APLICACIÓN DEL CÁLCULO DIFERENCIAL EN LA INGENIERÍA INDUSTRIAL E INGENIERÍA EN SISTEMAS

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Calculo diferencial, entrena al futuro profesional de la ingeniería de procesos industriales para utilizar conceptos y operaciones relacionados con funciones, límites, continuidad y derivadas para administrar personal y operaciones con altos estándares de calidad, simular experimentos y procesos con herramientas computacionales. (Gómez, P., 2014).

INGENIERÍA INDUSTRIAL

La Ingeniería Industrial es aquella área del conocimiento humano que forma profesionales capaces de planificar, diseñar, implantar, operar, mantener y controlar eficientemente organizaciones integradas por personas, materiales, equipos e información con la finalidad de asegurar el mejor desempeño de sistemas relacionados con la producción y administración de bienes y servicios. (Troconiz, D., 2008)

Formar profesionales con sólidos conocimientos técnicos y gerenciales para planificar, diseñar, implantar, operar, mantener y controlar empresas productoras de bienes y/o servicios, con un alto sentido de compromiso humano para con la sociedad.

“La ingeniería industrial es el diseño de situaciones para la coordinación de la utilidad de hombres, materiales y máquinas a fin de lograr los resultados deseados de una manera óptima. Las características únicas de la ingeniería industrial ponen su centro en la consideración del factor humano, ya que se relaciona con los aspectos técnicos de una situación y la integración de todos los factores que influyen en la situación general” (Lehrer, 1954)

La ingeniería industrial es una rama de la ingeniería que se ocupa del desarrollo, mejora, implantación y evaluación de sistemas integrados de gente, dinero, conocimientos, información, equipamiento, energía, materiales y procesos. También trata con el diseño de nuevos prototipos para ahorrar dinero y hacerlos mejores. La ingeniería industrial está constituida sobre los principios y métodos del análisis y síntesis de la ingeniería y el diseño para especificar, predecir y evaluar los resultados obtenidos de tales sistemas. En la manufactura esbelta, los ingenieros industriales trabajan para eliminar desperdicios de todos los recursos.

“La ingeniería industrial es una disciplina dentro de la ingeniería que se ocupa del diseño del esfuerzo humano en todas las ocupaciones: agrícola, manufacturero y de servicios. Sus objetivos son la optimización de la productividad del trabajo y de los sistemas de trabajo y la comodidad, la salud, la seguridad y el beneficio económico de las personas involucradas” (Narayana Rao, 2006)

“La ingeniería industrial es la rama de la ingeniería del conocimiento y la práctica que:

- Analiza, mide y mejora el método de ejecución de las tareas asignadas a los individuos.

- Diseña e instala sistemas de mejor integración de las tareas asignadas a un grupo,

- Específica, predice y evalúa los resultados obtenidos.

- Aplicación de cálculo en la ingeniería industrial

Todos los ingenieros, incluyendo Ingenieros Industriales, toman matemáticas con cálculo y ecuaciones diferenciales. La ingeniería industrial es diferente ya que está basada en matemáticas de" variable discreta", mientras que el resto de la ingeniería se basa en matemáticas de " variable continua". Así los Ingenieros Industriales acentúan el uso del álgebra lineal y de las ecuaciones diferenciales, en comparación con el uso de las ecuaciones diferenciales que son de uso frecuente en otras ingenierías.

Este énfasis llega a ser evidente en la optimización de los sistemas de producción en los que estamos estructurando las órdenes, la programación de tratamientos por lotes, determinando el número de unidades de material manejables, adaptando las disposiciones de la fábrica, encontrando secuencias de movimientos, etc. Los ingenieros industriales se ocupan casi exclusivamente de los sistemas de componentes discretos. Así que los Ingenieros industriales tienen una diversa cultura matemática.

“Muchos problemas que se presentan a los ingenieros industriales se resuelven de la mejor forma con la aplicación de procedimientos matemáticos, estadísticos o de programación. Hay un gran número de tales procedimientos disponibles para el ingeniero industrial que tenga una base matemática o estadística suficiente para aplicarlos.”

El cálculo diferencial se utiliza en lenguajes de programación en la solución de maquinaria, en terreno de la electrónica, razones de cambio para el análisis en la eficiencia de los procesos y principalmente en la optimización, en electricidad y electrónica industrial, en ingeniería de sistemas en la optimización de los sistemas de manufactura que implica la fabricación de productos que satisfagan las necesidades del cliente, en los términos y fechas que se estipulen con la calidad requerida con el mínimo de costos y máximo de utilidades, la optimización es la herramienta clave de la eficiencia en cuestión de dar el mínimo de material para un máximo en utilidad y así la mejora constante de cualquier proceso.

Por lo tanto esto tiene que ver mucho con la gestión de costos e investigación de operaciones, saber decidir lo mejor para la eficacia del producto, de los procesos, y puesto que todo en esta vida tiene alguna interpretación matemática hablando de recursos; tangibles o no, como el tiempo por ejemplo; uno puede bajo ciertas operaciones concluir cual es la mejor decisión para obtener los mejores resultados. Maximizar todo lo que se tenga en mente, tiempo, ganancias, velocidad, eficiencia; o minimizar costos, tiempo, riesgos, error. De este tipo de optimización se desglosan varios tipos como lo son: la optimización clásica, la optimización con restricciones de desigualdad, optimización estocástica y optimización con información no perfecta.

En la optimización clásica el cálculo diferencial da respuesta a los problemas sin restricciones, o con restricción de una igualdad con un número menor o igual que el número de variables que la función principal, entonces se da la respuesta gracias a la sola búsqueda de valores extremos de la función.

En la optimización con restricciones de desigualdad también hay métodos que permiten encontrar valores máximos y mínimos.

Si las restricciones y la función son de tipo lineal se empieza a solucionar con algoritmos que se basan en el álgebra lineal y programación lineal, es por eso la necesidad de conocer esta algebra lineal en la ingeniería