Introducción a La Simulación Undad 1

8/18/2019 Introducción a La Simulación Undad 1

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INTRODUCCIÓN A LASIMULACIÓN DE EVENTOSDISCRETOSUNIDA 1


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INTRODUCCIÓN

• La simulación es una poderosa

!cnica para la resolución de

pro"lemas# Sus or$%enes es&n en

la eor$a de muesreo esad$sico '

an&lisis de sisemas ($sicos

pro"a"il$sicos comple)os# Elaspeco com*n de am"os es el uso

de n*meros ' muesras aleaorias

para apro+imar soluciones#


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INTRODUCCIÓN

• El ori%en de la simulación,

aplicada como una !cnica

maem&ica se remona a los

ra"a)os -ec-os por .# S# /osse,

me)or conocido por su seudónimo

0Suden, en el a2o de 1345# 0El

cien$6co .# S# /osse uili7o la

pro"a"ilidad en la ocurrencia de

cieras 8aria"les cuando reali7a"a

cam"ios o 8ariaciones, con lo 9ue

o"u8o las a"las para los 8alores

de la 8aria"le de la disri"uciónSuden# :oseriormene los


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INTRODUCCIÓN

• Muc-os son los (acores 9ue

-an conri"uido al uso '

popularidad de la simulación

en la compuadora# :ero se

consideran res cam"ios enlos sisemas produci8os '

de ser8icio 9ue aceleraron el

uso de la simulación

• Los sisemas ienen cada 8e7 ciclos d

• Los sisemas es&n siendo cada 8

• Los sisemas ienen re9uisios cada 8e7 m

aumeno de la compeencia ' los crecienes r


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DEFINICIONES Y APLICACIONES

• Se -a uili7ado la pala"ra

simulación sin -a"er dado

una de6nición concrea, pero

e+isen 8arias de6niciones

de ese concepo 9ue seconsideran 8alidas, al%unas

de ellas se presenan a

coninuación

• 0La simulación es la represenación(uncionamieno de un sisema o proc

(uncionamieno de oro; esudio, por medio desimulación, de un pro"lema 9ue con (re

someerse a e+perimenos direcos# Merriam


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• 0La simulación es como una manera de

reproducir las condiciones de un sisema,

por medio de un modelo, para el esudio,

prue"a, enrenamieno, ec#, del mismo#

Simulación es la !cnica de imiar la

conduca de al%una siuación o sisema

por medio de una siuación an&lo%a,modelo o aparao, o proporcionar la nue8a

in(ormación m&s con8enienemene para

enrenar personal#Oxford American

Dictionary # O+(ord, =444

• 0La simulación in8olucra la planeación de un prode manera seme)ane como un modelo imia la csisema real a e8enos 9ue ienen lu%ar con el ieM# ' ?elon, .# Da8id# Simulation modeling and a

@ill, =444# 1#


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• En senido m&s esrico se considera

la de6nición de Ro"er E# S-annon

0Simulación es el proceso de dise2ar

' desarrollar un modelo

compuari7ado de un sisema o

proceso ' conducir e+perimenos ara8!s del iempo con ese modelo

con el propósio de enender el

comporamieno del sisema o

e8aluar 8arias esrae%ias con las

cuales se pueda operar el sisema

:e%den, Dennis C#, S-annon, Ro"er


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• La simulación, como la considera ese

auor, es la imiación de un proceso o

sisema del mundo real, en el ranscurso

de un ciclo deerminado del iempo#

Consise en consruir modelos

maem&icos, anal$icos ó compuacionales

9ue descri"en el comporamieno de unsisema, se dise2a ' e+perimena con el

modelo para o"ener conclusiones de sus

resulados 9ue apo'en en la oma de

decisiones so"re el sisema#


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• 0Simulador# l 9ue simula, un disposii8o 9ue preproducir o represenar "a)o condiciones de p

9ue posi"lemene ocurran en la realidad#Webster’s New Collegiate Dictionar # Merria


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• Los elemenos m&s imporanes de la Simulacreal, el modelo de dic-o sisema ' el s


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A:LICACIONES

Áreas de aplicación de la simulación.

Programación del mantenimiento.

Ubicación y despaco de ambulancias.

Programación de l!neas de monta"e.

Programación de ca"eros de banco.

Programación de autobuses urbanos.

Predicción del comportamiento de consumidores.

#odelos de empresas$ industriales y de ser%icios.

Operación de almacenes.

Programación de talleres de traba"o.

Programación de recursos naturales y procesados.

Programación de personal.

Dise&o y control de colas de tr'(i

Dise&o de circuitos el)ctricos.

Dise&o de sistemas de procesam

Dise&o de sistemas de comunicac

Dise&o y distribución de procesos

Dise&o y distribución de instalaci

Dise&o de sistemas de distribució(lu"o.

Dise&o de sistemas de in(ormacióDise&o de programas de reorden

Dise&o de operaciones de departa


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A:LICACIONES

Áreas de aplicación de la simulación.

Programación de laminadores de acero.Despaco de ta*is.

+incroni,ación de sem'(oros.

Carga y despaco de camiones.

Pronósticos operati%os y (inancieros.

Desarrollo de recursos.

Pronostico de clientes en una cola.

Dise&o de "uegos.

Dise&o de programas de reorden de inDise&o de operaciones de departamen

Dise&o de instalaciones de mantenimi

Dise&o de contenedores de materiales

Dise&o de puertos.

Dise&o de rutas de tr'(ico.

Dise&o de estaciones de traba"o.

Dise&o de simuladores de %uelo y man

La simulación se puede utilizar en cualquier sistema o proceso en donde

determinar relaciones entre sus variables.


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ESTRUCTURA CARACTERFSTICAS DESIMULACIÓN DE EVENTOS DISCRETO

• Los Modelos de E8enos Discreos son mesoc&sicos ' discreos en los 9ue las 8

cam"ian de 8alor en insanes no peri

• Un e)emplo $pico ocurre en las l$neas de espeineresados en la esimación de medidas c

espera promedio o la lon%iud de la l$nea de espesolo cam"ian cuando un cliene enra


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SISTEMAS, MODELO CONTROLClasi(icación de los sistemas.

De acuerdo a suorigen

Naturales -l cuerpo umano

rti(iciales Un automó%il

De acuerdo a lanaturale,a de suconducta

-st'ticos Permanecen constantes con el paso del tiempo

Din'micos Cambian continuamente con el paso del tiempo

De acuerdo ain(luencias e*ternas

-stables Regresan al e/uilibrio despu)s de alguna perturbación e*terior

Inestables Cambian ante cambios en el e*terior

De acuerdo al origende sus elementos

-stoc'stico +us elementos se de(inen aleatoriamente

Determin!stico +us elementos corresponden a una distribución de probabilidad

De acuerdo al estadode sus %ariables

Discreto 0as %ariables del sistema cambian en (orma instant'nea en puntos es

Continuos 0as %ariables del sistema cambian continuamente con respecto al tie

De acuerdo a susrelaciones

0ineales

Todas las relaciones internas y e*ternas entre los elementos del correspondencia es de uno a uno

No lineales +us relaciones internas y e*ternas no corresponden al arreglo uno a


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ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS

• Las enidades son los ar$culos procesados a son los producos, clienes o documenos

pueden clas

• @umano o animado Cclienes, pacienes, e

• Inanimado Gue son la

documenos, ca)as, e• Inan%i"le Son las llam

correos elecrónicos, e


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• Las aci8idades son las areas o acciones 9usisema, esas pueden ser a9uellas 9

indirecamene in8olucradas en el procesami

• Las aci8idades usualmene ienen una duración e ial%*n recurso# Al%unos ipos

• :rocesos de enidades, ser re%isro, raamienoinspección, (a"ricación,

•

Mo8imienos de enidad• Mo8imienos de recurso

• :reparación de recursos

• Manenimieno ' repararecursos#


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• Los recursos son los medios por los cuales se realiproporcionan los medios de apo'o, e9uipo ' perso

• Como las enidades los recursos pue

• @umano o animado Sonoperadores, docores, pemanenimieno, ec#

• Inanimado Las m&9uina

-erramiena, espacio en• Inan%i"le Es la in(orma

iempo, ener%$a, poder eec#


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• Los conroles dican el dónde las aci8idades

imponen el orden en

deerminar 9u! accioncieros e8enos o condiciodos los ni8eles los conrola in(ormación ' ló%ica de d

el sisema de"e ope

• :lanes de proceso#

• :lanes de producción#

• Rua de secuencia#

• @orario de ra"a)o#

• :rioridad de las areas#

• :ol$icas de manenimieno#

• So(>are de conrol#

• :ro%ramas de :LC Hconrolapro%rama"le#



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• El primer paso en el an&lisisconsrucción de un modelo# Desde

sisema, un modelo es la represenalas relaciones de un sisema# El prop

enender, predecir, conrolar ', si edesempe2o del sisema# un

• Incluir sólo los elementos que afectaproblema a resoler!

• Ser alido" representa con precisión

• Proporciona resultados que son si#nconincentes para el cliente!

• Ser f&cil de modi$car % e'pandir!

• Ser r&pida % barata su construcción!

• Poder usarse m&s de una e(!

• Los modelos se pueden clasi$car en cuando la $nalidad es modelar sistemprincipal clasi$cación es la si#uiente

• +odelos simbólicos!

• +odelos anal,ticos!

• +odelos de simulación!



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• Modelos simbólico

• Un modelo sim"ólico consise en s$m"olos rec&n%ulos ' Jec-as usadas en secuencias d



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• Modelos analíticos

• Un modelo anal$ico es una (órmula maem&icuna solución cuaniai8a# Los modelos anal$i

simple c&lculo arim!ico o un compro%ramación lineal, lo 9ue proporciona soluci

pares dada


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• Modelos de simula

• Simulación es una !cnica de modelación, en la causa


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VENTAKAS DESVENTAKAS DE LOSMODELOS DE SIMULACIÓN

• #entaas$

• Una 8e7 9ue se consru'e el modelo en lacompuadora, puede ser modi6cador&pidamene para anali7ar di(erenespol$icas ' alernai8as#

• Es m&s "arao me)orar un sisemauili7ando simulación, 9ue -aciendomodi6caciones direcamene al sisema

real#• Es posi"le anali7ar sisemas mu' comple)os

' 9ue re9uieren muc-os dealles#

• En al%unos casos, la simulación es el *nicomedio para lle%ar a una soluciónsais(acoria

•

• Se puede di6cular la codel modelo en la compu

• La modelación en la comsuelen ser cososos ' re9muc-o iempo para desa' 8alidarse#

• Se re9uiere %ran canidacorridas para enconrar ópimas#

• No son mu' acepados


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MECANISMOS DE TIEM:O IKO TIEMVARIALE

• Mecanismo de tiempo fjo

• La siuación m&s -a"iual 9ue se

encuenra en el desarrollo de

simuladores consise en

preesa"lecer un iempo 6)o para el

proceso de simulación# En ese

iempo de ciclo el sisema -a de ser

capa7 de leer las enradas, e)ecuar

los c&lculos ' ransmiir las

respuesas del sisema#

• Algunas %entaas d

• Ma'or claridad %eneral de (uncionamieno#

• Muliud de par&meros se 6)an de anemano#

• El Ju)o de in(ormación es& m&s claramene re%

• La des8ena)a del mecanismo de iempo 6)o es

• La p!rdida de e6cacia en los ciclos donde so"ra


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MECANISMOS DE TIEM:O IKO TIEMVARIALE

• E+ise ora 6loso($a 9ue consise en

9ue el iempo de ciclo es el me)or

9ue se pueda en cada circunsancia

' puede ser un iempo 8aria"le para

disinos componenes del simulador,

como el modelo maem&ico o la

salida 8isual# En ese caso cadasisema -ace lo 9ue puede

dependiendo de los recursos ' las

circunsancias#

Al%unas 8ena)as del meiempo 8aria"le son•

Ma'or e6cacia de (unci• le+i"ilidad para a(ron

siuaciones punualmencomplicadas#

• Me)or adapación para disri"uidas o mu' disr

• Al%unas des8ena)as demecanismo de iempo 8

• Ma'or comple)idad de lar9uiecura ' las comu

• Necesidad de desarrolloinerpolación#

• Ma'or comple)idad par

sincroni7ación#

ETA:AS DE UN :ROECTO DE


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ETA:AS DE UN :ROECTO DESIMULACIÓN


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ETA:AS DE UN :ROECTO DESIMULACIÓN

Formulación del problema

• Se de6nen las cuesiones para las

9ue se "uscan las respuesas, las

8aria"les implicadas ' las

medidas de e)ecución 9ue se 8an

a usar# Esa (ase es mu'imporane para poder alcan7ar

un modelo 8&lido, se puede

di8idir a su 8e7 en (ases#


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ORMULACIÓN DEL :ROLEMA

-! Identi$cación delProblema# Se -ace unaa"sracción del ipo depro"lema 9ue se 8a araar# Se ideni6can los

recursos a uili7ar, losre9uisios 9ue se 8an ae+i%ir Hrelaciones aesa"lecer#


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ORMULACIÓN DEL :ROLEMA

.! /econocer las ariables del sistema# Se -ande ideni6car las 8aria"les 9ue iner8iene en elsisema ' 9ue son de iner!s para nuesro modelo,!sas se pueden clasi6car en

• #ariables ex'genas#• #ariables controlables o de decisi'n (factores)" son

a9uellas so"re las 9ue el analisa puede decidir su 8alordenro de cieros l$mies#

• #ariables incontrolables o !ar*metros" sus 8alores no se

pueden decidir sino 9ue 8ienen 6)ados# Las 8aria"lesser&n conrola"les o inconrola"les dependiendo de9ui!n las de6na#

• #ariables end'genas son 8aria"les inernas ' las

8aria"les de salida del modelo# Son (unción de las

8aria"les e+ó%enas ' de la esrucura del modelo#


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ORMULACIÓN DEL :ROLEMA#

0! Especi$cación de las restricciones delas ariables de decisión

• En el caso de 9ue las 8aria"les sean

conrola"les, es&n limiadas o resrin%idas a

cieros l$mies denro de los cuales se pueden

modi6car#

• Es imporane considerar cuidadosamene las

resricciones so"re las 8aria"les de decisión,'a 9ue de6nen el posi"le espacio de

soluciones denro del cual se "uscar& una

"uena solución o la ópima usando el modelo

de simulación#


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1! Desarrollar una estructura preliminardel modelo que interrelacione lasariables del sistema % las medidas dee2ecución#

• :ara e8aluar la e(eci8idad de un sisema,

se de"e ideni6car una medida o medidas

de comporamieno Ho e)ecución para

)u7%arlo# Esas medidas se seleccionan delcon)uno de 8aria"les endó%enas# La

medida o medidas 9ue se preenden

opimi7ar se conocen como (unción

o")ei8o#


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3! Desarrollo de un modeloapropiado!

• Los modelos son a"sracciones de las

pares esenciales del sisema# Se -a de

inenar 8er si con las 8aria"les 9ue se

-an especi6cado se iene su6ciene para

descri"ir esos aspecos imporanes delsisema

• El ni8el de dealle depende de• :ropósio del modelo#

• Conri"ución de las 8aria"les al modelo#


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ANLISIS RECOLECCIÓN DE DATOS• Los m!odos de reco%ida de daos son an

8ariados como los pro"lemas a los 9ue!sos se pueden aplicar# Si se clasi6can por

su sencille7, se puede ir desde las

apro+imaciones manuales -asa las!cnicas m&s so6sicadas de ala

ecnolo%$a#

•

En la selección de un m!odo se puedenener en cuena los si%uienes (acores• Capacidad de 9uien reco)a los daos#

• El impaco 9ue pueda producir el procesode recolección so"re el comporamieno delsisema real# :uede producir perur"acionesreales o ($sicas en el sisema o psicoló%icas#

• La (acilidad de con8ersión de los daos a

una represenación procesa"le por el


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ANLISIS RECOLECCIÓN DE DATOS

• Una 8e7 reali7ado el muesreo, los daos se-an de anali7ar e inroducir en el modelo#

Los daos usados para de6nir el modelo

pueden ser de dos ipos

• Determin+sticos" son daos conocidos concere7a# sos se pueden inroducir

(&cilmene en el modelo#

• ,robabil+sticos" -a' dos (ormas de incluirlosen el modelo

• Usar la muesra de daos reco%ida pararepresenar la disri"ución de pro"a"ilidades#

• Deerminar una disri"ución pro"a"il$sicaeórica 9ue se compore como la muesra 'usar !sa en el modelo# Eso permie ener


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DESARROLLO DEL MODELO

• Inclu'e la consrucción ' depuracióndel modelo del sisema real,

inclu'endo la selección de un len%ua)e

de pro%ramación, codi6cación del

modelo# Esa eapa se 8a a di8idir en

dos pares Comprensión del sisema '

Consrucción del modelo#• Dos !cnicas com*nmene usadas son

• La apro+imación de Ju)o ($sico

• Apro+imación de cam"io de esado#


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• Apro'imación de Flu2o F,sico! Se -ade ideni6car las enidades cu'o

procesamieno o rans(ormación

consiu'e el propósio principal del

sisema# Esas enidades pueden omar

di(erenes caminos en el sisema, las

ruas 9ue si%uen se deerminan mediane

re%las de decisión# La represenación del

sisema 8endr& dada mediane un

dia%rama de Ju)o de enidad ' los

elemenos de procesamieno del sisema#


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• Apro'imación de Cambio de

Estado! :ara descri"ir esa

apro+imación, se de"e de6nir unas

8aria"les endó%enas adicionales

9ue son las 8aria"les de esado e

inroducir un nue8o concepo, el de

suceso o e8eno# Las 8aria"les deesado descri"en el esado del

sisema en cada momeno#

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