Definiciones e importancia de la simulación en la ingeniería
Aprenderemos la importancia de la simulación en la ingeniería y comentamos los conceptos y definiciones más importantes.
Una aportación importante de los sistemas de cómputo a la ciencia y la tecnología es la velocidad con la que pueden realizar cálculos complicados. Ésta característica permite que los sistemas computacionales sean utilizados para analizar el diseño y la operación de sistemas complejos.
¿Qué es la simulación?
Una de las definiciones más difundidas es la de Thomas H. Naylor (citado en Coss R., 2005): “Simulación es una técnica numérica para conducir experimentos en una computadora digital. Estos experimentos comprenden ciertos tipos de relaciones matemáticas y lógicas, las cuales son necesarias para describir el comportamiento y la estructura de sistemas complejos del mundo real a través de períodos largos de tiempo”.
¿Cuál es la importancia de la simulación? ¿Por qué debes entenderla?
En 1940, durante la segunda guerra mundial, los científicos Von Neuman y Ulam trabajaban en el proyecto Monte Carlo lograron resolver problemas complejos utilizando modelos de simulación. Éstos problemas no podrían haber sido resueltos por experimentación (sería muy costoso), o mediante análisis matemático (sería muy complicado). De allí deriva la importancia de la simulación.
Actualmente, se ha podido aprovechar la velocidad de los sistemas de cómputo por lo que han surgido nuevas aplicaciones que a su vez han dado paso a nuevos problemas, en los campos de la administración de negocios, la economía, la investigación de operaciones, los sistemas de producción, entre otros. Observamos la importancia de la simulación pues ésta nos permite conocer mejor un sistema estudiado, ya que analiza diferentes escenarios considerando múltiples variables a través del tiempo.
Las áreas donde podríamos aplicar simulación son entre otras: simulación de un sistema de colas, simulación de un sistema de inventario, simulación de un proyecto de inversión, simulación de sistemas económicos, simulación de estados financieros (Coss, 2005).
Conceptos básicos de simulación
Elementos básicos de un simulador de eventos discretos
Las siguientes definiciones han sido tomadas de García E., García H. y Cárdenas L (2006):
- Simulación de eventos discretos. El conjunto de relaciones lógicas, matemáticas, y probabilísticas, que integran el comportamiento de un sistema bajo estudio cuando se presenta un evento determinado.
- Sistema. Conjunto de elementos que se interrelacionan para funcionar como un todo. Éstos elementos pueden ser entidades, estado del sistema, eventos, localizaciones, recursos, atributos, variables y reloj de simulación.
- Entidad. Es la representación de los flujos de entrada a un sistema.
- Estado del sistema. La condición que guarda el sistema bajo estudio en un momento determinado.
- Evento. Cambio en el estado actual del sistema. Hay dos tipos: actuales y futuros.
- Localizaciones. Lugares en los que la pieza puede detenerse para ser transformada o esperar a serlo.
- Recursos. Dispositivos necesarios para llevar a cabo una operación. No forman parte de localizaciones.
- Atributo. Característica de una entidad.
- Variables. Condiciones cuyos valores crecen y modifican por medio de ecuaciones matemáticas y relaciones lógicas.
- Reloj de simulación. Contador de tiempo de simulación Hay dos tipos: absoluto y relativo.
Ejemplo
“A un taller llegan piezas de diferentes tamaños que se acumulan en un almacén temporal. Un operario transporta las piezas de ese almacen a un torno”.
El sistema es el conjunto de todos los elementos del proceso: el operario, el almacén temporal, las piezas, el torno. Las entidades (flujos de entrada) son las piezas. Un evento podría ser la llegada de una pieza, o la salida de una pieza del torno. Las localizaciones serían el almacén temporal y el torno. El operario sería un recurso. Un atributo de las piezas es el tamaño, aunque podría tener otros. Ejemplos de variables en este sistema serían el número de piezas en el almacén y el número de piezas procesadas por el torno.
Los elementos restantes (reloj de simulación y estado del sistema) se observarían cuando la simulación estuviese en marcha.
Referencias
- Coss R. (2005). Simulación: un enfoque práctico. México: Limusa.
- García E., García H. y Cárdenas L (2006). Simulación y análisis de sistemas con ProModel. Pearson Educación, México.
- Imagen por: Mugley. Algunos derechos reservados.
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