Aplicació d'algoritmes genètics en l'optimització dels processos de fabricació del paper

La creciente preocupación y concienciación de la sociedad respecto el medio ambiente, y en consecuencia la legislación y regulaciones generadas inducen a la modificación de los procesos productivos existentes en la industria química. Las configuraciones iniciales deben modificarse para conseguir una mayor integración de procesos. Para este fin se han creado y desarrollado diferentes metodologías que deben facilitar la tarea a los responsables del rediseño. El desarrollo de una metodología y herramientas complementarias es el principal objetivo de la investigación aquí presentada, especialmente centrada en el desarrollo y la aplicación de una metodología de optimización de procesos. Esta metodología de optimización se aplica sobre configuraciones de proceso existentes y pretende encontrar nuevas configuraciones viables según los objetivos de optimización fijados. La metodología tiene dos partes diferenciadas: la primera se basa en un simulador de procesos comercial y la segunda es la técnica de optimización propiamente dicha. La metodología se inicia con la elaboración de una simulación convenientemente validada que reproduzca el proceso existente, en este caso una papelera no integrada que produce papel estucado de calidad, para impresión. A continuación la técnica de optimización realiza una búsqueda dentro del dominio de los posibles resultados, en busca de los mejores resultados que satisfazcan plenamente los objetivos planteados. Dicha técnica de optimización está basada en los algoritmos genéticos como herramienta de búsqueda, junto a un subprograma basado en técnicas de programación matemática para el cálculo de resultados. Un número reducido de resultados son finalmente escogidos y utilizados para modificar la simulación existente fijando la redistribución de los flujos del proceso. Los resultados de la simulación del proceso determinan en último caso la viabilidad técnica de cada reconfiguración planteada. En el proceso de optimización, los objetivos están definidos en una función objetivo dentro de la técnica de optimización. Dicha función rige la búsqueda de resultados. La función objetivo puede ser individual o una combinación de objetivos. En el presente caso, la función persigue una minimización del consumo de agua y una minimización de la pérdida de materia prima. La optimización se realiza bajo restricciones para alcanzar este objetivo combinado en forma de una solución de compromiso. Producto de la aplicación de esta metodología se han obtenido resultados interesantes que significan una mejora del cierre de circuitos y un ahorro de materia prima, sin comprometer al mismo tiempo la operabilidad del proceso producto ni la calidad del papel.

Implantació d’una nau industrial destinada a la fabricació de contenidors de reciclatge

El projecte s’ha realitzat a CONSTRUCCIÓ TÈCNICA INDUSTRIAL DEL TERSLU, empresa situada a Aiguaviva, municipi de Girona. Aquesta empresa es dedica a la construcció metàl•lica, però sobretot a la construcción d’estructures metàl•liques lleugeres i pesades, caldereria i manteniment industrial. L’objecte del projecte és buscar un mètode per la reducció del temps de fabricació imillorar la distribució en planta. Per a això s’han d’investigar diferents alternatives icomparar-les entre si per arribar a un resultat final satisfactori. La implantació de la nova distribució en planta com a objectiu final vol aconseguiraugmentar els beneficis globals de l’empresa. Això s.aconsegueix analitzant diferentsdistribucions, l’aplicació de diferents processos de fabricació i muntatge i augmentant lacoordinació entre el departament tècnic i el taller

Estudi de tecnologies a través de ressonadors acoblats per a la síntesi de filtres

Aquest treball és un estudi de viabilitat sobre una tecnologia, actualment molt desenvolupada i de baix cost, per a la implementació de circuits de microones anomenada LTCC (Low Temperature Cofired Ceramic), i que permet, entre altres coses, la implementació i miniaturització dels dissenys de circuits de RF i microones gràcies als processos de fabricació i als materials que empra. S’ha comparat aquesta tecnologia, que està a l’abast de la UAB ja que s’utilitza en el departament de química, amb la tecnologia utilitzada en el departament d’electrònica de la UAB, i que es basa en un substrat anomenat Rogers3010. Les característiques electromagnètiques d’uns i altres materials, i les limitacions tecnològiques i de fabricació d’ambdues tecnologies han sigut la base d’aquest estudi.

BAW notch filter for WiMAX applications

Als darrers anys la necessitat de connectar-se a internet des de qualsevol lloc s’ha incrementat exponencialment sobretot de manera inalàmbrica. Degut al finit espectre radioelèctric es tendeix a aprofitar totes les franges freqüencials d’aquest convivint diferents sistemes en franges properes podent induir-se interferències mútuament. Per evitar aquestes interferències es requereix de filtres a tots els dispositius els quals aïllin un sistema del adjacent. En aquest projecte es dóna una solució al cas concret de la convivència entre els sistemes Wi-Fi y WiMAX eliminant la banda Wi-Fi interferent en sistemes WiMAX. Aquesta solució consisteix en el disseny d’un filtre banda eliminada d’ordre 3 implementat mitjançant tecnologia BAW a partir de l’estructura y especificacions d’un filtre comercial. A més també es fa un petit estudi per veure si seria interessant una millora en els processos de fabricació del filtre per part del fabricant.

Disseny conceptual i anàlisi estructural d’una motxilla - cotxet per a transportar de nens en activitats de lleure muntanya

La idea de realitzar aquest projecte sorgeix d’una necessitat en el mercat de productes relacionats amb els nens i nenes petits, dins d’un rang d’edats entre 2 a 5 anys, per poder realitzar activitats de lleure a la muntanya. En ser un producte no existent s’ha hagut de fer el disseny conceptual de tot el producte buscant la solució final adient per a cada part considerada bàsica. Per assegurar-ne la fiabilitat i la seguretat del nen i del pare s’han fet els càlculs pertinents de les seccions més carregades i s’han descrit els processos de fabricació i muntatge de cada peça. La Motxilla – Carretó servirà per circular per pistes de muntanya i forestals. Tindrà dos usos, el primer per quan el nen estigui cansat de caminar i el terreny es poc accidentat,“funció carretó” i el segon ús, per quan el nen està cansat i el terreny és més accidentat, “funció cadireta”. El producte serà transformable en funció d’aquests dos usos principals

Disseny d’una cadira de rodes a Holguín (Cuba)

Disseny d’una cadira de rodes a Cuba, tenint en compte el processos de fabricació, que s’ajustin a les necessitats actuals de Cuba , intentant reduir la seva dependència de l’exterior garantint el seu propi autoabastament

Inducció local de magnetisme mitjançant irradiació d'ions a través de màscares

Degut a la gran demanda tecnològica, actualment hi ha un gran interès en desenvolupar medis magnètics amb entitats ferromagnètiques de dimensions nanomètriques. Aquesta demanda promou la investigació i el desenvolupament de nous materials i processos de fabricació que permetin controlar d’una manera més precisa les propietats magnètiques i estructurals. Entre els mètodes de litografia convencionals (per exemple deposició física a través de màscares, deposició química en fase vapor i electrodeposició), recentment s’ha demostrat que la irradiació amb ions a través de màscares pre‐litografiades, sembla ser un bon mètode per a la fabricació d’estructures ferromagnètiques de l’ordre dels nanòmetres. Aquesta tècnica pot ser aplicada per aprofitar la transició paramagnètica‐ferromagnètica que presenten alguns materials al ser desordenats estructuralment (per exemple FeAl, FePt3, Ni3Sn2). En el treball que es presenta a continuació s’utilitza l’aliatge Fe60Al40 per a fabricar estructures ferromagnètiques embegudes en una matriu paramagnètica mitjançant irradiació amb ions d’argó a través d’una membrana de polimetil metacrilat (PMMA) prèviament litografiada amb feixos d’electrons (EBL). La fabricació d’aquest sistema té com a objectiu d’estudiar l’evolució de la morfologia i el gruix de PMMA (a partir de SEM i AFM) i del comportament magnètic de les estructures fabricades (MFM i MOKE), quan és irradiat consecutivament a diferents energies. Per a completar l’estudi s’han utilitzat simulacions per a determinar les condicions d’irradiació (TRIM), com per a una millor comprensió dels resultats (simulacions micromagnètiques). El contingut de la memòria inclou una breu introducció històrica i conceptual sobre el magnetisme. A continuació s’exposen les tècniques necessàries per a la fabricació, preparació i caracterització de la mostra. Finalment es presenta una discussió dels resultats obtinguts i les conclusions.

Estudi medi ambiental del centre de mecanitzat Kondia HS1000 quan s'utilitza com a màquina d'ISF

Aproximadament deu anys enrere, es va començar a desenvolupar un nou procés industrial de deformació de xapa anomenat conformació incremental de xapa, Incremental Sheet Forming (ISF) en anglès. En aquest procés, una làmina de xapa és subjectada per un suport i conformada per una eina que normalment és un punxó amb punta semiesfèrica que es mou segons les directrius d’un software de control numèric. Aquest moviment de l’eina es fa en el pla, i un cop ja s’ha realitzat un contorn, l’eina baixa per realitzar-ne un altre i així successivament fins a la realització de la peça desitjada. Aquest procés de conformat de xapa està considerat com una alternativa al procés d’embotició, i la seva principal avantatge és que es pot considerar una gran alternativa al procés d’embotició per a la fabricació de petits lots de producte. La diferència més destacable és que en el procés de conformació incremental de xapa no es necessiten grans matrius ni punxons, que són molt costosos ja que han de garantir unes precisions molt elevades. A l’actualitat, aquest sistema encara es troba en fase d’investigació, no hi ha estudis definitius que aportin resultats fiables sobre la viabilitat del procés en aplicacions industrials, però cada vegada hi ha més equips de treball universitaris que es dediquen a estudiar-lo i més empreses que l’estan introduint en els seus departaments de I+D per tal d’adaptar els seus processos de fabricació a aquesta nova tecnologia. Un dels equips de treball que estan investigant aquest procés es el Grup de Recerca d’Enginyeria de Producte, Procés i Producció (GREP) situat al parc científic i tecnològic de l’Universitat de Girona. Disposen d’un centre de mecanitzat CNC de la marca Kondia model HS1000 que actualment es troba en període d’adaptació per tal de desenvolupar una màquina híbrida en la qual es duran a terme processos de conformació de xapa i sinterització per làser. Per tal d’adaptar la màquina, una part dels estudis que s’han de realitzar és la investigació sobre el consum i emissions de CO2 generades durant el procés de fabricació. Així doncs, aquest projecte final de carrera és aquest estudi de forma experimental i teòrica sobre el consum energètic del centre de mecanitzat, quan s’utilitza amb la tècnica de Incremental Sheet Forming (ISF). Es pretén estudiar el consum energètic de la tecnologia tenint en compte paràmetres de procés com ara el material, geometries, energia elèctrica consumida i programació de la trajectòria de l’eina, paràmetres relacionats amb l’origen de l’energia i aspectes relacionats amb els costos de producció

Programación de la producción en un sistema flow shop híbrido sin esperas y tiempos de preparación dependientes de la secuencia.

Se estudia la programación de la producción en sistemas flow shop híbrido con tiempos depreparación dependientes de la secuencia de piezas a fabricar. Las piezas pueden pertenecer adiferentes familias y las máquinas requerirán un tiempo de preparación cada vez que se debacambiar de familia. Se han desarrollado procedimientos heurísticos para el caso monocriterio enel que el objetivo buscado en la programación de la producción es la minimización del retrasomedio, equivalente a minimizar la suma de retrasos de las piezas, y para el caso bicriterio en elque se tendrá en cuenta tanto la minimización de una función objetivo formada por la sumaponderada del retraso medio más la suma de los tiempos medios de proceso. Además se hanadaptado los métodos implementados para trabajar bajo la restricción nowait.

Planta de triturat i classificat de sulfat de bari

Aquest projecte es du a terme amb la intenció de satisfer les necessitats d’ampliació de l’empresa MinProcess S.A dedicada al processat de minerals, principalment a la fabricació de Sulfat de Bari en pols.Un dels principals usos del Sulfat de Bari micronitzat és troba actualment a l’industria petrolera, on un80% de la producció mundial, s’utilitza en els processos de perforació com a mescla fluida per tal d’evitarexplosions originades per les friccions o per la presència de bosses de gas. La gran demanda d’aquestproducte a escala mundial comporta que les empreses productores s’equipin amb les instal∙lacions i lesinfraestructures necessàries per tal de cobrir les necessitats reals del mercat amb màxima competitivitat.L’empresa Min Process S.A dedicada a l’extracció i micronització de minerals, actualment disposa d’unesinstal∙lacions de 50.000m² destinades a produir 100.000 tones anuals de sulfat de bari micronitzatmitjançant diferents processos. El primer procés, es basa en una trituració o reducció de la granulometriade les partícules provinents dels jaciments i una posterior classificació o separació de les partícules demineral en funció de la seva mida. Seguidament, s’apliquen processos de concentrat i rentat ambl’objectiu de separar les impureses que acompanyen a la matèria prima, ja sigui a través de processos deconcentració gravimètrica, separacions magnètiques o triatges. Finalment, les últimes etapes deproducció es basen en processos d’assecatge i trituracions ultrafines a través de molins que transformenels minerals en partícules micromètriques o en forma de pols.Els equips dels que disposa actualment per assolir la producció requerida són molt rudimentaris i poceficients, amb l’existència d’una gran mancança sobretot en el primer procés de triturat i classificat, on nos’aconsegueix obtenir una mida de partícula òptima i suficientment controlada que garanteixi unaproducció constant i de qualitat, influint directament a una pèrdua d’eficiència dels processos posteriors.L’elevada competitivitat del mercat comporta que l’empresa realitzi una inversió per tal d’augmentar laproducció anual a 200.000 tones i millorar l’eficiència dels processos de fabricació, equipant‐se així, ambunes instal∙lacions de 61.000 m² d’envergadura total.El projecte té per finalitat dissenyar el procés adient per aconseguir una produccióconstant, òptima i eficient de l’etapa de triturat i classificat. En segon lloc, es dissenya una nova planta detriturat i classificat situada de forma annexa a la fàbrica existent i es redacten els documents necessarisper a procedir a l’execució de la construcció d’aquesta planta

Disseny de les llantes en material compòsit de les rodes davanteres i roda posterior del vehicle de baix consum "Àguila"

Durant els últims dos anys un grup d’estudiants de l’Escola Politècnica Superior de laUniversitat de Girona han construït i evolucionat un prototip per competir en la Shell EcoMarathon, una cursa de caràcter internacional que es celebra cada any a Nogaro (França) ia on l’objectiu primordial és aconseguir el mínim consum. Equips de diferents països delmón recorren amb els seus prototips la mateixa distància i el guanyador és qui en finalitzarhagi fet servir menys quantitat de combustible. La intenció de l’equip és continuar competint en aquest cursa durant els propers anys, peraquest motiu cada any es plantegen noves modificacions a realitzar per tal d’aconseguir unprototip més competitiu. Una de les modificacions consisteix en substituir les actuals llantesd’alumini equipades en el vehicle per unes llantes lenticulars fabricades en fibra de carboni.Aquestes llantes en material compòsit representen una millora en prestacions respecte lesllantes convencionals en reduir la inèrcia.Escollir la fibra de carboni com el material a emprar no ha estat a l’atzar. Els avantatges quecomporta la fibra de carboni en referència als rati rigidesa/pes i resistència/pes sónindiscutibles. La resistència a la fatiga d’aquest tipus de material és més elevada que la del’alumini, material utilitzat en les actuals llantes, a més, la voluntat d’entendre millor elcomportament i els processos de fabricació d’aquest material per part dels membres del’equip posicionen a la fibra de carboni com el material més idoni.La solució final adoptada pel disseny de les llantes consta per la unió adhesiva de duespeces iguals fabricades en fibra de carboni. La facilitat de poder fabricar dos “plats” simètricsresulta el punt fort d’aquest disseny, el qual, amb un únic motllo s’arriben a construir latotalitat de les llantes

Guillem Masó, mercader de Sant Joan de les Abadesses: bestiar, draps i crèdit en una vila monàstica al darrer quart del segle XIV

El present treball es fonamenta amb el contingut del llibre particular o extraordinari del mercader Guillem Masó, de Sant Joan de les Abadesses, actiu durant la segona meitat del segle XIV. La majoria d’assentaments que conté el volum fan referència a tractes de bestiar, amb la inclusió de diverses tipologies o variants en els contractes, des de la simple compravenda fins a comandes-parceria. L’activitat del mercader Masó, tanmateix, no se centra exclusivament en aquests negocis. S’intueix una diversificació de les seves activitats que es vinculen, fonamentalment, amb la producció i comercialització de draps de llana i de lli. El context social i econòmic de la vila de Sant Joan durant aquest període afavoreix la presència d’aquests empresaris tèxtils que, per a aconseguir els seus objectius, s’introdueixen en els ressorts del poder civil de la vila i en els dels gremis i confraries que regulen i controlen els processos de fabricació dels productes

Disseny d’una cadira de rodes a Holguín (Cuba)

Disseny d’una cadira de rodes a Cuba, tenint en compte el processos de fabricació, que s’ajustin a les necessitats actuals de Cuba , intentant reduir la seva dependència de l’exterior garantint el seu propi autoabastament

Disseny conceptual i anàlisi estructural d’una motxilla - cotxet per a transportar de nens en activitats de lleure muntanya

La idea de realitzar aquest projecte sorgeix d’una necessitat en el mercat de productes relacionats amb els nens i nenes petits, dins d’un rang d’edats entre 2 a 5 anys, per poder realitzar activitats de lleure a la muntanya. En ser un producte no existent s’ha hagut de fer el disseny conceptual de tot el producte buscant la solució final adient per a cada part considerada bàsica. Per assegurar-ne la fiabilitat i la seguretat del nen i del pare s’han fet els càlculs pertinents de les seccions més carregades i s’han descrit els processos de fabricació i muntatge de cada peça. La Motxilla – Carretó servirà per circular per pistes de muntanya i forestals. Tindrà dos usos, el primer per quan el nen estigui cansat de caminar i el terreny es poc accidentat,“funció carretó” i el segon ús, per quan el nen està cansat i el terreny és més accidentat, “funció cadireta”. El producte serà transformable en funció d’aquests dos usos principals

Contribución a la selección de cadenas de procesos de fabricación

During the design phase, it creates and transforms ideas into products. It needs to know the manufacturing aspects for ensuring success and calculating the product cost while developing of designs. However, the choice one or another way of manufacturing, it will get slightly different results to the proposed design. The design teams require knowing some manufacturing alternatives for evaluate. This thesis has been proposed a select manufacturing process chain tool. The system modeled the design and manufacturing process data by select attributes and the process relationship. Moreover, the system uses “transformation concept” that represents the capability of each manufacturing process to modify a determinate design attribute. Finally, the system is developed as algorithm and build as part of a CAD platform.