SIMULACION DE PROCESOS

1. Simulación de Sistemas
Simulación de Procesos

2. Objetivos de la Sesión
1. Utilizar el análisis de cuellos de botella para ver la capacidad
efectiva del procesos.
2. Utilizar el análisis de flujo para calcular el tiempo de ciclo a lo largo
de caminos simples y alternativas, así como bloques paralelos y
reelaborar bucles.
3. Simular la ejecución de un gran número de instancias de proceso,
recopilar datos de rendimiento y calculamos las estadísticas.
4. Herramientas de simulación de procesos disponibles: BIMP se abre
en una nueva ventana es una sencilla herramienta que nos permite
crear modelos de simulación con un pequeño conjunto de
parámetros.

3. El ciclo de vida de los procesos de
negocio
Process
discovery
Process
identification
Process
analysis
Process
implementation
Process
monitoring and
controlling
Process
redesign
Process architecture
Process architecture
As-is process
model
As-is process
model
Insights on
weaknesses and
their impact
Insights on
weaknesses and
their impact
To-be process
model
To-be process
model
Executable
process
model
Executable
process
model
Conformance and
performance insights
Conformance and
performance insights
© M. Dumas et al. Fundamentals of BPM, Springer-Verlag, 2013
Análisis de Cuellos de
botellas
Análisis de Flujo
Simulación de Procesos

4. Fase 3: Análisis del proceso “as is”
• Análisis cuantitativo
– Análisis de cuello de botella
– Análisis de flujo
– Simulaciones de procesos

5. Fase 4: Rediseño del proceso (proceso
“to be”)
Costs
Quality
Time
Flexibility

6. Análisis de Cuellos de Botellas
¿Qué es un cuello de botella y qué relación tiene con las
empresas?
La expresión cuello de botella se refiere a, de manera literal,
al cuello de una botella que restringe el flujo de salida del
líquido que se encuentra en ella; de la misma forma el cuello
de botella en una empresa, reduce el flujo de salida de los
productos/servicios en sus procesos.

7. Cuellos de Botellas
• Heizer y Render (2014) indican que en un proceso, la
expresión cuello de botella se refiere a la actividad que
tiene la capacidad efectiva de operación más baja de todo
el sistema y por lo tanto limita la producción.

8. Definición y características de un cuello de botella
Un cuello de botella en un proceso es un recurso de restricción
de capacidad. Los cuellos de botella producen una caída
considerable de la eficiencia.
Sus Características son:
• Determina la velocidad total del procesos.
• Es la restricción que determina la capacidad total del
proceso.
• Normalmente tiene altos inventarios por procesar (cola de
espera)
• Las etapas posteriores sufren retrasos.

9. Ejemplo
Dado el siguiente proceso productivo, se van a enumerar las
operaciones a realizar para producir un lote de 100 unidades,
así como su orden. Se detallan los tiempos y recursos
utilizados para cada una de ellas.
El promedio mensual de días trabajados es de 23, trabajando
cada día 8 horas

10. Ejemplo
¿Cuál es el cuello de botella teniendo en cuenta los recursos
humanos disponibles? Viendo el diagrama de proceso:
Analizando la carga de trabajo de los recursos humanos:
• Técnico 1: 45 minutos
• Técnico 2: 55 minutos
Por lo tanto el cuello de botella será el que tenga más tiempo
asignado, es decir el Técnico 2

11. Ejemplo
¿Cuál es el tiempo de ciclo asociado?
• Es el tiempo asociado al cuello de botella, el técnico 2:
55minutos
¿Cuál es la máxima producción que se puede obtener al mes?
• Obtenemos el número de minutos que se tienen disponibles
de trabajo al mes:
Minutos /Mes=Días/Mes x Horas/Día x 60Minutos/Hora= 11040
La producción máxima que se obtendrá es igual a 11040/55= 200,72
200 lotes de 100 unidades cada uno

12. Capacidad
Capacidad de Diseño:
Es la máxima producción que puede tener, en teoría, una
empresa funcionando en condiciones ideales.
Capacidad Efectiva:
La capacidad efectiva hace referencia al nivel máximo de
producción que espera alcanzar una empresa dadas las
restricciones operativas que tiene.
La capacidad efectiva del cuello de botella representa
la capacidad efectiva de todo el proceso.

13. Ejemplo de definiciones
Una panadería cuenta con un horno industrial que según las
especificaciones del fabricante puede producir hasta 10000 panes por día
de trabajo; sin embargo, debido a que su proveedor de harina no
puede suministrar la suficiente harina para producir esa cantidad; su
personal es nuevo y no tiene destreza en el manejo del horno y se
presentan tiempos muertos para preparar el horno; la panadería sólo puede
producir como máximo 7500 panes por día de trabajo.
• La capacidad de diseño de la panadería sería: 10000 panes por día
de trabajo.
• La capacidad efectiva de la panadería sería: 7500 panes por día de
trabajo.

14. Identificación de Cuellos de Botella
Los pasos para identificar los cuellos de botella en los
procesos de una empresa son:
• Determinar cada una de las etapas/actividades del proceso.
• Establecer el tiempo estándar de cada actividad.
• Determinar la capacidad efectiva de cada actividad
(dependerá de cómo se desarrollan los procesos).
• La actividad con menor capacidad efectiva será el cuello
de botella.

15. Ejemplo.
El consultorio odontológico proceso de
limpieza dental:

16. Calculo de Capacidades
Capacidad específica considerando unidades
por hora:
El cuello de botella del proceso viene a ser la
actividad de realizar la limpieza.

17. Simulación de Procesos
Análisis de Flujo
Análisis de flujo es una familia de técnicas que nos
permiten estimar el rendimiento total de un proceso dado
algún conocimiento sobre el rendimiento de sus
actividades

18. ¿Cuánto tarda en media el proceso
completo?
•© M. Dumas et al. Fundamentals of BPM, Springer-Verlag, 2013

19. En un proceso secuencial, el tiempo medio de
duración es igual a la suma de los tiempos
medios de duración de sus actividades

20. ¿Y ahora?
•© M. Dumas et al. Fundamentals of BPM, Springer-Verlag, 2013

21. ¿Y ahora?
•50%
•50%
•© M. Dumas et al. Fundamentals of BPM, Springer-Verlag, 2013

22. ¿Y ahora?
•90%
•10%
•© M. Dumas et al. Fundamentals of BPM, Springer-Verlag, 2013

23. XOR gateways
•CT = p1T1+p2T2+…+pnTn = piTi
i=1
n
å
T1
...
T2
TN
p2
pn
p1
•© M. Dumas et al. Fundamentals of BPM, Springer-Verlag, 2013

24. ¿Y ahora?
•© M. Dumas et al. Fundamentals of BPM, Springer-Verlag, 2013

25. AND gateways
•CTparallel = Max{T1, T2,…, TM}
T
1
...
T
2
T
N
•© M. Dumas et al. Fundamentals of BPM, Springer-Verlag, 2013

26. ¿Cuál es la duración media del proceso?
Actividad Duración media
Check completeness 1 día
Check credit history 1 día
Check income sources 3 días
Assess application 3 días
Make credit offer 1 día
Notify rejection 2 días
Hay un 60% de casos en los que se concede el crédito
•© M. Dumas et al. Fundamentals of BPM, Springer-Verlag, 2013

27. ¿Cuál es la duración media del
proceso?
•© M. Dumas et al. Fundamentals of BPM, Springer-Verlag, 2013

28. Ciclos
•CT = T/(1-r)
•Serie geométrica
•© M. Dumas et al. Fundamentals of BPM, Springer-Verlag, 2013

29. ¿Cuál es la duración media del
proceso?
Actividad Duración
media
Check completeness 1 día
Check credit history 1 día
Check income sources 3 días
Assess application 3 días
Make credit offer 1 día
Notify rejection 2 días
•En un 60% de los casos
se concede el crédito
•En un 20% de los
casos la solicitud
está incompleta
•© M. Dumas et al. Fundamentals of BPM, Springer-Verlag, 2013

30. Ejercicio
• Considere el siguiente proceso de solicitud de préstamo. Calcular el tiempo de
Ciclo del siguiente proceso. Los tiempos son los siguientes: (a) Verifica
Requisitos 30 minutos (b) Realizar controles 2 horas (c) Requerimiento de
información 1 min (d) Recepción de información 48 horas ( e) Tomar decisión
1 hora (f) Notificar decisión 1 min (g) Recibir solicitud de revisión 48 horas

31. El ratio de llegada (arrival rate, λ) de un
proceso es el número medio de nuevas
instancias del proceso que se crean por unidad
de tiempo

32. El Work-In-Process (WIP) es el número medio
de instancias de un proceso que están activas
(no han terminado) en un instante de tiempo.

33. WIP = λ x CT
Ley de Little
•Tiempo medio de
duración del proceso
(Cycle Time)
•Se cumple para cualquier proceso estable.
•Es decir, un proceso en el que su número de instancias activas no crezca
de forma incontrolada

34. Calcular los tiempos medios de
duración del proceso
• Calcula cuál es el tiempo medio de duración del
proceso de las solicitudes de crédito en base a los
siguientes datos.
• El año tiene 250 días laborables.
• El último año se procesaron 2500 solicitudes de
crédito
• Hemos preguntado cada dos semanas cuántas
solicitudes había abiertas en ese momento y la
media ha sido de 200

35. Otras aplicaciones del análisis de
flujo
• Calcular el coste medio por instancia de
proceso
• Calcular ratios de error por proceso
• Estimar capacidades
•Cuidado que las fórmulas no son
exactamente iguales en todos los casos

36. Un simulador ejecuta un gran número de
instancias hipotéticas de un proceso y registra
los pasos en cada ejecución.

37. Anatomía de un simulador

38. Entrada del simulador
• El modelo del proceso incluyendo:
– Eventos, actividades, gateways
– Definición de recursos (como lanes, por ejemplo) y su coste
• Asignación de recursos a actividades
• Coste (por actividad y/o por par actividad-recurso)
• Probabilidades de tomar un camino u otro en XOR gateways
• Tiempos de procesado (por actividad o por par actividad-
recurso)
• Ratio de llegada de instancias del proceso
• Comienzo y finalización de la simulación

39. Distribuciones de tiempos de
procesado
• Fija: El tiempo de procesado de la tarea es el mismo
para todas las ejecuciones de la misma. No son muy
frecuentes, sobre todo cuando intervienen personas en la
tarea.
• Exponencial: Aplicable cuando el tiempo de procesado
suele estar en torno a un valor, pero a veces lleva mucho
más tiempo. Se aplica a tareas que requiren una
diagnosis, una verificación no trivial o una toma de
decisiones no trivial.
• Normal: Aplicable cuando el tiempo de procesado de
una tarea está alrededor de una media y su desviación
sobre este valor es simétrica.

40. Distribución exponencial negativa

41. Distribución normal

42. Anatomía de un simulador

43. Logs de la simulación
• Para cada actividad:
– El momento en que estaba lista para ser
ejecutada
– El momento en que empezó a ejecutarse
– El momento en que se terminó
– Qué recurso ha realizado la actividad

44. Ejemplo de log

45. Cálculos derivados del log
•© M. Dumas et al. Fundamentals of BPM, Springer-Verlag, 2013

46. Pasos para evaluar un proceso con
simulación
1. Modelar el proceso
2. Extender el modelo con información de
simulación modelo de simulación
– Basado en asunciones o mejor basado en datos (logs)
3. Ejecutar la simulación
4. Analizar las salidas de la simulación
– Duración del proceso y histogramas
– Tiempos de espera (por actividad)
– Utilización de recursos (por recurso)
5. Repetir para escenarios alternativos

47. Herramientas para simulación
• BIMP: http://bimp.cs.ut.ee/
– Online y acepta BPMN 2.0 estándar como entrada.
• ITP Commerce Process Modeler for Visio
– Models presented earlier are made with ITP
Commerce
• Progress Savvion Process Modeler
• IBM Websphere Business Modeler
• Oracle BPA
• ARIS
• ProSim

48. Warning: Use with caution
• La fiabilidad de la simulación depende en gran
medida de la precisión de los datos usados como
entrada.
• Lo ideal es obtener los datos de observaciones
reales. Esto se puede hacer con procesos as-is,
pero no siempre con procesos to-be.
• Se recomienda comprobar las salidas de la
simulación con un experto en el proceso.

49. Conclusiones
• Un método simple pero general para la simulación de procesos es
modelar primero el proceso.
• Definir un denominado escenario de simulación, que es como
metadatos que se añade al proceso con el fin de ser capaz de simularlo.
• Dado un escenario de simulación se puede ejecutar una simulación, el
motor de simulación calculará las estadísticas que nos dará como
salida.
• Analizar el rendimiento del proceso en virtud de cada escenario de
simulación
• Diseñar un escenario alternativo para investigar el impacto de
diferentes hipótesis y volver a ejecutar una simulación y analizar los
resultados de nuevo.