Modelado y Simulacion

1. Catedra: Modelado y
Simulación de Sistemas
Catedrático: Ing. Luis Bernardo Estrada Henríquez
CICLO: 01/2023
Universidad Modular
Abierta

2. UNIDAD I:
INTRODUCCIÓN A LOS MODELOS DE SIMULACIÓN.
Objetivo: Conocer la terminología de la simulación de sistemas.
1. Simulación como modelización de sistemas.
2. Ventajas e inconvenientes de la simulación.
3. Clasificación de sistemas y de modelos de simulación.
4. Modelos de simulación de sucesos discretos.

3. Introducción.
• Cada segundo que pasa el mundo sigue girando o el sol gira?
• Pensar en evitar los cambios nos hacen no creer que estos puedan
generar una mejor manera de resolver los problemas de ahí la
frase el que no cambia con el cambio el cambio lo cambia, las
empresas no buscan estabilización dado que esto significaría una
perdida de competencia por lo que tendrán pocas oportunidades
de progresar y obtener utilidades.
• Casos de empresas que hoy en día no simularon hacia el futuro.
• BLOCKBUSTER, MySPACE

4. Simulación
¿Qué es simulación?
La simulación se refiere a un gran conjunto de métodos y
aplicaciones que buscan imitar el comportamiento de sistemas
reales, generalmente en una computadora con un software
apropiado. De hecho, la “simulación” puede ser un término
extremadamente general dado que se utiliza en muchos campos,
industrias y aplicaciones. En estos días, la simulación es más
popular y poderosa que nunca, ya que las computadoras y el
software son mejores de los que nunca han existido.

5. 1.1 Simulación como modelización de
sistemas.
El Termino de “Simulación” forma parte del lenguaje cotidiano dado que
vemos simulaciones en numerosos campos en los cuales nos interesa
analizar el comportamiento de determinados procesos en diferentes
escenarios.
Un escenario es una descripción parcial y concreta del comportamiento de
un sistema en una determinada situación es decir de acuerdo a las
variables en estudio. Esto nos permite evaluar el efecto que ciertas
alteraciones en el planteamiento producen en las conclusiones finales.

6. La Simulación
• La simulación es ya un elemento que aparece
de forma habitual en nuestras vidas, pero sin
duda la competitividad creciente, que demanda
mejores productos y procedimientos, colocara a
la simulación cada vez como una herramienta
de uso general.

7. Un buen diseño
• La importancia del diseño de un buen modelo inicial, permitirá a
las organizaciones resolver problemas, al incorporar la simulación,
este diseño puede ser considerado de estructura abierta que ira
mejorándose según se obtienen resultados de las simulaciones, ya
que es posible evaluar fallos, si es que se detectan y cuantificar el
efecto de los cambios o de la aplicación de modelos alternativos.

8. Desarrolla un DFD
• Para un sistema de Cajeros
¿Que consideraste para hacerlo?
• Para un sistema de ticquetes
¿Cuáles fueron las condiciones?

9. Diagrama de Cajeros

10. Diagrama de Tiquetes

11. Casos particulares que se pueden poner en
practica
• Un negocio de alimentación, que inaugura una nueva Supertienda
esta primera tienda puede utilizarse para probar el diseño y
procedimientos de operación de una gran cadena que el
empresario quiere aperturar. (Simulación de 6 meses)
• Problemas:
• Quejas de largas colas
• Existen 20 cajas pero no hay personal
(modelador) -> presenta plan económico para satisfacer requisitos,
en cuanto a nivel de atención al cliente durante t (intervalo de
tiempo)

12. Tipos de Simulación
• Pueden existir muchas clases, según los elementos que intervienen y los
ambientes en que se desarrollan, pero básicamente podemos considerar
que hay dos tipos de simulación:
A. Determinística: Incluye los procedimientos en los que, mediante
modelos matemáticos, se presentan situaciones donde siempre que se
introduzcan los mismos valores como entrada, se obtienen idénticos
resultados como salida. (Matemática 1+1=3?)
B. Estocástica: Se refiere a los casos en los que los fenómenos que hay
que representar tienen, de forma natural o introducidos
artificialmente, elementos aleatorios. (Elementos Aleatorios)

13. Elementos de un problema de simulación
• Sistema: Conjunto de actividades, elementos o cualquier tipo de
componentes que están interrelacionados entre si como una
unidad para la consecución de un fin. Se fija frontera entre
sistema y entorno.
• Modelo: Representación controlada del sistema, particionando los
elementos que intervienen y estableciendo las relaciones entre
ellos para generar observaciones que sean una buena
aproximación de las que produciría el sistema real.
• Simulación: Diseño y puesta en funcionamiento del MODELO como
aproximación al SISTEMA.

14. Otros términos utilizados en simulación son:
• Entidad: Objeto de interés en el sistema.
• Atributo: Propiedad de una entidad.
• Actividad: Periodo de tiempo de longitud especificada.
• Estado del Sistema (SS): Colección de elementos necesarios para
describir el sistema en un instante cualquiera, siempre en relación a los
objetos de estudio.
• Sucesos: Ocurrencias que pueden cambiar el estado del sistema
Todos estos elementos pueden ser endógenos, si están dentro del sistema
o exógenos si están fuera del mismo.

15. La Simulación es apropiada para:
• Analizar modelos complejos, tan presente en los casos reales
actualmente por la enorme cantidad de información disponible en
todos los campos.
• La observación de alteraciones irreversibles en un entorno lo que
puede evitar, por ejemplo, daños irrecuperables motivados por al
intervención directa en ciertos ecosistemas.
• Orientar la investigación de un fenómeno o incluso de resultados
teóricos, evaluando la factibilidad las diferentes vías a seguir. Así
se puede descartar ciertas líneas de trabajo que, según sea
observado mediante simulación, pueden llevar a conclusiones no
deseables.

16. La Simulación es apropiada para:
• Prevenir efectos adversos de ciertas políticas antes de
implantarlas, ya que a veces ocurren situaciones totalmente
impredecibles y que se pueden producir solo con la intervención
de todos los elementos interconectados ocasionando autenticas
catástrofes, de lo que se tiene numerosos ejemplos.
• Validar ciertas soluciones analíticas y procedimientos aplicados
para obtenerlas, pues en muchas ocasiones la demostración
teórica es prácticamente inviable. Sin embargo, simulando en
sucesivos casos particulares se pueden contrastare estas
aportaciones.

17. La Simulación no es apropiada.
• Cuando el problema tiene una solución analítica clara y sencilla,
aplicando el principio de parsimonia, lo mas simple es lo mejor.
• Cuando los costes de la simulación superan el posible ahorro que
podría implicar su aplicación.

18. 1.2 Ventajas e Inconvenientes de la
simulación
• Ventajas.
• Éticas, cuando el proceso implica la experimentación con humanos
o seres vivos en general, que puede provocar sufrimiento efectos
imprevisibles.
• Se pueden probar nuevos elementos o técnicas con menor coste
dado que no hay que efectuar la compra de los dispositivos
necesarios, ni afrontar las perdidas que pueden surgir de
actividades no apropiadas.
• Implantación de nuevas políticas sin detener el proceso real,
evitando así los costes de para que esto conllevaría

19. • Visualización del funcionamiento real del sistema con la posibilidad de
intervenir en el mismo. Este apartado quizás sea de los mas interesantes
como sistema de ayuda a la decisión, porque permite establecer
diferentes escenarios y observar la evolución de los mismos
Desventajas:
• A veces la interpretación es difícil sobre todo por la mala presentación
de los resultados.
• Los modelos evolucionan y pueden quedarse obsoletos si no son
actualizados, por lo que deben tratarse como modelos en desarrollo no
dando por cerrada su resolución, lo que redundará en el conocimiento
real de los sistemas de interés.
1.2 Ventajas e Inconvenientes de la
simulación

20. ¿Qué se esta modelando?
La simulación por computadora trata con modelos de sistemas. Un sistema
es una instalación o un proceso real o planeado, como:
• Una planta de manufactura con máquinas, personas, métodos de
transporte, bandas transportadoras y espacio de almacenamiento.
• Un banco con diferentes tipos de clientes, servidores e instalaciones
como ventanillas de cajeros, cajeros automáticos (ATM, por sus siglas en
inglés), mesas de préstamos y cajas de seguridad para depósitos.
• Un restaurante de comida rápida con diferentes tipos de personal,
clientes y equipo.

21. ¿Puedo jugar con el sistema?
Podría ser posible experimentar con el sistema físico actual; por
ejemplo:
• Un administrador de supermercado puede probar diferentes
políticas para un control de inventarios y de tareas de los cajeros
para ver qué combinaciones son las más rentables y las que
proporcionan el mejor servicio.
• Una línea aérea puede examinar el uso extendido de los módulos
de facturación y chequeo automático (y que los empleados
instaran a los pasajeros a usarlos) para ver si ello acelera la
facturación.

22. A veces no se pude jugar con el sistema (o no
se debe)
En muchos casos es simplemente muy difícil, costoso o casi
imposible hacer estudios físicos del mismo sistema.
• Obviamente, no se puede experimentar con diseños alternativos
de una fábrica si ésta aún no se construye.
• Incluso en una fábrica ya existente, puede ser muy costoso
cambiar a un diseño experimental que quizá no funcione.
• En un hospital, está claro que no se perderá el tiempo con el
personal de una sala de emergencias.

23. Nadie resulta herido y su libertad para intentar ideas diversas con el modelo podría
descubrir alternativas atractivas que de otra manera no podría probar con el sistema real
En las situaciones anteriores se debe construir un modelo que sirva como
suplente para estudiar el sistema y hacer preguntas pertinentes acerca de
qué es lo que pasaría en el sistema si se hiciera una u otra cosa o si se
diera una situación que estuviera más allá de su control.

24. Sistema
1.3 Clasificación de sistemas y de
modelos de simulación
• Conjunto de objetos que
ordenadamente
relacionados entre si
contribuyen a
determinado objetivo

25. ¿Qué es un sistema?
• Se entiende por un sistema a un
conjunto ordenado de
componentes relacionados entre
sí, ya se trate de elementos
materiales o conceptuales, dotado
de una estructura, una
composición y un entorno
particulares (limite)
Tras un objetivo
Depende del observador

26. Responde
• ¿Son todos los sistemas iguales?
• ¿De qué depende?

27. Propiedades de los Sistemas
Las propiedades de un sistema son: propósito u objetivo, globalismo
o totalidad, sinergia, entropía y homeostasis.
• Propósito u objetivo: es la finalidad de un sistema, es la razón de
su existencia.
Ejemplos. (sistema de encendido)
Existen sistemas sin propósito?
• Globalismo: es la suma de todas sus partes (un cambio en una de
sus partes puede producir cambio en otras)
• Ejemplo. La computadora, Eq. De Futbol

28. Propiedades de los Sistemas
• Sinergia: que es la interrelación de las partes es mayor que la suma de las
partes.
• EL TODO > ∑ PARTES
• Para entender mejor este concepto, basta con pensar en el sistema que conforma un
automóvil y tratar de determinar a cuál de sus componentes se le atribuye su
movimiento. Algunas personas dirán que es por el motor, otras se lo atribuirán a sus
ruedas o a la trasmisión del vehículo. Lo cierto es que ni el motor, ni las ruedas ni la
trasmisión son los responsables del movimiento del vehículo. El automóvil se
desplaza es gracias a la acción conjunta de todos sus componentes, ya que el motor
genera la potencia que permite a través de la trasmisión, hacer que las ruedas giren
para que el vehículo se pueda desplazar.
• Entropía: el grado de desorden del sistema, es la tendencia de los sistemas a
desgastarse.
• Homeostasis: Tendencia de los sistemas a adaptarse a las nuevas condiciones del
entorno o medio ambiente.

29. Responde
• ¿Cuál es un sistema?
• Mencione las propiedades si existieren

30. Sistema en Informática
• En informática, se entiendo por un sistema a un conjunto de datos
ordenados conforme a una serie de instrucciones o algoritmos, que
permiten su ubicación y recuperación rápida y simple.

31. Tipos de Sistemas
Los sistemas pueden clasificarse en dos grandes categorías:
• Sistemas conceptuales: Se trata de conjuntos ordenados e
interrelacionados de conceptos e ideas, que pueden ser de cuatro tipos
diferentes: individuos, predicados, conjuntos u operadores. Son de tipo
abstracto, intangible.
• Sistemas materiales: Por el contrario, son tangibles, concretos, y están
compuestos de componentes físicos, es decir, cosas con propiedades
específicas, como energía, historia, posición, etc.

32. Desarrolla:
• Menciona dos ejemplos de Sistemas Conceptuales y dos materiales
• Cuales son sus características y porque tu los consideraste.

33. CLASE 02
Definición de los sistemas
• Estructural: Se define el sistema identificado y describiendo cada
una de sus partes. Se considera que luego de hacer esto se puede
conocer al sistema.
• Funcional: se define el sistema considerando cada una de sus
partes como una caja negra y conociendo las interrelaciones que
existen entre ellas.

34. Responde.
¿Qué tipo de definición corresponde cada a
c/u de los sistemas?
• Diagrama de un circuito electrónico
• Plano de una casa
• Diagrama de procesos de una organización
• Organigrama
• Modelo de control de una planta
• Modelo epidemiológico de una enfermedad.

35. ¿Donde están los sistemas?
Los sistemas son constructos mentales.
Corresponde a la representación mental de los objetos del
mundo real.
Cada sistema depende del punto de vista del observador
(modelador)
Corresponden a modelos de la realidad (modelo mental)
Sistema
Personas
(modelador)
Representaciones
mentales de los
objetos del mundo
real (modelado)
Diferentes Visiones
(Diferentes
Modelos)

36. Modelos

37. Modelos
• Son una abstracción de la realidad
• Son una representación de la realidad que nos ayuda a entender como
funciona.
• Es una construcción intelectual y descriptiva de una entidad en la cual el
modelador (observador) tiene interés.
• Se construyen para ser transmitidos.
• Supuestos simples son usados para capturar el comportamiento
importante.

38. Responde
1. Indica métodos/procedimientos alternativos para modificar la
realidad, sin necesidad de usar modelos abstractos.
• ¿Qué tan confiables son?
• ¿Se puede desarrollar una teoría que las respalde?
2. Indique dominios del conocimiento humano donde todavía no se
dispone de modelos que la interprete.

39. • Un modelo es un sistema desarrollado para entender la realidad y en
consecuencia para modificarla
• No es posible modificar la realidad, en cierta direccion, si es que no se
dispone de un modelo que la interprete.

40. Realiza
• Modela la siguiente realidad

41. Modelos
Modelo
Sistema
real
Observador

42. ¿Para que sirven un modelo?
¿el modelo o la realidad?

43. Modelos Mentales y Formales
• Modelos Mentales:
Depende de nuestro punto de vista, suele ser incompletos y no
tener un enunciado preciso, no son fácilmente transmisibles.
Ideas, conceptualizaciones.

44. • Modelos Formales:
• Están basados en reglas, son transmisibles.
• Plano, diagramas, maquetas.
Modelos Mentales y Formales

45. Responde
• Diga a que categoría (mental o formal) pertenecen los siguientes sistemas:
• 1. Opinión sobre el gobierno
• 2. Dibujo hecho a mano de su casa
• 3. Modelo de clases o objetos del área de ventas.
• 4. Orden que sigue un documento para ser aprobado.
• 5. flujo-grama de aprobación de documentos
• 6. Plano Hidráulico de un apartamento
• 7. Diagrama de redes
• 8. Dibujo de los puntos de red de mi trabajo
• 9. Orden en que llegan los insumos a una maquina.