Glosario Fundamental de Simulación y Modelos

Conceptos Fundamentales en Modelado y Simulación

A continuación, se presentan definiciones clave y consideraciones importantes en el ámbito del modelado y la simulación de sistemas.

Hipótesis

Es una proposición aceptable que ha sido formulada a través de la recolección de información y datos. Sirve para responder de forma tentativa a un problema.

Relaciones Matemáticas del Modelo

Las relaciones matemáticas que componen un modelo pueden ser:

• Sencillas: Métodos matemáticos para una solución analítica.
• Mediante Simulación: Resolviendo matemáticamente el modelo con ayuda de un ordenador (PC).

Estado de un Sistema

Es la colección de variables necesarias para describir el sistema en un instante determinado, de acuerdo con los objetivos de estudio.

Posibles Variables de Estado del Modelo

Las variables de estado permiten:

• Reemplazar el sistema real por otro simplificado (abstracción).
• Implementar el sistema real pero sin sus inconvenientes (simulación).

Definiciones Clave

Optimización

Proceso de diseñar un plan de experimentación adoptando la mejor decisión.

Entrenamiento o Capacitación

El plan se utiliza para aprender a conducir el sistema.

Sistema

Conjunto de objetos o ideas que están relacionados entre sí para lograr un mismo fin.

Modelo

Un objeto X es un modelo del objeto Y para el observador Z, si Z puede emplear X para responder cuestiones que le interesan acerca de Y.

Simulación

Proceso de diseño de un modelo del sistema real y de llevar a cabo experiencias con él para aprender el comportamiento del sistema.

Tipos de Modelos

• Modelo Discreto

  Aquel en el cual las variables de estado pueden cambiar de valor solo un número finito de veces.

• Modelo Continuo

  Aquel donde las variables de estado pueden cambiar continuamente con el tiempo.

• Modelo Estático

  Representa al sistema en un determinado instante.

• Modelo Dinámico

  Representa la evolución del sistema en el tiempo.

• Modelo Determinista

  No contiene variables aleatorias y los datos de salida son únicos para un conjunto de entradas dadas.

• Modelo Estocástico

  Contiene variables aleatorias y los datos de salida pueden ser a su vez aleatorios.

Modelos más Usados en Ingeniería

Los tipos de modelos más frecuentemente utilizados son: discreto, dinámico y estocástico.

Cuándo Utilizar la Simulación

La simulación es una herramienta valiosa en diversas situaciones, tales como:

• Cuando no existe una formulación matemática analíticamente resoluble.
• Cuando existe una formulación matemática, pero es difícil obtener una solución analítica.
• Cuando no existe un sistema real y se necesita diseñar uno nuevo.
• Cuando los experimentos son inviables debido a impedimentos económicos, de seguridad, de calidad o éticos.
• Cuando el sistema real evoluciona muy lentamente o muy rápidamente.

Desventajas de la Simulación

A pesar de sus beneficios, la simulación presenta ciertas limitaciones:

• El desarrollo de un modelo puede ser costoso, laborioso y lento.
• Existe la posibilidad de cometer errores si el modelo está mal conceptualizado o se cometen errores en el manejo; los resultados obtenidos serán incorrectos.
• No siempre se puede conocer el grado de imprecisión de los resultados.