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8/18/2019 Introducción a La Simulación Undad 1
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INTRODUCCIÓN A LASIMULACIÓN DE EVENTOSDISCRETOSUNIDA 1
8/18/2019 Introducción a La Simulación Undad 1
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INTRODUCCIÓN
• La simulación es una poderosa
!cnica para la resolución de
pro"lemas# Sus or$%enes es&n en
la eor$a de muesreo esad$sico '
an&lisis de sisemas ($sicos
pro"a"il$sicos comple)os# Elaspeco com*n de am"os es el uso
de n*meros ' muesras aleaorias
para apro+imar soluciones#
8/18/2019 Introducción a La Simulación Undad 1
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INTRODUCCIÓN
• El ori%en de la simulación,
aplicada como una !cnica
maem&ica se remona a los
ra"a)os -ec-os por .# S# /osse,
me)or conocido por su seudónimo
0Suden, en el a2o de 1345# 0El
cien$6co .# S# /osse uili7o la
pro"a"ilidad en la ocurrencia de
cieras 8aria"les cuando reali7a"a
cam"ios o 8ariaciones, con lo 9ue
o"u8o las a"las para los 8alores
de la 8aria"le de la disri"uciónSuden# :oseriormene los
8/18/2019 Introducción a La Simulación Undad 1
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INTRODUCCIÓN
• Muc-os son los (acores 9ue
-an conri"uido al uso '
popularidad de la simulación
en la compuadora# :ero se
consideran res cam"ios enlos sisemas produci8os '
de ser8icio 9ue aceleraron el
uso de la simulación
• Los sisemas ienen cada 8e7 ciclos d
• Los sisemas es&n siendo cada 8
• Los sisemas ienen re9uisios cada 8e7 m
aumeno de la compeencia ' los crecienes r
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DEFINICIONES Y APLICACIONES
• Se -a uili7ado la pala"ra
simulación sin -a"er dado
una de6nición concrea, pero
e+isen 8arias de6niciones
de ese concepo 9ue seconsideran 8alidas, al%unas
de ellas se presenan a
coninuación
• 0La simulación es la represenación(uncionamieno de un sisema o proc
(uncionamieno de oro; esudio, por medio desimulación, de un pro"lema 9ue con (re
someerse a e+perimenos direcos# Merriam
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DEFINICIONES Y APLICACIONES
• 0La simulación es como una manera de
reproducir las condiciones de un sisema,
por medio de un modelo, para el esudio,
prue"a, enrenamieno, ec#, del mismo#
Simulación es la !cnica de imiar la
conduca de al%una siuación o sisema
por medio de una siuación an&lo%a,modelo o aparao, o proporcionar la nue8a
in(ormación m&s con8enienemene para
enrenar personal#Oxford American
Dictionary # O+(ord, =444
• 0La simulación in8olucra la planeación de un prode manera seme)ane como un modelo imia la csisema real a e8enos 9ue ienen lu%ar con el ieM# ' ?elon, .# Da8id# Simulation modeling and a
@ill, =444# 1#
8/18/2019 Introducción a La Simulación Undad 1
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DEFINICIONES Y APLICACIONES
• En senido m&s esrico se considera
la de6nición de Ro"er E# S-annon
0Simulación es el proceso de dise2ar
' desarrollar un modelo
compuari7ado de un sisema o
proceso ' conducir e+perimenos ara8!s del iempo con ese modelo
con el propósio de enender el
comporamieno del sisema o
e8aluar 8arias esrae%ias con las
cuales se pueda operar el sisema
:e%den, Dennis C#, S-annon, Ro"er
8/18/2019 Introducción a La Simulación Undad 1
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DEFINICIONES Y APLICACIONES
• La simulación, como la considera ese
auor, es la imiación de un proceso o
sisema del mundo real, en el ranscurso
de un ciclo deerminado del iempo#
Consise en consruir modelos
maem&icos, anal$icos ó compuacionales
9ue descri"en el comporamieno de unsisema, se dise2a ' e+perimena con el
modelo para o"ener conclusiones de sus
resulados 9ue apo'en en la oma de
decisiones so"re el sisema#
8/18/2019 Introducción a La Simulación Undad 1
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DEFINICIONES Y APLICACIONES
• 0Simulador# l 9ue simula, un disposii8o 9ue preproducir o represenar "a)o condiciones de p
9ue posi"lemene ocurran en la realidad#Webster’s New Collegiate Dictionar # Merria
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DEFINICIONES Y APLICACIONES
• Los elemenos m&s imporanes de la Simulacreal, el modelo de dic-o sisema ' el s
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A:LICACIONES
Áreas de aplicación de la simulación.
Programación del mantenimiento.
Ubicación y despaco de ambulancias.
Programación de l!neas de monta"e.
Programación de ca"eros de banco.
Programación de autobuses urbanos.
Predicción del comportamiento de consumidores.
#odelos de empresas$ industriales y de ser%icios.
Operación de almacenes.
Programación de talleres de traba"o.
Programación de recursos naturales y procesados.
Programación de personal.
Dise&o y control de colas de tr'(i
Dise&o de circuitos el)ctricos.
Dise&o de sistemas de procesam
Dise&o de sistemas de comunicac
Dise&o y distribución de procesos
Dise&o y distribución de instalaci
Dise&o de sistemas de distribució(lu"o.
Dise&o de sistemas de in(ormacióDise&o de programas de reorden
Dise&o de operaciones de departa
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A:LICACIONES
Áreas de aplicación de la simulación.
Programación de laminadores de acero.Despaco de ta*is.
+incroni,ación de sem'(oros.
Carga y despaco de camiones.
Pronósticos operati%os y (inancieros.
Desarrollo de recursos.
Pronostico de clientes en una cola.
Dise&o de "uegos.
Dise&o de programas de reorden de inDise&o de operaciones de departamen
Dise&o de instalaciones de mantenimi
Dise&o de contenedores de materiales
Dise&o de puertos.
Dise&o de rutas de tr'(ico.
Dise&o de estaciones de traba"o.
Dise&o de simuladores de %uelo y man
La simulación se puede utilizar en cualquier sistema o proceso en donde
determinar relaciones entre sus variables.
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ESTRUCTURA CARACTERFSTICAS DESIMULACIÓN DE EVENTOS DISCRETO
• Los Modelos de E8enos Discreos son mesoc&sicos ' discreos en los 9ue las 8
cam"ian de 8alor en insanes no peri
• Un e)emplo $pico ocurre en las l$neas de espeineresados en la esimación de medidas c
espera promedio o la lon%iud de la l$nea de espesolo cam"ian cuando un cliene enra
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SISTEMAS, MODELO CONTROLClasi(icación de los sistemas.
De acuerdo a suorigen
Naturales -l cuerpo umano
rti(iciales Un automó%il
De acuerdo a lanaturale,a de suconducta
-st'ticos Permanecen constantes con el paso del tiempo
Din'micos Cambian continuamente con el paso del tiempo
De acuerdo ain(luencias e*ternas
-stables Regresan al e/uilibrio despu)s de alguna perturbación e*terior
Inestables Cambian ante cambios en el e*terior
De acuerdo al origende sus elementos
-stoc'stico +us elementos se de(inen aleatoriamente
Determin!stico +us elementos corresponden a una distribución de probabilidad
De acuerdo al estadode sus %ariables
Discreto 0as %ariables del sistema cambian en (orma instant'nea en puntos es
Continuos 0as %ariables del sistema cambian continuamente con respecto al tie
De acuerdo a susrelaciones
0ineales
Todas las relaciones internas y e*ternas entre los elementos del correspondencia es de uno a uno
No lineales +us relaciones internas y e*ternas no corresponden al arreglo uno a
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ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS
• Las enidades son los ar$culos procesados a son los producos, clienes o documenos
pueden clas
• @umano o animado Cclienes, pacienes, e
• Inanimado Gue son la
documenos, ca)as, e• Inan%i"le Son las llam
correos elecrónicos, e
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ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS
• Las aci8idades son las areas o acciones 9usisema, esas pueden ser a9uellas 9
indirecamene in8olucradas en el procesami
• Las aci8idades usualmene ienen una duración e ial%*n recurso# Al%unos ipos
• :rocesos de enidades, ser re%isro, raamienoinspección, (a"ricación,
•
Mo8imienos de enidad• Mo8imienos de recurso
• :reparación de recursos
• Manenimieno ' repararecursos#
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ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS
• Los recursos son los medios por los cuales se realiproporcionan los medios de apo'o, e9uipo ' perso
• Como las enidades los recursos pue
• @umano o animado Sonoperadores, docores, pemanenimieno, ec#
• Inanimado Las m&9uina
-erramiena, espacio en• Inan%i"le Es la in(orma
iempo, ener%$a, poder eec#
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• Los conroles dican el dónde las aci8idades
imponen el orden en
deerminar 9u! accioncieros e8enos o condiciodos los ni8eles los conrola in(ormación ' ló%ica de d
el sisema de"e ope
• :lanes de proceso#
• :lanes de producción#
• Rua de secuencia#
• @orario de ra"a)o#
• :rioridad de las areas#
• :ol$icas de manenimieno#
• So(>are de conrol#
• :ro%ramas de :LC Hconrolapro%rama"le#
ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS
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• El primer paso en el an&lisisconsrucción de un modelo# Desde
sisema, un modelo es la represenalas relaciones de un sisema# El prop
enender, predecir, conrolar ', si edesempe2o del sisema# un
• Incluir sólo los elementos que afectaproblema a resoler!
• Ser alido" representa con precisión
• Proporciona resultados que son si#nconincentes para el cliente!
• Ser f&cil de modi$car % e'pandir!
• Ser r&pida % barata su construcción!
• Poder usarse m&s de una e(!
• Los modelos se pueden clasi$car en cuando la $nalidad es modelar sistemprincipal clasi$cación es la si#uiente
• +odelos simbólicos!
• +odelos anal,ticos!
• +odelos de simulación!
ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS
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• Modelos simbólico
• Un modelo sim"ólico consise en s$m"olos rec&n%ulos ' Jec-as usadas en secuencias d
ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS
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ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS
• Modelos analíticos
• Un modelo anal$ico es una (órmula maem&icuna solución cuaniai8a# Los modelos anal$i
simple c&lculo arim!ico o un compro%ramación lineal, lo 9ue proporciona soluci
pares dada
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ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS
• Modelos de simula
• Simulación es una !cnica de modelación, en la causa
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VENTAKAS DESVENTAKAS DE LOSMODELOS DE SIMULACIÓN
• #entaas$
• Una 8e7 9ue se consru'e el modelo en lacompuadora, puede ser modi6cador&pidamene para anali7ar di(erenespol$icas ' alernai8as#
• Es m&s "arao me)orar un sisemauili7ando simulación, 9ue -aciendomodi6caciones direcamene al sisema
real#• Es posi"le anali7ar sisemas mu' comple)os
' 9ue re9uieren muc-os dealles#
• En al%unos casos, la simulación es el *nicomedio para lle%ar a una soluciónsais(acoria
•
• Se puede di6cular la codel modelo en la compu
• La modelación en la comsuelen ser cososos ' re9muc-o iempo para desa' 8alidarse#
• Se re9uiere %ran canidacorridas para enconrar ópimas#
• No son mu' acepados
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MECANISMOS DE TIEM:O IKO TIEMVARIALE
• Mecanismo de tiempo fjo
• La siuación m&s -a"iual 9ue se
encuenra en el desarrollo de
simuladores consise en
preesa"lecer un iempo 6)o para el
proceso de simulación# En ese
iempo de ciclo el sisema -a de ser
capa7 de leer las enradas, e)ecuar
los c&lculos ' ransmiir las
respuesas del sisema#
• Algunas %entaas d
• Ma'or claridad %eneral de (uncionamieno#
• Muliud de par&meros se 6)an de anemano#
• El Ju)o de in(ormación es& m&s claramene re%
• La des8ena)a del mecanismo de iempo 6)o es
• La p!rdida de e6cacia en los ciclos donde so"ra
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MECANISMOS DE TIEM:O IKO TIEMVARIALE
• E+ise ora 6loso($a 9ue consise en
9ue el iempo de ciclo es el me)or
9ue se pueda en cada circunsancia
' puede ser un iempo 8aria"le para
disinos componenes del simulador,
como el modelo maem&ico o la
salida 8isual# En ese caso cadasisema -ace lo 9ue puede
dependiendo de los recursos ' las
circunsancias#
Al%unas 8ena)as del meiempo 8aria"le son•
Ma'or e6cacia de (unci• le+i"ilidad para a(ron
siuaciones punualmencomplicadas#
• Me)or adapación para disri"uidas o mu' disr
• Al%unas des8ena)as demecanismo de iempo 8
• Ma'or comple)idad de lar9uiecura ' las comu
• Necesidad de desarrolloinerpolación#
• Ma'or comple)idad par
sincroni7ación#
ETA:AS DE UN :ROECTO DE
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ETA:AS DE UN :ROECTO DESIMULACIÓN
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ETA:AS DE UN :ROECTO DESIMULACIÓN
Formulación del problema
• Se de6nen las cuesiones para las
9ue se "uscan las respuesas, las
8aria"les implicadas ' las
medidas de e)ecución 9ue se 8an
a usar# Esa (ase es mu'imporane para poder alcan7ar
un modelo 8&lido, se puede
di8idir a su 8e7 en (ases#
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ORMULACIÓN DEL :ROLEMA
-! Identi$cación delProblema# Se -ace unaa"sracción del ipo depro"lema 9ue se 8a araar# Se ideni6can los
recursos a uili7ar, losre9uisios 9ue se 8an ae+i%ir Hrelaciones aesa"lecer#
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ORMULACIÓN DEL :ROLEMA
.! /econocer las ariables del sistema# Se -ande ideni6car las 8aria"les 9ue iner8iene en elsisema ' 9ue son de iner!s para nuesro modelo,!sas se pueden clasi6car en
• #ariables ex'genas#• #ariables controlables o de decisi'n (factores)" son
a9uellas so"re las 9ue el analisa puede decidir su 8alordenro de cieros l$mies#
• #ariables incontrolables o !ar*metros" sus 8alores no se
pueden decidir sino 9ue 8ienen 6)ados# Las 8aria"lesser&n conrola"les o inconrola"les dependiendo de9ui!n las de6na#
• #ariables end'genas son 8aria"les inernas ' las
8aria"les de salida del modelo# Son (unción de las
8aria"les e+ó%enas ' de la esrucura del modelo#
8/18/2019 Introducción a La Simulación Undad 1
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ORMULACIÓN DEL :ROLEMA#
0! Especi$cación de las restricciones delas ariables de decisión
• En el caso de 9ue las 8aria"les sean
conrola"les, es&n limiadas o resrin%idas a
cieros l$mies denro de los cuales se pueden
modi6car#
• Es imporane considerar cuidadosamene las
resricciones so"re las 8aria"les de decisión,'a 9ue de6nen el posi"le espacio de
soluciones denro del cual se "uscar& una
"uena solución o la ópima usando el modelo
de simulación#
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ORMULACIÓN DEL :ROLEMA#
1! Desarrollar una estructura preliminardel modelo que interrelacione lasariables del sistema % las medidas dee2ecución#
• :ara e8aluar la e(eci8idad de un sisema,
se de"e ideni6car una medida o medidas
de comporamieno Ho e)ecución para
)u7%arlo# Esas medidas se seleccionan delcon)uno de 8aria"les endó%enas# La
medida o medidas 9ue se preenden
opimi7ar se conocen como (unción
o")ei8o#
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ORMULACIÓN DEL :ROLEMA#
3! Desarrollo de un modeloapropiado!
• Los modelos son a"sracciones de las
pares esenciales del sisema# Se -a de
inenar 8er si con las 8aria"les 9ue se
-an especi6cado se iene su6ciene para
descri"ir esos aspecos imporanes delsisema
• El ni8el de dealle depende de• :ropósio del modelo#
• Conri"ución de las 8aria"les al modelo#
8/18/2019 Introducción a La Simulación Undad 1
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ANLISIS RECOLECCIÓN DE DATOS• Los m!odos de reco%ida de daos son an
8ariados como los pro"lemas a los 9ue!sos se pueden aplicar# Si se clasi6can por
su sencille7, se puede ir desde las
apro+imaciones manuales -asa las!cnicas m&s so6sicadas de ala
ecnolo%$a#
•
En la selección de un m!odo se puedenener en cuena los si%uienes (acores• Capacidad de 9uien reco)a los daos#
• El impaco 9ue pueda producir el procesode recolección so"re el comporamieno delsisema real# :uede producir perur"acionesreales o ($sicas en el sisema o psicoló%icas#
• La (acilidad de con8ersión de los daos a
una represenación procesa"le por el
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ANLISIS RECOLECCIÓN DE DATOS
• Una 8e7 reali7ado el muesreo, los daos se-an de anali7ar e inroducir en el modelo#
Los daos usados para de6nir el modelo
pueden ser de dos ipos
• Determin+sticos" son daos conocidos concere7a# sos se pueden inroducir
(&cilmene en el modelo#
• ,robabil+sticos" -a' dos (ormas de incluirlosen el modelo
• Usar la muesra de daos reco%ida pararepresenar la disri"ución de pro"a"ilidades#
• Deerminar una disri"ución pro"a"il$sicaeórica 9ue se compore como la muesra 'usar !sa en el modelo# Eso permie ener
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DESARROLLO DEL MODELO
• Inclu'e la consrucción ' depuracióndel modelo del sisema real,
inclu'endo la selección de un len%ua)e
de pro%ramación, codi6cación del
modelo# Esa eapa se 8a a di8idir en
dos pares Comprensión del sisema '
Consrucción del modelo#• Dos !cnicas com*nmene usadas son
• La apro+imación de Ju)o ($sico
• Apro+imación de cam"io de esado#
8/18/2019 Introducción a La Simulación Undad 1
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DESARROLLO DEL MODELO
• Apro'imación de Flu2o F,sico! Se -ade ideni6car las enidades cu'o
procesamieno o rans(ormación
consiu'e el propósio principal del
sisema# Esas enidades pueden omar
di(erenes caminos en el sisema, las
ruas 9ue si%uen se deerminan mediane
re%las de decisión# La represenación del
sisema 8endr& dada mediane un
dia%rama de Ju)o de enidad ' los
elemenos de procesamieno del sisema#
8/18/2019 Introducción a La Simulación Undad 1
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DESARROLLO DEL MODELO
• Apro'imación de Cambio de
Estado! :ara descri"ir esa
apro+imación, se de"e de6nir unas
8aria"les endó%enas adicionales
9ue son las 8aria"les de esado e
inroducir un nue8o concepo, el de
suceso o e8eno# Las 8aria"les deesado descri"en el esado del
sisema en cada momeno#