Post on 27-Sep-2015
Simulacin - Introduccin
Francisco J. Ramis, Ph.D.Fono 56-41-2731755
framis@ubiobio.cl
Introduccin a la simulacin, 2
Lo que haremos...
Simulacin Definiciones Modelos Aplicaciones Objetivos y propsitos Medidas de comportamiento tpicas Ventajas y desventajas Lo factible
Introduccin a la simulacin, 3
Simulacin
DefinicinHerramienta que permite obtener
conclusiones sobre el comportamiento dinmico de un sistema estudiando un modelo computacional del mismo.
Sistema simple de procesamiento (M/M/1)
Llegada deentidades
Salida entidadesterminadas
Cola (FIFO) Entidades en servicio
4567
Tiempo medio entre llegadas = 1 minutos Tiempo medio de servicio = 0.99 minutos
Modelo M/M/1
Sistema simple de procesamiento (M/M/1)
Llegada deentidades
Salida entidadesterminadas
Cola (FIFO) Entidades en servicio
4567
Tiempo medio entre llegadas = 1 minutos Tiempo medio de servicio = 0.99 minutos
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.00.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
Density Function Plot
X-Value
f
(
x
)
Introduccin a la simulacin, 4
La simulacin...
Es un trmino muy amplio, en realidad un conjunto de enfoques para analizar problemas Requiere MODELOS -- problemas de validez
No es una solucin analtica No obtiene resultados exactos (malo) Permite modelos complicados y realsticos (bueno)
Consistentemente calificada como la tcnica de modelacin matemtica ms til
Introduccin a la simulacin, 5
reas de aplicacin Industria: asignacin de recursos, inventarios,
programas de produccin Necesidades de personal y/o equipo Salud - Sala de urgencia, salas de operaciones,
flujo de pacientes Telecomunicaciones Fuerzas armadas Poltica pblica (desastres)
Sistemas
Definicin de Sistema Sistema Objetivo: Proceso o instalacin fsica,
real o planificado Estudiar comportamiento
Medir Mejorar Disear (si no existe) A veces, controlar en tiempo real
A veces es posible jugar con el sistema, pero usualmente es imposible hacerlo Interrumpe operacin Caro
Introduccin a la simulacin, 7
Modelos
Una abstraccin o simplificacin de un sistemausada como substituto del sistema mismo
Permite probar un gran rango de ideas Equivocarse en el computador es mejor que hacerlo
en la vida real!
Los modelos deben ser vlidos!
Cmo estudiar un sitema?
Cmo estudiar un sistema?SISTEMA
ExperimentarCon el sistema
Experimentarcon modelo
ModeloFsico
ModeloMatemtico
SolucinAnaltica SimulacinIconos
SimulacinDiscreta
SimulacinContinua
SimulacinMonte Carlo
Simulacin deAgentes
Escala
Introduccin a la simulacin, 8
Tipos de modelos Estticos versus dinmicos
Importa el tiempo?
Cambio continuo versus cambio discreto Cambia el estado del sistema en forma continua? Cambia tanto como para considerar tiempo real?
Determinstico versus estocstico Hay incertidumbre en el sistema?
Simulacin discreta Modelos dinmicos, de cambio discreto, estocsticos
Qu hacer con los modelos
Si el modelo es simple, use tcnicastradicionales (Investigacin operativa) Respuestas nicas y exactas (y, a veces, ptimas) A veces requieren simplificar demasiado para poder
resolver -- validez?
Muchos sistemas complejos requierenmodelos complejos para dar respuestasvlidas -- se necesita simular
Introduccin a la simulacin, 10
Simulacin - Objetivos
Evaluar el comportamiento de un sistemabajo condiciones diferentes de operacin
Dada una medida de comportamientopara el sistema, determinar la mejorpoltica de operacin del sistemacomparando diferentes alternativas(escenarios)
Introduccin a la simulacin, 11
Simulacin Implica
Construir modelos en un computador Anlisis de procesos como punto de partida Validar el modelo contra la vida real Usar modelo para experimentar diferentes escenarios
Sacar inferencias acerca de posibles cambiosen el sistema
Sin modificar el sistema Sin construirlo (si no existe)
Por qu usar simulacin?
Experimentacin con el sistema mismo es imposible
Experimentacin con el sistema real es disruptivo
Experimentacin con el sistema real no es costo-efectivo
Alta complejidad del sistema bajo estudio.
Simulacin - Dudas Tpicas
Trabajar el sistema como se espera?(evaluacin y prediccin).
Porqu no trabaja el sistema?(determinacin de cuellos de botella y optimizacin).
Cules son los estndares para medir desempeo?(determinacin de estndares y metas)
Cul es la mejor alternativa?(comparacin, anlisis de sensibilidad, qu pasa si...?).
Introduccin a la simulacin, 13
Simulacin - Resultados Tpicos
Medidas tpicas del comportamiento deun sistema Utilizacin de recursos: ocioso, ocupado, en
reparacin, no disponible. Tiempo de espera: en cola, bloqueado,
esperando servicio Tiempo de ciclo: flujo total, por rea, por recurso Tasa de produccin: por producto, rea, turno Comportamiento contra programa Sobretiempo
Introduccin a la simulacin, 14
Simulacin: Ventajas y desventajas
Ventajas Hardware barato y rpido -- todo tipo de empresas
Se usa en las fases de diseo, operacin y control Flexible, analiza sistemas como realmente son
Situaciones inciertas y no-estacionarias Evaluacin de RIESGOS
Extrapolacin y prediccin, cuellos de botella artificiales, datosartificiales
Una gran experiencia de enseanza y aprendizaje
Desventajas No obtiene respuestas exactas, slo estimaciones Respuestas aleatorias - anlisis estadstico (los mtodos
tradicionales no sirven) y diseo de experimentos Caro (tiempo analista y tiempo cliente)
Simulacin - Lo Factible Evaluar los efectos de:
Agregar o reemplazar recursosCambiar flujo de los procesosCambiar los tiempos de proceso Introducir nuevos servicios o tipo
de clientes
Eliminar servicios o recursos existentes
Cambiar los mtodos de manejo de materiales
Cambiar los mtodos de programacin de las actividades
Recuerde: GIGO (garbage in, garbage out) Respuesta aproximada a un
modelo real
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Ejemplos de simulaciones
Embotelladora Laboratorio Celulosa Bodegas Puerto Aeropuerto Fluidos Imagenologa Unidad de emergencia
Definicin del Problema-Oportunidad
4 Constante preocupacin por mantener competi-tividad de la industria.
4 Potencialidades de la Simulacin son conocidas en la industria mundial (WINTERSIM, SIMSOL, APCOM, etc.)
4 Herramienta percibida como compleja y requiere personal altamente calificado.
4 Recientes desarrollos de TIC (OOP y hardware)
4 Los nuevos software posibilitan desarrollar herramientas, personalizadas para la industria, bajando su complejidad a profesionales de la lnea.
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Lo que hicimos...
Simulacin Definiciones Modelos Aplicaciones Objetivos y propsitos Medidas de desempeo tpicas Ventajas y desventajas Lo factible Oportunidades