090507

SIMULACION CON ARENA MC GERARDO ADRIAN ROMERO RUGERIO [email protected] DEPTO. DE ESTUDIOS DE POSGRADO DEL ITP INGENIERIA INDUSTRIAL

PRESENTACION DE LOS ASISTENTES

PRIMERA PARTE

INTRODUCCION

SIMULACION: UNA HERRAMIENTA MODERNAPARA LA TOMA DE DECISIONES

PRIMERA PARTE ENFOQUE Y CONCEPTOS DE SISTEMAS

CONCEPTOS ELEMENTALES DE SISTEMAS ENFOQUE DE SISTEMAS El enfoque de sistemas establece que "el mundo y cualquiera de sus partes puede visualizarse como un conjunto de sistemas en interacción dinámica". Es un punto de vista, una forma de pensar, que en la confrontación de una situación problemática, busca no ser reduccionista.

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

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Tres son los usos más comunes del enfoque sistémico

Desarrollar conceptos y lineamientos para estudiar la realidad como sistema. Desarrollo de esquemas metodológicos para orientar el proceso de solución de problemas en distintas fases. Desarrollo de técnicas y modelos para apoyar la toma de decisiones.

El enfoque de sistemas tiene como propósito hacer frente a los problemas cada vez mas complejos que plantean la tecnología y las organizaciones modernas, problemas que por su naturaleza rebasan nuestra intuición pura y para los que es fundamental comprender su estructura y proceso (subsistemas, restricciones del medio ambiente, etc.).

CONCEPTO DE SISTEMA Por sistema; se entiende una colección de entidades Tres relacionadas, cada una de características: las cuales se caracteriza 1. Tienen fronteras por atributos o características que pueden 2. Existe dentro de un medio estar relacionados entre sí. ambiente Los objetivos que se 3. Tiene persiguen al estudiar uno o subsistemas varios fenómenos en función de un sistema son aprender cómo cambian los estados, predecir el cambio y controlarlo

REPRESENTACION BASICA DE UN SISTEMA MEDIO AMBIENTE

O B J E T O

OO TB RJ OE ST O S

DEFINICIONES DE SISTEMA 

Es un grupo o colección de elementos interrelacionados que cooperan para cumplir con un objetivo dado.



Un sistema es capaz de producir un resultado que ninguno de los elementos que lo forman puede producir por si solo.



Un sistema solo existe en la mente del que lo concibe.

EL MODELO DE DIAMANTE

CONCEPTUALIZACIÓN

“B” MODELO CONCEPTUAL

ABSTRACCIÓN Y SIMPLIFICACIÓN

“A” SITUA-CIÓN PROBLEMATICA

VALIDACIÓN

“C” MODELO FORMAL

RETROALIMEN TACIÓN

IMPLANTACIÓN

“D” SOLUCIÓN

ALIMENTACIÓN Y MANIPULACIÓN DEL MODELO

¿QUE ES UN SISTEMA? MEDIO

CONCEPCION DE UNA ORGANIZACIÓN COMO UN SISTEMA

AMBIENT E

OTRO S SISTE -MAS

OBJET O SISTE MA

$ MATERIALES

CONCEPCION SIMPLE: COMO UN PROCESO DE TRANSFORMACION

ENERGIA INFORMACION DECISONES

SISTEMA PRODUCTOS

AGREGADO DE ENTIDADES “S I S T E M A” D E I N T E R E S

“S I S T E M A” DE INTERES

S IS T E M A D E A C T I VI D A DES ACTIVIDA D 2

ACTIVIDA D 1 ACTIVIDA D 3

ACTIVIDA D 5

ACTIVIDA D 4

FUNCIÓN

RED DE ENTIDADES

GENER AL

SISTEMA DE ACTIVIDADES

La N funcionalidad de los objetos

OBJETO

S A I C S T TDI E V M EI A D A D E S

FUNCIÓN 1

FUNCIÓN 2

FUNCIÓN “n”

La visión del mundo UNA ARTESA NIA UN ARMA UN INSTRU MENTO DE TRABAJO

DEFINICION: SIMULACION Definiremos la simulación como el proceso de diseñar un modelo de un sistema real y realizar experimentos con el modelo para entender el comportamiento del sistema y/o evaluar varias estrategias para su operación. Lo que implica que el diseño del modelo es un proceso crítico porque deberá reflejar el comportamiento real del sistema a través del tiempo.

CONCEPTO DE MODELO Por modelo se entiende a una representación de un grupo de objetos o ideas en alguna otra forma que aquella de la entidad misma.

• Es posible probar nuevos diseños, políticas, Ventajas de la simulación etc., en el sistema, sin consumir recursos en su implantación. • Para identificar cuellos de botella en la información, el material y flujos de producto y probar opciones para aumentar los flujos. Esto nos permite probar la hipótesis sobre - ¿cómo? o ¿por qué? - ciertos fenómenos ocurren en el sistema. • Permite controlar el tiempo. La gran ventaja de la Simulación es su capacidad de permitirnos experimentar con situaciones nuevas y desconocidas y contestar a preguntas como "¿que pasaría si?"

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Sin embargo … Modelar sistemas es un arte que requiere de cierta

especialización y entrenamiento. Los resultados dependen de la habilidad del modelador y de la calidad del modelo. Requiere de datos de entrada confiables lo cual puede implicar mucho tiempo para reunirlos o bien pueden ser datos cuestionables. Los modelos de simulación son de entrada-salida, indican la salida probable para ciertos datos de entrada. La simulación no entrega una solución óptima, más bien sirve como un instrumento para el análisis del comportamiento de un sistema en condiciones especificadas por el experimentador.

Simulación ¿ ciencia o arte?

¿ COMO SE ENSEÑA UN ARTE ?

LAS VARIABLES Y LOS TIPOS DE SISTEMAS

PERO, ¿QUÉ ES UNA VARIABLE? Y ¿COMO SE DETERMINA EL ESTADO DE UN SISTEMA?

lo continuo lo deterministico

lo dinámico

lo estático lo estocástico

lo discontinuo (discreto)

lo continuo Una aeronave vuela bajo el control del piloto automático. Un giróscopio en el piloto automático detecta la diferencia entre la dirección real y la deseada, y envía una señal para mover las superficies de control. Como respuesta al movimiento de la superficie de control, el aeroplano gira en la dirección deseada.

a los sistemas en que los cambios son predominantes suaves, se les conoce como sistemas continuos

lo discontinuo (discreto) Una fábrica produce y ensambla componentes para dar un producto, las partes principales del sistema son el departamento de producción y el departamento de ensamble, hay un departamento de compras que mantiene un suministro de materia prima y un departamento de embarques que despacha los productos terminados, un departamento de control de la producción recibe pedidos y asigna trabajo a los otros departamentos.

a los sistemas en que los cambios son predominantes discontinuos se les conoce como sistemas discretos.

Un modelo estático representa el sistema en un determinado instante (por ejemplo, los modelos del tipo Monte Carlo). Un modelo dinámico representa la evolución del sistema en el tiempo. Un modelo se dice determinista si no contiene variables aleatorias. En caso contrario, se dice estocástico. Los datos de salida de un modelo determinista son únicos para un conjunto de entradas dado, los de un modelo estocástico pueden ser, a su vez, aleatorios.

EL ENFOQUE DE PROCESOS

ENFOQUE DE PROCESOS 



El objeto de estudio se representa como una caja en la que se indican los flujos de entrada y salida del sistema. Es visto como una entidad que recibe ciertos insumos y los transforma en productos

DATOS DE ENTRADA VARIABLES MUESTREADAS

LOGICA DEL SISTEMA

MODELO

DATOS DE SALIDA VARIABLES CALCULADAS

ELMENTOS DE LOS MODELOS 

ENTIDADES 

ATRIBUTOS

  



PROCESOS 

RECURSOS

  

 

VARIABLES EVENTOS

Clientes, materiales, ordenes de trabajo, etc Tipo de entidad, su grafico de animación, etc. Las transformaciones o servicios. Equipos y/o servidores involucrados en el proceso. Valores relevantes del proceso Sucesos relevantes provocados por las entidades

SISTEMA

ENTIDADES ATRIBUTOS PROCESOS

RECURSOS ESTADO DEL SISTEMA

TRAFICO

AUTOS

VELOCIDAD, DESTINO

CONTROL DEL CALLES TRAFICO SEMAFOROS

BANCO

CLIENTES

SALDO TRANSACCIONE CAJEROS DOCUMENTOS S BANCARIAS EFECTIVO

CONGESTIONA MIENTO

LONGITUD DE LA FILA, TIEMPO DE ESPERA

COMUNICACIO LLAMADAS NES

LONGITUD INTERCOMUNIC EXTENSIONES CONGESTIONA DESTINATA-RIO ACION LINEAS MIENTO CONMUTA-DOR

SUPERMERCADO

LISTA DE COMPRAS

CLIENTES

PAGOS COMPRAS

CARRITOS CAJAS DE COBRO

NIVEL DE SERVICIO LONGITUD DE FILAS

RELOJ DE LA SIMULACION

ESTADO DEL VARIABLES SISTEMA

SISTEMA

ENTIDADES

RECURSOS

ATRIBUTOS

ATRIBUTOS

ENTIDADES

EVENTOS

Los clientes que necesitan varios artículos llegan a un supermercado, toman un carrito, si lo hay disponible, realizan su compra y luego forman cola para salir por una de las distintas cajas, después de pagar devuelven el carrito y salen del lugar.

Los clientes que necesitan varios atributo entidad artículos llegan a un supermercado, toman un carrito , si lo hay disponible, evento realizan su compra y luego forman variable recurso evento cola para salir por una de las distintas evento evento cajas, después de pagar devuelven el evento variable carrito y salen del lugar. recurso

evento evento

evento

SISTEMA

SISTEMA SISTEMA SISTEMA

t=0

SISTEMA

t=n n = longitud de la corrida

Condiciones iniciales

Condiciones transitorias

Condiciones finales

EXPERIMENTO DE SIMULACION No. de replicas = no. de veces que se repite el experimento

ejercicios

A un puerto llegan barcos que atracan junto a un muelle si está disponible; en caso contrario, esperan hasta que se libere uno. Los descargan varias cuadrillas de trabajo cuyos tamaños dependen del tonelaje de la nave. Una bodega contiene un nueva carga para el barco. Se carga el barco y luego se hace a la mar. Sugerir dos eventos exógenos (distintos a las llegadas) que pueda ser necesario tomar en cuenta

Se desea agregar una nueva ruta de autobuses en una ciudad, y el gerente de tráfico de la empresa debe determinar cuántos autobuses adicionales se necesitaran.

Si el gerente de la empresa desea evaluar el efecto de la nueva ruta en el sistema de tránsito como un todo, ¿Cómo sugeriría que incorpore las características de la nueva línea para formar parte de un modelo del sistema total? Sugeriría un modelo continuo o discreto al gerente de tráfico.

FIN DEL TEMA 1

¡ Break ! 15 minutos

PRIMERA PARTE

FINAL DE LA PRIMERA PARTE

CONDICIONES DE ESTADO ESTABLE EJEMPLO DE LINEAS DE ESPERA

MODELO M/M/1 = 20 unidades por hora y μ= 30 unidades por

Variables relevantes. Po = 1/3 , L = 2 unidades , W = 6 minutos Lq = 4/3 , Wq = 4 minutos

CONDICIONES DE ESTADO ESTABLE EJEMPLO DE LINEAS DE ESPERA

AHORA CON SIMULACION

DATOS DE ENTRADA

INPUT ANALYZER 12 10 8 6

Serie1

4 2 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11

Ejemplo 17.392

8.11

4.078

3.151

3.528

2.44

5.924

3.461

2.052 10.369

3.69

10.87

4.793

2.498

0.569

8.281

0.154

5.959

3.384 12.877

5.244 16.677

5.977

4.313

4.767

2.381

6.443

1.392

1.578

8.115

4.891

7.728

2.717 10.451

5.901

0.818

7.088

2.637

4.714

3.032

1.495 15.733

7.768

7.822

3.708

6.412

1.29

3.957

5.285

7.094

1.264

2.63 10.177

2.155

2.945

7.552

11.094

4.772

7.281 14.344 19.867

1.611

1.781

1.53

3.28

6.001

9.569

8.477

0.843

1.182

8.121

13.602

6.72

3.078

2.333

0.119

2.072

1.486

3.791

4.214

4.301

0.202

7.489

1.422

1.453

0.022

3.043

0.877

6.966

2.103

1.816

0.433

2.547

2.007

1.395

4.661

7.378

5.3 17.066 12.171