Modelización y Simulación

Toda simulacion implica un modelo. El modelo es la representación estática de un sistema, es algo asi como una fotografía en un momento determinado. La simulación del sistema consiste en la interacción de los elementos del modelo a medida que pasa el tiempo.

El modelado es un acto de selección de aquello que queremos modelar y, para seleccionar requerimos de algun propósito que nos guie. Simulamos para conocer algo del sistema que nos ayudara a tomar decisiones respecto del mismo.

Las razones para simular son muchas ,como muchas son las realidades. El propósito principal para usar la simulación en cualquier área del conocimiento, es la búsqueda del hombre por adquirir conocimientos referentes a la predicción y explicación lógica de un determinado fenómeno.

La simulación es una técnica de resolución de problemas de forma experimental y su uso debe aplicarse bajo los siguientes supuestos cuando:

1.  No exista una formulación matemática completa del problema o no se han desarrollado aún los metodos analíticos para resolver el problema.
2.  Existen los métodos analíticos, pero las hipótesis simplificadoras necesarias para su aplicación desvirtuan las soluciones obtenidas y su interpretación.
3. Los métodos analíticos existen, y en teoría están disponibles, pero los procedimientos numéricos son tan arduos y complejos que la simulación constituye un método mas sencillo para obtener la solución.

Limitaciones de la Simulación

• La simulación es costosa en horas de computador.
• Se requieren de grandes corridas computacionales para lograr “soluciones optimas “, lo cual repercute en altos costos.
• Es dificil aceptar la solucion que brinda un modelo de simulación.
• Los modelos de simulación no sirven para encontrar respuestas óptimas, sino la que parece la “ mejor solución ”, por eso, los estudios de simulación deben plantearse cuidadosamente por expertos.
• Suele ser dificil la validación del modelo y de los resultados.
• La aceptación de los resultados requiere un elevado conocimiento del modelo empleado, por lo que
  es dificil su aceptacion por personas no involucradas en el grupo que ha realizado la simulación.
• La simulación conduce solo a datos numéricos sobre el comportamiento del sistema, no proporciona una visión adicional respecto a las relaciones de causa y efecto dentro del sistema.

Aplicaciones de la Simulación

La simulación de sistemas de manufactura, en donde los elementos con movimiento pueden representar las componentes que se estan fabricando.

Simulación de las operaciones de un aeropuerto grande para probar los cambios en las políticas de decisión y prácticas de la empresa: capacidad, facilidades para pernoctar, equipo de repuesto, etc.

Simulación de la operación de las brigadas de mantenimiento de una compañia para probar el tamaño óptimo.

Simulación de la economía de una nación para determinar el efecto de las decisiones de las políticas económicas.

Simulación de la operación global de una empresa para determinar los sistemas de cambios en las políticas de decisión.

Simulación de la operación de una línea de producción para determinar la capacidad de espacio de almacenamiento.

Introducción general a la simulación

Términos Básicos

Los términos sistema y modelo son muy importantes en la definicion antes descrita. Un sistema es una colección de variables que interactúan entre sí dentro de ciertos límites para lograr un objetivo. El modelo por su parte es una representación de los objetos del sistema y refleja de manera sencilla las actividades en
las cuales esos objetos se encuentran involucrados.

• Se utilizará el término estado del sistema para indicar una descripción de todas las entidades, atributos y actividades de acuerdo con su existencia en algún punto en el tiempo. El proceso del sistema se estudia siguiendo los cambios en el estado del sistema.

• Un paso importante en la modelación de sistemas consiste en establecer el límite entre el sistema y su medio ambiente. La decisión puede depender del propósito del estudio.

•  Se utilizará el termino endógeno para describir las actividades que ocurren dentro del sistema.
• De igual manera, el término exógeno para describir las actividades en el medio ambiente del sistema, que lo afectan.
• Al sistema para el que no existen actividades exógenas se le denomina cerrado, en comparación con un sistema abierto que si tiene actividades exógenas.

Otra distinción que debe establecerse entre las actividades( exógenas y endógenas), depende de la manera en que se pueden describir. En donde es posible describir completamente el resultado de una determinada actividad en términos de su entrada se dice que la actividad es determinista.

Cuando los efectos de la actividad varian aleatoriamente en distintas salidas se dice que la actividad es estocástica.

A los sistemas en que los cambios son predominantes suaves, se les conoce como sistemas continuos. Una
descripción de un sistema continuo tiene la forma de ecuaciones continuas que muestran la manera en que los atributos del sistema cambian con el tiempo.

Los sistemas en que los cambios son predominantemente discontinuos o a saltos, se les conoce como discretos. Una descripción de un sistema discreto se refiere a los eventos que producen cambios en el estado del mismo.

El objetivo de muchos estudios de sistemas es predecir la manera en que se comportará el sistema antes de que sea construído.

Por lo general, los estudios de sistemas se realizan con un modelo del sistema.

Se han utilizado muchos tipos de modelos en los estudios de sistemas, ademas de haberse clasificado en una diversidad de maneras. A veces, esta clasificacion se basa en términos de la naturaleza del sistema que modelan, tal es el caso de continuo versus discreto o determinista vs. estocástico.Para otros fines, se les considera a los modelos como matematicos o modelos fisicos.

Una segunda clasificacion la constituye los modelos estáticos o dinámicos.