Básicamente se trata de representar el sistema de manera que un usuario asigne valores a diferentes variables por medio de controles diversos (cajas de texto, listas desplegables, selección de colores, casillas de verificación, etc) y pueda realizar el análisis del mecanismo.

Para llevar a cabo dicho análisis se desarrollará un simulador por software que muestre el movimiento de dicho sistema (animación), así como diferentes tablas en las que se agruparán los datos de manera congruente con las necesidades del propio análisis. Además se graficarán los resultados obtenidos y serán devueltos al usuario durante la ejecución del programa.

A continuación se presenta una descripción de dos conceptos importantes para el desarrollo de la solución por software que se pretende llevar a cabo: Simulación, y Simulación Visual Interactiva.

Simulación.

Desde principios de los setentas, la simulación ha sido empleada cada vez más en la solución de problemas de negocios, ingeniería, ciencia, y ciencias sociales. La mayoría de las aplicaciones de simulación son desarrolladas para negocios privados y no están reportadas en la literatura académica.

Algunas aplicaciones de simulación en el sector privado incluyen el análisis de operaciones de sistemas de manufactura flexibles, vehículos guiados automáticamente, y sistemas automáticos de almacenamiento-extracción; evaluación y manufactura de diseños de tarjetas de circuitos, diseño de sistemas de telecomunicación, y diseños de operaciones y logística de almacenes; análisis de diseño de sistemas computacionales. En el sector público, la simulación ha sido aplicada para evaluar diseño de caminos y programación de señales de tránsito, sistemas de procesamiento de correo, sistemas de licencias de manejo, transporte de pacientes, operaciones de la sala de emergencias y servicios de radiología en hospitales, desecho de desperdicios nucleares y planes de financiamiento en universidades. Otras aplicaciones han involucrado análisis de estrategias en el campo de batalla, adecuar el tamaño de flotas de taxis, producción de periódico y administración de cosechas. Todas estas aplicaciones han sido descritas en diversos artículos en Proceedings of the Winter Sumulation Conference , y representan sólo una pequeña porción de las aplicaciones actuales de la simulación a los problemas del mundo real y una porción aún más pequeña de las aplicaciones potenciales. http://www.scs.org/Publications.cfm

La simulación es valiosa tanto por su relativa simplicidad en comparación con las técnicas analíticas (matemáticas) como por su potencial de estudiar un gran número de variantes del modelo original sin incurrir en los costos asociados con experimentar en el sistema real o las dificultades de deducción de las fórmulas para los parámetros de salida que son inherentes al análisis matemático.

La simulación es un conjunto de técnicas numéricas y de programación para representar modelos que se comportarían de maneras aleatorias y conducir experimentos de muestreo en esos modelos utilizando una computadora. Esta definición es muy amplia e incluye virtualmente cualquier tipo de modelo aleatorio. También refleja explícitamente el hecho de que una simulación produce observaciones aleatorias en una cantidad variables.

Simulación Visual Interactiva (Visual Interactive Simulation)

La simulación visual interactiva (VIS) utiliza una interfaz gráfica y un enfoque interactivo en todas las etapas del proyecto de simulación, desde la construcción del modelo, hasta la animación y el análisis del experimento de simulación. Éste enfoque es popular porque facilita la construcción intuitiva del modelo y hace que la verificación sea sencilla.

Hasta principios de los ochentas, los modelos eran desarrollados por programas de simulación escritos en lenguajes de simulación y un editor de texto. Lenguajes de simulación de propósito general así como lenguajes especializados para áreas específicas de aplicación tales como manufactura estaban disponibles. Algunos lenguajes de propósito general eran GPSS, SIMULA, y SIMSCRIPT. SIMAN, SIMFACTORY, y XCELL son lenguajes orientados a la aplicación de simulaciones que han sido ampliamente usados. Programas de simulación fueron escritos también usando lenguajes de programación de propósito general como FORTRAN, C y Pascal.

La salida de éstas simulaciones generalmente consistía en uno o más archivos de texto o binarios que contenían observaciones de las variables del sistema que el sistema devolvía mientras la ejecución se llevaba a cabo. Si el programador lo incluía, también se podían presentar resultados de análisis estadísticos aplicados a dichas variables.

Un paso dentro de la construcción de modelos es la verificación del modelo. Dicha verificación incluye determinar que el modelo presentado es el modelo que se pretendía analizar. La salida de la simulación tenía que ser examinada cuidadosamente para detectar errores de lógica en el modelo, que a menudo eran encontrados, indicando que el modelo no representaba correctamente la estructura, las entidades, las interacciones o las reglas operativas del sistema. El código tenía que ser entonces revisado de nuevo una y otra vez hasta que la verificación estaba completa y el analista estaba seguro de que el modelo operaba correctamente. Este procedimiento sin embargo, presentaba tres deficiencias:

1. El tiempo de desarrollo del modelo podía ser demasiado largo.
2. El proceso de detectar y localizar errores en el programa, especialmente errores de lógica causados por una representación incorrecta de la operación del sistema era lento, tedioso y con frecuencia difícil.
3. Ni los modelos de simulación en forma de código de programa, o de salida eran transparente, esto es, que los modelos sólo podían ser comprendidos por la persona que escribió el código.

La tercera desventaja significaba que los usuarios de la simulación (administradores, ingenieros, y otros) no fueran capaces ni de entender el modelo de simulación ni de determinar que la salida del programa estuviera correcta. La documentación del programa era muy laboriosa y el resultado a menudo era pobre. Esto resultaba en deficiencias en la comunicación entre los modeladores y los usuarios. Los usuarios veían el modelo de simulación como una “caja negra”, y no estaban listos para depositar su confianza en los resultados producidos o para implementar decisiones basadas en las recomendaciones hechas por los analistas que usaban los modelos.

El rápido desarrollo de las computadoras personales y gráficos computacionales a finales de los ochentas y principio de los noventas influenció grandemente al área de solución de problemas y toma de decisiones con computadoras, así que la modelación de simuladores no quedó fuera. Empezando con el trabajo pionero de Hurrion(1976), la simulación comenzó a incorporar nuevo hardware e interfaces gráficas que cambiaron completamente el mundo de la simulación por computadora en tan sólo unos años. GUIs (Interfaces de Usuario Gráficas) y la interactividad se han convertido en parte de la nueva generación de herramientas de simulación que han cambiado radicalmente tanto la tecnología de trabajar con computadoras como la naturaleza de solucionar problemas y tomar decisiones con computadoras. Los propios sistemas operativos implementan el uso de GUIs, lo que significa que los usuarios requieren cada vez menos habilidades para el uso de los mismos. Es entendible entonces, que la implementación de la interacción gráfica se requiera y a veces incluso se demande para otros programas más especializados.

Las características básicas de VIS pueden ser resumidas como la habilidad de construir y modificar modelos de simulación en pantalla, ejecutar modelos de simulación gráficos, animar modelos durante la ejecución, presentar gráficamente la salida de una simulación y la capacidad de interactuar con el modelo durante la simulación. VIS permite terminar con todas las deficiencias implicadas en el procedimiento presentado con anterioridad.

Seila, Vlatko & Pandu, Applied Simulation Modeling, Thomson, Brooks/Cole, 2003 (Traducción al español por Axel Martínez.)

Archivos fuente requeridos:

mecanismos.mxml Contiene la aplicación principal, se importan las clases creadas para la simulación.	kinematix.as ActionScript 3, contiene el código que realiza los cálculos del análisis cinemático de un mecanismo de cuatro barras continuo que cumple con la ley de Grashoff. Análisis simultáneo para diferentes posiciones del mecanismo. Análisis de posición, velocidad y aceleración. Estos cálculos aparecen en "análisis de fuerzas".	kinetix.as Calcula las fuerzas de reacción en los cojinetes y las uniones de acuerdo a la masa de las barras, sus momentos de inercia, un torque proporcionado por la manivela y una fuerza FP aplicada en un punto P a una distancia R del centro de gravedad del acoplador en una posición específica del mecanismo. Estos cálculos aparecen en "análisis de fuerzas".
Orbita.as Actionscript 3, proporciona el ángulo de cambio para la manivela del mecanismo. Las propiedades de velocidad angular y aceleración angular afectan a una instancia de esta clase dentro de la instancia de la clase pintaKinematix. Su uso se ve reflejado en la animación.	Segmento.as Proporciona la clase que será instanciada para crear los componentes del mecanismo. (Tierra, Manivela, Acoplador y Oscilador). Su uso se ve reflejado en la animación.