¿Qué es un modelo de simulación?

Un modelo es una representación de un objeto, concepto o sistema. Una simulación muestra el funcionamiento esperado de un sistema basado en un modelo del sistema. Un modelo puede ser físico o abstracto, y ambos tipos pueden ser estáticos o dinámicos, es decir, permanecen igual o cambian con el tiempo.

Un ejemplo de un modelo físico estático es un modelo de palo de una molécula de agua, con dos pequeñas "bolas" de hidrógeno pegadas con palos cortos a cada lado de la "bola" de oxígeno. Este modelo no cambia con el tiempo. Otro modelo físico es el de un tanque de agua con arena, que muestra el efecto del viento y el movimiento del agua. En este modelo dinámico, la arena y el agua muestran patrones que dependen de la intensidad y la dirección del viento con el tiempo. En la mayoría de los modelos de simulación hay un elemento de dinamismo.

Al crear un modelo de simulación, se identifican tres elementos: las partes del sistema, la interacción entre las partes y el número y la naturaleza de las entradas. Se crea esencialmente un modelo para cada uno de estos, con aspectos cruciales considerados y aspectos menores ignorados. Luego se desarrolla el modelo de simulación para todo el sistema.

Por ejemplo, para una simulación de un flujo de trabajo de fábrica, una máquina se puede modelar como un elemento que requiere una cierta cantidad de tiempo para crear una parte en particular, mientras que otra máquina toma una cantidad diferente de tiempo. El tiempo para mover partes entre máquinas puede ignorarse para máquinas que están muy juntas. Se modela el número, la tasa y el momento en que la materia prima y las órdenes de trabajo ingresan a la fábrica. En base a todo esto, la simulación determina si la salida de la fábrica satisface la demanda.

Cada vez más, las computadoras se utilizan para la simulación. Algunas simulaciones pueden ejecutarse con programas de simulación estándar, y otras requieren un software especial para ser escrito. Los modelos para las partes, la interacción de las partes y las entradas se envían a un programa. Luego, el programa ejecuta el modelo de simulación y entrega las salidas a lo largo del tiempo, a menudo mostrando esas salidas gráficamente. Con las computadoras, se pueden intentar simulaciones que involucren miles o millones de elementos y que abarquen grandes intervalos de tiempo. Las simulaciones de la evolución planetaria o las maniobras militares avanzadas son algunos ejemplos.

Tradicionalmente, el modelo de simulación ha sido de naturaleza matemática. La materia prima que ingresa a una fábrica, por ejemplo, se aproximaría como la que ingresa a intervalos fijos. Las computadoras ahora pueden hacer simulaciones más realistas mediante el uso de una secuencia de comandos que tiene eventos similares a una situación real o incluso una grabación exacta de una situación real.