Modelo de Simulación para la Estación De Servicio “DELTA”
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Modelo de Simulación para la Estación De Servicio “DELTA” |
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Patricia Morales Morales |
Resumen.- La Estación de Servicio para vehículos DELTA comenzó sus operaciones en el año 1999. Su principal actividad es abastecer de combustible. Los tipos de combustible que ofrece al público son gasolina especial y aceite diesel. No existe referencia anterior en la empresa sobre algún proyecto de Simulación que se haya realizado para probar la efectividad y funcionamiento, pero sí se había pronosticado su desempeño partiendo de un estudio de diseño de la infraestructura y a través de un análisis de investigación de mercados en la zona, llegando a considerarla un punto estratégico por ser un área comercial y por flujo constante de vehículos. Se considera como el problema principal las colas de vehículos que se generan en los carriles de estacionamiento que esperan el servicio, hecho que agudiza los días viernes y sábados por la mañana. El objetivo principal del Proyecto de Simulación fue reducir las “colas” de vehículos en los carriles de estacionamiento que esperan recibir el suministro de combustible. La metodología que se aplicó en este proyecto consistió en la elaboración de un modelo probabilístico cuyo comportamiento fue simulado utilizando el utilitario Stat:Fix de ProModel 4.2. El modelo utilizó datos obtenidos por medio de entrevistas a los empleados, observación directa del funcionamiento de la estación de servicio, así como el análisis de tiempos y movimientos en horas de actividad de operación. Los resultados mostraron que la mejor disposición de bombas era en paralelo, disposición que permite que el cliente espere menos. Se estableció una mejora considerable en tiempos, así como la comparación con otros escenarios alternativos. Mediante el modelo simulado, la reducción en tiempos para los clientes que compran diesel resultó del orden del 98%. Finalmente, la implementación de las recomendaciones de este proyecto contribuirá a que la Estación de Servicio puede atender más clientes, mejorando la calidad de atención ya que los clientes deberán esperar menos para ser atendidos; más aún, esta menor espera también reducirá el embotellamiento que se produce a la entrada de la estación.
INTRODUCCIÓN La Estación de Servicio para vehículos DELTA comenzó sus operaciones en el año 1999 y su principal actividad es abastecer a los vehículos de transporte público y privado de combustible. Los tipos de combustible que ofrece al público son gasolina especial y aceite diesel.
La Estación de Servicio dispone de dos carriles de estacionamiento, uno al lado del otro y dispuestos en un mismo sentido. Cada carril cuenta con dos bombas de distribución dispuestas en serie (una tras otra), las primeras bombas de cada carril ofrecen solo gasolina especial y las segundas proporcionan aceite diesel además de gasolina especial. Cabe destacar que ambos carriles son angostos (aproximadamente 3.5 metros de ancho) permitiendo la cabida de un sólo vehículo para el servicio, también se cuenta con un par de computadoras, ubicadas en cada carril entre las bombas de distribución, en las que se hacen los registros y facturaciones.
El número de empleados para el turno de día es de seis, tres por carril; de los cuales dos se encargan de las bombas de distribución y uno se dedica al cobro y registros con facturación. Para el turno de la noche el número de empleados se reduce a cuatro.
La Estación de Servicio se encuentra ubicada en la Zona de Alto Miraflores, más específicamente en la Avenida las Américas de la Zona de Villa Fátima donde se encuentra el Mercado Principal de la Zona, por tal motivo, es considerada un área comercial (con tiendas comerciales, servicios de atención médica, Internet , bancos, salones de peluquería, panaderías, servicios de telefonía y otros). También se puede apreciar una gran afluencia de vehículos en la avenida así como la existencia de varios puntos de parada de minibuses, taxis, flotas y otros; este aspecto motiva el abastecimiento de combustible en la Estación de Servicio cuya atención se extiende durante las 24 horas.
Por todo lo anteriormente citado el estacionamiento es muy concurrido y a momentos saturado, situación que no permite atender satisfactoriamente a los clientes por falta de capacidad en infraestructura ocasionando extensas colas de vehículos por el largo de las calles de su entorno produciendo el tan perjudicial “tiempo de espera en cola”, incrementando el congestionamiento vehicular en la avenida. Cabe destacar que a todo esto se adiciona el hecho de que la avenida es estrecha, de aproximadamente 8 metros de ancho, consecuentemente inapropiada para el flujo vehicular en direcciones opuestas.
Con relación al tiempo de servicio que se brinda, podemos indicar que no existe fluidez y continuidad debido a que las bombas distribuidoras no son eficientemente utilizadas, ya que se producen tiempos de ocio en las mismas por su disposición consecutiva, debido a que si bien la primera podría estar dando el servicio correspondiente, la segunda queda sin la posibilidad de dar servicio a otro vehículo que pudiera estar en la cola (esto como resultado de la estrechez del carril).
En conclusión, la estación de servicio en su afán de proveer combustible también genera tiempos de espera, ocasionando problemas de tránsito para vehículos y peatones, afectando significativamente la rentabilidad de la Empresa.
MÉTODOS Y PROCEDIMIENTO Colección y documentación de datos para la Estación de Servicio “DELTA”.
Inicialmente se efectuó la recolección de datos acerca del estacionamiento por medio de entrevista directa de los empleados y por simple observación, para ello se hizo actividades de medición directa y también de forma perceptiva de las dimensiones de los diferentes elementos del área de abastecimiento: distancia entre tanques, ancho de los carriles de servicio, distancia entre la entrada desde la avenida hasta los tanques e inclusive se hizo la medición del ancho de la avenida para comprobar que el congestionamiento vehicular se acentúa más por su estrechez.
Como siguiente actividad para la recolección de datos se registró los tiempos entre arribos de los vehículos al estacionamiento para lo cual se empleó un cronómetro, los registros se realizaron durante aproximadamente 2 horas y media de un día sábado en la mañana; que por información de los empleados es el día con mayor actividad. (El tiempo de muestreo se determinó considerando que para un tamaño de población vehicular de 24 horas, el tamaño de la muestra debe ser como mínimo el 10%, es decir, 2.4 horas).
De la misma manera se realizó la toma de los tiempos de operación del servicio, el cual se inicia desde el momento que el cliente detiene su automóvil frente al tanque, sale del mismo, se efectúa la provisión del combustible requerido y procede al pago correspondiente.
DIAGRAMA DE FLUJO DE LA ENTIDAD CLIENTE En el diagrama 1, se muestran las posibles actividades realizadas por la entidad cliente.
Cuadro 1.
Diagrama 1. Diagrama de flujo de la Entidad Cliente
Entidades:
Clientes:
Clientes que compran gasolina especial.
Clientes que compran aceite diesel.
El consumo para clientes de gasolina especial varía entre 20 litros para taxis o vehículos particulares y 80 litros para flotas. El consumo para clientes de aceite diesel es de 100 litros para camiones.
Información sobre las Estaciones de Trabajo
El diagrama 2 presenta la descripción sobre las estaciones de Trabajo.
Diagrama 2. Descripción de las estaciones de trabajo
La capacidad de cada bomba o tanque es de 10,000 litros.
Compra de gasolina especial y diesel
Para el caso de aceite diesel se registró un bajo consumo contrario al consumo de gasolina especial, esto a partir de resultados del muestreo siendo que de un total de 60 clientes, 8 compraron aceite diesel y el resto gasolina especial. En cifras probabilísticas se tiene:
Clientes de diesel = (8 / 60)*100 % = 12.5%
Clientes de gasolina = (52 / 60)*100 % = 87.5%Como dato referencial el costo de gasolina especial es de 3.31Bs. el litro y el costo de aceite diesel es de 3.12 Bs. el litro.
Procesamiento para clientes
Los datos observados se ajustaron a una distribución utilizando el utilitario Stat:Fit de ProModel tal como se muestra en el cuadro 1.
Cuadro 1.
Turnos de trabajo
Se trabaja en dos turnos de 12 horas cada uno, es decir, las 24 horas al día.
Supuestos:
Se considera que no existen reclamos de clientes que interrumpan el flujo normal de actividades en el sistema.
Se considera que siempre existe la cantidad suficiente de combustible para satisfacer los pedidos de los clientes.
Se considera que los trabajadores realizan el servicio de forma uniforme y eficiente.
Tiempo de simulación y replicaciones
Como el muestreo realizado pudo variar de acuerdo al día de la semana y hora del día, consideraremos para simulación del modelo una tiempo representativo correspondiente al primer turno de trabajo (12 horas); es decir, de siete de la mañana a siete de la noche.
RESULTADOS Después de la construcción del modelo en PROMODEL 4.2, los resultados obtenidos se resumen a continuación:
• Utilización de los tanques:
Estación 1:
Tanque de gasolina: 33.27 %
Tanque de gasolina y diesel: 37.97 %
Estación 2:
Tanque de gasolina: 34.58 %
Tanque de gasolina y diesel: 37.34 %
• Tiempo de clientes en el sistema:
Clientes de Diesel: 19.08 minutos en el sistema (18.61 minutos corresponden a tiempo de operación).Clientes de Gasolina: 1.75 minutos en el sistema (1.74 minutos corresponden a tiempo de operación).
RESULTADOS PARA OTROS MODELOS
Estación de Servicio con tres carriles individuales:
Para la construcción del modelo se hacen las siguientes consideraciones:
Se tienen tres carriles de servicio individuales.
Cada una de las bombas suministra gasolina especial y diesel.
Los tiempos entre arribos y de operación para ambos tipos de clientes son los mismos que para el modelo anteriormente construido.
Después de la construcción del modelo en PROMODEL 4.2, los resultados obtenidos se resumen a continuación:
• Utilización de los tanques:
Estación 1:
Tanque de gasolina y diesel: 72.24 %
Estación 2:
Tanque de gasolina y diesel: 50.99 %
Estación 3:
Tanque de gasolina y diesel: 18.71 %
La utilización de las tres estaciones de trabajo es en promedio de 47.32%.
• Tiempo de clientes en el sistema:
Clientes de Diesel : 2.14 minutos en el sistema (2.13 minutos corresponden a tiempo de operación).Clientes de Gasolina: 1.71 minutos en el sistema (1.71 minutos corresponden a tiempo de operación).
Estación de Servicio con cuatro carriles individuales:
Para la construcción del modelo se hacen las siguientes consideraciones:
Se tienen cuatro carriles de servicio individuales.
Cada una de las bombas suministra gasolina especial y diesel.
Los tiempos entre arribos y de operación para ambos tipos de clientes son los mismos que para el modelo anteriormente construido.
Después de la construcción del modelo en PROMODEL 4.2, los resultados obtenidos se resumen a continuación:
• Utilización de los tanques:
Estación 1:
Tanque de gasolina y diesel: 71.88 %
Estación 2:
Tanque de gasolina y diesel: 50.75 %
Estación 3:
Tanque de gasolina y diesel: 18.40 %
Estación 4:
Tanque de gasolina y diesel: 1.08 %
La utilización de las tres estaciones de trabajo es en promedio de 35.53%.
• Tiempo de clientes en el sistema:
Clientes de Diesel: 2.17 minutos en el sistema (2.17 minutos corresponden a tiempo de operación).Clientes de Gasolina: 1.74 minutos en el sistema (1.74 minutos corresponden a tiempo de operación)
Estación de Servicio con dos carriles y tres bombas de distribución:Para la construcción del modelo se hacen las siguientes consideraciones:
Se tiene la misma configuración que el modelo original con la diferencia que el segundo carril cuenta con una sola bomba distribuidora de gasolina y diesel.
Los tiempos entre arribos y de operación para ambos tipos de clientes son los mismos que para el modelo anteriormente construido.
Después de la construcción del modelo en PROMODEL 4.2, los resultados obtenidos se resumen a continuación:
• Utilización de los tanques:
Estación 1:
Tanque de gasolina: 33.09 %
Tanque de gasolina y diesel: 37.88 %
Estación 2:
Tanque de gasolina y diesel: 69.81 %
• Tiempo de clientes en el sistema:
Clientes de Diesel: 9.94 minutos en el sistema (9.58 minutos corresponden a tiempo de operación).Clientes de Gasolina: 1.83 minutos en el sistema (1.71 minutos corresponden a tiempo de operación).
CUADRO COMPARATIVO
En el cuadro 2 se muestran los resultados de forma comparativa para una mejor apreciación de la diferencia entre los resultados obtenidos:
Cuadro 2.
Observando los datos presentados, se podría concluir que desde el punto de vista de la utilización de los tanques, el mejor modelo sería el de los dos carriles con tres bombas de distribución obteniéndose un porcentaje promedio total de utilización de la Estación del 52.65%, pero desde el punto de vista del tiempo que tarda el cliente en el sistema el mejor modelo estaría representado por el modelo de tres carriles y tres bombas de distribución con un promedio de 2.14 minutos para el cliente que compra diesel y 1.74 minutos para el cliente que compra gasolina especial.
Sin embargo, las anteriores conclusiones son preliminares ya que para poder conocer con seguridad cual modelo resultaría el mejor se podría realizar un análisis de “Diferencia de Escenarios” que se presenta a continuación.
ANÁLISIS DE DIFERENCIA DE ESCENARIOS
Para realizar el análisis de diferencia de escenarios consideraremos como escenario “base” al modelo de dos carriles con cuatro bombas de distribución, que denominaremos Escenario I, el cual compararemos con los otros tres modelos, a los que llamaremos Escenarios II, III y IV respectivamente.
Diferencia entre Escenarios I y II.
Para 10 replicaciones de ambos modelos se tienen los siguientes resultados:
Donde:
Dprom. = -69/10 = -6.9
S(D)= (1822.95 / 9)1/2 = 14.232
S(Dprom. ) = 14.232 / (10)1/2 = 4.50
Para un intervalo de confianza del 95%:
t 10-1 , 1- 0. 05 / 2 = t 9, 0..975 = 2.262
Luego:
h = (2.262)*(4.5)= 10.18
Finalmente: [ -17.08 , 3.28]
Como en el intervalo obtenido se tiene dos valores de signos diferentes (negativo y positivo), se podría concluir que ambos escenarios son iguales.
Diferencia entre Escenarios I y III.
Para 10 replicaciones de ambos modelos se tienen los siguientes resultados:
Donde:
Dprom. = -70/10 = -7
S(D)= (2354.09/ 9)1/2 = 16.173
S(Dprom. ) = 16.173/ (10)1/2 = 5.11
Para un intervalo de confianza del 95%:
t 10-1 , 1- 0. 05 / 2 = t 9, 0..975 = 2.262
Luego: h = (2.262)*(5.11)= 11.57
Finalmente: [ -18.57, 4.57]
Como en intervalo obtenido se tiene dos valores de signos diferentes (negativo y positivo), se podría concluir que ambos escenarios son iguales.
Diferencia entre Escenarios I y IV.
Para 10 replicaciones de ambos modelos se tienen los siguientes resultados:
Donde:
Dprom. = -63 /10 = -6.3
S(D)= (648.11.60/ 9)1/2 = 8.486
S(Dprom.) = 8.486 / (10)1/2 = 2.683
Para un intervalo de confianza del 95%:
t 10-1 , 1- 0. 05 / 2 = t 9, 0..975 = 2.262
Luego: h = (2.262)*(2.683) = 6.07
Finalmente:[ -12.37 , -0.23]
Como en intervalo obtenido se tiene dos valores con signos negativos, se podría concluir que para éste escenario presenta una mejora con respecto al escenario comparado.
CONCLUSIONES • Se logró construir un modelo de simulación que permitiera disminuir el tiempo de espera real para vehículos considerando también la utilización de los tanques en la Estación de Servicio. La comparación entre modelos determinó que el más factible resultó ser el denominado Escenario IV.
• Con relación al aumento de carriles para conseguir un menor tiempo de espera, se observó en los resultados que el tiempo de servicio disminuyó notablemente pero desde el punto de vista de utilización de las bombas a medida que éstas aumentaban en número su utilización individual disminuía de forma tal que las últimas ya casi no se empleaban. Sin embargo, de haberse optado por ésta alternativa y dado la infraestructura del lugar hubiera sido posible realizar la instalación de por lo menos dos carriles más.
• También se pudo observar en los resultados que el servicio para vehículos era mejor con la disposición de bombas en paralelo, siendo que el tiempo para el cliente en el sistema era menor por la inexistencia de los tiempos de espera ocasionados entre las bombas dispuestas en serie, tal diferencia se puede apreciar mejor en el Escenario IV, en donde un carril trabaja con dos bombas dispuestas en serie mientras que el otro carril trabaja con una sola bomba pero dispuesta en paralelo con las del otro carril.
• A partir de los resultados obtenidos se podría concluir que al trabajar con una sola bomba en uno de los carriles de servicio el porcentaje de utilización en ésta se incrementa, haciendo que preste servicio a un mayor número de clientes que en consecuencia provoca mayores beneficios económicos a la Empresa, no sólo por el hecho de que se tiene más clientes sino también por que se reduce la planilla de salarios y costos de mantenimiento que pudiera requerir el tanque.
En conclusión, después de todo el análisis realizado para la construcción del modelo y optimización del mismo, se podría decir que el programa tiene una buena aproximación a los resultados reales convirtiéndose en una herramienta muy útil para el desarrollo de criterios y para la toma de decisiones, brindando a la empresa, la oportunidad de poder discernir entre posibles formas y alternativas de construcción que pudiera adoptar el modelo en consideración.
BIBLIOGRAFÍA HARREL CHARLES, GLOSH BIMAN K., BOWDEN ROYCE, Simulation Using ProModel, McGraw-Hill Higher Education, First Edition, 2000, ISBN 0-07-234144-0.
EVANS JAMES R., OLSON DAVID L., Introduction to Simulation and Risk Analysis, Prentice Hall, Second Edition, 2002, ISBN 0-13-032928-2.
