Esta obra explora el uso de la simulación como una herramienta valiosa para la ingeniería y la administración, especialmente en el ámbito industrial. Comienza con la introducción de conceptos teóricos y estadísticos básicos necesarios para desarrollar y simular modelos. Luego, se abordan métodos para generar números aleatorios y variables aleatorias, seguido por la construcción de modelos de simulación para representar procesos organizativos y productivos. Se detallan las metodologías para simular mediante hojas de cálculo, el lenguaje de simulación SIMAN y el software ARENA. Finalmente, se discuten los conceptos de verificación y validación de modelos de simulación.
La simulación se ha convertido en una excelente herramienta para sustituir la experimentación in situ, la cual resulta cara, lenta y riesgosa. En esta obra se estudian los conceptos básicos de simulación de procesos como un medio para desarrollar conocimientos en profesionales y estudiantes de ingeniería y administración, en especial los de ingeniería industrial. En los primeros capítulos se presentan la teoría y las bases estadísticas fundamentales para desarrollar y simular modelos. Los demás capítulos muestran cómo simular modelos por medio de hojas de cálculo, lenguajes de simulación y simuladores.
Inicia con la revisión de conceptos teóricos asociados al término simulación, y realiza un repaso general de técnicas de estadística inferencial, especialmente distribuciones de probabilidad. Luego se desarrolla el tema de generación de números aleatorios y de variables aleatorias con base en métodos matemáticos y estadísticos. Asimismo, se exponen los principales aspectos que regulan la construcción de modelos de simulación; estos son fundamentales para representar la realidad de los procesos administrativos y productivos en una organización de manufactura o de servicios por medio de un modelo. También se indica la metodología para efectuar una simulación mediante hojas de cálculo, se enseña cómo construir y correr modelos con base en el lenguaje de simulación SIMAN y se muestra la forma de simular modelos con el simulador ARENA. La obra finaliza con la presentación de los conceptos básicos de verificación y validación de modelos de simulación.
Capítulo 1
Conceptos y definiciones.......................................15
1.1 Introducción...............................................................................15
1.2 Definición y aplicaciones de la simulación.............................18
1.3 Ventajas y desventajas de la simulación.................................20
1.4 ¿Cómo hacer exitosa la ejecución de la simulación?...........23
Problemas..........................................................................................27
Capítulo 2
Elementos de inferencia estadística......................31
2.1 Introducción...............................................................................31
2.2 Variables aleatorias...................................................................33
2.3 Tipos de variables aleatorias....................................................34
2.4 Distribuciones de probabilidad ...............................................38
2.4.1 Distribución de Poisson.............................................................. 39
2.4.2 Distribución normal.................................................................... 42
2.4.3 Distribución lognormal............................................................... 43
2.4.4 Distribución Weibull.................................................................... 45
2.4.5 Distribución exponencial........................................................... 46
2.4.6 Distribución gamma.................................................................. 47
2.4.7 Distribución beta........................................................................ 50
2.4.8 Distribución Erlang-k................................................................... 52
2.4.9 Distribución triangular................................................................ 54
2.5 Datos en los modelos de simulación.......................................68
2.5.1 Dígitos significativos.................................................................... 69
2.5.2 Intervalos de confianza.............................................................. 72
2.5.3 Prueba de hipótesis.................................................................... 73
2.5.4 Muestreo estadístico.................................................................. 78
2.5.5 Número de corridas de la simulación...................................... 82
Problemas..........................................................................................86
Capítulo 3
Generación de variables aleatorias......................97
3.1 Aleatoriedad de la simulación.................................................97
3.2 Generadores de números aleatorios.....................................100
3.2.1 Método del cuadrado medio................................................. 101
3.2.2 Método del producto medio................................................... 103
3.2.3 Generador congruencial lineal............................................... 105
3.2.4 Método congruencial multiplicativo....................................... 107
3.2.5 Generador BBS......................................................................... 108
3.2.6 Periodo del generador............................................................. 108
3.2.7 Verificación de aleatoriedad................................................... 109
3.2.8 Otros generadores .................................................................. 111
3.3 Generación de variables aleatorias de distribuciones teóricas.......................................................111
3.3.1 Método de la transformada inversa....................................... 112
3.3.2 Generador de variables triangulares...................................... 114
3.3.3 Generador de variables gamma............................................ 115
3.3.4 Generador de variables normales.......................................... 116
3.3.5 Generador de variables Erlang (Banks et al., 2010).............. 120
3.3.6 Generador de variables beta.................................................. 121
3.3.7 Generador de variables lognormal (Banks et al., 2010)............123
3.3.8 Generador de variables Poisson (Banks et al., 2010)............ 124
3.4 Generación de variables aleatorias discretas
de distribuciones empíricas....................................................125
3.5 Generación de variables aleatorias continuas de distribuciones empíricas (Law, 2010)......................................128
Contenido 9
3.6 El Input Analyzer de Arena......................................................136
Problemas........................................................................................146
Capítulo 4
Diseño de modelos de simulación.......................155
4.1 Definición y clasificación de modelos....................................155
4.2 Elementos de un modelo de simulación...............................156
4.3 Configuración del sistema......................................................160
4.4 Construcción de un modelo de simulación..........................162
4.5 Definición de supuestos..........................................................163
4.6 Representación de los modelos.............................................163
4.7 Lógica del modelo...................................................................171
4.8 Funcionamiento de un modelo de simulación.....................172
Problemas........................................................................................176
Capítulo 5
Simulación con hoja de cálculo..........................183
5.1 Simulación Montecarlo...........................................................183
5.2 Simulación con hoja de cálculo............................................184
5.3 Procedimiento para realizar una simulación.........................187
5.4 Aplicaciones en Ingeniería económica................................193
5.5 Aplicaciones en análisis de productividad, mantenimiento y confiabilidad...............................................198
Problemas........................................................................................219
Capítulo 6
Simulación con SIMAN..........................................235
6.1 Definición de lenguaje de simulación...................................235
6.2 Criterios de selección del software.......................................237
10 Simulación de procesos
6.3 Diagrama de eventos..............................................................238
6.4 Simulación con SIMAN............................................................242
6.4.1 El modelo.................................................................................. 243
6.4.2 El experimento.......................................................................... 244
6.4.3 Variables y constantes............................................................. 245
6.4.4 Atributos.................................................................................... 246
6.4.5 Variables aleatorias.................................................................. 247
6.4.6 Expresiones y condiciones....................................................... 249
6.5 Construcción de un modelo simple.......................................249
6.6 Asignación y bifurcación en SIMAN.......................................278
6.7 Estaciones y manejo de materiales.......................................301
6.7.1 Bloque STATION......................................................................... 301
6.7.2 Movimiento entre estaciones.................................................. 302
6.7.3 Movimiento al considerar tiempo, pero no recursos.............. 303
6.7.4 Secuencias de producción...................................................... 318
6.7.5 Manejo de materiales de patrón libre..................................... 329
6.7.6 Manejo de materiales patrón fijo............................................ 339
Problemas .......................................................................................349
Capítulo 7
Simulación con ARENA ........................................373
7.1 Definición de simulador...........................................................373
7.2 Arena........................................................................................374
7.2.1 Características de ARENA........................................................ 375
7.2.2 Motor de simulación SIMAN.................................................... 376
7.2.3 Comparación con otros paquetes......................................... 376
7.3 Modelo básico de ARENA.......................................................377
7.4 Principios de animación..........................................................396
7.5 Horarios de trabajo: fallas y frecuencias................................417
7.6 Análisis de simulación de estado estable..............................436
7.7 Otras estadísticas.....................................................................440
Problemas........................................................................................449
Capítulo 8
Transferencia de entidades
y animación con Arena .......................................463
8.1 Transferencia de entidades.....................................................463
8.2. Transferencia con Routes........................................................464
8.2.1 Animación de Routes............................................................... 466
8.3 Transferencia con Transporters................................................469
8.3.1 Animación de Transporters...................................................... 475
8.4 Transferencia con Conveyors..................................................477
8.4.1 Animación de Conveyors......................................................... 483
8.5 Sets y secuencias.....................................................................485
8.6 Transporte en lotes...................................................................544
Ejemplo 8.7......................................................................546
Solución...........................................................................547
8.7 Process Analyzer.......................................................................564
Ejemplo 8.8......................................................................573
Solución...........................................................................573
Problemas........................................................................................575
Capítulo 9
Conceptos básicos de verificación y validación de los modelos ................................615
9.1 Definiciones..............................................................................615
9.2 Verificación de modelos de simulación.................................617
9.3 Validación de modelos de simulación..................................618
Problemas........................................................................................632
Bibliografía.............................................................637
Referencias en Internet.........................................644
Destinatarios del contenido: Sin restricción
