Este documento introduce el concepto de simulación de eventos discretos y sus principales aplicaciones. Explica que la simulación es una técnica cuantitativa que permite modelar sistemas y procesos mediante experimentos computacionales para comprender su comportamiento y evaluar estrategias. Define los componentes clave de un modelo de simulación como entidades, atributos, actividades, eventos y variables de estado. Además, describe las etapas típicas de un proyecto de simulación.

1. E D . D . J U A N M A N U E L C A R R I Ó N D E L G A D O
SIMULACIÓN
INGENIERÍA INDUSTRIAL

2. U N I D A D 1
INTRODUCCIÓN A LA
SIMULACIÓN DE EVENTOS
DISCRETOS

3. ESTABLECERÁ EL CONCEPTO DE SIMULACIÓN,.
CONOCERÁ LAS PRINCIPALES APLICACIONES DE LA
SIMULACIÓN DE EVENTOS DISCRETOS E IDENTIFICARÁ LOS ELEMENTOS
PRINCIPALES EN LA SIMULACIÓN.
OBJETIVO EDUCACIONAL

4. 1.1. INTRODUCCIÓN
• Es una técnica cuantitativa de
la IO
• Su empleo moderno se
remonta hacia fines de 1940,
cuando Von Neumann y Ulam
acuñaron el término "ANÁLISIS
DE MONTE CARLO" para
aplicarlo a una técnica
matemática que usaban
entonces en la resolución de
ciertos problemas de
protección nuclear que eran, o
demasiado costosos para
resolverse experimentalmente
o de enorme complejidad
para un tratamiento analítico.

5. SU PROPÓSITO
• Incrementar la
productividad y la
calidad de los
bienes y servicios
que se producen
en las
organizaciones al
optimizar los
recursos.

6. 1.2 DEFINICIONES Y APLICACIONES
• Thomas H. Naylor :
“Simulación es 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 o evaluar varias
estrategias con las cuales
se puede operar el
sistema”.

7. • Robert E. Shannon: “Es
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 o evaluar
varias estrategias con
las cuales se puede
operar el sistema”.

8. • H. Masiel y G. Gnugnoli :
“Es 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 negocios,
económicos, sociales,
biológicos, físicos o
químicos a través de
largos periodos de
tiempo”.

9. VENTAJAS DE LA SIMULACIÓN SEGÚN
NAYLOR:
• A través de un estudio de simulación, se puede
estudiar el efecto de cambios internos y externos del
sistema, al hacer alteraciones en el modelo del sistema
y observando los efectos de esas alteraciones en el
comportamiento del sistema.
• Una observación detallada del sistema que se está
simulando puede conducir a un mejor entendimiento
del sistema y por consiguiente a sugerir estrategias que
mejoren la operación y eficiencia del sistema.
• La simulación de sistemas complejos puede ayudar a
entender mejor la operación del sistema, a detectar las
variables más importantes que interactúan en el sistema
y a entender mejor las interrelaciones entre estas
variables.

10. • La técnica de simulación puede ser utilizada para
experimentar con nuevas situaciones, sobre las cuales tiene
poca o ninguna información. A través de esta
experimentación se puede anticipar mejor a posibles
resultados no previstos.
• Cuando nuevos elementos son introducidos en un sistema,
la simulación puede ser usada para anticipar cuellos de
botella o algún otro problema que puede surgir en el
comportamiento del sistema.
• En simulación cada variable puede sostenerse constante
excepto algunas cuya influencia está siendo estudiada.
Como resultado el posible efecto de descontrol de las
variables en el comportamiento del sistema necesitan no ser
tomados en cuenta. Como frecuentemente debe ser hecho
cuando el experimento está desarrollado sobre un sistema
real.

11. APLICACIONES DE LA SIMULACIÓN

12.  Las áreas de aplicación de la simulación son muy amplias, numerosas y
diversas, basta mencionar sólo algunas de ellas:
 Análisis del impacto ambiental causado por diversas fuentes
 Análisis y diseño de sistemas de manufactura
 Análisis y diseño de sistemas de comunicaciones.
 Evaluación del diseño de organismos prestadores de servicios públicos (por
ejemplo: hospitales, oficinas de correos, telégrafos, casas de cambio, etc.).
 Análisis de sistemas de transporte terrestre, marítimo o por aire. Análisis de
grandes equipos de cómputo.
 Análisis de un departamento dentro de una fábrica. Adiestramiento de
operadores (centrales carboeléctricas, termoeléctricas, nucleoeléctricas,
aviones, etc.).Análisis de sistemas de acondicionamiento de aire.
 Planeación para la producción de bienes.
 Análisis financiero de sistemas económicos. Evaluación de sistemas tácticos o
de defensa militar.
 La simulación se utiliza en la etapa de diseño para auxiliar en el logro o
mejoramiento de un proceso o diseño o bien a un sistema ya existente para
explorar algunas modificaciones.

13. • Se recomienda la aplicación de la simulación a
sistemas ya existentes cuando existe algún
problema de operación o bien cuando se requiere
llevar a cabo una mejora en el comportamiento. El
efecto que sobre el sistema ocurre cuando se
cambia alguno de sus componentes se puede
examinar antes de que ocurra el cambio físico en
la planta para asegurar que el problema de
operación se soluciona o bien para determinar el
medio más económico para lograr la mejora
deseada.

14. PERO ¿CUÁNDO ES ÚTIL UTILIZAR LA
SIMULACIÓN?

15. CUANDO EXISTAN UNA O MÁS DE LAS SIGUIENTES
CONDICIONES:
• 1.- No existe una completa formulación matemática del problema o los métodos
analíticos para resolver el modelo matemático no se han desarrollado aún.
Muchos modelos de líneas de espera corresponden a esta categoría.
• 2.- Los métodos analíticos están disponibles, pero los procedimientos matemáticos
son tan complejos y difíciles, que la simulación proporciona un método más simple
de solución.
• 3.- Las soluciones analíticas existen y son posibles, pero están más allá de la
habilidad matemática del personal disponible El costo del diseño, la prueba y la
corrida de una simulación debe entonces evaluarse contra el costo de obtener
ayuda externa.
• 4.- Se desea observar el trayecto histórico simulado del proceso sobre un período,
además de estimar ciertos parámetros.
• 5.- La simulación puede ser la única posibilidad, debido a la dificultad para realizar
experimentos y observar fenómenos en su entorno real, por ejemplo, estudios de
vehículos espaciales en sus vuelos interplanetarios.
• 6.- Se requiere la aceleración del tiempo para sistemas o procesos que requieren
de largo tiempo para realizarse. La simulación proporciona un control sobre el
tiempo, debido a que un fenómeno se puede acelerar o retardar según se desee.

16. 1.3.ESTRUCTURA Y CARACTERÍSTICA DE
LA
SIMULACIÓN DE EVENTOS DISCRETOS.

18. SISTEMA DE EVENTOS DISCRETOS:
• Es un sistema cuyo estado cambia sólo en ciertos
puntos en el tiempo. Por ejemplo, en el modelo de
la operación de un banco, el estado del sistema se
describe mediante el número de clientes en línea y
cuál de los pagadores está en ese momento
ocupado. El estado de este sistema cambia sólo en
aquellos puntos en el tiempo en lo que:
a) un nuevo cliente llega o;
b) un cliente deja de ser atendido y sale del banco.

19. Este a su vez se clasifica como uno de los siguientes
dos tipos:
Sistemas de Terminación: es aquel en el existen
puntos de inicio y terminación precisos y conocidos
Sistemas de no Terminación: es aquel que está en
curso y que carece de puntos de inicio y
terminación precisos y conocidos.

20. SISTEMAS CONTINUOS:
Es aquel cuyo estado cambia continuamente a
cada momento en el tiempo. Una aeronave que se
desplaza en el aire es un ejemplo de un sistema
continuo puesto que sus variables estado tales
como su posición y velocidad pueden cambiar
instantáneamente con respecto al tiempo.

21. 1.4 SISTEMAS, MODELOS Y CONTROL

22. IDENTIFICACIÓN DE LOS COMPONENTES DE UNA
SIMULACIÓN POR COMPUTADORA.
Salida: es el objetivo de un estudio de simulación que tiene la forma
de un valor numérico específico.
Entrada: es un valor numérico que es necesario para determinar las
salidas de una simulación
Antes de diseñar los detalles de una simulación por computadora es
decisivo tener una clara comprensión de los objetivos del estudio en
la forma de salidas numéricas específicas.
Con las salidas identificadas, el siguiente paso es identificar las
entradas. Estas entradas caen en tres categorías generales:
Condición inicial: un valor que expresa el estado del sistema al
principio de una simulación.
Datos determinísticos: son valores conocidos necesarios para
calcular las salidas de una simulación.
Datos probabilísticos: son magnitudes numéricas cuyos valores son
inciertos pero necesarios para obtener las salidas de la simulación.

23. TERMINOLOGÍA
Entidad. Objeto o componente de interés en un sistema, por
ejemplo, un cliente, un servidor o una máquina.
Atributo. Denota propiedad de una entidad, por ejemplo, la
prioridad de los clientes en la fila de espera.
Actividad. Todo proceso que provoque cambios en el sistema.
Estado del sistema. Colección de variables que contienen toda
la información para la descripción de todas las entidades, los
atributos y las actividades de acuerdo con su existencia en algún
punto del tiempo.
Evento. Es un hecho que ocurre instantáneamente y que cambia
el estado del sistema, como por ejemplo la llegada de un nuevo
cliente a un banco. dentro del sistema
Determinista. Es posible describir completamente el resultado de
una actividad en términos de su entrada .
Estocástica. Cuando los efectos de la actividad aleatoriamente
en distintas salidas.

24. EJEMPLOS DE SISTEMAS Y SUS COMPONENTES
Sistema Entidades Atributos Actividades Eventos Variables
de
estado
Banco Clientes Estado de
cuenta
Depositar Llegadas, salidas Número de cajeros
ocupados, número
de clientes en
espera.
Ferrocarril Viajeros Orígenes,
destinos
Viajar Llegada a una
estación.
Llegada a un
destino.
Número de viajeros
esperando en cada
estación.
Producción Máquinas Rapidez,
capacidad, tasa
de
descomposturas.
Estampar, soldar Descompostura Estado de las
máquinas.
Comunicaciones Mensajes Tamaño ,destino Transmisión Recepción en el
destino
Mensajes en espera
a ser transmitidos.
Inventario Almacén Capacidad Disponer Demanda Nivel de inventario.
Demanda
acumulada.

25. 1.5.MECANISMOS DE TIEMPO FIJO Y
TIEMPO
VARIABLE

26. Hay fundamentalmente dos formas de considerar el
avance del tiempo en un modelo de simulación:
Incrementos fijos de tiempo: se considera un intervalo
fijo de tiempo y el estado del modelo se comprueba
después de transcurrido cada uno de estos incrementos
constantes.
Incrementos por los eventos (N.E.T.A., Next Event Time
Advance): las comprobaciones y modificaciones de las
variables afectadas se realizan sólo después de la
ocurrencia de un evento. Aquí el incremento de tiempo
es variable, va desde la ocurrencia de un evento a otro.

27. Avance del reloj de simulación según los sucesos.

28. Avance del reloj de simulación según los sucesos.
Avance del reloj de simulación en incrementos fijos.

29. 1.6 ETAPAS DE UN PROYECTO DE
SIMULACIÓN

30. EL PROCESO DE SIMULACIÓN
 Definición de sistema-determinación de los límites o fronteras, restricciones y medidas de efectividad que se
usará para definir el sistema que se estudiará.
 Formulación del modelo- reducción o abstracción del sistema real a un diagrama de flujo lógico.
 Preparación de los datos- identificación de los datos que el modelo requiere y reducción de éstos a una forma
adecuada.
 Traslación del modelo- descripción del modelo en un lenguaje aceptable para la computadora que se usará.
 Validación- incremento a un nivel aceptable de confianza de modo que la inferencia obtenida del modelo
respecto al sistema real sea correcta.
 Planeación estratégica – diseño de un experimento que producirá la información deseada.
 Planeación táctica- determinación de cómo se realizará cada una de las corridas de prueba especificadas en
el diseño experimental.
 Experimentación- corrida de la simulación para generar los datos deseados y efectuar el análisis de
sensibilidad.
 Interpretación- obtención de inferencias con base en datos generados por simulación.
 Implantación- uso del modelo y/o resultados.
 Documentación- registro de las actividades del proyecto y los resultados así como de la documentación del
modelo y su uso.

31. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA Y DEFINICIÓN DEL MODELO