ENSAYO 1. Simulación (componentes sistemas de simulación)

Wilfredo Carvajal Romero

INTRODUCCION La simulación consiste en diseñar un modelo de un sistema real, que permita mostrar el funcionamiento de cada uno de los procesos necesarios para un normal funcionamiento, pues bien requiere de tomar cada uno de los comportamientos y representarlos de manera que ejecuten en tiempo real las actividades programadas. Las simulaciones a través de ordenadores se originaron simultáneamente cuando se empezaron a desarrollar la invención de los ordenadores, debido a la necesidad que presentaban diversas áreas para mejorar la industria, así como en la Segunda Guerra mundial que usaron la simulación para recrear una detonación nuclear. Estas tratan de emitir una muestra de todos los eventos que representan el funcionamiento o desenvolvimiento normal de un sistema, aplicando y dando las características representativas de cada uno de los procesos, se componen de los elementos de entrada y salida, estos asignados a su vez por una persona especializada en programación que da los parámetros necesarios bien sea en C++ o Java, dando como resultado la representación gráfica de un evento. Las

aplicaciones

recreativas,

hoy

muy

extendidas

y

mejoradas

principalmente por los adelantos en este campo, están especialmente diseñadas para crear un pasatiempo que logre sacar de la rutina al ser humano, y que el mejor de los casos de otro modo seria impracticable debido a su costo. Estas consisten en crear ambientes y decorados artificiales con sonido en algunos casos, que logran una perfecta simulación de cualquier tipo de contenido, creando el pasatiempo perfecto Uno de los principales proyectos futuristas de la simulación aunque muy costoso, es en el campo de las minusvalías físicas, ya que su diseño tendría que incluir, sobre todo en el campo de los invidentes, unos sensores especiales, que adaptados, conseguirían una visión simulada del terreno permitiendo dotar de visión (en este caso) a esas personas, incluso en algunos casos, dotar de facultades superiores a las humanas médiate esta realidad simulada real al mismo tiempo.

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DESARROLLO Un simulador es un paquete o lenguaje emulado por el ordenador que permite la representación por medio de eventos de un escenario en específico, y no es necesaria la programación a través de código. Actualmente existen muchos paquetes simuladores, aplicables a la industria de manufactura y sistemas comunicacionales, dando como aportes importantes herramientas para el desarrollo de un modelo más exacto de lo que se requiere. El software de simulación puede probar las ideas empresariales en una fracción de costo mucho menor a la de realizarla en una organización real. Además de que puede hacer funcionar las ideas de forma rápida, permitiendo obtener una visión mucho más clara de los resultados, para así poder dirigir la organización con mayor eficacia y con una mejor toma de decisiones. Los simuladores son actualmente muy utilizados para análisis en alto nivel, requiriéndose únicamente agregar detalles en un cierto nivel, puesto que lo demás es estándar. A nivel de la ingeniería industrial, significa una de los más maravillosos instrumentos, el cual se utiliza para diseñar los procesos mediante un simulador, el cual permite que lo realice mucho más simple y entendible. Existen una infinidad de programas de simulación, sin embargo para este estudio nos concentraremos en 5 programas, que son de los más populares en el mercado: 1. PROMODEL Interface de modelación: El uso de ProModel requiere una breve orientación y básicamente no requiere

habilidades

de

programación. La modelación en ProModel es fácil e intuitiva a través

de

constructores

e

interfaces gráficas que guían el

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proceso de construcción de un modelo. Todo lo que tiene que hacer es definir como un sistema particular opera, principalmente a través de diagramas de flujo. Módulo procesador: cuenta con varias funciones de distribución, así como generador de números aleatorios, con lo cual crea valores aleatorios de acuerdo a la distribución estadística del sistema simulado. Interface de simulación: La interface de simulación permite al usuario ver cómo trascurre el proceso, permite adaptar su velocidad y variar los parámetros establecidos en la simulación. Procesador de simulación: Este procesador permite el control de tiempo, de orden cronológico y la definición de comportamientos de eventos. Cuenta con un generador de números aleatorios. También permite fusionar otros modelos para que sean procesados en el modelo principal según los parámetros establecidos. Procesador de animación: El desarrollo de la animación es integrado con la definición del modelo. La animación está integrada cuando se define/diseña el modelo. Procesador de salida: La simulación

da resultados que son fáciles de

interpretar por los usuarios, mediante una interfaz que es informativa, ya que permite mostrar los resultados de manera tabular y gráfica, la información incluida en los reportes muestra la medidas de desempeño de la simulación, además permite ver los resultados de varias simulaciones en una sola gráfica para ser comparadas. 2. ARENA Interface de modelación: es un

poderoso

comercial

simulador

orientado

a

construir y realizar de forma sencilla

simulaciones

de

sistemas discretos o mixtos, se debe crear un modelo del sistema

y

un

modelo

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experimental. Módulo procesador: Permite simulación discreta y continúa. Cuenta con un procesador de entradas que ayuda a ajustar los datos a la distribución correcta, dicho de otra manera, es un analizador de entradas. Interface de simulación: Permite ver en tiempo real la simulación, permitiendo controlar el tiempo de respuesta al igual que el ProModel. Procesador de simulación: El procesador permite el control de tiempo, de orden cronológico, la definición de comportamientos de eventos y además cuenta con un generador de números aleatorios. Procesador de animación: Este programa cuenta

con controlador de

ejecuciones (del programa) interactivo que permite puntos de cambio, relojes, y otros procedimientos de ejecución. Procesador de salida: El procesador de salidas que puede ser usado para obtener intervalos de confianza, histogramas, correlogramas y otros tipos de datos necesarios para el correcto análisis del modelo, es decir cuenta con un analizador de resultados. Interface de salida: Permite ver los datos de diferentes maneras, para que el usuario pueda tener un correcta visualización de los datos, para que de esta manera pueda analizar los datos. 3. FLEXSIM Interface permite visualizar

de

modelación:

modelar,

analizar,

y

optimizar

cualquier proceso industrial. Es usado por empresas líderes en la industria para simular sus

procesos

productivos

antes de llevarlo a ejecución real desde procesos de manufactura hasta cadenas de suministro. Módulo procesador: Como elemento producido o producto en elaboración, está la entidad que fluye por cada uno de los recursos del modelo. A dicha entidad, dentro del Flexsim, se le denomina flowitem. Estas entidades pueden guardar información relativa a dicho producto, tales como etiquetas

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o labels (por ejemplo, el código de barras de un producto determinado) y el tipo o itemtype, que tipificada a las entidades o productos en elaboración del modelo simulado. Interface de simulación: Flexsim utiliza un ambiente de modelación tridimensional. La vista del modelo por defecto para construir modelos se llama ortographic view o vista ortográfica. Procesador de simulación: En los recursos fijos (colas, máquinas, etc.), el usuario deberá configurar el tiempo de proceso que consume una entidad mientras se elabora o procesa en dicho recurso, si es necesario transportarlo mediante un recurso compartido, como puede ser un operador, o si es necesario llamar a un recurso móvil. Procesador de animación: Permite la simulación en 3D, cuenta con un motor de animación OpenGL, sus gráficas son del estándar industrial de objetos 3DS, DXF, WRL, o STL. Procesador de salida: Es posible exportar los resultados vía DDE, ODBC, y conectores Windows para facilitar al usuario su tratamiento. Permite el tratamiento de resultados para su optimización con la ayuda de programas como Expert Fit, OptQuesy, y VISIO. Interface de salida: Al igual que otros simuladores permite la presentación de los resultados gráficamente. SIMUL8 Interface de modelación: es un ambiente integrado para trabajar

con

diversos

modelos de simulación. Esta aplicación le permite crear simulaciones con precisión, flexibilidad y velocidad.

Módulo procesador: Es un programa de simulación de eventos

discretos.

Compatible con la suite de Microsoft para la importación de datos para la creación del modelo de simulación. Tiene la posibilidad de analizar la

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distribución del sistema a modelar a través de un módulo de análisis de distribución estadística. Interface de simulación: Los flujos de trabajo son animados en la pantalla para ver su nivel de adaptación a la realidad. Procesador de simulación: Como se puede observar el simulador cuenta con un procesador que le permita a la simulación ajustar diversos parámetros del sistema a simular. Procesador de animación: Cuenta con un procesador de animación que permite visualizar los modelos en 2d o 3d según sea requerido por el cliente. Procesador de salida: El programa permite obtener el desempeño estadístico del modelo (con el uso de estadísticas, por ejemplo: tiempo promedio de espera., utilización de recursos, etc.) necesarias para la evaluación del sistema simulado. Interface de salida: La interfaz de salida permite obtener varios datos para poder analizar el co mportamiento del modelo. WITNESS Interface de modelación: Tiene una interfaz de modelación similar a otros programas; en esta interfaz se pueden especificar variables y atributos. Las partes que llegan pueden ser programadas usando un archivo externo, por ejemplo Excel. Es posible utilizar funciones o distribuciones matemáticas para especificar características del modelo. Módulo procesador: Es utilizable para la modelación de elementos de manufactura discreta de partes y es fuertemente orientado a máquinas. Este simulador contiene elementos para simulación continua de objetos tales como tanques, pipas etc. Interface de simulación: La animación es construida paralelamente al definir el modelo. Procesador de simulación: El procesador permite adaptar la lógica del modelo según las necesidades del usuario, por ejemplo permite definir los tiempos en los trabajos, acelerar y desacelerar vehículos, estacionarse cuando este ocioso, cambiar destinos dinámicamente, etc. Es posible utilizar condiciones If-then-else para el diseño de los modelos.

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Procesador de animación: Se pueden realizar cambios durante la animación según el usuario lo considere necesario. Esta realimentación animada puede ser activada o apagada durante la ejecución. Procesador de salida: Los resultados de los experimentos pueden ser creados con un archivo CSV por omisión, aunque existe la posibilidad de utilizar otros tipos de archivos seleccionados por el usuario. El formato del archivo CSV permite que el paquete estadístico interno cree intervalos de confianza. Interface de salida: El programa permite diversos métodos de salida para mostrar al usuario, de acuerdo a los requerimientos del mismo. Inclusive puede presentar reportes interactivos durante la ejecución de la simulación.

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CONCLUSIONES La simulación de procesos, en lo personal, ha sido desarrollada con el propósito de mejorar o ayudar a lo que respecta la invención que el ser humano desarrolla día a día, por beneficio propio y para mejoras de la calidad de vida; para ello la simulación es uno de las mejores invenciones, ya que nos permite visualizar en tiempo real lo que se quiere crear y así poder determinar el más mínimo margen de error. Según los criterios del programador la simulación está basada en el tiempo que se le establezca ya sea en tiempo actual o a proyección futura, tiene en cuenta todos los recursos y restricciones existentes, así como la forma en que se interactúa a medida que pasa el tiempo. Hay muchos escenarios que se pueden simular. Como regla general, los sistemas que implican un flujo de procesos con eventos discretos se pueden simular. Por lo que cualquier proceso se puede dibujar un diagrama de flujo, debe ser capaz de simular. Por consiguiente, en lo que respecta a los paquetes simuladores descritos, en lo personal, me parece que los que más ofrecen ventajas son: EL Flexsim, porque usa una interfaz tridimensional, ideal para representar los procesos industriales; además permite el tratamiento de resultados para su optimización con la ayuda de programas como Expert Fit, OptQuesy, y VISIO. Es la mejor manera de saber qué pasa en el sistema simulado. Así mismo, genera un mayor interés por parte de los estudiantes en los modelos a desarrollar, así como una mejor comprensión de la problemática planteada. No es necesario ser experto en programación. Flexsim ofrece varios niveles de usuario. Todos los objetos de Flexsim tienen listas de opciones que facilitan el modelamiento sin necesidad de programar. Para quienes buscan programar cuenta con un lenguaje sencillo de alto nivel (Flexscript) y para usuarios avanzados permite programar en C++. Permite importar datos de Excel o de cualquiera base de datos estándar. También puede exportar datos para análisis estadísticos puntuales. Así mismo, vea las estadísticas en gráficos 3D mientras corre la simulación. Flexsim es la herramienta adecuada para la toma de decisiones en su empresa.