Modelagem e Simulação

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1 AULA 11 EPR-201 Modelagem e Simulação

2 Modelagem Processo de construção de um modelo; Capacitar o pesquisador para prever o efeito de mudanças no sistema; Deve ser próximo da realidade; Não deve ser complexo.

3 Tipos de modelos Determinístico: variáveis são valores fixos. Estocásticos: variáveis são probabilísticas. Estático: não sofre variações com o tempo. Dinâmico: as variáveis sofrem variações com o tempo. OS MODELOS DE SIMULAÇÃO SÃO ESTOCÁSTICOS E DINÂMICOS.

4 Simulação A simulação computacional é a representação de um sistema real através de um modelo utilizando um computador; Traz a vantagem de se poder visualizar esse sistema, implementar mudanças e responder a testes do tipo what-if.

5 Simulação Ferramenta para avaliar o desempenho de um sistema. É realizada antes das alterações no sistema real.

6 Quando empregar a simulação É difícil, ou impossível, desenvolver um modelo matemático; O sistema possuir variáveis aleatórias; Houver complexidade na dinâmica do processo; Desejar observar o comportamento do sistema por um determinado período; O uso da animação for importante para visualizar o processo.

7 Vantagens do uso da simulação A experimentação pode ocorrer em um curto período de tempo; Menor necessidade de análise, pelo apoio dos softwares; Facilidade de demonstração dos modelos, devido a capacidade gráfica dos softwares.

8 Desvantagens do uso da simulação Custo elevado; Consome tempo e os benefícios podem não ser imediatos; Necessidade de uma quantidade significativa de dados; Requer habilidade dos analistas/pesquisadores; Excesso de confiança no modelo deve ser evitada.

9 Tipos de pesquisa por simulação Axiomática descritiva (AD); Axiomática normativa (AN); Empírica normativa (EN); Empírica descritiva (ED).

10 Tipos de pesquisa por simulação Axiomática normativa (AN): Desenvolve normas, estratégias e ações; Novos modelos de otimização ou variações de modelos existentes são propostos para um problema idealizado; Exemplo: dimensionamento de lotes, roteamento de veículos. Axiomática descritiva (AD): Analisar modelos quantitativos para entender o processo modelado ou explicar suas características; Os modelos descrevem o comportamento do sistema ou problema modelado, para compreender os relacionamentos funcionais do ambiente.

11 Tipos de pesquisa por simulação Empírica normativa (EN): Visa compreender políticas, estratégias, ações que melhorem a situação atual; Os modelos prescrevem uma decisão para o problema, podendo ser baseada em modelos de otimização matemática. Empírica descritiva (ED): Visa criar um modelo que descreva de forma adequada as relações causais que podem existir na realidade; Exemplo: previsão de demanda de produtos de uma empresa.

12 Esquema básico da simulação EN AD ED AN

13 Conceitualização Reconhecer um problema existente no mundo real; Definir claramente o problema; Modelo conceitual: descrição dos objetivos, entradas, saídas, conteúdo, suposições e simplificações do modelo; Definir os objetivos da simulação: o que se espera atingir, nível de desempenho esperado e restrições existentes; Observar e entrevistar usuários do sistema para conhecêlo melhor; Examinar as variáveis aleatórias e determinar a forma da sua distribuição; Elaborar fluxogramas ou mapofluxogramas para facilitar o entendimento do processo a ser modelado.

14 Conceitualização - coleta de dados Defina as especificações do sistema; Defina as variáveis de entrada e de saída; Selecione a distribuição de probabilidades adequada para cada variável.

15 Modelagem Conversão do modelo conceitual no modelo computacional, através de um software especialista; Os modelos são desenvolvidos de forma incremental, documentando-o e testando-o a cada passo; Documentar o modelo computacional desenvolvido.

16 Modelagem - formule e desenvolva o modelo Defina o sistema esquematicamente; Traduza este esquema para o software que está sendo utilizado; Verifique se o modelo está funcionando como previsto; Valide o modelo comparando o desempenho do mesmo com os dados do sistema real.

17 Modelagem - selecione o experimento Selecionar a variável dependente; Selecionar as variáveis independentes; Defina as especificações para a simulação; Documente a simulação.

18 Solução pelo modelo - defina os parâmetros Tamanho da simulação; Condições iniciais; Defina as condições para análise dos resultados; Realize a simulação; Análise os resultados; Proponha ações.

19 Solução pelo modelo Realizar experimentações através do modelo simulado para se obter um melhor entendimento do mundo real; Fazer alterações nas entradas do modelo e analisar os resultados; Aplicar análise estatística para avaliar o desempenho do modelo.

20 Implementação Das descobertas do estudo de simulação no mundo real: Relatório com os dados do experimento; Relatar sugestões e recomendações. Do modelo ao invés das descobertas: Entregar cópia do estudo de simulação ao cliente; Treinar clientes; Como um aprendizado Usuários e clientes da simulação melhoram o entendimento do mundo real pelo processo de desenvolvimento e uso do modelo de simulação.

21 Verificação Verificação: Processo que assegura que o modelo conceitual foi transformado em um modelo computacional com a precisão adequada. Principais técnicas de verificação: Revisar a codificação do modelo; Verificar se a resposta de saída do modelo é coerente; Verificar se a animação é coerente com a realidade ou com o esperado; Fazer uso do recurso de detecção de erros do pacote do software utilizado.

22 Validação Validação: Processo que assegura que o modelo computacional se aproxima adequadamente do comportamento desejado do sistema real. Principais técnicas da validação da simulação: Observar a animação; Comparar com o sistema atual; Comparar com outros modelos já validados; Mudanças nos parâmetros de entrada; Avaliar a aparência final do resultado; Testar com dados históricos do sistema real; Condução de turing tests; Recorrer a especialistas.

23 Softwares para simulação

24 ATIVIDADE 11 Essa atividade deve ser realizada por cada um dos grupos já formados. Redija uma versão de esboço da seção de introdução do projeto relativo ao seu tema

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