PASOS PARA REALIZAR UN ESTUDIO DE SIMULACIÓN

Pasos para Realizar una Simulación Joel Cieza Rivasplata [email protected]

Resumen. El presente documento tiene como objetivo describir las etapas básicas para realizar un estudio de simulación, describiendo a detalle lo que se debe de realizar en cada uno de estos pasos y así hacer una mejor planificación en tiempo, costo y recursos.

Steps to perform a simulation. Abstract. This paper aims to describe the basic steps to perform a simulation study , describing in detail each of these steps, plus an example will be presented to raise awareness about the issue.

Keywords. Simulación, modelo, análisis de sensibilidad, validación.

1. INTRODUCCIÓN Con el advenimiento de la computadora, una de las más importantes herramientas para analizar el diseño y operación de sistemas ó procesos complejos es la simulación. Con la utilización de la computadora en los experimentos de simulación, surgieron un sin número de aplicaciones y con ello, una mayor cantidad de problemas teóricos y prácticos [Tesis: José augusto]. La ventaja de modelar un sistema es que permite representar de forma clara y concreta una realidad [4,5]. En la actualidad se han escrito muchos acerca de las fases necesarias para realizar un estudio de simulación. Sin embargo, la mayoría de estos autores opinan que las fases

para llevar a cabo el desarrollo de un experimento de simulación son: Definición del sistema, formulación del modelo, colección de datos, implementación del modelo en la computadora, validación, experimentación, interpretación y la documentación apropiada [Libro: [ Libro: Raúl Coss]. Coss]. En el primer apartado se presenta un marco teórico que facilita una mejor comprensión del artículo, el segundo contiene la descripción de los pasos para desarrollar una simulación y finalmente las conclusiones de la investigación.

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2. MARCO TEÓRICO

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A continuación continuación se presentan presentan algunas definiciones que facilitan una mejor comprensión de los apartados de este artículo. o

Simulación: [Libro: Robert E. Shannon] lo define como el proceso de diseñar y desarrollar un modelo computarizado de un sistema o proceso y conducir experimentos con este modelo con el propósito de entender el comportamiento del sistema. Para H. Maisel y G. Gnugnoli, define simulación como una técnica numérica para realizar experimentos en una computadora digital. Estos experimentos involucran ciertos tipos de modelos matemáticos y lógicos que describen el comportamiento de sistemas de negocio, económicos, sociales y otros a través de largos períodos de tiempo.

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Modelo: Es una representación abstracta que reproduce las características de un objeto, sistema o concepto del mundo real [11]. Existen dos tipos de modelos: Los modelos mentales, mentales, que dependen de nuestro punto de vista, suele ser incompletos y no tener un enunciado preciso, no son fácilmente transmisibles (Ideas, conceptualizaciones). El formales, otro son los modelos formales, que están basados en reglas

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Análisis de Sensibilidad: Se emplea para analizar el impacto que causan los diferentes valores de los parámetros sobre el comportamiento del sistema [Vennix 1996]. Validación: Es un proceso en el cual se logra comparar la salida de la construcción del programa con los fenómenos que este pueda provocar.

3. PASOS PARA REALIZAR UNA SIMULACIÓN Debemos considerar que la realización de un estudio de simulación requiere la ejecución de una serie de actividades y análisis [Libro Eduardo García]. A continuación se mencionan los pasos básicos [Libro Raúl Coss] para realizar un estudio de simulación, aunque en muchas ocasiones será necesario agregar otros o suprimir algunos de los aquí enumerados, de acuerdo con la problemática en cuestión. 3.1. Definición 3.1. Definición del Sistema Para tener una definición exacta del sistema que se desea simular, es necesario realizar un análisis preliminar de este, con el fin de determinar: o

o o

La interacción que tiene con otros sistemas. Las restricciones del sistema. La frontera del sistema y el alcance.



Y los resultados que se espera obtener del estudio.

3.4. Construcción del programa que representa el modelo

Además hay que planificar el estudio en términos de personal, costo y tiempo.

La construcción del programa que represente al modelo se encuentra mucho más clara, ya que en el modelo matemático se determina y/o clarifica las entidades, atributos, variables, entre otras. Pero, por la mayoría de las veces, la construcción del programa que represente al modelo, no es una tarea fácil de lograr, ya que en esta fase, además de modelar, se tiene que especificar partes del programa en su ejecución, cosa que no se puede hacer mención en el paso anterior.

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3.2. Formulación 3.2. Formulación del modelo En esta fase se define y construye el modelo preliminar con el cual se obtendrán los resultados deseados. En la formulación del modelo es importante definir todas las variables que forman parte del sistema, sus relaciones lógicas y los diagramas de flujo que describan en forma completa al modelo. 3.3. Colección de datos Es posible que la obtención de datos sea fácil de conseguir y en otros casos sea un poco dificultoso; esto puede influenciar en el desarrollo y formulación del modelo. Por consiguiente, en esta etapa es muy importante que se definan con claridad y exactitud los datos que el modelo va a necesitar para producir los resultados esperados. Además, se debe seleccionar la información útil para determinación de las distribuciones de probabilidad asociadas a cada una de las variables aleatorias necesarias para la simulación [Eduardo García]. Aunque en algunos casos la información requerida se suele obtener de registros contables, órdenes de trabajo, órdenes de compra, opiniones de expertos expertos y si no no hay hay otro medio medio se hace por

Una de las ventajas de este paso es que en este nivel ya debemos pensar en cómo funcionaría nuestra simulación y de acuerdo a esta idea lo plasmaríamos en nuestra construcción. En esta fase es donde empieza a actuar el programador de la simulación Por la mayoría de las veces la fase de formulación del modelo matemático y la fase de construcción construcción del programa que represente el modelo van siempre desarrollados paralelamente, ya que ambas se basan entre sí. 3.5. Validación Teniendo en cuenta la definición presentado en el apartado anterior. Ahora llevando a nuestro tema podríamos decir que la validación del modelo, es la fase que en la que se lleva a cabo las pruebas necesarias



A pesar de que se haga varias pruebas para la validación del modelo, hay ciertas dificultades o desventajas que se tiene, tales como: o

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No existe validación general , ya que cada modelo se valida con respecto a sus objetivos. Otra idea que se tiene con respecto a esto es que la idea de simulación es construir modelos sencillos y para objetivos específicos y concretos, y esto es una definición muy lejana a la validación general Puede no existir un mundo real con el cual comparar, ya que la mayoría de las veces se tiene, al momento de simular, un lugar de donde podemos apoyarnos. Ahora en el caso que nos pidan desarrollar una nueva funcionalidad de un sistema o servicio, ya no tendríamos en que apoyarnos. A veces los datos obtenidos del mundo real no son precisos, La validación supone comparar los datos obtenidos de la simulación con los obtenidos en un caso del mundo real, pero hay veces en que en el mundo real hay, pequeños o grandes, márgenes de error. En este caso no existirían garantías de que la simulación logre resultados agradables.

En esta etapa el validador debe tener un excelente juicio y saber el entorno en el cual se está desarrollando esta

sistema real. Según la gran enciclopedia Wikipedia, dice que existen 5 formas más comunes de validar un modelo, las cuales son: o

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La opinión de expertos sobre los resultados de la simulación. La exactitud con que se predicen datos históricos. La exactitud en la predicción del futuro. La comprobación de falla del modelo de simulación al utilizar datos que hacen fallar al sistema real. La aceptación y confianza en el modelo de la persona que hará uso de los resultados que arroje el experimento de simulación.

3.6. Experimentación 3.6. Experimentación Básicamente los experimentos de simulación buscan respuestas a casuísticas que puedan suceder o afectar el programa. Responden a la pregunta ¿Qué pasaría si? Claro está que este tipo de pregunta se puede experimentar en cualquier parte del ciclo de vida del programa de simulación, pero en cualquier parte significaría solucionar diferentes alternativas de solución ante un determinado problema y/o mejora que pueda existir en el desarrollo o diseño del programa. Este método ha sido reconocido oficialmente como uno de los pasos a seguir dentro del desarrollo de un programa de simulación, pero rara vez aplicada



que: En general las respuestas que buscamos mediante los experimentos servirán de soporte a una decisión racional sobre el sistema. En general las respuestas que buscamos mediante los experimentos servirán de soporte a una decisión racional sobre el sistema. El ing. Efrain Muretti plantea tres formas de análisis más comunes en el desarrollo del experimento, las cuales son: 1.

Comparación de las medias y varianzas de las alternativas analizadas: Se le denomina mayormente como diseño de experimentos de un factor simple. Para poder cumplir con este tipo de análisis, es necesario tener el tamaño de la muestra y las condiciones iniciales

2.

Determinación de la importancia y el efecto de diferentes variables en los resultados de la simulación: Toma como base el análisis de la varianza y técnicas de regresión como medios para así poder encontrar y evaluar la importancia y/o el efecto de varias variables en los resultados.

3.

Búsqueda de los valores óptimos de un conjunto de variables: Se utiliza

algoritmos heurísticos búsquedas. 3.7. Interpretación 3.7. Interpretación

de

decisión. Sin duda los resultados que arroja la simulación ayudan a soportar decisiones del tipo semi-estructurado, es decir, la computadora por sí sola no toma una decisión, sino que la información que proporciona ayuda a tomar mejores decisiones y por consiguiente obtener mejores resultados. 3.8. Documentación 3.8. Documentación

En esta fase final son requeridos dos tipos de documentación para hacer un mejor uso del modelo de simulación. La primera se refiere a la documentación de tipo técnico, es decir, este documento permitirá el uso del modelo generado en caso de que se requieran ajustes futuros. En ella se deben incluir los supuestos del modelo, las distribuciones asociadas a sus variables, todos sus alcances y limitaciones. La segunda se refiere al manual del usuario, con el cual se facilita la interacción y el uso del modelo desarrollado a través de una terminal de computadora.

4. CONCLUSIONES

5. REFERENCIA

PASOS PARA REALIZAR UN ESTUDIO DE SIMULACIÓN

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