MODELOS Y SIMULACIÓN

PROYECTO:                            

“ADVANCE”, Análisis y diseño de un protocolo de comunicación para conectar a Genmsi con un servidor web y a su vez, el servidor web con VisualSis., adaptando ambas herramientas enfocadas a esta nueva filosofía de trabajo.

DIRECTOR: Lic. Pablo Montini

FECHA DE INICIO: 2009

UNIDAD ACADEMICA:  Facultad de Ingeniería

TEMÁTICA ABORDADA

Modelos y simulación – Servicios Web

RESEÑA

La construcción de modelos y su simulación requieren de profesionales capacitados en lenguajes de programación orientados a la simulación, los cuales son en general difíciles de aprender y requieren un tiempo muy largo de capacitación. En la mayoría de los casos, se termina recurriendo a planillas de cálculo o programas desarrollados con lenguajes de uso general (que todos dominan) para resolver el problema, y  además se suelen eliminar variables con el fin de simplificar el trabajo. El lenguaje GPSS no es muy amigable al momento de modelar un sistema real, pero la enorme cantidad de resultados estadísticos que produce con escaso trabajo por parte del programador, hacen que resulte ideal su utilización para resolver modelos discretos, dinámicos y estocásticos.

Luego de muchos años de uso por parte de las cátedras: Modelos y Simulación dela Universidad FASTA, y en Simulación dela Universidadde Buenos Aires, se fueron recopilando episodios en donde los resultados que se obtenían no eran correctos. Estos errores se producían en situaciones especiales y con algunas de las entidades involucradas. En muchos casos eran difíciles de aislar y/o reproducir bajo un ambiente controlado de estudio, impidiendo en ocasiones poder decir con cierto grado de certeza porque se producían o que entidades eran las causantes del problema. Por lo tanto se hacía necesaria una revisión y corrección de estos bugs, como también la incorporación de nuevas funcionalidades que permitiesen a los usuarios una mayor comunicación de los resultados con el exterior y/o con otras aplicaciones. En forma paralela se buscó la forma para hacer más accesible y por ende más popular, el uso del GPSS para construir y simular modelos. Con este fin se construyó el Visual2Sis, permitiendo que el modelado de un sistema real se pudiera hacer en un ambiente gráfico y con la simpleza de arrastrar y soltar módulos al área de trabajo. También se tuvo como premisa que en general los sistemas reales son complejos y su descomposición en subsistemas es necesaria, es por eso, que Visual2Sis permite que el usuario organice el modelo a construir en un conjunto subsistemas que luego se integrarán para formar el modelo completo. Cada subsistema se representa en una ventana independiente y en cada una de ellas se enlazan los módulos que lo representan. Las funcionalidades incorporadas incrementaron el potencial del lenguaje GPSS con bloques orientados a las tareas de: debugging para la depuración de los modelos construidos, y de comunicación de los valores de las variables de estado y del usuario durante la simulación del modelo, con otras aplicaciones de terceros, logrando que los resultados (parciales y/o finales) de la simulación pasen automáticamente a ser usados por los otros programas.

El producto final obtenido fue un motor de simulación confiable que se utiliza en cada clase de la cátedra Modelos y Simulación con alumnos del último año de la carrera deIngenieríaen Informática, y un ambiente de desarrollo con interface gráfica que simplifica enormemente la tarea de construcción de los modelos a simular. Visual2Sis simplifica tanto la tarea de construir modelos, que se utilizó en varias oportunidades (a modo de testing) con alumnos del último año del polimodal durante las jornadas “Puertas Abiertas” dela FacultaddeIngeniería. En esas ocasiones se les mostró durante 20 minutos cómo funcionaba el ambiente gráfico y que significaban los resultados obtenidos de un modelo de ejemplo, y luego se les pedía a los participantes que implementaran varias alternativas nuevas e interpretaran los resultados obtenidos, lo cual hacían con correctamente.

Proyecto de I+D:  VisualSis II (2005)

Objetivos: Se modificarán e incorporarán nuevas funcionalidades a la versión actual y se agregará una interfaz gráfica, permitiendo a los futuros usuarios construir modelos gráficamente. Analizar los distintos escenarios en donde el VisualSis produce resultados erróneos y aislarlos del contexto general para su estudio.

Principales resultados obtenidos: El producto final obtenido fue un motor de simulación confiable que se utiliza en cada clase de la cátedra Modelos y Simulación con alumnos del último año de la carrera deIngeniería en Informática, y un ambiente de desarrollo con interface gráfica que simplifica enormemente la tarea de construcción de los modelos a simular. Se incorporaron las nuevas funcionalidades permitiendo de este modo una mayor comunicación con aplicaciones de terceros. Y grandes mejoras a la hora de realizar tareas de debugging.

Nota: Luego de los excelentes resultados obtenidos con el Visual2Sis, los ahora ingenieros Barrena e Iturriaga desarrollaron la herramienta Genmsi como proyecto final de graduación, la cual potencia aún más el ambiente gráfico para la creación de modelos de una manera modular y utiliza un protocolo ampliado para comunicarse con el motor de simulación de Visual2Sis, obteniendo de esta forma, una gran capacidad para manejar la ejecución de la simulación, y visualizar tanto los errores sintácticos como los resultados obtenidos de cada corrida. Genmsi tiene además posibilidad de generar código fuente GPSS en diferentes dialectos para usarlos en diferentes motores de simulación. Dado que estas herramientas (Visual2Sis y Genmsi) se ejecutan en una computadora de escritorio, y con el fin de formar una comunidad dedicada a la simulación y en especial una que utilice estas herramientas, se concibió la idea de llevar el motor de simulación a un servidor web y dejar enla PC la herramienta de modelado gráfico. De esta forma, diferentes usuarios podrían compartir bibliotecas repositorias de módulos y además las ampliaciones que se hicieran al motor de simulación (que se ejecutaría en la web) serían transparentes y automáticas para los usuarios.

Con esta concepción de una herramienta cliente-servidor se inició el proyecto ADVANCE, donde se creará un prototipo de aplicación de escritorio para la creación de los modelos, un prototipo de servidor web para el motor de simulación y un protocolo de comunicación vía internet entre ambas partes. La aplicación desktop será un producto derivado de la herramienta Genmsi y el servidor web ejecutará un motor de simulación derivado de la herramienta VisualSis. Ambas herramientas base deberán incorporar nuevas funcionalidades y modificar su forma actual de funcionamiento a fin de permitir la comunicación de modelos y resultados, así como la información de control necesaria para la ejecución remota de los módulos que las componen.

Las múltiples ventajas que ofrecen los servicios web expandirán el alcance de las herramientas desarrolladas, permitiendo utilizar un motor de simulación centralizado, administrar los usuarios de la herramienta, trabajar en forma cooperativa en la construcción de bibliotecas de módulos, sincronizar de módulos entre los usuarios, actualizar de la herramienta online. La capacidad de trabajar con una herramienta de escritorio (Genmsi) permite aprovechar al máximo la velocidad de procesamiento gráfico del equipo cliente. Y al contar con un servidor con mayor potencia de procesamiento que la del equipo cliente, permitirá al usuario simular modelos mucho más complejos de los que pueda ejecutar en la versión actual de Genmsi-VisualSis.

Proyecto de I+D:  Advance, Análisis y diseño de un protocolo de comunicación para conectar a Genmsi con un servidor web y a su vez, el servidor web con VisualSis, adaptando ambas herramientas enfocadas a esta nueva filosofía de trabajo   (2009 – 2010)

Objetivos: Analizar y diseñar un protocolo de comunicación para conectar a Genmsi con un servidor web. Y a su vez, el servidor web con VisualSis. Así mismo adaptar ambas herramientas enfocadas a esta nueva filosofía de trabajo.

Principales resultados Obtenidos: se  revisó el código de Genmsi y VisualSis a fin de determinar las áreas que estarían comprometidas con la incorporación de las nuevas funcionalidades durante la segunda etapa del proyecto. Se comenzó a delinear la tecnología a utilizar en el proyecto y se construyeron prototipos operativos (para el servidor y el cliente desktop) con los cuales se pudo evaluar y extrapolar los problemas inherentes al nuevo paradigma. Con el cambio al paradigma cliente-servidor, se redefinieron la funcionalidad de varios bloques (especialmente los orientados al debugging de los modelos) a fin de adecuar sus respuestas sincrónicas a la nueva modalidad de trabajo. En base a los resultados obtenidos en las pruebas realizadas,  se definió el formato de los mensajes del protocolo. Se incorporaron nuevos tipos de datos al lenguaje macro de Genmsi para simplificar la construcción de modelos complejos, y se probaron en modelos de testing.

Se está trabajando también, en la modificación del motor de simulación para la obtención de los datos-resultados de la simulación del lado del servidor.

Paralelamente del lado del cliente, se está construyendo un prototipo operativo de un módulo de Genmsi encargado de armar y visualizar el reporte-resultado de la simulación. Se está estudiando la redefinición de algunas clases de objetos existentes en el motor de simulación, y también la creación de otras nuevas aplicando patrones de diseño GOF.

Proyecto de I+D:  GATHER – Una propuesta de herramienta cooperativa para la creación gráfica de modelos y su posterior simulación.

Objetivos: Crear una versión beta de las aplicaciones desktop y web. Administrar perfiles de usuarios y simulaciones. Recopilar información estadística para proponer soluciones cooperativas.

Principales resultados esperados: Se espera tener una herramienta robusta, enriquecida con el aporte de los usuarios, que le permita a las personas no especializadas en lenguajes de simulación, modelar y obtener una gran cantidad de información de sus simulaciones.

Documentar el uso que los usuarios hacen de la herramienta a fin de proponer soluciones que faciliten su aplicación.

Conformar una comunidad de usuarios que potencien la herramienta mediante el aporte de subsistemas comunes a ser usados en los distintos escenarios.

INTEGRANTES DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN

• Lic.PabloMontini(Investigador Adjunto UFASTA)
• Ing. Juan Ignacio Iturriaga (Auxiliar de Investigación Técnico UFASTA)

PROYECTOS FINALES RELACIONADOS CON EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN

Los entonces alumnos Eduardo Barrena y Juan Ignacio Iturriaga desarrollaron el proyecto “Genmsi” como proyecto final de graduación, desarrollando una herramienta que potencia aún más el ambiente gráfico para la creación de modelos de una manera modular y utiliza un protocolo ampliado para comunicarse con el motor de simulación de VisualSis 2 y potencia aún más el ambiente gráfico para la creación de modelos de una manera modular y utiliza un protocolo ampliado para comunicarse con el motor de simulación de VisualSis 2.

Facultad de Ingeniería

Sedes San Vicente de Paul

Gascón 3145

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