Modelo computacional

Conforme os passos de uma pesquisa de simulação delimitados por Montevechi et al. (2010), após a coleta de dados, a pesquisa passa para a fase de implementação. Nesta fase, o modelo conceitual será convertido no modelo computacional através da programação em um

software de simulação; em seguida este modelo será validado e verificado.

Reiterando a história da simulação, antigamente todos os modelos de simulação tinham que ser programados por meio de uma linguagem de programação geral, tais como o FORTRAN, JAVA ou Microsoft C++. Através destas linguagens, cada modelo exigia uma programação específica, gastando assim muito tempo (CHWIF e MEDINA, 2007).

No entanto, à medida que a tecnologia e a computação se desenvolviam os programas de simulação também ampliavam suas aplicações e facilidade em uso. Atualmente, programas de simulação abrangem áreas diversificadas e específicas, como visto nos exemplos da subseção 3.2.

Assim, hoje em dia muitos programas de simulação são indicados especificamente para ambientes únicos de atuação (PERERA, e LIYANAGE, 2000). Alguns exemplos de softwares comumente empregados no setor de manufatura incluem Promodel® (PROMODEL, 2011), SimEvents® (MATHWORKS, 2011), SimCad® (CREATE A SOFT, 2011), Plant Simulation® (SIEMENS, 2011).

Tendo em vista a quantidade de opções possíveis, Bosilj-Vuksic, Ceric e Hlupic (2007) desenvolveram uma série de critérios para auxiliar na avaliação dos softwares de simulação. Os autores justificam seus critérios, ressaltando que a complexidade da simulação e o número de características e necessidades atuam como uma restrição na utilização da mesma. Os critérios são agrupados em quatro categorias:

 Considerações de hardware e software: aspectos de codificação, compatibilidade, suporte ao usuário, características técnicas e financeiras, e sua predominância (pedigree);

 Capacidade de modelagem: Características gerais, auxílio na modelagem;

 Capacidade de simulação: Aspectos visuais, eficiência, habilidade de ser testada, facilidade de experimentação, e capacidades estatísticas;

 Questões de dados de entrada e saída: Capacidades de representação de dados de entrada e saída, e dos dados para análise.

Os mesmos autores concluem que a escolha de um pacote de simulação depende muito das preferências e experiência do modelador. Nikoukaran e Paul (1999), também propuseram critérios para a escolha de um software de simulação, os autores declaram que muitas vezes, a decisão de qual software deva ser comprado é uma “questão de conveniência”.

A esfera de atuação desta pesquisa é a simulação a eventos discretos de sistemas de manufatura. Em uma célula de manufatura ou linha de produção, a experimentação no mundo real incorre em paradas desnecessárias e altos custos ao sistema como um todo. Além do mais, às vezes experimentação no mundo real nem sempre é possível, devido às limitações de espaço físico, tempo, dinheiro, matéria prima e mão de obra.

Desta forma, surge a necessidade por outra maneira de conduzir experimentos sobre o sistema. Muitos autores na literatura confirmam a aplicabilidade de simulação a eventos discretos no setor de manufatura (SHARDA e BURY, 2010; MONTEVECHI, et al., 2010; SANDANYAKE, 2010).

Para os fins desta pesquisa, o simulador escolhido foi o Promodel®, versão 7.0. Banks

et al. (2009) avaliam o desempenho e algumas características deste simulador:  A construção de modelos é efetuada pelo uso de imagens e gráficos;  As decisões da modelagem são governadas pela lógica baseada em regras;  A incorporação de programações externas desenvolvidas em C++;

 A geração automática de animação em duas ou três dimensões à medida que o modelo é construído;

 A capacidade de incorporar custo de atividades;

 A inclusão de distribuições estatísticas, assim modelando a aleatoriedade;

 A coleção considerável de recursos gráficos, assim facilitando a visualização dos resultados, tal como diagramas de estados (ocioso, ocupado, bloqueado, etc.);

 O programa de otimização, SimRunner®, o qual possibilita a otimização das variáveis de saída pelo teste de vários cenários.

Além do mais, o Promodel® possui a capacidade de exportar ou importar dados do programa Microsoft Excel®.

Ao longo do processo de construção do modelo de simulação, o Promodel® dispõe de vários elementos fundamentais para a preparação: Locais (Locations), Entidades (Entities), Atributos (Attributes), Recursos (Resources), Processamento (Processing), Chegadas (Arrivals) e Custo (Cost). A seguir, mostram-se a definição de cada elemento básico e sua finalidade.

 Locations (Locais): incluem os locais fixos de um sistema, onde as entidades do sistema sofrem alguma mudança ou um processo é realizado. Alguns exemplos são filas, esteiras, postos de trabalho e áreas de atendimento do cliente. Podem-se especificar seus detalhes de funcionamento, tais como a capacidade, número de unidades, setups, rotina de manutenção, as distribuições que governam seu comportamento, e as regras de chegada e saída.

 Entities (Entidades): representam os itens que “fluem” pelo sistema, assim consumindo tempo e sendo processados nos locais. Exemplos incluem matéria prima, produtos, pessoas e documentos. Para representar seu fluxo ao longo do sistema, é possível agrupar e dividir as entidades e adicionar lógica.

 Resources (Recursos): elementos necessários para realizar alguma operação, tais como o transporte de uma entidade e manutenção de uma máquina (local). Podem ser representados máquinas e funcionários. Caminhos de redes devem ser designados para ilustrar o movimento dos recursos entre pontos de operação, porém podem também ser estacionários. Estes caminhos de redes detalham aspectos como a velocidade, acelerações, e tempos de busca e entrega.

 Attributes (Atributos): Características descritas que conseguem diferenciar entre várias entidades e locais, tais como a lógica de prioridade de um cliente na fila de espera ou rota de uma peça específica. A incorporação de atributos poderia distinguir, por exemplo, entre vários tipos de peças em uma célula de manufatura.

 Arrivals (Chegadas): Descrevem as chegadas de entidades dentro do sistema delimitado, normalmente anotando as informações de frequência, quantidade, e a distribuição estatística que melhor descreva as chegadas.

 Processing (Processamento): Detalha a lógica na qual as entidades fluem pelo sistema. São exibidas duas tabelas, uma demonstrando os locais e recursos incluídos e a lógica do processo, assim seguindo a ordem dos passos quando uma entidade

chega em um local. A outra mostra o destino da entidade trabalhada, e representa qualquer mudança na mesma no local anterior.

 Costs (Custo): Quantificam as despesas vinculadas aos locais, recursos e entidades. Através destes custos, cada rodada do modelo gera relatórios estatísticos em que se conseguem analisar os dados dos gastos. No caso de recursos, por exemplo, o custo por jornada (por hora, por minuto) de cada funcionário pode ser incluído; no caso de locais, o custo de operar uma máquina por uma unidade de tempo, e finalmente, no caso de entidades, o custo de processamento à medida que ela passa pelo sistema.