SIMULACIÓN

¿QUÉ ES SIMULACIÓN? La simulación es la imitación o réplica del

comportamiento de un sistema o de una situación usando un modelo que lo represente de acuerdo a un objetivo por el cual se estudia el sistema.

¿QUÉ ES SIMULACIÓN? La simulación es el diseñar y desarrollar un

modelo computarizado de un sistema o proceso y conducir experimentalmente con este modelo con el propósito de entender el comportamiento del sistema del mundo real o evaluar varias estrategias con los cuales puedan operar el sistema. (ROBERT SHANNON)

Este modelo o simulador estará sujeto a diversas manipulaciones, las cuales serían imposibles de realizar, demasiado costosas o imprácticas. La operación de un modelo puede estudiarse y con ello conocer las propiedades concernientes al comportamiento del sistema o subsistema real – costoso (SHUBIK)

QUE INTENTA LA SIMULACIÓN Descubrir el comportamiento de un sistema Postular teorías o hipótesis que expliquen el

comportamiento observado Usar esas teorías para predecir el

comportamiento futuro del sistema, es decir mirar los efectos que se producirían en el sistema mediante los cambios dentro de él o en su método de operación.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA SIMULACIÓN VENTAJAS

La simulación permite comprimir el tiempo; se pueden evaluar años de experiencia en el sistema real en unos segundos de simulación.

La simulación no interrumpe las actividades del sistema real.

La simulación ofrece una réplica más realista del sistema que el análisis matemático.

DESVENTAJAS Aunque se invierta mucho tiempo y esfuerzo en el

desarrollo de un modelo para simulación, no hay garantías de que el modelo produzca buenas respuestas.

La construcción del modelo del sistema puede llevar de unas horas hasta años-hombre, dependiendo del sistema que se simulará. Los sistemas complejos pueden ser muy costosos y tardar mucho tiempo.

Las simulaciones pueden ser menos precisas que los modelos matemáticos, ya que se basan en cuestiones aleatorias. Si el sistema se puede representar con un modelo matemático, es mejor que usar una simulación.

EN DÓNDE SE PUEDE USAR SIMULACIÓN Sistemas de Producción: planificación, control

de inventarios, líneas de ensamblaje. Sistemas de Servicio: salas de hospitales,

ventanillas de bancos, restaurantes de comida rápida.

Sistemas informáticos: redes de comunicación, software, hardware, protocolos.

Sistemas económicos y financieros Juegos Simulaciones de catástrofes.

MODELO• Es una abstracción de la

realidad.• Es una representación

de la realidad que ayuda a entender su composición y/o funcionamiento.

Por lo general el modelo nos ayuda a entender y mejorar un sistema.

El modelo de un objeto puede ser una réplica exacta de este, con la diferencia del material que lo compone o de su escala

¿Para qué sirve un modelo?

Ayuda para el pensamiento

Ayuda para la construcción

Para entrenamiento e instrucción

Ayuda para la experimentación

Herramienta de predicción

ESTRUCTURA DEL MODELO El modelo se puede escribir de tal forma: E = F(Xi, Yi) Donde: E: Es el efecto del comportamiento del

sistema Xi: Son las variables y parámetros que

nosotros podemos controlar Yi: Las variables y los parámetros que

nosotros no podemos controlar F: Es la función con la cual relacionamos Xi

con Yi con el fin de modificar o dar origen a E.

CONCEPTOS BÁSICOSDe simulación

• ¿la visión que se tiene del sistema depende • del observador?

CONCEPTOS BÁSICOS DE SIMULACIÓNSISTEMA Conjunto de elementos que

se interrelacionan para funcionar como un todo. En la naturaleza podemos identificar sistemas como un sistema ecológico, los diversos sistemas del cuerpo humano, etc.

Existen otros sistemas creados por el hombre conocidos como sistemas artificiales como son las organizaciones, los sistemas sociales, los sistemas de trasporte, sistema de inventarios, sistema de atención al cliente, los sistemas informáticos, etc.

CONCEPTOS BÁSICOS DE SIMULACIÓNENTIDAD Una entidad es la

representación de los flujos de entrada y salida de un sistema, al entrar a un sistema una entidad es el elemento responsable de que el estado del sistema cambie, un ejemplo de entidad puede ser los clientes que llegan a la caja de un banco, las piezas que llegan a un proceso de ensamblaje, descarga de piezas que llegan a un inventario.

CONCEPTOS BÁSICOS DE SIMULACIÓNESTADO En cualquier instante que observemos un

sistema éste estará en una situación particular a la cual se la conoce como estado. Es como una fotografía de lo que está pasando con el sistema en determinado momento.

El estado del sistema se compone de variables o características de operación puntuales como pueden ser el número de piezas que hay en el sistema en ese momento y de variables o características de operación acumuladas o promedio como puede ser el tiempo promedio que permanece una entidad en el sistema.

CONCEPTOS BÁSICOS DE SIMULACIÓNEVENTO Un evento es un

cambio en el estado actual del sistema, por ejemplo, la entrada o salida de una entidad, la finalización de un proceso, la interrupción de una operación por ejemplo el descanso de un operario o el daño de una máquina..

CONCEPTOS BÁSICOS DE SIMULACIÓNLOCALIZACIONES Son todos aquellos

lugares en los que las piezas se detienen para ser transformadas o esperar a ser transformadas. Estas pueden ser: almacenes, bandas transportadoras, máquinas, estaciones de inspección, etc.

CONCEPTOS BÁSICOS DE SIMULACIÓNRECURSOS Son aquellos

dispositivos diferentes a las localizaciones necesarias para llevar a cabo una operación. Por ejemplo un montacargas que traslada las piezas de un lugar a otro.

CONCEPTOS BÁSICOS DE SIMULACIÓNRELOJ DE SIMULACIÓN Es un contador de tiempo de la simulación Reloj de simulación absoluto que parte de

cero y termina en un tiempo total de simulación definido.

Reloj de simulación relativo sólo considera el transcurso del paso de tiempo entre dos eventos

PROPIEDADES DE LOS MODELOS VARIABLES: Relacionan los componentes

entre sí y pueden ser de 3 tipos Exógenas: Son las variables independientes o de

entrada del modelo. Pueden ser controlables y no controlables. Las controlables están sujetos a la manipulación de quienes toman decisiones por ejemplo la duración de las fases del semáforo. Las no controlables surgen del medio ambiente, como el intervalo entre llegada de los vehículos a la intersección

PROPIEDADES DE LOS MODELOS VARIABLES: Relacionan los componentes entre sí y

pueden ser de 3 tipos Endógenas: Son variables dependientes o de salida

del modelo como por ejemplo el tiempo promedio de espera de los vehículos en la intersección. La duración de este tiempo depende evidentemente del intervalo entre llegadas de los vehículos y los tiempos del semáforo.

De Estado: Estas definen el estado del sistema en un tiempo específico. Por ejemplo, la variable de estado “tiempo de la llegada de n-ésimo vehiculo a la intersección” conjuntamente con los estados del semáforo (rojo o verde) nos ayudan a afirmar si el vehículo se detiene a su llegada a la intersección o no, y en caso de detenerse se puede calcular su tiempo de espera.

PROPIEDADES DE LOS MODELOS PARÁMETROS: Son cantidades a las cuales el

operador del modelo puede asignarle valores arbitrarios lo cual se diferencia de las variables. Si el intervalo entre llegada de los vehículos a la intersección es una constante h este seria un parámetro.

IDENTIFICAR LOS ELEMENTOS

Almacén9

Libros a empastar

4Libros

Procesados

DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL EJEMPLO Sistema: Conjunto los libros a empastar, el

almacén, el operario y la imprenta Entidades: los libros a empastar que

producen los flujos de entrada y salida. Estado: El estado de un sistema se modifica

en un momento y tiempo determinado. En el ejemplo en ese tiempo se observa 9 libros por empastar, un operario transportando libros a empastar. La imprenta no está trabajando en ese momento, aunque ya tiene empastados 4 libros.

DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL EJEMPLO Eventos: El tiempo de descanso del operario,

el tiempo de salida del libro empastado de la imprenta, la llegada del siguiente libro a la imprenta

Localización: almacén, imprenta Recursos: el bodeguero Atributos: número de páginas, tipo de

empaste, color de empaste Variables: número de libros en almacén y

número de libros empastados.

CUÁLES SERÍAN LAS ENTIDADES DE LOS SIGUIENTES SISTEMAS Un cajero automático Una sala de urgencias Una línea de embutidos Un distribuidor de paquetes

QUE ATRIBUTOS PUEDEN SER RELEVANTES Un proceso de pintura de automóviles Un registro de pacientes de un hospital Un proceso de empaque de 10 productos por

caja, donde cada producto es diferente

EN GRUPOS BUSCAR LOS ELEMENTOS EN LOS SIGUIENTES SISTEMAS Y GRAFICAR Sala de emergencia de un hospital Un banco Call center Recepción de un hotel Un aeropuerto

EJEMPLO Supongamos que deseamos estudiar la

atención a los clientes en una agencia de banco. Los ahorristas que ingresan al banco se dirigen al único cajero que atiende. La hora de llegada de los clientes al banco y el tiempo que demora el cajero en brindarles el servicio se detalla en la siguiente tabla. .

EJEMPLOCAJERO

CLIENTE HORA DE LLEGADA INICIO FIN

1 9:00 9:00 9:07

2 9:01 9:07 9:10

3 9:05 9:10 9:18

4 9:10 9:18 9:28

5 9:10 9:28 9:37

6 9:14 9:37 9:40

7 9:23 9:40 9:44

8 9:24 9:44 9:46

9 9:34 9:46 9:53

10 9:42 9:53 9:59

EJEMPLO Se desea conocer el comportamiento del

sistema a través del tiempo promedio que permanece un cliente haciendo cola. Se considerará que este sistema es eficiente si máximo el 25% de clientes espera en la cola más de 10 minutos y sólo el 5 % del tiempo el cajero está desocupado. Se desea además que el tiempo promedio que un cliente permanece en el banco no sea más de 10 minutos.

COMPLETAR LA SIGUIENTE TABLA

CAJERO CLIENTE

CLIENTE HORA DE LLEGADA INICIO FIN TIEMPO LIBRE

TIEMPO ATENDIDO

TIEMPO EN LA COLA

TIEMPO EN EL BANCO

1 9:00 9:00 9:072 9:01 9:07 9:103 9:05 9:10 9:184 9:10 9:18 9:285 9:10 9:28 9:376 9:14 9:37 9:407 9:23 9:40 9:448 9:24 9:44 9:469 9:34 9:46 9:53

10 9:42 9:53 9:59TOTAL

PROMEDIO

EJERCICIOS Replicar el ejercicio en el caso de que

hubieran 2 cajeros Replicar el ejercicio con 1 cajero pero

mejorando el tiempo de servicio a máximo 4 minutos por transacción

Indicar los elementos del sistema