INGENIERIA INDUSTRIAL Tipos de Sistemas y Tipos de Modelos – Modelos y simulacion

Sistemas continuos :

las variables del estado del sistema evolucionan de modo continuo a lo largo del tiempo. Un ejemplo de este tipo de sistemas es la evolución de la temperatura en una habitación durante cualquier intervalo de tiempo, o bien la evolución del nivel de líquido en un tanque.

Sistemas orientados a eventos discretos :

al igual que los sistemas discretos, se caracterizan porque las propiedades de interés del sistema cambian únicamente en una secuencia de instantes de tiempo y, podemos considerar que permanecen constantes el resto del tiempo. La secuencia de instantes en los cuales el estado del sistema puede presentar un cambio, obedece a un patrón aleatorio.

Sistemas combinados :

aquellos que combinan subsistemas que siguen filosofías continuas o discretas, respectivamente. Es el caso de los sistemas que poseen componentes que deben ser necesariamente modelados según alguno de dichos enfoques específicos.

Ejemplo de tipos de Sistemas

Peaje de una autopista

Un proceso muy conocido que ilustra el comportamiento de un sistema orientado a eventos discretos, es el peaje de una autopista, al cual llegan coches de modo aleatorio y en el cual se desea prever el tiempo de espera de los coches en las colas en función del número de taquillas abiertas. Considerando, por ejemplo, los cambios de estado de una taquilla (libre, ocupado), puede observarse que los instantes de tiempo en los cuales aparecerá un cambio, obedecen a un patrón aleatorio. En la figura 1.2 (izquierda) se ha representado el estado de una de las taquillas de un peaje, indicando con el valor 1 que la taquilla se encuentra libre y con valor 0 que la taquilla se encuentra ocupada. En contraposición, en la misma figura (derecha) también se ha representado la evolución de la señal de control generada por un ordenador con un periodo de muestreo constante (sistema discreto).

Tipos de modelos

Existen otras alternativas a las técnicas de simulación digital para imitar (simular) el comportamiento de un sistema. Alternativas típicas son la construcción de un prototipo a escala del sistema real (plantas piloto, procesos en miniatura,…), la representación analógica del sistema mediante circuitos eléctricos, la descripción cualitativa del sistema, o la analogía con otros sistemas físicos o biológicos, como podría ser la experimentación de drogas en animales para prever sus efectos en las personas.

 

Existen muchos tipos de modelos (modelos físicos, modelos mentales, modelos simbólicos) para representar los sistemas en estudio, pero puesto que uno de los objetivos para los cuales se van a desarrollar los modelos es su uso en entornos de simulación digital, es necesario que los modelos formalicen el conocimiento que se tiene del sistema de modo conciso, sin ambigüedades (interpretación única), y que puedan ser procesados por un ordenador. Estas características determinan el uso de modelos simbólicos matemáticos como herramienta para representar las dinámicas de interés de cualquier sistema en un entorno de simulación digital. Los modelos simbólicos matemáticos mapean las relaciones existentes entre las propiedades físicas del sistema que se pretende modelar en las correspondientes estructuras matemáticas. El tipo de formalización matemática que se utilice va a depender de las características intrínsecas de las dinámicas de interés que se quieran representar.