Simulación de Procesos Docente: M. Sc. Ing. Mónica Zuñiga Vallejos [email protected] Simulación y su evolución Simulación Naylor, Thomas Técnica numérica para conducir experimentos en una computadora. Estos experimentos comprenden ciertos tipos de relaciones matemáticas y lógicas, las cuales son necesarias para describir el comportamiento y la estructura de sistemas complejos del mundo real a través de largos períodos de tiempo. H, Maisel y G. Gnugnoli Técnica numérica para realizar experimentos en una computadora. Estos experimentos involucran ciertos tipos de modelos matemáticos y lógicos que describen el comportamiento de sistemas de negocios, económicos, sociales, biológicos, físicos o químicos a través de largos períodos de tiempo. Shanon, Roberth Es el proceso de diseñar y desarrollar un modelo computarizado de un sistema o proceso y conducir experimentos con este modelo con el propósito de entender el comportamiento del sistema o evaluar varias estrategias con las cuales se puede operar el sistema. Es el proceso de diseñar y desarrollar un modelo de un sistema real y llevar a término experiencias con él, con la finalidad de comprender el comportamiento del sistema o evaluar nuevas estrategias dentro de los límites impuestos por un cierto criterio o un conjunto de ellos para el funcionamiento del sistema. Objetivo La simulación tiene como principal objetivo la predicción, es decir, puede mostrar lo que sucederá en un sistema real determinados cuando se cambios determinadas condiciones. realicen bajo ¿Por qué Simular? Simulación de Procesos Consiste en el diseño de un modelo matemático de un sistema, y la posterior ejecución de una serie de experimentos con la intención de entender su comportamiento bajo ciertas condiciones. Es la actividad por la cual un conjunto de subprogramas (unidades de cálculo) escritos en lenguaje simbólico permiten, una vez ejecutados en el computador, la obtención por cálculo de valores realistas para las variables de operación características de un proceso. Modelación y Simulación La diferencia entre simulación y modelación, reside en que la simulación parte de un "sistema" en cual se nos presenta una posible realidad y a través de cálculos o intercambio de valores en las variables podemos tomar decisiones La modelación parte de un sistema netamente patrones o y lo formulas convierte en que en los resultados o valores no varían mucho de la realidad que ya se conoce. según el comportamiento que tenga el "sistema" en la simulación. Conclusión : La simulación imita la realidad y la modelación crea un patrón de la realidad y en ambos casos podemos usar computadores o modelos manuales según sea el caso de complejidad. real Simulación como Proceso Experimental Figura 1 Esquema del proceso experimental de la Simulación Nota. http://exa.unne.edu.ar Etapas de un Estudio de Simulación Definición del Sistema Formulación del Modelo Colección de Datos Implementación del Modelo en la Computadora Verificación Validación del Sistema Experimentación Interpretación Documentación Etapas de un Estudio de Simulación Consiste en estudiar el contexto del problema, identificar los objetivos del proyecto, especificar los índices de efectividad del sistema y objetivos específicos del modelamiento y definir el sistema que se va a modelar. Una vez definido el sistema implicado en la simulación es imprescindible formular una representación simplificada del mismo con la que trabajaremos en el resto de etapas del proyecto. Sistema Real Modelo Modelamiento Computador Simulación Etapas de un Estudio de Simulación 3. Colección de Datos Es importante que se definan con claridad y exactitud los datos que el modelo va a requerir para producir los resultados deseados. 4. Implementación del Modelo en la Computadora Con el modelo definido, se utiliza algún lenguaje de programación específico o se utiliza algún paquete de simulación en la computadora y obtener los resultados. 5. Verificación Consiste en comprobar que el modelo simulado cumple con los requisitos de diseño para los que se elaboró. Etapas de un Estudio de Simulación Esta etapa suele ser un proceso iterativo en el que se compara el funcionamiento del simulador y el sistema real que se está tratando de simular. La experimentación consiste en generar los datos deseados y en realizar un análisis de sensibilidad de los índices requeridos. Etapas de un Estudio de Simulación 8. Interpretación En esta etapa del estudio, se interpretan los resultados que arroja la simulación y con base a esto se toma una decisión. 9. Documentación Se trabaja dos tipos de documentación: La primera se refiere a la documentación del tipo técnico; La segunda al manual del usuario, con el cual se facilita la interacción y el uso del modelo desarrollado. Ventajas de la aplicación de Simulación de Procesos Permite comprender y documentar en forma detallada el comportamiento del proceso que se simula. Construir las variables que interfieren en el proceso, de acuerdo con la conducta observada. Permite realizar ensayos en los valores extremos de ciertas condiciones de operación, lo cual no sería posible hacer en la planta. Probar la factibilidad del sistema propuesto. Ventajas de la aplicación de Simulación de Procesos Estudiar procesos existentes de una manera más rápida, económica y completa en la planta real. Predecir el comportamiento futuro, los efectos producidos por cambios en el sistema; sin incurrir en ningún costo. Diseñar equipos y plantas completas en un menor tiempo y con menor presencia de errores e imprecisión. Permite estudiar el sistema sin modificarlo, a través de la observación detallada de la simulación consiguiendo estrategias que mejoren la operación y eficiencia del sistema. Desventajas de la aplicación de Simulación de Procesos Los modelos de simulación para computadora son costosos y requiere tiempo para desarrollarse y validarse. Se requiere gran cantidad de corridas para encontrar “soluciones óptimas”. Se pueden tener restricciones o limitaciones en la disponibilidad del software requerido Bibliografía Luque, S. y Vega, A. 2005. Simulación y optimización avanzados en la industria química y de procesos: Hysys. Universidad de Oviedo. 3era Edición. España Iglesias, O. y Paniagua, C. 2013. Conceptos básicos de Simulación de Procesos en Simuladores Modulares. Universidad Nacional de La Plata. Editorial Edulp. Argentina Coss, R. 2003. Simulación: Un Enfoque Práctico. Editorial Limusa, S.A. México https://simulacionsisjuanb.es.tl/1-.-4-.-_-SISTEMAS-MODELOS-Y-CONTROL.htm Universidad Nacional del Nordeste Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. http://exa.unne.edu.ar/
