Modelación de las fallas y tiempo de reparación del fusil FAMAE SG 542-1 aplicando redes de Petri coloreadas jerárquicas

Modeling of the failures and repair time of the FAMAE rifle SG 542-1 applying hierarchical colored Petri nets

En este artículo se presenta la modelación y simulación de un sistema complejo utilizando el método de redes de Petri coloreadas jerárquicas. El sistema estudiado es un fusil de guerra FAMAE SG 542-1, que es de uso habitual en el Ejército de Chile. Se utilizaron los softwares CPN Tools y Python para simular el comportamiento de los componentes del arma, incluyendo los procesos de falla y reparación. Los datos obtenidos de las simulaciones permiten predecir la condición de los componentes y del sistema en el futuro, lo que facilita la generación de planes de acción correspondientes. Este enfoque proporciona una herramienta útil para evaluar el desempeño y la confiabilidad de sistemas complejos y tomar decisiones informadas sobre mantenimiento y reparación.

INTRODUCCIÓN

Realizar experimentos con prototipos reales para obtener información a través del método de prueba y error genera un elevado costo y, además, se necesita una gran cantidad de recursos, como tiempo o personal, para lograr cumplir con el objetivo en estudio. A raíz de esto, los científicos John von Neumann y Stanislaw Ulam, durante el desarrollo de la bomba atómica en la Segunda Guerra Mundial, necesitaban comprender la difusividad de los neutrones aleatorios en material de fusión. Debido a esto desarrollaron el método Monte Carlo para simular comportamiento que estas partículas presentaban 1. De ahí en más, la simulación ha sido ocupada en diversos ámbitos. Se utilizó en la Guerra Fría con fines militares, en la predicción meteorológica e incluso en este último tiempo ha llegado a ámbitos de uso cotidiano y familiar a través de software computacionales (9.

Para entender el concepto de simulación, primero se debe comprender el concepto de modelación, que es la representación de un sistema real de la forma más completa posible mediante diagramas, ecuaciones y/o algoritmos 11, mientras que la simulación es la representación de ese modelo en evolución o cambio con respecto al tiempo, bajo condiciones establecidas, obteniendo una representación del cambio en el sistema a través del modelo 16. Luego de hacer una significativa cantidad de simulaciones, es posible realizar un proceso de análisis para la mejora continua del modelo y obtener conclusiones relevantes 7.

El proceso de simulación se realiza a través de computadores, y es una herramienta importante en el ámbito de la ingeniería para la obtención de información que asemeje la realidad a partir de datos reales. Es un proceso que, en la mayoría de los casos, es más rápido y con un costo menor que realizar pruebas en sistemas reales obteniendo prácticamente los mismos o mejores resultados, lo que atribuye una gran ventaja en el ámbito económico y en el tiempo involucrado. La desventaja radica, en general, en el tiempo necesario para el entendimiento del sistema, el personal altamente calificado y la gran cantidad de simulaciones que se deben realizar para llegar a soluciones convergentes que permitan detener la simulación, considerando, además, de que los datos de salida sean representativos y aceptables.