Scielo RSS <![CDATA[Ingeniare. Revista chilena de ingeniería]]> http://www.scielo.cl/rss.php?pid=0718-330520140002&lang=pt vol. 22 num. 2 lang. pt <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.cl/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.cl <![CDATA[<b>Challenges and roles for higher education</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052014000200001&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt <![CDATA[<b>Wireless smart environment in Ambient Assisted Living for people that suffer from cognitive disabilities</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052014000200002&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt El desarrollo actual, en comunicaciones inalámbricas y en tecnología de la información, ha abierto la posibilidad de crear soluciones innovadoras que pueden contribuir a mejorar la calidad de vida de personas con algún grado de discapacidad física o cognitiva. Este artículo presenta el desarrollo de una innovadora solución de asistencia móvil basada en biosensores, tales como electroencefalogramas (EEG), medidores de frecuencia cardiaca (HR) y de la conductancia de la piel (SC), que ayuda a personas que sufren de discapacidad cognitiva a lograr equilibrio y expresar sus emociones o estados de ánimo. Mediante el monitoreo de estos estados se puede mejorar su comunicación con otras personas, la ejecución de tareas y también los patrones de sueño.<hr/>The development in wireless communication and information technologies has led to the possibility of creating innovative solutions that can contribute to the improvement in life quality for people with some impairment, physical or cognitive. This article presents the development of an innovative mobile assistive solution based on biosensors, such as electroencephalogram (EEG), heart rate (HR) and skin conductance (SC). This solution could help people that suffer from cognitive disabilities to balance, express and monitor their emotions and/or mental states, improving communication, task performance and sleep patterns. <![CDATA[<i>Ubiquitous health monitoring in real-time with WBSN</i>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052014000200003&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Este documento presenta un diseño integrado de vigilancia ubicua de salud en tiempo real utilizando WBSN (Redes de Sensores Corporales Inalámbricos) y las nuevas tecnologías como M2M y computación en la nube. Considera un servidor médico inteligente ubicado en la nube y un dispositivo móvil inteligente que actúa como router y coordinador o concentrador virtual en el lado cliente-paciente. Esta solución ha sido diseñada para pacientes que no pueden tolerar interrupciones en su seguimiento médico, para los cuales un sistema de monitoreo en tiempo real contribuye a mantener sus vidas.<hr/>This paper introduces an integrated design for real-time health pervasive monitoring using WBSN (Wireless Body Sensor Networks) and new technologies like M2M and cloud computing. It considers an intelligent medical server in the cloud and an intelligent mobile device acting as router and coordinator or virtual hub at the patient's site. This solution has been designed for patients who cannot tolerate interruption in their health care monitoring and for whom monitoring in real time helps to support their lives. <![CDATA[<b>Transmission expansion planning considering multiple generation scenarios and demand uncertainty</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052014000200004&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt El presente artículo presenta una metodología para resolver el problema del Planeamiento de la Expansión de la Transmisión (PET) cuando se consideran Múltiples Escenarios de Generación (MEG) e incertidumbre en la demanda. Los MEG conllevan a múltiples patrones de flujo de potencia, como resultado del ambiente competitivo existente en los sistemas eléctricos. Por lo tanto, en este trabajo, los diferentes patrones de flujo son tomados en cuenta para evitar congestión futura en la red de transmisión y así evitar futuros cortes de carga. La solución de este problema es obtenida mediante el uso del algoritmo genético especializado de Chu-Beasley, que incluye una nueva estrategia de programación no lineal para la población inicial, usando el método de punto interior. También se incluye una etapa de diversificación que esparce las soluciones en el espacio de búsqueda para aumentar la capacidad de convergencia. A su vez, se tiene en cuenta la incertidumbre de la generación y la demanda mediante su inclusión en el modelo matemático, permitiendo variaciones en un rango determinado. Esta formulación está asociada con disminuciones importantes en los costos de los planes de expansión, cuando se comparan con los modelos tradicionales de generación y demanda fija. Con esta metodología se encuentran planes de expansión para el sistema de Garver de 6 barras y el sistema IEEE de 24 barras, obteniendo un corte de carga nulo bajo cualquier escenario de generación futuro.<hr/>This paper shows a methodology for solving the Transmission Expansion Planning Problem (TEPP) when Multiple Generation Scenarios (MGS) and demand uncertainty are considered. MGS lead to multiple power flow patterns, as a result of the competitive environment in power systems. In this work, the different flow patterns are taken into account, in order to avoid future congestion of the transmission network and thus avoiding future load shedding. The solution to this problem is obtained by a specialized Chu-Beasley Genetic Algorithm (CBGA) which includes a new initialization strategy using non-linear interior point. A diversification stage is also included to spread the solutions in the search space and increase convergence capability. Generation and demand uncertainty are also considered in the mathematical model by allowing variations within a given range. This formulation allows for an important decrease in the cost of the expansion plans when compared to the traditional models with fixed generation and demand. Expansion plans for the 6-bus Garver system and the IEEE-24 bus system are found with this methodology, obtaining zero load shedding under any future generation scenario. <![CDATA[<b>Production and characterization of niobium carbide coatings produced on tool steels by thermoreactive deposition/diffusion</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052014000200005&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt En este trabajo se depositaron recubrimientos de carburo de niobio sobre aceros AISI M2, H13 y D2, utilizando la técnica de deposición por difusión termorreactiva. Los carburos se obtuvieron usando baños de sales compuestos por bórax fundido, ferroniobio, ferrovanadio y aluminio a una temperatura de 1.020 °C durante 4 horas. La presencia de los recubrimientos fue observada por microscopia electrónica de barrido. Las fases fueron determinadas usando difracción de rayos X, y se utilizó microdureza para determinar la dureza. El comportamiento electroquímico fue estudiado mediante curvas de polarización potenciodinámica para determinar la densidad de corriente de corrosión, y espectroscopia de impedancia electroquímica para determinar la resistencia a la polarización. Los resultados fueron comparados con las propiedades del sustrato sin recubrimiento y en general se observó mayor dureza y mejor resistencia a la corrosión en los recubrimientos producidos.<hr/>In this work, niobium carbide coatings were deposited on AISIM2, H13, and D2 tool steels by thermoreactive deposition/diffusion. The carbides were obtained using salt baths composed of molten borax, aluminum, and ferroniobium at a temperature of 1020 °C for 4 hours. The coatings were observed via scanning electron microscopy. The phases were determined using X-ray diffraction, and Vickers indentation was used to determine the hardness. The electrochemical behavior was studied via potentiodynamic polarization curves to determine the rate of corrosion and electrochemical impedance spectroscopy was used to determine the resistance to polarization. The results were compared with the properties of the substrate without a coating, and in general, greater hardness and better corrosion resistance were observed with the coatings. <![CDATA[<b>Chord profile influence on the fatigue failure of a t-butt weld joint</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052014000200006&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Este artículo presenta un modelo de propagación de grieta por fatiga, para una unión soldada tipo T, realizada en placas de igual espesor. Se obtuvo la expresión para el factor de intensidad de tensiones adimensional, en función del tamaño de la grieta, para tres perfiles de cordón: recto, convexo y cóncavo. Se evidenció una razón de propagación de la grieta más pequeña para el cordón de perfil cóncavo cuando se compara con los cordones de perfiles recto y convexo. Por último, se realizó la validación del modelo de propagación mediante experimentos de fatiga en probetas no estándar, que emularon al modelo teórico, obteniéndose una correspondencia estadísticamente adecuada. Los resultados de vida de fatiga teóricos, para cada tipo de perfil de cordón, quedaron contenidos dentro del intervalo de confianza experimental [13280-21650] ciclos para 95% de confiabilidad.<hr/>ABSTRACT This paper shows a mathematical model assessment for fatigue crack propagation in a T-butt weld joint same thickness sheet. The assessment reached a closed-form solution for the dimensionless stress intensity factor expression, depending on crack size, for three types of weld chord profiles: straight, convex, and concave. It is established that crack growth rate for concave chord profile is lower than for the other two chord profiles. Finally, fatigue test in non-standard specimens were carried out to validate theoretical models. Fatigue life for all three weld chord profiles are within the experimental confidence interval [13280-21650] cycles for 95% probability. <![CDATA[<strong><i>A development of census and survey integrated database using elements of business intelligence and SIG</i></strong>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052014000200007&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt En este trabajo se plantea el desarrollo de una solución de Inteligencia de Negocios y Sistemas de Información Geográfica (SIG) para gestionar integradamente los datos generados por el Censo Nacional de personas, hogares y viviendas y la Encuesta de Clasificación Económica y Social (CASEN) como una alternativa a los métodos actuales de estimación en área pequeña (SAE) utilizados para obtener indicadores desagregados de bienestar y que estiman, por ejemplo, el ingreso a partir de los atributos del hogar, ignorando la ubicación geográfica de las observaciones de la encuesta. En este trabajo proponemos un cambio en la lógica tradicional implícita de estos métodos, al estimar el ingreso medio en áreas pequeñas georreferenciando las observaciones de la encuesta mediante el método de emparejamiento conocido como Matching Estimator y luego extrapolando los datos con la técnica de predicción del Kriging. La propuesta plantea el uso de una base de datos integrada de ambas fuentes mediante tecnología ETL (Extract, Transform and Load), permitiendo obtener datos de la encuesta en niveles de desagregación que esta no provee originalmente y que le son transferidos por el emparejamiento con los datos del Censo. Utilizando los códigos de localización espacial incorporados a un SIG, se añaden herramientas de visualización cartográfica que facilitan la observación y análisis de las relaciones espaciales entre las unidades geográficas, así como la observación y análisis de las particularidades en áreas pequeñas. Como aplicación, se describe la desagregación espacial del ingreso per capita de los hogares en las Regiones XIII, VI y VII de Chile.<hr/>In this paper, we propose a solution development of Business Intelligence and Geographic Information Systems (SIG) to an integrated management of information generated from Census of population, households and dwellings, and the Survey of Economic and Social Classification (CASEN). This, as an alternative to current methods in small area estimation (SAE) that are used to obtain disaggregated welfare indicators and estimate, for example, the income from the household attributes, ignoring the geographical location of the observations in the Survey. In this paper, we propose a change in the traditional implicit logic in these methods, to estimate the average income in small areas, georeferencing the survey observations using the matching method known as Matching Estimator and then extrapolating data using the Kriging prediction technique. The proposal suggests the use of an integrated database of both sources allowing to obtain data from the survey of economic characterization at levels of disaggregation not originally provided and are transferred by pairing with census data. Using spatial location codes incorporated into a SIG, cartographic visualization tools are added, which facilitates the observation and analysis of spatial relationships among geographic units, as well as observation and analysis of particularities in small areas. As an application, we describe the per capita spatial disaggregation income of households in Regions XIII, VI and VII of Chile. <![CDATA[<b>Design method for a Historical Data Warehouse, explicit valid time in multidimensional models</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052014000200008&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Presentamos una nueva estructura de almacenamiento que denominamos DW Histórico y que contiene, explícitamente, el tiempo válido. Nuestra propuesta combina, en un modelo integrado, una Base de Datos Histórica y un DW. El objetivo del modelo propuesto es resolver las limitaciones temporales de las estructuras multidimensionales tradicionales. Aunque el DW Temporal considera, además de la dimensión temporal, otros aspectos vinculados con el tiempo, este modelo solo contempla los cambios que se producen en las dimensiones y jerarquías. Por consiguiente, en virtud de contemplar la necesidad de registrar valores que permitan evaluar tendencias, variaciones, máximos y mínimos, un problema a resolver es cómo registrar, en el diseño de la estructura multidimensional, la variación temporal de los valores de entidades, atributos e interrelaciones, ya que, si bien sabemos que los datos necesarios están almacenados, los mecanismos de búsqueda temporal serían complejos. El diseño del DW Histórico está enmarcado en el enfoque del Desarrollo de Software Dirigido por Modelos, una estrategia que permite, mediante sucesivas transformaciones automáticas, obtener una implementación del modelo multidimensional en un Sistema Administrador de Base de Datos Relacionales (SABDR).<hr/>We present a new storage structure that contains the explicit valid time called Historical DW. This proposal combines a Historical Data Base and a DW in one integrated model. The objective of this model is to solve the temporal limitations of the traditional multidimensional structures. Although the Temporal DW considers, besides the temporal dimension, other aspects related to time, this model only takes into account the changes that occur in the DW schema, both in dimensions and in hierarchies. Therefore, considering the need for registering values that allow to evaluate trends, variations, maximum and minimum values, a problem to be solved is how to shape the values of entities, attributes or relationships that may vary in time, in the design of the structure. The fact that the needed data was stored is already known, but the temporal search mechanisms would be complex. The Historical DW design is framed in the MDD approach, a strategy that allows, through successive automatic transformations, to obtain one of the implementations of the model in a Relational Data Base Management System (RDBMS). <![CDATA[<i>Transforming requirements represented by pre-conceptual schemas into interaction models of holonic systems</i>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052014000200009&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Los sistemas holónicos de manufactura buscan mejorar la productividad de las organizaciones y dilucidar sus requisitos por medio de la planificación de estrategias para alcanzar sus objetivos de producción. Algunos diseños arquitectónicos se proponen para determinar el comportamiento y estructura de un holón. Diferentes autores analizan el desarrollo de estos sistemas y su posible implantación en las organizaciones, como lo plantea la metodología ANEMONA. Sin embargo, la educción de requisitos para sistemas holónicos es un proceso largo, con debilidades en la representación e identificación de holones. Por su parte, los esquemas preconceptuales (EP) son herramientas útiles para la educción de requisitos, pues son fácilmente comprensibles y tratables computacionalmente. En este artículo se propone la representación de requisitos para sistemas holónicos mediante EP y la formulación de reglas de conversión para la generación de modelos de interacción basados en ANEMONA desde EP. Este enfoque mejora el análisis de sistemas holónicos en un dominio particular porque se obtiene una identificación rápida de posibles holones, se logra entender fácilmente las interacciones de todos los actores en un proceso específico y se elimina la ambigüedad en una descripción de procesos mediante el uso de EP. Un caso de estudio demuestra las ventajas de la representación en EP y de la aplicación de las reglas de transformación.<hr/>Holonic manufacturing systems search for improvement of the organizational productivity and elucidation of the requirements by means of strategy planning in order to reach production goals. Some architectural designs have been proposed to determine the behavior and structure of a holon. Various authors examine the development of these systems and the appropriate implementation in organizations, as suggested by the ANEMONA methodology. However, the requirements elicitation for holonic systems is a long process, whose drawbacks are found on representing and identifying holons. Pre-conceptual schemas (PS) are useful requirement elicitation tools, because they have computational tractability and they can be easily understood. In this paper we propose the representation of requirements for holons systems in PS and the formulation of conversion rules for generating the ANEMONA-based interaction model from EP. This approach is intended to improve the analysis of holonic systems in a particular domain, providing a fast identification of possible holons and making the interactions among actors easily understood in a specific process and ambiguity is suppressed from the process description by using PS. The advantages of the PS-based representation and the use of transformation rules by using a case study are shown. <![CDATA[<i>Formal specification in context</i>: <i>current and future</i>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052014000200010&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt La especificación formal es un área de investigación activa en la ingeniería de software de este siglo, en la que se aplica en diversas configuraciones y técnicas, y aunque su uso industrial todavía es limitado, la comunidad científica tiene actualmente una comprensión diferente acerca de su utilidad y necesidad. Hasta el momento el trabajo de los investigadores se focaliza en la especificación escrita durante el diseño del modelo funcional preliminar, por lo que se centra principalmente en evaluar las herramientas relacionadas. En este trabajo se realiza una revisión a la literatura, se hace un recorrido por la esencia, la función, el uso y los inconvenientes de las técnicas de especificación formal y se analizan algunos criterios de valoración y de evaluación a sus debilidades. Los resultados se convierten en la base para formular trabajos futuros, con el objetivo de buscar que la especificación formal se afiance como actividad básica de investigación.<hr/>Formal specification is an active research field in software engineering of this century, where different configurations and techniques are employed and although their industrial use is still limited, the scientific community currently has a different understanding about its usefulness and necessity. Until present time, researchers' work focuses on the specification written during the design of the preliminary functional model, for this reason it mainly focuses on evaluating the related tools. In this paper, a literature review is performed, covering the essence, function, use and disadvantages of formal specification techniques and some assessment and evaluation criteria are analyzed regarding their weaknesses. The results become the basis for future work formulation, aimed to the strengthening of formal specification as a core research activity. <![CDATA[<i>Discrete event simulation of the commodities' supply chain exportation</i>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052014000200011&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt El presente trabajo utiliza la técnica de simulación de eventos discretos como metodología de apoyo a la decisión en un problema complejo con múltiples variables; el objetivo es modelar las operaciones logísticas involucradas en la exportación marítima de commodities en las presentaciones de carga suelta y granel desde doce empresas productoras hasta el puerto marítimo. La simulación permite analizar la sensibilidad de los principales parámetros y variables del sistema, con el fin de definir diferentes modelos de planeación de despachos. Los escenarios muestran que es posible obtener una reducción de los inventarios y de los costos de mantenimiento, así como también mejorar los indicadores de servicio y como consecuencia aumentar la tasa de utilización de los recursos.<hr/>This paper uses the technique of discrete event simulation as methodology for decision support in a complex problem with multiple variables; the objective is to model the logistics operations involved in the maritime exportation of commodities in the presentations of bulk and bags from twelve producers until the seaport. The simulation allows analyzing the sensitivity of the key parameters and system variables in order to define different models of planning offices. Results showed that it is possible to reduce the inventory and maintenance costs, as well as improving the service performance indicators and consequently increasing the resources utilization rate. <![CDATA[<strong><i>Lean Six Sigma in small and medium enterprises</i></strong>: <strong><i>a methodological approach</i></strong>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052014000200012&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Six Sigma y Manufactura Esbelta son enfoques de mejora de la calidad y productividad que han sido implementados con gran éxito en grandes empresas a nivel mundial, en el ámbito de la manufactura y los servicios. Pero en la actualidad investigadores y expertos en el tema han encontrado hallazgos que evidencian dificultades en la implementation de este tipo de enfoques en pequeñas y medianas empresas (PYMES). Por esta razón, el presente artículo propone una metodología para la implementation de un enfoque integrado, comúnmente llamado Lean Six Sigma (LSS), el que se adapta a las necesidades y características de las PYMES. La metodología está compuesta de cuatro fases: donde la primera establece los factores claves en los cuales las PYMES deben prepararse para implementar LSS; en segundo lugar se plantea la identificación de focos de mejora y definición de un portafolio de proyectos; en tercer lugar, la ejecución de los proyectos priorizados; y por último, la evaluación de los resultados obtenidos. La metodología fue validada en una PYME dedicada a la fabricación de muebles de madera, donde la ejecución de los dos primeros proyectos LSS generaron importantes ahorros en costos de mala calidad, disminuciones en las devoluciones de productos, además de lograrse la implementación de buenas prácticas en la gestión de los procesos.<hr/>Six Sigma and Lean Manufacturing are quality improvement and productivity approaches which have been implemented with great success in large global companies in the field of manufacturing and services. But now researchers and experts in the field have found that small and medium enterprises (SMEs) have difficulties in implementing such approaches. For this reason, this paper aims to develop a methodology for the implementation of an integrated approach, commonly called Lean Six Sigma (LSS), which is adapted to the needs and characteristics of SMEs. The methodology consists of four phases: the first phase establishes the key factors in which SMEs must be prepared to implement LSS, secondly the identification of improvement areas and definition of a project portfolio is set; as third phase, prioritized projects are executed, and finally, the results are evaluated. The methodology was validated in a SME dedicated to the manufacture of wooden furniture, where the execution of the first two LSS projects provided important savings in poor quality costs, reduction of product returns in addition to achieving the implementation of best practices in the process management. <![CDATA[<strong><i>Characterization of the product systems under customization, variability and differentiation</i></strong>: <strong><i>A study with experts</i></strong>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052014000200013&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Desde una perspectiva sistêmica, en este estudio se exploran las condiciones impuestas al diseño de sistemas de productos en contextos fundamentados en la variabilidad, la diferenciación y la personalización. Se realiza un estudio piloto para la construcción del instrumento de recolección de datos primarios. Se aplica una encuesta a 57 expertos en el área del diseño, para establecer las condiciones que deben cumplir los sistemas de productos en estos mercados. Con la aplicación de un análisis factorial exploratorio se reducen las variables del análisis; se identifican los componentes, las relaciones y las variables de diseño. Se obtienen tres componentes denominados: Capacidades, Atributos y Representación, los cuales delimitan las variables de diseño y caracterizan a los sistemas de productos. Se contrastan los hallazgos con la literatura. El artículo concluye con una discusión de las implicaciones para el diseño de sistemas de productos y las futuras investigaciones.<hr/>From a systemic perspective, this study explores the conditions imposed on the design of systems of products in contexts grounded in variability, differentiation and customization. A pilot study for the construction of the instrument of primary data collection was performed. A survey on 57 design experts, to establish the conditions to be met by systems of products in these markets was applied. Through an exploratory factor analysis the number of variables was reduced, the components, relationships and the design variables were indentified. Three components are obtained: Abilities, Attributes and Representation; these factors demarcate the design variables and establish the character of the systems of products. Findings are contrasted with literature. The article concludes with the discussion of implications for the design of systems of products and future researches. <![CDATA[<i>Application of the Method of Musical Composition to the teaching and learning units assignment problem</i>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052014000200014&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt El problema de horarios en instituciones educativas tiene una complejidad computacional que dificulta la obtención de respuestas mediante el uso de métodos exactos, por lo que se han empleado técnicas heurísticas que generan soluciones factibles en tiempos de cómputo aceptables. En este trabajo se presenta el problema de acomodar unidades de enseñanza y aprendizaje en el menor número de trimestres, al tiempo que se satisfacen los criterios establecidos para que los estudiantes puedan cursarlas. La solución de este problema se obtiene mediante la implementación de una heurística poblacional, el Método de Composición Musical. Los resultados obtenidos cumplen con los requerimientos establecidos y actualmente están siendo valorados por las autoridades educativas.<hr/>Scheduling problems in educational institutions have a computational complexity that makes it difficult to obtain optimal solutions using exact methods. Thus, heuristic techniques have been used to generate feasible solutions in acceptable computation times. In this paper, we solve the problem of assigning teaching and learning units in the least number of quarters using a population heuristic, Method of Musical Composition. The generated solutions satisfy the requirements and show higher quality than manual-built schedules, so that they are currently being evaluated by the educational authorities.