Memory embedded in Markov models specified in Statecharts: simulation versus analytical approaches

Gestión de la memoria en modelos markovianos especificados en Statecharts: simulación y enfoques analíticos

Los diagramas de estados son una representación gráfica para modelar sistemas reactivos que responden a estímulos externos o internos cambiando el estado de un sistema determinado. Los Statecharts pueden considerarse una extensión de los diagramas de transición de estados que permite modelar la jerarquía, la ortogonalidad y la interdependencia. Debido a sus características para representar sistemas reactivos, los Statecharts se han adaptado para representar y tratar analíticamente modelos de rendimiento (sistemas reactivos cuyo rendimiento debe evaluarse). Una característica interesante presente en los Statecharts es la de registrar el estado del sistema, que no puede representarse en los modelos de Markov de forma directa debido a su propiedad "sin memoria". Las contribuciones de este trabajo son: mostrar que los Statecharts son una alternativa factible para especificar un sistema reactivo de forma que su rendimiento pueda ser evaluado tanto por técnicas analíticas como de simulación; mostrar que la inclusión de la representación de memoria en la especificación de Statecharts puede efectivamente realizarse tanto por técnicas analíticas como de simulación. Los resultados de un estudio de caso de un sistema de fabricación demuestran que se alcanzan los objetivos.

1. INTRODUCCIÓN

​En el diseño de sistemas, normalmente, los analistas o ingenieros deben ser capaces de predecir el rendimiento del sistema, de forma que sea posible evitar posibles cuellos de botella, así como comprender el comportamiento del sistema, tanto en el mejor como en el peor de los escenarios. Una opción para abordar esta cuestión es depender de los conocimientos y la experiencia del administrador del sistema. Una alternativa es utilizar modelos de rendimiento para poder inferir el comportamiento del sistema. Los modelos de rendimiento son aquellos modelos de sistemas reactivos a partir de los cuales se puede determinar su comportamiento. Tales modelos pueden aplicarse a la planificación de la capacidad, al análisis del rendimiento de los sistemas de fabricación, a los sistemas alternativos, a la ampliación de la capacidad, a la gestión del inventario de piezas de repuesto (GOMES; WANKE, 2008) y a los sistemas de mantenimiento (DE MARCHI; CARVALHO; MORAIS, 2001).