Stochastic optimization of laboratory test workflow at metallurgical testing centers

Optimización estocástica del flujo de trabajo de las pruebas de laboratorio en los centros de pruebas metalúrgicas

El objetivo del artículo es presentar una forma de acortar el tiempo necesario para realizar ensayos de laboratorio de materiales en metalurgia. El artículo establece una relación entre el tiempo necesario para realizar un ensayo de materiales y el número de técnicos que lo llevan a cabo. La relación puede utilizarse para optimizar el número de técnicos. El planteamiento se basa en la teoría de probabilidades, ya que la cantidad de material que hay que ensayar se desconoce de antemano, y utiliza potentes técnicas de modelización que implican las ecuaciones de estimación generalizadas.

INTRODUCCIÓN

En metalurgia, la calidad de los materiales y los productos finales se somete a numerosas pruebas [1]. Las pruebas implican el control de las propiedades mecánicas y de otro tipo de los productos, y son realizadas en laboratorios por personal certificado. Los laboratorios suelen ser propiedad de las empresas metalúrgicas, lo cual es una de las razones por las que éstas instan a los laboratorios a realizar pruebas de calidad con rapidez para no retrasar la distribución de los productos. Cualquier retraso supone costes adicionales porque las empresas financian sus actividades diarias con créditos bancarios a corto plazo, y también alquilan trenes de mercancías para transportar la producción [2]. Sin embargo, las mismas empresas no prestan demasiada atención a si es posible realizar las pruebas con rapidez sin sacrificar su precisión. La precisión puede garantizarse, pero a veces sólo a costa de contratar a más técnicos. En ese caso, hay que determinar un número adecuado de técnicos, lo cual no es una tarea sencilla porque depende de la cantidad de trabajo que haya que hacer, y esa cantidad fluctúa aleatoriamente. Debido a la aleatoriedad, sólo se puede esperar estimar el número adecuado de técnicos de forma que haya una baja probabilidad de no realizar el trabajo a tiempo. Para lograr este objetivo, es conveniente explorar los mecanismos de ensayo integrados en los datos históricos de un laboratorio, y utilizar los mecanismos encontrados para establecer un modelo matemático que pueda describir el tiempo de ensayo en función de la cantidad de productos ensayados. Tal modelo podría entonces implicar cuántos técnicos son necesarios. El objetivo del artículo es formular un modelo de este tipo, basado en la experiencia de un entorno de ensayos específico en un laboratorio metalográfico de Moravia del Norte. Una de las características de este entorno era la forma en que el laboratorio almacenaba sus datos sobre ensayos, ya que el almacenamiento creaba dependencias en los datos. El documento se divide en varias secciones. En la primera se describe el proceso de ensayo en el laboratorio. En las secciones siguientes, se presentan, discuten y comparan mediante simulación modelos de tiempos de ensayo.

PRUEBAS EN EL LABORATORIO

El laboratorio observado recibió a lo largo del tiempo dosis de producción para someterlas a pruebas de calidad.