Introducción a la Simulación

1. Ing. Mario Alberto Osorio Osorio
mosorio@unjfsc.edu.pe, mosorio_22@hotmail.com
Universidad Nacional
José Faustino Sánchez Carrión
Introducción a la Simulación

2. El hombre es un animal que usa herramientas
… sin herramientas no es nada,
con herramientas lo es todo.
THOMAS CARLYLE

3. La tecnología de simulación está encontrando su camino en
una creciente número de aplicaciones que van desde la
formación de los pilotos del avión al ensayo de nuevos
prototipos de productos.
La única cosa que estas aplicaciones tienen en común es que
todos ellos proporcionan un entorno virtual que ayuda a
prepararse para situaciones de la vida real, lo que resulta en
un ahorro significativo en tiempo, dinero, e incluso la vida.
Aplicaciones de la simulación

4. La simulación del sistema reduce el riesgo de tener
sistemas que operan de manera ineficiente o que no
cumplen con los requisitos mínimos de rendimiento.
Incremento de aplicaciones en el diseño y mejora de
sistemas de servicios y manufactura
Aplicaciones de la simulación
¿Cómo podemos mejorar el siguiente proceso?
……

5. Según Schriber (1987) la simulación es : «el modelamiento de
un proceso o sistema de tal manera que el modelo imita las
respuestas del sistema actual a los eventos que toman lugar
en el tiempo»
Oxford American Dictionary (1980) define la simulación: « es
una manera para reproducir las condiciones de una
situación, a través de un modelo, para estudiar, testear,
entrenar, etc»
La simulación es la imitación de
un sistema dinámico utilizando
un modelo de computadora con
el fin de evaluar y mejorar el
rendimiento del sistema.
¿Qué es la simulación?

6. En la práctica, la simulación se realiza generalmente
mediante software comercial de simulación como ProModel
¿Qué es la simulación?

7.  Proporciona un gran
realismo mediante
la animación gráfica
del sistema que se
está modelando.
Software comercial de simulación
 Diseñados específicamente para crear modelos que
capturan el comportamiento dinámico del sistema.
 Las estadísticas de rendimiento se recopilan
durante la simulación y se resumen de forma
automática para el análisis.

8. Software comercial de simulación
 Durante la simulación, el usuario puede
interactuar realizando el análisis «Y si» sobre la
marcha.
 Poseen capacidad de optimización.
 La simulación puede trabajar con información
inexacta, pero no puede trabajar con información
incompleta.

9. La simulación es una manera de validar si se
esta tomando la mejor decisión
Ayuda a ahorrar considerablemente al eliminar
la costosa y perturbadora técnica de la prueba
y error.
La simulación además de proveer de un
método de análisis formal y predictivo, puede
analizar sistemas complejos.
¿Por qué simular?
Empleando la simulación por computadora se pueden eliminar
considerablemente los grandes errores que se cometen al probar en forma
directa los cambios en el sistema, sin antes haber testeado las alternativas.
La simulación permite reducir por completo la incertidumbre frente a cual
idea funcionara mejor y a que costo, dejando fuera las emociones en el
proceso de toma de decisiones a través de la entrega de evidencia objetiva y
difícil de refutar.

10.  Captura la interdependencia de los sistemas
 Representa la variabilidad de los procesos,
actividades, etc.
 Es tan versátil que puede ser simulado incluso el
sistema mas complejo
 Muestra la conducta del sistema a través del
tiempo
¿Por qué simular?
 Experimentar sobre una simulación, corresponde solo una
fracción del tiempo y del costo de experimentar sobre el
sistema real

11. ¿Por qué simular?
 Provee información sobre todas las medidas de
desempeño del sistema simultáneamente
 Es visualmente atractivo y comunica fácilmente el proceso
que se esta simulando
 Provee resultados fáciles de entender y comunicar
 Corre en tiempo comprimido los segundos, horas, meses e
incluso años de operación
 Fuerza la atención en los detalles de los sistemas para que
operen mejor

12. Haciendo simulación
La simulación se realiza casi siempre como parte de un proceso
más amplio de diseño de sistemas o la mejora de procesos.
Problema
de diseño
o
necesidad
de mejora
Generan
alternativas
de solucion
Evaluan
alternativas
de solucion
Selecciona
la mejor
solucion
Implementa
la solucion
elegida
1. Se desarrolla un modelo para una solución alternativa.
2. El modelo se pone en funcionamiento para el período de interés y se
recopilan las estadísticas de rendimiento. (se realizan varias replicas de la
simulación que proveen promedios y varianzas)
3. Se analizan los datos para estimar estadísticamente el rendimiento del
modelo.
4. A través de un proceso iterativo de modelado, simulación, y análisis,
configuraciones alternativas y políticas de operación pueden ser
probados para determinar cuál es la solución que mejor funciona.

13. La simulación es esencialmente una herramienta de
experimentación en el que un modelo de computadora de un
sistema nuevo o existente se crea con el propósito de la
realización de experimentos.
Haciendo simulación
El modelo actúa como
un sustituto para el
sistema real o del
mundo real.
Conocimiento obtenido
de la experimentación
en el modelo pueden
ser transferidos al
sistema real.

14. Haciendo simulación
 La simulación es el proceso de diseñar un modelo de un
sistema real y llevar a cabo experimentos con este modelo.
(Shannon 1998).
 La realización de experimentos en un modelo reduce el
tiempo, costo, y la interrupción de la experimentación en
el sistema real.
Una prueba de concepto (POC) es una demostración, cuyo propósito es verificar
que ciertos conceptos o teorías tienen el potencial para su aplicación en el
mundo real. Por lo tanto, POC es un prototipo que está diseñado para determinar
la viabilidad, pero no representa los resultados finales.
 En este sentido, la simulación puede
considerarse como una herramienta
de creación de prototipos virtuales
para realizar pruebas de concepto.

15. Haciendo simulación
El procedimiento para hacer la simulación sigue el método científico
1. Formulamos una hipótesis sobre qué diseño o
políticas de operación funcionan mejor.
2. A continuación, establecemos un experimento
en la forma de un modelo de simulación para
probar la hipótesis.
3. Con el modelo, llevamos a cabo múltiples
repeticiones del experimento o simulación.
4. Por último, se analizan los resultados de la
simulación y sacar conclusiones sobre nuestra
hipótesis. Si nuestra hipótesis es correcta,
podemos confiadamente avanzamos en hacer el
diseño o los cambios operativos (suponiendo
que el tiempo y otras limitaciones de ejecución
están satisfechos).

16. A estas alturas debería ser obvio que la simulación en sí no es
una herramienta de solución, pero más bien una herramienta
de evaluación.
Haciendo simulación
 En él se describe cómo un sistema definido se comportará; no
prescribe cómo debe ser diseñado.
 Simulación no compensa la propia ignorancia de cómo se
supone que el sistema funcione.
 Tampoco se justifica dejar de ser cuidadoso y responsable en el
manejo de los datos de entrada y la interpretación de
resultados de salida.
 En lugar de ser percibido como un sustituto para el
pensamiento, la simulación debe ser visto como una extensión
de la mente que permite comprender la compleja dinámica de
un sistema.

17. El aumento de la popularidad de la simulación por
ordenador se puede atribuir a lo siguiente:
 Aumento de la concienciación y la comprensión de
la tecnología de simulación.
 Aumento de la disponibilidad, capacidad y facilidad
de uso del software de simulación.
 Aumento de la memoria y de procesamiento
informático velocidades, especialmente de los PC.
 La disminución de los costos de hardware y
software.
Usos de la simulación

18. Para muchas empresas, la simulación se ha convertido en una
práctica estándar cuando se está planificando una nueva
instalación o se está evaluando un cambio de proceso.
Aplicaciones típicas de la simulación incluyen:
Usos de la simulación
• Work-flow planning.
• Throughput analysis.
• Capacity planning.
• Productivity improvement.
• Cycle time reduction.
• Layout analysis.
• Staff and resource planning.
• Line balancing.
• Work prioritization.
• Batch size optimization.
• Bottleneck analysis.
• Production scheduling.
• Quality improvement.
• Resource scheduling.
• Cost reduction.
• Maintenance scheduling.
• Inventory reduction.
• Control system design.

19. Como pauta general, la simulación es apropiado si los
cumplen los criterios siguientes:
 Está en una decisión operativa (lógico o cuantitativa).
 El proceso que se está analizando está muy bien definido y
repetitivo.
 Actividades y eventos son independientes y variables.
 El impacto del coste de la decisión es mayor que el costo
de hacer la simulación.
 El costo de experimentar en el sistema real es mayor que
el costo de simulación.
¿Cuándo es apropiado la simulación?

20. Para obtener los mayores beneficios de la simulación, un
cierto grado de conocimientos y habilidades en las siguientes
áreas es útil:
• Gestión de proyectos.
• Comunicación.
• Ingeniería de Sistemas.
• Análisis y diseño de experimentos estadísticos.
• Principios y conceptos de modelado.
• Programación básica y conocimientos de informática.
• Formación en uno o más productos de simulación.
• Estar familiarizado con el sistema que es investigado .
Habilidades requeridas