introdução à simulação
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Apresentação do material do Capítulo 1 do livro: Modelagem e Simulação de Eventos Discretos, de Chwif e Medina, 2006. www.livrosimulacao.eng.br.TRANSCRIPT
Modelagem e Simulação de Eventos Discretos – Chwif e Medina (2006) Slide 1 de 22
Prof. Afonso C Medina
Prof. Leonardo Chwif
O que O que O que O que éééé SimulaSimulaSimulaSimulaçççção?ão?ão?ão?Capítulo 1
Páginas 3-23
Este material é disponibilizado para uso exclusivo de docentes que adotam o livro Modelagem e Simulação de Eventos Discretos em suas disciplinas. O material pode (e deve) ser editado pelo professor.
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Versão 0.2 25/11/08
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� Definição
� A Simulação como ferramenta de suporte à decisão
� Quando utilizar a Teoria das Filas ou a Simulação?
IntroduIntroduIntroduIntroduççççãoãoãoão
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“Uma gama variada de métodos e aplicações que o reproduzemcomportamento de sistemas reais, usualmente utilizando-se de ferramentas computacionais.”
(Kelton et al., 1998)
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“Processo de elaboração de um modelo de um sistema real (ou hipotético) e a condução de experimentos com a finalidade de entender o comportamento de um sistema ou avaliar sua operação”
(Shannon, 1975)
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“O princípio básico é simples. Analistas constroem modelos do sistema de interesse, escrevem programas destes modelos e utilizam um computador para inicializar o comportamento do sistema e submetê-lo a diversas políticas operacionais. A melhor política deve ser selecionada.”
(Pidd, 2000)
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Terminologia BTerminologia BTerminologia BTerminologia BáááásicasicasicasicaUm sistema é um agrupamento de partes que
operam juntas, visando um objetivo em comum.
(Forrester, 1968)
Um modelo pode ser definido como uma representação das relações dos componentes de um sistema, sendo considerada como uma abstração, no sentido em que tende a se aproximar do verdadeiro comportamento do sistema.
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O Processo de ModelagemO Processo de ModelagemO Processo de ModelagemO Processo de Modelagem
Sistema
Modelo = representação
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� Modelos Simbólicos
� Modelos Analíticos
� Modelos de Simulação
Tipos de ModelosTipos de ModelosTipos de ModelosTipos de Modelos
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� Símbolos gráficos (fluxogramas, DFD, Layouts etc.)
� Muito utilizado para comunicação e documentação
� Limitações:
–Modelos estáticos
–Não fornece elementos quantitativos
–Não entra no detalhe do sistema
Modelo SimbModelo SimbModelo SimbModelo Simbóóóólicolicolicolico
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Modelo SimbModelo SimbModelo SimbModelo Simbóóóólico: Fluxogramalico: Fluxogramalico: Fluxogramalico: Fluxograma
Fluxograma do processo de atendimento de emergências de uma central do corpo de bombeiros
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Modelo SimbModelo SimbModelo SimbModelo Simbóóóólico: Teoria das Filaslico: Teoria das Filaslico: Teoria das Filaslico: Teoria das Filas
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� Forte Modelagem Matemática (Modelos
de Programação Linear, Teoria de Filas,
etc)
� Limitações:
Modelos, na grande maioria, estáticos
A complexidade do modelo pode impossibilitar a busca de soluções analíticas diretas
� Vantagens: solução exata, rápida e, às vezes, ótima
Modelo AnalModelo AnalModelo AnalModelo Analííííticoticoticotico
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� Captura o comportamento do sistema real
� Permite a análise pela pergunta:
“E se...?”
� Capaz de representar sistemas
complexos de natureza dinâmica e
aleatória
� Limitações:– Podem ser de construção difícil
– Não há garantia do ótimo
Modelo de SimulaModelo de SimulaModelo de SimulaModelo de Simulaççççãoãoãoão
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� Simulação não Computacional
– Ex. Protótipo em túnel de vento
– Simulação de Acontecimentos
� Simulação Computacional
– Simulação Estática ou de Monte Carlo
– Simulação de Sistemas Contínuos
– Simulação de Eventos Discretos
TTTTéééécnicas de Simulacnicas de Simulacnicas de Simulacnicas de Simulaççççãoãoãoão
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� Sistemas dinâmicos: os estados se alteram com o tempo
� Sistemas discretos: os atributos dos
estados só mudam no tempo
discreto
� Determinística ou Estocástica
SimulaSimulaSimulaSimulaçççção de Eventos Discretosão de Eventos Discretosão de Eventos Discretosão de Eventos Discretos
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SimulaSimulaSimulaSimulaçççção de Eventos Discretosão de Eventos Discretosão de Eventos Discretosão de Eventos Discretos
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� Utilizada na década de 50 com fins militares.
Softwares Textuais e Computadores “lentos”.
Fortran IV.
� HW e SW mais poderosos impulsionou a
Tecnologia da Simulação. GPSS
� Popularidade aumentou principalmente nesta
última década. Utilização de “Simuladores”.
HistHistHistHistóóóórico da Simularico da Simularico da Simularico da Simulaççççãoãoãoão
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� Analisar um novo sistema antes de sua implantação
� Melhorar a operação de um sistema jáexistente
� Compreender melhor o funcionamento de um sistema
� Melhorar a comunicação vertical entre o pessoal de operação
� Confrontar resultados
� Medir eficiências
Por que Simular?Por que Simular?Por que Simular?Por que Simular?
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Pela sua posição média, o bêbado está vivo...
Mas, na média, o bêbado está morto...
Por que Simular?Por que Simular?Por que Simular?Por que Simular?
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Quando Simular?Quando Simular?Quando Simular?Quando Simular?
Problema Ferramentas Resultados
Planilhas
Calculadora
Lápis e Papel
Intuição
MaiorComplexidade
DinâmicaAleatoriedade
MaiorEsforço
Qualidade
Simulação
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� Redes Logísticas� Manufatura� Terminais: portos, aeroportos, estações
rodoviárias e ferroviárias� Hospitais� Militar� Redes de Computadores� Reengenharia de Processos� Supermercados, Redes de “Fast Food” e
Franquias� Parques de Diversão� Planejamento e operação de tráfego etc.
ÁÁÁÁreas de Aplicareas de Aplicareas de Aplicareas de Aplicaççççãoãoãoão
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O MO MO MO Méééétodo da Simulatodo da Simulatodo da Simulatodo da Simulaççççãoãoãoão
OBJETIVOS E DEFINIÇÃO DO SISTEMA
MODELOABSTRATO
MODELOCONCEITUAL(Capítulo 3)
MODELO COMPUTACIONAL
(Capítulo 4)
MODELOOPERACIONAL
RESULTADOSEXPERIMENTAIS
(Capítulo 6)
FORMULAÇÃO DO
MODELO
REPRESENTAÇÃODO MODELO
IMPLEMENTAÇÃODO MODELO
VERIFICAÇÃOE VALIDAÇÃO(Capítulo 5)
EXPERIMENTAÇÃODO MODELO
ANÁLISE E REDEFINIÇÃO
DADOS DE ENTRADA(Capítulo 2)