Modelos de simulação: construção e aplicações

A função principal de um modelo de simulação é imitar a realidade através de modelos computacionais para que se possa estudar o comportamento de um sistema real variando seus parâmetros em um ambiente virtual sem risco algum às operações ou à integridade do sistema estudado. Não há uma área específica em que se possa empregar um modelo de simulação, praticamente qualquer sistema pode ser modelado e simulado virtualmente.

Entre o início do projeto de simulação e a obtenção dos resultados do modelo há etapas críticas que devem ser observadas. É mais fácil entender a importância das etapas do processo se o pensamento começar no resultado e terminar no sistema real, ou seja, partindo dos resultados, pensar no que é necessário fazer para que se chegue na etapa atual, de forma regressiva, até que se chegue na coleta de dados do sistema real.

Para que se possa seguir essa linha de raciocínio, alguns conhecimentos são essenciais. Um modelo conceitual é definido como um conjunto ou sequência de processos baseados no sistema real que indicam as regras de funcionamento desse sistema. Um modelo computacional é um modelo matemático, que traduz o modelo conceitual em rotinas e algoritmos computacionais que podem passar por experimentação extensa.

O que é necessário, então, para se obter os resultados do modelo de simulação? Supondo que o modelo computacional esteja pronto, serão necessários somente os valores das variáveis de interesse. Como se produz o modelo computacional? Supondo que o modelo conceitual esteja pronto, será necessário traduzir os processos descritos no modelo conceitual para uma linguagem matemática, e então para uma linguagem entendida pelo computador. Como gerar o modelo conceitual? Partindo do sistema real, é necessário identificar quais são os processos mais relevantes envolvidos nas operações estudadas e descrevê-los em um fluxograma de processos, tendo em mente que quanto menos processos descritos (processos mais globais), mais simples e fácil de simular será o modelo, porém será menos preciso e verossímil.

Uma observação acerca de modelagem deve ser feita: a etapa que requer mais capacidade analítica é a de modelagem conceitual, pois é nessa etapa que se determina quais são os processos mais relevantes de todo o sistema. Podemos, então, definir um fluxograma crítico do projeto de simulação, simplificado da seguinte forma:

No entanto, este processo não é necessariamente linear. Por diversas vezes ocorrem retroalimentações desse sistema, com constantes retornos à fase de modelagem conceitual e/ou computacional.

Em suma, projetos de simulação têm se tornado mais populares entre empresas de diversos ramos pela possibilidade de estudar todas as operações em um ambiente virtual livre de riscos com relativo baixo custo. A figura abaixo apresenta possíveis reduções de custo e tempo originadas pela simulação.

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