Real-Time and Data-Driven Operation Optimization and Knowledge Discovery for an Enterprise Information System

An enterprise information system (EIS) is an integrated data-applications platform characterized by diverse, heterogeneous, and distributed data sources. For many enterprises, a number of business processes still depend heavily on static rule-based methods and extensive human expertise. Enterprises are faced with the need for optimizing operation scheduling, improving resource utilization, discovering useful knowledge, and making data-driven decisions.

This thesis research is focused on real-time optimization and knowledge discovery that addresses workflow optimization, resource allocation, as well as data-driven predictions of process-execution times, order fulfillment, and enterprise service-level performance. In contrast to prior work on data analytics techniques for enterprise performance optimization, the emphasis here is on realizing scalable and real-time enterprise intelligence based on a combination of heterogeneous system simulation, combinatorial optimization, machine-learning algorithms, and statistical methods.

On-demand digital-print service is a representative enterprise requiring a powerful EIS.We use real-life data from Reischling Press, Inc. (RPI), a digit-print-service provider (PSP), to evaluate our optimization algorithms.

In order to handle the increase in volume and diversity of demands, we first present a high-performance, scalable, and real-time production scheduling algorithm for production automation based on an incremental genetic algorithm (IGA). The objective of this algorithm is to optimize the order dispatching sequence and balance resource utilization. Compared to prior work, this solution is scalable for a high volume of orders and it provides fast scheduling solutions for orders that require complex fulfillment procedures. Experimental results highlight its potential benefit in reducing production inefficiencies and enhancing the productivity of an enterprise.

We next discuss analysis and prediction of different attributes involved in hierarchical components of an enterprise. We start from a study of the fundamental processes related to real-time prediction. Our process-execution time and process status prediction models integrate statistical methods with machine-learning algorithms. In addition to improved prediction accuracy compared to stand-alone machine-learning algorithms, it also performs a probabilistic estimation of the predicted status. An order generally consists of multiple series and parallel processes. We next introduce an order-fulfillment prediction model that combines advantages of multiple classification models by incorporating flexible decision-integration mechanisms. Experimental results show that adopting due dates recommended by the model can significantly reduce enterprise late-delivery ratio. Finally, we investigate service-level attributes that reflect the overall performance of an enterprise. We analyze and decompose time-series data into different components according to their hierarchical periodic nature, perform correlation analysis,

and develop univariate prediction models for each component as well as multivariate models for correlated components. Predictions for the original time series are aggregated from the predictions of its components. In addition to a significant increase in mid-term prediction accuracy, this distributed modeling strategy also improves short-term time-series prediction accuracy.

In summary, this thesis research has led to a set of characterization, optimization, and prediction tools for an EIS to derive insightful knowledge from data and use them as guidance for production management. It is expected to provide solutions for enterprises to increase reconfigurability, accomplish more automated procedures, and obtain data-driven recommendations or effective decisions.

When the library is located in prime real estate: a case study on the loss of space from the Duke University Medical Center Library and Archives.

The Duke University Medical Center Library and Archives is located in the heart of the Duke Medicine campus, surrounded by Duke Hospital, ambulatory clinics, and numerous research facilities. Its location is considered prime real estate, given its adjacency to patient care, research, and educational activities. In 2005, the Duke University Library Space Planning Committee had recommended creating a learning center in the library that would support a variety of educational activities. However, the health system needed to convert the library's top floor into office space to make way for expansion of the hospital and cancer center. The library had only five months to plan the storage and consolidation of its journal and book collections, while working with the facilities design office and architect on the replacement of key user spaces on the top floor. Library staff worked together to develop plans for storing, weeding, and consolidating the collections and provided input into renovation plans for users spaces on its mezzanine level. The library lost 15,238 square feet (29%) of its net assignable square footage and a total of 16,897 (30%) gross square feet. This included 50% of the total space allotted to collections and over 15% of user spaces. The top-floor space now houses offices for Duke Medicine oncology faculty and staff. By storing a large portion of its collection off-site, the library was able to remove more stacks on the remaining stack level and convert them to user spaces, a long-term goal for the library. Additional space on the mezzanine level had to be converted to replace lost study and conference room spaces. While this project did not match the recommended space plans for the library, it underscored the need for the library to think creatively about the future of its facility and to work toward a more cohesive master plan.

Component Neural Systems for the Creation of Emotional Memories during Free Viewing of a Complex, Real-World Event.

To investigate the neural systems that contribute to the formation of complex, self-relevant emotional memories, dedicated fans of rival college basketball teams watched a competitive game while undergoing functional magnetic resonance imaging (fMRI). During a subsequent recognition memory task, participants were shown video clips depicting plays of the game, stemming either from previously-viewed game segments (targets) or from non-viewed portions of the same game (foils). After an old-new judgment, participants provided emotional valence and intensity ratings of the clips. A data driven approach was first used to decompose the fMRI signal acquired during free viewing of the game into spatially independent components. Correlations were then calculated between the identified components and post-scanning emotion ratings for successfully encoded targets. Two components were correlated with intensity ratings, including temporal lobe regions implicated in memory and emotional functions, such as the hippocampus and amygdala, as well as a midline fronto-cingulo-parietal network implicated in social cognition and self-relevant processing. These data were supported by a general linear model analysis, which revealed additional valence effects in fronto-striatal-insular regions when plays were divided into positive and negative events according to the fan's perspective. Overall, these findings contribute to our understanding of how emotional factors impact distributed neural systems to successfully encode dynamic, personally-relevant event sequences.

Optimal kinetics for quantification of antigen-induced cytokines in human peripheral blood mononuclear cells by real-time PCR and by ELISA.

Real-time polymerase chain reaction (PCR) has recently been described as a new tool to measure and accurately quantify mRNA levels. In this study, we have applied this technique to evaluate cytokine mRNA synthesis induced by antigenic stimulation with purified protein derivative (PPD) or heparin-binding haemagglutinin (HBHA) in human peripheral blood mononuclear cells (PBMC) from Mycobacterium tuberculosis-infected individuals. Whereas PPD and HBHA optimally induced IL-2 mRNA after respectively 8 and 16 to 24 h of in vitro stimulation, longer in vitro stimulation times were necessary for optimal induction of interferon-gamma (IFN-gamma) mRNA, respectively 16 to 24 h for PPD and 24 to 96 h for HBHA. IL-13 mRNA was optimally induced by in vitro stimulation after 16-48 h for PPD and after 48 to 96 h for HBHA. Comparison of antigen-induced Th1 and Th2 cytokines appears, therefore, valuable only if both cytokine types are analysed at their optimal time point of production, which, for a given cytokine, may differ for each antigen tested. Results obtained by real-time PCR for IFN-gamma and IL-13 mRNA correlated well with those obtained by measuring the cytokine concentrations in cell culture supernatants, provided they were high enough to be detected. We conclude that real-time PCR can be successfully applied to the quantification of antigen-induced cytokine mRNA and to the evaluation of the Th1/Th2 balance, only if the kinetics of cytokine mRNA appearance are taken into account and evaluated for each cytokine measured and each antigen analysed.

Implementación de un programa de manejo ambiental para un establecimiento ganadero : Provincia de Entre Ríos

De acuerdo al actual desarrollo de la actividad ganadera en Argentina, se considera imprescindible establecer criterios orientados a la prevención de impactos ambientales perjudiciales que afectan la calidad de vida y la salud de la población. En el ámbito internacional cada vez se hace más hincapié en el desarrollo de las buenas prácticas ganaderas y condiciones de cría y engorde que garanticen el Bienestar animal. La provincia de Entre Ríos por intermedio de la Secretaría de Producción y Medio Ambiente de Paraná, en este nuevo escenario de la actividad ganadera, estableció en la Resolución N° 6491/06 el cumplimiento de requisitos tendientes a normalizar el registro y la habilitación de Establecimientos para Engorde a corral (EPEC), con el propósito de evitar el rediseño o reubicación de los mismos y la costosa remediación de sus impactos ambientales. Para los establecimientos existentes, los organismos de control realizarán una verificación del cumplimiento de dicha Resolución En dicha provincia la Secretaria de Medio Ambiente cuenta con dos Unidades de Gestión Ambiental, la del Río Paraná, que va de sur a norte desde el Río Gualeguay hacia el oeste y la del Río Uruguay que se extiende desde el Río Gualeguay hacia el este, también de sur a norte. En ambas Unidades de Gestión Ambiental existe un área de feedlots o EPEC como lo menciona la Resolución 6491/06. El presente trabajo representa el proceso llevado a cabo en un Establecimiento de la zona de Federal, en adelante el Establecimiento 'En Estudio' para la planificación e implementación de un Programa de Manejo Ambiental como herramienta de control de sus actividades. Para la redacción del Programa de Manejo Ambiental se tomaron en cuenta: 1. Matrices de Impacto Ambiental para cada una de las futuras actividades del Establecimiento 'En Estudio', correspondiente a la Unidad de gestión Ambiental del Río Paraná 2. Los aspectos ambientales de las actividades desarrolladas en los tres Establecimientos de Engorde a corral visitados y ubicados en la Provincia de Entre Ríos, en el área correspondiente a la Unidad de Gestión Ambiental del Río Uruguay

Estudio de las restricciones al diseño e implementación de proyectos de mecanismo de desarrollo limpio forestales en la Argentina

El cambio climático constituye un problema serio que afecta a toda la humanidad. En virtud de ello, surge el Protocolo de Kyoto de la Convención Marco de las Naciones Unidas como el mecanismo para coordinar los esfuerzos multilaterales para hacer frente a dicha problemática. Este acuerdo compromete legalmente a los países desarrollados a reducir sus emisiones en un nivel no menor a 5 por ciento en relación a los niveles de 1990 hasta finales de 2012. Además, esta meta de reducción puede ser apoyada por los países en vías de desarrollo, a través del mecanismo de desarrollo limpio (MDL) que incluye los proyectos de forestación y reforestación. Estos proyectos se consideraron por su notable importancia en la regulación climática; pero su evolución se ha visto condicionada por una serie de factores. En este contexto, la presente investigación da una visión de las restricciones al diseño e implementación de proyectos de mecanismo de desarrollo limpio forestales en la Argentina. Con este fin, se recaba información a partir de la investigación bibliográfica, la entrevista y la aplicación de encuestas para realizar el análisis pertinente bajo la perspectiva de la nueva economía institucional. Consecuentemente, se establece que el escaso crecimiento del sector forestal se debe a la convergencia de diversas restricciones institucionales, organizacionales y tecnológicas. Estas barreras incluyen: la demanda restringida de créditos forestales por parte del esquema de comercio de emisiones de la Unión Europea, elevada incertidumbre institucional relacionada con la continuidad del Protocolo de Kyoto, altos costos de transacción, dificultades técnicas con la aplicación de las metodologías y problemas de financiamiento.

Desafíos para la construcción de una política de ordenamiento territorial en la Argentina

En la actualidad, uno de los procesos con mayor impacto ambiental y social en Latinoamérica es el cambio de usos del suelo, provocado por el aumento de la demanda global de alimentos y biocombustibles. Este cambio antropogénico se concreta en el territorio a partir de la reconfiguración espacial de la producción y de la expansión de la frontera agropecuaria. La situación planteada se reproduce a nivel nacional y, con sus particularidades, en la Provincia de La Pampa. En este marco, la formulación de políticas de ordenamiento territorial (OT) se posiciona como una tarea indelegable del Estado. Sin embargo, al momento, nuestro país no cuenta con una arquitectura conceptual, normativa e institucional propia y la participación social no tiene un impacto real en el diseño, implementación y evaluación de las estrategias de intervención. Ante el contexto presentado, el objetivo general de la investigación es contribuir a la reflexión crítica acerca del ordenamiento territorial como herramienta de política pública que permitiría avanzar en la construcción participativa de un modelo de desarrollo sustentable. El tema se analiza a partir de una extensa revisión bibliográfica, del análisis de la Política Nacional de Desarrollo y Ordenamiento Territorial (PNDT), y de la experiencia adquirida durante nuestra intervención en el Departamento Loventué, Provincia de La Pampa. La construcción de una política de OT en Argentina requiere avanzar hacia contextos de mayor precisión conceptual, así como en la delimitación de las competencias institucionales, lo que permitiría clarificar la especificidad de los campos de acción, facilitando su inserción en una estructura político-institucional que le asigne fuentes específicas de financiamiento. Por su parte, la activa participación social facilita el acercamiento entre las aspiraciones territoriales que sustentan los cuadros técnicos y los imaginarios sociales acerca del territorio, al tiempo que fortalece la legitimidad simbólica de la regulación jurídico-política del ordenamiento territorial.

Implementación de un Proyecto de Desarrollo Local como herramienta de intervención para superar la problemática socio-productiva de la Comunidad 'Colonia La Hortensia, Tacuarendí'

La presencia y actuación en territorio de una institución educativa rural para adultos propicio la formulación de un proyecto de apoyo al desarrollo en la Comunidad La Hortensia, distrito Tacuarendi, provincia de Santa Fe. Esta comunidad se sitúa en la cuenca cañera santafesina, economía regional que fue afectada por políticas económicas liberales y cambios estructurales a ellas asociadas de la década de los 90, encontrándose hoy su población en situación de riesgo social, pobreza estructural y marginalidad. La comunidad comprende alrededor de 40 familias, integradas por pequeños productores y obrero del surco. En este trabajo se presenta la trayectoria seguida en la formulación de un Proyecto de Desarrollo Local que pueda dar respuesta a la problemática mencionada así como el proyecto propuesto. Se inicio mediante un diagnostico participativo, generando junto a la comunidad una hipótesis futurible. Se definieron estrategias empleando el Análisis FODA potenciando fortalezas y disminuyendo debilidades. Se observó en el territorio características que definieron la viabilidad del proyecto. El proyecto propone diversos ejes (productivo, cultural /educativo, organizacional). Se promueve conformar grupos productivos, que con asistencia de un equipo técnico realizaran experiencias productivas asociativas. Se propone la recreación de espacios sociales comunitarios. Se complementaran estas actividades con las acciones de la propuesta educativa de la Escuela para jóvenes y adultos Nª205, que promueve la alfabetización de sus alumnos y su formación como emprendedores. Las expectativas de la intervención propuesta se concentran en lograr el Consejo Local de la comunidad, como factor movilizador de los demás aspectos del proyecto. Las acciones en lo productivo y culturas son medios para lograr y concientizar la importancia de generar nueva institucionalidad en la comunidad. Este trabajo final tiene como objetivo analizar la importancia de una herramienta de intervención, el proyecto de desarrollo local, en una comunidad perteneciente a una economía regional en crisis.

Estudio de las restricciones al diseño e implementación de proyectos de mecanismo de desarrollo limpio forestales en la Argentina

El cambio climático constituye un problema serio que afecta a toda la humanidad. En virtud de ello, surge el Protocolo de Kyoto de la Convención Marco de las Naciones Unidas como el mecanismo para coordinar los esfuerzos multilaterales para hacer frente a dicha problemática. Este acuerdo compromete legalmente a los países desarrollados a reducir sus emisiones en un nivel no menor a 5 por ciento en relación a los niveles de 1990 hasta finales de 2012. Además, esta meta de reducción puede ser apoyada por los países en vías de desarrollo, a través del mecanismo de desarrollo limpio (MDL)que incluye los proyectos de forestación y reforestación. Estos proyectos se consideraron por su notable importancia en la regulación climática; pero su evolución se ha visto condicionada por una serie de factores. En este contexto, la presente investigación da una visión de las restricciones al diseño e implementación de proyectos de mecanismo de desarrollo limpio forestales en la Argentina. Con este fin, se recaba información a partir de la investigación bibliográfica, la entrevista y la aplicación de encuestas para realizar el análisis pertinente bajo la perspectiva de la nueva economía institucional. Consecuentemente, se establece que el escaso crecimiento del sector forestal se debe a la convergencia de diversas restricciones institucionales, organizacionales y tecnológicas. Estas barreras incluyen: la demanda restringida de créditos forestales por parte del esquema de comercio de emisiones de la Unión Europea, elevada incertidumbre institucional relacionada con la continuidad del Protocolo de Kyoto, altos costos de transacción, dificultades técnicas con la aplicación de las metodologías y problemas de financiamiento.

Evaluación de la calidad de canal en cerdos vivos mediante ecografía lineal o real

p.19-25

La derivada a la caratheodory, una nueva concepción en el aprendizaje y la enseñanza del calculo

A nivel educativo la noción de derivada se enseña en los cursos regulares de cálculo, pero por lo general, siempre en la forma en que fue definida por Cauchy, lo que implica un procedimiento se hace necesario hacer una factorización. Constantin Caratheodory establece una definición diferente. Esta definición presenta tres aspectos didácticos destacados: Nos muestra que el proceso de acercamiento de las pendientes de las secantes a la pendiente de la tangente es continuo y por tanto, la continuidad es esencial para la derivabilidad, la segunda parte se refiere a la facilidad de la derivación como un proceso de factorización repetitivo y no como cálculo de límites, así como simplicidad en la demostración de teoremas de linealidad, regla de la cadena, algebra de derivadas (suma, producto y cociente), aplicado a funciones polinómicas de valor real y la tercera es que a nivel escolar se generan alternativas en la enseñanza del cálculo a través de la implementación de conceptos nuevos, con el fin de evitar procedimientos tediosos que se tienen con las definiciones tradicionales como la de Cauchy.

Las ciencias naturales como contexto para el aprendizaje de las matemáticas mediadas por Cabri y otras tecnologías computacionales: experiencias de aula

La propuesta que hoy presentamos, es el resultado de varios años de implementación del proyecto liderado por el Ministerio de Educación, las Universidades y algunas Secretarías de Educación, conocido como Incorporación de Nuevas Tecnologías al Currículo de las Matemáticas de la Educación Básica y Media de Colombia con la mediación de los Software Interactivos como Cabri y los accesorios externos como sensores para toma de datos. Al definir el objeto de las matemáticas, encontramos que su aprendizaje no sólo se basa en formar el espíritu lógico, sino también proporcionar herramientas para la solución de problemas reales. Por lo tanto, se debe combinar el rigor lógico con la funcionalidad, puesto que además de la lógica formal las matemáticas proporcionan también un poderoso conjunto de herramientas que posibilitan describir, explicar, predecir y modelar situaciones no sólo del mundo científico, sino también de la vida cotidiana (significación). Es por esto, que juega un papel importante implementar en su didáctica, el referirla al mundo de la naturaleza, de las otras ciencias (interdisciplinariedad), y de la cotidianidad del hombre. Es fácil ver los nexos que tienen las Ciencias Naturales con el mundo extraescolar, lo que permite construir el conocimiento a partir de proyectos en donde se manipule en forma directa el mundo real. Las temáticas que se trabajan en esta propuesta además de permitir lo anterior, proporcionan el estudio formal de las matemáticas y el desarrollo de sus diferentes pensamientos. Los ejes temáticos trabajados son: Cinemática, Luz, Electricidad, Calor y Energía y propiedades químicas de las sustancias, entre otras.

Diseño, implementación y análisis de una secuencia de enseñanza de la distribución normal en un curso universitario

Este trabajo se centra en la enseñanza y aprendizaje de la distribución normal en un curso introductorio de estadística en la Universidad, y se fundamenta en un marco teórico que plantea el significado institucional y personal de los objetos matemáticos. En particular, se describe el diseño de una experiencia de enseñanza de la distribución normal apoyada en el uso del ordenador y se analizan los avances, dificultades y errores que presentan los alumnos durante el desarrollo de dicha experiencia. En el estudio se presta especial atención a todo lo que implica en la enseñanza de estadística la introducción del computador. Pretendemos aportar información válida sobre la enseñanza/aprendizaje de la estadística en cursos universitarios, que pueda ser completada y ampliada en futuras investigaciones.

Diseño e Implementación de una propuesta docente de trigonometría mediante el análisis didáctico.

Unidad didáctica sobre razones trigonométricas para educación secundaria.

Ecuaciones lineales con una incógnita

Este capítulo presenta el diseño, implementación y evaluación de una unidad didáctica sobre ecuaciones lineales con una incógnita. Diseñamos e implementamos la unidad didáctica objeto de este trabajo teniendo en cuenta las dificultades que presentan los estudiantes en la traducción al lenguaje algebraico, el planteamiento y solución de ecuaciones lineales de primer grado y la solución de problemas con ecuaciones lineales de primer grado. La interpretación de frases de la cotidianidad que deben ser traducidas a un lenguaje formal para construir expresiones algebraicas y con ellas generar ecuaciones crean una barrera para la utilización real del álgebra. Para alcanzar un aprendizaje significativo de los procesos algebraicos es necesario dotar las actividades de significado dentro del contexto del joven y así tener un aprendizaje concreto que posteriormente sirva de plataforma para el uso de la ecuación como herramienta fundamental en la aplicación del algebra en contextos reales.