Simulación mediante Arena del flujo de mercancías en el Puerto de Algeciras

11 Equation Chapter 1 Section 1 Trabajo Fin de Grado Grado en Ingeniería de Organización Industrial Simulación mediante Arena del flujo de mercancías en el Puerto de Algeciras Autor: Luis García Durán Tutor: Antonio Plácido Moreno Beltrán Dpto. de Organización Industrial y Gestión de Empresas I Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 201 9 Trabajo Fin de Grado Grado en Ingeniería de Organización Industrial Simulación mediante Arena del flujo de mercancías en el Puerto de Algeciras Autor: Luis García Durán Tutor: Antonio Plácido Moreno Beltrán Dpto. de Organización Industrial y Gestión de Empresas I Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2019 Trabajo Fin de Grado: Simulación mediante Arena del flujo de mercancías en el Puerto de Algeciras Autor: Luis García Durán Tutor: Antonio Plácido Moreno Beltrán El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: El Secretario del Tribunal Fecha: I Índice 1 Resumen 1 2 Abstract 3 3 Introducción 5 4 El Puerto de Algeciras 7 4.1 Historia del Puerto de Algeciras 7 4.2 Estadisticas del Puerto de Algeciras 9 4.3 Servicios y equipamiento del Puerto de Algeciras 11 4.3.1 Carga y descarga de buques 11 4.3.2 Almacenamiento temporal de mercancía 12 4.3.3 Cambio de modo de transporte 13 4.3.4 Equipos de manipulación de mercancía 15 4.3.5 Cabezas tractoras 19 4.3.6 El contenedor 20 5 Software Arena 25 5.1 Menús 25 5.2 Barra de herramientas 25 5.3 Panel de procesos básicos de Arena 26 5.3.1 Módulo “create” 27 5.3.2 Módulo “process” 27 5.3.3 Módulo “decide” 28 5.3.4 Módulo “assign” 28 5.3.5 Módulo “batch” 28 5.3.6 Módulo “separate” 29 5.3.7 Módulo “record” 29 5.3.8 Módulo “dispose” 29 5.3.9 Módulo “entity” 29 5.3.10 Módulo “queue” 29 5.3.11 Módulo “resource” 30 5.3.12 Módulo “schedule” 30 5.3.13 Módulo “set” 30 5.3.14 Módulo variable 30 5.4 Panel de procesos avanzados 30 5.4.1 Módulo “delay” 31 5.4.2 Módulo “release” 31 5.5 Panel de transferencia avanzada 31 5.5.1 Módulo “route” 31 5.5.2 Módulo “station” 32 II Índice 6 Descripción Del Modelo a Simular 33 6.1 Descripción de especificaciones de Arena 33 6.2 Descripción del modelo 34 7 Resultados De La Simulación 37 7.1 Análisis de los resultados de la simulación 37 8 Conclusiones 41 Apéndice A Anexo 43 A.0.1 Resultados de la simulación 43 A.0.2 Modelo Arena 50 Índice de Ilustraciones 51 Índice de Figuras 53 Índice de Gráficos 55 Bibliografía 57 1 1 RESUMEN En este proyecto se va a estudiar el flujo de mercancías dentro del Puerto de Algeciras, en búsqueda de mejoras que se pudieran realizar en el mismo con vistas a buscar posibles mejoras en el funcionamiento de este que pudieran aumentar su eficacia. Dicho estudio se realizará utilizando el software Arena. Al Puerto de Algeciras llega mercancía por barco, por tren y por carretera en camiones. En este proyecto se estudiará el flujo de mercancías por estos tres medios de transporte y, además, la mercancía a granel que llega en barcos. Se estudiará las diferentes etapas y procesos por los que pasa la mercancía dentro del recinto porturario antes de abandonar el mismo. Además de estas mercancías, en el Puerto de Algeciras se produce un flujo de pasajeros y de mercancía procedente de la lonja de Algeciras que no se encuentran dentro del alcance de este proyecto. 8 Capítulo 3. El Puerto de Algeciras Hasta la instalación de estos dos complejos industriales en la Bahía de Algeciras, la pesca y el transporte de pasajeros entre la península y el norte de Marruecos eran las principales actividades del Puerto de Algeciras. Ilustración 4.2 Esquema del Puerto del Algeciras en 1964 Como se puede observar comparando la Ilustración 4.1con la Ilustración 4.2, el Puerto de Algeciras sufre un crecimiento exponencial. Debido en mayor medida de la industrialización que experimenta la Bahía de Algeciras en esta época. En los años setenta el tráfico de contenedores experimenta un enorme aumento. La instalación de grandes navieras, como Sea Land o Maersk, contribuye de manera muy importante al desarrollo y expansión del puerto de Algeciras. Actualmente, el Puerto de Algeciras es una referencia de terminal portuaria a nivel mundial. Su gran capacidad operativa, su situación geográfica y la rapidez y eficacia en el movimiento de la mercancía dentro de la terminal portuaria han contribuido a este crecimiento. Ilustración 4.3 Panorámica actual del Puerto de Algeciras 9 Capítulo 4. El Puerto de Algeciras 4.2 Estadisticas del Puerto de Algeciras En primer lugar, hay que indicar que los datos usados en este punto del trabajo están extraídos de la memoria anual del año 2017. Durante dicho año, en total, se superan los cien millones de toneladas de tráfico total. Cifra que supone un leve retroceso respecto al año 2016, aun así se mantiene como el segundo año con mayor actividad en la última década. En el siguiente gráfico se aprecia la evolución del tráfico durante los últimos diez años. Gráfico 4.1 Evolución del tráfico total entre 2007 y 2017 De entre las mercancías que llegan a una terminal portuaria, grosso modo, se hace la distinción entre mercancía general, granel sólido y granel líquido. Se define el TEU (unidad equivalente a veinte pies) como una unidad de medida inexacta del transporte marítimo. Una TEU equivale a la capacidad de carga de un contenedor normalizado de 20 pies (6,1 metros). Ilustración 4.4 Contenedor normalizado de 20 pies En el puerto de Algeciras, la mercancía general supone el mayor porcentaje de la mercancía que se mueve dentro del recinto portuario, Un total de 65,4 millones de toneladas. La mayoría de esta 10 Capítulo 4. El Puerto de Algeciras mercancía general se mueve dentro de contenedores, es decir, es mercancía contenerizada (57,6 millones de toneladas de los 65,4 millones de toneladas de mercancía que se mueven). En 2017 se movieron en el Puerto de Algeciras 4.390 miles de TEU´s lo que supone la cifra más baja de los 4 años anteriores. Gráfico 4.2 Evolución del tráfico de contenedores entre 2007 y 2017 Las mercancías a granel que se mueven en el Puerto de Algeciras supusieron 28,9 millones de toneladas en el año 2017, siendo gran parte de estos 28,9 millones de toneladas mercancía granel liquida. La mercancía a granel no ha experimentado cambios significativos desde el año 2015. Gráfico 4.3 Evolución de la cantidad de mercancía entre los años 2007 y 2017 Además del transporte de mercancías, el Puerto de Algeciras supone el enlace marítimo para personas y vehículos con la Ciudad Autónoma de Ceuta y con la ciudad marroquí de Tánger. Durante el año 2017, pasaron a través del Puerto de Algeciras un total de 4 millones de pasajeros aproximadamente y alrededor de un millón de vehículos (autobuses, motos, coches y furgonetas) a través de las líneas regulares operadas por Transmediterránea, FRS y Balearia. 11 Capítulo 4. El Puerto de Algeciras Ilustración 4.5 Buque AVEMAR DOS de la empresa Balearia fondeado en el atraque nº 9 de la Dársena de la Galera del Puerto de Algeciras Aunque el Puerto de Algeciras no cuente ya con una gran flota pesquera, la lonja de pescado sigue funcionando. En el año 2017 se vendieron en la lonja del Puerto de Algeciras unos 800.000 kilogramos de pescado fresco, con un valor de venta superior a los dos millones de euros. 4.3 Servicios y equipamiento del Puerto de Algeciras El principal objetivo del Puerto de Algeciras es el de servir como nodo para el cambio del modo de transporte. En su operativa interna ha realizado diferentes procesos o servicios que en un conjunto permiten lograr el objetivo general. A continuación, se procede a explicar los principales servicios ofertados. 4.3.1 Carga y descarga de buques Este servicio comprende desde la descarga de los contenedores que llegan a la TCP como destino final o de paso y la carga de los contenedores que salen de la TCP. Están enfocado a las líneas de transporte marítimo ya que son estas las que directamente están afectadas por el tiempo que demora la operación, la cual depende de la velocidad de carga y descarga medida en TEUs/hora. El objetivo principal es minimizar el tiempo que permanece un buque atracado en el puerto, para ello se tendrán que tener en cuenta los siguientes factores:  El tamaño, la velocidad y el número de grúas de que se disponga.  El grado de automatización de las grúas, así como el tipo de vehículo utilizado para el transporte y el número de operarios necesarios para ello.  Los sistemas de comunicación desarrollados con el resto de la terminal.  El nivel de capacitación de los recursos humanos implicados en la operación.  La exactitud de la información suministrada por el consignatario, en lo que a la llegada y demás datos del buque se refiere.  Las dimensiones del muelle.  El grado de estandarización de la mercancía manipulada. En la Ilustración 4.6 se puede observar la maniobra de descarga barco Maersk Mckinney Moller en el muelle Juan Carlos I, llevada a cabo por varias grúas pórtico de muelle distribuidas a lo largo del mismo. 12 Capítulo 4. El Puerto de Algeciras Ilustración 4.6 Buque Maersk Mckinney Moller atracado en el Puerto de Algeciras 4.3.2 Almacenamiento temporal de mercancía Este servicio se presta a los dueños de las mercancías que están en el interior de los contenedores, la cual puede ser de importación o de exportación. Ocupa la mayor parte de la superficie de la terminal. Su disposición y dimensiones están relacionados tanto con el tráfico de contenedores que soportará la terminal como con los diferentes equipos de manipulación escogidos. Este servicio responde a la necesidad de disponer de una superficie de almacenamiento en proporción con los distintos requerimientos impuestos por la demanda de estos. El almacenamiento es por lo general durante cortos períodos de tiempo, es decir, mientras llega el medio de transporte (camión, tren u otro barco) en el que tienen que ser cargados. El aumento del tráfico marítimo, de la tasa de contenerización, del porte de las embarcaciones, la concentración progresiva en pocos puertos, etc., han requerido de los puertos la disposición de enormes superficies de almacenamiento de contenedores. La gestión de esta zona se ha convertido en esencial para el buen funcionamiento de las terminales. El principal objetivo de este servicio es proporcionar una forma eficaz de atender los diferentes ritmos que existen entre la carga y descarga de buques, y la recepción y entrega de las mercancías a los medios de transporte terrestre. Para ello se precisa de una superficie de almacenamiento que es atendida por diferentes medios de manipulación, cuya elección dependerá de diversos factores. El diseño de la zona de almacenamiento viene determinado, en gran medida, por el tipo de medios de manipulación que se van a utilizar. Estos, a su vez, permiten grados de apilamiento y posibilidades de automatización muy dispares de manera que la elección de estos medios condiciona de una manera esencial a la propia terminal. Los sistemas de manipulación que posee el Puerto de Algeciras son:  Grúa pórtico de muelle.  Grúa móvil.  Carretilla elevadora para contenedores.  Cabezas tractoras.  Bateas. 13 Capítulo 4. El Puerto de Algeciras Estos equipos de manipulación de contenedores serán explicados más adelante. Además de todo lo expuesto anteriormente, también hay que tener en cuenta zonas adicionales debido a factores como:  La existencia de contenedores refrigerados requiere de la disposición de unas zonas de almacenamiento que cuenten con las conexiones eléctricas necesarias para que estos contenedores puedan mantener la cadena de frío.  Los contenedores que transportan mercancías peligrosas deben ser situados en algunos casos en lugares separados del tráfico ordinario, de manera que se cumplan las exigencias de seguridad. En otros casos es suficiente con que se segreguen unos de otros, respetando unas distancias mínimas.  Inspecciones de contenedores requeridas por organismos públicos que se realizan en el Puesto de Inspección Fronteriza (PIF). Además, en la zona de almacenamiento se sitúan distintas edificaciones, entre las que destacan:  Edificios de oficinas de la Autoridad Portuaria Bahía de Algeciras. En las oficinas tienen lugar las operaciones administrativas que conlleva la actividad empresarial, y la relación con los clientes. En la sala de control se deciden, controlan y registran las operaciones que tienen lugar en la terminal.  Capitanía marítima desde donde se controla el tránsito de embarcaciones dentro de las instalaciones portuarios.  Edificios de las fuerzas y cuerpos de seguridad (Guardia Civil, Policía Portuaria, Vigilancia Aduanera, Policías Nacional y Salvamento marítimo) donde desarrollan las actividades que tienen asignado cada cuerpo. Ilustración 4.7 Sede de Capitanía Marítima en Algeciras 4.3.3 Cambio de modo de transporte Este servicio de cambio de modo de transporte se encarga de la interfaz terrestre, es decir, donde se tiene que atender a dos modos de transporte bien definidos: el de transporte por carretera y el del 14 Capítulo 4. El Puerto de Algeciras ferrocarril. El primero de ellos presenta un gran grado de automatización y con requerimientos muy variables, lo que conlleva complejos condicionantes a la terminal. Con frecuencia se observa que la terminal se adapta a los ritmos del transporte terrestre. Por el contrario, el ferrocarril permite concentrar la actividad en los momentos que mejor convengan a la terminal, además, permite obtener niveles elevados. Sin embargo, este modo de transporte suele suponer únicamente un pequeño porcentaje del tráfico terrestre que accede a la terminal. El principal objetivo de este subsistema es facilitar la recepción o entrega de mercancías de una manera rápida. Los elementos que más afectan a este subsistema son:  El tipo de tráfico de la terminal, en el sentido de que predomine el transbordo o el comercio exterior.  El número de puertas que existen para atender a los vehículos que acceden o salen de la terminal.  El sistema de obtención e intercambio de información establecido en este punto, especialmente el medio de obtención y de comunicación al control central de la terminal.  La inspección física y de control de precinto del contenedor, tanto a la entrada como en la salida. El funcionamiento general de recepción y entrega viene a ser el siguiente: una vez los camiones han superado la cola de espera para los accesos y los respectivos trámites administrativos están en orden, los camiones se desplazan hacia la zona asignada para carga y descarga. Esta zona suele estar ubicada cerca de los contenedores de importación y la colocación de los camiones está pensada para minimizar la distancia entre el camión y el contenedor que tiene que ser recogido. En la Ilustración 4.8, se muestra la entrada y salida de camiones por las puertas que componen la entrada por carretera de una terminal de contenedores, en concreto, de la terminal de contenedores de Algeciras. Ilustración 4.8 Acceso para camiones del Puerto de Algeciras 15 Capítulo 4. El Puerto de Algeciras Por lo que respecta al sistema ferroviario de mercancías, éste suele producirse en la misma terminal de contenedores, en la que los raíles discurren de forma paralela a la zona destinada para los camiones. Pero no siempre se produce de esta forma, ya que en determinados puertos la transferencia de contenedores al sistema ferroviario se produce fuera de la terminal con zonas de almacenaje y sistemas operativos (grúas) propios, en estos casos es preciso una transferencia de contenedores desde la zona de almacenaje hacia esta subterminal. 4.3.4 Equipos de manipulación de mercancía Las terminales portuarias tienen una infraestructura la cual les permite el cambio de modo de transporte, pero debido a las exigencias del mercado, adquieren maquinaria especializada para poder mejorar su rendimiento. La tendencia en los puertos es poder realizar cada vez más operaciones de forma automatizada, lo que ha dado lugar a nuevos propuestas en maquinaria y modelos de gestión. Algunos estudios realizan propuestas de automatización de las terminales para mejorar su rendimiento. De igual modo existen otras propuestas basadas en herramientas tecnológicas que proponen un software para la gestión del tráfico de mercancías dentro del recinto portuario. A continuación, se va a describir los tipos de maquinaria de los que dispone el Puerto de Algeciras: 4.3.4.1 Grúas pórtico Las grúas pórtico son el principal equipo de manipulación para realizar la carga y descarga de contenedores en las terminales portuarias. Estás grúas son de gran importancia ya que es la única manera de realizar las operaciones de carga y descarga de los buques. El Puerto de Algeciras dispone de 27 grúas de este tipo. Ilustración 4.9 Grúas pórtico en el muelle Juan Carlos I 16 Capítulo 4. El Puerto de Algeciras Se desplazan a través de unos carriles instalados en la terminal y pueden descargar entre 12 y 60 contenedores por hora, según lo modernas que sean. Pueden ser controladas de forma automática o manual, en caso de estar controlada manualmente la grúa posee una cabina suspendida en la parte superior del pórtico, con el suelo de cristal, desde donde, el operario de la grúa controla la carga y descarga de contenedores. Las grúas pórtico han tenido que evolucionar de forma paralela a los buques portacontenedores para poder adaptarse a la tendencia del gigantismo que se está dando actualmente en el diseño de nuevo buques portacontenedores. En la Ilustración 4.1 se observa como han ido creciendo y evolucionando las grúas pórticos. Ilustración 4.10 Evolución de las grúas pórtico 4.3.4.2 Grúa “Rubber Tired Gantry (RTG)” La grúa “Rubber Tired Gantry” (RTG) se mueve usando neumáticos y son utilizadas en las zonas de almacenaje para cargar contenedores de ésta y depositarlos en medios de transporte terrestre y viceversa. El rendimiento de las RTGs actuales está entre 30 y 60 contenedores a la hora y se desplazan a una velocidad de unos 60 a 70 m/min. El Puerto de Algeciras dispone de sesenta y cinco grúas tipo RTG. 17 Capítulo 4. El Puerto de Algeciras Ilustración 4.11 Grúa RTG en el Puerto de Algeciras 4.3.4.3 Grúa “Rail Mounted Gantry” La grúa pórtico “Rail Mounted Gantry” (RMG) se mueven por raíles y son las más usadas para cargar contenedores en trenes y depositarlos en medios terrestres que se mueven entres esta zona y la zona de almacenaje, y viceversa, aunque también se usan en las zonas de almacenaje. Tienen una velocidad de desplazamiento mayor que las RTGs, de entre 90 y 150 m/min. El Puerto de Algeciras dispone de treinta y dos grúas de este tipo. Ilustración 4.12 Grúa RMG de la Total Terminal International de Algeciras (TTI Algeciras) 4.3.4.4 Grúa “Shuttle Carrier” La carretilla pórtico, conocido como “Shuttle Carrier” en la literatura inglesa, es uno de los equipos que más recorrido realiza a lo largo de la terminal y su función es coger los contenedores que han colocado en tierra anteriormente otros equipos de mayor tamaño para llevarlos a otra localización. 25 5 SOFTWARE ARENA El software Arena es un programa de simulación que ha sido diseñado para su uso en las diferentes funciones que se pueden dar en una empresa, permitiendo el análisis de los procesos a llevar a cabo en una determinada función en la empresa (fabricación, logística o servicio al cliente, por ejemplo), así como el análisis de procesos en los que intervienen varias áreas funcionales. Gracias a su gran versatilidad, Arena ofrece la facilidad de uso, flexibilidad y capacidad de modelado que se requiere para representar cualquier proceso de la empresa. La cantidad de funciones es muy amplia, como, por ejemplo: los procesos de aprovisionamiento, pasando por el almacenaje, fabricación, logística y distribución, hasta la gestión administrativa y el servicio y atención al cliente. Para este proyecto se utiliza la versión Arena 14.0. En el software Arena existe un sistema de dibujo, basado en objeto. Se selecciona primero el objeto y luego, se opera sobre él. Esto propicia una representación visual del problema que facilita la compresión de este tanto para el autor como para cualquiera que interactúe con el modelo del problema. 5.1 Menús Al arrancar el programa nos aparecen cuatro opciones en la barra de herramientas: “file”, “view”, “tolls” y “help”. Una vez abrimos un modelo nos aparecen también los siguientes menús, además de los mencionados anteriormente: “edit”, “arrange”, “object”, “run” y “windows”. Muchos de los elementos que cuelgan de estás menús son funciones estándar de “Windows”, por lo tanto, sólo se entrará a explicar aquellos que sean específicos de Arena. 5.2 Barra de herramientas El software posee varias barras de herramientas con grupos de botones y menús desplegables para poder facilitar el acceso directo a las funciones con mayor uso. Las barras de herramientas disponibles en Arena son: la barra de herramientas “standard”, la barra de herramientas “view”, la barra de herramientas “run interaction” y la barra de herramientas “arrange”. Cada una de estas barras de herramientas se corresponde con la barra del menú del mismo nombre. La barra de herramientas “draw” no tiene correspondencia con opciones de menú, por tanto, los dibujos únicamente se pueden realizar accediendo a la barra de herramientas. Así es como se pueden dibujar líneas o arcos para vestir al modelo. En la Ilustración 5.1 se puede observar la ventana principal del Arena, es ahí donde se diseñará el modelo de simulación. 26 Capítulo 5. Software Arena Ilustración 5.1 Pantalla principal de Arena La barra “animate” contiene elementos que permiten animar el modelo o mejorar la animación que ya llevan algunos módulos de Arena. La barra “interrogration" contiene botones relacionados con el asistente de Transferencia de Datos a Módulos de arena y VBA (Editor de Visual Basic y el botón de Modo Diseño de VBA). La barra “animate transfer” sirve de interfaz con los objetos de animación de tipo transferencia de que dispone Arena para las animaciones de objetos de este tipo. En la parte izquierda del programa, se muestran una serie de paneles que contienen los módulos de que dispone Arena para diseñar los diagramas de flujo y que a continuación se pasará a comentar con más detalle. 5.3 Panel de procesos básicos de Arena En este apartado se describirán los módulos de los que consta el Panel de Procesos Básicos, que se puede contemplar en la Ilustración 5.2, el cuál se ha utilizado en su mayoría para la realización del proyecto. Ilustración 5.2 Panel de proceos básicos de Arena 27 Capítulo 5. Software Arena 5.3.1 Módulo “create” Este módulo representa la creación o también lo que se puede entender como llegada de entidades al modelo de simulación. Las entidades se crean usando una planificación previa o programando el tiempo entre llegadas. En este módulo se especifica también el tipo de entidad de que se trata. 5.3.2 Módulo “process” En este módulo se procesan entidades de acuerdo a determinados servicios. Aquí se incluyen los recursos, las colas de espera y el tiempo de procesamiento. Este modulo posee los siguientes apartados:  “Priority”. Establece la prioridad para la reserva del recurso.  “Delay Tipe”. El tiempo de proceso puede seguir una distribución de probabilidad o una expresión matemática.  “Resource”. Debe elegirse como se va a usar el recurso y para ello se disponen de las siguientes opciones:  “Delay”. La entidad se para (espera) aquí durante el tiempo especificado. No hay ningún recurso involucrado, por lo que múltiples entidades podrían estar realizando esta espera simultáneamente.  “Seize delay”. La entidad primero debe lograr acceder un cierto número de recursos disponibles (según se especifique), y entonces lo/s ocupa durante el tiempo especificado. Si el/los recurso/s no está/n disponible/s se liberarán en otro módulo más adelante.  “Seize delay release”. Es similar al tipo “seize delay”, pero la entidad libera el/los recurso/s una vez transcurrido el tiempo especificado.  “Delay release”. Se asume que la entidad ya ha ocupado el/los recurso/s en un módulo anterior. Ahora se produce la espera durante el tiempo especificado y finalmente se libera/n el/los recurso/s. Ilustración 5.3 Módulo “process” 28 Capítulo 5. Software Arena 5.3.3 Módulo “decide” Este es un módulo que permite a los procesos tomar decisiones en el sistema. Consta de la opción de tomar decisiones basándose en una o más condiciones o en basándose en probabilidades. Las condiciones también se pueden basar en los valores de los atributos, valores de variables, tipo de entidad una expresión a definir por el usuario. El módulo consta de dos puntos de salida cuando se especifica el tipo “2-way chance” o “2-way condition”. Hay una salida para las entidades que cumplen la condición escogida y otra salida para las que no lo cumplen. Cuando se especifica el tipo “N-way chance” o N-way condition, aparecen múltiples puntos de salida para cada condición o probabilidad y una única salida else, la cual es escogida por el sistema sino se cumple ninguna de las condiciones anteriores. 5.3.4 Módulo “assign” La función de este módulo es asignar valores nuevos a las variables, a los atributos de las entidades, tipos de entidades, ilustración de las entidades, u otras variables del sistema. Se pueden hacer varias asignaciones con un único módulo “assign”. 5.3.5 Módulo “batch” Este módulo realiza una función de agrupamiento dentro del modelo de simulación. Los lotes de elementos pueden estar agrupados durante todo el modelo o sólo temporalmente. Los lotes temporales deben ser divididos posteriormente usando el módulo “separate”. Los lotes se pueden realizar con un número específico de entidades de entrada o se pueden unir a partir del valor de un determinado atributo. Las entidades que van llegando a un módulo “batch” se van colocando en una cola hasta que se ha acumulado el número necesario de entidades, una vez acumuladas, se crea una nueva entidad. Se puede entender este módulo como el ensamblaje de una serie de elementos para dar otro elemento nuevo. Ilustración 5.4 Módulo Batch 29 Capítulo 5. Software Arena 5.3.6 Módulo “separate” La función de este módulo es separar la entidad entrante en múltiples entidades o dividir una entidad previamente agrupada mediante un módulo “batch”. Se especifican también las reglas de asignación de atributos para las entidades miembro. Cuando se segmentan los lotes existentes, la entidad temporal que se había formado se destruye y las entidades que la formaban se recuperan. Las entidades saldrán del sistema secuencialmente en el mismo orden en que se agregaron al lote en el origen de este. Cuando se duplican entidades, se hacen el número de copias especificado. 5.3.7 Módulo “record” Este módulo se usa para recoger estadísticas del modelo de simulación. Se dispone de varios tipos de estadísticas observables, incluyendo el tiempo entre salidas a través del módulo, estadísticas de entidad (tiempo, costes, etc.), observaciones generales, y estadísticas de intervalo. Ilustración 5.5 Módulo “record” 5.3.8 Módulo “dispose” Este módulo representa el punto final de entidades en un modelo de simulación dónde se recogen los datos de las entidades que van entrando en el mismo. Las estadísticas de la entidad se registrarán antes de que la entidad se elimine del modelo. 5.3.9 Módulo “entity” Este es un módulo de datos donde se definen los diversos tipos de entidades y el valor inicial que van a tomar en la simulación 5.3.10 Módulo “queue” Este es un módulo de datos que se suele usar para cambiar la prioridad de las entidades para una determinada cola. 30 Capítulo 5. Software Arena La regla que define el orden de la cola es, por defecto, “first in, first out” (FIFO), que quiere decir que la primera entidad que entra a dicho módulo es la primera entidad que abandona el módulo, salvo que se indique otra regla. Hay un campo adicional que permite definir la cola como compartida. En la Ilustración 5.6 se pueden observar los criterios de salida que se pueden asociar a una cola. Ilustración 5.6 Módelo “queue” 5.3.11 Módulo “resource” Este es un módulo de datos donde se definen los recursos de un sistema de simulación, incluyendo información de costes y disponibilidad del recurso. Los recursos pueden tener una capacidad fija que no varía durante la simulación o pueden funcionar en base a una planificación. Los fallos y estados del recurso se pueden definir también en este módulo. 5.3.12 Módulo “schedule” Este es un módulo de datos que se suele usar en conjunción con el módulo “resource” para definir la planificación de un recurso del sistema o con el módulo “create” para definir una planificación de llegada de entidades. Además, una planificación se puede usar y referir a factores de retardos de tiempo basados en el tiempo de simulación 5.3.13 Módulo “set” Este es un módulo de datos donde se define varios tipos de conjuntos, incluyendo recursos, contadores, cuentas, tipos de entidad, e ilustraciones de entidad. Los conjuntos de recursos se pueden usar en los módulos “process”. 5.3.14 Módulo variable Este es un módulo de datos que se usa para definir una variable y su valor inicial. Las variables se pueden referenciar en otros módulos del modelo, se les puede asignar un valor nuevo y se pueden usar en cualquier expresión. 5.4 Panel de procesos avanzados Además de los módulos explicados en el punto anterior, también se han usado módulos del panel de procesos avanzados. En la Ilustración 5.7 podemos observar todos los módulos que contiene el panel de procesos avanzados. 31 Capítulo 5. Software Arena Ilustración 5.7 Panel de procesos avanzandos de Arena 5.4.1 Módulo “delay” Este módulo se encarga de retrasar a las entidades que lleguen a él por el tiempo especificado. Retiene las entidades conforme llegan al módulo, es capaz de retener varias entidades a la vez. Un uso muy común de este módulo es para modelar tiempos de desplazamiento dentro del modelo. 5.4.2 Módulo “release” Este módulo libera un recurso después de usarse. 5.5 Panel de transferencia avanzada Para facilitar el modelo y la comprensión del modelo se pueden usar los módulos de este panel que permiten dividir en partes un modelo. Ilustración 5.8 Panel de transferencia avanzada 5.5.1 Módulo “route” Este bloque traslada entidades hasta una estación determinada, simulando un tiempo de desplazamiento. 32 Capítulo 5. Software Arena 5.5.2 Módulo “station” Es un bloque usado para diferenciar las partes de nuestro sistema. Su uso hace más manejable el modelo y facilita la definición de los movimientos entre las distintas partes del sistema. 33 6 DESCRIPCIÓN DEL MODELO A SIMULAR Para la simulación de este proyecto, en el modelo se representan las siguientes zonas del Puerto de Algeciras.  Una zona habilitada para la llegada de trenes tanto para descargar mercancía como para cargarla y transportarla a otro lugar.  Una zona de inspección de mercancías, llamado Punto de Inspección Fronteriza (PIF). Las instalaciones fronterizas de control sanitario de mercancías del Puerto de Algeciras fueron construidas en el año 1996 según la normativa europea para este tipo de instalaciones, siendo el único Puerto de España que en función de sus tráficos y horarios se cataloga como de Primera Categoría y tiene autorización de la Unión Europea para realizar importaciones y exportaciones de todo tipo de productos y de animales vivos, ungulados, équidos y otros animales. Ilustración 6.1 Entrada al PIF del Algeciras  A la terminal también llega un flujo de camiones que vienen a cargar y descargar contenedores al Puerto de Algeciras.  El flujo más importante de mercancía, por cantidad de mercadería, se corresponde con la llega vía marítima. Tanto en mercancía a granel como de contenedores. A la hora de realizar la simulación, se distinguen dos zonas. Una primera zona estudia la mercancía contenerizada y la otra zona estudia la mercancía a granel. 6.1 Descripción de especificaciones de Arena En el modelo se han definido cuatro tipos de entidades, dependiendo de la forma en que llegará la mercancía: contenedor barco, contendor camión, contenedor tren y mercancía granel. En la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. se detallan los recursos que dispone el modelado de Arena: 41 8 CONCLUSIONES Como primera conclusión, se deduce de el modelo que el número actual de grúas no abastece, en su totalidad, la cantidad de contenedores que entran por barco. Un aumento del número de grúas y la construcción de nuevos muelles permitiría aumentar la competitividad de este. Un punto débil que resulta del modelado es la necesidad de mejorar y aumentar las infrestructuras ferroviarias. Actualmente, supone una cantidad prácticamente testimonial en comparación con la mercancía que llega en barco. Es un punto de mejora que supondría aumentar de manera exponencial la ya frenética actividad del Puerto de Algeciras. Los equipos de manipulación se encuentran saturados, es decir, no son capaces de abastacer toda la demanda que tienen. Al ser equipos muy versátiles son necesarios en muchos momentos. Esta saturación provoca esperas que se podrían evitar si se aumentase la cantidad de equipos de manipulación disponibles. Para mejorar el tiempo de proceso de todo el proceso, aunque más en concreto del flujo de la mercancía contenerizada que llega en barco, se podría implentar un sistema para que las cabezas tractoras pudieran arrastrar hasta tres contenedores de una misma vez. De esta forma se reduciría de manera significativa el tiempo de descarga de los buques. Con visión de futuro, el modelado se podría mejorar diferenciado a que muelle accede cada barco para ver en que muelles se producen más colas. De igual forma, el modelado de la mercancía a granel se podría modelar distinguiendo el tipo de mercancía a granel. Esto serían algunos aspectos que se podrían mejorar de cara a una futura revión del proyecto. 43 Apéndice A Anexo En este apartado se adjunta los resultados de la simulación y el modelo de Arena. A.0.1 Resultados de la simulación Category Overview Page 1 of 7 Values Across All Replications Replications: 2 Time Units: Hours System Key Performance Indicators Average Number Out 130 Unnamed Project 44 Apéndice A. Anexo Values Across All Replications Replications: 2 Time Units: Hours Time Val Entity Unnamed Project VA Time Average Half Width Minimum Average Maximum Average Minimum Value Maxim Contenedor Barco 2.4114 4,56 2.0524 2.7704 0.3786 14.01 Contenedor Camion 2.2003 0,21 2.1836 2.2170 0.3933 6.87 Contenedor Tren 1.9033 5,96 1.4345 2.3721 0.3901 4.92 NVA Time Minimum Maximum Minimum Maxim Average Half Width Average Average Value Val Contenedor Barco 0.00 0,00 0.00 0.00 0.00 0. Contenedor Camion 0.00 0,00 0.00 0.00 0.00 0. Contenedor Tren 0.00 0,00 0.00 0.00 0.00 0. Wait Time Minimum Maximum Minimum Maxim Average Half Width Average Average Value Val Contenedor Barco 19.2071 13,58 18.1380 20.2762 1.6050 44.04 Contenedor Camion 8.0159 0,61 7.9680 8.0638 0.00 25.50 Contenedor Tren 12.1241 11,01 11.2573 12.9909 1.1918 30.86 Transfer Time Minimum Maximum Minimum Maxim Average Half Width Average Average Value Val Contenedor Barco 1.7044 0,24 1.6857 1.7231 0.05948869 5.68 Contenedor Camion 0.9969 0,50 0.9576 1.0363 0.03852656 2.68 Contenedor Tren 1.6986 4,58 1.3381 2.0591 0.4245 3.64 Other Time Minimum Maximum Minimum Maxim Average Half Width Average Average Value Val Contenedor Barco 0.3829 0,24 0.3639 0.4020 0.00 3.33 Contenedor Camion 0.5480 1,33 0.4436 0.6525 0.05336189 1.77 Contenedor Tren 0.2432 2,21 0.06907131 0.4174 0.00 1.94 Total Time Minimum Maximum Minimum Maxim Average Half Width Average Average Value Val Contenedor Barco 23.7058 18,62 22.2400 25.1717 3.8882 48.36 Contenedor Camion 11.7611 1,65 11.6315 11.8908 1.5175 31.14 Contenedor Tren 15.9692 14,60 14.8199 17.1185 2.8190 36.01 Other 45 Apéndice A. Anexo Values Across All Replications Replications: 2 Time Units: Hours Other Number In Minimum Maximum A v e V r a l g u e Half Width Average Average Contenedor Barco 31000.00 0,00 31000.00 31000.00 Contenedor Camion 185.50 31,77 183.00 188.00 Contenedor Tren 960.00 0,00 960.00 960.00 Mercancia_Granel 12113.00 6.365,71 11612.00 12614.00 32000,000 28000,000 24000,000 20000,000 16000,000 12000,000 8000,000 4000,000 0,000 Number Out Entity Contenedor Barco Contenedor Camion Contenedor Tren Mercancia_Granel A v e V r a l g u e Half Width Average Average Contenedor Barco 107.00 0,00 107.00 107.00 Contenedor Camion 12.0000 0,00 12.0000 12.0000 Contenedor Tren 11.0000 0,00 11.0000 11.0000 Mercancia_Granel 6683.00 520,95 6642.00 6724.00 WIP Minimum Maximum Minimum Maxim Average Half Width Average Average Value Val Contenedor Barco 15400.75 5,96 15400.28 15401.21 0.00 30893. Contenedor Camion 82.1744 22,44 80.4079 83.9409 0.00 176. Contenedor Tren 469.49 0,45 469.45 469.52 0.00 949. Mercancia_Granel 2705.71 2.502,45 2508.76 2902.66 0.00 5890. Unnamed Project 46 Apéndice A. Anexo Values Across All Replications Replications: 2 Time Units: Hours Time Val Queue Waiting Time Average Half Width Minimum Average Maximum Average Minimum Value Maxim Cambio a cabeza 0.00 0,00 0.00 0.00 0.00 0. tractora.Queue Carga en cabeza tractora 0.00 0,00 0.00 0.00 0.00 0. 2.Queue Carga en cabeza 0.00 0,00 0.00 0.00 0.00 0. tractora.Queue Cargar en barco.Queue 10.5251 23,64 8.6649 12.3853 0.5231 24.48 Cargar en tren.Queue 0.00 0,00 0.00 0.00 0.00 0. Descarga Contenedor 0.00 0,00 0.00 0.00 0.00 0. Tren.Queue Descarga Contenedor.Queue 5.7158 0,01 5.7150 5.7166 0.00 11.76 Descarga Mercancia a 81.2058 41,63 77.9294 84.4822 0.00 169. Granel.Queue PIF.Queue 0.2190 2,39 0.03119580 0.4067 0.00 2.28 Unifacion Carga Camion.Queue 1.0706 0,03 1.0682 1.0730 0.00 3.55 Other Number Waiting Minimum Maximum Minimum Maxim Average Half Width Average Average Value Val Almacenamiento en 0.00 0,00 0.00 0.00 0.00 0. Tanques.Queue Cambio a cabeza 81.3063 16,45 80.0116 82.6010 0.00 175. tractora.Queue Carga en cabeza tractora 24.8930 20,07 23.3137 26.4724 0.00 44.00 2.Queue Carga en cabeza 6641.15 396,27 6609.96 6672.34 0.00 17630. tractora.Queue Cargar en barco.Queue 2.4146 5,60 1.9737 2.8555 0.00 53.00 Cargar en tren.Queue 7.4281 0,08 7.4214 7.4347 0.00 8.00 Descarga Contenedor 420.00 0,00 420.00 420.00 0.00 900. Tren.Queue Descarga Contenedor.Queue 476.75 0,85 476.68 476.81 0.00 1000. Descarga Mercancia a 2677.25 2.500,74 2480.43 2874.07 0.00 5858. Granel.Queue PIF.Queue 0.06408107 0,71 0.00840553 0.1198 0.00 11.00 Unifacion Carga Camion.Queue 19.4670 1,64 19.3383 19.5958 0.00 40.00 Unificacion carga barco.Queue 0.00 0,00 0.00 0.00 0.00 0. Unificacion segundo 0.00 0,00 0.00 0.00 0.00 0. camion.Queue Unnamed Project 47 Apéndice A. Anexo Values Across All Replications Replications: 2 Time Units: Hours Usage Val Resource Instantaneous Utilization Average Half Width Minimum Average Maximum Average Minimum Value Maxim Brazo Articulado Carga 0.9994 0,01 0.9988 1.0000 0.00 1.00 Descarga Cabeza Tractora 0.0935 0,07 0.08836206 0.0987 0.00 0.72 Carretilla 0.9607 0,01 0.9596 0.9617 0.00 1.00 Grua 0.9810 0,01 0.9803 0.9816 0.00 1.00 Inspector 0.04033907 0,10 0.03244612 0.04823203 0.00 1.00 Muelle Inspeccion 0.02161022 0,05 0.01738185 0.02583859 0.00 0.53 Tanque Almacenamiento 0.00 0,00 0.00 0.00 0.00 0. Number Busy Minimum Maximum Minimum Maxim Average Half Width Average Average Value Val Brazo Articulado Carga 8.9944 0,07 8.9888 9.0000 0.00 9.00 Descarga Cabeza Tractora 11.5015 8,04 10.8685 12.1346 0.00 89.00 Carretilla 132.57 1,82 132.43 132.71 0.00 138. Grua 26.4862 0,22 26.4691 26.5032 0.00 27.00 Inspector 0.6051 1,50 0.4867 0.7235 0.00 15.00 Muelle Inspeccion 0.6051 1,50 0.4867 0.7235 0.00 15.00 Tanque Almacenamiento 0.00 0,00 0.00 0.00 0.00 0. Number Scheduled Minimum Maximum Minimum Maxim Average Half Width Average Average Value Val Brazo Articulado Carga 9.0000 0,00 9.0000 9.0000 9.0000 9.00 Descarga Cabeza Tractora 123.00 0,00 123.00 123.00 123.00 123. Carretilla 138.00 0,00 138.00 138.00 138.00 138. Grua 27.0000 0,00 27.0000 27.0000 27.0000 27.00 Inspector 15.0000 0,00 15.0000 15.0000 15.0000 15.00 Muelle Inspeccion 28.0000 0,00 28.0000 28.0000 28.0000 28.00 Tanque Almacenamiento 22.0000 0,00 22.0000 22.0000 22.0000 22.00 Unnamed Project 48 Apéndice A. Anexo Values Across All Replications Replications: 2 Time Units: Hours Usage Scheduled Utilization Minimum Maximum Value Half Width Average Average Brazo Articulado Carga 0.9994 0,01 0.9988 1.0000 Descarga Cabeza Tractora 0.0935 0,07 0.08836206 0.0987 Carretilla 0.9607 0,01 0.9596 0.9617 Grua 0.9810 0,01 0.9803 0.9816 Inspector 0.04033907 0,10 0.03244612 0.04823203 Muelle Inspeccion 0.02161022 0,05 0.01738185 0.02583859 Tanque Almacenamiento 0.00 0,00 0.00 0.00 1,000 0,800 0,600 0,400 0,200 0,000 Total Number Seized Minimum Maximum Value Half Width Average Average Brazo Articulado Carga 6560.50 412,95 6528.00 6593.00 Descarga Cabeza Tractora 138.00 0,00 138.00 138.00 Carretilla 209.00 25,41 207.00 211.00 Grua 30109.50 6,35 30109.00 30110.00 Inspector 101.50 57,18 97.0000 106.00 Muelle Inspeccion 101.50 57,18 97.0000 106.00 Tanque Almacenamiento 0.00 0,00 0.00 0.00 32000,000 28000,000 24000,000 20000,000 16000,000 12000,000 8000,000 4000,000 0,000 Resource Brazo Articulado Carga Descarga Cabeza Tractora Carretilla Grua Inspector Muelle Inspeccion Tanque Almacenamiento Brazo Articulado Carga Descarga Cabeza Tractora Carretilla Grua Inspector Muelle Inspeccion Tanque Almacenamiento Unnamed Project 49 Apéndice A. Anexo Values Across All Replications Replications: 2 Time Units: Hours Counter Count Minimum Maximum Value Half Width Average Average Contenedores inspeccionados 101.50 57,18 97.0000 106.00 Contenedores sin inspeccionar 36.5000 57,18 32.0000 41.0000 Numero segundos camiones 0.00 0,00 0.00 0.00 Salida barcos granel 0.00 0,00 0.00 0.00 Salida camiones granel 163.00 12,71 162.00 164.00 Salida contenedores barcos 82.5000 6,35 82.0000 83.0000 Salida contenedores camion 36.5000 31,77 34.0000 39.0000 Salida contenedores tren 11.0000 25,41 9.0000 13.0000 180,000 160,000 140,000 120,000 Contenedores inspeccionados Contenedores sin inspeccionar Numero segundos camiones 100,000 Salida barcos granel 80,000 Salida camiones granel 60,000 40,000 20,000 0,000 Salida contenedores barcos Salida contenedores camion Salida contenedores tren User Specified Unnamed Project 57 Bibliografía Autoridad Portuaria Bahía de Algeciras. (2017). Memoria anual 2017. Autoridad Porturaria Bahía de Algeciras. (2019). Puerto de Algeciras. http://www.apba.es/ Cardona, A. (2016). Tipos de contenedores y su uso. https://www.sertrans.es/transporte-de- mercancias/tipos-de-contenedores-y-su-uso/ Muñoz Lombardo, L. (2014). Simulación mediante arena para resolvar un problema de transportes en una zona portuaria. Proyecto fin de carrera. Universidad de Sevilla. Puertos del Estado. (2017). Estudio de la Cadena de Costes del Tráfico de Graneles Líquidos en Terminales Españolas. TTI Algeciras. (2019). Total Terminal Intenacional Algeciras. http://www.ttialgeciras.com/