Importancia de la Simulación en la Ingeniería

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Simulación  de Sistemas discretos,  es una herramienta imprescindible en la formación académica del  ingeniero industrial del siglo XXI.   Aunque esta tecnología  se consolida  como disciplina independiente alrededor de 1960, su utilización creció vertiginosamente en la última década, convirtiéndose en un enfoque esencial para analizar sistemas complejos de manufactura y de servicios existentes o propuestos.   


El uso de la Simulación en las organizaciones, permite estudiar procesos desde una perspectiva de sistemas, logrando  mejor comprensión de las causas y sus efectos, además de predecir el desempeño de nuevos procesos. 

Simulación consiste en construir un modelo que imite el funcionamiento de un sistema o proceso, y experimentar con el a lo largo del tiempo, para alcanzar un objetivo.

Las aplicaciones de la simulación en las empresas parte desde la misma definición de un sistema, el cual se utiliza habitualmente con múltiples sentidos, tantos que resulta difícil dar una definición única que los abarque todos y al mismo tiempo sea lo suficientemente precisa para servir a propósitos específicos. Barceló (1996) define sistema como un  conjunto de cosas que ordenadamente relacionadas entre si contribuyen a determinado objeto, es una definición sencilla que contempla el todo y no cada parte aisladamente, es una consideración especialmente para aquellos sistemas creados por el hombre. 

Es un recurso excelente, apropiado para estudiar la variabilidad de procesos complejos bajo un ambiente totalmente controlado. Es importante controlar la variabilidad porque esta afecta el desempeño del sistema. Las organizaciones exitosas no se arriesgan  a implantar un nuevo proceso o sistema sin someterlo a escrutinio previo. Es vital saber como  nuevos métodos responden a las  condiciones cambiantes del mundo real.

La construcción de modelos matemáticos, involucra observar el comportamiento del sistema durante determinado tiempo, con el propósito de identificar cada uno de sus componentes, las relaciones entre componentes, desempeño, restricciones, valores, y en general, recoger toda información posible, que permita representar adecuadamente el sistema mediante el modelo.

Disponer de un modelo representativo del sistema y experimentar con él antes de hacerlo real,   permite reducir o eliminar futuros errores de diseño y operación. Conocer y entender mejor los sistemas, medirlos, evaluarlos, rediseñarlos, es útil en organizaciones que se reinventan, mejorando procesos, innovando para ser mas eficientes y productivas. El experimento consiste en ejecutar varias veces el modelo en un computador,registrar sus resultados, y analizarlos mediante procedimientos estadísticos. Para imitar la incertidumbre o aleatoriedad de procesos, simulación utiliza procedimientos algorítmicos basados en sucesiones de números aleatorios.

El siguiente vídeo nos muestra  la importancia de la simulación en la ingeniería.


Existen algunos factores a considerar en el desarrollo de un modelo de Simulación que los expertos deben tener en cuenta:

1. Generación de variables aleatorias no uniformes: Si el modelo es estocástico, la simulación debe ser capaz de generar variables aleatorias no uniformes de distribuciones de probabilidad teóricas o empíricas, se puede obtener si se cuenta con un generador de números uniformes y una función que los transforme a la distribución de probabilidad deseada.

2. Lenguaje de Programación: en esta etapa se puede desarrollar el software requerido o comprar un software, de allí que es necesario analizar y evaluar varios paquetes de simulación antes de tomar la decisión final.

3. Condiciones iniciales: generalmente los sistemas se estudian cuando se encuentran en su estado estable, ya que la mayor parte de ellos poseen características iniciales inestables, es por ello que que es fundamental definir algunos aspectos como : el tiempo de cada corrida, excluir o no la parte inicial de la simulación o usar simulación re generativa, esta ultima presenta menos desventajas. 

4. Tamaño de la muestra: es uno de los factores mas importantes a considerar , ya que asegura el nivel deseado de precisión y a la vez minimiza el costo de operación del modelo. El tamaño de muestra puede obtenerse previa e independientemente de la operación del modelo o durante la operación del modelo basado en los resultados arrojados por el mismo.


5. Diseño del experimentos: el diseño puede ser de diferentes tipos, depende del propósito que se hayan planteado, algunas formas de análisis usados son: Comparación de las medias y varianzas de las alternativas analizadas, determinación de la importancia y el efecto de diferentes variables en los resultados de la simulación y la búsqueda de los valores óptimos de un conjunto de variables.



Ventajas en el Uso de la Simulación.
  • Se puede estudiar los efectos de los cambios internos y externos de un sistema.
  • Observar detalladamente el sistema permite que se pueda entender mejor y por consiguiente sugerir estrategias que mejoren la operación y eficiencia.
  • Simulación puede ser usada como instrumento pedagógico, los estudiantes aprenden los conocimientos básicos en el análisis teórico, el análisis estadístico y la toma de decisiones.
  • Una simulación de sistemas complejos puede producir un valioso y profundo conocimiento acerca de cuales variables son mas importantes y cuales se interrelacionan en un sistema.
  • Su aplicación también abarca el entrenamiento de personal, se tiene la información de como opera un sistema de negocios y luego se puede usar para entrenar y dar experiencia a cierto tipo de personal.
  • Si se introducen nuevos elementos en un sistema , la simulación permite anticipar cuellos de botella o algún otro problema que puede surgir en el comportamiento del sistema.


En el siguiente vídeo puedes ampliar tu conocimiento sobre las ventajas y desventajas de la simulación. 





Bibliografía Consultada


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