Técnicas de Simulação e Simulação Aplicada

Apresentação em tema: "Técnicas de Simulação e Simulação Aplicada"— Transcrição da apresentação:

1 Técnicas de Simulação e Simulação Aplicada
Carlos Antonio Fragoso

2 Modelagem e Simulação de Sistemas
Referência Bibliográfica Introdução à modelagem e simulação de sistemas Freitas Filho Editora Visual Books Capítulo 1

3 Simulação Schriber 1974 Simulação implica na modelagem de um processo ou sistema, de tal forma que o modelo imite as respostas do sistema real numa sucessão de eventos que ocorrem ao longo do tempo Shannon 1975 Um modelo computacional é um programa de computador cujas variáveis apresentam o mesmo comportamento dinâmico e estocástico o sistema real que representa Pegden 1990 Simulação é o processo de projetar um modelo computacional de um sistema real e conduzir experimentos com este modelo com o propósito de entender seu comportamento e/ou avaliar estratégias para sua operação

4 Simulação Processo mais amplo, não compreende somente a construção do modelo, mas, também, todo o método experimental que serve para: Descrever o comportamento do sistema Construir teorias e hipóteses considerando as observações efetuadas Usar o modelo para prever o comportamento futuro, isto é, os efeitos produzidos por alterações no sistema ou nos métodos empregados em sua operação

5 Por que simular ? O sistema real ainda não existe > planejar um futuro sistema Experimentar como o sistema real é dispendioso => investigar quais benefícios da aquisição de novo equipamento Experimentar como o sistema real não é apropriado

6 Sistema Taylor 1970 Um conjunto de objetos, como pessoas ou máquinas, por exemplo, que atuam e interagem com a intenção de alcançar um objetivo ou um propósito lógico

7 Exemplos de sistemas Sistemas de produção
Manufatura e montagem Movimentação de peças e matérias prima Alocação de mão de obra Áreas de armazenagem Layout, etc Sistemas de transporte e estocagem Redes de distribuição Armazéns e entrepostos Frotas, etc Sistemas computacionais Redes de computadores Redes de comunicação Servidores de redes Arquitetura de computadores Sistemas operacionais Gerenciadores de bases de dados, etc

8 Exemplos de sistemas Sistemas administrativos
Seguradoras Operadores de crédito Financeiras Sistemas de prestação de serviços diretos ao público Hospitais Bancos Restaurantes industriais e tipo fast food Serviços de emergência (polícia, bombeiros, etc) Serviços de assistência jurídica, etc

9 Modelos Modelagem é um processo de criação e descrição, envolvendo um determinado grau de abstração que, na maioria das vezes, acarreta numa série de simplificações sobre a organização e o funcionamento do sistema real => relações matemáticas ou lógicas => modelos Sistema de mundo real Entradas (Dados) Modelo de Simulação Saídas (Respostas)

10 Classificação de modelos de simulação
Modelos voltados à previsão Modelos voltados à investigação Modelos voltados à comparação Modelos específicos Modelos genéricos

11 Passos na formulação de um estudo envolvendo modelagem e simulação
Etapa de Planejamento Etapa de Experimentação Etapa de Modelagem Formulação e Análise do problema Projeto experimental Coleta de Dados Experimentação Planejamento do projeto Tradução do Modelo Análise estatística dos resultados Verificação e Validação do modelo Formulação do Modelo conceitual Coleta macro de informações Tomada de decisão e conclusão do projeto Comparação e Identificação das melhores soluções Documentação e Apresentação dos resultados da implementação

12 Passos na formulação de um estudo envolvendo modelagem e simulação
Etapa de Planejamento . Por que o problema está sendo estudado? . Quais serão as respostas que o estudo espera alcançar ? . Quais são os critérios para avaliação da performance do sistema ? . Quais são as hipóteses e prerrogativas ? . Quais restrições e limites são esperados das soluções obtidas ? Etapa de Experimentação Etapa de Modelagem Formulação e Análise do problema Projeto experimental Coleta de Dados Experimentação Planejamento do projeto Tradução do Modelo Análise estatística dos resultados Verificação e Validação do modelo Formulação do Modelo conceitual Coleta macro de informações Tomada de decisão e conclusão do projeto Comparação e Identificação das melhores soluções Documentação e Apresentação dos resultados da implementação

13 Passos na formulação de um estudo envolvendo modelagem e simulação
Etapa de Planejamento . Existem recursos disponíveis para a realização do projeto ? . Definir os cenários que serão investigados . Realizar um cronograma e definição dos custos das atividades do projeto Etapa de Experimentação Etapa de Modelagem Formulação e Análise do problema Projeto experimental Coleta de Dados Experimentação Planejamento do projeto Tradução do Modelo Análise estatística dos resultados Verificação e Validação do modelo Formulação do Modelo conceitual Coleta macro de informações Tomada de decisão e conclusão do projeto Comparação e Identificação das melhores soluções Documentação e Apresentação dos resultados da implementação

14 Passos na formulação de um estudo envolvendo modelagem e simulação
Etapa de Planejamento . Qual a estratégia de modelagem ? Discreta ? Contínua ? Uma combinação ? . Qual a quantidade de detalhes deve ser incorporada ao modelo ? . Como o modelo reportará os resultados ? Relatórios pós-simulação ? Animação durante a execução ? . Que nível de personalização de cenários e ícones de entidades e recursos deve ser implementado ? . Que nível de agregação dos processos (ou de alguns) deve ser implementado ? . Como os dados serão colocados no modelo ? Manualmente ? Leitura de arquivos ? Etapa de Experimentação Etapa de Modelagem Formulação e Análise do problema Projeto experimental Coleta de Dados Experimentação Planejamento do projeto Tradução do Modelo Análise estatística dos resultados Verificação e Validação do modelo Formulação do Modelo conceitual Coleta macro de informações Tomada de decisão e conclusão do projeto Comparação e Identificação das melhores soluções Documentação e Apresentação dos resultados da implementação

15 Passos na formulação de um estudo envolvendo modelagem e simulação
Etapa de Planejamento . Quais são as relações e regras que conduzem a dinâmica do sistema ? (O uso de diagrama de fluxos é comum para facilitar a compreensão destas inter-relações ) . Quais são as fontes dos dados necessários à alimentação o modelo ? . Os dados já se encontram na forma desejada ? (O mais comum é os dados disponíveis na forma de média) . E quanto aos dados relativos a custos e finanças ? Etapa de Experimentação Etapa de Modelagem Formulação e Análise do problema Projeto experimental Coleta de Dados Experimentação Planejamento do projeto Tradução do Modelo Análise estatística dos resultados Verificação e Validação do modelo Formulação do Modelo conceitual Coleta macro de informações Tomada de decisão e conclusão do projeto Comparação e Identificação das melhores soluções Documentação e Apresentação dos resultados da implementação

16 Passos na formulação de um estudo envolvendo modelagem e simulação
Etapa de Planejamento Esta fase será realizada após a coleta macro de informações Etapa de Experimentação Etapa de Modelagem Formulação e Análise do problema Projeto experimental Coleta de Dados Experimentação Planejamento do projeto Tradução do Modelo Análise estatística dos resultados Verificação e Validação do modelo Formulação do Modelo conceitual Coleta macro de informações Tomada de decisão e conclusão do projeto Comparação e Identificação das melhores soluções Documentação e Apresentação dos resultados da implementação

17 Passos na formulação de um estudo envolvendo modelagem e simulação
Etapa de Planejamento . Quem fará a tradução do modelo conceitual para a linguagem de simulação ? . Como será realizada a comunicação entre os responsáveis pela programação e a gerência do projeto ? . E a documentação ? Os nomes de variáveis e atributos estão claramente documentados ? Etapa de Experimentação Etapa de Modelagem Formulação e Análise do problema Projeto experimental Coleta de Dados Experimentação Planejamento do projeto Tradução do Modelo Análise estatística dos resultados Verificação e Validação do modelo Formulação do Modelo conceitual Coleta macro de informações Tomada de decisão e conclusão do projeto Comparação e Identificação das melhores soluções Documentação e Apresentação dos resultados da implementação

18 Passos na formulação de um estudo envolvendo modelagem e simulação
Etapa de Planejamento . O modelo gera informações que satisfazem aos objetivos do estudo ? . As informações geradas são confiáveis ? . A aplicação de testes de consistência e outros confirma que o modelo está isento de erros de programação ? Etapa de Experimentação Etapa de Modelagem Formulação e Análise do problema Projeto experimental Coleta de Dados Experimentação Planejamento do projeto Tradução do Modelo Análise estatística dos resultados Verificação e Validação do modelo Formulação do Modelo conceitual Coleta macro de informações Tomada de decisão e conclusão do projeto Comparação e Identificação das melhores soluções Documentação e Apresentação dos resultados da implementação

19 Passos na formulação de um estudo envolvendo modelagem e simulação
Etapa de Planejamento . Quais os principais fatores associados aos experimentos ? . Em que níveis devem ser os fatores variados, de forma que se possa melhor avaliar os critérios de desempenho ? . Qual o projeto experimental mais adequado ao quadro de respostas desejadas ? Etapa de Experimentação Etapa de Modelagem Formulação e Análise do problema Projeto experimental Coleta de Dados Experimentação Planejamento do projeto Tradução do Modelo Análise estatística dos resultados Verificação e Validação do modelo Formulação do Modelo conceitual Coleta macro de informações Tomada de decisão e conclusão do projeto Comparação e Identificação das melhores soluções Documentação e Apresentação dos resultados da implementação

20 Passos na formulação de um estudo envolvendo modelagem e simulação
Etapa de Planejamento É a execução da simulação para gerar dados desejados e para realizar as análises de sensibilidade Etapa de Experimentação Etapa de Modelagem Formulação e Análise do problema Projeto experimental Coleta de Dados Experimentação Planejamento do projeto Tradução do Modelo Análise estatística dos resultados Verificação e Validação do modelo Formulação do Modelo conceitual Coleta macro de informações Tomada de decisão e conclusão do projeto Comparação e Identificação das melhores soluções Documentação e Apresentação dos resultados da implementação

21 Passos na formulação de um estudo envolvendo modelagem e simulação
Etapa de Planejamento . O sistema modelado é do tipo terminal ou não terminal ? . Quantas replicações são necessárias ? . Qual deve ser o período simulado para que se possa alcançar o estado de regime ? . E o período de warm-up ? Etapa de Experimentação Etapa de Modelagem Formulação e Análise do problema Projeto experimental Coleta de Dados Experimentação Planejamento do projeto Tradução do Modelo Análise estatística dos resultados Verificação e Validação do modelo Formulação do Modelo conceitual Coleta macro de informações Tomada de decisão e conclusão do projeto Comparação e Identificação das melhores soluções Documentação e Apresentação dos resultados da implementação

22 Passos na formulação de um estudo envolvendo modelagem e simulação
Etapa de Planejamento . Como realizar este tipo de análise ? . Como proceder para comparar alternativas com um padrão ? . Como proceder para comparar todas as alternativas entre si ? . Como identificar a melhor alternativa de um conjunto ? . Como garantir estatisticamente os resultados ? Etapa de Experimentação Etapa de Modelagem Formulação e Análise do problema Projeto experimental Coleta de Dados Experimentação Planejamento do projeto Tradução do Modelo Análise estatística dos resultados Verificação e Validação do modelo Formulação do Modelo conceitual Coleta macro de informações Tomada de decisão e conclusão do projeto Comparação e Identificação das melhores soluções Documentação e Apresentação dos resultados da implementação

23 Passos na formulação de um estudo envolvendo modelagem e simulação
Etapa de Planejamento Documentação: . Descrição dos objetivos e hipóteses levantadas . Conjunto de parâmetros de entrada utilizados . Descrição das técnicas e métodos empregados na verificação e na validação do modelo . Descrição do projeto de experimentos e do modelo fatorial de experimentação adotado . Resultados obtidos e descrição dos métodos de análise adotados Etapa de Experimentação Etapa de Modelagem Formulação e Análise do problema Projeto experimental Coleta de Dados Experimentação Planejamento do projeto Tradução do Modelo Análise estatística dos resultados Verificação e Validação do modelo Formulação do Modelo conceitual Coleta macro de informações Tomada de decisão e conclusão do projeto Comparação e Identificação das melhores soluções Documentação e Apresentação dos resultados da implementação

24 Passos na formulação de um estudo envolvendo modelagem e simulação
Apresentação dos resultados: . Restabelecimento e confirmação dos objetivos do projeto . Quais problemas foram resolvidos ? . Rápida revisão da metodologia Benefícios alcançados com a(s) solução (ões) proposta(s) . Considerações sobre o alcance e precisão dos resultados . Alternativas rejeitadas e seus motivos . Animações das alternativas propostas quando cabíveis . Estabelecimento de conexões entre o processo e os resultados alcançados com o modelo simulado e outros processos de reengenharia ou de reformulação existentes no negócio . Assegurar que os responsáveis pelo estabelecimento de mudanças organizacionais ou processuais tenham compreendido a abordagem utilizada e seus benefícios . Tentar demonstrar que a simulação é a espécie de ponte entre a idéia e sua implementação Etapa de Planejamento Etapa de Experimentação Etapa de Modelagem Formulação e Análise do problema Projeto experimental Coleta de Dados Experimentação Planejamento do projeto Tradução do Modelo Análise estatística dos resultados Verificação e Validação do modelo Formulação do Modelo conceitual Coleta macro de informações Tomada de decisão e conclusão do projeto Comparação e Identificação das melhores soluções Documentação e Apresentação dos resultados da implementação

25 Erros mais comuns na abordagem via simulação
Pouco conhecimento ou pouca afinidade com a ferramenta utilizada Objetivos com pouca clareza ou definição Construção de modelos muito detalhados Realização de conclusões com base em uma única replicação