7/23/2019 1_Conceptos Generales 2015
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Conceptos Generales de Simulacin de
Sistemas
UNIDAD I
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BIBLIOGRAFIA Simulacin con Software Arena (Kelton, Sadowski and
Sadowski ,2008, McGraw-Hill)
Simulation Modeling and Analysis with ARENA (Altiok,
Melamed,2007)
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Qu es simulacin de Sistemas?
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Qu es simulacin de Sistemas? La simulacin se refiere a un gran conjunto de mtodos y
aplicaciones que buscan imitar el comportamiento desistemas reales, generalmente es una computadora con unsoftware apropiado (Kelton,2008)
Proceso de disear un modelo de un sistema real yconducir experimentos con el propsito de entender sucomportamiento y/o evaluar estrategias para su operacin,
(Pegden ,1991)
La simulacin implica el estudio de sistemas y sus modelos
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Qu es un sistema?
Es una coleccin de elementos organizados que interactan juntoshacia el logro de un objetivo comn. Se circunscribe a un sectorde la realidad que es el objeto de estudio o inters (Torres P.,2010).
Lmite del
sistema
Parte del
sistema
Relacin
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Ejemplos de sistema: El sistema de manufactura de un producto.
El sistema de atencin en un supermercado.
El sistema de emergencia de una clnica
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Ejemplos de sistema: El sistema de manufactura de un producto.
Trabajadores y mquinas convierten las materias primas en
productos terminados.
El sistema de atencin en un supermercado.
Clientes ingresan, escogen su producto y forman cola para
realizar un pago
El sistema de emergencia de una clnica
Enfermeras, mdicos y laboratorios son empleados para la
atencin de los pacientes que han ingresado al establecimiento.
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Porqu enfocarnos en Sistemas?
Para medir el desempeo o mejorar su operacin, o disearlosi es que no existe.
Para entender en s cmo funciona un sistema.
En qu casos puedo experimentar con un sistema real y en
qu casos no?
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Qu es un modelo? Es una representacin abstracta de un sistema real. Usualmente
en forma de supuestos acerca de su funcionamiento.
Lgicos, matemticos, etc.
Propsito: Entender, predecir, controlar y mejorar el
comportamiento o desempeo del sistema. Inicia con el estudio y anlisis del sistema actual, con el objeto de
desarrollar un concepto de cmo trabaja el sistema nuevo o el yaexistente.
Un sistema real puede tener varios modelos.
Responde a las siguientes preguntas:
Desempeo del nuevo sistema
Impacto de cambios potenciales
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Qu es un modelado en simulacin?
Un modelo de simulacin debe ser visto como unaherramienta suplente del sistema para estudiar el sistema y
hacer preguntas pertinentes acerca de que es lo que pasara
en el sistema si se hiciera una u otra cosa o si se diera una
situacin que estuviera ms all de su control.
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Sistema vs. Modelo
Simplificacin
Abstraccin
SupuestosSistema Real Modelo
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Qu es Simulacin de Sistemas?
Es el proceso de disear un modelo lgico-matemtico deun sistema real y reproducir sus condiciones, sucomportamiento operacional y dinmico, para estudiarlo yprobarlo, con el objetivo de lograr un mayor grado de
conocimiento en la toma de decisiones..
Simulacin por computadora se refiere a los mtodospara estudiar una gran variedad de modelos de sistemas del
mundo real mediante la evaluacin numrica al usar unsoftware diseado para imitar las operaciones ocaractersticas del sistema, a menudo en el transcurso deltiempo.
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Ejemplos simulacin
Ejemplos: Simular el comportamiento de un sistema para evaluar el efecto
de los indicadores de desempeo por la inclusin de un servidor
adicional en una estacin de servicio.
Evaluar cmo es afectado el tiempo de ciclo de produccin,
debido a los tiempos muertos (downtimes) por paradas de las
mquinas durante el proceso de produccin.
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Ventajas de la Simulacin por
computadora
Capacidad para tratar con modelos muy complicados desistemas complicados. Verstiles y poderosos.
Mejoramiento en la proporcin desempeo/precio del
hardware.
Avances en el poder, flexibilidad y facilidad de uso del
software de simulacin permiten tomar decisiones rpidas y
vlidas.
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Desventajas de la Simulacin por
computadora
Modelos de simulacin afectados por entradas y salidasaleatorias.
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Formas de analizar un sistema
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Tipos de modelos de simulacin Simulacin basada en el avance del tiempo
Estticos
Dinmicos
Simulacin basada en el uso de variables aleatorias Determinanticas
Estocsticos
Simulacin basada en la continuidad de la ocurrencia de eventos:
Continuo
Discreto
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Dinmica (*)
Si el estado de las variables cambia mientras serealiza algn clculo. Incluye el paso del
tiempo.
f [ nT ] f [ n(T+1) ]
.
Sistemas de manufactura y servicios
Esttica - Dinmica
Esttica
Si el estado de las variables no cambian duranteun periodo determinado de tiempo.
f [ nT ] = f [ n(T+1) ]
Simulacin de Monte Carlo
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Determinstica
Los modelos no tienen entradas aleatorias. Lasentradas y salidas son constantes
Estocstica - Determinstica
Estocstica (*)
Los modelos se basan en una o ms variables
de entrada aleatorias.
4, 3.5 47, 12
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Discreta (*)
El estado del sistema cambia en tiemposdiscretos del tiempo
e = f(nT)
Las variables cambian de valor con la
ocurrencia de eventos en el sistema.
Continua - Discreta
Continua
El estado de las variables cambia continuamentecomo una funcin del tiempo
e = f (t)
Las variables cambian de valor con el simple
avance del tiempo.
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Sistemas de eventos discretos
Su comportamiento se caracteriza por una secuencia deestados delimitados por eventos que ocurren en un tiempo.
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Sistemas de eventos discretos
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Etapas
Definir el problema, los objetivos y los requerimientos.
Diseo del modelo conceptual.
Obtencin y anlisis estadstico de los datos para el modelo.
Construccin del modelo de simulacin. Verificacin del modelo.
Validacin del modelo.
Diseo del experimento de simulacin, ejecucin y anlisis
estadstico.
Entrega de documentacin y presentacin de resultados.
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Definir el problema, los objetivos y los
requerimientos
1. La formulacin del problema es sujeta a reajustes a medida seconoce mas profundamente la situacin donde se presenta.2. Es necesario definir los objetivos del estudio (objetivos y
metas)1. Cul es el propsito de la simulacin?2. Para quin es el modelo?, quin ser el usuario final del modelo?3. Qu tan importantes sern las decisiones que se tomarn como
resultado del modelo de simulacin?4. Cules son las expectativas del cliente?
3. Para iniciar un estudio sistmico es necesario definir el sistema. Se define los lmites del sistemas y alcances.
4. Para tener una visin mas clara se especifica un diagrama deflujo lgico
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Entregable 1:
Propuesta de la Investigacin Extensin 10 pginas mximo.
Se expone lo que planea hacer el grupo y qu resultados esperaobtener cuando termine el proyecto.
Siempre se puede cambiar o se puede hacer algo que no sedescribe en la propuesta.
El propsito de la propuesta es empezar a pensar en el proyecto yencontrar sus grupos de trabajo.
La propuesta contiene: Ttulo del proyecto.
Nombres, cdigo, mail y responsable del equipo. Descripcin del proyecto. Definicin del problema, objetivos y requerimientos.
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Problema
Alguna amenaza, incremento de costos, informacindesconocida, riesgos o contradicciones en una factora
que produce y ensambla diferentes piezas de un
producto final.
Hasta este momento el problema es planteado como un
conjunto de sntomas, no se conocen las causas.
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Objetivos y Metas
Objetivo. Resolver el problema mencionado o cmo resolver el
problema.
Por lo general el objetivo no es conocer las causas delproblema. Se orienta a la solucin del problema.
Metas
Conocer el comportamiento del taller durante un periodo de5 semanas, de 5 das laborables y 8 horas/da.
Analizar la distribucin de: Trabajos incompletos al final de la
semana, nmero medio de trabajos por tipo de producto a lasemana, capacidad media del taller, tiempo medio por trabajoen el sistema, nivel medio de ocupacin de las mquinas.
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Sistema
El departamento de fabricacin consta de un taller en elque hay diferentes conjuntos de mquinas del mismo
tipo, que realizan distintas operacionessobre las piezas
que se fabrican, de manera que la mismas materias
primas sometidas a diferentes procesos pueden dar lugar
a diferentes productos.
Lo que diferencia un producto de otro es la secuencia de
operaciones. Secuencias y tiempo de operacin medios para tipo de
producto
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Sistema
Entidades
Pedidos, Piezas, Tipos de Pieza y Productos.
Atributos. Cantidad de Pedidos, tipos de pieza, tipo de mquina
Variables de Estado
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Sistema
El tiempo de operacin indicado es el tiempo medio yest distribuido exponencialmente.
El tiempo de llegada de cada trabajo se puede describirmediante una distribucin de Poisson con una tasa media
de 50 trabajos por da de 8 horas (llega uno en promediocada 9.6 minutos).
24% de los trabajosTipo de Producto 1
44% de los trabajosTipo de Producto 2
32% de los trabajosTipo de Producto 3
La Disciplina de los trabajos es FIFO.
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Alcances y Limitaciones
Estudiar la evolucin del sistema a partir delseguimientos de los cambios en el sistema.
Estudiar el sistema por medio de la experimentacin.
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Diagrama
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Justificar el uso de simulacin
computacional
El uso de la simulacin se justifica cuando: La experimentacin en el sistema real es muy cara o
imposible.
Se requiere estudiar el sistema en amplios periodos detiempo, con la finalidad de obtener parmetros de
variables aleatorias.
No se puede interrumpir la operacin del sistema actual.
Implica afectar la vida de personas.