Desenvolvimento de Projetos de Simulação de Sistemas Produtivos

SIMULAÇÃO DE SISTEMAS PRODUTIVOS Gabriela Fonseca Parreira Gregorio Projeto de simulação Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto você deve apresentar os seguintes aprendizados Enumerar os passos para o desenvolvimento de um projeto de simulação Identificar o problema e os objetivos de um projeto de simulação Elaborar o plano de um modelo de simulação Introdução Como você sabe os sistemas produtivos são complexos e não são isentos de problemas Por isso muitas vezes é necessário organizar os dados transformálos em modelos e simular o comportamento do sistema diante de alterações nos cenários de forma a contribuir com a tomada de decisão Estruturar o procedimento de simulação desde a definição do pro blema passando pela coleta dos dados requeridos até chegar à imple mentação e à validação dos resultados contribui com o êxito do processo tornandoo mais assertivo e confiável Neste capítulo você vai conhecer os passos que contribuem para o desenvolvimento de um projeto de simulação Você também vai estudar os problemas e os objetivos desse projeto Por fim vai ver como elaborar o plano de um modelo de simulação Desenvolvimento de um projeto de simulação As metodologias de modelagem e simulação podem ser divididas em algu mas etapas ou passos estruturados Tais passos buscam orientar os usuários durante o processo de implantação e aumentar a confi abilidade dos resulta dos alcançados De acordo com Chwif e Medina 2010 são seis os passos necessários para o desenvolvimento de um projeto de simulação Ainda segundo os autores em cada passo algumas atividades são realizadas Veja a seguir 1 Formulação determinação do problema a ser analisado e dos objetivos da modelagem 2 Representação construção do modelo conceitual que representa o sistema real a partir da coleta dos dados necessários 3 Implantação conversão do modelo conceitual anteriormente repre sentado em modelo computacional Isso ocorre já no software que será utilizado na simulação 4 Verificação e validação confirmação da transformação adequada e assertiva do modelo conceitual em modelo computacional Também ocorre análise para verificar se o modelo computacional representa o sistema real em relação ao seu comportamento e ao seu funcionamento 5 Experimentação realização de testes no modelo computacional diante de mudanças nas variáveis e cenários com o objetivo de encontrar a melhor solução 6 Análise exame dos resultados de acordo com os objetivos propostos Zhu et al 2014 apud NASCIMENTO et al 2016 relatam que um modelo de simulação pode ser estruturado de acordo com sete etapas veja abaixo 1 Identificação do sistema e definição de metas 2 Coleta de dados inicial 3 Criação do modelo do sistema 4 Criação do modelo de simulação 5 Validação do modelo 6 Simulação do modelo 7 Análise dos resultados Para Moreira 2011 a análise de um problema relativo a um projeto de simu lação pode ser descrita por meio de uma sequência de cinco passos Veja a seguir 1 Definição do problema elucidação do problema a ser solucionado no sistema real 2 Desenvolvimento do modelo representação do sistema por meio de um modelo Projeto de simulação 2 3 Preparação dos dados coleta dos dados requeridos pelo modelo Tratamse de valores das variáveis não controladas pelo analista do problema 4 Solução do modelo realização de testes de comportamento e funcio namento do modelo para a identificação da solução mais adequada por meio de simulações 5 Relatório dos resultados construção dos relatório e apresentação ao tomador de decisões Independentemente do número de passos todos os autores concordam que o desenvolvimento de um projeto de simulação passa pelas etapas de definição do problema e conhecimento das partes que integram o sistema construção do modelo simulação do modelo construído e construção de relatórios para análise do tomador de decisões Consolidando os modelos apresentados é possível descrever as etapas relacionadas ao desenvolvimento de um projeto de simulação com maior nível de detalhamento Veja a seguir 1 Definição do problema e dos objetivos definição do problema exis tente no sistema real a ser solucionado e dos objetivos do projeto de simulação Geralmente o problema é definido pelo cliente e precisa ser claro para toda a equipe envolvida 2 Formulação e planejamento do modelo construção do modelo conceitual do projeto que é a representação abstrata do sistema real Após a formulação é necessário definir também a abrangência as hipóteses e o grau de especificação do modelo ou seja planejar o modelo 3 Coleta de dados identificação dos dados necessários e coleta Os dados necessários dependem do sistema e do problema 4 Desenvolvimento do modelo desenvolvimento de um modelo com putacional que represente o modelo conceitual É importante que a organização utilize ferramentas adequadas que suportem bem o modelo e os testes necessários 5 Verificação análise que verifica se o modelo computacional representa satisfatoriamente o modelo conceitual 6 Validação aprovação do modelo computacional caso ele esteja ade quado Caso não esteja alterações são necessárias Nesse caso retorna se à fase de desenvolvimento do modelo 3 Projeto de simulação 7 Experimentação realização de testes no modelo de acordo com os cenários predeterminados 8 Análise dos resultados e apresentação exame dos resultados da experimentação e apresentação aos tomadores de decisões 9 Implementação implantação da decisão tomada É importante que os resultados da implementação sejam acompanhados pela equipe O problema e os objetivos de um projeto de simulação A primeira etapa de um projeto de simulação está relacionada à defi nição do problema Ou seja nessa etapa é defi nido o que precisa ser solucionado no sistema Isso é feito por meio de testes e avaliações com o atual projeto de simulação Como você deve imaginar compreender bem o problema é fundamental para defi nir os objetivos e propósitos do estudo São inúmeros os problemas que podem ser avaliados eou solucionados por meio da simulação Como exemplos desses problemas considere gargalos que limitam os ganhos do sistema desperdícios que tornam o processo menos eficiente questões relacionadas à capacidade produtiva dúvidas sobre modais de transporte capacidade dos veículos rotas problemas relacionados ao arranjo físico aos postos de trabalho entre outros aspectos Definir o problema é definir o que não possui um desempenho satisfatório no sistema exigindo que alterações sejam feitas ou o que pode ser incre mentado como estratégia de melhoria contínua O problema é uma questão a respeito do sistema real que incide sobre as partes que compõem tal sistema e suas interações O problema é informado por aquele que o detém ou seja o cliente É muito importante que exista interação entre o cliente e os responsáveis pela simulação para a compreensão e a transformação efetivas do problema no modelo A definição do problema em um projeto de simulação é uma fase crítica Ela depende do quão estruturados são os dados existentes Algumas Projeto de simulação 4 vezes o problema pode ser formulado por meio de um modelo quantitativo outras vezes é necessário empreender análises qualitativas e julgamento da situação MOREIRA 2011 O estabelecimento do problema exige imaginação trabalho de equipe e um grande esforço no sentido de transformar decisões genéricas em um problema bem estru turado que possa ser atacado quantitativamente MOREIRA 2011 De acordo com Freitas Filho 2001 a formulação e a análise do problema acontecem ainda na fase de planejamento O autor destaca também a impor tância de definir a motivação do estudo e o escopo que se deseja alcançar Ele ainda afirma que é preciso analisar as possíveis restrições e riscos do problema Tanto os objetivos que se pretendem com a solução como as res trições que cercam o problema têm de ser definidos de forma clara e precisa MOREIRA 2011 Os objetivos podem ser conceituados como alcances ou propósitos rela cionados ao problema do sistema de produção Na definição do objetivo as questões listadas a seguir precisam ser respondidas O que é necessário fazer para solucionarreduzir o problema predeterminado Quais são os impactos que devem ser gerados quando o problema for solucionado O que a organização espera em relação ao projeto que está sendo simulado Os objetivos dos projetos de simulação na maioria das vezes estão associa dos à identificação de pontos que promovem melhorias Entre tais melhorias você pode considerar ganhos de produtividade redução de custos aumento da capacidade de produção redução de desperdícios redução de tempo de produção Enfim a ideia é favorecer o alcance dos objetivos de desempenho das empresas 5 Projeto de simulação No entanto o alcance dos objetivos é dificultado ou algumas vezes im pedido por várias restrições que envolvem o sistema Restrições são fatores que limitam ou dificultam o alcance de determinado objetivo Como exemplos de restrições você pode considerar restrições financeiras de tecnologia de competência entre outras Definir os objetivos não é uma tarefa trivial É necessário ter conhecimento aprofundado sobre o sistema e sobre o problema Algumas diretrizes podem orientar quanto à definição dos objetivos os objetivos devem ser poucos os objetivos podem ser audaciosos mas devem ser passíveis de serem alcançados os objetivos devem ser de fácil compreensão por todos os envolvidos os objetivos devem ser passíveis de serem medidos quantitativamente os objetivos devem orientar a condução das ações a serem realizadas Na Figura 1 você pode ver exemplos de problemas e de objetivos relacio nados a um projeto de simulação Figura 1 Problemas e objetivos de um projeto de simulação Plano de um modelo de simulação A elaboração de um projeto de simulação requer a elaboração de um plano que conduza até os objetivos estabelecidos Tratase de um conjunto de ações Projeto de simulação 6 necessárias para que o processo de simulação aconteça de forma organizada e estruturada e para que gere informações que auxiliem no processo de tomada de decisão Algumas questões básicas podem conduzir a elaboração do plano O que será feito Como será feito Quem irá fazer Quando será feito Por que será feito Onde será feito Quanto custará No plano é importante prever também como serão as estratégias de registro das lições aprendidas ao longo do processo Essas informações podem ser importantes para o desenvolvimento de outros planos de um modelo de simulação Especificamente em relação aos planos de um modelo de simulação é preciso definir com base no problema identificado os objetivos relacionados ao problema as restrições existentes os cenários que serão analisados o tipo de modelo mais adequado os softwares de simulação a serem analisados o custo do processo o tempo requisitado os pontos de avaliação do processo de simulação os clientes envolvidos os analistas de simulação que vão trabalhar no modelo as etapas do projeto de simulação incluindo a validação do modelo as variáveis de saída de cada etapa que envolve o projeto de simulação a apresentação dos resultados 7 Projeto de simulação No Quadro 1 a seguir veja um modelo de formulário que pode ser utilizado para planejar a simulação Problema Objetivos Restrições reais Cenário Tipo de modelagem Ferramentas Prazo Orçamento Etapas do processo de simulação Responsáveis Saídas Apresentação Quadro 1 Modelo de plano de simulação Após a definição do problema e dos objetivos do planejamento de recur sos necessários entre outras etapas partese para a elaboração do modelo conceitual Esse modelo conceitual é a representação do modelo abstrato que está na nossa cabeça de forma explícita PEREIRA CHWIF 2010 documento online O plano do modelo conceitual de simulação deve prever a finalidade do modelo e estabelecer o grau de especificação as suposições que conduzirão as análises e as premissas A elaboração desse modelo depende da compreensão do sistema e dos dados disponíveis Ao transformar o modelo conceitual em modelo computacional é neces sário planejar hardwares softwares e as etapas de verificação e validação do modelo A seguir veja os itens necessários para a especificação do modelo conceitual objetivos complexidades escopo Projeto de simulação 8 entradas e saídas rodadas cenários No Quadro 2 veja os itens que precisam ser planejados na elaboração do modelo conceitual e do modelo computacional Fonte Pereira e Chwif 2010 Modelos Elementos do plano Conceitual Abrangência Detalhamento Suposições Computacional Hardware Software Verificação Validação Quadro 2 Elementos do plano de modelo conceitual e computacional CHWIF L MEDINA A C Modelagem e simulação de eventos discretos teoria e prática 3 ed São Paulo Campus 2010 FREITAS FILHO P J Introdução à modelagem e simulação de simulação de sistemas Florianópolis Visual Books 2001 MOREIRA D A Administração da produção e operações 2 ed São Paulo Cengage Learning 2011 NASCIMENTO L et al O uso da simulação como ferramenta de apoio à decisão em um restaurante universitário In ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODU ÇÃO 36 2016 Anais João Pessoa 2016 Disponível em httpwwwabeproorgbr bibliotecaTNWIC23135029744pdf Acesso em 10 abr 2019 PEREIRA W CHWIF L Especificação do modelo conceitual em simulação de eventos discretos aplicação em um caso real In ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO 30 2010 Anais São Carlos 2010 Disponível em httpwwwabepro orgbrbibliotecaenegep2010tnsto11877216587pdf Acesso em 10 abr 2019 9 Projeto de simulação