Proceso de diseño

INTRODUCCION AL PROYECTO DE INGENIERIA: Optimización
El enfoque del proyecto queda impuesto por los criterios que deben ser aplicados,
reconociéndose usualmente que es posible hallar criterios comunes según el segmento de
mercado al que este orientado el producto, tal como muestra la curva de la figura 2.
Usualmente se diferencia entre:
1. Área de entretenimiento: El factor preponderante es el costo, y fundamentalmente el
de fabricación.
2. Área profesional: Para estos productos la prestación debe siempre ajustarse a
especificaciones y se requiere además que el diseño sea validado. La gran cantidad de
especificaciones a cumplir y el mayor nivel de exigencia vuelven muy onerosas las
pruebas de validación de estos productos.
3. Área militar: Se busca que los equipos o sistemas superen en prestación a los del
potencial enemigo, y que además se garantice su funcionamiento en un ambiente
hostil que impone solicitaciones extremas. Todo ello acarrea costos elevados para
estos productos, lo cual no implica aceptar el concepto muy arraigado de suponer que
para equipos militares el costo no importa. El costo importa siempre, solo que se esta
dispuesto a pagar mas para conseguir mas; pero siempre se trata de lograr la meta con
el mínimo costo. En esta área importa normalmente el costo dentro del ciclo de vida.
En general hay dos tipos de problemas de optimización:
• Problemas de criterio simple: El objetivo es maximizar o minimizar una sola
función objetivo E.
• Problemas multicriterio: El objetivo es maximizar o minimizar más de una
función objetivo E, en forma simultánea.
En el primer caso se debe vincular el parámetro que surge del criterio con las
variables del sistema, basándose en un modelo apropiado de análisis. Esta vinculación definirá
una función de mérito o función de prestación, también denominada función objetivo,
expresada como
) ( , ,...., ) x x x E x E =
(1)
( 1 2 n
donde, a su vez, las distintas variables podrán estar vinculadas por una función de
restricción, o un conjunto de ellas. Estas restricciones tienen las siguientes características:
� Definen las condiciones factibles de diseño.
� Establecen restricciones en las variables de diseño:
� Directas sobre los valores de las mismas
� Definiendo relaciones entre ellas
� Fijan restricciones sobre el comportamiento del sistema:
� Limitando la carga máxima, la potencia de salida, las impedancias, los umbrales
lógicos, etc.
� Limitando los valores que pueden asumir las variables por imposición de leyes
físicas fundamentales, o porque la gran mayoría de las magnitudes físicas deben
ser siempre superiores a cero. En otros casos serán exigencias de
manufacturabilidad las que requieran que la magnitud deba superar un umbral
prefijado, como por ejemplo que el valor de capacidad deba ser superior a la
capacidad residual del propio circuito.
� Pueden estar establecidas tanto por ecuaciones como por inecuaciones.
En la optimización multicriterio habrá un conjunto de funciones objetivo, cada una
asociada a un criterio, la cual busca optimizar un parámetro ligado a alguna especificación, o
vinculado a una condición del desarrollo, la fabricación, el control, la instalación, el
mantenimiento, etc. Según el énfasis que se ponga en alguno de estos aspectos se habla de un
61
61