Modelagem e Simulação

(1)

AULA

AULA 11

11

EPR

EPR----201

201

201 Modelagem e

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;

(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

(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

(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

(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

(12)

Esquema básico da simulação

ED AD EN 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

conhecê-lo melhor;

Examinar as variáveis aleatórias e determinar a forma da

sua distribuição;

Elaborar fluxogramas ou mapofluxogramas para facilitar o

(14)

Conceitualização - coleta de dados

Defina as especificações do sistema;

Defina as variáveis de entrada e de saída;

Selecione a distribuição de probabilidades

(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;

(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

(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; 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;

(23)

(24)

ATIVIDADE 11

Essa atividade deve ser

realizada por cada um dos grupos já formados.

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