Simulación con Arena

Simulación con Arena

Sobre el Libro

Simulación con Arena (Simulation with Arena) es un libro de 656 páginas escrito por W. David Kelton, Randall Sadowski, Nancy Zupick. Fue publicado por la editorial McGraw-Hill Education en el año 2014 en su sexta edición.

Descripción del Libro

Simulación con Arena proporciona un tratamiento integral de la simulación utilizando el software Arena estándar de la industria. El libro de texto comienza haciendo que el lector desarrolle modelos simples de alto nivel y luego avanza hacia modelos y análisis avanzados. El diseño y análisis estadístico de experimentos de simulación se integra con los capítulos de modelado, lo que refleja la importancia del modelado matemático de estas actividades. Se utiliza un estilo de escritura tutorial informal para ayudar al principiante a comprender completamente las ideas y los temas presentados. La versión académica de Arena y los archivos de ejemplo también están disponibles en el sitio web del libro.

McGraw-Hill’s Connect también está disponible como un elemento adicional opcional. Connect es el único sistema de aprendizaje integrado que empodera a los estudiantes adaptándose continuamente para entregar precisamente lo que necesitan, cuando lo necesitan, cómo lo necesitan, de modo que el tiempo de clase sea más efectivo. Connect permite que el profesor asigne tareas, cuestionarios y pruebas de forma fácil y automática califique y registre las calificaciones del trabajo del estudiante. Los problemas se asignan al azar para evitar que se compartan las respuestas y también pueden tener una “solución de varios pasos” que ayuda a avanzar en el aprendizaje de los estudiantes si experimentan dificultades.

Tabla de contenido

  • 1) ¿Qué es la simulación?
  • 2) Conceptos fundamentales de simulación
  • 3) Una visita guiada por la arena
  • 4) Modelado de operaciones y entradas básicas
  • 5) Modelado de operaciones detalladas
  • 6) Análisis estadístico de la salida de la terminación de simulaciones
  • 7) Modelado intermedio y análisis estadístico de estado estable
  • 8) Transferencia de entidad
  • 9) Una muestra de otros problemas y técnicas de modelado
  • 10) Integración y personalización de la arena
  • 11) Modelos continuos y combinados discretos / continuos
  • 12) Otras cuestiones estadísticas
  • 13) Realización de estudios de simulación
  • Apéndice A: una especificación funcional para The Washington Post
  • Apéndice B – Actualización sobre probabilidad y estadística
  • Apéndice C – Distribuciones de probabilidad de Arena
  • Apéndice D: Instrucciones de instalación del software académico
  • Referencias
  • Índice

1 ¿Qué es la simulación?

1.1 Modelado

Simulación, como la mayoría de los métodos de análisis. involucra sistemas y modelos de los mismos. Entonces, en esta sección, le damos ejemplos de modelos y describimos opciones para estudiarlos y aprender sobre el sistema correspondiente.

1.1.1 ¿Qué se está modelando?

La simulación por computadora se ocupa de modelos de sistemas. Un sistema es una instalación o proceso, ya sea real o planificado, como:

  • Una planta de fabricación con máquinas, personas, dispositivos de transporte, cintas transportadoras y espacio de almacenamiento.
  • Un banco con diferentes tipos de clientes, servidores e instalaciones como ventanillas, cajeros automáticos (ATM), mostradores de préstamo y cajas de seguridad.
  • Un aeropuerto en el que los pasajeros que salen se registran, pasan por seguridad, se dirigen a la puerta de salida y se embarcan: vuelos de salida que compiten por remolcadores de retroceso y espacios en la pista; vuelos de llegada que compiten por pistas, puertas y tripulación de llegada; pasajeros que llegan y se trasladan al área de reclamo de equipaje y esperan sus maletas; y el sistema de manejo de equipaje que se ocupa de retrasos, problemas de seguridad y fallas del equipo.
  • Una red de distribución de plantas, almacenes y enlaces de transporte.
  • Una instalación de emergencia en un hospital, que incluye personal, habitaciones, equipo, suministros y transporte de pacientes.
  • Una operación de servicio de campo para electrodomésticos o equipo de oficina. con clientes potenciales repartidos por un área geográfica, técnicos de servicio con diferentes calificaciones, camiones con diferentes piezas y herramientas. y un depósito central y un centro de expedición.
  • Una red de computadoras con servidores, clientes, unidades de disco, unidades de cinta, impresoras, capacidades de red y operadores.
  • Un sistema de autopistas de segmentos de carreteras, intercambios. controles y tráfico.
  • Una oficina central de reclamaciones de seguros donde se recibe, revisa y copia mucho papeleo. archivado y enviado por correo por personas y máquinas.
  • Un sistema de justicia penal de tribunales, jueces, personal de apoyo, oficiales de libertad condicional, agentes de libertad condicional, acusados, demandantes, delincuentes condenados y horarios.
  • Planta de productos químicos con tanques de almacenamiento, oleoductos, vasijas de reactores y vagones cisterna de ferrocarril para enviar el producto terminado.
  • Un restaurante de comida rápida con distintos tipos de personal, clientes y equipamiento.
  • Un supermercado con control de inventarios, caja y atención al cliente.
  • Un parque temático con atracciones, tiendas, restaurantes, trabajadores, invitados y estacionamientos.
  • La respuesta del personal de emergencia ante un evento catastrófico.
  • Una red de puertos marítimos que incluye barcos, contenedores. grúas. y transporte terrestre.
  • Una operación militar que incluye suministros, logística y combate.

La gente suele estudiar un sistema para medir su rendimiento, mejorar su funcionamiento o diseñarlo si no existe. A los gerentes o controladores de un sistema también les gustaría tener una ayuda disponible para las operaciones diarias, como ayuda para decidir qué hacer en una fábrica si falla una máquina importante.

Incluso somos conscientes de los gerentes que solicitaron que se construyeran simulaciones pero que realmente no se preocuparon por los resultados finales. Su objetivo principal era centrar la atención en comprender cómo funcionaba su sistema. A menudo, los analistas de simulación encuentran que el proceso de definir cómo funciona el sistema, que debe realizarse antes de que pueda comenzar a desarrollar el modelo de simulación, proporciona una gran comprensión de los cambios que se deben realizar. Parte de esto se debe al hecho de que rara vez hay una persona responsable de comprender cómo funciona todo un sistema. Hay expertos en diseño de máquinas, manipulación de materiales. procesos, etc., pero no en el funcionamiento diario del sistema. Así que mientras lee, tenga en cuenta la definición de cómo funciona el sistema. que debe realizarse antes de que pueda comenzar a desarrollar el modelo de simulación, proporciona una gran comprensión de los cambios que deben realizarse. Parte de esto se debe al hecho de que rara vez hay una persona responsable de comprender cómo funciona todo un sistema. Hay expertos en diseño de máquinas, manipulación de materiales. procesos. y así sucesivamente, pero no en el funcionamiento diario del sistema. Entonces, mientras lee, se da cuenta de que la simulación es mucho más que simplemente construir un modelo y realizar un experimento estadístico. Hay mucho que aprender en cada paso de un proyecto de simulación y las decisiones que tome en el camino pueden afectar en gran medida la importancia de sus hallazgos.

1.1.2 ¿Qué tal simplemente jugar con el sistema?

Podría ser posible experimentar con el sistema físico real. Por ejemplo:

  • Algunas ciudades han instalado semáforos en las rampas de entrada en sus sistemas de autopistas para experimentar con diferentes secuencias para encontrar configuraciones que hagan que la hora pico sea lo más suave y segura posible.
  • El gerente de un supermercado puede aplicar diferentes políticas para el control de inventario y la asignación del personal de caja para ver qué combinaciones parecen ser las más rentables y brindar el mejor servicio.
  • Una aerolínea podría probar el uso ampliado de quioscos de facturación automatizada (con empleados instando a los pasajeros a utilizarlos) para ver si esto acelera la facturación.
  • Una instalación informática puede experimentar con diferentes diseños de red y prioridades de trabajo para ver cómo afectan la utilización y el tiempo de respuesta de la máquina.

Este enfoque ciertamente tiene sus ventajas. Si puede experimentar directamente con el sistema y sabe que nada más cambiará significativamente, entonces sin duda está buscando lo correcto y no tiene que preocuparse por si un modelo o proxy del sistema lo imita fielmente para sus propósitos.

1.13 A veces no se puede (o no se debe) jugar con el sistema

En muchos casos, es demasiado difícil, costoso, o absolutamente imposible realizar estudios físicos sobre el sistema en sí.

  • Obviamente, no puede experimentar con diseños alternativos de una fábrica si aún no está construida.
  • Incluso en una fábrica existente, podría resultar costoso cambiar a un diseño experimental que podría no funcionar al final.
  • Sería difícil pasar el doble de clientes a través de un banco para ver el efecto de cerrar una sucursal cercana.
  • Probar un nuevo procedimiento de facturación en un aeropuerto puede provocar inicialmente que muchas personas pierdan sus vuelos si surgen problemas imprevistos con el nuevo procedimiento.

Referencias

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