1_Conceptos Generales 2015

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



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.

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