Simulación de procesos químicos (curso 2011-2012)

Apuntes en formato html que incluyen los siguientes temas de la parte de simulación en la asignatura «simulación y optimización de procesos químicos» TEMA 1. Introducción 1.1 Introducción. 1.2 Desarrollo histórico de la simulación de procesos. Relación entre simulación optimización y síntesis de procesos. 1.3 Tipos de simuladores: Modular secuencial. Modular simultáneo. Basada en ecuaciones. TEMA 2. Simulación Modular Secuencial 2.1 Descomposición de diagramas de flujo (flowsheeting) 2.2 Métodos basados en las matrices booleanas Localización de redes cíclicas máximas. Algoritmo de Sargent y Westerberg. Algoritmo de Tarjan. 2.3 Selección de las corrientes de corte: 2.3.1 Caso general planteamiento como un "set-covering problem" (algoritmo de Pho y Lapidus) 2.3.2 Número mínimo de corrientes de corte (algoritmo de Barkley y Motard) 2.3.3 Conjunto de corrientes de corte no redundante (Algoritmo de Upadhye y Grens) TEMA 3. Simulación Modular Simultánea 3.1 Efecto de las estrategias tipo cuasi Newton sobre la convergencia de los diagramas de flujo. TEMA 4. Simulación Basada en Ecuaciones 4.1 Introducción. Métodos de factorización de matrices dispersas. Métodos a priori y métodos locales. 4.2 Métodos locales: Criterio de Markowitz. 4.3 Métodos a priori: 4.3.1 Triangularización por bloques: a. Base de salida admisible (transversal completo). b. Aplicación de los algoritmos de Sargent y Tarjan a matrices dispersas. c. Reordenación. 4.3.2 Transformación en matriz triangular bordeada. 4.4 Fase numerica. Algoritmo RANKI 4.5 Comparación entre los diferentes sistemas de simulación. Ventajas e Inconvenientes. TEMA 5. Grados de libertad y variables de diseño de un diagrama de flujo 5.1 Teorema de Duhem y regla de las fases 5.2 Grados de libertad de un equipo 5.3 Grados de libertad de un diagrama de flujo 5.4 Elección de las variables de diseño.

Presentaciones Simulación y Optimización de Procesos Químicos (curso 2011-2012)

Presentaciones en power point de los temas correspondientes a la asignatura «Simulación y Optimización de procesos químicos».

Identificación de las relaciones reales y posibles entre la administración basada en modelos, la ciencia computacional de la organización y la ingeniería emergente en el contexto de la gestión organizacional

Las teorías administrativas se han basado, casi sin excepción, en los fundamentos y los modelos de la ciencia clásica (particularmente, en los modelos de la física newtoniana). Sin embargo, las organizaciones actualmente se enfrentan a un mundo globalizado, plagado de información (y no necesariamente conocimiento), hiperconectado, dinámico y cargado de incertidumbre, por lo que muchas de las teorías pueden mostrar limitaciones para las organizaciones. Y quizá no por la estructura, la lógica o el alcance de las mismas, sino por la falta de criterios que justifiquen su aplicación. En muchos casos, las organizaciones siguen utilizando la intuición, las suposiciones y las verdades a medias en la toma de decisiones. Este panorama pone de manifiesto dos hechos: de un lado, la necesidad de buscar un método que permita comprender las situaciones de cada organización para apoyar la toma de decisiones. De otro lado, la necesidad de potenciar la intuición con modelos y técnicas no tradicionales (usualmente provenientes o inspiradas por la ingeniería). Este trabajo busca anticipar los pilares de un posible método que permita apoyar la toma de decisiones por medio de la simulación de modelos computacionales, utilizando las posibles interacciones entre: la administración basada en modelos, la ciencia computacional de la organización y la ingeniería emergente.

Simulación de sistemas Multi-Agente mediante un esquema Monte Carlo basado en ecuaciones diferenciales ordinarias

[ES] En este trabajo se expone una metodología para modelar un sistema Multi-Agente (SMA), para que sea equivalente a un sistema de Ecuaciones Diferenciales Ordinarias (EDO), mediante un esquema basado en el método de Monte Carlo. Se muestra que el SMA puede describir con mayor riqueza modelos de sistemas dinámicos con variables cuantificadas discretas. Estos sistemas son muy acordes con los sistemas biológicos y fisiológicos, como el modelado de poblaciones o el modelado de enfermedades epidemiológicas, que en su mayoría se modelan con ecuaciones diferenciales. Los autores piensan que las ecuaciones diferenciales no son lo suficientemente apropiadas para modelar este tipo de problemas y proponen que se modelen con una técnica basada en agentes. Se plantea un caso basado en un modelo matemático de Leucemia Mieloide Crónica (LMC) que se transforma en un SMA equivalente. Se realiza una simulación de los dos modelos (SMA y EDO) y se compara los resultados obtenidos.

Ambientación interactiva basada en objetos para la simulación de sistemas de potencia [por] José Alberto Avalos González

Tesis (Maestría en Ciencias en Ingeniería Eléctrica, con especialidad en Sistemas Eléctricos de Potencia) U.A.N.L.

Producción de cerezo en Mendoza : viabilidad técnico-económica, basada en un modelo de simulación

Se plantea el problema de la correlación existente entre la factibilidad técnico-económica del cultivo del cerezo y su ubicación en las diferentes zonas de cultivo en la Provincia de Mendoza. El objetivo es la determinación de las localizaciones más convenientes. Se ha observado el comportamiento del cultivo del cerezo, en un periodo de 15 años, en varias zonas de la Provincia de Mendoza, analizando los resultados desde un enfoque de aptitud ecológica y de evaluación económica. Para ello, se ha elaborado un modelo de simulación que abarca las principales variables ecológicas y los resultados económicos de precios y costos de cosecha. Resalta, en los resultados, la contradicción entre aptitudes ecológicas y económicas. En las zonas tradicionales de cultivo se obtienen mejores rendimientos por ha, pero el ingreso neto es menor que en las más templadas y precoces del Este de Mendoza, implantadas recientemente con nuevos cultivares, como Marvin Brooks, New Star, Gardner, Celeste y otros que logran, como primicias, precios mucho más altos en el mercado. Este resultado permite aconsejar a los productores sobre los lugares y los cultivares más convenientes para los nuevos cerezales.

Desarrollo dirigido por modelos para la simulación de tráfico rodado basada en agentes

El tráfico rodado es un fenómeno importante en las sociedades modernas, de ahí la relevancia de su estudio. La complejidad de las relaciones entre los individuos y otros objetos involucrados en él, junto a la cantidad y variedad de variables y parámetros que le afectan, hacen que su análisis en un entorno real sea muy complejo y costoso. Las simulaciones de tráfico son una herramienta para abordar este problema. Permiten reducir la cantidad de datos reales a considerar y simplificar la complejidad de ciertas operaciones, y ofrecen un entorno controlado donde realizar los experimentos. Sin embargo, las simulaciones tienen también sus inconvenientes. Los modelos más genéricos requieren simplificaciones muy importantes que los alejan de la realidad plausible, centrándose en muy pocas características. Los modelos que consideran más factores deben ser muy específicos para conseguir mantener tratable su especificación, análisis y complejidad computacional. Además, el desarrollo de estas simulaciones suele requerir expertos con diferentes perfiles (por ejemplo, en tráfico y en las plataformas de simulación). Esta heterogeneidad causa frecuentemente problemas de comunicación y comprensión en los equipos de desarrollo...

Arquitectura de software basada en la Internet para la simulación virtual de cirugía endoscópica otorrinolaringológica

En este trabajo el término arquitectura se refiere principalmente a la estructura lógica de sus componentes de software. Sin embargo, cuando se requiera, otros aspectos tales como elhardware y el sistema operativo se tienen en cuenta. El objeto del sistema resultante es brindar dos servicios de telemedicina otorrinolaringológica a practicantes en medicina o a doctores en locaciones remotas. En general, el difícil acceso a la prácticay la dificultad de acceder a servicios médicos en locaciones geográficamente remotas son situaciones comunes en América Latina. De acuerdo con esto, un sistema de soporte sería degran ayuda. Los servicios sugeridos, entrenamiento remoto utilizando simulación virtual y soporte remoto a la toma de decisiones, deben estar soportados por una arquitecturaapropiada a la internet. Este documento presenta primero una introducción al proyecto. Seguidamente se describe la novedad del trabajo. A continuación se detallan los servicios y la arquitectura propuestos. Finalmente, se presentan los resultados y una serie de conclusiones y pasos a seguir.

Confianza del consumidor en la compra a través de Internet: una propuesta de modelización basada en la jerarquía de aprendizaje estándar

[ES] Este trabajo se encuadra dentro de los estudios centrados en el análisis del comportamiento de compra del consumidor en Internet. Nos centramos en la adaptación del modelo de la jerarquía de efectos basado en su variante de la jerarquía estándar de aprendizaje para proponer teóricamente un modelo conceptual que explica cómo las creencias —i.e. diseño, velocidad de interacción, beneficios sociales y privacidad— y actitudes del consumidor hacia Internet, como medio de comunicación, pueden considerarse como determinantes plausibles de la confianza en la compra online. Asimismo, en nuestro modelo se plantea que las opiniones del consumidor respecto a la compra a distancia también deben ejercer una influencia sobre sus valoraciones de Internet, como medio de comunicación y, especialmente, de compra.

Detección de comunidades en redes complejas basada en la sincronización

El estudio de las redes complejas atrae cada vez más el interés de muchos investigadores por muchas razones obvias. Muchos sistemas tanto reales como tecnológicos pueden representarse como redes complejas, es decir, un conjunto de entidades en interacción de acuerdo a propiedades topológicas no triviales. La interacción entre los elementos de la red puede describir comportamientos globales tales como el tráfico en Internet, el servicio de suministro de electricidad o la evolución de los mercados. Una de las propiedades topológicas de los grafos que caracterizan estos sistemas complejos es la estructura de comunidad. La detección de comunidades tiene como objetivo la identificación de los módulos o grupos con alguna o varias propiedades en común basándose únicamente en la información codificada en la topología del grafo. La detección de comunidades es importante no sólo para caracterizar el grafo, sino que además ofrece información sobre la formación de la red así como sobre su funcionalidad. El estudio de las leyes subyacentes que gobiernan la dinámica y evolución de los sistemas complejos y la caracterización de sus grafos revela que las redes a gran escala, generalmente, se caracterizan por topologías complejas y estructuras heterogéneas. La estructura de conectividad de estas redes se manifiesta por la presencia de comunidades (clusters o grupos), es decir, conjuntos de nodos que comparten propiedades comunes o juegan roles similares en la red. Las comunidades pueden representar relaciones de amistad en las redes sociales, páginas web con una temática similar, o rutas bioquímicas en las redes metabólicas. Formalmente, una red es un grafo compuesto por un gran número de nodos altamente interconectados donde una comunidad se resalta por la presencia de un gran número de aristas conectando nodos dentro de grupos individuales, pero con baja concentración de aristas entre estos grupos. El mejor modo para establecer la estructura de comunidad de una red compleja es un problema todavía sin resolver. Durante los últimos años, se han propuesto muchos algoritmos que persiguen extraer la partición óptima de una red en comunidades. El clustering espectral, los algoritmos de particionamiento de grafos, los métodos basados en la modularidad o los algoritmos basados en la sincronización son sólo algunos de estos algoritmos de extracción de comunidades. Los algoritmos dinámicos basados en la sincronización han sido estudiados por varios autores, y han demostrado que la monitorización del proceso dinámico de la sincronización permite revelar las diferentes escalas topologicas presentes en una red compleja. Muchos de estos algoritmos se basan en el modelo Kuramoto o en algunas de sus variantes como el modelo de opinión, donde cada oscilador aislado es modelado en un espacio unidimensional. El objetivo principal del presente proyecto es la implementación de un algoritmo de detección de comunidades basado en la sincronización de osciladores acoplados. Cada oscilador ha sido modelado mediante el sistema dinámico de Rossler, un sistema de ecuaciones diferenciales definido en un espacio tridimensional.

Aplicación para la ayuda a la planificación de extinción de incendios forestales basada en software libre

Los incendios forestales son uno de los principales problemas a los que se enfrentan nuestros bosques. Aunque la mejor manera de combatirlos es la prevención, una vez se ha iniciado el fuego se hace imprescindible una óptima planificación para su extinción. En este trabajo se presenta una aplicación que se centra en la simulación del comportamiento del fuego y en su visualización 3D, para un posterior estudio por parte del personal encargado de la planificación de la extinción. La aplicación está basada en librerías de software libre, como el FBSDK (comportamiento del fuego en función de la orografía del terreno, el tipo de combustible y el viento), la librería de visualización de terrenos Virtual Terrain Project y la base de datos PostGIS para guardar los datos calculados. Como datos de entrada de la aplicación tenemos el terreno en 3D (para su visualización y el cálculo de la orografía), la cantidad y tipo de vegetación y el punto (o puntos) donde se inicia el fuego. La salida del programa será una animación 3D (en tiempo real o en tiempo acelerado) para la visualización del comportamiento del fuego y la exportación de los resultados a una base de datos PostGIS, permitiendo su almacenamiento en el formato abierto OpenGIS. El carácter público de las instituciones responsables de la prevención y lucha contra incendios, refuerzan la idoneidad en la utilización de herramientas basadas en software libre

Dirección basada en pensamiento sistémico-caso de estudio Hospital-Engativá – proceso cartera gestión de cobro y recaudo

El pensamiento sistémico es una manera de interpretar y comprender los fenómenos, que difiere de la forma convencional denominada reduccionista en la que no se realiza la comprensión a través de la descomposición de las partes, sino que se realiza haciendo énfasis en la comprensión del sistema como un todo y en las interrelaciones que se desprenden del sistema; por tanto la interpretación no se da a partir de un análisis de causa efecto, sino una comprensión del sistema dentro del contexto de un todo superior. Esta investigación se realiza aplicando el pensamiento sistémico en un caso práctico de una organización como es el Hospital Engativá, se hace la interpretación de la organización desde el punto de vista sistémico, realizando un diagrama causal que permite leer la organización desde este punto de vista. Se desarrolló el modelo en una herramienta para dinámica de sistemas y se limita el diseño y la simulación al Proceso de Cartera – Gestión Cobro y Recaudo, realizando una lectura e interpretación de los resultados y hallazgos arrojados por el modelo. Por último se concluye que es factible dirigir una organización desde el pensamiento sistémico y que mejora la toma de decisiones.

Evaluación de la efectividad de la marca “Arroz Don Cabe” en el ámbito de la percepción de marca usando una herramienta de simulación computacional

Al hacer la evaluación de los resultados asociados con procesos de planeación estratégica y mercadeo en las empresas, la dirección enfrenta un cierto nivel de incertidumbre al no saber si estos planes afectaron positiva o negativamente la posición de la empresa en su entorno. El presente trabajo hace uso de una herramienta de simulación basada en agentes inteligentes para reducir el mencionado factor de incertidumbre, en este caso, para la empresa Corgranos S.A. Se espera modelar el comportamiento de los grupos poblacionales directa e indirectamente involucrados con la empresa para así afinar los esfuerzos que se efectúan sobre cada uno de ellos, siendo la diferencia entre las suposiciones iniciales y los resultados de la simulación el verdadero aporte del trabajo.

Evaluación de la Efectividad del Restaurante-Bar El Molino en el Campo de Percepción de Marca Usando un Sistema de Simulación Basado en Agentes

El siguiente trabajo, a partir de la identificación de los diferentes sujetos que participan en el medio ambiente donde se desenvuelve el restaurante El Molino, busca determinar cuáles podrían ser las estrategias de mercadeo más efectivas para que la imagen, concepto y servicio del restaurante, la marca en general, resulte lo más atractivas posibles para los segmentos objetivo de la empresa. Dadas las circunstancias de que es un negocio reciente, no existen datos históricos de la imagen que proyecta la marca hacia sus clientes, por lo tanto la información a partir de la cual se pretenden generar alternativas para que la marca influencie a los clientes de la manera deseada será conseguida a partir de una simulación que será obtenida de un modelo basado en agentes. Con esto lo que se busca es poder parametrizar en qué aspectos y de qué forma la empresa debe invertir para que la forma en que los clientes perciben la marca sea la deseada por el restaurante.

Evaluación de la efectividad de la marca Bodytech® en el ámbito de la percepción de marca haciendo uso de una herramienta de simulación computacional

El presente trabajo de investigación fue realizado con el propósito de modelar el proceso de percepción de marca a partir del análisis de los componentes provenientes de la marca “Bodytech”, esto con el fin de simular el proceso de percepción de marca y evaluar la efectividad de la misma. El proceso que se modela es el de percepción – razonamiento – acción y se hace con el fin de evaluar los gastos en cada uno de los “componentes” que antes mencionaron Para realizar el análisis se hizo uso de un sistema de simulación basada en agentes, el cual recibe valores de diferentes variables analizadas por medio de tres herramientas: (1) un diagrama de grupos poblacionales, (2) un diagrama de desagregación de los núcleos temáticos de la marca y (3) las conclusiones obtenidas de una entrevista que se realizó a los responsables de gestionar la marca. Dicho proceso se lleva a cabo con el fin de poder determinar los valores relacionados al gasto en cada uno de los núcleos temáticos que llevan al sistema a evaluar la percepción de marca y la efectividad de estos gastos. Posteriormente, basados en los resultados del sistema de simulación, se obtiene un escenario que puede ser entendido y parcialmente predicho que le permitirán a Bodytech tener una herramienta de valoración de percepción de su marca.