Simulación

MODELADO, SIMULACION Y OPTIMIZACIÓN DE PROCESOS Y SERVICOS USANDO LA HERRAMIENTA TECNOLÓGICA PROMODEL

MODELING, SIMULATION AND OPTIMIZATION OF PROCESSES AND SERVICES USING THE TECHNOLOGICAL TOOL PROMODEL

MTI. ROSA IMELDA GARCIA CHI

MSI. ARTURO EGUIA ALVAREZ

I.I. GLORIA EMILIA IZAGUIRRE CARDENAS

RESUMEN

En el siguiente artículo se informará sobre una herramienta importante en el diseño y desarrollo de sistemas llamada Simulación, y que es utilizada en la Ingeniería en Sistemas computacionales e Ingeniería Industrial. Esta herramienta tecnológica está definida como el desarrollo de un modelo lógico matemático de un sistema, de tal forma que se obtiene una imitación de la operación de un proceso de la vida real o de un sistema a través del tiempo. Por medio de ella, el estudiante obtiene los medios de observación y experimentación que han sido la esencia de los métodos científicos, teniendo la oportunidad de interpretar y proponer soluciones óptimas a los casos reales que se le presentan en el transcurso de su formación profesional.

PALABRAS CLAVES

Simulación, computadora, sistemas, modelos, software, herramienta, tecnología.

ABSTRACT

In the following article will report on an important tool in the design and development of systems called simulation, and is used in the Computer Systems Engineering and Industrial Engineering. This technological tool is defined as the development of a mathematical model of a logic system, so as to obtain an imitation of the operation of a real-life process or system over time. Through it, the student obtains the means of observation and experiment that have been the essence of scientific methods, having the opportunity to interpret and propose optimal solutions to real cases that are presented in the course of their training.

KEY WORDS

Simulation, computer, systems, models, software, tool, technology.

1. INTRODUCCIÓN

Como su nombre lo indica, la simulación pretende simular un proceso real a través de un entorno tridimensional e interactivo, que permita realizar un análisis completo de los factores involucrados en dicho proceso, sin necesidad de recrearlo físicamente. Esta técnica es ubicada típicamente dentro de la Ingeniería Industrial y es considerada como una herramienta joven, ya que es en 1960 cuando cobra importancia. A continuación se presenta la herramienta de Simulación Promodel, enfocándose en las ventajas, desventajas, aplicaciones en el mercado, metodología que esta técnica emplea; con el fin de informar y mostrar un amplio panorama sobre el desarrollo de la simulación en las asignaturas de Ingeniería en Sistemas Computacionales e Ingeniería Industrial.

2. OBJETIVO

Dar a conocer el Modelado, Simulación y Optimización de Procesos y Servicios usando la Herramienta Tecnológica Promodel aplicados en proyectos de las asignaturas de Ingeniería en Sistemas Computacionales e Ingeniería Industrial y su importancia en la formación profesional y en el desarrollo de habilidades instrumentales y sistemáticas en los estudiantes.

3. MARCO TEORICO

3.1 Definición de Simulación

La Simulación es una técnica numérica para conducir experimentos en un computador digital, los cuales requieren ciertos tipos de modelos lógicos y matemáticos, que describen el comportamiento de un negocio o un sistema económico (o algún componente de ellos), en periodos extensos de tiempo real; dado que la simulación no pretende resolver analíticamente las ecuaciones de un modelo, por lo general un modelo matemático construido para los propósitos de simular es de naturaleza distinta a uno formado para técnicas analíticas. [3]

En general, la Simulación se puede entender como un proceso para modelar un sistema y hacer experimentos con el objetivo de obtener información y entender el sistema utilizando un lenguaje computacional. [2]

3.2 Razones para usar la Simulación

• La simulación permite estudiar y experimentar con las complejas iteraciones que ocurren al interior de un sistema dado, ya sea una empresa, industria, economía o un subsistema de cualquiera de ellas.

• La observación detallada del sistema que se está simulando, conduce a un mejor entendimiento del mismo y proporciona sugerencias para mejorarlo, que de otro modo no podrían obtenerse.

• La simulación puede ser usada como recurso pedagógico, para enseñar los conocimientos básicos en el análisis teórico, el análisis estadístico y en la toma de decisiones.

• Un estudio de simulación sugiere, frecuentemente, cambios en el sistema. Los efectos de estos cambios pueden probarse antes de ser implementados en el sistema real.

• La simulación puede usarse para experimentar con situaciones nuevas acerca de las cuales se tiene muy poca o ninguna información.

• Cuando se presentan nuevos componentes de un sistema, la simulación permite detectar los cambios que ocurren en el comportamiento del sistema. [3]

3.3. Problemas en los que se utiliza la Simulación

En general la simulación surge en dos tipos diferentes de problemas:

1. Aquellos problemas que involucren alguna clase de proceso estocástico. Ejemplo: la demanda por un artículo, el tiempo de espera antes de empezar una producción, etc.

2. Ciertos problemas matemáticos completamente determinísticos que no pueden resolverse fácilmente por métodos analíticos. Ejemplo: ecuaciones diferenciales complejas.

Cuando se está estudiando un sistema por medio de la investigación operativa, es necesario usar la simulación en aquellas etapas que están ocasionando dificultades, tales como:

• Situaciones en las cuales es imposible o extremadamente costoso observar ciertos procesos en la vida rea. Ejemplo: vuelos espaciales, el ingreso nacional bruto de un país para los próximos dos años, reporte de ventas de una compañía para los próximos cinco años.

• Ciertos sistemas observados son tan complejos que es imposible describirlos en términos de un conjunto de ecuaciones matemáticas. Ejemplo: la economía de un país.

• Aunque pueda desarrollarse un modelo matemático para describir un sistema, puede no ser posible obtener una solución al modelo por medio de técnicas analíticas. Ejemplo: sistemas complejos de fenómenos de espera, problema de asignación de tareas en un taller.

• Puede ser imposible o sumamente costoso realizar experimentos de validación sobre el modelo matemático que describe el sistema. [4]

3.4. Ventajas de la Simulación

La simulación mediante computadoras se ha convertido en un procedimiento usual en la prospectiva de sistema por alguna de estas razones:

• Ensayar sistemas reales sobre la realidad puede ser muy costoso.

• Ensayar sobre la realidad puede conducir a la destrucción.

• Es una herramienta eficiente de predicción en cuanto al comportamiento del modelo.

• Comprime el tiempo en el análisis de la información y en la toma de decisiones.

• Es muy flexible a cambios.

• Ayuda en la experimentación.

• Algunas veces es la única opción.

3.5. Desventajas de la Simulación

• Requiere más recursos que otras técnicas, como las analíticas, la estadística y los MRP.

• Requiere el conocimiento de un lenguaje.

• El tiempo de desarrollo del modelo es muy alto.

• No todas las soluciones generadas por la simulación con Promodel son óptimas, por lo que el tomador de decisiones debe aplicar su experiencia en la interpretación de resultados. [4]

3.6 El Modelo

Un modelo es una abstracción o representación de un sistema, con el fin de analizar el comportamiento del mismo, que permita buscar su mejor desempeño; o cuando el sistema no existe todavía, para definir su estructura ideal, indicando las relaciones fundamentales entre sus elementos. [5]

Tipos de Modelos:

• Modelos Descriptivos: consisten simplemente de una descripción del sistema a estudiar, lo cual puede hacerse mediante un diagrama de flujo.

• Modelos Icónicos: son una representación a escala aumentada o reducida del sistema real, son imágenes (íconos) del sistema que representan. La maqueta de un edificio, un barco de juguete, el esquema de un átomo, etc.

• Modelos Analógicos: utilizan un conjunto de propiedades de un sistema para representar a otros. Un sistema eléctrico puede usarse como un análogo de un sistema hidráulico.

• Modelos Matemáticos: emplean letras, números y otro tipo de símbolos para representar el sistema de interés, y para describir la interacción entre las variables. Los modelos simbólicos toman la forma de relaciones matemáticas, generalmente ecuaciones o desigualdades que representan la estructura del sistema.

• Modelos Procedimentales: más conocidos como modelos de simulación. Un modelo procedimental expresa las relaciones dinámicas que se supone que existen en la situación real por medio de una serie de operaciones elementales en las variables apropiadas. [6]

3.7 Aplicaciones de Simulación que pueden resolverse con Herramientas Tecnológicas

La simulación se ha utilizado virtualmente en todas las ramas de la ciencia e ingeniería, a tal grado que en toda la literatura técnica se encuentran descripciones de estudios de simulación. Algunas de ellas son:

• Optimización con

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