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Introduccion a la Simulacion con GPSS. Jorge Luis Romeu Fulbright Senior Specialist ITAM – Ciudad de Mexico. Semana I: Introduccion al Analisis de Sistemas (Cap. I). a) Sistemas, modelos, evaluacion y optimizacion de sistemas. Ejemplos en GPSS. Vista General de este curso. b) Elementos (actividades, entidades, atributos, parametros) y fases (estudio, recoleccion de datos, modelaje, puesta a punto del programa, validacion, experimentacion e informe final) de un estudio de simulacion. Distintos tipos (continua/discreta, estocastica/deterministica, estatica/dinamica, etc.) de simulacion. Semana II: Analisis de Sistemas de Inventario (Cap. 2): a) Derivacion de ecuaciones para un sistema de inventario deterministico sencillo. Parametros, supuestos y medidas de efectividad del modelo. b) Simulacion manual (con spreadsheets) y ecuaciones para un sistema estocastico de inventario. Comparacion de los supuestos y medidas de efectividad teoricas y simuladas. Semana III: Analisis de Sistemas de Colas (Cap. 3). a) Derivacion de ecuaciones y parametros para un sistema sencillo y estacionario de colas. Supuestos y medidas de efectividad del modelo. Ejemplos. b) Simulacion manual de un sistema de colas. Medidas de rendimiento para el estado estacionario de sistemas M/M/1 y M/M/s. Procesos de nacimiento y muerte. Supuestos y aplicaciones. Semana IV: Introduccion al GPSS (Cap. 4). a) Modelos de costos en sistemas de colas. Costos dependientes del Estado del sistema y por espera en cola. Comparacion y seleccion de estrategias basadas en costo total. b) Primeros Bloques de GPSS: generate, terminate, advance, seize, release, simulate, start, end. Primera corrida (en computadora) de un sistema GPSS sencillo de colas. Semana V: Mas GPSS y File Management (Apendice C). a) Mas Bloques: parametros, Assign, Priority, Queue, Depart, Enter, Leave, Storage. Primer modelo completo sencillo (cashier counter). Comparacion de modelos escritos en Pascal vs. GPSS. b) Mas GPSS: Transfer block (flujo). Recoleccion de informacion: Qtables, Microwindows y SNA's. Comandos GPSS para edicion, revision y creacion de programas. Reportes GPSS. Ejemplos.
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SIMULACION
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IntroduccionalaSimulacionconGPSS.
JorgeLuisRomeuFulbrightSeniorSpecialist
ITAMCiudaddeMexico.
SemanaI:IntroduccionalAnalisisdeSistemas(Cap.I).
a)Sistemas,modelos,evaluacionyoptimizaciondesistemas.EjemplosenGPSS.VistaGeneraldeestecurso.
b)Elementos(actividades,entidades,atributos,parametros)yfases(estudio,recolecciondedatos,modelaje,puestaapuntodelprograma,validacion,experimentacioneinformefinal)deunestudiodesimulacion.Distintostipos(continua/discreta,estocastica/deterministica,estatica/dinamica,etc.)desimulacion.
SemanaII:AnalisisdeSistemasdeInventario(Cap.2):
a)Derivaciondeecuacionesparaunsistemadeinventariodeterministicosencillo.Parametros,supuestosymedidasdeefectividaddelmodelo.
b)Simulacionmanual(conspreadsheets)yecuacionesparaunsistemaestocasticodeinventario.Comparaciondelossupuestosymedidasdeefectividadteoricasysimuladas.
SemanaIII:AnalisisdeSistemasdeColas(Cap.3).
a)Derivaciondeecuacionesyparametrosparaunsistemasencilloyestacionariodecolas.Supuestosymedidasdeefectividaddelmodelo.Ejemplos.
b)Simulacionmanualdeunsistemadecolas.MedidasderendimientoparaelestadoestacionariodesistemasM/M/1yM/M/s.Procesosdenacimientoymuerte.Supuestosyaplicaciones.
SemanaIV:IntroduccionalGPSS(Cap.4).
a)Modelosdecostosensistemasdecolas.CostosdependientesdelEstadodelsistemayporesperaencola.Comparacionyselecciondeestrategiasbasadasencostototal.
b)PrimerosBloquesdeGPSS:generate,terminate,advance,seize,release,simulate,start,end.Primeracorrida(encomputadora)deunsistemaGPSSsencillodecolas.
SemanaV:MasGPSSyFileManagement(ApendiceC).
a)MasBloques:parametros,Assign,Priority,Queue,Depart,Enter,Leave,Storage.Primermodelocompletosencillo(cashiercounter).ComparaciondemodelosescritosenPascalvs.GPSS.
b)MasGPSS:Transferblock(flujo).Recolecciondeinformacion:Qtables,MicrowindowsySNA's.ComandosGPSSparaedicion,revisionycreaciondeprogramas.ReportesGPSS.Ejemplos.
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SemanaVI:BloquesIntermediosenGPSS(Cap.4):
a)Desvioscondicionales:TESTblock(flujo).Interrupciondeservicios(PREEMPT/RETURN)ydeoperacionesdelsistema(FAVAIL/FUNAVAILSAVAIL/SUNAVAIL).
b)Massobrerecopilacionytratamientodedatos:SAVEVALUESyVARIABLES.Usosyejemplos.FUNCTIONblockparageneraciondevariablesdiscretasycontinuas.OperacionyEjemplos.
SemanaVII:GeneradoresyFuncionesenGPSS(ApendiceD):
a)DistribucionesTeoricasdeProbabilidad(continuasydiscretas):normal,exponencial,uniformeyErlang,yBernoulli,BinomialyPoisson.GeneracionteoricayenGPSS.Comparaciones.
b)Numerospseudoaleatorios:metodoshistoricosydefectuosos.Ejemplosnumericos.Elgeneradorcongruencial:ventajasypropiedades.Ejemplosnumericos.Problemas:cicloypruebasdealeatoriedad.
SemanaVIII:ExamenI:ProgramacionenGPSS.
a)Repasoparaelexamenparcial:estudiodecasosdeinventarios,colasyredescerradas.Problema,programacionycorridadeestosejemplos.RESET,CLEARyRMULTparacorrerlosprogramasGPSS.
a)ExamenI.Parteescrita(enclase)sobreconceptosdeprogramacionenGPSS.Partepractica(fueradeclase/takehome)consistenteenescribir,ponerapuntoycorrerunprogramadecomplejidadmediaenGPSS.
SemanaIX:ModelajedeunProcesodeEntrada(Cap.5):
a)Resoluciondelaparteescritadelexamen.Recogidadelpractico(programa).Discusion.Problemasenlaidentificaciondevariablesydistribucionesdeentradaydeservicio.
b)Posiblessoluciones(4)paraestimarlasdistribuciones(WSCPaper).PruebasdeBondaddeAjusteJiCuadradoyKolmogorovSmirnov.Teoria.Implementacionparaloscasosdedistribucionescontinuasydiscretas.
SemanaX:SimulandoconUnSoloModelo(Cap.6):
a)Metodosdeestimaciondeparametros:maximaverosimilitudymomentos.Metodosempiricosdeestimaciondedistribucionesdeunmodelo.WSCpaper:estimacionesincorrectas,distribucionesempiricasyResampling.
b)Tiposdesimulacion:terminalyestacionaria.MetododeReplicacionesensimulacionesterminales.Estimaciondeunparametrodesconocido.NumerodereplicasparaobtenerIntervalosdeconfianzadesemiamplitudpredeterminada.
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SemanaXI:ProblemasdeEstimacionenSimulacion(Cap.6):
a)Simulacionesdeestadoestacionario:BatchMeansvs.Replicaciones.Problemas:sesgoinicial,independencia,correlacionynumerodebatchesvswarmup.ImplementacionenGPSS.ElbloqueMATRIX.
b)Comparaciondeambosmetodos:cobertura,ventajasydesventajas.Tecnicasdereducciondelavarianza:variablesantiteticas.ValidacionyVerificaciondeModelos:metodoseimplementacion(porBanks/Carson).
SemanaXII:ExperimentacionconunsoloModelo(Cap.7):
a)Comparaciondelaefectividaddelsistemaconunestandarddado.Pruebasdehipotesis.Potencia.Tiposdeerrores.Tamanodelamuestra.Metodosparametricosvs.noparametricos:ventajasydesventajas.Usosyejemplos.
b)Comparaciondedosestrategias.Pruebasdehipotesis.Potencia.Tiposdeerrores.Tamanodemuestra.Metodosparametricosvs.noparametericos:lapruebadeWilcoxonMannWhitney.Usos,ventajasydesventajas.
SemanaXIII:Experimentacionconmasdeunmodelo(Cap.7):
a)Pruebascondatosapareados:parametricasynoparametricas.Objetivo:reducirlavarianza.Otrosmetodos:variablesantiteticasymetododelosnumerosaleatorioscomunes.ImplementacionenGPSS.Ejemplos.
b)EjerciciodevalidaciondeunmodelosimuladoenGPSS,dadoqueelmodeloteoricoesconocido(e.g.M/M/K/S).Pruebasdehipotesis(unasolamuestra)paracompararlosresultadossimuladosconlosanaliticos.
SemanaXIV:PracticumdeValidaciondelModelo.
a)Presentaciondelostrabajosasignadosdevalidacionenclase(10minutos)ydeunreporteescritoconlosresultadosysuinterpretacion.
b)Comparaciondemasdedosestrategias:intervalosmultiplesdeconfianza,Metodosparametricosvs.noparametricos:ANOVAvs.KruskalWallis.PaperdelWSCsobreoutputanalysis.
SemanaXV:MetodosEstadisticosMasComplejos(Cap.7):
a)DisenosFactorialesparacomparaciondeestrategiasmultiplesycomplejas.EfectosSimplesyefectosprincipales.Lamatrizdelosefectos(signos).Estimacioneintervalosdeconfianzaparalosefectos.Pruebasdehipotesis.
b)Ejemplosdecasosyaplicacionesdedisenosfactorialesycomparacionesmultiples.Experimentos#4y#5deIOR529.Evaluaciondeunsistemadecomputacion(Thesen)ydeunsistemadepresasdeirrigacion(Agua).Comparaciondealternativasdeaccion.
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SemanaXVI:EnBuscadelaSolucionOptima:
a)MetodologiadeSuperficiesdeRespuestaaplicadaalaoptimizaciondeestrategias.Disenos"estrella"yestimaciondelgradiente.EjemplodelDudewicz(p.273+).
b)AnalisisdecostosdeunSistemadeComputacion(Thesen,Ch.8).Lafunctionobjetivodecostoscomocombinacionoptimadelosrecursosautilizar:Dudewicz(Ch.8).
PeriododeExamenesFinales:
a)PresentaciondelosProyectosFinales.
b)ExamenFinal:teoriademodelacion,validacionyanalisis.
Evaluacion:
1)ExamenParcial(endospartes):30%parteescrita(enclase)partepractica(encasa)
2)ExamenFinal(endospartes):30%parteescrita(enclase)partepractica(encasa)
3)Participacion:10%tareasynotasen"diario"presentacionsobrevalidacion
4)ProyectoFinal:30%reporteescritoyprogramapresentacionoralenclase
Total:100%.
Apendice.
Texto:SimulationforDecisionMaking
EltextoenquesebasaestecursoeseldelosprofesoresArneThesen(UniversidaddeWisconsin)yLaurelTravis(UniversidaddeAlberta),quetraeundisketteconGPSS.LaEdicionesde1992.ISBN0314835490.Ademas,seusanmultiplesmaterialesdereferencia,losmasrelevantes,lostextosdeKarianDudewicz,deBanksCarsonylosProceedingsdelWinterSimulationConference(LosAngeles,CA.Diciembrede1993).
Objetivos:
Elobjetivofundamentaldelcursoesintroducirelalumnoalanalisisdesistemasmediantesimulaciondiscreta.Portalmotivoserequierentrescomponentesfundamentales:modelacionmatematica,paratenerunaideadelaoptimizaciondesistemas,programacion(parapoderinteractuarfacilmenteconlacomputadora)yestadistica(paraestarencondicionesdepoder
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aplicarsusmetodos,conunminimoderevisiondelosmismos).Losalumnusdecienciasdecomputacionpuedenoptarporhacerenfasisenlapartedeprogramacion,ycomotalselesevaluara.Losdeestadistica,enlapartedemetodosdeanalisis.Ylosdeeconomiaenladeseleccioneinterpretaciondeestrategiasdesistema.Habraun"core"(nucleo)minimodesolapeentreestastresramas,quetodosdeberanconoceryestudiar.
Enestetipodecurso,losejemplossondevitalimportancia.EntodaslassesionesseintroduciranejemplosenGPSS,ilustrativosdelosconceptosteoricosdecadaclase.Estosejemplosincluiranperonoselimitarana:
Taquilladecine,heladeria,supermercado,tallerdemecanica,consultoriodemedico,saladeemergencia,aeropuerto,parqueo,sucursaldebanco,tallerdereparaciones,almacen,represa,interseccion,metroysistemaescolar,entreotros.
Antesdecomenzarelproyectofinalobligatorio,losalumnosdeberandefinirelsistemaquequierenmodelar.Luegodeaprobadoelproyecto(amediadosdelcurso),losalumnosdeberantomarmuestrasdelsistemaenoperacionyestimarlasdistribucionesylosparametrosdelasmismas.LuegodeprogramadoenGPSS,losalumnosdeberanvalidarsumodeloconrespectoalsistema.Finalmente,losalumnosdeberanexperimentarconvariasestrategiasyescogerlamejor.ElproyectoincluirauninformefinalescritoparalaAdministracion,queserapresentadooralmenteenclase.
