Sunday, February 17, 2013
Qué es la investigación de operaciones
Posted by Juan Francisco | Sunday, February 17, 2013 | Category:
INVESTIGACION DE OPERACIONES
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Las primeras actividades formales de investigación de operaciones (IO) se iniciaron en Inglaterra durante la Segunda Guerra Mundial, cuando un equipo de científicos empezó a tomar decisiones con respecto a la mejor utilización del material bélico. Al término de la guerra, las ideas formuladas en operaciones militares se adaptaron para mejorar la eficiencia y productividad en el sector civil.
Una solución del modelo es factible si satisface todas las restricciones; es óptima si, además de ser factible, produce el mejor valor (máximo o mínimo) de la función objetivo.
Aunque los modelos de IO están diseñados para “optimizar” un criterio objetivo específico esta sujeto a un conjunto de restricciones, la calidad de la solución resultante depende de la exactitud con que el modelo representa el sistema real.
En la investigación de operaciones no se cuenta con una técnica general única para resolver todos los modelos que puedan surgir en la práctica. En su lugar, el tipo y complejidad del modelo matemático determina la naturaleza del método de solución.
La técnica de IO más importante es la programación lineal. Está diseñada para modelos con funciones objetivo y restricciones lineales. Otras técnicas incluyen la programación entera (en la cual las variables asumen valores enteros), la programación dinámica (en la cual el modelo original puede descomponerse en subproblemas más pequeños y manejables), la programación de red (en la cual el problema puede modelarse como una red), y la programación no lineal (en la cual las funciones del modelo son no lineales). Éstas son sólo algunas de las muchas herramientas de IO con que se cuenta.
Una peculiaridad de la mayoría de las técnicas de IO es que por lo general las soluciones no se obtienen en formas cerradas (como si fueran fórmulas), sino que más bien se determinan mediante algoritmos. Un algoritmo proporciona reglas fijas de cálculo que se aplican en forma repetitiva al problema, y cada repetición (llamada iteración) acerca la solución a lo óptimo. Como los cálculos asociados con cada iteración suelen ser tediosos y voluminosos, es recomendable que estos algoritmos se ejecuten con la computadora.
Algunos modelos matemáticos pueden ser tan complejos que es imposible resolverlos con cualquiera de los algoritmos de optimización disponibles. En esos casos quizá sea necesario abandonar la búsqueda de la solución óptima y simplemente buscar una buena solución aplicando la heurística, y la metaheurística, o bien reglas empíricas.
Debido a la naturaleza matemática de los modelos de IO, tendemos a pensar que un estudio de investigación de operaciones siempre está enraizado en el análisis matemático. Aunque el modelado matemático es fundamental en la IO, primero se deben explorar métodos más sencillos. En algunos casos se puede obtener una solución de “sentido común” mediante observaciones sencillas. En realidad, como invariablemente el elemento humano afecta la mayoría de los problemas de decisión, un estudio de la psicología de las personas puede ser clave para resolver el problema.
A continuación se presentan tres ejemplos que respaldan este argumento.
1. Al atender quejas sobre la lentitud de los elevadores en un gran edificio de oficinas, el equipo de IO percibió la situación en principio como un problema de línea de espera que podría requerir el uso del análisis matemático o la simulación de colas. Después de estudiar el comportamiento de las personas que se quejaron, el psicólogo del equipo sugirió que se instalaran espejos de cuerpo completo a la entrada de los elevadores. Como por milagro, las quejas desaparecieron, ya que las personas se mantenían ocupadas observándose a sí mismas y a las demás mientras esperaban el elevador.
2. En un estudio de los mostradores de documentación en un gran aeropuerto inglés, un equipo de consultores estadounidenses y canadienses utilizó la teoría de colas para investigar y analizar la situación. Una parte de la solución recomendaba utilizar letreros bien colocados que urgieran a los pasajeros cuya salida era en 20 minutos a que avanzaran al inicio de la cola y solicitaran el servicio de inmediato. La solución no tuvo éxito porque los pasajeros, en su mayoría británicos, estaban “condicionados a un comportamiento muy estricto en las colas” y, por consiguiente, se rehusaban a adelantarse a otros que esperaban en la cola.
3. En una fundidora de acero en India, primero se producen lingotes a partir del mineral de hierro, los cuales se utilizan después en la fabricación de varillas y vigas de acero. El gerente notó una gran demora entre la producción de los lingotes y su transferencia a la siguiente fase de fabricación (donde se elaboraban los productos finales).
Idealmente, para reducir el costo de recalentamiento la fabricación debía comenzar en cuanto los lingotes salieran del horno. Al principio el problema se percibió como una situación de equilibrio de la línea de producción, el cual podría resolverse reduciendo la producción de lingotes o incrementando la capacidad del proceso de fabricación. El equipo de IO utilizó tablas sencillas para registrar la producción de los hornos durante los tres turnos del día. Se descubrió que aun cuando el tercer turno comenzaba a las 11:00 P.M., la mayoría de los lingotes se producían entre las 2:00 y las 7:00 A.M. Una investigación más a fondo reveló que los operadores del turno preferían descansar más al principio del turno y luego compensar durante la madrugada la producción perdida. El problema se resolvió “nivelando” la producción de los lingotes a lo largo del turno.
De estos ejemplos se pueden sacar tres conclusiones:
1. Antes de aventurarse en un complicado modelado matemático, el equipo de IO debe explorar la posibilidad de utilizar ideas “agresivas” para resolver la situación.
La solución del problema de los elevadores con la instalación de espejos se basó en la psicología humana más que en el modelado matemático. También es más sencilla y menos costosa que cualquier recomendación que un modelo matemático pudiera haber producido. Quizás esta sea la razón de que los equipos de investigación de operaciones suelan recurrir a los conocimientos de personas “externas” que se desempeñan en campos no matemáticos (el psicológico en el caso del problema de los elevadores).
Este punto fue aceptado y ejecutado por el primer equipo de IO en Inglaterra durante la Segunda Guerra Mundial.
2. Las soluciones se originan en las personas y no en la tecnología. Cualquier solución que no tome en cuenta el comportamiento humano probablemente falle. Aun cuando la solución matemática del problema del aeropuerto británico pudo haber sido razonable, el hecho de que el equipo consultor no se percatara de las diferencias culturales entre los Estados Unidos e Inglaterra (los estadounidenses y los canadienses tienden a ser menos formales) dio por resultado una recomendación que no se podía poner en práctica.
3. Un estudio de IO no debe iniciar con el prejuicio de utilizar una herramienta matemática específica antes de que se justifique su uso. Por ejemplo, como la programación lineal es una técnica exitosa, existe la tendencia de utilizarla para modelar “cualquier” situación. Esa forma de proceder suele conducir a un modelo matemático del todo alejado de la situación real. Por lo tanto, es imperativo que se analicen primero los datos disponibles aplicando las técnicas más simples siempre que sea posible (por ejemplo, promedios, gráficas e histogramas), para determinar el origen del problema.
Una vez que se define el problema, puede decidirse cuál será la herramienta más apropiada para la solución. En el problema de la fundidora de acero, todo lo que se necesitaba para aclarar la situación de la producción de lingotes era la elaboración de tablas sencillas.
Thursday, February 14, 2013
Aston Martin Vanquish Solidworks
Posted by Juan Francisco | Thursday, February 14, 2013 | Category:
Diseños / Design
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Aston Martin es un fabricante británico de automóviles de lujo y alto rendimiento. Fue fundada en 1914 por el piloto Lionel Martin, vencedor en 1913 de la famosa carrera de montaña Aston-Clinton.
El Aston Martin Vanquish es un automóvil deportivo producido por el fabricante inglés Aston Martin entre los años 2001 y 2007. Su motor V12 de gasolina de 520 CV de potencia le permite alcanzar una velocidad máxima de 322 km/h y acelerar de 0 a 100 km/h en 4,5 s. El prototipo que fue presentado en 1998 y se denominaba Project Vantage e incorporaba parte de los elementos de diseño y mecánicos del modelo de producción.
A pesar de que su bello diseño sigue siendo perfectamente actual hoy en día, la producción del Aston Martin Vanquish finalizó en el 2007 en la fábrica de Newport Pagnell.
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Saturday, February 9, 2013
MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRÁULICA GILES SCHAUM
Posted by Juan Francisco | Saturday, February 9, 2013 | Category:
Libros / Books
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Generalmente el curso de Mecánica de los Fluidos, representa para los estudiantes del campo de Ingeniería, el inicio a una de las asignaturas básicas en su proceso de formación. Este libro no pretende ser una guía teórica, ni convertirse en un texto clásico en la fundamentación de los conceptos de Mecánica de Fluidos que deban conocer los futuros ingenieros, pero si en una ayuda para facilitar la comprensión de numerosas soluciones a problemas de carácter teórico y práctico de la materia.
El libro presenta la solución de más de 475 Problemas clásicos de la mecánica de fluidos, que se encuentran propuestos en el libro de Mecánica e Hidráulica de los Fluidos de la serie Shaum. En este sentido el libro se constituye en una valiosa herramienta tanto para los que cursan asignatura, como para los profesionales de la materia.
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Contenido del Índice
Capítulo 1. Propiedades de los fluidos
Capítulo 2. Fuerzas hidrostáticas sobre las superficies
Capítulo 3. Empuje y flotación
Capítulo 4. Traslación y rotación de masas liquidas
Capítulo 5. Análisis dimensional y semejanza hidráulica
Capítulo 6. Fundamentos del flujo de fluidos
Capítulo 6. Fundamentos del flujo de fluidos
Capítulo 8. Sistemas de tuberías equivalentes, compuestas, en paralelo y ramificadas
Capítulo 9. Medidas en flujo de fluidos
Capítulo 10. Flujo en canales abiertos
Capítulo 11. Fuerzas desarrolladas por los fluidos en movimiento
Capítulo 12. Maquinaria hidráulica
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Mecánica De Fluidos E Hidráulica Giles
Cálculo Diferencial E Integral Shaum Frank Ayres
Posted by Juan Francisco | | Category:
Libros / Books
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El propósito de este libro sigue siendo como en la primera edición( en ingle), proporcionar a los alumnos que inician sus estudios de cálculo una serie de problemas representativos, resueltos con todo detalle. Por sus características será asimismo de gran utilidad para los estudiantes de ciencias e ingeniería que necesiten consultar o repasar conceptos fundamentales de la teoría y encontrar el modo de resolver ciertos problemas, relacionados con alguna aplicación práctica. Por otra parte, al figurar en esta edición demostraciones de los teoremas y deducciones de las fórmulas de derivación e integración, junto con una amplia relación de problemas resueltos y propuestos, también se puede utilizar como libro de texto para desarrollar el curso de cálculo.
(Compartir no es piratear)
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Series De Fourier Y Problemas De Contorno Churchill
Posted by Juan Francisco | | Category:
Libros / Books
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Este texto proporciona una introduccion a las series de Fourier y sus aplicaciones a problemas de contorno en ecuaciones entre derivadas parciales de la ingeniería y la física. Y ha sido proyectado para estudiantes que hayan hecho algun curso de cáculo avanzado.Las aplicaciones físcas, explicadas con algun detalle, se han mantenido a un nivel bastante elemental.
Esta edicion es una revision extensa de la edición original del libro de 1941. La exposicion ha sido revisada en su totalidad. Se han introducido materiales adicionales relativas a ecuaciones diferenciales y condiciones de contorn, convergencia uniforme, funciones complejas, integrales de Fourier, convergencia de las series de Legendre, unicidad de soluciones y otros temas. Se ha juzgado conveientemente algun cambio en el orden de presentación; por ejemplo, las ecuaciones en derivadas parciales de la física ,son ahora estudiadas en el capítulo primero como objeto de simplificar la introduccion a otros temas.
Se ha concebido atencion adicional al análisis matematico. Se han revsado los ejemplos, problemas, figuras y biblografía.
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