Simuladores de Eventos Discretos

8/14/2019 Simuladores de Eventos Discretos

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Simuladores de

Eventos Discretos


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PROPSITOS DE LA CLASE.

Proveer al estudiante de un entendimiento de la

teora y proceso del modelado de la simulacin.

Conoce los principales lenguajes de simulacin y

simuladores, sus caractersticas, y sus aplicacionesen las organizaciones.

Aprender a utilizar un simulador.

Simular un problema aplicado a un sistema

productivo.

Comprender el papel de la simulacin en la

resolucin de problemas de ingeniera.


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En esta unidad introductoria se abordan algunos

conceptos elementales en relacin con los sistemas,

los modelos y la simulacin. Tambin se indican las

principales ventajas y desventajas de los modelos desimulacin y su clasificacin. Uno de los puntos mas

importantes de esta unidad es el establecimiento de

los pasos a seguir para realizar un estudio de

simulacin, estos pasos son la base para el desarrollode las siguientes unidades.


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Contenido

1. Haciendo memoria

2. Simuladores (Arena, ProModel, Witness, etc.)

3. Aprendizaje y uso de un simulador:

a) Caractersticas del software

b) Elemento del modelo

c) Mens principales

d) Construccin del modeloe) Practica usando el simulador aplicado a un

sistemas productivos.


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1. Haciendo memoriaQu es Simulacin?

Son mtodos y

aplicaciones usadas para

imitar sistemas reales,

usualmente mediante el

uso de la computadora,

analizando los datos con el

fin de mejorar el

rendimiento del sistema.

(Law y Kelton, 1991).


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La simulacin es la representacin de la operacin de

algn proceso o sistema del mundo real a travs del

tiempo. Ya sea hecha manualmente o en una

computadora, la simulacin involucra la generacin de

una historia artificial de un sistema y su observacin para

obtener inferencias relacionadas con las caractersticas

operativas del sistema real [Banks et. al., 2001].

Simulacin.


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El comportamiento de un sistema a travs del tiempo es estudiado

mediante el desarrollo de un modelo de simulacin. Este modelo

comnmente toma la forma de un conjunto de supuestos respecto a

la operacin del sistema, estos supuestos son expresados en formade relaciones matemticas y lgicas entre los objetos de inters del

sistema.

Despus que ha sido desarrollado, validado y verificado el modelo, puede ser utilizado para investigar una amplia variedad de

preguntas del tipo ``qu pasa si...?", acerca del mundo real. La

simulacin tambin puede ser utilizada para estudiar sistemas en su

etapa de diseo, antes de que dichos sistemas sean construidos.


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La tcnica de simulacin de sistemas es una herramienta

de anlisis, cuyo uso se ha extendido a diversas reas

recientemente. Su inicio se ubica en la dcada de los

cuarentas cuando Von Neumann y Ulam la utilizaron para analizar y resolver problemas complejos en el

campo de la fsica, en los que la solucin analtica no

siempre es factible o es demasiado costosa. El uso de la

computadora, con las facilidades y ventajas que estoimplica, hizo posible que la simulacin de sistemas

ampliara las reas y objetivos de su aplicacin

[Rodriguez et. al., 1991].

La Historia.


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Sistemas Sistema proceso o servicio, real o planeado

Ejemplos: Servicios de manufactura

Operaciones bancarias

Operaciones de un aeropuerto

Operaciones de transporte/logstica/distribucin

Servicios Hospitalarios

Red de computadoras.

Sistema de autopistas

Procesos de negocios Plantas qumicas

Restaurantes de comida rpida

Supermercado


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Trabajar con el Sistema?

Estudiar el sistema medir, mejorar, disear,controlar

Jugar con el sistema real

Ventaja: se observan las caractersticas y eventos queocurren en la realidad

Qu pasa cuando no es posible jugar directamente

con el sistema que se pretende estudiar: Sistema no existe

Podra ocasionar disturbios en el sistema, resulta caro, o

es peligroso.


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Modelos Modelo Conjunto de suposiciones/aproximaciones acerca

de cmo un sistema trabaja

Estudiar el modelo en lugar del sistema real.

Pueden probarse una amplia variedad de ideas con elmodelo

Validacin del modelo: Se representa la realidad completamente?

Nivel de detalle

Fsicos (iconogrficos)

Lgicos (matemticos)


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Diferentes tipos de simulacin

Esttica vs. Dinmica El tiempo juega un papel importante en el modelo?

Cambio continuo vs. Cambio discreto El estado del sistema cambia continuamente o slo en

puntos discretos del tiempo? Determinista vs. Estocstica Todo es seguro o hay incertidumbre?

La mayora de los modelos operacionales:

Dinmicos, cambio discreto, estocsticos


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La Figura 1.1. muestra las distintas alternativas que se pueden

seguir para realizar experimentos con un sistema, desde luego, elmayor realismo es alcanzado al experimentar con el sistema real, lo

cual constituye la principal ventaja de esta alternativa; sin embargo,

esto tiene numerosas desventajas, entre ellas est el hecho de que el

sistema real debe existir antes de que los experimentos puedan serrealizados en l, mientras que el objetivo podra ser el diseo de un

sistema que an no existe. Por otro lado, si el sistema ya existe y

est en operacin, por razones econmicas y/o polticas podra no

ser factible interrumpir su utilizacin con el objeto de realizar la

experimentacin. An en el caso de que el sistema real pudiera serutilizado para la experimentacin, se requeriran generalmente

grandes cantidades de tiempo para llevar a cabo los experimentos.

Adems, los resultados observados durante la experimentacin con

el sistema real no se pueden generalizar

Experimentacin con el Sistema.


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2.- Simuladores (Arena, ProModel,Witness, etc.)

Simulacin por computadora

La simulacin por computadora se refiere a los

mtodos utilizados para estudiar una ampliavariedad de modelos de sistemas Evaluada numricamente en una computadora

Utiliza software para imitar las caractersticas y

operaciones del sistema, a travs del tiempo

El poder de la simulacin est en el estudio de

sistemas complejos


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COMPARACIN DE PAQUETES DESIMULACIN CON LENGUAJE DEPROGRAMACIN Una de las decisiones ms importantes que debe preocupar a

un modelador o un analista debe ser el estudio de la opcin delsoftware a emplear. Si la seleccin del software no es losuficientemente flexible o es demasiado difcil para usar,entonces el proyecto de simulacin puede producir resultadoserrneos o ni siquiera pobra completarse.

Un automtico paquete de simulacin muestra resultados con unsignificativo decremento de tiempo y una reduccin en el costodel proyecto global.

El lenguaje bsico de programacin que emplean es C Un paquete de simulacin de propsito general puede usarse

para cualquier aplicacin, pero podra tener los rasgosespeciales con toda seguridad en algunos otros.


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Clasificacin Manufactura. AutoMod [Banks (2004) and Broks (2005)], Enterprise

Dynamics [Incontrol (2005)], Flexsim [Flexsim (2005)], ProModel[Harrell et al. (2004) and PROMODEL (2005b)], QUEST [Delmia(2005)], and WITNESS [Lanner (2006)].

Redes de Comumicacin. OPNET Modeler [OPNET (2005)] and

QualNet [Scalable (2005)]. Procesos de Reingeniera y Servicios. ProcessModel[ProcessModel (2005)], ServiceModel [ PROMODEL (2005c)], andSIMPROCESS [CACI (2005)].

Cuidado de la Salud. MedModel [PROMODEL (2005a)]. Centros de Contacto. Arena Contact Center Edition [Rockwell

(2005b)]. Cadena de Suministros, Supl Chain Builder [Simulatin Dynamics

(2005)]. Animacin (auto-suficiente). Proof. Animation [Wolverine (2006)]

and Systemflow 3D Animador [Systemflow (2005)].


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Usuarios graves de simulacin! Un examen de la Cumbre Mundial 2007 del WSC (Winter

Simulation Conference) www.wintersim.org dice que msde 300 documentos fueron presentados este ao, y elnmero de documentos que hacen referencia a los diversos

paquetes de simulacin en la actuacin de los lderes

mundiales en la conferencia, incluy los siguientes

productos:


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3.- Aprendizaje y uso de un

simulador:

ProModel es un simulador con animacin para

computadoras personales. Permite simular cualquiertipo de sistemas:

Manufactura,

Logstica,

Manejo de materiales, etc. Puedes simular bandas de transporte, gras viajeras,

ensamble, corte, talleres, etc.


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a) Caractersticas del softwareGeneralidades de ProModel

Para hacer una simulacin con ProModel se deben

cumplir dos eventos

Los elementos que conforman el modelo han de

estar correctamente definidos, porque elprograma antes de hacer la simulacin

comprueba la correccin en la definicin del

modelo.

El modelo debe contener al menos los siguienteselementos: Locaciones, entidades, arribos y

proceso.


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b) Elemento del modeloEsquema de funcionamiento

La simulacin con ProModel es la forma como se

animan las interacciones entre los elementos

(locaciones, entidades, ...) y la lgica definida.


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c) Mens principales yd) Construccin del modelo


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Locaciones Representan los lugares fijos en el sistema a dnde se

dirigen las entidades por procesar, el almacenamiento,

o alguna otra actividad o fabricacin. Deben usarse locaciones para modelar los elementos

como las mquinas, reas de espera, estaciones detrabajo, colas, y bandas transportadoras.


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Editor de locaciones El Editor de locaciones consiste en tres ventanas:

La ventana de Grficos ubicada hacia la esquina

inferior izquierda de la pantalla,

La tabla de edicin de locaciones a lo largo de la

parte superior de la pantalla, y

La ventana de Layout (Esquema) ubicada hacia la

esquina inferior derecha de la pantalla.


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Entidades

Todo lo que el sistema procesa es llamado "Entidad",tambin puede pensarse en ellas como las partes en lossistemas de manufactura, personas, papeles, tornillos,productos de toda clase.


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Editor de Entidades Consiste en: Una tabla de edicin para especificar las

propiedades de la entidad en el sistema, y Una ventana grafica para seleccionar uno o ms

grficos para representar la entidad.

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Path Networks Se pueden conceptualizar como rutas, rieles o

caminos fijos por los cuales se mueven los recursos

(operarios, maquinas, etc.) para transportar entidades.

.


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Editor de Path Networks

En sta tabla se rene la informacin bsica de la "ruta"

.


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Recursos Un recurso es un operario, o una maquina que sirve

para transportar, realizar operaciones puntuales,mantenimientos o asistencias complementarias para el

procesamiento de entidades.

Hay recursos dinmicos y estticos,

.


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Editor de Recursos Consiste de la tabla de edicin de recursos y la ventana

de grficos; las dos se usan para definir lascaractersticas de los recursos.

.


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Proceso Define las rutas y las operaciones que se llevaran a cabo en

las locaciones para las entidades en su viaje por el sistema. Tambin puede decirse que generalmente se conocen o

hacen parte de la informacin recolectada del sistema, losdiagramas de proceso o operacin, estos se transcribirn alcomputador para formar el proceso.

.


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Editor de Proceso

El editor de proceso consta de cuatr o ventanas que se despliegan simultneamente.

.


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Arribos Al transcurrir la simulacin nuevas entidades entran al

sistema, esto es un arribo. Un arribo puede consistir en personas, materia prima,

informacin, los sistemas necesitan una entrada para

activar el funcionamiento de los procesos al interior de

ellos.

.


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Editor de Arribos

El editor de arribos consta de tres ventanas que

aparecen la pantalla juntas,

La tabla de edicin,

La ventana de herramientas y

Ventana de layout esquema.

.


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Informacin General Permite especificar informacin bsica del modelo

como el nombre; las unidades por defecto de tiempo ydistancia, as como la librera grafica de la cual setoman las imgenes para crear locaciones, entidades,etc

.


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Construccin de la lgica

Dentro de los elementos que conforman los

modelos en ProModel, existen cuadros o

ventanas de lgica.

.


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Ejemplo

Fabricacin de Engranes (notas) Modelo original Con tiempos constantes (1 ) Con tiempos aleatorios ( 2 )

Modelo con recursos ( 2 ) Modelo con bandas transportadoras ( 2 ) Modelo con preparacin de cajas y traslado a un almacn

( 5 )

Analizar Utilizacin del equipo Probar escenarios


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Bibliografa SIMULATION MODELING AND ANALYSIS

Third Edition

Averill M. Law

W.David Kelton

Ed. McGraw-Hill

Simulation A Modelers ApprachJames R. ThompsonEd. Vic Barnett

SIMULACIN CON SOFTWARE ARENACuarta Edicin

W. David Kelton

Randall P. SadowskiDavid T. Sturrock

Ed. McGraw-Hill


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