Ingeniería

Guía breve de clasificación de artículos en INGENIERÍA

Agile application Development for Mobile Devices. Case Study: Mobile Taximeter

Contexto: La globalizacíon ha afectado todos los sectores productivos y, en particular, la industria del software, lo cual ha requerido el desarrollo de nuevas metodologías que se adapten a las velocidades de los cambios y permitan construir rapidamente productos que satisfagan los requerimientos de los clientes. Por otro lado, la tecnología GPS, la conectividad 4G y la integracíon de redes sociales con las que cuentan la mayoría de telefonos míviles actuales han abierto un campo grande de aplicacíon , en particular en el area del transporte, la movilidad y la denuncia ciudadana, cuyo desarrollo puede ser abordado con exito mediante una metodología ágil. Método: Se utilizo la metodología ágil Scrum para el desarrollo de una aplicacíon mívil sobre el sistema operativo Android y tecnología GPS, que le permite a un usuario de taxi en Bogotá monitorear el recorrido y enviar una denuncia a la red social Twitter en caso de inconformidad. Para el análisis y diseño se utilizaron algunos modelos de UML y se aplicí un intervalo de confianza para validar los resultados. Resultados: Prototipo de un taxímetro mívil desarrollado con una metodología ágil, que satisface características de calidad, extensibilidad y mantenibilidad. Se utilizí una distribucíon t-student para validar la medicíon del prototipo sobre 50 muestras, concluyendo que la diferencia entre la medicíon de un taxímetro real y la del taxímetro mívil es en promedio dos unidades con una desviacíon estándar de 1,39 unidades. Conclusiones: Se muestra que con el desarrollo ágil se pueden combinar herramientas de modelado UML y técnicasde validacíon estadísticas para obtener productos de calidad,que no violan, sino que, por el contrario, reafirman los principios del desarrollo ágil.

Context: Globalization has affected all productive sectors and in particular the software industry,which has required the development of new methodologies to suit the speed of the changes and allow quickly build products that meet the requirements of the customers.On the other hand, the GPS technology, 4G connectivity and integration of social networks that have the most current mobile phones have opened a large field of application, particularly in the areaa of the transport, mobility and citizen complaint, whose developmenr can be successfully addressed through an agile nethodology. Method: Agile methodology Scrum was used for the development of a mobile application on the Android operating system and GPS technology, which allows a Bogota taxi user to monitor the route and send a complaint to the social network Twitter in case of nonconformity. Some UML models were used for analysis and design of the application, and a confidence interval was used to validate the results Results: Prototype of a mobile taximeter developed with an agile methodology that meets quality characteristics, extensibility and maintainability. T-student distribution was used to validate the measurement of the prototype on 50 samples, concluding that the difference between the measurement of a real taximeter and our mobile taximeter is on average 2 units with a standard deviation of 1,39 units.. Conclusions: It is shown that with the agile development can be combined with UML modeling tools and statistical validation techniques for quality products that do not violate, but on the contrary, that reaffirm the agile development principles.

Thermogravimetric Analysis and Kinetic Study on Pyrolysis of Veterinarian Solid Waste

Contexto:Los residuos institucionales de centros hospitalarios se pueden clasificar en residuos procedentes de instituciones de salud para la atencíon humana y para la atencíon de animales, estas últimas comunmente llamadas veterinarias. En general estos residuos son peligrosos, por lo cual su disposicíon final es a traves de la incineracíon . Dado que la mayoría son residuos orgánicos se puede aprovechar su poder energético en procesos de combustíon o pirílisis. Este trabajo se motiví debido a que en la literatura no se encuentran artículos de cinetica de pirílisis de residuos de veterinarias, enfocándose solo en residuos de hospitales de atencíon humana. Método:Se caracterizí y estudií la cinética de pirolisis, por análisis termogravimétrico, de seis principales residuos veterinarios (gasas, hisopos, algodín, jeringas plásticas, pelo, uñas). La caracterizacíon se realiza por análisis inmediato, elemental y análisis termogravimétrico. Se establecen las características de reactividad y de capacidad de pirílisis. El estudio de la cinética de pirílisis se lleví a cabo mediante la determinacíon del triplete cinético por el método isoconversional de Starink. Resultados: Se establecií que el índice de pirílisis aumenta con la velocidad de calentamiento y que la degradacíon térmica depende del tipo de material del residuo. De igual manera se encontrí que la temperatura (ΔTf - Ti) para la descomposicií térmica de los residuos veterinarios es: ΔTuñas > ΔTpelo > ΔThisopo > ΔTgasa > ΔTalgodín > ΔTjeringa , la energí de activacií es Euñas > Epelo > Ejeringa > Ehisopo > Egasa > Ealgodín y el orden de reaccíon es: n pelo > n uñas > n hisopo > n algodín > n gasa > n jeringa. Conclusiones: Estos resultados sugieren la posibilidad de aprovechar los residuos veterinarios para la generacion de energía, proporcionando una alternativa de desarrollo energético sos- tenible a ciudades en continuo crecimiento, desde el punto de vista energético y ambiental.

Context: Institutional waste from clinical centers can be classified as those coming from health institutions dedicated to human attention and those coming from centers for animal veterinary care. The latter are mainly hazardous wastes, hence their disposal requires incineration. Most of such waste is organic, and it is possible, therefore, to take advantage of their energetic power in combustion or pyrolysis processes. This work is motivated because no literature was found on the pyrolysis kinetics veterinary waste, as this kind of studies are mainly focused on hospital waste of human health care. Method: The kinetics of pyrolysis is characterized and studied by means of thermogravimetric analysis of 6 major veterinary waste (gauze, cotton swabs, cotton, nails, hair, plastic syringes). The characterization is performed by proximate and elemental analysis, and thermogravimetric analysis. Reactivity characteristics and pyrolytic capability of wastes are established. The kinetics study on pyrolysis was carried out by determining the kinetic triplet by isoconversional Starink method. Results: It was established that the pyrolysis index increases with the heating rate and that the thermal degradation depends on the material type of the waste. Similarly, it was found that the temperature (ΔTf - Ti) for the thermal decomposition of veterinary waste is: ΔTnails > ΔThair > ΔTcotton swabs > ΔTgauze > ΔTcotton > ΔTplastic syringes ; the activation energy is Enails > Ehair > Eplastic syringes > Ecotton swabs > Egauze > Ecotton , and the reaction order is: n hair > n nails > n cotton swabs > n cotton > n gauze > n plastic syringes. Conclusions: These results suggest the possibility of using veterinary wastes for power generation, providing an alternative for sustainable energy development to cities in continuous growth, from both, energetic and environmental points of view.

Redesign and Automation of a Mold for Manufacturing of Refrigerated Display Cases Using Polyurethane Foam Injection

Contexto:Con el objetivo de mantener la competitividad a lo largo de tiempo, una empresa debe someter continuamente sus procesos a mejoras y actualizaciones. En este caso se proponen mejoras con relacíon a la seguridad en el trabajo y la disminucíon en los tiempos que ocurren durante la operacíon de un molde para la fabricacíon de neveras. Método:Se analizan las condiciones de operacíon del molde y se establecen los factores que afectan el tiempo de proceso y la seguridad del personal operativo. Las debilidades encontradas están relacionadas con el diseño intrínseco del molde, lo cual plantea la necesidad de realizar un rediseño estructural del mismo que además incluya la automatizacíon del mismo. Resultados:Se presenta una nueva forma de operar el molde el cual reduce el riesgo de accidentes laborales al no tener cargas pesadas sobre la cabeza de los operadores. Otro aporte del rediseño es el aumento en la rigidez del sistema el cual contribuye a disminuir los defectos de fabricacíon . Por último, se tiene un diseño de automatizacíon que favorece la disminucíon de los tiempos de fabricacíon . Conclusiones:Se obtienen mejoras significativas en la operacíon del molde, como son la reduccíon de los riesgos laborales y la disminucíon de los tiempos de fabricacíon de las neveras. Dichas mejoras se traducen en beneficios para la empresa, por medio de la reduccíon de costos e incremento de la produccíon . Ambos beneficios ayudan a fortalecer la competitividad de la compañía.

Context:To stay competitive over time, a company must continually submit their processes to improvements and updates. Herein are proposed some improvements with regard to safety at work and the reduction of time that occurs during the operation of a mold for manufacturing refrigerators. Method:Some operating conditions of the mold are analyzed and then some factors affecting the processing time and the safety of operating personnel are established. The weaknesses found are related to the intrinsic design of the mold, which raises the need for a structural redesign that also includes automation. Results:It is presented a new design and way to operate the mold which reduces the risk of accidents at having no heavy loads over operator heads. Another contribution of the redesign is the increase in the system rigidity which helps to reduce manufacturing defects. Finally, it is show a automation design which helps to reduce manufacturing times. Conclusions:Significant improvements were obtained in the operation of the mold, such as the reduction of occupational hazards and reduced manufacturing time of refrigerators. These improvements translate into benefits for the company, by reducing costs and increasing production. Both benefits help strengthen the competitiveness of the company.

3D Semantic Modeling of Indoor Environments based on Point Clouds and Contextual Relationships

Context:We propose a methodology to identify and label the components of a typical indoor environment in order to generate a semantic model of the scene. We are interested in identifying walls, ceilings, floors, doorways with open doors, doorways with closed doors that are recessed into walls, and partially occluded windows Method:The elements to be identified should be flat in case of walls, floors, and ceilings and should have a rectangular shape in case of windows and doorways, which means that the indoor structure is Manhattan. The identification of these structures is determined through the analysis of the contextual relationships among them as parallelism, orthogonality, and position of the structure in the scene. Point clouds were acquired using a RGB-D device (Microsoft Kinect Sensor). Results: The obtained results show a precision of 99.03% and a recall of 95.68%, in a proprietary dataset. Conclusions: A method for 3D semantic labeling of indoor scenes based on contextual relationships among the objects is presented. Contextual rules used for classification and labeling allow a perfect understanding of the process and also an identification of the reasons why there are some errors in labeling. The time response of the algorithm is short and the accuracy attained is satisfactory. Furthermore, the computational requirements are not high.

Contexto: Se propone una metodología para identificar y etiquetar los componentes de la estructura de un ambiente interior típico y así generar un modelo semántico de la escena. Nos interesamos en la identificacíon de: paredes, techos, suelos, puertas abiertas, puertas cerradas que forman un pequeño hueco con la pared y ventanas parcialmente ocultas. Método: Los elementos a ser identificados deben ser planos en el caso de paredes, pisos y techos y deben tener una forma rectangular en el caso de puertas y ventanas, lo que significa que la estructura del ambiente interior es Manhattan. La identificacíon de estas estructuras se determina mediante el análisis de las relaciones contextuales entre ellos, paralelismo, ortogonalidad y posicíon de la estructura en la escena. Las nubes de puntos de las escenas fueron adquiridas con un dispositivo RGB-D (Sensor Kinect de Microsoft). Resultados: Los resultados obtenidos muestran una precision de 99.03% y una sensibilidad de 95.68%, usando una base de datos propia. Conclusiones: Se presenta un método para el etiquetado semántico 3D de escenas en interiores basado en relaciones contextuales entre los objetos. Las reglas contextuales usadas para clasificacíon y etiquetado permiten un buen entendimiento del proceso y, también, una identificacíon de las razones por las que se presentan algunos errores en el etiquetado. El tiempo de respuesta del algoritmo es corto y la exactitud alcanzada es satisfactoria. Además, los requerimientos computacionales no son altos.

Analysis and Simulation of Vortex Behavior for Self-propelled Particle Model

Contexto: En este documento se realizan varios análisis a un modelo de partículas autopropulsadas; dicho modelo permite describir el comportamiento de grupos de individuos. Se caracteriza por presentar movimientos lineales y circulares lo cuales son empleados para la búsqueda de alimento, así como también para evadir obstáculos y depredadores. Método: Se realizó en primer lugar el cálculo de puntos de equilibrio, posteriormente se observa la conservación de energía y momento angular, finalmente se realiza la estimación del radio de giro de las partículas cuando estas realizan movimientos circulares. Las simulaciones se realizan considerando los análisis de tal forma que se pueden observar las características mas relevantes. Resultados: De los análisis realizados se aprecia que el componente de interacción entre partículas actua como una fuerza centrípeta dirigida al centro de rotación del enjambre, de tal forma que las partículas pueden describir una trayectoria circular a una velocidad constante. Conclusiones: Mediante los análisis realizados se identificaron varias características importantes del modelo estudiado, las cuales son presentadas de forma cualitativa con simulaciones. Principalmente se pudo observar la capacidad del modelo para describir movimientos lineales y circulares dependiendo de la configuración de sus parámetros.

Context: In this paper several analyzes are performed to a self-propelled swarm model; this model permits to describe the swarm behavior. It is characterized by having both, linear and circular movements which are utilized to search nourishment as well as to evade obstacles and predators. Method: In regard of the analyzes performed, it is first calculated the equilibrium points, then the conservation of energy and angular momentum is observed. Finally, it is performed an estimate of the rotation radius when the particles made circular motions. The simulations were made considering the analyzes in order to observe the most important characteristics of the studied model. Results: From the analyzes, it is seen that the interaction among particles acts as a centripetal force directed to the rotation center of the swarm, such that the particles can describe a circular trajectory at a constant speed. Conclusions: Through the analysis some important features of the model were identified, these features were presented via simulations. It was mainly observed the capacity of the model to describe linear and circular movements depending on parameters configuration.

Hauddsorf Metric in the Fuzzy Environment

Contexto: De manera intuitiva, se ha establecido el concepto de conjunto como una colección distinta de elementos, esto es, un conjunto se determina vía la relación de pertenencia de un elemento de un universo al conjunto. La situación, por supuesto, es si pertenece o no pertenece; en un subconjunto difuso a cada elemento del universo se le asocia con un grado de pertenencia, que es un número entre 0 y 1. Los subconjuntos difusos se establecen como una correspondencia entre cada elemento del universo y un grado de pertenencia. Método: El estudio fue basado en trabajos anteriores como artículos o libros, en donde autores exponen ideas sobre la importancia de los subconjuntos difusos y la necesidad de crear con ellos nuevas teorías y espacios. Resultados: Al combinar dos teorías, se genera un nuevo ambiente de estudio que permite afirmar que la distancia de Hausdorff corresponde, extiende y ajusta la noción de distancia entre subconjuntos no vacíos compactos en el ambiente de los espacios métricos, mas exactamente en . Conclusiones: La construcción realizada permite obtener un espacio métrico con varias cualidades, en donde se puede afirmar que son consequencia del objeto de estudio inicial.

Context: Intuitively, the concept the set has been established as a collection of different elements, that is, a set is determined via the relationship of membership of an element of a universe as a whole. The situation, of course, is whether or does not belong; in a diffuse to each element subset of the universe it is associated with a degree of membership, which is a number between 0 and 1. The fuzzy subsets are established as a correspondence between each element of the universe and a degree of membership. Method: The study was based on previous work as articles or books, where authors present ideas about the importance of fuzzy subsets and the need to create with them new theories and spaces. Results: By combining two theories, a new study environment that allows state that corresponds Hausdorff distance, extends and adjusts the notion of distance between nonempty compact subsets in the environment of metrics spaces, more accurately generated in . Conclusions: The construction carried out allows a metric space with several qualities, where we can say that are the object consequence initial study.

Understanding of Business Organizations and their Environment as Systems of Increasing Complexity: Features and Implications

Contexto: La complejidad creciente de las organizaciones empresariales, y del entorno en el que actúan, ha llevado a que la corriente de pensamiento dominante para la comprensíon de las organizaciones se torne insuficiente para dar respuesta a las condiciones cambiantes, y a la vez genere lentitud, inflexibilidad y fragilidad en la toma de decisiones, así como externalidades negativas tanto en el medio ambiente como en la sociedad. Una corriente alternativa con fundamento en las ciencias de la complejidad plantea que la adaptacíon vía auto-organizacíon puede resolver este tipo de dificultades. Método: En el documento se revisan las características de los sistemas de complejidad creciente y se identifican los elementos que explican su capacidad de auto-organizacíon . A partir de esta revisíon se plantean las implicaciones de comprender a las organizaciones como sistemas de complejidad creciente, las cuales se articulan con recientes investigaciones que en ingeniería organizacional y gestíon buscan incrementar la capacidad de adaptacíon del sistema. Resultados: Se desarrolla una apreciacíon sobre las implicaciones en la ingeniería organizacional de diseñar organizaciones empresariales con mayor capacidad para auto-organizarse y de manera amplia de aprovechar la complejidad creciente del entorno. Conclusiones: La comprensíon de las organizaciones empresariales como sistemas de complejidad creciente ofrece una perspectiva notoriamente distinta al paradigma tradicional el cual se han caracterizado por el enfoque reduccionista. A la fecha la investigacíon al respecto se encuentra en etapas tempranas y no existen modelos o evidencias empíricas que permitan corroborar de manera amplia y completa la fuerza de tales ideas. Sin embargo, los altos niveles de agilidad, flexibilidad y robustez que exhiben los sistemas auto-organizados permiten proyectar importantes campos de investigacíon alrededor del diseno de estructuras organizacionales flexibles, formas de gobernanza, toma decisiones en ausencia de controlador central, etc.

Context: As a consequence of the increasing complexity of both, business organizations and the environment in which they operate, the current dominant trend of thought for understanding organizations is becoming insufficient to respond to changing conditions, and simultaneously generate slowness, inflexibility, and fragility in decision-making, as well as negative externalities both in the environment and in society. An alternative trend of thought with foundation in the sciences of complexity suggests that adaptation via self-organization can solve such difficulties. Method: In the document the characteristics of the systems of increasing complexity are reviewed and elements that explain their capacity for self-organization are identified. On the basis of such review, the implications of understanding organisations as systems of increasing complexity are analyzed and articulated with recent research in organizational engineering and management that seek to increase the adaptability of the system Results: A reflection is made regarding the implications for organizational engineering about designing business organizations, with increased ability to self-organize and more broadly to benefit from the growing complexity of the environment. Conclusions: Understanding business organizations as systems of increasing complexity offers a perspective notoriously different to the traditional paradigm which have been characterized by the reductionist approach. To this day the research on this is in its early stages, and there are no models and/or empirical evidence to corroborate broadly and completely the strength of these ideas. However, high levels of agility, flexibility and robustness that exhibit self-organized systems suggest considering interesting research questions regarding the design of flexible organizational structures, forms of governance, decisions-making in the absence of central control systems etc.

Symmetric Encryption Model Based on Chaotic Attractors

Contexto: El aumento en la capacidad de procesamiento de las máquinas y los desarrollos en los algoritmos de búsqueda combinatoria disminuyen el tiempo necesario para descifrar fraudulentamente la informacíon ; por esta razín se plantea la necesidad de generar nuevas formas de codificar la informacíon para su transmisíon segura. Método: En este artículo se presenta un modelo de encriptacíon simétrico extensible para comunicaciones digitales, aprovechando el caos generado por sistemas dinámicos no lineales. Resultados: El modelo desarrollado demostrí estar en la capacidad de encriptar mensajes en tiempos de sincronizacíon , encriptacíon y desencriptacíon inferiores a 1 ms con una entropía superior a 6 usando el atractor de Rössler para su implementacíon . Conclusiones: El algoritmo se presenta como una alternativa a los algoritmos tradicionales de combinatoria demostrando una mayor eficiencia en la gestíon de recursos computacionales y plantea las bases para su continuar con su estudio en la comunidad académica interesada, debido a la variedad de los sistemas dinámicos no lineales.

Abstract Context: The increase in the processing capacity of machines and developments in combinatorial search algorithms reduces the time required to decipher the information fraudulently. Bear in mind this, there is a need to generate new ways of encoding information for secure transmission. Method: In this paper a symmetrical and extensible model for digital communications encryption is presented, taking advantage of the chaos generated by nonlinear dynamic systems. Results: The developed model proved to encrypt messages in time synchronization, encryption and decryption less than 1 ms with an entropy higher than 6 using the Rössler attractor for its implementation. Conclusions: The algorithm is presented as an alternative to traditional algorithms demonstrating greater efficiency in the management of computing resources and raises the groundwork for continuing their study on the interested academic community due to the variety of dynamical systems nonlinear.

Integrated Modeling of Complex Socio-ecological Systems: Case Study of the Mojana ecoregion

Contexto: Se ha observado que la modelacíon de sistemas socio-ecolígicos complejos a partir de simulaciones basadas en agentes, tienen la ventaja de integrar diferentes procesos, escalas, variables y la posibilidad de generar escenarios con actores en el marco de procesos de modelacion participativa. Método: Se diseña una herramienta computacional para la planificacíon y apoyo a los procesos de toma de decision relacionados con la gestíon de los recursos hídricos, específicamente para el caso de las inundaciones en la ecorregíon de la Mojana (Colombia). Son desarrollados talleres de participacíon social relacionados con creencias, valores, redes sociales y resiliencia. Resultados: El modelo tiene dos componentes: el primero representa la hidrodinámica de las inundaciones por medio de la plataforma numérica ISIS 2D; el segundo, en relacíon con los aspectos sociales de la regíon , se maneja a través de modelado de sistemas de agentes. Ambos sistemas están integrados en la plataforma NetLogo. Conclusiones: La modelacíon integrada de sistemas socio-ecolígicos complejos permite visualizar el comportamiento de la poblacíon y los recursos naturales en un territorio, contribuyendo al diseño de políticas y los procesos educativos con la participacíon de diferentes disciplinas y actores. Trabajos futuros, pueden enfocarse en la modelacíon regional y el análisis del impacto producido por el uso de estas herramientas.

Context: It was observed that the modeling of complex socio-ecological systems based on AgentBased Simulations has the advantage of allowing the integration of different processes, scales, variables and the possibility to generate scenarios with actors in the context of the modeling with stakeholders. Method: A computational tool for planning and support of decision-making processes related with water resources management, specifi- cally in the case of floods in the Mojana ecoregion (Colombia) is designed along with social participation workshops related with beliefs, values, social networks and resilience. Results: The model has two components: the first one represents the hydrodynamic of flooding by means of the numerical platform ISIS 2D. The second one, regarding the social aspects of the region, is handled via agent systems modeling. Both schemes are integrated into the NetLogo platform. Conclusions: The integrated modeling of complex socio-ecological systems allow us to visualize the behavior of the population and the natural resources in a territory, contributing to the design of policies and educational processes involving different disciplines and actors. Future work will focus on regional modeling and the analysis of the impact produced by the use of these tools.

Transformation of non-Complexity to Complexity

Contexto: Este artículo aborda un problema nuevo y difícil: la manera como un fenímeno o sistema simple o lineal puede ser transformado gracias a la geometría de fractales en un sistema o fenímeno complejo. En este sentido, el contexto es el de las ciencias de la complejidad. El problema es altamente significativo, pues de manera general siempre se ha dicho que la complejidad trata, entre otros, con comportamientos no-lineales. Método: El método es eminentemente teírico. En la bibliografía especializada el problema nunca se ha trabajado, y si sí, como un sistema simple o complicado puede ser cambiado en uno complejo o no-lineal. Resultados: Los resultados indican que es posible abordar el problema y resolverlo satisfactoriamente, atendiendo a los mas destacados antecedentes en la materia. Se presentan varios argumentos que remiten entre otros a G. Julia y Mandelbrot. Conclusiones: La conclusíon es que la geometría de fractales suministra bases suficientes para estudiar la transformacion estudiada. Así, la importancia teorica y práctica del problema considerado puede extenderse a numerosos campos; aquí se explora y se muestra, por primera vez, como dicha transformacion es posible.

Context: This paper deals with a new and most difficult problem, namely the way in which a simple or linear system or phenomenon can be transformed into a complex or non-linear phenomenon or system thanks to the fractals geometry. In this sense, the framework is set out by the sciences of complexity. Such a problem is extremely important, for in general it has been said that complex science deals, among others, with non-linear behaviors. As a conclusion, the geometry of fractals provides bases solid enough to study the transformation herewith considered. The theoretical and practical meaning of the problem raised here can be extended to numerous fields. Here such a transformation is explored and shown for the first time. Method: The method here is theoretical. However, in the specialized bibliography the problem considered here has never been worked out, namely: whether, and if so how a simple or complicated system can be changed into a complex or non-linear one. Results: Working on the basis of fractal geometry the transformation from linear systems into nonlinear is possible. Various arguments are shown that support an idea that sends back to G. Julia and Mandelbrot. Conclusions: As a conclusion, the geometry of fractals provides bases solid enough to study the transformation herewith considered. The theoretical and practical meaning of the problem raised here can be extended to numerous fields. Here such a transformation is ex- plored and shown for the first time.