A simulação é uma técnica que consiste em imitar o comportamento de um sistema real ao longo do tempo, permitindo analisar o seu desempenho sem interferir com o sistema real ou antes de ele existir.
Quando usar simulação
A simulação é especialmente útil quando:
- O sistema é demasiado complexo para um modelo analítico exato
- Existem variáveis aleatórias que tornam a solução matemática intratável
- É necessário observar a evolução do sistema ao longo do tempo
- Se pretende comparar diferentes cenários ou políticas antes de as implementar
Tipos de simulação
Simulação de Monte Carlo
Usa números aleatórios para modelar situações com incerteza. É aplicada em problemas estáticos — o fator tempo não tem relevância direta. Exemplos: estimar o valor de π por amostragem, calcular probabilidades em finanças, analisar risco em projetos de investimento.
Simulação de eventos discretos
Modela sistemas onde o estado muda em instantes específicos (eventos). É a base de ferramentas como o Simul8 e o Arena. Aplicações típicas: linhas de produção, bancos, hospitais, redes informáticas.
Etapas de um projeto de simulação
- Formulação do problema — definir objetivos e âmbito
- Recolha de dados — tempos de chegada, de serviço, capacidades
- Construção do modelo — no software de simulação
- Verificação e validação — confirmar que o modelo se comporta como o sistema real
- Execução de cenários — correr o modelo com diferentes parâmetros
- Análise de resultados — utilização, tempo médio em fila, throughput
Exemplo: balcão de atendimento
Chegadas a um balcão segundo uma distribuição de Poisson com taxa λ = 10 clientes/hora. Tempo de serviço com distribuição exponencial, taxa μ = 12 clientes/hora.
Uma simulação de 8 horas permitiria estimar:
- Número médio de clientes em espera
- Tempo médio de espera na fila
- Percentagem de utilização do servidor
- Probabilidade de fila superior a N clientes
Estes valores são comparados com os do modelo analítico M/M/1 (ver Filas de espera) para validar o modelo.
Ferramentas
- Simul8 — interface visual, popular em contexto académico, versão trial disponível em simul8.com
- Arena — usado na indústria, da Rockwell Automation
- SimPy — biblioteca Python de código aberto para simulação de eventos discretos