1.2. Conceptos Básicos de Simulación Simulación: 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 largos periodos de tiempo. Simulación es el proceso de diseñar y desarrollar un modelo de un sistema o proceso real y conducir experimentos con el propósito de entender el comportamiento del sistema o evaluar varias estrategias (dentro de límites impuestos por un criterio o conjunto de criterios) para la operación del sistema. Modelos: Es una representación de un objeto, sistema o idea en forma tal que sea diferente a la entidad misma. Un modelo de un objeto puede ser una réplica exacta de este, o puede ser una abstracción de las propiedades dominantes del objeto. Es una abstracción de la realidad. Es una construcción intelectual y descriptiva de una entidad en la cual un observador tiene interés. Se construyen para ser transmitidos. Supuestos simples son usados para capturar el comportamiento importante. Modelos de simulación: Un modelo de simulación es una hipótesis que describe la estructura y las interrelaciones de un sistema. La experimentación puede ser un trabajo de campo o de laboratorio. El modelo de método usado para la simulación seria teórico, conceptual o sistémico. Después de confirmar la hipótesis podemos ya diseñar un teorema. Finalmente si este es admitido puede convertirse en una teoría o en una ley. Modelos en los cuales no se producen características físicas, sino que se encuentran soluciones numéricas a los modelos, cuando es imposible analizarlos paso a paso. Proceso: La simulación de procesos conlleva la computación mediante software de los modelos que describen los procesos químicos, físicos, biológicos, así como otros procesos técnicos y operaciones unitarias. Los requisitos básicos para su aplicación requieren un conocimiento profundo de las propiedades químicas y físicas de los componentes puros y mezclas, de las reacciones, y de los modelos matemáticos que, en combinación, permiten el cálculo de un proceso usando la computación. En el proceso de simulación deben considerarse dos aspectos. En primer lugar, para un conjunto dado de condiciones del modelo, es necesario asegurarse que se lleve a cabo un número adecuado de experimentos muéstrales (repeticiones de simulación).
El segundo aspecto que debe abordarse en el proceso de simulación es que si van a hacerse inferencias con respecto al funcionamiento del problema en el mundo real, es necesario analizar diferentes condiciones y parámetros del modelo.
Tipos de modelos de simulación: Estocástico.- Uno o más parámetros aleatorios. Entradas fijas produce salidas diferentes. Determinístico.- Entradas fijas produce salidas fijas. Estático.- Estado del sistema como un punto en el tiempo. Si el estado de las variables no cambian mientas se realiza algún calculo. Dinámico.- Estado del sistema como cambios en el tiempo. Si el estado de las variables puede cambiar mientras se realiza algún cálculo. Tiempo-continuo.- El modelo permite que los estados del sistema cambien en cualquier momento. Tiempo-discreto.- Los cambios de estado del sistema se dan en momentos discretos del tiempo. Ejemplos de aplicaciones de la simulación en los diferentes sectores:
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Simulador de negocio: permite simular un entorno empresarial. Es posible jugar diferentes roles dentro de las funciones típicas de un negocio. Ejemplo: EBSims, Market Place, Flexsim. Simulación en ganado de leche: Jahn (1988) estructuro un modelo de simulación para diferentes opciones en la producción de leche en vacas holandesas. Los Voyagers: Gracias a la simulación se pudieron establecer los itinerarios óptimos para estas naves con un mínimo consumo de energía aprovechando la atracción gravitacional de los planetas. Capacitación de policías: Se utiliza entornos virtuales para que el policía aprenda a conducirse en situaciones de riesgo. Simuladores de vuelos: Fue una de las primeras aplicaciones de los simuladores. Actualmente se utilizan para entrenar pilotos de aviones comerciales y de combate. Manufactura Automotriz: ProModel permite incorporar el layout de AutoCAD de la planta, para visualizar la implementación del proceso directamente en él y así poder comunicarlo a la audiencia. Este modelo utiliza el SimRunner adicionalmente, para optimizar la velocidad de la banda de transporte, así como el número de contenedores que se deben usar en el proceso. Se muestran en color rojo, aquellos productos que fallan la prueba.
7 Simulación en ganado carne: Cartwright (1979) estructura un modelo basado biológicamente sobre procesos de entrada y salida y controles de retroalimentación negativa, para el cual emplea el sistema de simulación A&M TEXAS. 8 Simulador clínico médico: permite realizar diagnósticos clínicos sobre pacientes virtuales. El objetivo es practicar con pacientes virtuales casos clínicos, bien para practicar casos muy complejos, preparando al médico para cuando se encuentre con una situación real o bien para poder observar como un colectivo se enfrenta a un caso clínico, para poder sacar conclusiones de si se está actuando correctamente, siguiendo el protocolo de actuación establecido. 9 Simulador de conducción: permiten a los alumnos de autoescuela, enfrentarse con mayor seguridad a las primeras clases prácticas, además de permitirles practicar de manera ilimitada situaciones específicas (aparcamientos, incorporaciones desde posiciones de escasa visibilidad, conducción en condiciones climatológicas adversas. 10 Simulador musical: permite reproducir sonidos con un instrumento de juguete. Ejemplo, Guitar Hero, Dj Hero, Band Hero de Activision Blizzard y Rock Band de Harmonix.
