Introducción A La Simulación

INTRODUCCIÓN A LA SIMULACIÓN

DETECTAMOS UN PROBLEMA LINEAS DE ESPERA

INVENTARIOS

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¿COMO MEJORARLO? EXPERIMENTAMOS CON EL SISTEMA REAL PRUEBA Y ERROR

•ESTADISTICA •OBSERVACIONES

CONCLUSIONES

MEJORAR EL SISTEMA EME

NO SIEMPRE ES TAN FACIL EXISTEN PROBLEMAS • ETICOS • ECONOMICOS • POLITICOS • LIMITACION DE TIEMPO

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DE LA EXPERIMENTACION A LA SIMULACION • Puede procederse a construir una simplificad. (Prototipo, modelo a escala)

versión

• Podemos construir un modelo lógico-matemático que describa el comportamiento básico del sistema. (Serie de ecuaciones y relaciones ) • Para modelos más realistas o detallados, podemos llegar a situaciones en las que no somos capaces de resolver analítica o numéricamente el problema. (Simulación) EME

SIMULACIÓN La simulación consiste en construir un modelo que describa el comportamiento del sistema de interés o refleje el modelo que lo representa, y proceder a experimentar con el programa o modelo para llegar a conclusiones que apoyen la toma de decisiones.

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EJEMPLO: Considere una empresa de manufactura que está pensando construir una nave dentro de una de sus plantas pero no están seguros si la mejora en productividad obtenida por la nueva planta justificara el costo de la construcción. No sería recomendable construir una nueva nave y después quitarla si no funciona como se esperaba. EME

¿PORQUE LA SIMULACION? SISTEMA

EXPERIMENTAR CON EL SISTEMA ACTUAL

EXPERIMENTAR CON UN MODELO DEL SISTEMA

MODEO FISICO

MODELO MATEMATICO

SOLUCION ANALITICA EME

SIMULACION

VENTAJAS • Ahorro de tiempo • Ahorro en costos • Toma de decisiones con datos duros • A diferencia de la experimentación, se puede “jugar” con las variables sin afectar al sistema o proceso

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AREAS DE APLICACIÓN • Diseño y análisis de sistemas de manufactura • Evaluación de los requerimientos de hardware y software de un sistema de cómputo. • Evaluar un nuevo sistema táctico, o arma militar. • Determinar las políticas de un sistema de inventario • Diseño y operación de vialidades y sistemas de transportación como distribuidores viales, aeropuertos, puertos o estaciones de metro. • Evaluar diseños de organizaciones de servicio como hospitales, oficinas de correo o restaurantes de comida rápida. • Análisis de sistemas económicos o financieros. EME

PENSAMIENTO DE SISTEMAS Aristóteles decía que la suma es mayor a las partes

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PREMISAS BASICAS DE LA TGS • Los sistemas existen dentro de sistemas • Los sistemas son abiertos. Reciben y descargan sobre sistemas mayores. • Las funciones de un sistema dependen de su estructura. Un brazo se contrae pues los músculos que lo estructuran poseen esta característica.

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CONCEPTO DE SISTEMA • Conjunto de elementos que se relacionan entre si que buscan un fin común. • Conjunto de entidades que de manera cohesionada persiguen un fin especifico. • Entidad que mantiene su existencia a través de la interacción de sus partes. “Un conjunto de entidades caracterizadas por ciertos atributos, que tienen relaciones entre sí y están localizadas en un cierto ambiente, de acuerdo con un cierto objetivo”

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CONCEPTO DE SIETMA • Entidad: es lo que constituye la esencia de algo y por lo tanto es un concepto básico. Las entidades pueden tener una existencia concreta, si sus atributos pueden percibirse por los sentidos y por lo tanto son medibles y una existencia abstracta si sus atributos están relacionados con cualidades inherentes o propiedades de un concepto. • Atributos: determinan las propiedades de una entidad al distinguirlas por la característica de estar presentes en una forma cuantitativa o cualitativa.

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CONCEPTO DE SIETMA • Relaciones: determinan la asociación natural entre dos o más entidades o entre sus atributos. Estas relaciones pueden ser estructurales, si tratan con la organización, configuración, estado o propiedades de elementos, partes o constituyentes de una entidad y son funcionales, si tratan con la acción propia o natural mediante la cual se le puede asignar a una entidad una actividad en base a un cierto objetivo o propósito, de acuerdo con sus aspectos formales (normas y procedimientos) y modales (criterios y evaluaciones). • Ambiente: es el conjunto de todas aquellas entidades, que al determinarse un cambio en sus atributos o relaciones pueden modificar el sistema. EME

CONCEPTO DE SIETMA • Objetivo: es aquella actividad proyectada o planeada que se ha seleccionado antes de su ejecución y está basada tanto en apreciaciones subjetivas como en razonamientos técnicos de acuerdo con las características que posee el sistema.

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ESTADO DEL SISTEMA El conjunto de variables necesarias para describir un sistema en un momento determinado.

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MODELO • Representación física, matemática o de cualquier otro tipo lógico, de un sistema, entidad, fenómeno o proceso. • Representación de un sistema real que es equivalente a este sistema en todos sus aspectos relevantes. • Representación simplificada de un sistema desde un punto de vista particular en el tiempo y el espacio para proporcionar el entendimiento del sistema real. EME

MODELACIÓN • Modelación es la habilidad de describir una situación y es esencial para la aplicación de la metodología para analizar esa situación. La modelación precede a la decisión y a la formulación de opiniones • Aquella modelación que mejor conteste a las preguntas para las que fue originalmente diseñado será la de mayor éxito.

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MODELACIÓN • Modelación es la habilidad de describir una situación y es esencial para la aplicación de la metodología para analizar esa situación. La modelación precede a la decisión y a la formulación de opiniones • Aquella modelación que mejor conteste a las preguntas para las que fue originalmente diseñado será la de mayor éxito.

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PROBLEMA • “Algo” no está bien • Las características de “algo” no son las adecuadas • El comportamiento de “algo” no es el esperado Definir “PROBLEMA” es, en sí mismo, un problema. “Existe la percepción fundada o infundada de un malestar o malfuncionamiento en una situación actual “ EME

SOLUCIÓN DE UN PROBLEMA La actividad de Solucionar Problemas podría realizarse de dos maneras: 1. Aislamos el problema y se encuentra una solución que lo elimina (simplista) 2. Todo el universo está conectado y lo que sucede a un elemento tiene repercusión en todo el resto (complejo)

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SITUACION PROBLEMA Considerar el término “problema” es en cierta forma ingenuo y simplista, así que en lugar de hablar de “problema” hablaremos de “Situación Problema” o “Situación Problemática”

"The formulation of a problem is often more essential than its solution" Albert Einstein EME

TIPOS DE MODELO Según Rusell Ackoff (1962) existen tres tipos de modelos. • Icónicos. Miniatura de una situación real, a diferente escala: Puentes, simuladores. • Analógicos. Con propiedades físicas muy diferentes, pero que replican comportamientos. Agua-Vidrio fundido; Simulación de Avalanchas; etc. • Analíticos. Relaciones matemáticas desarrolladas representar una situación. Programación Lineal.

para

TIPOS DE MODELO Modelos Conceptuales Son modelos representados por símbolos o dibujos y que cubren los aspectos “cualitativos” de una situación. Puede usarse como medio para modelar o bien como un modelo por derecho propio

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METODOLOGIA DE LA SIMULACIÓN 1. Obtener observaciones básicas de una fuente de números aleatorios 2. Transformar las observaciones básicas en entradas al modelo, según las especificaciones del mismo. 3. Transformar las entradas, a través del modelo, en salidas 4. Calcular estadísticas a partir de las salidas, para estimar las medidas de comportamiento.

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ETAPAS DE UN ESTUDIO DE SIMULACION Formular el problema y plan de trabajo

Hacer corridas de producción

Colectar datos y diseñar el modelo

No

Analizar resultados

¿Valido? Si

Documentar, presentar e implementar resultados

Construir un modelo en computadora y validar

Hacer una corrida piloto

¿Valido?

No

Si

Diseñar experimentos

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ETAPAS DE UN ESTUDIO DE SIMULACION 1. Formular el problema y plan de trabajo Para tener una definición exacta del sistema que se desea simular, es necesario hacer primeramente un análisis preliminar de éste, con el fin de determinar la interacción con otros sistemas, las restricciones del sistema, las variables que interactúan dentro del sistema y sus interrelaciones, las medidas de efectividad que se van a utilizar para definir y estudiar el sistema y los resultados que se esperan obtener del estudio. – – – –

Enunciado claro del problema Definir objetivos De ser posible plantear un diseño alternativo del sistema. Número de personas, tiempo, costo.

ETAPAS DE UN ESTUDIO DE SIMULACION 2. Colectar datos y diseñar modelo Definir con claridad y exactitud los datos que el modelo va a requerir para producir los resultados deseados. Definir y construir el modelo con el cual se obtendrán los resultados deseados. En la formulación del modelo es necesario definir todas las variables que forman parte de él, sus relaciones lógicas y los diagramas de flujo que describan en forma completa el modelo. – Empezar con un modelo moderadamente detallado, que podría ser detallado progresivamente – Información necesaria para captar la esencia del sistema y el propósito del mismo – Un modelo muy detallado puede ser muy costoso o complejo de simular

ETAPAS DE UN ESTUDIO DE SIMULACION 3. Validar • Incluir gente que conozca el sistema real • Involucrar a las personas que toman decisiones.

4. Construir un programa en computadora y validar Con el modelo definido, el siguiente paso es decidir si se utiliza algún lenguaje o se utiliza algún paquete para procesarlo en la computadora y obtener los resultados deseados. – JAVA – PROMODEL EME

ETAPAS DE UN ESTUDIO DE SIMULACION 5. Hacer corridas piloto A través de esta etapa es posible detallar deficiencias en la formulación del modelo o en los datos alimentados al modelo.

6. Validar • Realizar pruebas de sensibilidad del modelo o cambios en los parámetros del sistema. • Comparar resultados con algún sistema real similar existente.

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ETAPAS DE UN ESTUDIO DE SIMULACION 7. Diseñar experimentos La experimentación consiste en generar los datos deseados y en realizar un análisis de sensibilidad de los índices requeridos. Debe decidirse que diseño del sistema se va a simular con cuales características de todas las alternativas posibles: – – – –

Condiciones iniciales Duración del warm up Duración de la simulación Numero de replicas EME

ETAPAS DE UN ESTUDIO DE SIMULACION 8. Hacer corridas de producción Estas corridas son realizadas para obtener resultados del desempeño del sistema de interés.

9. Analizar datos Utilizar técnicas estadísticas para analizar los resultados de salida del sistema simulado.

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ETAPAS DE UN ESTUDIO DE SIMULACION 10. Documentar, resultados

presentar

e

implementar

Porque los modelos de simulación frecuentemente son utilizados para más de una aplicación es importante documentar las suposiciones generadas durante el trabajo de simulación. Finalmente un estudio de simulación cuyos resultados nunca fueron implementados es casi como un fracaso.

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