interno desde las bodegas locales a la bodega central, el embalaje de los pedidos, el etiquetado de los pedidos y el despacho a las diferentes sucursales.

Las rdenes llegan mediante un Proceso Poisson cuya tasa depende de la hora y da de la semana, segn el horario indicado en la siguiente informacin:

_ = {0.9

8.00 16.00 .

0.7

8.00 16.00 .

Cada orden de compra puede componerse de cualquier subconjunto de productos con que trabaja el CD. La probabilidad de que una orden contenga un producto se detalla en la siguiente tabla1:

Sucursal Sbado y domingo Notebook 1/3 1/7 Tablet 1/9 3/7 Smartphone 5/9 3/7

La preparacin de los pedidos en las bodegas de cada producto es realizado por 2 empleados para cada bodegas durante la semana, en un tiempo que distribuye triangular (7, 7.5, 10) minutos. La jornada de trabajo es de lunes a viernes de 8.00 a 20.00 hrs. Los fines de semana, en cambio, slo hay un empleado por cada bodega, que trabaja de 8.00 a 18.00 hrs. Los 7 das de la semana los trabajadores cuentan con una hora de break para almorzar de 12:00 a 13 hrs., y tarda el mismo tiempo. Para simplificar la situacin se puede asumir que siempre que se haga un pedido las bodegas tendrn stock disponible.

El tiempo de traslado al CD distribuye normal (3, 0.5) minutos. Cuando los productos llegan a la bodega central se deben preparar los pedidos juntando los distintos productos de una misma orden de compra. Cuando un pedido est listo pasa a la siguiente etapa. Los pedidos pasan a la siguiente etapa en el mismo orden en que llegan al CD antes de irse a las bodegas.

Para la etapa de embalaje la empresa cuenta con dos empleados que trabajan en el mismo horario que los bodegueros y demoran un tiempo que distribuye:

5 (4, 5, 6)

=1

.

El tiempo de traslado a la etapa de etiquetado distribuye (1, 3) =1 . Esta etapa cuenta con un solo empleado que demora un tiempo que distribuye (, , ) =1 . Los parmetros dependen de la sucursal a la que ser despachado el pedido. En la tabla siguiente se detalla la distribucin del tiempo segn la sucursal:

Sucursal Las Condes 2.0 2.5 3.0

1 Si su programa podra generar rdenes que dadas las probabilidades no contengan ningn producto, en ese caso no enviarlas al CD y destruirlas.

La Florida 2.2 2.5 3.2 Estacin Central 1.8 2.5 2.8 Concepcin 2.2 2.4 3.2 Puerto Montt 1.8 2.6 2.8

Tabla 1: Parmetros proceso de etiquetado

La jornada de trabajo en la etapa de etiquetado es de lunes a viernes de 8.00 a 20.00 hrs. y los fines de semana de 8.00 a 18.00 hrs., siempre con un break de almuerzo de 12:00 a 13:00 hrs.

Terminada la preparacin del pedido, se debe proceder al despacho. El tiempo de traslado al rea de despacho distribuye normal (5, 0.25) minutos. Dependiendo de la ubicacin de la sucursal, el despacho puede realizarse va terrestre (en Santiago) o va area (fuera de Santiago). El despacho por tierra lo lleva a cabo un empleado que trabaja de lunes a domingo de 9.00 a 19.00 sin horario exclusivo de break para colacin y demora un tiempo que distribuye (60, 120, 240) , pero para poder iniciar su viaje debe esperar hasta que se acumulen 2 pedidos (de cualquier sucursal de Santiago). El despacho por va area tambin lo realiza un empleado que trabaja todos los das de 9.00 a 19.00 sin horario exclusivo de break para colacin. A la sucursal de Concepcin demora un tiempo que distribuye (30, 50, 60) =1 con una espera inicial de 35 minutos, mientras que a la sucursal de Puerto Montt demora un tiempo que distribuye (40, 60, 70) =1 con una espera inicial de 55 minutos.

El cobro por los productos y por el servicio de despacho debe realizarse una vez que concluye el despacho. Adems, se estima que los das de semana un 5% de los productos no llegan a su destino, por lo que esos productos no son vendidos2. El detalle de precios y costos variables segn la sucursal a la que se enva el pedido se presenta a continuacin:

Sucursal Precio Costo Las Condes 400 280 La Florida 380 270 Estacin Central 390 275 Concepcin 440 300 Puerto Montt 460 310

Tabla 2: Precios y costos de los notebooks por sucursal

Sucursal Precio Costo Las Condes 250 200 La Florida 220 180 Estacin Central 230 190 Concepcin 280 220 Puerto Montt 300 240

Tabla 3: Precios y costos de los tablets por sucursal

2 Considerar esto como una prdida de ingresos. Los costos se incurren igual.

Sucursal Precio Costo Las Condes 350 300 La Florida 320 280 Estacin Central 330 290 Concepcin 380 320 Puerto Montt 400 340

Tabla 4: Precios y costos de los smartphones por sucursal

Los costos fijos de la empresa consisten en el arriendo de las bodegas, los gastos generales y los sueldos de los empleados. Todos son pagados al final de cada mes. En la siguiente tabla se detallan el valor mensual de los costos.

Costo Fijo Valor (USD) Arriendo Bodega 1 4.000 Arriendo Bodega 2 y 3 4.200 Gastos Generales 6.200 Sueldo Empleado 13 450 Sueldo Empleado 24 650

Tabla 5: Costos Fijos

Debido al tamao de las sucursales y a la diferencia de demanda entre ellas, los pedidos se distribuyen segn las siguientes probabilidades (para todos los pedidos):

Sucursal Probabilidad Las Condes 0.3 La Florida 0.2 Estacin Central 0.2 Concepcin 0.18 Puerto Montt 0.12

Tabla 6: Distribucin de pedidos

Ejemplo: un pedido tiene un 30% de probabilidad de provenir de la sucursal de Las Condes.

1) Para poder enfrentar el problema, disee un flujograma5 de la situacin planteada y comente detalladamente la lgica de razonamiento.

2) Desarrolle una estimacin de las utilidades que obtendra la empresa en un horizonte de 360 das.

3) Realice 100 rplicas y construya intervalos de confianza al 95% en Simio, considerando un tiempo de simulacin de 360 das. Con los resultados realice y comente lo siguiente:

3 Trabaja de Lunes a Domingo de 9.00 a 19.00. 4 Trabaja de Lunes a Viernes de 8.00 a 20.00, Sbado y Domingo de 8.00 a 18.00. 5 La idea es que una persona que no sabe usar Simio pueda entenderlo. NO hay que copiar el modelo de Simio.

Construya un histograma en el modelo de simulacin (facility) que muestre el tiempo entre arribos de rdenes de compra e inclyalo en el informe, indicando el significado de sus ejes.

Encuentre el nmero mximo de productos en cola, el tiempo mximo de espera en cada uno de los 4 procesos y el porcentaje de uso de sus recursos. A partir de esta informacin, determine cul es el cuello de botella.

Calcule los ingresos, costos variables y costos fijos durante el perodo simulado y mustrelos con status labels por separado.

Realice un anlisis de sensibilidad del modelo en las siguientes 4 situaciones: hacer la simulacin en un horizonte de 1 mes con 100 rplicas, en un horizonte de 6 meses con 40, 100 y 200 rplicas.

Analice la conveniencia de contratar otro trabajador con el mismo rendimiento para el despacho de los pedidos de Santiago durante los fines de semana.

Determine la fraccin de las utilidades que se obtiene de las rdenes de compra por cada tienda.

Compare los resultados de la estimacin con los de la simulacin.

Parte II

Considere las siguientes situaciones e incorprelas al modelo de la Parte I:

La bodega central cuenta con un stock limitado de 900 cajas de embalaje, que se renuevan todos los meses. Cuando se terminan las cajas, la empresa debe utilizar otro tipo de embalaje, que tiene un costo adicional de 20 USD por empaque. Cada producto de un pedido utiliza su propia caja de embalaje.

Los empleados que no cuentan con break exclusivo para colacin ahora cuentan con horario para almorzar de 12:00 a 13:00 hrs, pero su horario de trabajo comienza una hora antes de la original. Compare las colas que se generan con estos cambios.

Repita la simulacin con la misma cantidad de rplicas y compare las utilidades. Adems calcule la cantidad de cajas que faltaron durante todo el perodo y el costo adicional total que se debi pagar y muestre estos valores en status labels.

Parte III

Considere las siguientes situaciones e incorprelas al modelo de la Parte I:

Al Gerente General de la empresa le sugieren la idea de procesar los pedidos segn los tipos de productos que tienen. Le solicita encontrar un mecanismo distinto al FIFO actual, para pasar los productos desde que llegan de las bodegas hasta la etapa de empaque.

Repita la simulacin con la misma cantidad de rplicas y compare las utilidades con el nuevo sistema de prioridades de procesamiento, adems de explicar por qu funciona mejor. Realice un anlisis de la conveniencia de este sistema, en trminos

econmicos. Bajo qu escenario/criterio esta poltica podra ser buena, y en cules mala? Qu medida/variable de desempeo se podra considerar para evaluar en ms detalle esta poltica?, evalela.

Parte IV

La empresa decide evaluar el nivel medio de solicitudes en sus procesos a lo largo del tiempo. Para ellos, muestre en distintos status label la cola promedio de los 4 procesos durante el horizonte de simulacin. Recuerde que los valores deben ir cambiando continuamente en el tiempo. Adems, realice un grfico de cmo vara la cola promedio medio durante el periodo de simulacin versus el tiempo de simulacin para cada etapa. Explique cmo lo obtuvo.

Todos los supuestos utilizados para cada parte deben ser explicitados en el informe.

Aspectos administrativos:

Las respuestas deben ser presentadas en un informe que no pude superar las 8 pginas, sin considerar la portada, pero considerando en anlisis de los outputs relevantes del modelo de simulacin. Esta debe incluir el nmero de grupo y el nombre de los integrantes. No se requiere esfuerzo administrativo adicional (introduccin, ndice, resumen ejecutivo), pero s formalidad en las respuestas.

El informe debe ser subido en un archivo comprimido al SIDING junto a los archivos de Simio hasta el lunes 5 de octubre a las 17.00 hrs. en el cuestionario respectivo. El informe debe tener el siguiente formato: GRUPOXX_ABC_DEF.docx, donde XX es el nmero de grupo, mientras que ABC y CDE son las iniciales de los integrantes. Se deben incluir todos los archivos de Simio, con la malla de cada Parte por separado, es decir, se deben subir al menos 3 mallas distintas.

Adems se debe entregar una copia impresa en la secretara de Ingeniera Industrial y Sistemas hasta el lunes 5 de octubre a las 16.00 hrs. No se aceptarn informes va e-mail. Los trabajos que no cumplan con lo anterior sern penalizados.

Los ayudantes no respondern dudas de la tarea por e-mail. Todas las consultas debern ser realizadas por el foro del SIDING.

Los trabajos que no sean entregados sern calificados con nota mnima (ya sea la entrega digital como en la secretara docente). Cualquier indicio de copia ser sancionado con nota mnima y avisado a la Unidad Acadmica respectiva.