Fundamentos y Estructura de los Modelos de Simulación de Procesos

Componentes de un Modelo de Simulación

• Entidades: Se crean, se mueven a través del sistema y salen (opcionalmente). Usualmente representan objetos reales, aunque pueden crearse entidades "falsas" para modelar ciertos comportamientos o trucos. Generalmente, existen múltiples realizaciones simultáneas y pueden coexistir diferentes tipos de entidades de forma concurrente.
• Atributos: Son características que describen y diferencian a todas las entidades. Todas las entidades poseen los mismos "espacios" para atributos, pero con valores diferentes. El valor de un atributo está vinculado a una entidad específica.
• Variables: Reflejan características del modelo completo y no de entidades específicas. Tienen un nombre y un valor único para todo el modelo. Las entidades pueden acceder a ellas y modificarlas.
• Recursos: Elementos por los que las entidades compiten (personal, equipo, espacio). Se debe considerar que los recursos son asignados a una entidad, en lugar de que la entidad "pertenezca" al recurso. El número de unidades de un recurso puede modificarse durante la simulación.
• Colas: Lugares donde las entidades deben esperar cuando no pueden moverse o continuar. Deben tener un nombre asignado, a menudo asociado al recurso correspondiente. Generalmente, se monitorea la longitud de la cola y el tiempo de espera en ella.
• Estadística de acumulación: Variables que registran lo que sucede en el sistema. Dependen de las medidas de rendimiento (performance) de salida deseadas. Muchas son automáticas, pero otras deben establecerse y mantenerse manualmente durante la simulación.
• Acumuladores estadísticos para sistemas de procesamiento simple:
  • Número de partes producidas hasta el momento.
  • Total de tiempos de espera en la cola hasta el momento.
  • Número de partes que han pasado por la cola.
  • Tiempo máximo en la cola observado hasta el momento.
  • Total de tiempo transcurrido en el sistema.
  • Tiempo máximo en el sistema.

Dinámica de la Simulación

• Identificar eventos característicos.
• Decidir la lógica para cada tipo de evento con el fin de:
  • Observar la estadística.
  • Efectuar cambios de estado para cada tipo de evento.
  • Actualizar tiempos de eventos futuros.
• Mantener un reloj y un calendario de eventos futuros.
• Saltar de un evento al siguiente, procesar, observar estadísticas y actualizar el calendario de eventos.
• Especificar una regla de detención apropiada.

Eventos para el Sistema de Procesamiento Simple

Llegada de una nueva pieza al sistema

• Actualizar los acumuladores estadísticos persistentes en el tiempo.
• "Marcar" las partes que llegan con el tiempo presente para su uso posterior.
• Si la máquina está desocupada: Comenzar el procesamiento y mantener la máquina ocupada.
• Si la máquina está ocupada: Colocar la parte al final de la cola e incrementar la variable de longitud de la cola.

Partida o salida (cuando un servicio es completado)

• Incrementar el número producido en el acumulador estadístico.
• Actualizar la estadística persistente en el tiempo (similar al evento de llegada).
• Si la cola no está vacía: Tomar la primera pieza de la cola, calcular y contabilizar el tiempo de espera, e iniciar el servicio (programar el departure time o tiempo de salida).
• Si la cola está vacía: Mantener la máquina desocupada. (Nota: No habrá un evento de salida programado en el calendario de eventos futuros, lo cual es el comportamiento deseado).

Finalización

• Actualizar las estadísticas persistentes en el tiempo para concluir la simulación.
• Calcular las medidas de rendimiento de salida finales utilizando los valores actuales de los acumuladores estadísticos.
• Después de cada evento, el registro superior del calendario de eventos es removido para determinar el tiempo actual y la acción a seguir.

Puntos adicionales del Sistema de Procesamiento Simple

• Reloj de Simulación variable: Es interno en herramientas como Arena.
• Calendario de eventos: Lista de eventos registrados que se mantiene clasificada en orden creciente según el Event Time (tiempo del evento). El próximo evento siempre se encuentra al comienzo del registro (record).
• Variables de estado (State variables): Describen el estatus actual del sistema, por ejemplo:
  • Número de clientes en cola Q(t).
  • Hora de llegada de cada cliente en la cola (una lista de longitud aleatoria).