Técnicas de Simulación

Teoría de Modelos y Simulación
Enrique Eduardo Tarifa
Facultad de Ingeniería - Universidad Nacional de Jujuy

Introducción a la Simulación
Introducción
Cuando alguien tiene la responsabilidad de conducir un sistema dado, como por ejemplo: un
banco, una ci dad, un sistema de transporte, etc., debe tomar continuamente decisiones acerca
u
de las acciones que ejecutará sobre el sistema.Estas decisiones deben ser tales que la
conducta resultante del sistema satisfaga de la mejor manera posible los objetivos planteados.
Para poder decidir correctamente es necesario saber cómo responderá el sistema ante una
determinada acción. Esto podría hacerse por experimentación con el sistema mismo; pero
factores de costos, seguridad y otros hacen que esta opción generalmente no sea viable. Afin
de superar estos inconvenientes, se reemplaza el sistema real por otro sistema que en la
mayoría de los casos es una versión simplificada. Este último sistema es el modelo a utilizar
para llevar a cabo las experiencias necesarias sin los inconvenientes planteados anteriormente.
Al proceso de experimentar con un modelo se denomina simulación. Al proceso de diseñar el
plan deexperimentación para adoptar la mejor decisión se denomina optimización. Si el plan
de experimentación se lleva a cabo con el solo objeto de aprender a conducir el sistema,
entonces se denomina entrenamiento o capacitación.
En este punto, es conveniente plantear las siguientes definiciones:
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Sistema: Conjunto de objetos o ideas que están interrelacionados entre sí como una
unidad para laconsecución de un fin (Shannon, 1988). También se puede definir como
la porción del Universo que será objeto de la simulación.
Modelo: Un objeto X es un modelo del objeto Y para el observador Z, si Z puede
emplear X para responder cuestiones que le interesan acerca de Y (Minsky).
Simulación: Simulación es el proceso de diseñar un modelo de un sistema real y
llevar a cabo experiencias con él, con lafinalidad de aprender el comportamiento del
sistema o de evaluar diversas estrategias para el funcionamiento del sistema (Shannon,
1988).

Aplicaciones de la simulación
La simulación es conveniente cuando:
• No existe una formulación matemática analíticamente resoluble. Muchos sistemas
reales no pueden ser modelados matemáticamente con las herramientas actualmente
disponibles, por ejemplo laconducta de un cliente de un banco.
• Existe una formulación matemática, pero es difícil obtener una solución analítica. Los
modelos matemáticos utilizados para modelar un reactor nuclear o una planta química
son imposibles de resolver en forma analítica sin realizar serias simplificaciones.

Teoría de Modelos y Simulación. Introducción a la Simulación.

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No existe elsistema real. Es problema del ingeniero que tiene que diseñar un sistema
nuevo. El diseño del sistema mejorará notablemente si se cuenta con un modelo
adecuado para realizar experimentos.
Los experimentos son imposibles debido a impedimentos económicos, de seguridad,
de calidad o éticos. En este caso el sistema real esta disponible para realizar
experimentos, pero la dificultad de los mismos haceque se descarte esta opción. Un
ejemplo de esto es la imposibilidad de provocar fallas en un avión real para evaluar la
conducta del piloto, tampoco se puede variar el valor de un impuesto a para evaluar la
reacción del mercado.
El sistema evoluciona muy lentamente o muy rápidamente. Un ejemplo de dinámica
lenta es el problema de los científicos que estudian la evolución del clima. Ellosdeben
predecir la conducta futura del clima dadas las condiciones actuales, no pueden
esperar a que un tornado arrase una ciudad para l ego dar el mensaje de alerta. Por el
u
contrario, existen fenómenos muy rápidos que deben ser simulados para poder
observarlos en detalles, por ejemplo una explosión.

Entre las posibles desventajas de la simulación se pueden citar:
• El desarrollo de un...