Simulacion

SIMULACIÓN

I.- SIMULACIÓN: La simulación de sistema se puede definir como la técnica de resolución de problemas siguiendo los cambios en el tiempo de un modelo de sistema dinámico. Es posible construir un modelo de simulación con más libertad. Formando una serie de componentes que correspondan a los diagramas de bloque. Cada componente se puede describir matemáticamente en forma directa y natural, sin otorgar demasiada consideración a la complejidad de manejar varios de estos componentes. Pero, es necesario organizar y configurar las ecuaciones de modo tal, para que se pueda emplear un procedimiento rutinario en su resolución simultánea.

SIMULADOR: Es un aparato, por lo general informático, que permite la reproducción de un sistema. Los simuladores reproducen sensaciones y experiencias que en la realidad pueden llegar a suceder. Un simulador pretende reproducir tanto las sensaciones físicas (velocidad, aceleración, percepción del entorno) como el comportamiento de los equipos de la máquina que se pretende simular. Para simular las sensaciones físicas se puede recurrir a complejos mecanismos hidráulicos comandados por potentes ordenadores que mediante modelos matemáticos consiguen reproducir sensaciones de velocidad y aceleración. Para reproducir el entorno exterior se emplean proyecciones de bases de datos de terreno.

MODELOS: Un modelo es una representación de un objeto, sistema o idea, de forma diferente al de la entidad misma. El propósito de los modelos es ayudarnos a explicar, entender o mejorar un sistema. Un modelo de un objeto puede ser una réplica exacta de éste o una abstracción de las propiedades dominantes del objeto.

TIPOS DE MODELOS:

Existen múltiples tipos de modelos para representar la realidad. Algunos de ellos son:

• Dinámicos: Utilizados para representar sistemas cuyo estado varía con el tiempo.

• Estáticos: Utilizados para representar sistemas cuyo estado es invariable a través del tiempo.

• Matemáticos: Representan la realidad en forma abstracta de muy diversas maneras.

• Físicos: Son aquellos en que la realidad es representada por algo tangible, construido en escala o que por lo menos se comporta en forma análoga a esa realidad (maquetas, prototipos, modelos analógicos, etc.).

• Analíticos: La realidad se representa por fórmulas matemáticas. Estudiar el sistema consiste en operar con esas fórmulas matemáticas (resolución de ecuaciones).

• Numéricos: Se tiene el comportamiento numérico de las variables intervinientes. No se obtiene ninguna solución analítica.

• Continuos: Representan sistemas cuyos cambios de estado son graduales. Las variables intervinientes son continuas.

• Discretos: Representan sistemas cuyos cambios de estado son de a saltos. Las variables varían en forma discontinua.

• Determinísticos: Son modelos cuya solución para determinadas condiciones es única y siempre la misma.

• Estocásticos: Representan sistemas donde los hechos suceden al azar, lo cual no es repetitivo. No se puede asegurar cuáles acciones ocurren en un determinado instante. Se conoce la probabilidad de ocurrencia y su distribución probabilística. (Por ejemplo, llega una persona cada 20 ± 10 segundos, con una distribución equiprobable dentro del intervalo).

MODELADO DE SISTEMAS

Modelado es el proceso de construcción de un modelo. Un modelo es una representación de un objeto, sistema, o idea. Usualmente, su propósito es ayudar explicar, entender o mejorar un sistema (Shannon, 1988). Los modelos son útiles para:

• El pensamiento: Al construir un modelo necesariamente se debe ordenar y completar el conocimiento que del sistema real se posee.

La comunicación: Un modelo elimina la ambigüedad del lenguaje para comunicarse con expertos.

• El entrenamiento y la instrucción: Un modelo puede ser utilizado para entrenar con costo y riesgo casi nulos. Por ejemplo, los submarinos a escala utilizados por la marina alemana para entrenar en secreto antes de la segunda guerra mundial; o también, el sistema de barcos a escalas utilizados actualmente en Francia para entrenar a los capitanes de barcos petroleros.

• La predicción: Un modelo sirve para predecir la conducta del sistema real. Es el caso de los modelos utilizados para predecir, mediante simulación, la evolución del clima mundial. El modelo de la teoría de la relatividad predice, sin hacer una simulación, que no es posible superar la velocidad de la luz.

• La experimentación: La experimentación con un modelo es barata y segura. Se emplea frecuentemente en el diseño de un sistema; por ejemplo, las pruebas que se realizan en un túnel de viento con un modelo a escala de un avión o de un automóvil.

El modelado es un arte. Cualquier conjunto de reglas para desarrollar modelos tiene una utilidad limitada y sólo puede servir como una guía sugerida. El arte de modelar consiste en la habilidad para analizar un problema, resumir sus características esenciales, seleccionar y modificar las suposiciones básicas que caracterizan al sistema, y luego enriquecer y elaborar el modelo hasta obtener una aproximación útil. Los pasos sugeridos para este proceso son:

1. Establecer una definición clara de los objetivos.

2. Analizar el sistema real.

3. Dividir el problema del sistema en problemas simples.

4. Buscar analogías.

5. Considerar un ejemplo numérico específico del problema.

6. Determinar las variables de interés.

7. Escribir los datos obvios.

8. Escribir las ecuaciones teóricas o empíricas que describen los fenómenos presentes y relacionan las variables de interés.

9. Si se tiene un modelo manejable, enriquecerlo. De otra manera, simplificarlo.

SISTEMA: Pueden darse varias definiciones de sistema:

• "Conjunto de elementos cuya interacción interesa estudiar"

• "Conjunto de elementos que interactúan entre sí, con un fin común, que se aísla del universo para su estudio."

• "Conjunto de partes organizado funcionalmente de manera tal de constituir una unidad interconectada

• “Conjunto de elementos que interactúan entre ellos” Pierre Delattre 1971."

• “El estudio de las interacciones conduce lógicamente al concepto de organización sistemática.” (KHAILOV)

• "Totalidad arbitraria de variables que el investigador escoge de un gran número de variables que pertenecen al sistema real.” (ASHBY)

• “Complejo de elementos que actúan recíprocamente” ó “la totalidad de elementos en interacción recíproca” (BERTALANFFY). Acentúa la relación, la influencia recíproca de

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