La simulación como herramienta de análisis de procesos

Es usual que en los problemas de ingeniería, se estudien y analicen diversos sistemas. Un sistema se puede entender como una instalación o un proceso real o planeado, por ejemplo, una planta de manufactura con máquinas, personas, métodos de transporte, bandas transportadoras y espacio de almacenamiento; un sistema también puede ser una entidad bancaria con diferentes tipos de clientes, servidores e instalaciones como ventanillas de cajeros, cajeros automáticos, mesas de préstamos y cajas de seguridad para depósitos, o bien, una red de computadoras con servidores, clientes, unidades de disco, unidades de cintas magnéticas, impresoras, redes y operadores, entre otros.

Cuando se nos plantea la tarea de estudiar y analizar un sistema, desde el punto de vista científico, los distintos ámbitos y actividades del entorno que nos rodea, nos encontramos con el reto de enfrentamos con problemas de enorme complejidad, que vienen dados, por las múltiples interrelaciones que existen y la diversidad de agentes que intervienen. Ante esto, tenemos dos alternativas para abordar su estudio, bien sea mediante la construcción de modelos analíticos, usualmente un modelo matemático,  de dimensiones gigantescas o bien emprendiendo un camino basado en la observación real, lo que va a suponer, esto último, dejar de lado la construcción del modelo matemático y por tanto el abandono del progreso científico en la interpretación de estos fenómenos reales. Ante esta disyuntiva, se hace imprescindible la utilización de una nueva metodología que ayude, por un lado a la resolución de los problemas planteados en la modelización de estos sistemas complejos y por otro, a la creación de estos modelos adaptados a los grandes problemas con los que nos podemos enfrentar en la actualidad; y esta nueva forma de afrontar estos temas es la Simulación.

    La Simulación se refiere a un conjunto de métodos y aplicaciones que buscan imitar el comportamiento de sistemas reales, generalmente en una computadora y con un Software apropiado. El uso de la simulación como metodología de trabajo es una actividad muy antigua, y podría decirse que inherente al proceso de aprendizaje del ser humano para lo que ha sido necesario construir artificialmente objetos y experimentar con ellos dinámicamente antes de interactuar con el sistema real.

    En la actualidad la Simulación se emplea como una herramienta en el proceso de toma de decisiones y como un medio para comprender la realidad y asumir su complejidad, sin necesidad de interactuar con el sistema real y, al igual que la mayoría de los métodos de análisis, implica sistemas y sus modelos.

    Las personas a menudo estudian un sistema para medir su desempeño o mejorar su operación, o diseñarlo si es que no existe. A los gerentes o controladores de un sistema también les gustaría tener ayuda disponible para las operaciones cotidianas, como decidir qué hacer en una fábrica si una máquina se avería.

    Muchas veces los analistas de Simulación encuentran que el proceso para definir el funcionamiento del sistema (lo cual debe hacerse antes de que se pueda empezar a desarrollar el modelo de simulación) proporcionan una gran perspectiva sobre los cambios que tiene que hacerse lo cual se debe al hecho de que rara vez hay individuos responsables de entender cómo funciona todo un sistema, hay expertos en diseño de máquinas, manejo de materiales, procesos, entre otros; pero no en la operación cotidiana del sistema.

Durante el proceso de simulación se podría experimentar con algunos tipos de sistemas físicos como: La instalación de semáforos en las rampas da acceso en sistemas de autopistas para experimentar consecuencias diferentes y encontrar los ajustes que hagan tranquila y segura la hora de más tráfico, la evaluación de diferentes políticas para un control de inventarios y de tareas de los cajeros para ver qué combinaciones son las más rentables y las que proporcionan el mejor servicio, el análisis de los módulos de facturación y chequeo automático para ver si ello acelera la facturación en una línea aérea, o bien, el análisis del uso y tiempo de respuesta de una máquina en una instalación de computadoras con diferentes configuraciones de redes.

    Utilizando un enfoque de Simulación se puede experimentar de manera directa con el sistema y saber qué cambios se pueden realizar, debido a que en varios casos es costoso o peligroso realizar estudios físicos del sistema, por ejemplo, no se puede experimentar con diseños alternativos de una fábrica si está aún no se construye, incluso en una fábrica ya existente, puede ser muy costoso cambiar a un diseño experimental que quizá no funcione, o bien, probar un nuevo proceso de facturación en un aeropuerto puede causar que muchas personas pierdan su vuelo si existen problemas imprevistos con el nuevo proceso. En estas situaciones se debe construir un modelo que sirva como suplente para estudiar el sistema y hacer analizar lo que pasaría en el sistema si se diera una situación que estuviera fuera de control. Nadie resulta herido y su libertad para intentar ideas diversas con el modelo podría descubrir alternativas atractivas que de otra manera no podría probar con el sistema real.

Uno de los objetivos de la simulación es realizar ensayos de cambios en el sistema probándolos en el modelo con el fin de elegir la mejor alternativa y así, enfrentar mejor a una realidad que varía día a día.

Enrique González Gutiérrez

Profesor-Investigador de Tiempo Completo