cap 1 ion del problema

8/3/2019 Cap 1 ion Del Problema

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L A N A T U R A L E Z A Y L A O R G A N I Z A C I N D E L O S

P R O B L E M A S D E O P T I M I Z A C I N

C s a r A u g u s t o B e c e r r a A n g a r i t a

U n i v e r s i d a d P o n t i c i a B o l i v a r i a n a

F r e b r e r o 1 4 d e 2 0 1 2

C s a r A u g u s t o B e c e r r a A n g a r i t a ( U n i v e r s i d a d P o n t i c i a B o l i v a r i a n a ) L A N A T U R A L E Z A Y L A O R G A N I Z A C I N D E L O S P R O B L E M A S DF r e b r e r o 1 4 d e 2 0 1 2 1 / 1 4


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F O R M U L A C I O N D E L P R O B L E M A

L a f o r m u l a c i n d e l p r o b l e m a e s q u i z s e l p a s o m s c r u c i a l e n l a s o l u c i n

d e p r o b l e m a s q u e i n v o l u c r e n o p t i m i z a c i n . L a f o r m u l a c i n d e l

p r o b l e m a r e q u i e r e l a i d e n t i c a c i n d e l o s e l e m e n t o s e s e n c i a l e s d e u n

e n u n c i a d o v e r b a l o c o n c e p t u a l d e u n a a p l i c a c i n d a d a , y s u o r g a n i z a c i n .



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F O R M U L A C I O N D E L P R O B L E M A

E n e s t e c a s o s e d e b e n c o n o c e r l o s s i g u i e n t e s f a c t o r e s :

1

L a f u n c i n o b j e t i v o ( e l c r i t e r i o e c o n m i c o ) : R e p r e s e n t a g a n a n c i a ,

c o s t o s , e n e r g a , r e n d i m i e n t o s , e t . , e n t r m i n o s d e l a s v a r i a b l e s c l a v e s

d e l p r o c e s o q u e s e e s t a n a l i z a n d o .

2

E l m o d e l o d e l p r o c e s o ( l a s r e s t r i c c i o n e s ) : S o n l a s r e s t r i c c i o n e s y

l a s i n t e r r e l a c i o n e s d e l a s v a r i a b l e s c l a v e s .



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Q U E E S L A O P T I M I Z A C I N ?

E s l a h e r r a m i e n t a c u a n t i t a t i v a p o r e x c e l e n c i a e n u n a g r a n v a r i e d a d d e

p r o b l e m a s d e l d i s e o , c o n s t r u c c i n o p e r a c i n y a n l i s i s d e p l a n t a s

q u m i c a s .

L a m e t a d e l a o p t i m i z a c i n e s e n c o n t r a r l o s v a l o r e s d e l a s v a r i a b l e s d e l

p r o c e s o q u e p r o d u c e n e l m e j o r v a l o r d e l c r i t e r i o d e o p e r a c i n .

L o s b e n e c i o s d e b e n m i r a r s e c o n m u c h o c u i d a d o . P o r e j e m p l o u n a

d i s m i n u c i n d e l c a l o r q u e s e s u m i n i s t r a a l r e h e r v i d o r e n u n a c o l u m n a

d e d e s t i l a c i n p u e d e r e s u l t a r e n u n a p r d i d a d e c a l i d a d .



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A L C A N C E Y J E R A R Q U A D E L A O P T I M I Z A C I N

L a o p t i m i z a c i n s e u t i l i z a e n t r e s n i v e l e s t p i c o s e n u n a c o m p a a :

F i g u r a : J e r a r q u a d e l o s n i v e l e s d e o p t i m i z a c i n .



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A L C A N C E Y J E R A R Q U A D E L A O P T I M I Z A C I N

1

A d m i n i s t r a c i n : T o m a d e c i s i o n e s c o n c e r n i e n t e s c o n l a e v a l u a c i n d e

p r o y e c t o s , p r e s u p u e s t o c o r p o r a t i v o , i n v e r s i n e n v e n t a s v e r s u s

i n v e s t i g a c i n e n i n v e s t i g a c i n y d e s a r r o l l o , c o n s t r u c c i n d e n u e v a s

p l a n t a s ( c u a n d o y d o n d e ) .

2

E s p e c i c a c i o n e s d e l e q u i p o y d e l d i s e o d e l p r o c e s o : S e t i e n e n e n

c u e n t a l a s e l e c c i n d e u n p r o c e s o y l a s c o n d i c i o n e s n o m i n a l e s d e

o p e r a c i n .

3

O p e r a c i o n e s d e l a p l a n t a : T i e n e q u e v e r c o n l o s c o n t r o l e s d e l a

o p e r a c i n d e u n e q u i p o d a d o a t e m p e r a t u r a s , p r e s i o n e s y c a u d a l e s

e s p e c i c a d o s d e a n t e m a n o p a r a s e r l o s m e j o r e s v a l o r e s e n a l g n

s e n t i d o . T a m b i n t i e n e q u e v e r c o n l a a s i g n a c i n d e r e c u r s o s e n u n a

b a s e d i a r i a o s e m a n a l .



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A T R I B U T O S D E L O S P R O C E S O S Q U E A F E C T A N

L O S C O S T O S O G A N A N C I A S

H a y u n n m e r o d e a t r i b u t o s d e l o s p r o c e s o s q u e a f e c t a n l o s c o s t o s o l a s

g a n a n c i a s q u e l o s h a c e n a t r a c t i v o s p a r a l a a p l i c a c i n d e l a o p t i m i z a c i n :

1

V e n t a s l i m i t a d a s p o r l a p r o d u c c i n . E n e s t e c a s o s e p u e d e j u s t i c a r

f c i l m e n t e l a s i n v e r s i o n e s p a r a a u m e n t a r l a p r o d u c c i n .

2

V e n t a s l i m i t a d a s p o r e l m e r c a d o . E n e s t e c a s o h a y m e n o s i n c e n t i v o

p a r a s u i m p l e m e n t a c i n y l a a t e n c i n d e b e e s t a r d i r i g i d a a u n a u m e n t o

e n l a p r o d u c t i v i d a d y r e d u c c i n d e c o s t o s .

3

G r a n d e s p r o d u c c i o n e s : C u a l q u i e r a h o r r o , p o r p e q u e o q u e s e a ,

c u a n d o s e m u l t i p l i c a p o r u n a g r a n c a n t i d a d r e s u l t a e n u n a g a n a n c i a

a p r e c i a b l e .



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A T R I B U T O S D E L O S P R O C E S O S Q U E A F E C T A N

L O S C O S T O S O G A N A N C I A S

1

A l t o s c o n s u m o s d e m a t e r i a p r i m a o e n e r g a : s e p u e d e n l o g r a r

a h o r r o s a p r e c i a b l e s a l r e d u c i r e l c o n s u m o d e a q u e l l o s q u e s e a n m u y

c o s t o s o s .

2

L a c a l i d a d d e l o s p r o d u c t o s e x c e d e l a s e s p e c i c a c i o n e s d e l o s

p r o d u c t o s : E n e s t e c a s o l o s c o s t o s d e p r o d u c c i n s o n m a y o r e s y h a y

u n d e s p e r d i c i o d e l a c a p a c i d a d d e l a p l a n t a .

3

P r d i d a s d e c o m p o n e n t e s v a l i o s o s e n l a s c o r r i e n t e s d e d e s e c h o s .

4

A l t o s c o s t o s l a b o r a l e s : E n p r o c e s o s d i s c o n t i n u o s s e p u e d e d a r u n

a h o r r o a l t e n e r u n a m e j o r d i s t r i b u c i n d e l a p l a n t a .



9/14

F U E N T E S D E D A T O S V A L I O S A S P A R A

I D E N T I F I C A R S I E S P O S I B L E L A O P T I M I Z A C I N .

D o s f u e n t e s v a l i o s a s d e d a t o s p a r a i d e n t i c a r l a s o p o r t u n i d a d e s d e

o p t i m i z a c i n i n c l u y e n :

1

U n e x t r a c t o d e l a s p r d i d a s y g a n a n c i a s d e l a p l a n t a o u n i d a d :

C o n t i e n e m u c h a i n f o r m a c i n v a l i o s a s o b r e l a s v e n t a s , p r e c i o s , c o s t o s

d e m a n u f a c t u r a y l a s g a n a n c i a s

2

L o s a r c h i v o s p e r i d i c o s d e l a o p e r a c i n d e l a p l a n t a : P r e s e n t a n

i n f o r m a c i n d e l o s b a l a n c e s d e m a t e r i a y e n e r g a , e c i e n c i a s d e l o s

e q u i p o s , n i v e l e s d e o p e r a c i n y u s o d e m a t e r i a p r i m a .



10/14

E J E M P L O S D E L A S A P L I C A C I O N E S D E L A

O P T I M I Z A C I N .

L a o p t i m i z a c i n p u e d e a p l i c a r s e d e n u m e r o s a s m a n e r a s a p l a n t a s y

p r o c e s o s q u m i c o s . A l g u n o s p r o y e c t o s t p i c o s d o n d e s e h a u s a d o l a

o p t i m i z a c i n i n c l u y e n :

1

D e t e r m i n a c i n d e l o s m e j o r e s s i t i o s p a r a l a l o c a l i z a c i n d e l a p l a n t a .

2

D e t e r m i n a c i n d e l a s m e j o r e s r u t a s p a r a l a d i s t r i b u c i n d e p r o d u c t o s

c r u d o s y r e n a d o s .

3

D i s t r i b u c i n y d i s e o d e t u b e r a s .

4

D i s e o d e e q u i p o s y d e t o d a l a p l a n t a .

C s a r A u g u s t o B e c e r r a A n g a r i t a ( U n i v e r s i d a d P o n t i c i a B o l i v a r i a n a ) L A N A T U R A L E Z A Y L A O R G A N I Z A C I N D E L O S P R O B L E M A S DF r e b r e r o 1 4 d e 2 0 1 2 1 0 / 1 4


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L O S A S P E C T O S E S E N C I A L E S D E L O S

P R O B L E M A S D E O P T I M I Z A C I N

E n c o n t r a r e m o s q u e c a d a p r o b l e m a d e o p t i m i z a c i n c o n t i e n e t r e s c a t e g o r a s

e s e n c i a l e s :

1

P o r l o m e n o s u n a f u n c i n o b j e t i v o a s e r o p t i m i z a d a ( l a f u n c i n d e

g a n a n c i a o l a f u n c i n d e c o s t o s ) : M o d e l o E c o n m i c o .

2

R e s t r i c c i o n e s d e i g u a l d a d ( e c u a c i o n e s ) : M o d e l o d e l p r o c e s o .

3

R e s t r i c c i o n e s d e d e s i g u a l d a d ( D e s i g u a l d a d e s ) : M o d e l o d e l p r o c e s o .



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P R O C E D I M I E N T O G E N E R A L P A R A R E S O L V E R

P R O B L E M A S D E O P T I M I Z A C I O N

1

A n l i s i s d e l p r o c e s o p a r a d e n i r l a s v a r i a b l e s d e l p r o c e s o y l a s

c a r a c t e r s t i c a s e s p e c c a s d e i n t e r s .

2

D e t e r m i n a r e l c r i t e r i o d e o p t i m i z a c i n y e s p e c i c a r l a f u n c i n o b j e t i v o

e n t r m i n o s d e l a s v a r i a b l e s a n t e r i o r e s y s u s r e s p e c t i v o s c o e c i e n t e s

3

D e s a r r o l l a r p o r m e d i o d e e x p r e s i o n e s m a t e m t i c a s u n m o d e l o v l i d o

d e l p r o c e s o . I n c l u y e r e s t r i c c i o n e s d e i g u a l d a d y d e d e s i g u a l d a d .

4

S i l a f o r m u l a c i n d e l p r o b l e m a r e s u l t a m u y g r a n d e :

1

D i v i d i d l o e n p a r t e s m a n e j a b l e s ,

2

S i m p l i q u e e l m o d e l o y l a f u n c i n o b j e t i v o .

5

A p l i q u e u n a t c n i c a a d e c u a d a d e o p t i m i z a c i n a l e n u n c i a d o

m a t e m t i c o d e l p r o b l e m a .

6

V e r i q u e l a s r e s p u e s t a s y e x a m i n e l a s e n s i b i l i d a d d e l r e s u l t a d o a

c a m b i o s e n l a s s u p o s i c i o n e s y l o s c o e c i e n t e s d e l p r o b l e m a .



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O B S T C U L O S P A R A L A O P T I M I Z A C I N

E n a l g u n o s c a s o s l o s p r o b l e m a s d e o p t i m i z a c i n e x h i b e n u n a o m s d e l a s

s i g u i e n t e s c a r a c t e r s t i c a s q u e c a u s a n d i c u l t a d y / o f a l l a p a r a c a l c u l a r l a

s o l u c i n p t i m a :

1

L a f u n c i n o b j e t i v o y l a s r e s t r i c c i o n e s p u e d e n t e n e r d i s c o n t i n u i d a d e s

n i t a s e n l o s v a l o r e s d e l o s p a r m e t r o s . P o r e j e m p l o , e l p r e c i o d e u n

c o m p r e s o r n o c a m b i a c o n t i n u a m e n t e c o m o f u n c i n d e l t a m a o ,

t e m p e r a t u r a o p r e s i n .

2

L a f u n c i n o b j e t i v o y / o l a s r e s t r i c c i o n e s p u e d e n s e r f u n c i o n e s n o

l i n e a l e s d e l a s v a r i a b l e s .

3

L a f u n c i n o b j e t i v o y / o l a s r e s t r i c c i o n e s p u e d e n e s t a r d e n i d a s e n

t r m i n o s d e i n t e r a c c i o n e s c o m p l e j a s e n t r e l a s v a r i a b l e s . U n c a s o

f a m i l i a r e s l a d e p e n d e n c i a d e l a t e m p e r a t u r a y l a p r e s i n e n e l d i s e o

d e r e c i p i e n t e s p r e s u r i z a d o s .



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O B S T C U L O S P A R A L A O P T I M I Z A C I N

1

L a f u n c i n o b j e t i v o y / o l a s r e s t r i c c i o n e s p u e d e n e x h i b i r u n

c o m p o r t a m i e n t o p l a n o e n a l g u n o s i n t e r v a l o s d e l a s v a r i a b l e s y u n

c o m p o r t a m i e n t o e x p o n e n c i a l e n o t r o s i n t e r v a l o s .

2

L a f u n c i n o b j e t i v o p u e d e e x h i b i r m u c h o s p t i m o s l o c a l e s m i e n t r a s s e

b u s c a e l p t i m o g l o b a l .


cap 1 ion del problema

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