Robustez o nada (página 2)

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Diseño robusto

De la rama de la ingeniería y la estadística destacamos la filosofía propuesta en los años 50s por el ingeniero japonés Genichi Taguchi, junto a una serie de métodos para robustecer productos industriales [18]. Si bien la utilidad de estos métodos, o más específicamente su aplicación de manera generalizada, ha sido en cierta medida controversial, puede decirse que a partir de los años 80s los conceptos básicos de su filosofía han sido cada vez más utilizados en países industrializados de Norteamérica y Europa para mejorar la calidad de productos comerciales.

Buena parte de las propuestas de Taguchi se centran en mejorar la calidad de los productos y procesos industriales aumentando su robustez. El enfoque adoptado por la mayoría de los fabricantes antes de la irrupción de los métodos Taguchi se basaba en métodos de control de calidad y de inspección de productos para verificar si sus características corresponden a las especificaciones deseadas, descartando o ajustando los productos que no cumplen con esas especificaciones. El enfoque propuesto por Taguchi busca reducir la proporción de productos que no cumplen con las especificaciones aplicando medidas durante su diseño (off-line), en lugar de inspecciones durante la producción (on-line). El diseño debe considerar las variaciones en las condiciones de fabricación y utilización de los productos, y en lugar de tratar de reducir las causas de esta variación, lo cual puede resultar costoso, se trata de diseñar los productos para que sean insensibles a esa variación, o dicho de otro modo, minimizar la sensibilidad con respecto a factores que causan variación. Esta filosofía busca ser eficiente ya que el diseño robusto permite ahorrar recursos que serían necesarios en procedimientos de inspección y en controlar las causas de variación. Para esto generalmente se realizan experimentos para determinar el efecto que tienen esas variables sobre las características de los productos, y se utilizan indicadores para relacionar esas características a las especificaciones [19].

En términos más específicos, los productos se asocian a una función de "pérdidas" que será mayor mientras más se aleje un producto de las especificaciones. El diseño robusto no sólo busca minimizar el promedio de esta función para una distribución de productos, sino que además busca reducir la desviación estándar aumentando la robustez.

Se puede considerar, por ejemplo, el diseño de un objeto que tenga la función de peso o contrapeso en determinado mecanismo y cuya masa debe tener determinado valor. Desviaciones del valor de masa deseado pueden provocar mayores costos debido a un mayor consumo energético. Esta masa puede ser obtenida ajustando dos parámetros diferentes: la densidad del material de fabricación, y las dimensiones del objeto, las cuales determinan su volumen. Diferentes combinaciones de densidad y volumen permiten obtener la misma masa que cumple con las especificaciones (masa igual a densidad por volumen). Si se requiere una barra de sección cuadrada de 20 kilogramos, y se consideran como materiales hierro o aluminio, se podría obtener esa masa con barras de 10cm x 10cm de sección, y con diferentes valores de longitud de la barra para cada tipo de material. La siguiente tabla muestra las diferentes dimensiones que requeriría la barra de contrapeso para la masa deseada, dependiendo del material de fabricación utilizado:

Tabla 1. Valores de longitud de barra de 20 kg, de sección de 10cm x 10cm, para diferentes materiales.

Material	Hierro (Fe)	Aluminio (Al)
Densidad (g/cm3)	7,874	2,698
Volumen (cm3)	2540,01	7411,80
Longitud (cm)	25,40	74,12

Puede darse el caso de que las dimensiones estén sujetas a cierta variación debido a diferentes condiciones de fabricación. Por ejemplo, la exactitud de los instrumentos de medición puede afectar las dimensiones del objeto. En diferentes fábricas, en las que se utilizan diferentes herramientas y trabajan diferentes personas con metodologías de trabajo variadas, el mismo diseño conduce a la fabricación de productos de características diferentes. Las metodologías basadas en reducir las causas de la variación se enfocarían, en este caso, en aumentar la exactitud de los instrumentos y en buenas prácticas de los trabajadores en todas las fábricas. En cambio, el diseño robusto permite evitar este tipo de medidas ajustando los parámetros para reducir la variación. Siguiendo con nuestro ejemplo, una desviación estándar de un milímetro en la medición de las dimensiones de la barra corresponderá a diferentes valores de desviación estándar de la masa de la barra. La siguiente tabla muestra las desviaciones estándar en la masa de la barra de contrapeso para diferentes materiales, cuando la desviación estándar en la medición de las dimensiones de la barra es de un milímetro.

Tabla 2. Valores de longitud de barra de 20 kg, de sección de 10cm x 10cm, para diferentes materiales.

Material	Hierro (Fe)	Aluminio (Al)
Desviación estándar (g)	7,87	2,70

Si se escoge una densidad alta, y pequeñas dimensiones del objeto (como en el caso del hierro), la variación del orden de los milímetros producirá una variación importante en las masas de los objetos. Si en cambio se selecciona una densidad baja y mayores dimensiones del objeto (como en el caso del aluminio), la misma variación en las dimensiones tendrá un efecto mucho menor sobre las masas de esos objetos. Los errores de medición de la longitud van a tener un efecto mucho menor en la masa de la barra de aluminio que en la masa de la barra de materiales más densos como el hierro y el níquel, por lo que se trata de un diseño más robusto. Como vemos, la escogencia de estos parámetros permite robustecer el diseño y reducir en gran medida el efecto de la variación, y en numerosos casos esta metodología permite reducir costos.

Otro aporte importante de los métodos Taguchi es la utilización sistemática de datos provenientes de la observación y el diseño de experimentos para determinar los efectos que tiene la variación de determinados parámetros en el rendimiento de un producto o proceso.

Del diseño robusto pueden hacerse analogías similares a las ya expuestas para el caso de la teoría de control y la informática. La idea de aumentar la robustez durante el diseño en lugar de buscar la reducción de las causas de variación es análoga a la idea de desarrollar esquemas de control que permitan hacer frente a perturbaciones y a la noción de portabilidad informática. En el caso de sistemas de gestión del gobierno, se puede considerar la idea de diseñar sistemas que no se vean afectados por situaciones cambiantes, en lugar de utilizar grandes cantidades de recursos para atacar las causas de esos fenómenos.

La realización sistemática de pruebas para determinar el efecto de la variación de determinados parámetros para cuantificar la robustez de un sistema es otra de las ideas que los sistemas de administración y gestión gubernamentales pueden tomar de la noción del diseño robusto. Preguntas como ¿cuál es la máxima reducción de personal que puede resistir una empresa para continuar con sus operaciones? ¿cuántas alternativas existen en cuanto a proveedores y clientes? ¿cuáles son los elementos críticos del sistema? deberían ser conocidas por los trabajadores y supervisores.

Por último es útil relacionar la noción de variación con la robustez de un sistema. El hecho de que muchas iniciativas del gobierno hayan perdurado durante varios años nos otorga la posibilidad de poder evaluar estas iniciativas en términos de robustez. Analizar cuántas y cuáles de las iniciativas del gobierno se han mantenido en funcionamiento con un rendimiento aceptable a lo largo del tiempo y en diferentes situaciones y ambientes nos permite obtener una valiosa información que podrá ser aprovechada para futuras iniciativas.

Toma de decisiones robusta

La corporación estadounidense RAND, creada poco después de la Segunda Guerra Mundial y estrechamente vinculada al complejo militar industrial de ese país, ha venido desarrollando en las últimas décadas el concepto de "Toma de decisiones robusta" o RDM por sus siglas en inglés (Robust Decision Making). Este enfoque combina métodos cualitativos y cuantitativos para sugerir decisiones que permitan obtener buenos resultados para una amplia gama de situaciones futuras [20].

La RDM surge como respuesta a problemas experimentados al utilizar análisis cuantitativos susceptibles a errores, los cuales se originan en los modelos o suposiciones utilizadas para predecir las consecuencias de determinada decisión. En lugar de depender de un único modelo basado en un conjunto de suposiciones, y en lugar de realizar simulaciones para generar a partir de ese modelo las diferentes consecuencias producidas por cada decisión considerada, el enfoque RDM comienza con una decisión o plan considerado y determina sus posibles consecuencias realizando simulaciones con diferentes modelos (cada uno basado en diferentes suposiciones). De esta manera se identifican los escenarios para los que el plan considerado puede resultar desventajoso o incluso catastrófico, descubriendo vulnerabilidades de difícil detección mediante métodos cualitativos. El descubrimiento de vulnerabilidades conduce a modificaciones o a la formulación de nuevos planes, con lo que vuelve a repetirse el proceso de simulaciones y predicciones hasta obtener un plan considerado robusto, es decir, que produce buenos resultados para un amplio espectro de modelos y suposiciones.

La RDM es especialmente útil para la toma de decisiones de gran impacto y con efectos a largo plazo, ya que se trata de condiciones de gran incertidumbre en las que es imposible realizar predicciones precisas y en las que eventos sorpresivos pueden tener grandes repercusiones.

En este caso, más que establecer analogías, queremos llamar la atención sobre la importancia de este tipo de metodología, la cual probablemente ya es utilizada por agencias militares y de inteligencia de EEUU en contra del gobierno bolivariano y sus aliados. Nuestro gobierno debe avanzar en el estudio y aplicación de este tipo de metodología para contrarrestar las amenazas representadas por el gobierno de EEUU.

Síntesis de la propuesta

Haciendo un balance de las ideas extraídas de diferentes áreas de estudio se puede establecer una propuesta para robustecer las políticas y planes de gobierno, basada en tres aspectos generales: la identificación de problemas relacionados a la falta de robustez, la utilización de modelos como base para el diseño de políticas robustas, y el diseño de sistemas robustos.

Problemas por falta de robustez

Las políticas de gobierno ejecutadas desde la victoria electoral de Chávez en 1998 se han traducido en numerosos éxitos. Sin embargo el éxito de esas iniciativas no garantiza su robustez, ya que cambios en la situación política, económica, social y cultural, tanto interna como externa, pueden revelar debilidades en ellas. Por otro lado, de las fallas que se han cometido, no todas pueden atribuirse a la falta de robustez de los sistemas y políticas implementadas. Se hacen necesarios entonces criterios de detección de sistemas o situaciones en los que la robustez potencialmente juegue un papel importante. A continuación presentamos una serie de características que pensamos permiten detectar esas situaciones tanto antes como durante la implementación de determinada política:

• 1. La frecuencia de problemas y fallas que debe atender un funcionario sobrepasa sus capacidades de gestión efectiva.

• 2. Se destinan grandes cantidades de recursos para mitigar fenómenos que inciden negativamente sobre la efectividad de una política de gobierno.

• 3. La política implementada carece de una cantidad considerable de precedentes.

• 4. La política implementada o sus precedentes no han presentado continuidad en el tiempo.

• 5. La política implementada o sus precedentes sólo ha sido efectiva en determinados lugares, períodos de tiempo o situaciones.

• 6. Alguno de los factores que inciden sobre la efectividad de una política presenta un importante grado de variación.

• 7. Se trata de decisiones de alto impacto.

• 8. Se trata de decisiones con efectos a largo plazo.

Utilización de modelos

Cualquier diseño se basa en un modelo de funcionamiento del sistema en cuestión. El diseño de sistemas robustos pasa por reconocer las limitaciones de cualquier modelo para generar predicciones precisas. Si se hace necesaria la utilización de diseños robustos para lidiar con incertidumbres en los modelos de procesos y sistemas industriales, los cuales se caracterizan por una cantidad relativamente limitada de componentes y de relaciones entre esos componentes; en sistemas sociales, con una complejidad mucho mayor, con un número de componentes y de relaciones entre ellos superior a los sistemas industriales en varios órdenes de magnitud, el diseño de sistemas robustos parece en muchos casos indispensable.

En el ámbito político, frecuentemente los errores de predicción producidos por determinado modelo han conducido a abandonar su utilización para dar lugar a modelos radicalmente diferentes. Esta dinámica debería tener en cuenta las limitadas capacidades de predicción de cualquier modelo en un sistema complejo. Una vez identificado un sistema que podría presentar problemas por falta de robustez, pueden considerarse las siguientes opciones para modelar dicho sistema:

• 1. Incorporar en el modelo la ocurrencia de fallas y de eventos impredecibles o extraordinarios.

• 2. Utilizar varios modelos en paralelo para realizar predicciones bajo diferentes escenarios.

• 3. Estudiar los efectos sobre las predicciones de posibles cambios en el modelo, analizando experiencias pasadas e incluso a través de experimentos.

• 4. Incorporar márgenes de seguridad en las predicciones de los modelos para tomar en cuenta ligeros cambios en las suposiciones realizadas.

Diseño de sistemas robustos

La enorme variedad y complejidad de los sistemas sociales en los que pretenden incidir las políticas de gobierno impide realizar propuestas específicas en relación al diseño de sistemas robustos. Sin embargo, es posible plantear recomendaciones generales a tener en cuenta durante el diseño, la implementación y la realización de cambios en estos sistemas:

• 1. Considerar diferentes escenarios futuros en el diseño de sistemas.

• 2. Tomar en cuenta la ocurrencia de fallas y de eventos impredecibles o extraordinarios.

• 3. Establecer estrategias para que un sistema no se encuentre atado en su funcionamiento a determinada entidad susceptible de presentar problemas.

• 4. Ubicar y agrupar las dependencias del sistema para poder tomar acciones para hacer frente a fallas o problemas en dichas dependencias.

• 5. Reducir la importancia relativa en el sistema de los factores que inciden negativamente sobre el funcionamiento del sistema al ser sometidos a variación o a cambios.

• 6. Considerar la utilización de elementos redundantes y tener en cuenta los mayores costos asociados a la redundancia.

• 7. Considerar el diseño de sistemas flexibles, que puedan sufrir modificaciones para adaptarse a entornos cambiantes.

Conclusión

Generalmente de manera implícita, y ocasionalmente de manera explícita, la robustez ya ha sido considerada e incluida en el diseño y la implementación de varias iniciativas del gobierno, aunque no de manera sistemática y sólo como respuesta problemas específicos.

La única referencia explícita a la robustez en el plan de la patria se encuentra en el objetivo 3.1.13.5 referente a ampliar y mejorar el uso de la red de transmisión y distribución de electricidad, el cual se refiere a la implementación de un "Plan Robusto" para ampliar la capacidad de transmisión de varias subestaciones eléctricas. Sin embargo exitosas políticas del gobierno han aumentado la robustez de los sistemas sin que ésta haya sido explícitamente presentada como un objetivo por parte de los funcionarios.

Además de la distribución eléctrica, el plan de generación eléctrica diseñado como respuesta a la crisis eléctrica de 2009 y basado un sistema de numerosas plantas de baja capacidad distribuidas a lo largo y ancho del territorio nacional, en contraste con la generación de energía eléctrica basada en pocas centrales hidroeléctricas concentradas en la cuenca del río Caroní, muestra características de un diseño robusto. La vulnerabilidad del sistema de generación hidroeléctrica a la variación de climática fue solventada reduciendo la dependencia del sistema hacia ese tipo de generación, y aumentando la capacidad de plantas dependientes del suministro mucho menos variable correspondiente a combustibles fósiles abundantes en Venezuela.

La política internacional del gobierno bolivariano ha robustecido en gran medida los sistemas de gobierno de toda la región, estableciendo relaciones internacionales que reducen la dependencia hacia determinados países y permiten numerosas alternativas en caso de presentarse problemas para acceder a determinados recursos. La diversificación de clientes del petróleo venezolano también muestra características de un diseño robusto que considera posibles escenarios futuros en los que EEUU reduzca sus importaciones afectando la capacidad del Estado venezolano para importar productos.

Una revolución implica la aparición de gran cantidad de sistemas nuevos que no han pasado por un proceso de detección de fallas y correcciones, y que son en gran medida vulnerables a los cambios impredecibles que esa misma revolución genera. En este contexto los planificadores deben entender las limitaciones existentes para realizar predicciones a mediano y largo plazo, y utilizar una metodología que permita tomar decisiones exitosas para diferentes escenarios futuros posibles. La propuesta de implementar una política de diseño de sistemas robustos persigue sistematizar y generalizar este tipo de diseño en todos los ámbitos de acción del gobierno, en particular en los ámbitos en los que se han presentado más fallas o en los que es más urgente la consecución de resultados exitosos duraderos, como el ámbito de la seguridad ciudadana y la reducción de actos delictivos, la defensa nacional frente a amenazas externas, la producción y distribución de alimentos y medicinas, la producción nacional de bienes y servicios, la educación y formación de personal capacitado, los sistemas de control y acceso a divisas internacionales.

Una revolución socialista implica el desplazamiento del poder desde los centros de acumulación constituidos por élites y oligarquías hacia los trabajadores y la sociedad en su conjunto. La robustez debe ser entendida en relación a ese objetivo, sin perder de vista que tiende a reducir la dependencia hacia factores inciertos, variables e impredecibles, y que esto puede crear contradicciones con ese objetivo si se disminuye la dependencia hacia esos trabajadores y hacia esa misma sociedad. Un sistema insensible a las necesidades, intereses y deseos de la sociedad, puede considerarse robusto, pero es contrario al principal objetivo del socialismo. El diseño robusto debe entonces no perder de vista los objetivos principales planteados y utilizar la metodología propuesta para robustecer a los sistemas que potencian ese cambio.

 "Nuestra prioridad es hacer irreversible la Revolución"

Robert Serra

Referencias

[1]	Venezolana de Televisión, 7 octubre 2012. [En línea]. Accesible: http://www.vtv.gob.ve/articulos/2012/10/10/chavez-tras-ser-proclamado-inmensa-mayoria-de-los-venezolanos-voto-por-la-patria-y-el-futuro-8338.html. [Último acceso: 7 marzo 2015].
[2]	Revolución o Muerte, 14 octubre 2012. [En línea]. Accesible: http://www.revolucionomuerte.org/index.php/discursos/discursos-comandante-hugo-chavez/18-lea-el-discurso-integro-del-comandante-chavez-en-la-juramentacion-del-vicepresidente-ejecutivo-de-la-republica-y-ministros-del-gabinete-ejecutivo. [Último acceso: 7 marzo 2015].
[3]	H. R. Chávez Frías, 13 octubre 2012. [En línea]. Accesible: https://twitter.com/chavezcandanga. [Último acceso: 7 marzo 2015].
[4]	Venezolana de Televisión, 13 octubre 2012. [En línea]. Accesible: http://www.vtv.gob.ve/articulos/2012/10/13/presidente-chavez-anuncia-cambios-en-su-gabinete-ministerial-6230.html. [Último acceso: 7 marzo 2015].
[5]	Ministerio del Poder Popular para la Comunicación y la Información, 5 noviembre 2012. [En línea]. Accesible:http://www.minci.gob.ve/wp-content/uploads/downloads/2012/11/05-NOV-2012-REUNION-DE-TRABAJO-DEL-COMANDANTE-PRESIDENTE-HUGO-CHA%C3%8C%C2%81VEZ-SN-.pdf. [Último acceso: 7 marzo 2015].
[6]	Gaceta Oficial de la República Bolivariana de Venezuela, 12 noviembre 2012. [En línea]. Accesible: http://www.mp.gob.ve/c/document_library/get_file?p_l_id=726449&folderId=1608096&name=DLFE-5302.pdf. [Último acceso: 7 marzo 2015].
[7]	Ministerio del Poder Popular para la Comunicación y la Información, 30 noviembre 2012. [En línea]. Accesible: http://www.minci.gob.ve/2012/11/operacion-eficiencia-o-nada-arranco-este-viernes-en-apure/. [Último acceso: 8 marzo 2015].
[8]	L. Lovera Calanche, 8 abril 2013. [En línea]. Accesible: http://www.correodelorinoco.gob.ve/tema-dia/maduro-anuncia-lanzamiento-gran-mision-eficiencia-o-nada-para-combatir-corrupcion/. [Último acceso: 8 marzo 2015].
[9]	J. M. Carrasquel, 30 septiembre 2013. [En línea]. Accesible: http://www.correodelorinoco.gob.ve/nacionales/anuncia-nuevas-destituciones-funcionarios-a-traves-mision-eficiencia-o-nada/.
[10]	Comité Europeo de Normalización, EN 1991 – Eurocode 1: Actions on structures, 1991.
[11]	K. Zhou, J. C. Doyle y K. Glover, Robust and Optimal Control, Englewood Cliffs, New Jersey: PRENTICE HALL, 1995.
[12]	S. Mukhopadhyay, National Programme on Technology Enhanced Learning, 18 mayo 2008. [En línea]. Accesible: https://www.youtube.com/watch?v=3N0kWzC6jmE&list=PLE8F9BF5CB1201D23. [Último acceso: 12 marzo 2015].
[13]	A. I. Omer y M. M. Taleb, Architecture of Industrial Automation Systems, European Scientific Journal, vol. 10, nº 3, 2014.
[14]	Prensa Web/Antonio José, 25 junio 2007. [En línea]. Accesible: http://www.rnv.gob.ve/index.php/presidente-afortunadamente-ya-no-soy-el-alcalde-de-toda-venezuela. [Último acceso: 12 marzo 2015].
[15]	M. Gancarz, Linux and the Unix Philosophy, E. Science, Ed., Woburn, Maryland: Digital Press, 2003.
[16]	J. D. Mooney, Bringing Portability to the Software Process, 1997. [En línea]. Accesible: http://lcsee.wvu.edu/~jdmooney/research/portability/reports/TR_97-1.pdf. [Último acceso: 12 marzo 2015].
[17]	B. Lussier, R. Chatila, F. Ingrand, M.-O. Killijian y D. Powell, On Fault Tolerance and Robustness in Autonomous Systems, LAAS-CNRS, 2004. [En línea]. Accesible: http://webhost.laas.fr/TSF/SAC/publis/IARP04.pdf. [Último acceso: 12 marzo 2015].
[18]	T. P. Bagchi, National Programme on Technology Enhanced Learning, 2 enero 2012. [En línea]. Accesible: https://www.youtube.com/watch?v=x6dMpEFAyBI. [Último acceso: 12 marzo 2015].
[19]	T. P. Bagchi, National Programme on Technology Enhanced Learning, 2 enero 2012. [En línea]. Accesible: https://www.youtube.com/watch?v=hPrQXgQ-dY8. [Último acceso: 12 marzo 2015].
[20]	R. J. Lempert, S. W. Popper, D. G. Groves, N. Kalra, J. R. Fischbach, S. C. Bankes, B. P. Bryant, M. T. Collins, K. Keller, A. Hackbarth, L. Dixon, T. LaTourrette, R. T. Reville, J. W. Hall y C. Mijer, RAND Corporation, 2013. [En línea]. Accesible: http://www.rand.org/pubs/research_briefs/RB9701.html. [Último acceso: 12 marzo 2015].

 

 

 

Autor:

Jorge Luis Rojas D"Onofrio*