01 Aula Introdução Simulação de Processos

Prévia do material em texto

Importância Simulação Processos
2
“Análise de capacidade de operação de aeronaves nos boxes do aeroporto de São Paulo-Congonhas, por meio de ferramenta de simulação computacional”
Estudo de Caso
Alexandre Luiz Dutra Bastos
Derick Moreira Baum
Anderson Ribeiro Correia
Instituto Tecnológico de Aeronáutica
Importância Simulação Processos
3
“Análise de capacidade de operação de aeronaves nos boxes do aeroporto de São Paulo-Congonhas, por meio de ferramenta de simulação computacional”
Estudo de Caso
O Aeroporto de São Paulo-Congonhas é atualmente o mais movimentado do Brasil com uma média de 700 movimentos/dia, tendo o comprimento de pista o fator de restrição para o porte das aeronaves e o pátio como possível fator limitante para quantidade de aeronaves que operam neste aeroporto. 
Resumo
O citado aeroporto sofreu alterações na estrutura de seus pátios, porém não aumentou sua capacidade, disponibilizando apenas 22 boxes para utilização pela aviação regular.
Foi imposta ao Aeroporto de Congonhas, pelo órgão regulador de aviação civil, uma política específica de tempo máximo permitido às aeronaves para permanecerem nos boxes de estacionamento, entretanto, este tempo é comumente ultrapassado, alterando a capacidade do Aeroporto.
Importância Simulação Processos
4
“Análise de capacidade de operação de aeronaves nos boxes do aeroporto de São Paulo-Congonhas, por meio de ferramenta de simulação computacional”
Estudo de Caso
O Aeroporto de Congonhas tem um movimento em média de 700 aeronaves por dia, com uma estrutura de duas pistas de pouso e decolagem e três pátios, sendo dois para a aviação geral e um para a aviação regular (fig. 2.1). O pátio reservado para a aviação regular é o de número 3, possuindo, no período de análise, 24 boxes, porém somente com 22 disponíveis para utilização (fig. 2.2). Neste complexo sistema, o gerenciamento de boxes é realizado pela INFRAERO, definindo a fluidez do tráfego aéreo. 
Resumo
Importância Simulação Processos
5
Estudo de Caso
Importância Simulação Processos
6
Estudo de Caso
Importância Simulação Processos
7
Estudo de Caso
Importância
 Simulação Processos
8
Estudo de Caso
Introdução 
9
Capítulo 1
O conteúdo desta aula se refere as páginas 3-23
Introdução 
Definição: Simulação é uma técnica que utiliza modelos para representar a essência de uma instalação real ou proposta sob investigação, com o objetivo de avaliar o comportamento deste sistema sob diversas condições. 
A Simulação como ferramenta de suporte à decisão
10
O que é simulação?
“Uma gama variada de métodos e aplicações que o reproduzem comportamento de sistemas reais, usualmente utilizando-se de ferramentas computacionais.”
(Kelton et al., 1998) 
11
O que é simulação?
“Processo de elaboração de um modelo de um sistema real (ou hipotético) e a condução de experimentos com a finalidade de entender o comportamento de um sistema ou avaliar sua operação” 
(Shannon, 1975)
12
O que é simulação?
“O princípio básico é simples. Analistas constroem modelos do sistema de interesse, escrevem programas destes modelos e utilizam um computador para inicializar o comportamento do sistema e submetê-lo a diversas políticas operacionais. A melhor política deve ser selecionada.” 
(Pidd, 2000)
13
Terminologia Básica
Um sistema é um agrupamento de partes que operam juntas, visando um objetivo em comum.
(Forrester, 1968)
Um modelo pode ser definido como uma representação das relações dos componentes de um sistema, sendo considerada como uma abstração, no sentido em que tende a se aproximar do verdadeiro comportamento do sistema.
14
Processo de Modelagem
Sistema
Modelo = representação
15
Modelo
Um modelo de simulação deve:
 Representar a totalidade ou parte de um sistema;
Auxiliar no entendimento do sistema, o que significa apresentar um ou mais dos seguintes itens do sistema em estudo:
 - Uma descrição parcial;
 - Uma explicação do comportamento passado;
 - Uma projeção do comportamento futuro;
16
Tipos de Modelos
Modelos Simbólicos
Modelos Analíticos
Modelos de Simulação
17
Modelo Simbólico
Símbolos gráficos (fluxogramas, DFD (diagrama de fluxo de dados), Layouts etc.)
Muito utilizado para comunicação e documentação
Limitações:
Modelos estáticos
Não fornece elementos quantitativos 
Não entra no detalhe do sistema
18
Modelo Simbólico: Fluxograma
Fluxograma do processo de atendimento de emergências de uma central do corpo de bombeiros
19
Modelo Simbólico: Teoria das Filas
20
Modelo Analítico
Forte Modelagem Matemática (Modelos de Programação Linear, Teoria de Filas, etc)
Limitações:
Modelos, na grande maioria, estáticos
A complexidade do modelo pode impossibilitar a busca de soluções analíticas diretas
Vantagens: solução exata, rápida e, às vezes, ótima
21
Modelo de Simulação
Captura o comportamento do sistema real
Permite a análise pela pergunta: 
	“E se...?”
Capaz de representar sistemas complexos de natureza dinâmica e aleatória 
Limitações:
Podem ser de construção difícil 
Não há garantia do ótimo
22
Técnicas de Simulação
Simulação não Computacional 
Ex. Protótipo em túnel de vento
Simulação de Acontecimentos
Simulação Computacional
Simulação de Sistemas Contínuos
Simulação de Eventos Discretos
23
Simulação de Eventos Discretos
Sistemas dinâmicos: os estados se alteram com o tempo
Sistemas discretos: os atributos dos estados só mudam no tempo discreto
Determinística ou 
				Aleatória /Estocástica
24
Simulação de Eventos Discretos
25
Sistemas dinâmicos: os estados se alteram com o tempo
Sistemas discretos: os atributos dos estados só mudam no tempo discreto
Histórico da Simulação
Utilizada na década de 50 com fins militares. Softwares Textuais e Computadores “lentos”. Fortran IV.
Indústria aérea espacial impulsionou a Tecnologia da Simulação. 
Popularidade aumentou principalmente nesta última década. Utilização de “Simuladores”.
26
Por que Simular?
Analisar um novo sistema antes de sua implantação
Melhorar a operação de um sistema já existente
Compreender melhor o funcionamento de um sistema
Melhorar a comunicação vertical entre o pessoal de operação
Confrontar resultados
Medir eficiências
27
Por que Simular?
Pela sua posição média, o bêbado está vivo...
Mas, na média, o bêbado está morto...
28
Quando Simular?
 Problema Ferramentas Resultados
Planilhas
Calculadora
Lápis e Papel
Intuição
Maior
Complexidade
Dinâmica
Aleatoriedade
Maior
Esforço
Qualidade
Simulação
29
Áreas de Aplicação
Redes Logísticas 
Manufatura
Terminais: portos, aeroportos, estações rodoviárias e ferroviárias
Hospitais
Militar
Redes de Computadores 
Reengenharia de Processos
Supermercados, Redes de “Fast Food” e franquias
Parques de Diversões
Tráfego…
30
O Método da Simulação
 
OBJETIVOS E 
DEFINIÇÃO 
DO SISTEMA
 
MODELO
 
ABSTRATO
 
MODELO
 
CONCEITUAL
 
(Capítulo 3)
 
MODELO 
 
COMPUTACIONAL
 
(Capítulo 4)
 
MODELO
 
OPERACIONAL
 
RESULTADOS
 
EXPERIMENTAIS
 
(Capítulo 6)
 
FORMULAÇÃO DO 
MODELO
 
REPRESENTAÇÃO
 
DO MODELO
 
IMPLEMENTAÇÃO
 
DO MODELO
 
VERIFICAÇÃO
 
E VALIDAÇÃO
 
(Capítulo 5)
 
EXPERIMENTAÇÃO
 
DO MODELO
 
ANÁLISE E 
REDEFINIÇÃO
 
DADOS 
 
DE ENTRADA
 
(Capítulo 2)
 
31