Investigación sobre software de simulación

Simulación de sistemas discretos

Introducción:

Es evidente que los sistemas productivos evolucionan a lo largo del tiempo y, por lo tanto, debe tenerse en cuenta su naturaleza dinámica. Por otra parte, aunque determinados sistemas productivos pueden ser considerados como continuos (por ejemplo, reactores químicos), la mayoría de los sistemas productivos tienen características de sistemas discretos, ya que los cambios de estado (recepción de materias primas, inicio y finalización de la fabricación de lotes, entradas y salidas del almacén,...) se producen en instantes de tiempo determinados y separados entre sí.

Caso de un sistema en lista de espera o de colas.

Supongamos un sistema de colas simple, compuesto por una población fuente que a efectos prácticos pueda ser considerada infinita, de la cual proceden las unidades que requieren servicio, según una distribución de Poisson, con una tasa de λ llegadas por unidad de tiempo, la cola puede ser considerada infinita a efectos prácticos por no haber ninguna limitación física, y el servicio es prestado por una estación de servicio única, monofase, cuya capacidad es de µ servicios completados por unidad de tiempo según una ley de distribución exponencial, es decir un sistema M/M/1, en nuestra notación. Un ejemplo práctico de tal situación lo representan las piezas que llegan a una máquina para ser sometidas a una operación, cuando no hay problemas de almacenamiento intermedio. Las unidades que requieren servicio son las piezas, el servicio consiste en la operación a la que han de ser sometidas, y la máquina es la unidad de servicio.

Software que se utilizados comercialmente para realizar simulación de sistemas “Líneas de espera”

Entre los software utilizados comercialmente para realizar una simulación de líneas de espera se encuentran: Arena, ProModel, OR Brainware Decision Tools, SIMNET II, entre otros.

Arena:                                                                                          ¿Qué es Arena?

Arena es un software de simulación que  ofrece la posibilidad de capitalizar el rendimiento del negocio.

Evaluar las alternativas posibles para determinar el mejor enfoque para optimizar el rendimiento.

Comprender el funcionamiento del sistema basado en indicadores clave, tales como costos, rendimiento, tiempos de ciclo, la utilización del equipo y la disponibilidad de recursos.

Reducir el riesgo mediante la simulación rigurosa y pruebas de cambios en el proceso antes de comprometerse gastos de capital o de recursos importantes.

Determinar el impacto de la incertidumbre y la variabilidad en el rendimiento del sistema.

Ejecutar " qué pasaría si" los escenarios para evaluar cambios en los procesos propuestos.

Visualizar los resultados con la animación 2D y 3D.

Requisitos de Software

Arena es una aplicación de 32 bits de Windows que también se ejecuta en sistemas operativos de 64 bits. Apoyamos los siguientes sistemas operativos:

*Microsoft® Windows® 7, Microsoft Windows Vista (SP2 o posterior), Microsoft Windows XP Pro o Home (SP3 de 32 bits, 64 bits SP2), Microsoft Windows Server 2008

*Microsoft Internet Explorer, versión 6.0 o posterior. La versión 7.0 se recomienda para los sistemas operativos Microsoft Windows 7 y Vista

*Debe tener privilegios de administrador para instalar el software.

Nota: Arena fue probada usando la última versión del software antivirus. Para obtener información más detallada, consulte conocimientos de Rockwell Automation ID respuesta 35330.

Requerimientos mínimos del sistema “Hardware”

*Adobe® Acrobat Reader 9.1.0 o posterior recomendado para ver la documentación

*Disco duro con 1 GB de espacio libre en disco (o más)

*2 GB de RAM (o más)

Requisitos del sistema recomendados

*Adobe® Acrobat Reader 9.1.0 o posterior recomendado para ver la documentación

*Disco duro con 4 GB de espacio libre en disco (o más)

*4 GB de RAM (o más)

*Intel® procesador de doble núcleo (o más), 3 GHz o más rápido

*Acceso a Internet para la instalación de activaciones FactoryTalk

Licencia: Arena es un software de paga y debe ser adquirido en la página oficial de ARENA para cada país

ProModel:                                                                                  ¿Qué es promodel?

ProModel es un simulador con animación para computadoras personales. Permite simular cualquier tipo de sistemas de manufactura, logística, manejo de materiales, etc. Puedes simular bandas de transporte, grúas viajeras, ensamble, corte, talleres, logística, etc.

ProModel es un paquete de simulación que no requiere programación, aunque sí lo permite. Corre en equipos 486 en adelante y utiliza la plataforma Windows®. Tiene la combinación perfecta entre facilidad de uso y flexibilidad para aplicaciones complejas. Puedes simular Justo a Tiempo, Teoría de Restricciones, Sistemas de Empujar, Jalar, Logística, etc. Prácticamente, cualquier sistema puede ser modelado.

Una vez hecho el modelo, éste puede ser optimizado para encontrar los valores óptimos de los parámetros claves del modelo. Algunos ejemplos incluyen determinar la mejor combinación de factores para maximizar producción minimizando costo, minimizar el número de camiones sin penalizar el servicio, etc.

El módulo de optimización nos ayuda a encontrar rápidamente la solución óptima

Beneficios al usar Promodel:

• Único software de simulación con Optimización plenamente integrada
• Creación de modelos rápida, sencilla y flexible.
• Modelos optimizables.
• Elementos de Logística, Manejo de Materiales, y Operaciones incluidas. (Bandas de transporte, Grúas Viajeras, Operadores).
• Entrenamiento en Español.
• Resultados probados.
• Importación del Layout de Autocad, y cualquier herramienta de CAD / CAE / Diseño, así como de fotografías digitales.
• Soporte Técnico 24 horas al día, 365 días del Año.
• Integración a Excel, Lotus, Visual Basic y herramientas de Microsoft.
• Genera en automático las gráficas en 3 dimensiones para visualización en el espacio tridimensional.

Requerimientos mínimos de Hardware:

• Al menos procesador Intel 486.
• 32 Megabytes de RAM (8 de memoria extendida).
• 25 Megabytes de Espacion libre en Disco Duro.
• Monitor VGA Monitor (640 x 480).
• Unidad de CD ROM.
• Ratón (Mouse)

Hardware recomendado:

• Procesador Pentium 200 MMX o superior.
• 32 Megabytes en RAM.
• 65 Megabytes de Espacio libre en Disco Duro.
• Monitor SVGA (1024 x 786 x 16 millones de colores).
• Unidad de CD ROM.
• Tarjeta de Sonido.
• Acceso a internet.
• Ratón (Mouse).

Licencia: Promodel es un software de paga pero es posible descargar una versión de prueba que es temporal.

OR Brainware Decision Tools:                       ¿Qué es OR Braiware Decision Tools?

OR Brainware Decision Tools es una herramienta informática pensada para ser utilizada por aquellas empresas que comparten la idea de que en los tiempos actuales, la toma de decisiones empresariales es compleja, por lo que deben de apoyarse con herramientas informáticas de optimización que utilizan la analítica avanzada para minimizar los riesgos empresariales y luego alcanzar el éxito de la organización.

CATALOGO DE MÓDULOS

·         Administración de Proyectos

·         Líneas de Espera

·         Planeamiento Agregado de la Producción

·         Optimización de la Cadena de Suministros

·         Modelado Avanzado con Programación Lineal

Requerimientos mínimos de Hardware:

1.    Procesador Core  i3™ con al menos 4 GB de RAM ó una configuración superior. SISTEMA OPERATIVO: Windows 10, Windows 8.1, Windows 8 o Windows  7 versión de 32 o 64 bits en español.

2.    MICROSOFT OFFICE EXCEL: Microsoft Office Excel de Office 365,  Microsoft Office Excel 2016, 2013 o 2010, versiones de  32 ó 64 Bits, o bien Microsoft Office Excel 2007 Service Pack 2.   OR Brainware Decision Tools no funciona en Microsoft Office Excel 2003.

3.    ESPACIO MÍNIMO REQUERIDO DE DISCO DURO: 28.0 MB

Limitaciones de sofware

*Es un requisito que el usuario del programa disponga de una licencia de la plataforma Microsoft Office Excel para poder ejecutar OR Brainware Decision Tools.  Si no se dispone de esta plataforma, el programa OR Brainware Decision Tools no se ejecutará.

Para que el programa OR Brainware Decision Tools se pueda ejecutar es necesario que esté  instalado el complemento de SOLVER de Microsoft Excel.  Si el complemento de Solver no está activado el programa OR Brainware Decision Tools no se  ejecutará.

Instalación del Complemento de Solver

Cargue la plataforma de Microsoft Office Excel, luego seleccione “Opciones”.  Dentro de opciones de Excel seleccione “Complementos”  y  luego seleccione la opción “IR”.  En el menú de complementos disponibles  que se presenta ponga una marca en la opción SOLVER. Finamente seleccione la opción ACEPTAR.

Licencia: OR Brainware Decision Tools es un software de paga pero es posible descargar una versión de prueba que es temporal (30 días).

SIMNET II: Simrad Intelligent Marine Network             ¿Qué es SIMNET II?

SIMNET II es un software de diseño que se basa en la idea general que los modelos de simulación discreta pueden crearse de una u otra manera como sistemas de líneas de espera. En este contexto, el lenguaje se basa en un acercamiento de red que utiliza tres nodos auto-descriptivos: una fuente, en donde llegan las transacciones (clientes), una línea de espera, donde la espera tiene lugar en caso de que esta sea necesaria, y una instalación, en donde se lleva a cabo el servicio. Se agrega un cuarto nodo, llamado auxiliar, para incrementar las capacidades de modelación de lenguaje.

Los nodos en SIMNET II están conectados por ramas. Conforme las transacciones recorren las ramas, estas ejecutan importantes funciones entre las que se cuentan: 1) controlar el flujo de transacciones en cualquier parte de la red, 2) recolectar estadísticas pertinentes, 3) efectuar cálculos aritméticos.

 Esta información se almacena en archivos. SIMNET II utiliza tres tipos de archivos: 1. Calendario de eventos (o E.FILE como se llama en SIMNET II) es el archivo principal que mueve la simulación.

2. Línea de espera.

3. Instalación.

Requerimientos mínimos de Hardware:

En primer lugar, determinar la mejor ubicación del equipo para montar el

SimNet sólo en equipos que disponen de la Interfaz NMEA0183 . Debido a la flexibilidad del SimNet no es necesario tomar ninguna precaución particular al colocar los productos. Es posible conectar cada producto NMEA 0183 a través de la red SimNetAT10 universal NMEA0183 convertidor (entrada única y salida) y el sistema de instrumentos de Simrad IS15 a través de la AT15 SimNet convertidor. Los encontrará como parte de los accesorios SimNet programa.

Licencia: SimNet es un software no gratuito y debe adquirirse pues este requiere de instrumentos incluidos en el paquete de venta.

Software utilizado comercialmente en la industria Química:

Algunos de los software que son utilizados comúnmente por los ingenieros químicos son: Matlab, Simulink, Aspen, Chemical, Ansi entre otros.

Matlab:                                                                                             ¿Qué es Matlab?

La plataforma de MATLAB está optimizada para resolver problemas de ingeniería y científicos. El lenguaje de MATLAB, basado en matrices, es la forma más natural del mundo para expresar las matemáticas computacionales. Los gráficos integrados facilitan la visualización de los datos y la obtención de información a partir de ellos. Una vasta librería de toolboxes preinstaladas le permiten empezar a trabajar inmediatamente con algoritmos esenciales para su dominio. El entorno de escritorio invita a experimentar, explorar y descubrir. Todas estas herramientas y prestaciones de MATLAB están probadas y diseñadas rigurosamente para trabajar juntas.

Requerimientos del sistema:

Sistemas operativos:            Windows 10, Windows 8.1, Windows 8, Windows 7 Service Pack 1, Windows Server 2012, Windows Server 2008 R2 Service Pack 1, Windows Server 2008 Service Pack 2

Procesadores: Cualquier procesador Intel o AMD x86-64 Con Polyspace , se recomienda 4 núcleos

Espacio en el disco:  2 GB para MATLAB solamente, 4-6 GB para una instalación típica

RAM: 2 GB Con Simulink , se recomienda 4 GB Con Polyspace , se recomienda 4 GB por núcleo

Licencia: Matlab es un software no gratuito y debe adquirirse.

Simulink:                                                                                             ¿Qué es Simulink?

Simulink^® es un entorno de diagramas de bloque para la simulación multidominio y eldiseño basado en modelos. Admite el diseño y la simulación a nivel de sistema, la generación automática de código y la prueba y verificación continuas de los sistemas embebidos.

Simulink ofrece un editor gráfico, bibliotecas de bloques personalizables y solvers para modelar y simular sistemas dinámicos. Se integra con MATLAB^®, lo que permite incorporar algoritmos de MATLAB en los modelos y exportar los resultados de la simulación a MATLAB para llevar a cabo más análisis.

Requerimientos del sistema:

Sistemas operativos:            Windows 10, Windows 8.1, Windows 8, Windows 7 Service Pack 1, Windows Server 2012, Windows Server 2008 R2 Service Pack 1, Windows Server 2008 Service Pack 2

Procesadores: Cualquier procesador Intel o AMD x86-64 Con Polyspace , se recomienda 4 núcleos

Espacio en el disco:  2 GB para MATLAB solamente, 4-6 GB para una instalación típica

RAM: 2 GB Con Simulink , se recomienda 4 GB Con Polyspace , se recomienda 4 GB por núcleo

Licencia: Simulink es un software no gratuito y debe adquirirse.

Aspen:                                                                                             ¿Qué es Aspen?

Aspen Plus es el software líder en el mercado de optimización de procesos químicos utilizados por el grueso , fino , de la especialidad , y las industrias bioquímicas , así como la industria de polímeros para el diseño , operación y optimización de la caja fuerte , de fabricación rentable facilities.Aspen Plus ofrece la más amplia gama de herramientas para construir y optimizar los modelos de procesos , incluidas las mejores en su clase de propiedades físicas, capacidad de manejar sólidos, líquidos y gases ,procesos avanzados y orientados a la ecuación ( e / S e ) modo de modelado.

Tipo de licencia: Comercial, no gratuito.

Referencias:

ProModel. (2016). Promodel.com.mx. Obtenido 4 Septiembre 2016, de http://www.promodel.com.mx/promodel.php

OR Brainware. (2016). OR Brainware. Obtenido 5 Septiembre 2016, de http://orbrainware.com/

(2016). obtenido 5 Septiembre 2016, de http://www.chicagomarineelectronics.com/Simrad%20Documents/SimNet/Simnet-Install-Man.pdf

10 Aplicaciones Gratuitas (y Legales) para Ingeniería Química | IngenieriaQuimica.org. (2016). Ingenieriaquimica.org. Obtenido 5 Septiembre 2016, de http://www.ingenieriaquimica.org/software/10-aplicaciones-gratuitas

Simulink - Simulation and Model-Based Design. (2016). Es.mathworks.com. Obtenido 5 Septiembre 2016, de http://es.mathworks.com/products/simulink/

Coss Bú, R. (1982). Simulación. México: Limusa.