Modelització i Simulació de Sistemes

• Professorat
• Hores setmanals
• Competències
• Objectius
• Continguts
• Activitats
• Metodologia docent
• Mètode d'avaluació
• Bibliografia
• Web links
• Capacitats prèvies

Professorat

Responsable

• Pau Fonseca Casas ( )

Altres

• Joan Garcia Subirana ( )

Hores setmanals

Competències

Competències Transversals

Transversals

• CT2 [Avaluable] - Sostenibilitat i Compromís Social. Conèixer i comprendre la complexitat dels fenòmens econòmics i socials típics de la societat del benestar; tenir capacitat per relacionar el benestar amb la globalització i la sostenibilitat; obtenir habilitats per utilitzar de forma equilibrada i compatible la tècnica, la tecnologia, l'economia i la sostenibilitat.
• CT5 [Avaluable] - Ús solvent dels recursos d'informació. Gestionar l'adquisició, l'estructuració, l'anàlisi i la visualització de dades i informació en l'àmbit de l'especialitat i valorar de forma crítica els resultats d'aquesta gestió.
• CT6 [Avaluable] - Aprenentatge autònom. Detectar deficiències en el propi coneixement i superar-les mitjançant la reflexió crítica i l'elecció de la millor actuació per ampliar aquest coneixement.
• CT7 - Tercera llengua. Conèixer una tercera llengua, preferentment l'anglès, amb un nivell adequat oral i escrit i d'acord amb les necessitats que tindran els titulats i titulades.

Bàsiques

• CB2 - Que els estudiants sàpiguen aplicar els seus coneixements al seu treball o vocació d'una manera professional i posseeixin les competències que solen demostrar-se mitjançant l'elaboració i defensa d'arguments i la resolució de problemes dins la seva àrea d'estudi.
• CB3 - Que els estudiants tinguin la capacitat de reunir i interpretar dades rellevants (normalment dins la seva àrea d'estudi) per emetre judicis que incloguin una reflexió sobre temes rellevants d'índole social, científica o ètica.
• CB4 - Que els estudiants puguin transmetre informació, idees, problemes i solucions a un públic tant especialitzat com no especialitzat.

Competències Tècniques

Específiques

• CE01 - Resoldre els problemes matemàtics que puguin plantejar-se en l'àmbit de la intel·ligència artificial. Aplicar els coneixements sobre: àlgebra, càlcul diferencial i integral i mètodes numèrics; estadística i optimització.
• CE20 - Triar i emprar Tècniques de Modelització estadística i anàlisi de dades, avaluant la calidad dels models, validant-i interpretant.
• CE21 - Formular i resoldre problemes d'optimització matemàtica.
• CE22 - Representar, dissenyar i analitzar sistemes dinàmics. Adquirir conceptes com el seu observabilitat, estabilitat i controlabilitat.

Competències Tècniques Generals

Genèriques

• CG2 - Utilitzar els coneixements fonamentals i metodologies de treball sòlides adquirits durant els estudis per adaptar-se als nous escenaris tecnològics de el futur.
• CG4 - Raonar, analitzant la realitat i dissenyant algoritmes i formulacions que la modelin. Identificar problemes i construir solucions algorísmiques o matemàtiques vàlides, eventualment noves, integrant el coneixement multidisciplinari necessari, valorant diferents alternatives amb esperit crític, justificant les decisions preses, interpretant i sintetitzant els resultats en el context de l'domini d'aplicació i establint generalitzacions metodològiques a partir de aplicacions concretes.
• CG5 - Treballar en equips i projectes multidisciplinaris relacionats amb la intel·ligència artificial i la robòtica, interactuant fluidament amb enginyers/es i professionals d'altres disciplines.

Objectius

1. Modelar sistemes dinàmics complexos. Comprendre conceptes com la seva observabilitat, estabilitat i controlabilitat.
   Competències relacionades: CG2, CG4, CT5, CT6, CT7, CB2, CB3, CB4, CE01, CE20, CE21, CE22,
2. Validar i verificar models i extreure coneixement d'aquests.
   Competències relacionades: CG2, CG4, CG5, CT2, CB2, CB3, CB4, CE20, CE22,
3. Expressar el comportament de sistemes complexos usant llenguatges formals comprensibles per un públic tant especialitzat com no especialitzat
   Competències relacionades: CG2, CG4, CG5, CT5, CT6, CB2, CB3, CB4, CE01, CE20,

Continguts

1. Introducció, sistema vs model
   Que és un estudi de simulació? Enfoc pràctic mitjançant la presentació de projectes reals que permetran mostrar a l'estudiant les fases que cal seguir pel desenvolupament d'un estudi de simulació vàlid i útil.
   Tractarem la dicotomia entre model i sistema i entendrem la necessitat de detallar les hipòtesis per poder limitar que es el que serà l'objecte del nostre estudi.
2. Simulació i mètodes estadístics
   L'aleatorietat com a eix vertebrador de la modelització i l'experimentació en simulació. Distribucions estadístiques, generació de nombres i variables aleatòries. Algunes distribucions conegudes i la seva aplicació en els models de simulació.
3. Paradigmes de Simulació
   Presentació dels principals motors de simulació i l'aplicabilitat dels mateixos.
4. Principals llenguatges formals per definir models conceptuals.
   Es detallaran els llenguatges: Specification and Description Language (SDL) i les Xarxes de Petri. Es mostrarà la relació que tenen amb els diagrames de Forrester emprats per crear sistemes dinàmics.
5. Dinàmica de sistemes, simulació contínua
   Aproximació a la simulació contínua a través e la dinàmica de sistemes, creació de diagrames Causals i de Forrester.
6. Simulació paral·lela i distribuïda
   Introducció a les tècniques existents per poder distribuir els models de simulació.
7. Disseny d'experiments i anàlisi de resultats
   Conceptes bàsics i mètodes per al disseny d'experiments en simulació. Avaluació i comparació d'escenaris. Qualitat dels resultats.
8. Validació, verificació i acreditació de models de simulació
   Descripció de les metodologies a seguir per tal d'obtenir un model verificat, validar-lo i una reflexió sobre l'acreditació de models.

Activitats

Activitat Acte avaluatiu

Metodologia docent

Mètode d'avaluació

Bibliografia

Bàsica:

• Simulation modeling and analysis - Law, Averill M, Mcgraw-Hill, 2015. ISBN: 1259254380
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991004026459706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
• Modelado y simulación : aplicación a procesos logísticos de fabricación y servicios - Guasch, Antoni; Piera, Miquel Àngel; Casanovas, Josep; Figueras, Jaume, Edicions UPC, 2003. ISBN: 8483017040
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991002640739706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
• Formal languages for computer simulation : transdisciplinary models and applications - Fonseca Casas, Pau, Information Science Reference, cop. 2014. ISBN: 9781466643697
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991004003189706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca

Complementaria:

• Simulation : the practice of model development and use - Robinson, Stewart, Palgrave Macmillan , 2014. ISBN: 9781137328038
  

Web links

• Winter Simulation Conference http://www.wintersim.org/

Capacitats prèvies