Mirada a los modelos y simulaciones

Por: Edgar Romero Vásquez

El presente escrito recoge experiencias plasmadas en documentos propios tales como Opinión Caribe y de otros, Cubre temas como: modelos y simulaciones incluidos Juegos de Guerra, operaciones navales, investigación de operaciones, con el fin de delinear un PROYECTO DE AVANZADA TECNOLOGÍA COMO PLATAFORMA ESTRATEGICA DE SUPERFICIE PES, O BUQUE DE SUPERFICIE DE COMBATE ARC.

BASES DE MODELOS Y SIMULACIONES published  2 años ago  On octubre, 2020 Edgar Romero Vasquez, Ph.D

Modelos y simulaciones se relaciona con la historia de la ciencia y las operaciones militares. En agosto de 1940 durante la 2ª Guerra Mundial, se organizó un grupo de investigación, dirigido por el Físico Ingles Patrick (P. M. S.) Blackett, de la Universidad de Manchester, para estudiar un nuevo sistema antiaéreo controlado por radar.

El grupo tenía tres fisiólogos, dos físicos matemáticos, un astrofísico, un oficial del Ejército, un topógrafo, un físico general y dos matemáticos. Se conoció a este grupo como el «Circo de Blackett”. Se cree que con este grupo se inició la Investigación de Operaciones.

Blackett y parte de su grupo en 1941 participó en problemas de detección de barcos y submarinos mediante un radar transportado; luego Blackett fue director de Investigación de Operación Naval del Almirantazgo Británico; tuvo que ver con Investigación y Desarrollo de la Defensa Aérea; y luego con el Grupo de Investigación de Operaciones del Ejército.

Al final de la guerra, los tres servicios tenían grupos de Investigación de Operaciones.

PROCEDIMIENTO CIENTIFICO

En forma simplificada, el procedimiento científico es: 1) Observación: es darse cuenta o percibir los aspectos del caso, 2) Reconocimiento del problema, 3) Hipótesis, 4) Predicciones, 5) Experimentación, 6) Análisis de resultados, 7) Comunicación de los hallazgos.

Se requiere una estructura sobre la cual aplicar el procedimiento científico. HACERLO SOBRE LA REALIDAD MISMA EN EL CASO DE LAS OPERACIONES MILITARES, IMPLICARÍA COSTOSÍSIMOS E INMANEJABLES RIESGOS, DAÑOS Y VIDAS. El modelo y simulación del combate es lo más parecido a la realidad.

ABSTRACCION, MODELOS Y SIMULACION Y CIENCIA ABSTRACCIÓN es una operación mental para de un objeto aislar una propiedad o función ignorando otras.

UN MAPA GEOGRAFICO ES UNA ABSTRACCIÓN DEL TERRITORIO.

Según Rosenblueth and Wiener (1945): “Ninguna parte sustancial del universo es tan simple que pueda ser tomada y controlada sin ABSTRACCIÓN. La abstracción es reemplazar la parte de interés, por un MODELO de estructura similar pero más simple. Según Shannon (1975): «SIMULACIÓN es diseñar un modelo de un sistema real y realizar
experimentos con ese modelo para entender el comportamiento del sistema».

Hay Complejidad en modelos y simulaciones como los de combate. Complejidad es más que complicado: no hay linealidad, pequeños cambios tienen grandes efectos, el todo es más que la suma de sus partes; y no permite predicción, sino manejo de riesgos; LO CUAL EXIGE CONOCIMIENTOS, RECURSOS Y MEDIOS, PERO MODELOS Y SIMULACIONES PRODUCEN BENEFICIOS UNICOS FRENTE A PROCEDIMIENTOS SOLAMENTE TEORICOS

INMEDIATAMENTE DESPUÉS DE LA SEGUNDA GUERRA MUNDIAL
• Continuidad del Grupo de Evaluación de Operaciones (OEG) de la Segunda Guerra Mundial
• La Corporación RAND — Defensa de la nación Ubicación de bases aéreas
• La Oficina de Investigación de Operaciones de la Universidad Johns Hopkins
•HQ, Análisis de Operaciones de la USAF
•Grupo de Evaluación del Sistema de Armas
•Protección de convoyes de la Armada – Búsqueda de submarinos enemigos

EL MODELO CYNEFIN -Keith De La Rue ORGANIZACIONES SON COMPLEJAS:

Dinámica con interacciones ricas
Deferentes personas operando en diferentes niveles
Realimentación No lineal. Impredecible
Características emergen ( todo más que suma partes)
Pequeños cambios con grandes impactos
Historia hace diferencia

MODELOS Y SIMULACIONES -ALGUNAS FACETAS Edgar Romero Vasquez, Ph.D Octubre 13 de 2020 vers x5b

El presente, es continuación del tema Modelos y Simulaciones tratado en publicaciones anteriores. De los cuales algunas características son en especial su inmensa aplicación en diversas áreas del conocimiento humano como: guerra, seguros, empresa, economía, finanzas, clima, mercado y epidemias.

Modelos y Simulaciones son una necesidad ineludible para aplicar el procedimiento científico; son parte de Investigación y Análisis de Operaciones, así como de Ingeniería Sistémica; existen desarrollos en diversas áreas.

CLASIFICACION SIMULACION – NATO (OTAN)- Organización del Tratado Atlántico Norte. Según NATO y lo adoptado en proyectos de la ARC, SIMULACION ES: 1) REAL son reales: personas y medios ejemplo: ejercicios en el mar para entrenamiento y evaluación; 2) VIRTUAL son reales las personas, virtuales medios y ambiente, ejemplo: Simulador de vuelo; 3) CONSTRUCTVA simulados personas, ambientes y medios, ejemplo: juegos de guerra que puede incluir decisiones por personas reales; fines didácticos y/o evaluación sistemas y operaciones. Desde el grupo de Blackett y su empleo en INVESTIGACIÓN, se evidencia la necesidad de grupos y medios.

Solución sobre el Estudio y Concepto de «Defense Modeling and Simulation Office», DMSO Lightweight Analysis Tool en Documento: Serious Games 2006 DC «Harpoon an Original Serious Game»; Special Handout As written by Don Gilman, AGSI, with contributions from Mike Price, ADOD; and Dan Redmond, Northrop Grumman, Maritime Systems
Integration Con base en estudios realizados, la «Defense Modeling and Simulation Office», DMSO, estableció que herramientas de Modelos y Simulación no se están utilizando como sería deseable

Solución:

Harpoon 3 Professional (H3Pro), está siendo empleado por “Northrop Grumman, Maritime Systems Integration”, y el “Australian Department of Defense” para manejar esos problemas como una herramienta “liviana” con el fin de ejecutar simulación rápida y de baja fidelidad y análisis para separar un mayor grupo de escenarios que sean más apropiados para el empleo de HFMST (“High Fidelity Modeling and Simulation Tools” HFMST) y aplicar parámetros al HFMST.

La “Defense Modeling and Simulation Office”(DMSO) realizó estudios y hay lo siguiente: Harpoon 3 profesional es empleado por “Northrop Grumman, Maritime Systems Integration” y el “Australian Department of Defense”. Como una herramienta “liviana” y costo reducido.

En 2002 quedó el acuerdo de licencia del Harpoon 3 professional para “Source Code” con Australia, para educación y evaluación técnica. El Harpoon original fue considerado producto educativo por el Instituto Naval de EEUU; utilizado por la universidad de guerra naval de Brasil y por “Naval Postgraduate School”, Monterey, California.

Harpoon tiene una extraordinaria Inteligencia Artificial y bases de datos. La Marina Colombiana (ARC) hacia 2010-2011 adquirió Harpoon versión profesional, incluido entrenamiento.

Los resultados de esta capacidad “liviana” son los siguientes:
• La posibilidad del analista de poder efectuar más corridas en el ámbito del problema en un nivel táctico/operacional
• Rápida y directa aplicación de las habilidades del analista en una amplia gama de escenarios
• Reducción significativa de tiempo de puesta en operación de HFMST, permitiendo mayor empleo
• La opción de integrar las Fuerzas Opuestas- “Opposing Forces – (OpFor)” empleando miembros del grupo en juegos de guerra con múltiples jugadores utilizando el mismo software.

HFMST típicamente no permiten creación de nuevas plataformas y sensores. La mayoría de usuarios no tiene ni el código ni el acceso. lo cual no permite las posibilidades citadas para inserción rápida, se prolonga el cronograma e incrementan costos . Incluso, cuando HMST tiene todas las entidades requeridas para cambios de escenarios con base en resultados observados, puede tomar largos tiempos reprogramar, causando retardos prolongados entre iteraciones. H3Pro ha demostrado poder trabajar en forma distribuida – con una mezcla de HMTS y modelos “livianos” para una rápida producción de corridas múltiples en corto tiempo y bajo costo

CLASIFICACION OTAN- Organización del Tratado Atlántico Norte.

Según OTAN y lo adoptado en proyectos de la ARC, SIMULACION ES: 1) REAL son reales: personas y medios ejemplo: ejercicios en el mar para entrenamiento y evaluación; 2) VIRTUAL son reales las personas, virtuales medios y ambiente, ejemplo: Simulador de vuelo; 3) CONSTRUCTIVA se simulan personas, ambientes y medios, ejemplo: juegos de guerra que puede incluir decisiones por personas reales; fines didácticos y/o evaluación de sistemas y operaciones. Desde el grupo de Blackett y su empleo en INVESTIGACIÓN, se evidencia la necesidad de grupos y medios.

ACADEMIA DE CIENCIAS (National Academies Press -NAP) Comité de Modelos y Simulación

http://nap.edu/5830 – “Opportunities Defense and Entertainment”; “Computer Science and Telecommunications Board”, “National Research Council Modeling and Simulation”: “Linking Entertainment and Defense (1997)”. La industria del entretenimiento y el Departamento de Defensa de EEUU, aunque con razones diferentes, tienen interés en modelos y simulación.

Hay mercado anual de 30 mil millones de dólares para videojuegos, entretenimiento en parques temáticos y películas. En defensa, el modelado y la simulación proporcionan medios rentables para formación conjunta; desarrollar nueva doctrina, tácticas y planes operativos; evaluar sistemas y el campo de batalla.

El taller reunió a más de 50 representantes de las comunidades de investigación de entretenimiento y defensa.

PHILIP C. JESSUP INTERNATIONAL LAW- MOOT COURT COMPETITION -SIMULATION

Es una competencia de derecho internacional que reúne a más de 645 universidades de casi 95 países. “MOOT” es una actividad en muchas facultades de Derecho, en que los participantes simulan procesos ante una corte.

“La Jessup” es una simulación de juicio ante la Corte Internacional de Justicia, en idioma inglés, es un caso hipotético por especialistas. Hay simulación de audiencia ante docentes y juristas de derecho internacional en rol de jueces de la Corte Internacional de Justicia y hay jueces reales de la Corte Internacional de Justicia.

COMPENDIO

Los citado son soluciones a partir de MODELOS, o sea abstracciones mentales, pudiendo emplear diversas ciencias y software, representando la realidad y sobre ellos simulando, para una amplia gama de diferentes propósitos (por ejemplo: educación, entretenimiento y evaluación), lo cual es muy diferente a soluciones matemáticas.

Mod y Sim VS OPERACIONES – INVESTIGACION Y ANALISIS

Edgar Romero Vasquez, Ph.D 5 Noviembre 2020

La Investigación de Operaciones es la aplicación, por grupos interdisciplinarios, del método científico (Churchman, Ackoff y Ansoff) donde modelos y simulación (Mod y Sim) permiten aplicarlo. Lo que es válido y útil en la defensa, en lo comercial, en industria y en cualquier área del conocimiento. A fines de 1942, con el éxito de grupos en la 2nda. Guerra Mundial, grupos de científicos estaban en la Marina de EEUU y el Ejército. Al fin de la guerra, Inglaterra, Canadá y los EEUU tenían casi 700 científicos.

OPERACIONES

Las Operaciones en una organización o empresa son las actividades que generan el producto o servicio que se ofrece a usuarios. Son operaciones comerciales tales como: compras, ventas, cobros y pagos.

INVESTIGACION OPERATIVA-Operations Research (OR):

Algunos ejemplos de su alcance: Planes nacionales y presupuesto, Servicios de atención médica y Programas de Salud, Desarrollo gubernamental y sector público, Establecimiento industrial y sector privado, Investigación y Desarrollo.

EJEMPLOS DE APLICACIONES DE OR: 1. Industria de aerolíneas (rutas y planes de vuelo, programación de tripulaciones, gestión de ingresos); 2. Telecomunicaciones (enrutamiento de red, control de colas); 3. Industria manufacturera (rendimiento del sistema y análisis de cuellos de botella, control de inventario, programación de producción); 4. Atención en salud (gestión hospitalaria, diseño de instalaciones).

INVESTIGACION MODELOS Y SIMULACIONES CON NPS A DISTANCIA Y AD HONOREM

Después de graduado, por solicitud de NPS Monterey, A distancia y Ad-Honorem, ERomeroV realizó: Investigación, dirección y evaluación de 10 tesis de Master de NPS entre 1972 y 1977. Hubo empleo exitoso del modelo y simulación. Publicacion “NAVAL ENGINEERS JOURNAL. SIMULATION OF OCEAN VEHICLES, LT. EDGAR ROMERO y DR. GEORGE J. THALER First published: February 1979”.

Comunicación del Dr. Thaler de la NPS, de Mayo 5 de 1975, dando por cumplida la participación de E. Romero en la investigación sobre simulación y resaltando logros. De la carta del Dr. Thaler se puede observar todo lo trabajado entre 1972 (publicación de la Tesis) y 1975, ya desde afuera de la NPS (durante casi 4 años), usando correo aéreo y teléfono, la interacción con el NSRDC (“Naval Ship Research and Development Center”) y valor de lo alcanzado.

1976 A 1989- 17 AÑOS- SIMULACION EN ARC – PUBLICADO EN INVESTIGACION Y DESARROLLO SOCIAL

Etapas desarrollo modelos y simulaciones para análisis y juegos guerra navales en la Armada Republica Colombia (ARC). Primer puesto ERomeroV en el concurso institucional relacionado con la exposición de ciencia y tecnología (Expociencia), 1989, en la categoría de proyectos con mayor contenido científico.

GRUPOS INVESTIGACION Y CENTRO ANALISIS OPERACIONAL EN LA ARMADA DE COLOMBIA

Por recomendación de ERomeroV, se crearon grupos y centro de análisis en la ARC, los cuales dirigió adicional a sus cargos principales; ordenes: 001 CFNA Sep 87 y 01343 CARMA JONA EMNM3 12 Mar 1998.

ERomeroV desarrolló simulaciones en computador, para casos como: 1) corbetas misileras -Concepto operacional 1987 y su construcción; 2) caso Coquivacoa Agosto 1987 entregado al Cdte Fza Naval Atlántico antes de los hechos; 3) En Oct 1990, Análisis costo efectividad corbetas para tráfico ilícito, recomienda acuerdo marítimo con EEUU y activación Guardacostas en la Marina Colombiana; 4) Mantenimiento decenal corbetas misileras en Colombia, 1993.

COMPENDIO

Lo descrito exige conocimiento, medios, largos tiempos; produce resultados tangibles y únicos. Ha tenido que ver con desarrollos de submarinos y corbetas y su mantenimiento; lecciones del caso Coquivacoa 1987 con Venezuela; proyectos de desarrollo especiales (PES 2007-2012 y GRAPEN 2018) para la Armada Republica de Colombia (ARC); rescate del astillero para la ARC en 1998, hoy Cotecmar, de inmenso impacto nacional en defensa, desarrollo y trabajo

https://www.techtarget.com/whatis/definition/operations-research-OR

Sarah Lewis

La investigación operativa (OR) es un método analítico de resolución de problemas y toma de decisiones que es útil en la gestión de las organizaciones. En la investigación de operaciones, los problemas se dividen en componentes básicos y luego se resuelven en pasos definidos mediante análisis matemático.

El proceso de investigación de operaciones se puede dividir ampliamente en los siguientes pasos:
1. Identificar un problema que necesita ser resuelto.
2. Construir un modelo en torno al problema que se asemeje al mundo real y a las variables.
3. Usar el modelo para derivar soluciones al problema.
4. Probar cada solución en el modelo y analizar su éxito.
5. Implementar la solución al problema real.

Las disciplinas que son similares o se superponen con la investigación de operaciones incluyen análisis estadístico, ciencia de gestión, teoría de juegos, teoría de optimización, inteligencia artificial y análisis de redes. Todas estas técnicas tienen el objetivo de resolver problemas complejos y mejorar las decisiones cuantitativas.

El concepto de investigación de operaciones surgió durante la Segunda Guerra Mundial por los planificadores militares.

Después de la guerra, las técnicas utilizadas en su investigación operativa se aplicaron para abordar problemas en los negocios, el gobierno y la sociedad.

Características de la investigación operativa

Hay tres características principales de todos los esfuerzos de investigación de operaciones:
1. Optimización: el propósito de la investigación de operaciones es lograr el mejor rendimiento en las circunstancias dadas. La optimización también implica comparar y reducir las opciones potenciales.
2. Simulación: esto implica construir modelos o réplicas para probar y probar soluciones antes de aplicarlas.
3. Probabilidad y estadísticas: esto incluye el uso de algoritmos matemáticos y datos para descubrir información y riesgos útiles, hacer predicciones confiables y probar posibles soluciones.

Importancia de la investigación operativa

El campo de la investigación de operaciones proporciona un enfoque más poderoso para la toma de decisiones que el software ordinario y las herramientas de análisis de datos. El empleo de profesionales de investigación de operaciones puede ayudar a las empresas a lograr conjuntos de datos más completos, considerar todas las opciones disponibles, predecir todos los resultados posibles y estimar el riesgo. Además, la investigación de operaciones se puede adaptar a procesos comerciales específicos o casos de uso para determinar qué técnicas son las más apropiadas para resolver el
problema.

Usos de la investigación operativa

La investigación de operaciones se puede aplicar a una variedad de casos de uso, que incluyen:
1. Programación y gestión del tiempo.
2. Planificación urbana y agrícola.
3. Planificación de recursos empresariales (ERP) y gestión de la cadena de suministro (SCM).
4. Gestión de inventarios.
5. Optimización e ingeniería de redes.
6. Optimización del enrutamiento de paquetes.
7. Gestión de riesgos.

PROYECTO DE AVANZADA TECNOLOGÍA-
Published en 15 diciembre, 2022 By  Opinión Caribe, Edgar Romero Vásquez

Se trata de cambio de paradigma de diseño. Básicamente, reemplaza las piezas del rompecabezas con Legos en la ECUACIÓN DE INGENIERÍA SISTÉMICA para la tecnología de defensa, favoreciendo los componentes estandarizados (que pueden ensamblarse de muchas maneras, desmontarse nuevamente y reutilizarse para hacer nuevos diseños) sobre los bloques de construcción tecnológicos a medida.

Este enfoque para diseñar sistemas asequibles y adaptables exige que las interfaces de sistemas clave se ajusten a estándares ampliamente aceptados, respaldados y basados en el consenso, independientemente de un proveedor en particular. Como resultado, la tecnología se puede agregar, eliminar o reemplazar gradualmente a lo largo del ciclo de vida del sistema, lo que permite al sistema seguir el ritmo del entorno de seguridad global en rápida evolución.

EN “LA CONSTRUCCIÓN NAVAL MILITAR, IDEAS PARA SER LIDER”, DR. INGENIERO NAVAL JUAN M. BLANCO TRABA Y TRABA PRESIDENTE DE ASESMAR (ESPAÑA), XXVII SEMANA DE ESTUDIOS DEL MAR, SE DICE: LA CONSTRUCCIÓN NAVAL MILITAR SOLO EXISTE DE FORMA SIGNIFICATIVA EN PAÍSES FUERTEMENTE INDUSTRIALIZADOS. SE ESTRUCTURA EN TODOS ELLOS ALREDEDOR DE LÍDERES NACIONALES QUE DOMINAN SUS MERCADOS DOMÉSTICOS (BAE SYSTEMS / VT GROUP EN REINO UNIDO- UK, DCNS EN FRANCIA, THYSSENKRUPP MARINE SYSTEM EN ALEMANIA, NAVANTIA EN ESPAÑA, FINCANTIERI EN ITALIA, DAMEN EN HOLANDA O GENERAL DYNAMICS/NORTHROP GRUMMAN EN EE.UU).

CON ESTA BASE EXISTEN ECOSISTEMAS O CLÚSTERS (concentración de empresas e instituciones interconectadas en la actividad que desarrollan), INDEPENDIENTES CON BASE EN CADA UNO DE LOS DIFERENTES DESARROLLOS INDUSTRIALES CITADOS. Cada uno enfrenta los resultados por desarrollo de software y cono de incertidumbre, Como se mostró, por ejemplo: mediante 67% del Total de Horas-Hombre de 7.1R hasta Octubre de 2006 se emplearon en pruebas y correcciones a problemas descubiertos durante las pruebas.

Esto presenta un entorno favorable para el desarrollo, dentro de cada grupo, pero las amenazas y Planeamiento de Fuerzas son propias de cada Marina de Guerra Nacional.

ALGUNAS CARACTERISTICAS DE COMPLEJIDAD SON: COMPLICADO vs COMPLEJO: causa efecto vs EFECTOS NO LINEALES, azar vs PROBABILIDAD, control vs ATRACTOR, supervisión vs AUTO ORGANIZACIÓN, cambio vs DARWINISMO ORGANIZACIONAl. En complejidad el todo es más que suma de partes, la predicción es IMPOSIBLE.

En nuevos programas de desarrollo de buques de combate, para cualquier Marina de Guerra Nacional, inmenso trabajo tiene por delante, desarrollar temas como los siguientes: definición de pruebas (Fabrica, Puerto, Mar y Evaluación Operacional), según amenazas establecer defensa y parteb ofensiva; empleo de Juegos de Guerra y Modelos y Simulaciones para el caso específico de la Marina de Colombia.

Experiencias indican como mejor camino: conformación y establecimiento de grupos de Investigación de Operaciones y Análisis de Sistemas y Operaciones, con base en Planeamiento de Fuerzas y gerencia con enfoque sistémico, manejo de complejidad y Efectividad vs costos y riesgos.

EN RESUMEN: LA CLAVE DE LA PREPARACION PARA DESARROLLO DE BUQUES DE SUPERFICIE DE COMBATE ES: DISEÑAR, INTEGRAR Y GERENCIAR SISTEMAS COMPLEJOS, LO CUAL REQUIERE UN PROYECTO DE AVANZADA TECNOLOGÍA COMO PLATAFORMA ESTRATEGICA DE SUPERFICIE PES, O BUQUE DE SUPERFICIE DE COMBATE ARC

VER IMÁGENES HISTORIA CORBETAS MISILERAS ARC
https://www.eromerovdominio.com/conscorbe28/conscorbe28.html