A simulação tornou-se parte integrante de muitos setores devido à sua capacidade de fornecer insights sobre operações e processos complexos. Esta postagem aborda os diferentes tipos de aplicativos de software de simulação, seus recursos e aplicações. Aqui, você definirá a simulação de eventos discretos, baseada em agentes e contínua e destacará as diferenças entre todas as opções para ajudar as empresas a tomar decisões fáceis ao escolher um software de simulação.
Definição
A simulação de eventos discretos (DES) modela a operação de um sistema como uma sequência de eventos discretos que ocorrem em diferentes intervalos de tempo. Os eventos discretos ocorrem em pontos específicos no tempo, marcando assim as mudanças contínuas de estado no sistema modelado.
A simulação contínua (CS) modela as operações de um sistema para rastrear continuamente as respostas do sistema ao longo da duração da simulação. Isso significa que os resultados são produzidos em cada ponto da simulação e não em intervalos. As simulações contínuas também produzem dados em instâncias em que não ocorrem mudanças contínuas.
Os modelos baseados em agentes (ABM) simulam as ações e interações de agentes individuais em um sistema. Os agentes podem ser uma peça de equipamento singular ou um grupo de ativos trabalhando para atingir um objetivo semelhante. As simulações de ABM são executadas para determinar os efeitos desses agentes nas funções de todo o sistema do qual o agente faz parte.
Um exemplo que destaca as funções dessas diferentes técnicas de simulação é o de um simples caixa em um supermercado. Um modelo DES verá a chegada de um cliente e o momento em que o cliente sai como dois eventos separados, enquanto o tempo gasto será representado como um lapso de tempo entre os dois eventos . A simulação contínua contará continuamente o número de clientes que passam pelo ponto de controle e seu efeito geral no sistema de checkout . A simulação ABM vê o cliente e o ponto de venda como agentes autônomos e acompanha seu efeito em todo o processo de vendas.
Com essa explicação, é fácil notar que a técnica DES modela os fenômenos físicos ou a realidade de forma excelente, pois é capaz de rastrear os eventos que ocorrem. As opções contínuas e baseadas em agentes são excelentes para determinar o padrão comportamental de um sistema. Em muitos casos, a combinação das diferentes técnicas de simulação fornece resultados mais completos, especialmente ao modelar processos complexos com diversas variáveis e eventos.
As diferenças entre os recursos de simulação baseados em agentes, eventos discretos e contínuos
Para destacar essas diferenças, alguns critérios serão usados. Esses critérios incluem os seguintes recursos:
- O que eles simulam – Isso se refere aos modelos que eles são melhores em simular
- Etapa de tempo – Refere-se a como as técnicas veem a passagem do tempo e os intervalos de tempo
- Enfileiramento – refere-se a como os fluxos de fila são gerenciados
- Detalhes estatísticos – Refere-se a como eles definem ou avaliam eventos em um sistema
O que eles simulam
Começando com o DES, como dito anteriormente, os aplicativos de software DES são usados para simular eventos, necessidades e requisitos discretos. As simulações contínuas são geralmente aplicadas a processos contínuos em fluxo, enquanto a ABM é aplicada a agentes e sistemas autônomos.
Etapa de tempo
No software DES, a etapa de tempo muda de acordo com a ocorrência de eventos individuais, enquanto na simulação contínua, as etapas de tempo permanecem basicamente inalteradas. Nos aplicativos de software AGM, as etapas de tempo mudam de acordo com as interações variáveis do agente autônomo.
Enfileiramento
O software DES aplica diversas técnicas ou sistemas para gerenciar as filas. Isso inclui o uso de uma abordagem FIFO (first-in-first-out) ou LIFO (last-in-first-out) para gerenciar as filas. O software de simulação contínua usa apenas o sistema primeiro a entrar e primeiro a sair para gerenciar as filas . Quanto à ABM, o gerenciamento de filas é um pouco diferente, pois descreve um sistema a partir da perspectiva do agente. Mas um sistema FIFO ou LIFO pode ser usado para gerenciar filas em simulações de ABM.
As diferenças no aplicativo
Os casos de uso fornecem exemplos realistas para definir ou destacar as diferenças encontradas no uso dessas diferentes técnicas de simulação. Começando com a simulação de eventos discretos, a natureza discreta dessa técnica a torna uma excelente opção para simulações industriais em que ocorrem eventos.
Isso inclui o setor de manufatura, empresas de produção farmacêutica, fábricas e setores com sistemas de logística funcionais. Nesse caso, a capacidade de simular a chegada e a partida de entidades ou problemas de fila proporciona um nível de percepção das operações industriais de uma forma que outros métodos não conseguem. Um exemplo é o uso do software DES da Simio para otimizar as atividades do Nebraska Medical Center. Nesse exemplo, a modelagem DES foi usada para otimizar as operações do hospital reduzindo o tempo de deslocamento de cirurgiões e pacientes, bem como o uso de salas de operação em toda a instalação médica.
As simulações de eventos discretos também são ferramentas poderosas em setores de capital intensivo devido à sua capacidade de realizar análises hipotéticas antes de buscar outras iniciativas de implementação . A capacidade de experimentação que ela oferece pode salvar essas empresas de perdas financeiras em operações comerciais específicas . A capacidade de também acelerar ou desacelerar fenômenos específicos para analisar mudanças ou sistemas expansivos torna-o uma ferramenta poderosa para aplicações de negócios.
Outras vantagens do aplicativo que os aplicativos de software DES trazem para a mesa incluem: seu uso como uma ferramenta de treinamento e validação no setor 4.0 e sua capacidade de dar o pontapé inicial nas iniciativas de transformação digital das empresas.
Software de simulação contínua – A natureza contínua dessa técnica de simulação a torna uma ferramenta exclusiva para analisar processos de fluxo ou elementos com relações não lineares.
As simulações contínuas são geralmente usadas em campos de engenharia avançada em que os motores do simulador são projetados. Isso inclui o setor de aviação para projetar simuladores de voo e programas de piloto automático. Também é usada no projeto de motores de jogos para videogames, como o Nintendo Wii.
Em ambientes industriais, os aplicativos de software de simulação de eventos discretos são preferidos, mas a simulação contínua está sendo usada para tarefas de projeto generativo e gerenciamento de sistemas de controle no setor farmacêutico. Ela também é usada para prever ou estimar a probabilidade de fenômenos naturais, como a ocorrência de enchentes e furacões. Esses exemplos de aplicação significam que a simulação contínua é predominantemente aplicada em campos relacionados a STEM.
As vantagens da simulação contínua incluem a capacidade de descrever sistemas com atividades variadas que ocorrem no mesmo intervalo de tempo. As simulações contínuas também são usadas para aprimorar os sistemas de inteligência artificial devido a seus recursos analíticos teóricos.
Software de simulação baseado em agentes – Os modelos ABM são geralmente usados nas ciências sociais. São amplamente utilizados para estudar as interdependências entre diferentes atividades humanas, sistemas sociais e econômicos e em instalações onde as interações entre diversos sistemas definem as operações.
Os três conceitos que definem a aplicação da ABM são sua flexibilidade, sua capacidade de capturar fenômenos emergentes e sua capacidade de definir sistemas. Com essas habilidades, você obtém certas vantagens, como a capacidade de integrar simulações ABM em ambientes DES ou de simulação contínua.
Sua capacidade de simular interações entre agentes autônomos também o torna uma excelente ferramenta para entender o comportamento do chão de fábrica. Por exemplo, pode ser usado para analisar a causa do tráfego no chão de fábrica em uma instalação onde interagem humanos e máquinas autônomas. Aqui, a abordagem individualista da simulação oferece diferentes perspectivas de agentes ativos que explicam a causa de fenômenos como um congestionamento inesperado em um sistema.
O ABM é usado ativamente para monitorar o processo de fluxo, como o tráfego e o gerenciamento do fluxo de clientes em lojas físicas, parques e centros de recreação. Um exemplo é seu uso em uma loja da Macy’s. Nesse exemplo, o ABM foi usado para estimar a distribuição das pessoas de vendas em suas instalações e como elas interagem com os clientes para aprimorar suas operações.
Ele também é usado para analisar fenômenos do mercado de ações e riscos operacionais em organizações de diversos nichos industriais. Assim, destacando a versatilidade e a flexibilidade que as simulações ABM trazem para diversos processos interativos.
Em resumo
A simulação oferece insights sobre relações humanas, processos industriais, planejamento urbano e regional e sistemas complexos em todos os nichos. Assim, você consolida seu status como uma importante ferramenta de análise de dados e transformação digital projetada para todas as organizações.
Embora as simulações DES, CS e ABM apliquem abordagens diferentes à simulação, os resultados que elas produzem otimizam os esforços humanos e industriais de diferentes maneiras. Essas maneiras incluem planejamento e implementação, aprimoramento das relações com os clientes, treinamento de pessoal, desenvolvimento de estratégias e design. O software de modelagem e simulação Simio oferece uma plataforma intuitiva para modelagem, execução, gerenciamento e compartilhamento de simulações DES, CS e ABM para otimizar os processos operacionais de sua organização. Você pode saber mais sobre casos de uso específicos navegando em nosso catálogo de estudos de caso.