Concepto de simulación.- Simular, es reproducir artificialmente un

fenómeno o las relaciones entrada-salida de un sistema.

Porque usar Simulación.- cuando la operación de

un sistema o la experimentación en él son

imposibles, costosas, peligrosas o poco

prácticas

Si está basada en la

ejecución de un

programa en una

computadora digital,

entonces la simulación

se llama digital

Áreas de aplicación.- son muy amplias,

numerosas y diversas: hospitales, oficinas

de correos, telégrafos, casas de cambio, etc.

Sistema.- es un conjunto de componentes cuyos parámetros de comportamiento están interrelacionados. Simular un

sistema significa observar un sistema equivalente que aproxima o imita el comportamiento del sistema real.

Sistema Real

Modelo de un

sistema real

Modelo Físico Modelo

Matemático

Solución Analitica Simulación

SOLUCIÓN ANALÍTICA

CONTRA SIMULACIÓN.-

Las soluciones analíticas

son complejas al igual que

el modelo matemático por

lo que se usa el estudio del

sistema mediante la

simulación

La simulación de un sistema puede realizarse por varios motivos, Pindyck y Rubenfeld (1980) señalan los siguientes:

Por el contraste y la

evolución del modelo

El análisis histórico de una

política determinanda La predicción

El planteamiento sistemático:

nació para satisfacer las

siguientes necesidades

Generalizar

Simplificar

Planificar

Evaluar

Optimizar

Integrar

Para describir un sistema hay

que considerar su propósito y

considerar que todo sistema

está dentro de otro, que lo

contiene y es su marco

referencial.

Partiendo de este esquema

podemos distinguir los siguientes

tipos de Sistemas

Modelos de Simulación

MODELOS DE SIMULACIÓN ESTÁTICA VS. DINÁMICA.-

Estática, se entiende como la representación de un sistema

para un instante (en el tiempo) en particular o bien para

representar un sistema en el que el tiempo no es importante,

por ejemplo la simulación Montecarlo; en cambio un modelo

de simulación dinámica representa a un sistema en el que el

tiempo es una variable de interés, como por ejemplo en el

sistema de transporte de materiales dentro de una fábrica,

una torre de enfriamiento de una central termoeléctrica, etc...

MODELOS DE SIMULACIÓN DETERMINISTA VS

ESTOCASTICA.- se llama un modelo de simulación

determinista si no considera ninguna variable

importante, comportándose de acuerdo con una ley

probabilística; el modelo estocástico toma en cuenta

algún componente aleatorio de entrada. Un ejemplo

sería un sistema de inventarios de una fábrica, o bien el

sistema de líneas de espera de una fábrica, etc.

MODELOS DE SIMULACIÓN CONTINUOS VS DISCRETOS.- se definen se definen de manera análoga a los “sistemas” discretos y continuos, debe

entenderse que un modelo discreto de simulación no siempre se usa para modelar un sistema discreto. La decisión de utilizar un modelo discreto o

continuo para simular un sistema en particular, depende de los objetivos específicos de estudio. Por ejemplo: un modelo de flujo de tráfico en una

supercarretera, puede ser discreto si las características y movimientos de los vehículos en forma individual es importante. En cambio si los vehículos

pueden considerarse como un agregado en el flujo de tráfico entonces se puede usar un modelo basado en ecuaciones diferenciales presentes

en un modelo continuo.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL USO DE LA SIMULACIÓN

- Permite estudiar el efecto de cambios internos y externos del sistema

- La observación conduce a un mejor entendimiento del sistema

- Puede ser utilizada como un instrumento pedagógico

- Ayuda a entender mejor la operación del sistema

- Puede utilizarse también para entrenamiento de personal

- para anticipar cuellos de botella

- Solo necesitan existir en la mente del diseñador - El tiempo en su totalidad puede ser simulado en solo segundos, minutos u horas en una computadora - Es posible reproducir eventos aleatorios idénticos mediante una secuencia de números aleatorios.

- Falla al producir resultados exactos, se basa en promedios

- Fallas al optimizar, no es una técnica de optimización - La simulación no puede ser conducido o llevado a cabo en corto tiempo

- Costos para proveer capacidad de simulación tener mejor personal,

software, hardware, entrenamiento y otro tipo de costos

- Abuso de simulación, una persona debe tener conocimiento de una

gran variedad de áreas antes de llegar a ser un practicante de la

simulación

Como formular un Problema?

es necesario saber:

¿Existe un problema? ¿De quién es el problema? ¿Cuál es el marco de referencia del sistema donde se encuentra el problema? ¿Quién o quienes toman las decisiones? ¿Cuáles son sus objetivos? ¿Cuáles son los componentes controlables del sistema y cuales no lo son? ¿Cuáles son las interrelaciones más importantes del sistema? ¿Cómo se emplearan los resultados del proyecto? ¿Por quién? ¿Qué efectos tendrá? ¿Las soluciones tendrán efecto a corto o largo plazo? ¿Podrán los efectos de las soluciones modificarse o cambiarse fácilmente? ¿Cuantos elementos del sistema se afectaran por las soluciones del proyecto? ¿En qué grado?

Formular un problema requiere:

- Identificar las componentes controlables de un sistema. - Identificar posibles rutas de acción dadas por las componentes, controlables. - Definir el marco de referencia, dado por las componentes no controlables - Definir los objetivos que se persiguen y clasificarlos por su orden de importancia.

Pasos para el diseño de un sistema

- Se ubica al sistema considerando dentro de sistemas más grandes. - Se determinan las componentes del sistema. - Se determinan los canales de comunicación entre las componentes del sistema y de este hacia los elementos de otros sistemas que van a tener influencia directa o indirecta. - Se determinan de qué manera se tiene acceso a la información requerida como se procesa esta y como se transmite entre las diferentes componentes del sistema.

Recolección y procesamiento de la información

RECOLECCIÓN: Es el proceso de capturar los

datos disponibles que se requieren para la

simulación del comportamiento del sistema.

PROCESAMIENTO: Se comprenden las

actividades requeridas para transformar los

datos en información

Fuentes para generar información

1.- Las series históricas o de tiempo: son datos útiles y de rápido procesamiento para convertirlos en información.

2.- La opinión de expertos: Es información subjetiva, carente de detalle y de utilidad mínima, económica y rápida de

obtener cierto tipo de información complementaria.

3.- Los estudios de campo: son el método más efectivo, aunque más costoso y tardado, de obtener información

requerida. Se requiere el diseño de una muestra estadística representativa del universo bajo estudio; de un

cuestionario que asegure la relevancia y confiabilidad de un cuestionario y que asegure la relevancia y confiabilidad

de los mismos y de personal entrenado que aplique la encuesta. La información capturada se mete a la computadora

a través de algún paquete y se edita.

FORMULACIÓN DEL MODELO

1. Representar el sistema mediante un esquema en el que se visualice en cada modula con sus componentes, atributos, actividades endógenas y exógenas y las relaciones entre estas. El conjunto de todos estos módulos es el sistema.

2. Caracterizar matemáticamente las relaciones quien gobierna la interacción de las componentes del sistema y de las actividades endógenas y exógenas.

Es más fácil construir una expresión matemática de las

componentes y actividades del bloque de que todo el sistema.

EVALUACIÓN DE LAS CARACTERISTICAS DE LA INFORMACIÓN

PROCESADA.-a través de pruebas auxiliares:

- Pruebas referentes a valores medios (diferentes entre medias). - Pruebas referentes a variaciones (Ji-cuadrada, prueba F…). - Pruebas referentes a conteo de datos (proporciones, tablas de contingencia, bondad de ajuste, pruebas de corridas e intervalo). - Pruebas no paramétricas (rangos, medianas, corrección, Kolmogorov-Smirnov, etc.).

DISEÑO DE EXPERIMENTOS DE SIMULACIÓN

Una vez validado el programa se entra a la fase del diseño de experimentos que se quieren simular, para ello se debe

hacer lo siguiente:

1. Definir las variables endógenas y exógenas.

2.Definir las estructuras funcionales que las relacionan.

3. Elegir las distribuciones adecuadas a los parámetros aleatorios. 4. Generar los números y variables aleatorias que de acuerdo a estas distribuciones, representan al sistema baja estudio. 5. Realizar pruebas de hipótesis para seleccionar la información necesaria para realizar la simulación. 6. Definir las distintas condiciones iniciales y finales de la simulación. 7. Realizar un número determinado de simulación. 8. Tabule y grafique los resultados para realizar un mejor análisis y validación de la simulación.

ANALISIS DE RESULTADOS Y VALIDACIÓN

DE LA SIMULACIÓN

1. Recolectar sistemáticamente los datos producidos por la simulación. 2. Calcular ciertas estadísticas. 3. Interpretar el comportamiento de la información obtenida. 4. Validar los resultados de la simulación comparando tanto similitud entre los resultados y las posibles series históricas que se

poseen, como el uso que las decisiones le den a esta herramienta.

FORMULACIÓN DE UN PROGRAMA DE COMPUTADORA

1. Elaborar un diagrama de flujo que muestre el efecto de las diferentes actividades sobre las componentes importantes del sistema 2. Diseñar la programación en algún lenguaje especial como:GPSS, SIMNET, SIMSCRIPT, GASP, DYNAMO, etc. ó lenguajes de alto nivel: PASCAL, C.

-condiciones iniciales de la simulación. -condiciones finales.

3. Probar el programa hasta eliminar todos los errores lógicos y no lógicos. 4. Generar resultados. 5. diseñar un programa:

El programa puede hacerse en lenguajes de alto nivel: C, PASCAL, FORTRAN, BASIC, etc., lenguajes de simulación: GPSS SIMNET, cualquiera que sea el lenguaje seleccionada en el deben ampliarse procedimientos funciones o bloques que describan la realización de llegadas servicios y salidas.