Entre Ciencia e Ingeniería

Internet de las cosas para el cuidado de la salud

Uso integral de simulación, diseño de experimentos y KANBAN para evaluar y mejorar el rendimiento de una línea de producción

Resumen: Este artículo es el producto de una investigación desarrollada en una línea de producción, donde se quería observar como el Diseño de Experimentos (DOE) y el KANBAN interactúan integralmente con la Simulación Discreta en pro de mejorar el rendimiento del sistema productivo. Lo anterior, se logró mostrando la forma en que el DOE sirve para identificar los factores relevantes en el proceso productivo, para luego, ser incorporados como parámetros de entrada en la simulación e igualmente, a través de la implementación de la herramienta KANBAN tipo “Trigger” se evidenció las mejoras de desempeño que se presentan en dicha línea de producción. Con base a lo anterior, se realizaron dos simulaciones: Una sin el uso de la herramienta Lean y otra con su implementación. De esta manera, se pudo observar el mejoramiento en el desempeño de la línea de producción al incorporar el KANBAN. Por ejemplo, el proceso de “Planchado” que tenía un porcentaje de utilización del 36%, aumentó a 60,39% con el uso del Kanban, lo mismo le ocurrió al proceso de “Tejido” que aumentó su utilización hasta un 61,77%. De esta manera, se deja ilustrada una forma de cómo mejorar el rendimiento de una línea de producción soportado en la combinación de estas tres herramientas.

Abstract: This article is the product of research developed in a production line, where we wanted to observe how the Design of Experiments (DOE) and the Kanban interact fully with the Discrete Simulation in order to improve the performance of the production system. The above was achieved by showing how the DOE serves to identify the relevant factors in the production process, to then be incorporated as input parameters in the simulation, and also, through the implementation of the Kanban tool type "Trigger" the performance improvements presented in such production line were evidenced. Based on the above, two simulations were made: One without the use of the Lean tool and another with its implementation. In this way, the improvement in the performance of the production line could be observed when incorporating the Kanban. For example, the "Ironing" process, which had a utilization rate of 36%, increased to 60.39% with the use of Kanban, the same thing happened to the "Weaving" process, which increased its use to 61.77%. In this way, a way to improve the performance of a production line supported in the combination of these three tools is illustrated.

Evaluación de un sistema de tratamiento de aguas residuales no domésticas para la remoción de carga orgánica en industria de bebidas no alcohólicas

Resumen: Este artículo presenta la evaluación de un sistema de tratamiento de aguas residuales perteneciente a la industria manufacturera de bebidas no alcohólicas, carbonatadas y no carbonatadas. El desarrollo de este estudio se llevó a cabo mediante 3 muestreos realizados en los meses de mayo, julio y octubre (donde las operaciones de mantenimiento y limpieza del sistema fueron ejecutadas en julio con el propósito de observar sus implicaciones en octubre) y se muestrearon 6 puntos diferentes de la planta de tratamiento. De las muestras obtenidas se determinó la información INSITU, la presencia de bionutrientes, las características físicas, químicas y los parámetros DBO y DQO, en pro de interpretar su rendimiento en términos de remoción de carga orgánica contaminante y establecer los parámetros de control exigidos por la normativa legal vigente del país para identificar las problemáticas existentes en el sistema, sus posibles causas y el planteamiento de una recomendación como solución teórica de las irregularidades observadas. Se evidenció que la fase de pretratamiento cuenta con un buen desempeño en el desarrollo de las actividades de tratamiento debido a su estabilidad en la temperatura y pH, sin embargo, la generación de lodo residual en esta fase comprende un problema que impacta directamente en el costo de operación y mantenimiento del sistema de tratamiento. El efluente de la planta de producción demostró que la adición de agentes químicos y la tasa de generación de lodo activado frente a las condiciones aerobias del sistema, son el mayor apoyo con el que cuenta la planta para realizar los procesos de degradación en la materia orgánica. La caracterización fisicoquímica de las aguas residuales contribuyó a determinar si los mecanismos pertenecientes al tren de tratamiento desarrollaban sus operaciones unitarias bajo condiciones eficientes para la reducción de carga orgánica. Gracias a lo observado en este estudio, sería beneficioso para el sistema la implementación de estructuras complementarias al tanque homogeneizador y tanque ecualizador, para la reducción en la producción de lodo residual, puesto que este problema al acarrearse desde las estructuras iniciales del tren de tratamiento conlleva a la pérdida de eficiencia en los procesos subsecuentes a este durante todo el sistema.

Abstract: The document presented here corresponds to the evaluation of a wastewater treatment system belonging to the manufacturing industry of carbonated and non-carbonated soft drinks. The development of this study was performed through 3 samplings carried out in the months of May, July and October (where the maintenance and cleaning operations of the system were carried out in July with the purpose of observing their implications in October) and 6 different points of the treatment plant were sampled. From the obtained samples, the insitu information was determined, the presence of bionutrients, the physical and chemical characteristics, and the BOD and COD parameters, in order to interpret their performance in terms of removal of contaminating organic load, and establish the control parameters required by the current legal regulations of the country to identify the problems existing in the system, their possible causes and the approach of a recommendation as a theoretical solution to the irregularities observed. It was evidenced that the pretreatment phase has a good performance in the development of treatment activities due to its stability in temperature and pH; however, the generation of residual sludge in this phase comprises a problem that directly impacts on the cost of operation and maintenance of the treatment system. The effluent from the production plant showed that the addition of chemical agents and the generation rate of activated sludge against the aerobic conditions of the system are the greatest support that the plant has to perform the processes of degradation in organic matter. The physicochemical characterization of the wastewater helped determine whether the mechanisms belonging to the treatment train developed their unit operations under efficient conditions for the reduction of organic load. Thanks to what was observed in this study, it would be beneficial for the system to implement complementary structures to the homogenizer tank and equalizer tank, for the reduction in the production of residual sludge, since this problem when being carried from the initial structures of the treatment train entails to the loss of efficiency in the subsequent processes to this throughout the system.

Identificación de movimiento humano a través del procesamiento de video

Resumen: El estudio del movimiento del cuerpo humano y el reconocimiento del rostro han abierto fronteras en las diferentes áreas del conocimiento. Este artículo tiene como objetivo presentar la generación de un método alternativo para identificar rostros y caracterizar el movimiento del cuerpo humano. La metodología utilizada tiene tres fases, en la primera se genera una base de videos NoSQL haciendo uso del sistema gestor de bases de datos (SGDB) MongoDB; la segunda permite la identificación de rostros humanaos mediante dos algoritmos como la Transformada de Hough y el algoritmo de Viola-Jones; y la tercera identificación de movimiento utilizando Flujo Óptico y el método de Histograma de Gradientes Orientados. Como resultados significativos se obtiene que la identificación facial permite seleccionar un rango de relevancia que da las coordenadas del área aproximada de interés o actor, para ser tenido en cuenta al realizar el procesamiento de flujo óptico, evitando así, procesar áreas de falsos positivos, es decir sombras o reflejos producidos por el ambiente. Finalmente se concluye que, al tener una identificación clara del rostro en vista frontal, facilita el seguimiento de las acciones humanas.

Abstract: Studies of face recognition and movements of the human body have opened frontiers for different knowledge areas. The objective of this paper is to show an alternative methodology to identify faces and make a characterization of the human body movement. This methodology has three phases. The first phase is a generation of a video database in a NoSQL model using MongDB. The second phase permits to identify human faces applying an algorithm that combines Hough Transform and the Viola-Jones algorithm. And the third phase makes an identification of human movement using optical flow histogram-oriented gradients. The main results show that the face identification permits to select a relevance range for an approximation of the interest or actor area. This interest area is a base to apply the optical flow, avoiding false positives, like shadows or reflections produced by the environment. Finally, we conclude that the obtainment of a clear frontal view of the face supplies an easy way for human action tracking.

Soluciones Tecnológicas para la Prevención de Fraude y diseño de un Modelo de Prevención del Riesgo Transaccional para el Botón de Pago

Resumen: El sector de servicios financieros enfrenta desafíos en el desarrollo de actividades que requieren la utilización de tecnologías de la información y las comunicaciones, debido a que están expuestas a una serie de riesgos como cibercrímen, que pueden afectar la confianza en la marca de la empresa y en el servicio. Con el fin de hacer frente a estos desafíos, ACH Colombia desarrolló un proyecto para anticipar y prevenir los riesgos relacionados con los crímenes informáticos, utilizando herramientas que faciliten el análisis de información para la toma de decisiones. Adicionalmente, ha diseñado e implementado un modelo de prevención especial para el botón de pagos, que es uno de los servicios que esta compañía presta a las entidades financieras, personas jurídicas y naturales y entidades públicas. El presente artículo pretende presentar algunos resultados del proyecto.

Abstract: Financial services sector faces challenges in the development of activities that require the use of information and communication technologies, because these are activities exposed to risks such as cybercrimes, which can affect trust in the company’s brand and the confidence in the service. In order to face these challenges, ACH Colombia developed a project in order to anticipate and prevent the risks related to computer crimes, using tools that facilitate the analysis of information for decision-making. It also designed and implemented a particular prevention model for the payment button, which is one of the services that the company provides to banks, legal and natural persons and public entities. This article aims to present some results of the project.

Análisis de resultados comparativos en el aprendizaje de la Programación en Ingeniería de Sistemas a partir de tres modelos de trabajo en grupo

Resumen: Esta investigación busca proporcionar elementos de juicio al docente para determinar cuál podría ser el modelo de trabajo en grupo apropiado en programación de computadores en Ingeniería. Se adoptó una estrategia de trabajos en grupo durante 6 semestres acudiendo a tres modelos: modelo 4Q, modelo de talento académico y modelo de agrupamiento aleatorio. Posteriormente se hicieron las comparaciones respectivas basadas en los resultados obtenidos. Éstos permiten entender algunas de las interacciones de cada grupo y la dinámica que, a su interior, se van dando. Se concluyó que es posible escoger un modelo de conformación de grupos de trabajo en programación de computadores en Ingeniería de Sistemas si se perfila apropiadamente el grupo de estudiantes.

Abstract: The target of this research is to find judge elements, using experiments in the classroom, where teachers could know the excellence model to conform effective teamworks for learning computer programming in the first programming course in Systems Engineering. To reach that we worked during 6 semesters and using three models: 4Q model, talent model and random model. We used observation, interaction, and dialogue, qualitative and quantitative results to find the target of this research project. The results show characteristics in the interactions inside the different models of groups. We concluded that it is possible to find an excellence model of teamwork depending on the specific course in computer programming.

Una herramienta para el análisis de índices espectrales para la detección remota de vegetación y cultivos utilizando imágenes hiperespectrales

Abstract: Food requirements in the world have increased, evidencing the necessity to improve standard techniques of agricultural production. To do so, one option is through technological elements like hyperspectral remote sensing of vegetation and crops. Remote sensing and hyperspectral imagery are not invasive methods. They allow covering large land space in a reduced amount of time. These features have done the hyper-spectral remote sensing a powerful tool used in precision agriculture. This paper presents a software application to process hyperspectral images and generating pseudo-color images computed using spectral indices. This work uses the hyperspectral images were taken by Airborne Visible-Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS) sensor, which was designed by the NASA. The software application aims to show different elements associated with the hyperspectral remote sensing of vegetation and crops. Functional tests are presented to verify the software requirements. Finally, quantitative results are reported comparing the results of the software proposes in this work with the ERDAS Imagine software tool.

Resumen: Los requerimientos alimentarios en el mundo han aumentado, evidenciando la necesidad de mejorar las técnicas estándar de producción agrícola. Para abordar este problema, una alternativa de solución es la inclusión de elementos tecnológicos como el sensado remoto de vegetación y los cultivos a partir de imágenes hiperespectrales. El sensado remoto y las imágenes hiperespectrales son métodos no invasivos, que permiten monitorear grandes espacios de terreno en cantidades de tiempo reducidas. Estas características han hecho que el sensado remoto a partir de imágenes hiperespectrales sea una herramienta poderosa para desarrollo de procesos de agricultura de precisión. En este artículo se presenta una aplicación de software que permite generar y procesar índices espectrales de vegetación y sus respectivas imágenes de pseudo color, utilizando imágenes hiperespectrales. Las imágenes hiperespectrales utilizadas fueron tomadas de la base de datos del sensor Airborne Visible-Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS), diseñado por la NASA. El objetivo de la aplicación de software es mostrar diferentes elementos asociados con el monitoreo remoto de vegetación y cultivos a partir de imágenes hiperespectrales. Finalmente, se presentan pruebas funcionales para verificar el cumplimiento de los requisitos del software.

Esquema de control jerárquico para fijación óptima de consignas en un separador trifásico de un tren de tratamiento de crudo

Resumen: Una de las técnicas para tratar el crudo proveniente de los pozos petroleros es utilizar trenes de tratamiento de crudo para separar las tres fases existentes: gas, petróleo y agua. Uno de los equipos que conforma el tren es el separador trifásico. En este trabajo se demuestra la viabilidad de utilizar un esquema de control jerárquico para la fijación en línea de consignas óptimas de presión y temperatura y así reducir el consumo energético en el tratador térmico. Tal que las variables manipulas y los sets point se encuentren dentro de los límites de la operación segura, con esto se obtienen beneficios económicos y ambientales para esta planta. El logro de esta optimización constituye el aporte principal de este trabajo. Para el desarrollo de este trabajo se diseñó un algoritmo de optimización basado en tres capas jerárquicas en donde la primera capa hace referencia al control directo (PIDs), la segunda capa hace referencia a la optimización de objetivos en estado estacionario (SSTO), la tercera capa hace referencia a la optimización local de objetivos (LSSO). Para la solución a este problema se recurrió a soluciones de optimización lineal y optimización no lineal se relaciona estos algoritmos con el modelo linealizado de la planta, en otros trabajos por lo general se basan en la teoría MPC (Modelo de Control Predictivo). La simulación de los algoritmos se realizó en Matlab y se probaron en una planta simulada en Hysys utilizando el conector Active x server que conecta los dos softwares. En este experimento se logró un ahorro de un 30 % del consumo energético a su vez se encontró que es posible relacionar el modelo de la planta con los algoritmos de optimización lineal y no lineal con lo cual se concluyó que es viable la implementación de estos algoritmos en este tipo de plantas para la optimización de procesos.

Abstract: one of the techniques to treat oil from oil wells is to use oil treatment trains to separate the three existing phases: gas, oil and water. One of the equipments that makes up the train is the three-phase separator. This work demonstrates the feasibility of using a hierarchical control scheme for an online setting of optimal pressure and temperature setpoints and thus reducing energy consumption in the heat treater. So that the manipulated variables and the set points are within the limits of the safe operation, this provides an economic and environmental benefit for this plant. The achievement of this optimization is the main contribution of this work. For the development of this work, we designed an optimization algorithm based on three hierarchical layers where the first layer refers to direct control (PIDs), the second layer refers to the optimization of steady-state objectives (SSTO), the third layer refers to local optimization of objectives (LSSO). For the solution to this problem, we resorted to solutions of linear optimization and nonlinear optimization these algorithms are related to the linearized model of the plant, in other works are usually based on the theory MPC (Predictive Control Model). The simulation of the algorithms was done in Matlab and tested in a simulated plant in Hysys using the Active x server connector that connects the two software. In this experiment, it was possible to save 30% of energy consumption. In turn, it was found that it is possible to relate the plant model with the linear and non-linear optimization algorithms, which concluded that the implementation of these algorithms is feasible in this type of plant for process optimization.

Diferencias fisicoquímicas de suelo suplementado con pilas eléctricas

Resumen: Existen prácticas de campesinos en el departamento del Caquetá y testimonios de personas en la ciudad de Florencia que involucran el uso de pilas eléctricas como base del abono orgánico para plantas. Frente a la hipótesis que las pilas eléctricas pueden contribuir al desarrollo saludable de una planta, se planteó como objetivo del presente estudio, evaluar la incidencia de las pilas eléctricas en las propiedades físicas y químicas de una muestra de suelo destinado a la siembra de fríjol. El experimento consistió en un diseño completamente al azar (DCA) con arreglo factorial 1 x 4, donde el factor A corresponde fríjol y el factor B a la variedad de pilas eléctricas (genéricas y alcalinas) con tres repeticiones. En cada tratamiento se determinó: pH, acidez intercambiable (A.I.), carbono orgánico (C.O), cenizas, color y conductividad. El estudio permitió evidenciar que la adición de pilas eléctricas al suelo favorece la absorción de la energía solar, haciendo que la temperatura media del suelo tienda a ser más elevada lo que tendería a promover una germinación rápida en las semillas, aspecto positivo en la etapa germinativa de estas. No obstante, puede incidir en la baja liberación de nitrógeno al suelo, en sus fases posteriores al crecimiento.

Abstract: There are peasant practices in the department of Caquetá and testimonies of people in the city of Florence that involve the use of electric batteries as the basis of organic fertilizer for plants. Faced with the hypothesis that electric batteries can contribute to the healthy development of a plant, the objective of the present study was to evaluate the incidence of electric batteries in the physical and chemical properties of a soil sample destined to plant beans. The experiment consisted of a completely randomized design (DCA) with a 1 x 4 factorial arrangement, where factor A corresponds to beans, and factor B corresponds to the variety of electric batteries (generic and alkaline) with three repetitions. In each treatment, it was determined: pH, exchangeable acidity (A.I.), organic carbon (C.O), ashes, color, and conductivity. The study showed that the addition of electric batteries to the soil favors the absorption of solar energy, making the average soil temperature tend to be higher, which would tend to promote rapid germination in the seeds, positive aspect in the germination stage of this. However, it can affect the low release of nitrogen to the soil, in its post-growth phases.

Sensado de Espectro con Matrix Completion IZMA-SD para Redes Radio Cognitiva

Resumen: Debido al crecimiento de las redes inalámbricas, se hace necesario un uso eficiente del espectro, una solución es Radio Cognitivo. En una de las etapas de esta tecnología se realiza el sensado de espectro, es decir determinar en una frecuencia si existen usuarios primarios y en caso de no existir, ocupar el espectro disponible; esto se logra al aplicar técnicas de sensado, cada técnica requiere de recursos hardware y puede identificar diferentes características de una señal. Hoy en día se utilizan altas frecuencias de propagación, es necesario que la etapa de procesamiento realice un muestreo Sub Nyquist, es decir a menos del doble de la máxima frecuencia, una alternativa de solución es utilizar un algoritmo basado en Matrix Completion, denominado por los autores como IZMA-SD. Los resultados muestran que en diferentes señales muestreadas al %75 de Nyquist y bajo diferentes SNR, al aplicar el algoritmo se realiza la reconstrucción de la señal, a la cual se puede aplicar las técnicas de sensado.

Abstract: Due to the growth of wireless networks, efficient use of the spectrum is necessary, a solution is Cognitive Radio. In one of the stages of this technology, spectrum sensing is carried out, that is, determining on a frequency whether there are primary users and, if they do not exist, occupying the available spectrum; this is achieved by applying sensing techniques, each technique requires hardware resources and can identify different characteristics of a signal. Nowadays, high propagation frequencies are used, it is necessary for the processing stage to perform a Sub Nyquist sampling, that is, less than twice the maximum frequency. An alternative solution is to use an algorithm based on Matrix Completion, called by the authors like IZMA-SD. The results show that in different signals sampled at% 75 of Nyquist and under different SNR, when the algorithm is applied, the reconstruction of the signal is performed, to which the sensing techniques can be applied.

Equidad gerencial, como una demanda intangible de mercado: hacia organizaciones sustentables

Resumen: El presente artículo da cuenta de los fundamentos referenciales de cómo el mercado condiciona a las organizaciones para competir con atributos intangibles del producto, mismos que se relacionan con los componentes básicos de la sustentabilidad (social, ambiental y económico). De igual manera fundamenta cómo la equidad gerencial, como una demanda intangible de mercado, propicia cambios organizacionales hacia la sustentabilidad. Estas bases conceptuales no aparecen de manera tácita en las revisiones de literatura, y constituyen una importante estructura conceptual para abordar el análisis de las organizaciones. En la literatura, las investigaciones que tratan el tema de la equidad gerencial, como una demanda intangible de mercado que propicia cambios organizacionales para transitar hacia la sustentabilidad, es limitada, y es crucial mencionar que el proceso de su integración en la gerencia se traduce en garantía de calidad y excelencia empresarial que da respuesta a una demanda intangible de mercado, la cual coadyuva a la conformación de organizaciones sustentables.

Abstract: This article gives an account of the referential foundations of how the market conditions organizations to compete with intangible attributes of the product, which are related to the basic components of sustainability (social, environmental and economic). Likewise, the referential foundations of how equity management, as intangible market demand, propitiates organizational changes towards sustainability are provided. These conceptual bases do not appear tacitly in literature reviews and constitute an important conceptual structure to address the analysis of organizations. In the literature, research that deals with the issue of equity management, as an intangible market demand that encourages organizational changes to move towards sustainability, is limited, and it is crucial to mention that the process of its integration into management translates into guarantee of quality and business excellence that responds to an intangible market demand, which contributes to the creation of sustainable organizations.