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lab de Io modelos probabilisticos, Ejercicios de Investigación de Operaciones

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Tipo: Ejercicios

2019/2020

Subido el 06/05/2020

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LABORATORIO DE LÍNEAS DE ESPERA O TEORÍA DE COLAS
1.- Actualmente Sid Das Brick Distributors tiene contratado a un trabajador para cargar ladrillos que
salen en los camiones de la empresa para su distribución. Una media de 24 camiones por dia o 3 por
hora llegan a la plataforma de carga, siguiendo una distribución de Poisson. El trabajador los carga a
un ritmo de 4 camiones por hora siguiendo aproximadamente la distribución Exponencial en sus
tiempos de servicio. Los conductores de camiones que trabajan para Sid Das Brick Distributors,
ganan una media de 10 dolares por hora. Los cargadores de ladrillo reciben 6 dolares por hora. Los
conductores de camiones que esperan en la cola o en la dársena de carga tienen un salario, pero
son productivamente inactivos e incapaces de generar rentas durante ese tiempo. Se desea obtener
todas las medidas de rendimiento posibles, y además, determinar. ¿Cuál es la probabilidad de que
haya más de tres camiones siendo cargados o en espera?
2.- La empresa cree que añadir un segundo cargador de ladrillos mejorara sustancialmente la
productividad de la empresa. Calcula que un equipo de dos personas en la dársena de carga
duplicara el ritmo de carga de 4 a 8 camiones por hora. Analice el efecto de la cola de este cambio y
compare los resultados con los conseguidos con un solo empleado. ¿Cuál es la probabilidad de que
haya más de tres camiones siendo cargados o en espera?, ¿Cuál seria el ahorro de costos por hora
para la empresa si contratase a los dos cargadores en lugar de uno?
3.- Si Sid Das Brick Distributors esta pensando en construir una segunda dársena o portal para
acelerar el proceso de carga de camiones. Este sistema será todavia más eficiente que simplemente
contratar a otro cargador para ayuda en la primer dársena. Suponiendo que los cargadores de cada
dársena puedan cargar 4 camiones por hora cada uno, y que los camiones siguen llegando a un
ritmo de 3 por hora.
Analice el efecto de la cola de este cambio y compare los resultados con los conseguidos
anteriormente. ¿Cuál es la probabilidad de que haya más de tres camiones siendo cargados o en
espera?, ¿Cuál seria el ahorro de costos por hora para la empresa?
4.- La sala de urgencias del hospital general proporciona cuidados médicos rápidos a los casos
urgentes que llegan en ambulancia o vehículos particulares. En cualquier momento se cuenta con
un doctor de guardia. No obstante, debido a la creciente tendencia a usar estas instalaciones para
casos de emergencia en lugar de ir a una clínica privada el hospital experimenta un aumento
continuo en el número de pacientes anuales que llegan a la sala de urgencias. Como resultado, es
bastante común que los pacientes que llegan durante las horas pico (temprano en la tarde) tengan
que esperar turno para recibir el tratamiento del doctor. Por tal motivo se ha hecho una propuesta
para asignar un segundo doctor a la sala de emergencias durante esas horas pico, para que se
puedan atender dos casos de emergencia al mismo tiempo. Se ha pedido al IIA del hospital que
estudie esta posibilidad comenzando por reunir los datos históricos pertinentes y hacer una
proyección de estos datos al siguiente año y estima que los pacientes llegarán a una tasa promedio
de uno cada media hora y un doctor requiere un promedio de 20 minutos para atender al paciente.
Calcular:
a) ρ b) P0c) P1d) Pn para n >2
e) Lq f) L g) Wq h) W
17.6-1. La compañía 4M tiene un torno como pieza central del trabajo de la planta. Los trabajos
llegan según un proceso Poisson con tasa media de 2 /día. El tiempo de procesado de cada trabajo
tiene distribución exponencial con media de ¼ día. Como los trabajos son grandes, si no están en
proceso se guardan en un almacén a cierta distancia. Pero para ahorrar tiempo al traerlos, el gerente
de producción propone agregar espacio para 3 trabajos en proceso además del que está en el torno
(el resto seguirá almacenándose). Con esta propuesta, ¿qué proporción de tiempo será adecuado el
espacio junto al torno para los trabajos que esperan?
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LABORATORIO DE LÍNEAS DE ESPERA O TEORÍA DE COLAS

1.- Actualmente Sid Das Brick Distributors tiene contratado a un trabajador para cargar ladrillos que salen en los camiones de la empresa para su distribución. Una media de 24 camiones por dia o 3 por hora llegan a la plataforma de carga, siguiendo una distribución de Poisson. El trabajador los carga a un ritmo de 4 camiones por hora siguiendo aproximadamente la distribución Exponencial en sus tiempos de servicio. Los conductores de camiones que trabajan para Sid Das Brick Distributors, ganan una media de 10 dolares por hora. Los cargadores de ladrillo reciben 6 dolares por hora. Los conductores de camiones que esperan en la cola o en la dársena de carga tienen un salario, pero son productivamente inactivos e incapaces de generar rentas durante ese tiempo. Se desea obtener todas las medidas de rendimiento posibles, y además, determinar. ¿Cuál es la probabilidad de que haya más de tres camiones siendo cargados o en espera? 2.- La empresa cree que añadir un segundo cargador de ladrillos mejorara sustancialmente la productividad de la empresa. Calcula que un equipo de dos personas en la dársena de carga duplicara el ritmo de carga de 4 a 8 camiones por hora. Analice el efecto de la cola de este cambio y compare los resultados con los conseguidos con un solo empleado. ¿Cuál es la probabilidad de que haya más de tres camiones siendo cargados o en espera?, ¿Cuál seria el ahorro de costos por hora para la empresa si contratase a los dos cargadores en lugar de uno? 3.- Si Sid Das Brick Distributors esta pensando en construir una segunda dársena o portal para acelerar el proceso de carga de camiones. Este sistema será todavia más eficiente que simplemente contratar a otro cargador para ayuda en la primer dársena. Suponiendo que los cargadores de cada dársena puedan cargar 4 camiones por hora cada uno, y que los camiones siguen llegando a un ritmo de 3 por hora. Analice el efecto de la cola de este cambio y compare los resultados con los conseguidos anteriormente. ¿Cuál es la probabilidad de que haya más de tres camiones siendo cargados o en espera?, ¿Cuál seria el ahorro de costos por hora para la empresa? 4.- La sala de urgencias del hospital general proporciona cuidados médicos rápidos a los casos urgentes que llegan en ambulancia o vehículos particulares. En cualquier momento se cuenta con un doctor de guardia. No obstante, debido a la creciente tendencia a usar estas instalaciones para casos de emergencia en lugar de ir a una clínica privada el hospital experimenta un aumento continuo en el número de pacientes anuales que llegan a la sala de urgencias. Como resultado, es bastante común que los pacientes que llegan durante las horas pico (temprano en la tarde) tengan que esperar turno para recibir el tratamiento del doctor. Por tal motivo se ha hecho una propuesta para asignar un segundo doctor a la sala de emergencias durante esas horas pico, para que se puedan atender dos casos de emergencia al mismo tiempo. Se ha pedido al IIA del hospital que estudie esta posibilidad comenzando por reunir los datos históricos pertinentes y hacer una proyección de estos datos al siguiente año y estima que los pacientes llegarán a una tasa promedio de uno cada media hora y un doctor requiere un promedio de 20 minutos para atender al paciente. Calcular: a) ρ b) P 0 c) P 1 d) Pn para n > e) Lq f) L g) Wq h) W 17.6-1. La compañía 4M tiene un torno como pieza central del trabajo de la planta. Los trabajos llegan según un proceso Poisson con tasa media de 2 /día. El tiempo de procesado de cada trabajo tiene distribución exponencial con media de ¼ día. Como los trabajos son grandes, si no están en proceso se guardan en un almacén a cierta distancia. Pero para ahorrar tiempo al traerlos, el gerente de producción propone agregar espacio para 3 trabajos en proceso además del que está en el torno (el resto seguirá almacenándose). Con esta propuesta, ¿qué proporción de tiempo será adecuado el espacio junto al torno para los trabajos que esperan?

a) Calcule su respuesta con las fórmulas disponibles. b) Obtener las probabilidades necesarias para responder a la pregunta. 17.6-2. los clientes llegan a un sistema de colas de un servidor según un proceso Poisson con tasa media de 10 por hora. Si el servidor trabaja continuamente, el número de clientes que puede servir en una hora tiene distribución Poisson con media de 15. Determine la proporción del tiempo durante el cual nadie espera servicio. 17.6-7. Los clientes llegan a un sistema de colas según un proceso Poisson con tiempo esperado entre llegadas de 25 min. Los tiempos de servicio tienen distribución exponencial con media de 30 min. Etiquete las siguientes afirmaciones sobre el sistema como falsa o verdadera y justifique. a) el servidor definitivamente estará ocupado siempre después de la llegada del primer cliente. b) La cola crecerá sin límite. c) Si se agrega un segundo servidor con la misma distribución de servicio, el sistema puede alcanzar una condición de estado estable. 17.6-9. la tienda de abarrotes Friendly Neighbor tiene una caja de salida con un cajero de tiempo completo. Los clientes llegan al azar con una tasa media de 30/hr. La distribución del tiempo de servicio es exponencial con media de 1.5 min. Esta situación causa una cola larga ocasional y quejas de los clientes. Como no hay lugar para otra caja, el gerente piensa en contratar a otra persona que ayude a empacar los víveres y reduzca el tiempo esperado de servicio a 1 min, todavía con distribución exponencial. El gerente quiere que el porcentaje de tiempo de que haya más de 2 clientes en la caja fuera menor que 25 %. También desea que los clientes no tengan que esperar 5 min o más antes de iniciar su servicio o 7 minutos o más antes de terminarlo. a) Use las fórmulas del modelo M/M/1 para calcular L, W, Wq, Lq, P 0 , P 1 y P 2 para la operación actual. ¿cuál es la probabilidad de que haya más de dos clientes en la caja? b) ¿Qué enfoque debe usar el gerente para satisfacer su criterio lo mejor posible? 17.6-11. El security & Trust Bank tiene 4 cajeros para atender a sus clientes. Estos llegan según un proceso Poisson con tasa media de 2 por minuto. Sin embargo, el negocio crece y la gerencia pronostica que esta tasa será de 3 por minuto dentro de un año. El tiempo de transacciones entre el cajero y el cliente tiene distribución exponencial con media de 1 minuto. La gerencia ha establecido las siguientes políticas para un nivel de servicio satisfactorio. El número promedio de clientes que esperan en la cola para iniciar su servicio no debe exceder a 1. Al menos 95% del tiempo, el número de clientes en la cola no debe exceder a 5. Que el tiempo de espera para iniciar el servicio no debe exceder a 5 minutos. a) Use el modelo M/M/s para determinar si se cumplen estas políticas. b) Evalúe si cumplirán estas políticas dentro de un año si no cambia el número de cajeros. c) Determine cuántos cajeros se necesitarán dentro de un año para cumplir por completo las políticas. 17.6-14. Los aviones en un aeropuerto llegan a la pista para despegar según un proceso Poisson con una tasa media de 20 por hora. El tiempo requerido para que despegue un avión tiene una distribución exponencial con media de 2 minutos y este proceso debe completarse antes de que el siguiente avión se prepare para despegar. Debido a que acaba de comenzar una breve tormenta, se ha dejado en tierra temporalmente a todos los aviones que no han iniciado su despegue. Sin embargo, los aviones continúan llegando a la pista durante la tormenta, determine el número esperado de aviones que esperan despegar al pasar la tormenta si dura 30 minutos.

d) Tiempo transcurrido dentro del sistema e) Tiempo de espera en la fila 2K.- La gerente de la tienda de abarrotes del problema anterior, desea respuestas a las siguientes preguntas: a) ¿Qué tasa de servicios se requeriría para lograr que los clientes pasaran, en promedio, sólo 8 minutos en el sistema? b) Con esa tasa de servicio, ¿Cuál sería la probabilidad de tener más de 4 clientes en el sistema? c) ¿Qué tasa se servicio se requeriría para que fuera de sólo 10% la probabilidad de tener más de 4 clientes en el sistema? 4Cec.- Los clientes llegan al azar a una pizzería entre las 4:00 p.m. y las 7:00 p.m., con un ritmo promedio de 14 por hora de acuerdo con una distribución Poisson. Los tiempos de servicio siguen una distribución Poisson. Los tiempos de servicio siguen una distribución exponencial; este tiempo promedio de servicio depende del empleado. El establecimiento tiene tres prospectos que puede contratar en ese turno. Si la compañía valora en $5.00 cada hora que un cliente espera en la fila o cuando recibe atención ¿Cuál de los siguientes solicitantes debe ser contratado como empleado nocturno? Emplead o Salario ($) Tiempo promedio de Servicio (minutos) Juan 8/hr. 4 Luis 13/hr. 2. Brenda 18/hr. 1 18.4.7 Jerry Jansen, gerente de manejo de materiales en una planta de Casper Edison Co., debe tomar una decisión de compra. Debe elegir entre dos tipos de equipo de manejo de materiales, un pequeño tren de carga y un montacargas de trabajo pesado, para mover productos en los centros de producción de la planta. La necesidad de una unidad de este equipo para mover una carga sigue un proceso Poisson con tasa media de 4 por hora. El tiempo total para mover una carga tiene distribución exponencial, con tiempo esperado de 12 minutos para el tractor y 9 para el montacargas. El costo total uniforme equivalente por hora (costo de recuperación de capital más costo por operación) es de $50 para el tren y $150 para el montacargas. Se estima que el costo de los bienes ociosos (en espera de ser movidos o en tránsito) por el aumento en el inventario de material en proceso es $20 por carga por hora. Jerry ha establecido ciertos criterios que la unidad de manejo de materiales debe satisfacer para mantener la producción a tiempo. Mover una carga debe tomar en promedio no más de media hora después de recibir una petición; 80% del tiempo el movimiento debe hacerse en menos de 1 hora, y al menos 80% del tiempo no debe haber más de tres cargas en espera de que las muevan. a) Obtenga las medidas de desempeño de elegir el tren de carga. ¿Están por encima de los criterios? b) Repita el inciso a) si se elige el montacargas. c) Compare el costo total esperado/hora (incluya el costo de bienes ociosos) para las dos alternativas. d) Qué alternativa cree que Jerry debe elegir? 18.4.8 La compañía Southern Railroad subcontrata la pintura de sus carros de ferrocarril según lo necesitan. Sin embargo, la gerencia ha decidido que la compañía puede ahorrar dinero si hace este trabajo internamente. Debe tomar la decisión entre dos maneras de hacerlo.

La alternativa 1 consiste en poner dos talleres de pintura a mano (para un carro a la vez en cada taller), con un costo total de $70 por hora. El tiempo de pintura por carro es 6 horas. La alternativa 2 consiste en un taller de pintura aerosol que implica un costo por hora de $100. El tiempo de pintura por carro (de nuevo uno a la vez) es 3 horas. Para ambas alternativas, los carros llegan según un proceso de Poisson con una tasa media de 1 cada 5 horas- el costo del tiempo ocioso por carro es $100 por hora. a) Estimar L, Lq, W y Wq para la alternativa 1. b) Encuentre estas medidas de desempeño para la alternativa 2. c) Determine y compare el costo total esperado por hora para las alternativas