Primeros Modelos con Simio

Material del Capítulo 5 de Simio y Simulación: Modelado, Análisis, Aplicaciones

Sistema de Colas con un Solo Servidor

Primeros Modelos de Simio 2

Llegadas(λ=48/hora) Atención

(μ=60/hora)

Salidas

Interfaz de Usuario de Simio

• Menú Aplic.• Cintas• Pestañas Proy.• Librería• Página Inicio• Proyecto• Modelo Actual• Propiedades

3

Ayuda (o F1)

Primeros Modelos de Simio

Ventanas del Modelo• Ventana Facility define la lógica del modelo a partir de

objetos animados.• Ventana Processes define la lógica del modelo a partir del

flujo de procesos tradicional (no en la Edición Express)• Ventana Definitions define las propiedades, estados,

eventos, listas, etc. de un objeto.• Ventana Data le permite acceder a varios paneles para

crear y editar datos.• Ventana Dashboard proporciona un vista dinámica de la

evolución del estado de un objeto sobre el tiempo.• Ventana Results muestra los resultados en forma de

Reporte o de Tabla Pivote• No todos los modelos tienen las ventanas anteriores.

4Primeros Modelos de Simio

Más Ventanas del Modelo

• Cintas definen los menús y barras de herramientas y cambian dinámicamente con base en lo que se está haciendo.

• Ventana Navigation le permite alternar entre los diferentes modelos y componentes de su proyecto.

• Ventana Properties le permite establecer las propiedades de un objeto para personalizar su comportamiento.

• Ventana Library muestra la librería estándar, la librería de su proyecto y las opcionales.

5Primeros Modelos de Simio

Standard Library• Source – genera entidades con cierto patrón de llegadas.• Sink – destruye entidades y registra estadísticas.• Server – proceso capacitado (e.g., máquina).• Workstation – server con apertura y cierre de procesos, y más ...• Combiner – agrupa entidades con una entidad padre (e.g., paleta).• Separator – desagrupa/copia entidades.• Resource – capturado y liberado por objetos.• Vehicle – recoge/deja entidades por ruta fija o bajo demanda.• Worker – recurso móvil, para tareas estacionarias o en movimiento.• BasicNode – intersección simple – entrada de objetos fijos.• TransferNode – toma destino/transporte – salida de objetos fijos.• Connector – cero tiempo de viaje.• Path – las entidades se mueven independientemente a su velocidad.• TimePath – las entidades completan su viaje en cierto tiempo.• Conveyor – dispositivos de transporte acumulativo/no-acumulativo.

6Primeros Modelos de Simio

Paradigmas de Modelado

• Objetos– Intuitivos, fáciles de usar, comunmente usados– Ventana Facility

• Procesos– Flexibles y eficientes– Ventana Processes

• Código del Usuario– Rara vez es necesario, mayor flexibilidad– Se cubre en el capítulo 10

• Los tres se pueden usar en el mismo modelo

7Primeros Modelos de Simio

Construcción de un Modelo Sencillo

8Primeros Modelos de Simio

Tabla Pivote del Modelo Sencillo

9Primeros Modelos de Simio

Reporte de Resultados – Tabla Pivote

• Procesa, resume, reporta y explora los datos.

• Agrupamiento: Arrastrar columnas a posiciones diferentes para obtener diferentes agrupamientos.

• Ordenamiento: Hacer clic en el triángulo del encabezado de la columna para cambiar el orden (ascendente y descendente).

• Filtrado: Hacer clic en el embudo del encabezado de la columna para habilitar/deshabilitar el despliegue de algún campo.

10Primeros Modelos de Simio

Análisis de Colas vs. Resultados Iniciales

Métrica Colas Modelo

Utilización () 0.800 0.830

Número en el sistema (L) 4.000 2.879

Número en Cola (Lq) 3.200 2.049

Tiempo en Sistema (W) 0.083 0.061

Tiempo en Cola (Wq) 0.067 0.044

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Llegadas(λ=48/hora)

Atención(μ=60/hora)

Salidas

Primeros Modelos de Simio

Resultados del Modelo vs. Esperado• Nuestros resultados por simulación no concuerdan con

los resultados de colas.• Posibles razones por las que nuestros resultados no

concuerdan con lo esperado:1. Nuestro modelo en Simio no está bien – i.e., hay algún

error en alguna parte del modelo; 2. Nuestra expectativa es incorrecta – i.e., nuestra hipótesis

de que los resultados por simulación deben concordar con la teoría de colas es falsa; y/o

3. Error de muestreo – i.e., los resultados por simulación concuerdan en un sentido probabilístico, pero, o bien no hemos corrido el modelo por un tiempo suficiente, o bien estamos interpretando mal los resultados.

12Primeros Modelos de Simio

Más Repeticiones – Ventana Experiment

13Primeros Modelos de Simio

Resultados de 5 Repeticiones

14Primeros Modelos de Simio

Comparación de 1, 5 y 50 Repeticiones

1 Repetición 5 Repeticiones 50 RepeticionesMétrica Valor Prom hw Prom hwUtilización () 0.830 0.787 0.033 0.789 0.014

Número en el sistema (L)

2.879 3.659 2.203 3.794 0.433

Número en Cola (Lq)

2.049 2.872 2.202 3.004 0.422

Tiempo en Sistema (W)

0.061 0.076 0.040 0.078 0.008

Tiempo en Cola (Wq)

0.044 0.059 0.040 0.062 0.008

15Primeros Modelos de Simio

Simulación de estado estable vs. transitoria• Periodo inicial transitorio– El tiempo entre el inicio

de la corrida y el tiempo en que el modelo “alcanza” el estado estable.

• Modelo en estado estable – Interés radica en el desempeño de largo plazo del modelo.– Desearíamos ignorar el periodo inicial transitorio.

Opciones:• Usar periodo de calentamiento • Empezar modelo “cerca” del estado estable• Tiempo de corrida grande para “limpiar” el sesgo

inicial causado por la inclusión del periodo de calentamiento

• Modelo transitorio – deseamos incluir el periodo inicial transitorio en nuestro análisis.

16Primeros Modelos de Simio

Experiment o de Comparación Final

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Métrica Colas Modelo

Utilización () 0.800 0.800 ± 0.004

Número en el sistema (L) 4.000 4.001 ± 0.134

Número en Cola (Lq) 3.200 3.201 ± 0.130

Tiempo en Sistema (W) 0.083 0.083 ± 0.003

Tiempo en Cola (Wq) 0.067 0.066 ± 0.003

Primeros Modelos de Simio

Modelado Usando Procesos

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• Colocar pasos (Steps) en Procesos en la ventana Processes

• Los procesos se ejecutan por fichas (Tokens)– No son entidades

• Estados (States) en la ventana Definitions• Elementos (Elements) en la ventana Definitions

– Temporizador (Timer)– Estadísticas (Statistics)

• Los Objetos se colocan en la ventana Facility

Primeros Modelos de Simio

Primer Modelo con Procesos – Datos Iniciales

19Primeros Modelos de Simio

Primer Modelo con Procesos – El Modelo

20Primeros Modelos de Simio

Primer Modelo con Procesos - Salida

21Primeros Modelos de Simio

Modelo de Cajero Automático (ATM)

22

ATM

Entrada

Salida

Primeros Modelos de Simio

Gráficas SMORE • Medidas de error y de riesgo en Simio.• Agrega medición del error estadístico para medidas de riesgo de

la salida.• Evalúa uno o varios escenarios.

23Primeros Modelos de Simio

Gráficas SMORE

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Max

Min

Percentil Superior

Percentil Inferior

MedianaMedia

Intervalo de Confianza para el Percentil Superior

Intervalo de Confianza para el Percentil Inferior

Intervalo de Confianza para la Media

Primeros Modelos de Simio

SMORE de Acuerdo a la Cantidad de Datos

1 Repetición Un solo valor de respuesta

2-5 Repeticiones Maximo, Mínimo y Media

6+ Repeticiones Percentiles Sup + Inf, Mediana,

Intervalo de Confianza para Media

Reps suficientes para validez estadística Intervalos de Confianza para

Percentiles Sup + Inf

25Primeros Modelos de Simio

Visualización de Datos

• Histogramas de los datos desplegados Horizontalmente o Verticalmente

26Primeros Modelos de Simio

Animación Básica del Modelo

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Vista en 3-D del Modelo Básico del Cajero

Vista en 3-D del Modelo del Cajero usando una figura de entidad y un objeto ATM de Google 3D Warehouse.

Primeros Modelos de Simio