domingo, 25 de mayo de 2014

Simulación Computacional



A medida que el mundo avanza también avanza la tecnología y con ella nuevos retos para las empresas. La simulación es una herramienta de trabajo muy beneficiosa debido a que permite obtener un número grande de realizaciones de experimentos con costes muy bajos (de tiempo, de trabajo y económico) comparado con lo que costaría llevarlo a la realidad.
El uso de la simulación permite proporcionar una percepción clara a ciertos problemas de toma de decisiones donde la evaluación matemática de un modelo no es posible por lo que se opta por la simulación computacional.

Pasos de la Simulación:
1.       Planeación estratégica y táctica para uso del modelo
2.       Formulación del problema
3.       Construcción del modelo (abstracción matemática)
4.       Obtención de información o datos
5.       Desarrollo del programa para su procesamiento
6.       Verificación del correcto funcionamiento del programa
7.       Validación entre el modelo y la realidad
8.       Experimentación para obtención de resultados
9.       Análisis de resultados basadas en el modelo
10.   Implementación y documentación del modelo.



¿Qué es la Simulación Computacional?
Es el uso de un sistema generado por computadora para representar las respuestas y comportamientos dinámicos de un sistema real o supuesto.


Pero, ¿qué es un Sistema?
Un sistema es un conjunto de elementos relacionados que interactúan entre sí para lograr un fin determinado. Los sistemas reciben entradas (inputs), lo procesan (throughput) y generan salidas (outputs). 




Existen diversos software para simulación entre lo que están: Promodel, Arena y Slam II.
Comparto el link de ejemplos de simulación de Promodel de una distribución http://www.promodel.com.mx/videos/distribucion.html y de una bodega http://www.promodel.com.mx/videos/bodega.html

También está la simulación Monte Carlo que es un método numérico que permite resolver problemas físicos y matemáticos mediante la simulación de variables aleatorias. Ésta se puede ejecutar en hojas de cálculo de Excel utilizando las funciones Aleatorio (genera un número al azar entre 0 y 1) y Entero (devuelve la parte entera de un número decimal).




sábado, 24 de mayo de 2014

Distribuciones de Probabilidad


Las distribuciones de probabilidad son funciones que asignan a cada suceso la probabilidad de que ese suceso ocurra. Es decir, muestra todos los resultados posibles de un experimento y la probabilidad de cada resultado.
Las distribuciones de probabilidad pueden ser discretas o continuas.


1. Distribuciones Discretas:
Las distribuciones discretas son aquellas en las que la variable puede tomar un número determinado de valores.
Las distribuciones discretas se dividen en: Uniforme discreta, Binomial, Hipergeométrica, Geométrica, Binomial negativa y Poisson.
En mi opinión, la distribución Binomial, Hipergeométrica, Geométrica y Poisson son las que más aplican para describir comportamientos que involucran a la Logística y Transporte Multimodal. Por el momento sólo ejemplificaré la distribución Binomial y la Hipergeométrica.

Distribución Binomial: En esta distribución se esperan dos tipos de resultados que son éxito o fracaso en donde cada experimento es independiente entre sí.

Fórmulas:
n = número de intentos independientes que se realizan.
x = número de éxitos que se desean tener.
p = probabilidad de éxito.
q = probabilidad de fracasos.
p+q= 1

B(x;n;p)= nCxpxq(n-x)

Media= µ=np

Varianza= σ2= npq

Ejemplo: Se desea conocer la probabilidad de tomates dañados en una producción que se exportará por lo que se seleccionan 30 tomates recién cosechados. Se conoce que hay un 7% de probabilidad de fracaso. Determinar. A) ¿Cuál es la probabilidad de que de los 30 tomates seleccionados, 10 estén dañados? B) ¿Cuál es la probabilidad de que de los 30 tomates seleccionados, los 30 estén dañados? C) Sacar la media y la varianza.

Solución
Datos:
A) n= 30
 x= 10
 p= 1-q= 0.93
 q= 0.07

B(x;n;p)= nCxpxq(n-x)
               =30C10(0.93)(10)(0.07)(30-10)
               =1.160279745x10-16

Respuesta: La probabilidad de que de los 30 tomates seleccionados, 10 estén dañados es de 1.160279745x10-16, es decir, 1.160279745x10-14%.

B) n= 30
 x= 30
 p= 1-p= 0.93
 q= 0.07

B(x;n;p)= nCxpxq(n-x)
               =30C30(0.93)(30)(0.07)(30-30)
               =0.1134

Respuesta: La probabilidad de que de los 30 tomates seleccionados, los 30 estén dañados es 
de 0.1134, es decir, 11.34%.

C)      Media= µ=np
                    µ= 30(0.93)
                    µ= 27.9

Varianza= σ2= npq
                   σ2= 30(0.93)(0.07)
                   σ2= 1.95
Respuesta: El determinar si son defectuosos o no la producción de tomates, seleccionando 30 tomates con una probabilidad de fracaso de 0.07, tiene una media de 27.9 tomates y una varianza de 1.95 tomates.

Distribución Hipergeométrica: Aparece cuando se investiga la presencia o ausencia de cierta característica.

Fórmulas:
N= tamaño de la población
n = tamaño de la muestra
x = número de éxitos que se desean tener
p = probabilidad de éxito
q = probabilidad de fracasos

P(x)= (pCx) (N-p C n-x)
                    NCn

Ejemplo: Se hizo un pedido especial de 100 tomates, se aplicó un control de calidad a los 100 tomates pero 20 estaban dañados. Si se selecciona una muestra de 15 tomates. A) ¿Cuál es la probabilidad de que de los 15 tomates seleccionados, 5 estén dañados?

Solución:
Datos:
N= 100
n = 15
x = 5
p = 80

P(x)= (pCx) (N-p C n-x)
                    NCn

P(x)= (80C5) (100-80 C 15-5)
                    100C15
P(x)= 0.000018

Respuesta: La probabilidad de que de los 15 tomates seleccionados, 5 estén dañados es de 0.000018, es decir, 0.0018%.



2. Distribuciones Continuas:
Las distribuciones continuas son aquellas que presentan un número infinito de posibles soluciones.
Las distribuciones continuas se dividen en: Uniforme, Normal, Lognormal, Logística, Beta, Gamma, Exponencial, Ji-cuadrado, t de Student, F de Snedecor.
En mi opinión, las distribuciones continuas que más aplican para describir comportamientos que involucran a la Logística y Transporte Multimodal son: Uniforme, Normal, Gamma y la Exponencial. Por el momento sólo ejemplificaré la distribución exponencial.


Distribución Exponencial: describe procesos en los que interesa saber el tiempo hasta que ocurre determinado evento.

Fórmulas:
α= tasa de fallos
Media= 1/α                                                          F(x)= 1-e -αx
Desviación típica= 1/α
Varianza= V(x)= 1/α2

Ejemplo: El tiempo de vida de un tomate congelado que se exportará sigue una distribución exponencial con media de 4 meses. A) ¿Cuál es la probabilidad de que un tomate tenga una duración de 6 meses?
Solución:
Datos:


α= 4
x= 6
Media= 1/ α
            = ¼
            = 0.25

F(x)= 1-e –αx
         = 1-e -0.25
         = 0.2212

Respuesta: La probabilidad de que un tomate tenga una duración de 6 meses es de 0.2212, es decir, 22.12%. 

Las distribuciones de probabilidad nos ayudan a predecir comportamientos, es decir, nos indica la probabilidad que tiene algún suceso de que ocurra o no y qué probabilidades de éxito o fracaso tiene, por lo que según sea el caso se debe aplicar la función correcta ya sea discreta o continua. En la Logística y Transporte Multimodal nos ayudan, como demostré en los ejemplos anteriores, a conocer las probabilidades que tiene un producto o artefacto de dañarse o no, ya sea antes, durante o después de su transporte también aplica mucho en los controles de calidad de productos o artefactos destinados a su comercialización por lo que tienen que tomarse en cuenta a la hora de realizar este tipo de control.

martes, 20 de mayo de 2014

Introducción a la Simulación



El mundo de hoy pide productos y servicios de excelente calidad, bajo precio y con entrega inmediata por lo que los empresarios recurren a herramientas de análisis que los ayuden en la toma de las mejores decisiones para así brindar un mejor servicio mediante el mejoramiento continuo y poder satisfacer a sus clientes.


Si bien, para poder entender cómo se puede aplicar la Simulación a la Logística y Transporte Multimodal se debe conocer y entender primeramente los términos Logística, Transporte Multimodal y Simulación.

¿Qué es Logística?
Según El Consejo de Profesionales de la Gestión de la Cadena de Suministro (Council of Supply Chain Management Professionals) Logística es el proceso de planificar, implementar y controlar de manera eficiente y económica el flujo y almacenamiento de materias primas, productos en proceso, inventario, y productos terminados con la información asociada desde el punto de vista de origen hasta el punto de consumo para conformarse a las necesidades del cliente.



         ¿Qué es Transporte Multimodal?
Se define como el transporte entre dos o más medios de transporte entre lugares distintos (barco-camión; avión-camión; camión tanque-oleoducto).



       ¿Qué es Simulación?
La simulación es un método por el cual se puede probar o experimentar o ver qué sucede en determinado proceso sin el riesgo de que haya consecuencias reales de ésta manera es posible corregir fallos antes de que la experiencia se concrete en el plano real.
La simulación se utilizó por primera vez para la construcción de la bomba atómica Montecarlo, simulando el flujo de electrones.
La simulación puede aplicarse ya sea para predecir el comportamiento de un objeto o para entrenar, por ejemplo: simuladores de carros para aprendices y simuladores de vuelo.
Entre ejemplos de simuladores puedo destacar (además de los simuladores de carros y vuelos), el de los videojuegos como el Wii, en el que se simulan juegos de la vida real como el tenis, en donde las personas mediante un control simulan estar en una cancha de tenis y así golpean a la pelota mirando a una pantalla; también actividades como las carreras de caballos en donde la persona simula estar montada en un caballo y hace los movimientos que hacen los jinetes para que el caballo corra.
En el área Logística puedo destacar ejemplos de Simulación de Producción.
Una manera divertida de aplicar la Simulación a la Logística es por medio de juegos. En la red se encuentran diversos juegos para desarrollar habilidades empresariales en donde se simulan procesos de producción como el de "McDonald's Video Game" en donde se simula el proceso de producción de ésta cadena que va desde los campos donde se crían las reses, pasando por la granja de engorde y de ahí a la distribución de los diferentes ingredientes de su menú a los diferentes restaurantes y también se simula cómo trabajan en el cuartel general donde están los directivos de esa compañía. 
En Panamá y otros países de Latinoamérica se desarrolló un juego en donde estudiantes universitarios competían entre sí de manera virtual en donde tenían que tomar decisiones de negocios llamado “Desafío Sebrae” lo que permitía a los jóvenes simular una empresa en donde se tenían que tomar decisiones tal y cómo tendría que hacerse en una empresa real.

En cuanto al Transporte Multimodal, la simulación se puede aplicar a la distribución de mercancías, en donde, dependiendo de  los factores que impiden de alguna u otra manera transportar en el tiempo adecuado mercancías o personas, se utilizan modelos matemáticos para analizar dicho comportamiento.








Para la toma de decisiones, los empresarios tienen que recurrir a herramientas que les permitan obtener los mejores resultados para así lograr la calidad total de su empresa que viene siendo la satisfacción total del cliente. La manera más sencilla, eficaz, segura, evitando riesgos y costos es utilizando la simulación ya que permite predecir el comportamiento de un mecanismo y de esa manera encontrar soluciones óptimas a las interrogantes.