Un modelo de simulación es una representación de la realidad que se hace para demostrar algo que no se puede ver fácilmente o que aún no ha sucedido. La idea principal es hacer visible lo que no es evidente a simple vista. Algunos de los modelos más simples son estáticos, lo que significa que no se mueven ni cambian en respuesta a la estimulación o eventos externos. Sin embargo, muchos de los ejemplos más avanzados están destinados específicamente a cambiar con ciertas variables, a menudo como una forma de predecir eventos futuros antes de que sucedan o para tener una idea de los posibles resultados. Los modelos de cosas como los patrones climáticos o los flujos de volumen de negocios son buenos ejemplos, y las imágenes por computadora a menudo son realmente útiles en estos casos. Independientemente de cómo se vea el producto final, el objetivo de cualquier proyecto en este ámbito suele ser el mismo: es decir, dar vida y vitalidad a cosas que de otra manera serían difíciles de conceptualizar y permitir que las personas planifiquen y comprendan de manera diferente como un resultado.
Concepto basico
Por lo general, hay tres elementos centrales en cualquier modelo de simulación. Primero es una identificación de las partes básicas del sistema. Luego, el modelador debe comprender la interacción entre esas partes. Finalmente, se debe tabular el número y la naturaleza de las entradas. Básicamente, se crea un modelo para cada uno de ellos, con los aspectos cruciales considerados y los aspectos menores ignorados. El modelo para todo el sistema se desarrolla una vez que todas estas piezas comienzan a trabajar juntas.
Los modeladores pueden abordar la tarea desde un par de ángulos diferentes, y no existe una forma única que necesariamente adopten todos los productos finales. La idea general es tomar algo de la realidad (una molécula, un ciclo de vida de mutación de virus, un plan de distribución comercial) y condensarlo en un formato que sea visual, accesible y de fácil comprensión. Los gráficos son una parte común de muchos modelos, al igual que los colores. Los modelos que se mueven a menudo tienen animación o partes mecánicas en movimiento, mientras que los que todavía lo están pueden tener flechas dibujadas u otras indicaciones de cambio lento.
Por qué es útil
Este tipo de modelado se ha realizado de una forma u otra durante siglos. Es más común hoy en día en los sectores de las matemáticas y las ciencias, aunque se puede usar para casi cualquier cosa. Un buen modelo simulado puede ahorrarles a los investigadores mucho tiempo y energía al permitirles estudiar y tomar medidas centrales fuera del modelo en lugar de sacarlas de la realidad. En muchos casos, también permite predicciones sobre eventos futuros que pueden influir en cosas como el pronóstico del tiempo y la toma de decisiones logísticas para las grandes empresas.
Ejemplos estáticos y dinámicos
Un modelo puede ser físico o abstracto, y ambos tipos pueden ser estáticos o dinámicos, es decir, algo que permanece igual o cambia con el tiempo. Un ejemplo de un modelo físico estático es un modelo de barra de una molécula de agua, con dos pequeñas «bolas» de hidrógeno que representan los átomos de hidrógeno pegados con barras cortas a cada lado de una «bola» de oxígeno, creando una interpretación visual de H2O. Las moléculas de agua se pueden ver con microscopios potentes, pero los modelos de mesa simulados pueden ser más útiles de inmediato cuando se trata de explicar las propiedades centrales.
Otro modelo físico es el de un tanque de agua con arena, que muestra el efecto del viento y el movimiento del agua. En este modelo dinámico, la arena y el agua muestran patrones que dependen de la intensidad y dirección del viento con el tiempo. La mayoría de los modelos incorporan algún elemento de dinamismo.
Por ejemplo, para una simulación del flujo de trabajo de una fábrica, una máquina puede modelarse como un elemento que requiere una cierta cantidad de tiempo para crear una pieza en particular, mientras que otra máquina requiere una cantidad de tiempo diferente. El tiempo para mover piezas entre máquinas puede ignorarse para máquinas que están muy juntas, pero el número, la velocidad y el momento en que la materia prima y las órdenes de trabajo llegan a la fábrica generalmente se modelan. En base a todo esto, la simulación determina si la producción de la fábrica satisface la demanda.
Papel de la programación informática
Tradicionalmente, el modelado de simulación ha sido de naturaleza matemática. La materia prima que ingresa a una fábrica, por ejemplo, se estima que ingresa a intervalos fijos. Las computadoras ahora pueden hacer simulaciones más realistas usando scripts y códigos similares a una situación real o incluso un registro exacto de una situación real.
Algunas simulaciones se pueden ejecutar con programas de simulación estándar y otras requieren la escritura de un software especial. Los modelos de las partes, la interacción de las partes y las entradas se envían a un programa que luego ejecuta el modelo de simulación y entrega las salidas a lo largo del tiempo, a menudo mostrando esas salidas gráficamente. Con las computadoras, se pueden intentar simulaciones que involucran miles o incluso millones de elementos y que abarcan grandes intervalos de tiempo. Los modelos de evolución planetaria o maniobras militares avanzadas son dos ejemplos.