Ingeniería Civil Industrial: Optimización y Simulación de Sistemas

Definición de Perfil

El Ingeniero Civil Industrial de la Universidad de Santiago de Chile es un profesional con conocimientos, habilidades y actitudes que le permiten diseñar, gestionar e implementar organizaciones para la producción de bienes y servicios para la comunidad, evidenciando un compromiso ético con las personas y el medioambiente. Para lograr este propósito, cuenta con las competencias que le permiten integrar seres humanos, tecnología, materiales e información, para contribuir al logro de los objetivos de una organización.

Metodología del Ingeniero Civil Industrial

¿Cómo opera un Ingeniero Civil Industrial?

¿Qué es Optimización?

En un problema de decisión asociado a la Ingeniería Civil Industrial, la optimización se relaciona con la selección de la mejor alternativa, respecto a un objetivo dado, considerando las restricciones existentes.

En este contexto, el problema se representa a través de un modelo matemático que incluye:

1. Objetivo: La medida cuantitativa del sistema que se desea optimizar (maximizar o minimizar).
2. Variables: Las decisiones que afectan el objetivo del sistema.
3. Restricciones: El conjunto de relaciones que ciertas variables están obligadas a satisfacer.

Ejemplo de Optimización

Modelo matemático de ruteo de servicios de soporte para servicios eléctricos. Chilquinta - SAESA (Con Prof. Miguel Alfaro)

Problema: ¿Qué ruta debe hacer el vehículo para visitar todas las demandas, partiendo y terminando en el centro de operaciones?

Demandas

Centro de Operaciones

(n-1)! Rutas posibles

1. Objetivo: Minimizar la distancia recorrida por el vehículo.
2. Variables: El conjunto de rutas a utilizar.
3. Restricciones: Las rutas deben hacer que el vehículo visite una sola vez todas las demandas, partiendo desde el centro de operaciones y retornando al mismo.

Modelo Matemático: Modelo que representa matemáticamente el objetivo, las variables y las restricciones.

Resolución: Metodología que permite encontrar la solución óptima. Se utilizan software.

¿Qué es Simulación?

En un problema de decisión asociado a la Ingeniería Civil Industrial, la simulación se relaciona con la posibilidad de representar de manera virtual una situación (proceso) dinámica, estocástica y con muchas interacciones, con el objeto de evaluar alternativas dadas, respecto a un objetivo dado.

En este contexto, el problema se representa a través de un modelo lógico, generalmente soportado por un software, el cual puede incluir animaciones.

¿Por qué Simular?

La simulación se utiliza para evitar posibles efectos no deseados en la realidad al tomar una alternativa. La idea es experimentar en el modelo simulado y observar el impacto de diferentes alternativas, bajo el supuesto de que lo que ocurra en el modelo simulado será "similar" a lo que ocurriría en la realidad.

Para validar esta afirmación, se comparan los resultados reales y los arrojados por el modelo de simulación a través de un análisis estadístico que verifica el grado de similitud.

Ejemplo de Simulación

Modelo de simulación del Servicio de Salud Metropolitano Central. CONICYT-MINSAL (Con Prof. Mario Tarride)

Problema: ¿Cómo eliminar las listas de espera por especialidad?

Conjunto de alternativas:

1. Contratar más médicos
2. Capacitar médicos
3. Ambas

CES

Urgencia HUAP

Población

CES

12

Medicina General

Lista de Espera

12 Enero 2007

Disponibilidad Atención Médica

SAPU

Urgencia

CDT

CRS

Disponibilidad Atención Médica

Disponibilidad Atención Médica

Lista de Espera

Urgencia

Oftalmología

Traumatología Adulto

HCSBA

Disponibilidad Atención Médica

Lista de Espera

De Alta

De Alta

Lista de Espera

Hospitalización Oftalmología

Medicina General

Hospitalización Traumatología Adulto

Oftalmología

Dinámica del problema.

Diferencias entre Optimización y Simulación

Tipo objetivo: Mejor alternativa (Optimización) / Evaluar alternativas dadas (Simulación)

Tipo de variables: Determinísticas (Optimización) / Estocásticas (Simulación)

Tipo restricciones: Directas - lineales, no lineales - (Optimización) / Retroalimentación, complejas (Simulación)