1.2 Concepto de Simulación

1.2 Concepto de Simulación 

La simulación se refiere a un gran conjunto de métodos y aplicaciones que buscan imitar el comportamiento de sistemas reales, generalmente en una computadora con un software apropiado. De hecho, la "simulación" puede ser un término extremadamente general dado que se utiliza en muchos campos, industrias y aplicaciones. En estos días, la simulación es más popular y poderosa que nunca, ya que las computadoras y el software son mejores de los que nunca han existido. 

La simulación por computadora se utiliza frecuentemente para realizar análisis de riesgo en procesos financieros, en los que se imitan repetidas veces la evolución de las transacciones que se requieren para generar un perfil de los posibles resultados. La simulación por computadora también se utiliza ampliamente para analizar sistemas de operación con duración indefinida. En estos sistemas, la computadora genera y registra al azar la ocurrencia de los diversos eventos que impulsan el sistema, como si estuvieran operándolo físicamente. Por su velocidad, la computadora puede incluso simular en segundos años de operación. Registrar el desempeño de la operación simulada del sistema de acuerdo con diversas alternativas de diseño u procedimientos de operación, permite luego evaluar y comparar estas alternativas antes de optar por una. En muchos procesos y sistemas, todo esto se puede hacer ahora con software de hoja de cálculo.

La variedad de aplicaciones de la simulación por computadora ha crecido en forma bastante notable. Diversas aplicaciones se refieren al diseño y operación de sistemas de manufactura, así como al diseño y funcionamiento de sistemas de distribución. Algunas áreas de aplicación más específicas incluyen el manejo de sistemas de inventario y la estimación de la probabilidad de concluir un proyecto para la fecha límite. El análisis de riesgo financiero es un área de aplicación particularmente activa. 

1.1 Revisión de los conceptos de sistema y modelo

         1.1   Revisión de los conceptos de sistema y modelo

         Existen distintos modelos de simulación que permiten representar situaciones reales de diferentes tipos. Los modelos pueden diferenciarse según el tipo de ecuaciones matemáticas que los componen.

Los modelos continuos son aquellos en los que las relaciones entre las variables relevantes de la situación real se definen por medio de ecuaciones diferenciales para conocer el comportamiento de las variables en cierto tiempo.

Ej. Prever el comportamiento del nivel de un tanque de gasolina al paso del tiempo, mientras el vehículo está en marcha.

En los modelos discretos, el comportamiento que nos interesa analizar puede representarse por medio de ecuaciones evaluadas en un punto determinado.

Ej. Un muestreo del número de personas que llegaron a un banco en un lapso específico. Podemos simular esta variable con ecuaciones ligadas a distribuciones de probabilidad que reflejen dicho comportamiento.

Los modelos dinámicos son aquellos en los que el estado del sistema que estamos analizando cambia respecto del tiempo.

Ej. El número de personas que hacen fila para entrar a una sala de cine varía con el tiempo.

Los modelos estáticos (representan un resultado bajo un conjunto de situaciones o condiciones determinado

Ej. Al lanzar un dado los únicos valores que se puede obtener son 1, 2, 3, 4, 5 o 6, de manera que el resultado de la simulación será uno de tales valores posibles.

Se puede hablar de modelos determinísticos y modelos probabilísticos, llamados también estocásticos. Los primeros se refieren a relaciones constantes entre los cambios de las variables del modelo. Por ejemplo, si las cajas empleadas en un proceso contienen siempre 5 productos, cada vez que se añada una caja al inventario éste se incrementará en 5 unidades. Si, por el contrario, hay una distribución de probabilidad en el proceso de manera que, por ejemplo, algunas cajas contienen 3 productos y otras 4, el inventario se modificará según el número de piezas de cada caja y, en consecuencia, será necesario un modelo estocástico.

La definición básica de sistema nos dice que se trata de un conjunto de elementos que se interrelacionan para funcionar como un todo; desde el punto de vista de la simulación, tales elementos deben tener una frontera clara.

Cada sistema puede dividirse en elementos relevantes para la construcción de lo que será su modelo de simulación:

• ·   Una entidad por lo general es la representación de los flujos de entrada y salida en un sistema.
• ·      El estado del sistema es la condición que guarda el sistema bajo estudio en un momento de tiempo determinado. Se compone de variables o características de operación puntuales y de variables o características de operación acumuladas.
• ·      Un evento es un cambio en el estado actual del sistema. Podemos catalogar estos eventos en dos tipos: eventos actuales y eventos futuros.
• ·      Las localizaciones son todos aquellos lugares en los que la pieza puede detenerse para ser transformada o esperar a serlo.
• ·      Los recursos son aquellos dispositivos — diferentes a las localizaciones— necesarios para llevar a cabo una operación.
• ·      Un atributo es una característica de una entidad.
• ·      Las variables son condiciones cuyos valores se crean y modifican por medio de ecuaciones matemáticas y relaciones lógicas.
• ·     La función del  reloj de la simulación consiste en responder preguntas tales como cuánto tiempo se ha utilizado el modelo en la simulación, y cuánto tiempo en total se quiere que dure esta última. 

Existen dos tipos de reloj de simulación: absoluto, que parte de cero y termina en un tiempo total de simulación definido, y relativo, que sólo considera el lapso que transcurre entre dos eventos.

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