Mejores trabajos de grado Facultad de Ingeniería PUJ 2020 by PUJaveriana

Facultad de Ingeniería

RECONOCIMIENTOS A LA EXCELENCIA ACADÉMICA MEJORES TRABAJOS DE GRADO

2020 1

Reconocimientos a la excelencia acadĂŠmica mejores trabajos de grado.

INDICE PROGRAMAS DE PREGRADO

Proyectos de Grado Carrera de Ingeniería Civil Ingeniería de Detalle de la Primera Línea de Metro de Bogotá (PLMB), Tramo 1 – Sector Estación calle 26 a Estación calle 45

Ingeniería de Detalle de la Primera Línea de Metro de Bogotá (PLMB), Tramo 1 – Sector Estación calle 26 a Estación calle 45

Proyectos de Grado Carrera de Ingeniería Sistemas Space Analytics

Capa de seguridad basada en microservicios

Proyectos de Grado Carrera de Electrónica Generación de bloques en una red Blockchain

Algoritmo Nonce de la tecnología blockchain desarrollado en FPGA

Recolección de agua líquida por condensación de humedad atmosférica usando el efecto Peltier

Sistema de procesamiento digital de señales de audio, para emular pedales de efecto analógicos

Detector de grietas en metales por medio del método de emisión acústica.

Síntesis de una escena mediante ray tracing en FPGA

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Proyectos de Grado Carrera de Ingeniería Industrial Diseño de una Metaheurística basada en Torneos de k eliminaciones

A quantitative approach for product portfolio optimization

Análisis de la deserción en los SPOOCs a partir de la retroalimentación digital y la interacción sincrónica y asincrónica

Implementación de tecnología robótica (RPA) en procesos logísticos. Caso de estudio: Organización de Servicios Petroleros

Diseño de una metaheurística tabú para resolver el problema integrado Distributed Permutation Flow Shop Scheduling Problem + Capacitated Vehicle Routing Problem que minimice el makespan y la tardanza.

Diseño de una técnica de solución para la versión estocástica del problema de zonificación en el contexto de atención médica domiciliaria.

Diseño de una herramienta para la planeación de requerimientos de insumos (MRP) en una empresa productora y comercializadora de productos químicos con variabilidad en la demanda y en los tiempos de entrega de los insumos.

Hospital Resource Planning: A case-Based Application for Surgical Services of a Colombian Hospital

Modelo de localización de centros de acopio para la gestión del riesgo hidrometeorológico asociado a movimientos en masa en Antioquia

Diseño de una metodología para identificar factores que afectan la disposición para construir cultura de paz en Bogotá

Design of a solution technique based on an integral approach for the Flexible Open-Flow Shop scheduling problem

PROGRAMAS DE POSGRADO

Proyecto de Grado Maestría en Inteligencia para la Inteligencia de Negocios Analítica aplicada a la variable de compensación volumétrica por calidad en el transporte de crudos en Colombia

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Proyectos de Grado Maestría en Ingeniería Civil Propuesta de una nueva configuración de Riostra de Pandeo Restringido (BRB) obtenida mediante optimización topológica bajo restricciones de costo de materiales

Influencia del material de formaleta, naturaleza del agente desmontante, tipo de aditivo superplastificante y condiciones de curado, sobre el acabado superficial de concretos autocompactables en elementos prefabricados en condiciones de laboratorio

Proyecto de Grado Maestría en Ingeniería Electrónica Diseño e implementación de un controlador basado en datos (Data driven tunning) para el helicóptero de 2 grados de libertad QUANSER

Proyecto de Grado Maestría en Ingeniería Industrial Programación de la producción en un flow shop flexible que minimiza la tardanza total

Otros Trabajos de Grado Reconocidos Listado de Proyectos

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Ing. Lope Hugo Barrero Solano, ScD. Decano de Facultad

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A NUESTROS ESTUDIANTES EXCELENTES El reconocimiento a la excelencia en la Facultad de Ingeniería de la Pontificia Universidad Javeriana tiene un significado especial. Nos referimos por supuesto a estudiantes que han superado con creces los niveles de desempeño deseables en temas complejos de fundamentación y aplicación de la ingeniería. Sin embargo, es mucho más, se refiere al MAGIS ignaciano, que indica alcanzar el mayor bien posible, significa la conciencia que un estudiante va construyendo a lo largo de su formación sobre la responsabilidad que conlleva para los otros, el privilegio del conocimiento. Se refiere al compromiso que un ingeniero o ingeniera javeriana adquiere, de aplicar con sentido ético su profesión. Celebro hoy la vida de nuestros egresados quienes a través de su esfuerzo y dedicación académica se han hecho acreedores al reconocimiento de Mención de Honor por su Trabajo de Grado. Nos sentimos orgullosos del trabajo que han realizado, y les invitamos, no solo a continuar este fantástico trabajo académico, sino a renovar su pasión por la ingeniería y su deseo por hacer de esta, un instrumento de cambio para nuestra sociedad. Felicito a nuestros estudiantes reconocidos hoy por este importante logro, y también a sus amigos, compañeros, profesores y familias, en reconocimiento al trabajo en equipo que se requiere para la formación humana, para la formación en ingeniería.

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Programas PREGRADOS

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Proyectos de Grado

CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

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Ingeniería de detalle de la primera línea de metro de bogotá (plmb). TRAMO 1 – SECTOR ESTACIÓN CALLE 26 A ESTACIÓN CALLE 45.

Autores

Esteban David Alejo Pinzón Natalia Montoya Leal Paula Vanessa Niño Rodríguez Sergio Andrés Bermúdez Mahecha Sergio Daniel Ladino Delgado

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Directores

Christian Camilo Órtiz Felipe Stand Villareal Janneth Patricia Gil Luis Felipe Prada Sarmiento María Alejandra Silva Ortega Óscar Mauricio Baquero Hernández

Hola, nosotros somos el grupo Consultores Belamore y les damos la bienvenida a la presentación de nuestro proyecto, el cual consiste en el diseño de un tramo del viaducto y una edificación de la estación Metro Calle 26. Como Consultores Belamore, tenemos conciencia de la importancia y el impacto de nuestro proyecto, al hacer parte de la primera línea del metro de Bogotá (PLMB), que tiene como objetivo principal, dotar a la ciudad de un medio de transporte masivo de pasajeros que se integre al sistema público actual y faculte la mejora de la movilidad de la población y la congestión vehicular existente en el área metropolitana de la capital. Por lo tanto, buscamos que se reflejara la importancia del proyecto en la propuesta realizada.

de entrepiso conformado por viguetas metálicas con placa colaborante, con el cual se logró optimizar el volumen de concreto del proyecto, beneficiando significativamente el proceso constructivo, disminuyendo tiempos y por lo tanto, dinero. Y en términos ambientales, la implementación de sistemas que reducen al máximo la huella ambiental, como lo son, techos verdes, un humedal artificial para el tratamiento y recirculación de aguas residuales y un sistema de almacenamiento y recirculación de agua pluvial. Además el estudio de impacto ambiental abarca las etapas de construcción y operación del proyecto, aspecto fundamental en cualquier obra civil.

Queremos finalizar, citando a la arquitecta Ray Eames con su frase “Lo funcional es mejor que lo bello, porque lo que funciona bien Es muy innovador! Empezando porque se desarrolla bajo la permanece en el tiempo.” muy célebre y cierta, no obstante, en metodología BIM, la cual implica que el trabajo que se está esta oportunidad les queremos mostrar que es posible conjugar elaborando tenga como base el uso de información ordenada estas dos cualidades. Para constatarlo y conocer aspectos más y con una serie de parámetros que deben ser compartidos con puntuales de nuestro proyecto, les dejamos un pequeño video, todos los interesados en el proyecto antes, durante y después de ¡acompáñennos a verlo! la ejecución del mismo. Algunas de las cosas que nos posibilitó la metodología son, el análisis de interferencias, la estimación de Enlace al proyecto los costos con una menor incertidumbre, reducciones de tiempo, https://youtu.be/CPdEBUAMG_o ya que facilita la supervisión y acelera la realización de correcciones, entre muchas otras cosas positivas. Como resultado, presentamos una propuesta eficiente, segura y viable en términos estructurales, ambientales y económicos. Entre los que podemos destacar, implementación de sistemas innovadores como lo son, en términos estructurales, un sistema

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Ingeniería de Detalle de la Primera Línea de Metro de Bogotá (PLMB), TRAMO 1 – SECTOR ESTACIÓN CALLE 26 A ESTACIÓN CALLE 45

Autores

Juan David Díaz González María Angélica Jaimes Ángel Maira Emith González Lago Sofía Mayumi Rico Tsukamoto Yonatan Santiago Raigoza Castaño

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Directores

Joan Manuel Larrahondo Cruz Julian David Ortiz Mojica Luis Felipe Zuluaga Zuluaga Mauricio Alexander Mora Ortiz Óscar Mauricio Baquero Hernandez Paula Andrea Villegas González

El proyecto surge de la necesidad de implementar otro sistema masivo de transporte para la ciudad de Bogotá. Ingemet desarrolló la ingeniería de detalle de la primera línea del metro de Bogotá estación central calle 26 bajo la metodología BIM abarcando las áreas socioambiental, estructural, geotécnica, costos y construcción. El proyecto integrador, generó impactos positivos referentes a nuestra formación como ingenieros. Permitiéndonos desarrollar una infraestructura real gestionando y coordinando las diferentes áreas de trabajo, siendo para nosotros y para el departamento de ingeniería civil un reto nuevo que nos prepara para nuestra vida como profesionales. Nos acercó a la realidad de cómo se maneja un proyecto, partiendo de la fase preliminar, desarrollo de ingeniería básica hasta llegar a la ingeniería de detalle, además del fortalecimiento de habilidades técnicas (en la respectiva área desarrollada) y blandas (comunicación efectiva, trabajo bajo presión, trabajo en equipo, etc). A continuación, se encuentra el link de nuestra página web con toda la información del proyecto: Enlace al proyecto

https://ingemetingenieros.wixsite.com/metro

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Proyectos de Grado

CARRERA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS

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Space Analytics

Autores

Alejandro Torres Novoa Andrés Felipe Contreras Ramírez Andrés Felipe Rodríguez Ortega Juan David Rodríguez Arévalo Santiago Salamanca León

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Directores

Alejandro Sierra Múnera

A medida que trascurren los años, la Universidad Javeriana acoge nuevos miembros en su comunidad, por lo cual, reforma y construye nuevas infraestructuras. Sin embargo, se desconoce de qué manera las personas usan los espacios ofrecidos por el campus, restringiendo las capacidades de la Universidad para entender problemáticas presentes en la ocupación de espacios. Por tal razón, el objetivo de este proyecto es la construcción de un sistema que provea información útil para la toma de decisiones en cuanto al uso de los espacios, apalancándose en los datos recolectados por la red Wifi de la Universidad Javeriana, haciendo uso de técnicas descriptivas y predictivas con el fin de ver patrones y comportamientos de las personas a través del tiempo en lugares específicos. SpaceAnalytics es un sistema que expone a través de servicios web información del estado ocupacional de algunos edificios del campus de la Universidad Javeriana. Esto con la finalidad de que miembros de la comunidad javeriana, tengan datos suficientes y de peso para la toma de decisiones a corto, mediano y largo plazo en cuanto al uso y la administración de recursos. Adicionalmente cuenta con una aplicación web que permite la visualización de los datos recolectados, a través de graficas dinámicas, que facilitan la interpretación y la toma de decisiones en distintos contextos. La solución hace parte de otros proyectos que buscan promover un mejor desempeño de las actividades académicas y administrativas de la comunidad Javeriana.

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Capa de seguridad basada en microservicios

Autores

Carlos Andrés Rodríguez Torres Cristian Julián Hernández Hernández Mónica Paola Vargas Calderón Santiago Cabrales Morales Sergio Pérez Fonseca

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Directores

Carlos Andrés Parra Acevedo

La capa de seguridad WS-Guardian Microservicios (WS-Guardian MS) surge como una iniciativa de ITAC, una compañía colombiana fabricante de soluciones de seguridad y SOA, para dar respuesta a las necesidades de sus clientes. Estas necesidades consisten mayormente en temas de seguridad de negocio, así como, un crecimiento continuo en términos de disponibilidad, desempeño y modificabilidad de sus sistemas empresariales.

Mediante el uso de distintas herramientas entre las que destacamos Docker, Kubernetes o Istio se desarrolló un sistema funcional que aplica los principios básicos de los microservicios (alta disponibilidad, portabilidad y escalabilidad) y que responde a los aspectos mencionados anteriormente. Al finalizar el desarrollo del sistema se realizaron pruebas funcionales y no funcionales para determinar resultados de comparación entre el sistema actual y su versión en microservicios.

WS-Guardian MS se centra en implementar una capa de seguridad a los procesos de negocio de las empresas mediante mecanismos de seguridad granulares. Estos mecanismos están desarrollados bajo una nueva arquitectura, la cual se basa en elementos escalables, elásticos e independientes que optimicen los recursos disponibles. Dichos elementos se conocen como microservicios.

Estos resultados, por un lado, proporcionan al equipo de ITAC una visión clara de las alternativasexistentes y un marco de referencia para continuar con las siguientes etapas de producción. Teniendo en cuenta que existe una creciente tendencia de las organizaciones a migrar sus servicios en la nube, WS-Guardian MS representa una solución innovadora en el mercado ya que permite la aplicación de políticas de seguridad a sistemas que se encuentren desplegados en este tipo de entornos. De hecho, WS Guardian MS posee una Siguiendo cuatro fases metodológicas iterativas inspiradas en gran portabilidad a la hora de trabajar con ambientes en la nube, el Architecture Based Development Process, el análisis riguroso puesto que se demostró que se puede desplegar en distintas nubes de tecnologías, la infraestructura y los patrones, se obtuvo como públicas como (AWS y Google Cloud). resultado una arquitectura basada en 5 microservicios. Cada uno de estos fue implementado y luego desplegado en contenedores Por otro lado, este proyecto permite evidenciar que las arquitecturas independientes en nubes públicas y privadas. Es importante tener basadas en microservicios poseen beneficios que agregan valor en cuenta que al trabajar con este tipo de arquitecturas es fundamental a la industria y a los usuarios. Esto permite que un mayor número el manejo y la planeación de los siguientes aspectos: de empresas inviertan en soluciones de seguridad y trabajen • Coordinación de las interacciones entre los microservicios: continuamente en mejorar sus servicios. Incluso, el impacto de exposición, descubrimiento, balanceo de carga. los resultados exitosos de este proyecto se podrá reflejar en • Administración del sistema en tiempo real: escalado, disponibilidad, el interés de realizar mayores investigaciones en tecnologías despliegue de nuevas versiones. vanguardistas, tanto en ITAC como en otras empresas del sector, • Monitoreo y Control del sistema: visualización, gestión de logs. contribuyendo así al posicionamiento del país como referencia de • Gestión de fallos. transformación digital.

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Proyectos de Grado

CARRERA DE ELECTRÓNICA

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Generación de bloques en una red Blockchain

Autores

Adriana Andrea Aguirre Angel Silvana López Cuéllar María Paola Fonseca Páez

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Directores

Francisco Fernando Viveros Moreno José Luis Uribe Aponte

Blockchain es una tecnología de hoja de transacciones distribuida, compuesta de una red que se mantiene en constante crecimiento cuyo contenido está vinculado por medio de la criptografía. Para vincular nuevos bloques o transacciones a la red se sigue comúnmente el algoritmo de consenso proof of work, que consiste en proponer una condición que el resultado de la operación de cifrado debe cumplir para ser válido. A este proceso se le conoce como minería o proceso de minado.

El tiempo que demora el sistema de minado en software es abismalmente mayor al tiempo que demoran ambos sistemas en hardware en realizar el proceso de minado. Cabe resaltar que no es posible realizar una comparación cuantitativa objetiva, ya que el sistema operativo sobre el que se ejecuta el sistema en software reparte los recursos del procesador entre diferentes tareas. El sistema de múltiples pipelines tuvo un desempeño del proceso de minado en promedio 10 veces más rápido que la arquitectura base en hardware, con un aumento en la utilización de los recursos El trabajo de grado plantea varias arquitecturas para realizar este lógicos de la FPGA de aproximadamente 4 veces. proceso de generación de bloques. A partir de una información de entrada y la condición del algoritmo, se genera el resultado Respecto de la condición del algoritmo de consenso, el tiempo cifrado, que satisface las condiciones de validez para que esta que tarda el sistema en realizar el proceso de minado, incrementa nueva transacción obtenida pueda ser añadida a una red blockchain. aproximadamente 1000 veces con cada aumento unitario del La implementación se llevó a cabo empleando una FPGA y un número de ceros, que es el factor que define esta condición y computador. es el más influyente sobre el tiempo de minado de los sistemas diseñados. Inicialmente se realizó la arquitectura base en hardware, en la que se desarrolló la unidad principal de minado. Posteriormente, El diseño fue implementado de tal forma que al modificar ciertos se implementó una arquitectura en software que realiza las mismas parámetros, el sistema sea capaz de aceptar cualquier tamaño funciones que la arquitectura base en hardware con el fin de de información de entrada; y se obtuvo un promedio del tiempo realizar una validación funcional de los resultados. Finalmente de minado de 333 Mhash/seg (operaciones de cifrado por se implementó una arquitectura en hardware con múltiples segundo). A partir de los resultados obtenidos y del proyecto realizado, pipelines o múltiples unidades de minado que funcionan se consideran como posibles proyecciones a futuro tanto la simultáneamente. Se realizó un análisis de tiempo, tamaño implementación de diferentes métodos alternativos en la unidad de la información de entrada y dificultad de minado. Cada principal de minado, como el desarrollo de un entorno completo arquitectura se desenvuelve como un sistema de minado, y a de red blockchain. partir de la comparación de estos tres, se obtuvieron los siguientes resultados:

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Algoritmo Nonce de la tecnología blockchain desarrollado en FPGA

Directores

Autores

Francisco Fernando Viveros Moreno José Luis Uribe Aponte Luisa Fernanda García

Cristian Javier Díaz Álvarez Fabián Felipe Coy Duarte Juan Pablo Pinzón Useche

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Blockchain es una nueva tecnología que rápidamente ha emergido con aplicaciones que responden al problema de seguridad de datos en sectores de la salud, consumo energético, propiedad intelectual, finanzas, logística, entre otros. El beneficio que brinda esta tecnología en criptografía se logra gracias al almacenamiento cronológico potencialmente inmodificable de datos en un sistema descentralizado en donde todos los usuarios trabajan en pro de la red, ya sea pública o privada. A pesar de la protección de datos que ofrece Blockchain a los usuarios, el costo para tener estas características es muy alto al requerir gran capacidad de cómputo. Esto se traduce, en gran cantidad de equipos lo cual genera un consumo energético superior, que puede ser equiparable al de algunos países como Suiza, e incluso cercano al consumo energético de Colombia. El trabajo de grado desarrollado consistió en proponer una novedosa arquitectura hardware del principal algoritmo de la tecnología Blockchain, el cual es el más usado comercialmente. Esta implementación se llevó a cabo en un hardware reconfigurable mediante una FPGA (Field Programmable Gate Array). La estructura de este equipo de cómputo permitió realizar de manera más eficiente las operaciones necesarias en el algoritmo, principalmente por dos motivos:

1. Al ser un sistema hardware digital, la propuesta usa compuertas lógicas para las operaciones, a nivel de bit, lo cual hace que éstas se efectúen de forma más eficiente en comparación a la forma como lo hace un procesador de propósito general (CPU) o dedicado (GPU). 2. La FPGA permite desarrollar arquitecturas altamente paralelizables, es decir, permite dividir un proceso tantas veces como la capacidad del equipo lo permita optimizando de esta forma el tiempo de procesamiento. Como resultado del trabajo de grado, se diseñó e implementó una nueva arquitectura del algoritmo Nonce, perteneciente a la tecnología Blockchain, sobre una FPGA. Esta novedosa arquitectura resuelve un algoritmo matemático, el cual demanda la mayor capacidad de cómputo dentro de una red Blockchain. Se obtuvo una reducción en tiempo de procesamiento respecto a un computador tradicional, en dos ordenes de magnitud, es decir, 100 veces más rápido. Utilizando los beneficios de la FPGA, se implementaron 16 núcleos de procesamiento paralelo realizando así más de 4 mil millones de encriptaciones (SHA-256) en menos de 169 segundos (Aprox. 3 minutos). Estos resultados permiten inferir que las implementaciones de tecnología Blockchain sobre este tipo de dispositivos mejora de manera significativa la eficiencia del sistema, manteniendo los beneficios en la seguridad de datos y al mismo tiempo reduciendo los aspectos negativos que esta tecnología conlleva en consumo energético.

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Recolección de agua líquida por condensación de humedad atmosférica usando el efecto Peltier

Autora

Ingrid Zulay Casallas Rodríguez

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Directores

Francisco Carlos Calderon Bocanegra

En este trabajo de grado se desarrolló un prototipo de recolección de agua atmosférica con una eficiencia promedio de 0.32ml/Wh. El prototipo aprovecha el efecto Peltier, el cual permite el enfriamiento de una celda, para que la humedad presente en el aire se condense sobre una superficie. Cuenta con un control ON/OFF para disminuir y regular el consumo de potencia de acuerdo con las condiciones ambientales del momento. Este control usa dos termopares para medir la temperatura de la celda Peltier y un sensor de humedad, temperatura y presión ambientales. En este trabajo se desarrolla un modelo que además de considerar la estructura física para facilitar la condensación, proporciona un sistema de control que lo hace más eficiente en cuanto a la cantidad de agua recolectada y la energía consumida. Con este trabajo se intenta profundizar en una alternativa para mitigar la escasez física y económica de agua que afecta cada día a más personas. Con el modelo se obtuvo una recolección máxima de 3.45 ml/h con una potencia de 29.42W, bajo una humedad relativa del 65% y temperatura ambiente de 20°C.

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Sistema de procesamiento digital de señales de audio, para emular pedales de efecto analógicos

Autores

Javier Iván Barrero Sánchez Omar David Rodríguez Rojas

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Directores

Gustavo Adolfo Ramírez Espinosa

Hace algunas décadas los procesadores de audio eran completamente diseñados mediante circuitos analógicos, hoy en día el procesamiento es digital. El cambio en las tecnologías de procesamiento de señales de audio tiene muchas ventajas, sin embargo, muchos profesionales de la industria musical perciben diferencias en el sonido de señales que han sido procesadas digitalmente. Esto y muchas otras razones han llevado a la creación de varios grupos y líneas de investigación que buscan recrear o emular la respuesta de sistemas analógicos, usando nuevas técnicas de procesamiento digital. En este trabajo de grado se implementa un sistema analógico diseñado para producir el efecto acústico de distorsión overdrive, se estudia una técnica de procesamiento digital poco explorada, conocida como Wave Digital Filter, se encuentra el modelo digital del sistema analógico y finalmente se realizan experimentos para determinar y comparar las respuestas en tiempo y en frecuencia de los sistemas.

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Detector de grietas en metales por medio del método de emisión acústica.

Autores

Nicolás Eduardo Amórtegui Hernández David Fernando Pareja Nausa

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Directores

Camilo Otálora Sánchez

Generalmente, cuando un material es expuesto a diferentes esfuerzos este es desgastado. Dicha exposición genera rupturas en el material y causa el nacimiento de una grieta, la cual libera cierta cantidad de energía en forma de ondas elásticas, lo cual se conoce como el fenómeno de emisión acústica (EA). Por medio de sensores especializados en la detección del fenómeno de emisión acústica (EA), las ondas elásticas son transformadas para la lectura del fenómeno y la detección de las grietas. (Karbhari & Ansari, 2009).

lizados para la detección del fenómeno de Emisión Acústica (EA). Por otro lado, el segundo corresponde a sensores de ultrasonido que se adecuaron para la detección de grietas por medio del método de emisión acústica (EA).

Inicialmente se pudo detectar el fenómeno de emisión acústica mediante dos tipos de sensores (piezoeléctricos y ultrasonido). Para verificar que el fenómeno que se estuviera detectando correspondiera al de emisión acústica, es necesario el análisis El daño en infraestructuras metálicas puede provocar conse- paramétrico de las señales captadas por los dos tipos de sensores cuencias negativas en la sociedad, ya que es muy difícil saber si para los cuales fue necesario hacer un circuito de adecuación por sensor. un metal tiene algún tipo de deterioro. Si se llevara control del estado del metal se podría prevenir accidentes; por ejemplo, en Por otro lado, se le dio un mayor alcance a este trabajo de grado los últimos años en Colombia se han caído 5 puentes de gran de modo que no solo se detectó la aparición del fenómeno de importancia para el país, generando pérdidas socioeconómicas y emisión acústica; si no que también se logró localizar la fuente culturales. Una de las principales causas del desplome de estos de EA (grieta) en una o dos dimensiones con coordenadas y una puentes fue debido a la aparición de grietas en su estructura interfaz gráfica amigable para el usuario mediante el software metálica, es decir, si estos puentes hubieran contado con el monitoreo LABVIEW donde se adquirieron todos los datos de la señal. de su estado se podría haber tomado medidas de control y se hubieran Segundo, este trabajo de grado estaba planeado inicialmente evitado las siguientes consecuencias. (El Universal, 2019) para la detección de la aparición del fenómeno de EA en metales, pero también se logró localizar y detectar la fuente de emisión Este trabajo de grado presenta la elaboración de dos sistemas de acústica en concreto. costo asequible capaces de detectar, analizar y localizar la formación de grietas en estructuras de diferentes materiales como lo son concreto y metales por medio del método de emisión acústica. El primer sistema, corresponde a sensores piezoeléctricos especia-

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Síntesis de una escena mediante ray tracing en FPGA

Autores

Rafael Andrés Herrera Guaitero Daniel Andrés Sáenz Rodelo Juan Manuel Gómez Cruz

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Directores

Juan Carlos Giraldo Carvajal

El algoritmo de trazados de rayos o ray tracing es una de las técnicas de síntesis de imagen con mayor nivel de detalle y realismo sin embargo, debido a su alto costo computacional y altas latencias no es muy popular en trabajos de producción masiva y constantemente se ha visto relegado a producciones offline. Teniendo en cuenta lo anterior, el presente trabajo de grado se centró en diseñar e implementar un prototipo funcional que sintetice una escena mediante FPGA, y un sistema de referencia basado en software, que permita analizar e identificar los cuellos de botella presentados en este algoritmo. Basados en los resultados, se encontró que los cuellos de botella del algoritmo son el producto punto y el test de intersección, siendo el primero la función más llamada dentro de la ejecución del algoritmo y el segundo, la función donde el programa mantiene la mayor parte de su tiempo. Además, al comparar los tiempos de rendering de ambos sistemas se logró determinar que en todas las escenas de prueba el tiempo fue menor en la FPGA, logrando ganancias de hasta 18 veces frente al sistema de referencia.

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Proyectos de Grado

CARRERA DE INGENIERÍA DE INDUSTRIAL

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Diseño de una Metaheurística basada en Torneos de k eliminaciones

Autores

Alejandra Espinosa Guzmán Juan Camilo Castro Petro Diego Alejandro Zamora Gaona Jorge Alejandro Miranda Rincón

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Directores

Ricardo Fernando Otero Caicedo

Some metaheuristics proposed for solving optimization problems have been inspired by tournaments and competitions [1]. Competitions are a common phenomenon in the humanity. In nature, beings or groups compete between each other for a specific purpose, where the losers often get eliminated [2], therefore competitions, tournaments or leagues are recurred when attempting to find the best being from a specific group or a specific category. Using these structures to create search strategies to solve optimization problems is due to its simple and nature architecture that allows, through competitions, to find the best beans. Some tournaments structures are Knockout tournament, where the beings are eliminated as soon as they lose the first time. Another type of tournaments are competitions measured by points, where the number of points earned during a specific period defines the winner. There are also tournaments of double elim- inations, where a participant is eliminated from the competition after losing two matches; this structure inspires the idea of creating a k elimination tournament, where the competitors are eliminated after losing k matches. Although some metaheuristics are based on tournaments, none has been inspired by k elimination tournaments.

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A quantitative approach for product portfolio optimization

Autores

Ana Valentina RamĂrez Osorio Diana Alejandra Castellanos Villate Sergio Luis Puentes Gantiva

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Directores

Gabriel Mauricio Zambrano Rey Rabie Mohamed Nait-Abdallah

Actualmente la proliferación de productos es un problema muy común en las empresas, el lanzamiento incontrolado de productos afecta los ingresos, los ganancias y el nivel de servicio. Como consecuencia existe la necesidad de reducir el portafolio de productos. En este proyecto, proponemos un método de optimización para la racionalización de productos basado en la substituibilidad y los ingresos promedio. Con el fin de transformar la substituibilidad en un criterio cuantitativo se implementó un acercamiento a una cadena de Markov. Este acercamiento describe el comportamiento de sustitución y permite calcular la redistribución de los clientes entre los SKUs restantes. Para cada posible portafolio de productos, existe una cadena de Markov que debe ser evaluada para saber el comportamiento de los futuros ingresos. Es por esto, que es un problema combinatorio donde la cantidad de posibles soluciones y la complejidad del problema crece exponencialmente cuando la cantidad de SKUs incrementa.

reducir un portafolio de sesenta productos. Finalmente, del análisis de los resultados se proveen conclusiones acerca de los productos que el modelo selecciona de acuerdo a los ingresos, la preferencia y el nivel de substituibilidad. Desarrollamos el concepto del ERI: Efficiency rationalization indicator (indicador de eficiencia de racionalización). El propósito de este indicador es tener en cuenta tanto el porcentaje de SKUs eliminados como el porcentaje final de ganancias después de la racionalización. El uso de α y β permite dar una importancia mayor a las ganancias que a la cantidad de SKUs eliminados. Adicionalmente, el uso de estos pesos permite que las empresas experimenten con distintos valores hasta encontrar una relación que genere una solución satisfactoria.

El proceso de racionalización no solo beneficia el tema financiero Dado que no todas las compañías poseen las mismas necesidades, de la empresa, también se reduce la complejidad de la cadena requerimientos y expectativas respecto a la racionalización de de suministro, por ejemplo la producción se puede enfocar en productos, dos contextos fueron definidos. El primero contexto los productos que se debe y también reduce el estrés causado se refiere a las empresas que no tiene datos de entrada para por la dificultad de escoger entre una gran cantidad de SKUS el modelo porque no han realizado ningún análisis acerca de para los posibles clientes. la racionalización. En el segundo contexto se encuentran las empresas que tienen ya definida una restricción de reducción, el porcentaje mínimo de SKUs a remover o el porcentaje máximo de ingresos que la empresa está dispuesta a perder. Con el objetivo de evaluar el comportamiento de los modelos diseñados, simulamos un caso de estudio en el cual la compañía está intentado

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Análisis de la deserción en los SPOOCs a partir de la retroalimentación digital y la interacción sincrónica y asincrónica

Autores

Directores

Carlos José Trujillo Sánchez Lina Marcela Rivas Mora Diana Lorena Dávila Mur

Manuel Ignacio Medina Labrador

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Los SPOOC (por sus siglas en inglés Self Paced Online Open Courses) han revolucionado el sistema de enseñanza debido a que los estudiantes pueden realizar este tipo de cursos en línea, a su propio ritmo y cuentan con ventajas como: la ausencia de pagos, flexibilidad de horarios, acceso digital y no exigencia de requerimientos previos al momento de la inscripción. Sin embargo; según la literatura, la cantidad de estudiantes que se inscriben en un SPOOC y no lo terminan alcanza el 61 %. Esta investigación analizó el efecto que generan sobre la deserción de un SPOOC, los factores de interacción y retroalimentación desarrollados a través de las siguientes herramientas: ChatBot, Foro, retroalimentación en videos y textos. El resultado de la investigación encontró la relación entre dichos factores y la deserción. Se realizaron dos diseños factoriales 2x2, lo cual implicó el desarrollo de ocho SPOOCs experimentales con la misma temática de estudio, análisis inferenciales y de supervivencia. El análisis de los resultados mostró que el curso con la presencia de ChatBot y retroalimentación por video tenía el mayor impacto en la disminución de la deserción. Los análisis permitieron validar los niveles de significancia existentes entre los diferentes tipos de variables abordadas y la disminución de la deserción. Para el final de esta investigación se realizó un curso comprobatorio, validando que la combinación de herramientas

que disminuía la deserción no fue al azar; el curso mantuvo los mismos parámetros del curso experimental, logrando un porcentaje de deserción del 47%. La literatura existente sobre los SPOOCs era escasa, por tal motivo este trabajo de grado logró realizar un aporte investigativo para el sector educativo y de enseñanza en línea, presentando resultados que arrojaron una disminución en la deserción de 9 puntos porcentuales con respecto a lo reportado en la literatura existente. A partir de ello, se abre paso para futuras investigaciones sobre la deserción en este tipo de educación con el fin de encontrar nuevas estrategias relacionadas a las variables de retroalimentación e interacción, con las cuales se logró el éxito en esta investigación. Finalmente, a partir de esta investigación se realizó un artículo científico que participó como ponencia en el XXII Congreso Internacional EDUTEC 2019 en representación de la Pontificia Universidad Javeriana Sede Bogotá. (el artículo se puede ver en el siguiente link:https://files.pucp.education/facultad/educacion/wp-content/ uploads/2020/04/01130128/LIBRO-PONENCIAS-XXII-CONGRESO-EDUTEC-2019.pdf , pág 251)

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Implementación de tecnología robótica (RPA) en procesos logísticos. Caso de estudio: Organización de Servicios Petroleros

Autores

David Alejandro Santiago Tibavizco Felipe Rodríguez Montoya Julián Felipe Becerra Gaitán Patricia Gómez Mogollón

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Directores

Alexánder Cárdenas Ramos

Este trabajo de grado se enfocó en dar solución a las actividades operativas y repetitivas que están generando demoras y retrabajo por errores en los procesos, basándose en la siguiente pregunta de investigación ¿Cómo se podría desarrollar un método para el análisis de factibilidad e implementación adecuada de tecnología robótica (RPA) en procesos logísticos?

El impacto generado se reflejó principalmente con la implementación del Bot en el subproceso orden de compra escogido previamente en la etapa de caracterización y selección de proceso a automatizar con RPA, en donde en un futuro invertir en una solución como esta, tendrá un ROI en el sexto mes y beneficios monetarios significativos. De igual forma el tiempo del proceso tuvo una reducción del 46% del tiempo total minimizando el tiempo de respuesta. Cabe resaltar A lo largo del trabajo de grado, se identificaron aquellas actividades que las etapas previas y posteriores a la implementación del Bot susceptibles de automatización en los procesos logísticos, buscando sirvieron como modelo de impacto, porque sin ellas no hubiera el éxito en la implementación de una plataforma de automati- sido posible el éxito en la implementación de la solución. zación (RPA). Se encontró un subproceso adecuado en una empresa de servicios petroleros a través de cuatro fases: caracte- Una vez se obtuvo los resultados y se socializaron con los dueños rización de los procesos en la empresa, selección del proceso del proceso, se identificó que el modelo de automatización es para automatizar utilizando plantillas de medición, factibilidad, adaptable al proceso de importación dentro de la empresa viabilidad de la automatización y control del diseño expuesto. seleccionada, debido a que las áreas involucradas y la dinámica Donde la programación de un Bot, sirvió de base para el análisis del proceso son muy similares a la de exportación, dando la oportunidad de factibilidad e implementación de tecnología y medición del a las empresas de alinear la estrategia del negocio a la transformación impacto esperado. digital por medio de la robotización de procesos (RPA).

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Autores

Héctor Adolfo Granados Vera Juan Luis Pardo Reyes Carlos Andrés Giraldo D’Achiardi

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Directores

Eliana María González Neira

La integración de los diferentes eslabones de la cadena de suministro en cualquier negocio se ha vuelto necesaria para aumentar las utilidades, mantener un mejor control de los procesos y aumentar la eficiencia del uso de los recursos. Escenarios teóricos de integración de la producción y la distribución se han estudiado desde finales del siglo XX, y bajo este ideal es que se construyen los modelos aplicados al mundo real. La mayor dificultad de estos problemas, sin embargo, es que no es posible conseguir una solución optima global en un tiempo razonable, llegando a tomar años en algunos casos, es por esto que las investigaciones se enfocan en desarrollar métodos para obtener buenas soluciones a dichos problemas. En este Trabajo de Grado, se propone una nueva metaheurística para resolver dos problemas clásicos de la literatura (DPFSP & CVRP) en un nuevo problema conjunto que busca construir una frontera de Pareto minimizando dos objetivos. El primero, Makespan, mide el máximo tiempo de entrega de un trabajo a un cliente y el segundo, tardiness, mide la tardanza total de todos los trabajos a la hora de ser entregados con el fin de simular una cadena de suministro del mundo real. Se trata dicho problema conjunto pensando en las necesidades de aquellas empresas que cuentan con diversas fábricas y medios de distribución limitados para la producción y entrega de sus productos. Nuestro modelo permite determinar un conjunto de soluciones optimas dando la libertad de escoger una, para priorizar un solo objetivo, o un balance de ambos, esta investigación da pie para aplicaciones bajo parámetros controlados en el mundo real o para futuras investigaciones con una mayor complejidad.

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Diseño de una técnica de solución para la versión estocástica del problema de zonificación en el contexto de atención médica domiciliaria.

Autores

Jenny Carolina Gamboa Guzmán Laura Andrea Villamil Granados Juan Pablo Torres Clavijo Carlos Andrés Másmela Pinilla

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Directores

Carlos Eduardo Montoya Casas Óscar David Barrera Ferro

The partition of a territory into zones or Districting Problem (DP) is a fundamental decision due to its impact on subsequent operations. In the Home Health Care (HHC) context, a territory is divided into zones in order to distribute medical staff such that the patientâ&#x20AC;&#x2122;s demand is satisfied in an ideal way. This thesis proposes a solution technique to the Districting Problem applied on a HHC service provider entity in Cali (Colombia) from an approach that integrates tactical decisions (such as DP) with operational decisions (such as staff routing). This approach aims to achieve a robust tactical decision, which its performance will be evaluated at an operational level in terms of the operation cost of the system in a real instance. The solution technique proposed consists mainly in the development of metaheuristic methods under a deterministic approach and a stochastic approach in which variability in the average displacement velocity between nodes is considered. The performance of the solutions generated by the designed methods in both approaches was compared in order to measure their quality in variability scenarios, since these scenarios reflect real conditions in a more appropriate way. The results obtained show that the stochastic solution technique achieves better values of the total cost in 94% of the instances evaluated when variability conditions are considered.

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Autores

Liseth Nathalia Salamanca Barragán Paula Andrea Díaz Rojas

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Directores

Carlos Eduardo Montoya Casas Ricardo Fernando Otero Caicedo

El proyecto presentado fue desarrollado en conjunto con una empresa productora y comercializadora de productos químicos en Colombia cuyo portafolio de productos se divide en tres categorías: tecnologías adhesivas, cosmética y mercados. Dentro de la categoría cosmética cuentan con más de 500 referencias desarrolladas, fabricadas en la planta de producción ubicada en Bogotá, punto focal del proyecto.

Teniendo en cuenta los resultados anteriormente mencionados se realizó la Integración de las estrategias de optimización y simulación donde la técnica implementada fue el algoritmo genético en el que se fijó la política lote a lote, debido a que presentó mejores resultados en las simulaciones realizada.

La integración de las estrategias arrojó como resultado una mejora en los costos totales en un 17% frente a la política actual de la Se tuvo en cuenta que al momento de dar inicio al proyecto la empresa, reduciendo los costos en $119,023,518. La reducción empresa no contaba con una herramienta formal para la pla- de los costos se vio reflejada en un mejor manejo de la liberación neación de requerimientos de insumos la cual se ve afectada por de ordenes programadas donde disminuyeron los costos de los incertidumbres en la demanda de sus clientes y en los tiempos pedidos de materias primas y hubo una reducción en costos de de entrega de sus proveedores, generando una baja capacidad pérdidas de ventas de $42,173,245 que representa una mejora de respuesta hacia los aumentos de niveles de producción y que del 52%. se requiere tercerizar parte del almacenamiento de insumos. Finalmente se desarrolló una interfaz gráfica aplicando la norma A partir de los pronósticos generados se aplicaron las políticas de ISO 25010, que tiene en cuenta las características de: Adecuación inventarios principales y se evaluó el costo de la materia prima, funcional, eficiencia de desempeño, compatibilidad, usabilidad, el costo de mantener, el costo por pérdida de ventas y el nivel de fiabilidad, seguridad, mantenibilidad y portabilidad, que fueron servicio para comparar los resultados obtenidos especto a la po- implementadas dentro de la misma para generar una interfaz lítica manejada por la empresa, encontrando que a pesar de que amigable con el usuario. existió un aumento del 2.52% en los costos totales de la política propuesta frente a la política actual de la empresa, se está me- Dentro de las posibilidades de futuros estudios con las que se da jorando el nivel de servicio y por ende atacando la problemática paso al haber realizado este proyecto se podrían evaluar otras expuesta por la empresa. técnicas de predicción, así como otros procedimientos de optimización que puedan considerar simultáneamente la definición Se realizó una simulación con un horizonte de planeación de de los stocks de seguridad y de los lead times de seguridad, con 3 meses, con lo que se buscaba generar distintos escenarios el fin de integrar las soluciones que logren ajustarse de mejor evaluando el comportamiento de la demanda que permitiera manera al comportamiento de la demanda de los productos, determinar los rangos confiables en que se encuentren los datos generando la posibilidad de que al usar técnicas con diferentes para calcular los costos, considerando la variabilidad en la enfoques se llegue a una mejor solución. demanda y lead times, comparando costos e indicadores de nivel de servicio para cada política. Estos resultados se encontraron dentro de los intervalos de confianza dando fiabilidad a la metodología implementada para ser usada en la optimización.

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Hospital Resource Planning: A case-Based Application for Surgical Services of a Colombian Hospital

Autores

Luisa Fernanda Bastidas Melo Juan Nicolás Tulande López María Camila Charry Cruz

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Directores

Gabriel Mauricio Zambrano Rey

Dada la complejidad y sensibilidad de las decisiones asociadas a la gestión de recursos dentro de las instituciones de salud, es fundamental contar con herramientas propias de la ingeniería que permitan lograr la eficiencia y sostenibilidad financiera, teniendo en cuenta el bienestar de los pacientes como objetivo principal. Estas herramientas de toma de decisiones deben apuntar a retos como el crecimiento de la demanda, la gestión de los recursos imprescindibles para los procedimientos hospitalarios, y la identificación y adquisición de los recursos. En particular, este estudio se enfoca en los procesos estratégicos de toma de decisiones relacionados con la planeación de cirugías electivas de un hospital en Colombia. Este trabajo de grado reporta el desarrollo de una aplicación de planeación de recursos hospitalarios (HRP) con métodos cuantitativos enfocada a aumentar la capacidad de un hospital, mejorar el flujo de pacientes y reducir los tiempos de espera en la asignación de cirugías. Los métodos implementados comprenden una simulación de MonteCarlo con escenarios estocásticos de demanda a 5 años generados mediante la regresión lineal, un algoritmo genético de optimización que incorpora un algoritmo de mejora y dos análisis What-If, acoplados a una herramienta de asignación de cirugías. Con base en los escenarios analizados, se generó una propuesta de inversión en recursos críticos, logrando una reducción del 33,66% en los tiempos de espera y un aumento del 35,82% en las ganancias mensuales del Hospital Colombiano, proyectando el impacto de la inversión en un horizonte de planeación estratégico. Así mismo se observó el beneficio de la integración de una herramienta de programación de cirugías y un aplicativo de Planeación de Recursos Hospitalarios ya que permitió obtener una visión holística de la toma de decisiones a nivel táctico, operativo y estratégico con un impacto favorable en el aumento de la cantidad de cirugías realizadas, las ganancias obtenidas por periodo de tiempo y la reducción de los tiempos de espera en la programación definidos como la tardanza.

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Modelo de localización de centros de acopio para la gestión del riesgo hidrometeorológico asociado a movimientos en masa en Antioquia

Autores

Manuela Ocampo Hernández Paula Cristina Rivera Daschmann Alejandra Hernández Rodriguez María Daniela Garzón Sanabria

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Directores

John Leonardo Vargas

Los desastres naturales alrededor del mundo se han incrementado en las últimas décadas, lo cual ha generado la necesidad de crear planes de contingencia por parte de los gobiernos para disminuir los riesgos que estos abarcan. Los países con menores ingresos se han visto más afectados respecto a los países desarrollados, lo que ha causado un incremento en la tasa de muertes por desastres naturales. Colombia ha enfrentado grandes crisis humanitarias debido a la ocurrencia de desastres naturales, específicamente los movimientos en masa de origen hidrometeorológico. El presente trabajo estudia el caso del departamento de Antioquia, Colombia, el cual tiene mayor ocurrencia frente a los fenómenos naturales mencionados anteriormente. El objetivo es mitigar el impacto socio-económico de esta problemática por medio de la asignación previa de centros de acopio que distribuirán ayudas humanitarias a la población afectada. La metodología utilizada en el proyecto se compone por la interacción entre una metaheurística y la simulación de un modelo basado en agentes, en donde el resultado de la metaheurística es evaluado sobre el entorno de la simulación con un Sistema de Información Geográfica (GIS, por sus siglas en inglés). En esta evaluación se tiene en cuenta la aleatoriedad inmersa de este tipo de situaciones, ya que no se sabe en qué momento ni dónde ocurrirá algún desastre natural. La simulación basada en agentes se realizó en el software NetLogo debido a que éste posee un lenguaje de programación simple y una interfaz gráfica intuitiva y fácil de usar. Además de ello, el software contiene una extensa

biblioteca de modelos en ciencias naturales y sociales, las cuales pueden usarse y modificarse de acuerdo con la necesidad del problema. Por otra parte, se escogió como metaheurística el Iterated Local Search (ILS, por sus siglas en inglés) ya que ésta se adapta fácilmente y permite mejorar las soluciones encontradas a partir de diferentes escenarios y criterios. El resultado obtenido por la interacción entre la simulación basada en agentes y la metaheurística fue evaluado durante 10 y 30 años. La mejor solución obtenida consiste en la ubicación de 5 centros de acopio en los municipios de Bello, Apartadó, Envigado, Itagüí y Andes. De esta manera, se obtuvo a corto plazo una atención del 72% de personas afectadas y a largo plazo una atención del 70%. De acuerdo con lo anterior, fue posible evidenciar que al evaluar desastres naturales de forma realista a través de modelos de simulación basada en agentes, se logra un análisis integral de las causas y efectos de éstos. Adicionalmente, contar con sistemas capaces de integrar información geográfica, simulación de fenómenos (naturales y sociales) y técnicas de optimización, facilita la toma de decisiones para la gestión de riesgos permitiendo integrar los niveles operativos, tácticos y estratégicos. Finalmente, este trabajo buscó no solo sugerir posibles ubicaciones de centros de acopio que potencialicen las capacidades de atención en los municipios de Antioquia; sino también mostrar la aplicación de nuevas metodologías para la gestión estratégica del riesgo en el país, dado que permite la adaptación rápida a otros departamentos.

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Diseño de una metodología para identificar factores que afectan la disposición para construir cultura de paz en Bogotá

Autores

María Paula Victoria Bello Paula Milena Clavijo Díaz María Camila Herrera Puerta

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Directores

Ricardo Abad Barros Castro Ricardo Fernando Otero Caicedo

Contexto y problema de la investigación: Debido a que no se reflejan metodologías estructuradas con análisis cuantitativos ni se implementan suficientes herramientas de ingeniería para obtener resultados objetivos que promuevan la cultura de paz, se hace necesaria una metodología que permita tener un control, sea objetiva y que se adapte a la población que ha sido afectada directa e indirectamente por el conflicto. Siendo así, se presenta la siguiente pregunta de investigación: ¿Cómo determinar factores que influyen en la disposición para la construcción de paz en la ciudad de Bogotá?

de las variables mediante la prueba Kruskal Wallis y se segmenta la población en niveles de conflictividad entre vecinos según un estudio del distrito. Se ejecuta un análisis factorial por cada subdivisión y se nombran los factores. Se lleva a cabo un diseño de experimentos para cada grupo y se determinan los factores e interacciones significativas.

Generalidades sobre los resultados obtenidos El nivel muy alto presenta significativo un factor (Disposición para la resolución del conflicto), el alto dos factores (Actitud para la Relevancia del tema abordado: resolución del conflicto y Control de la situación), el medio tres Es pertinente ahondar en temáticas de construcción de paz factores (Iniciativa para la resolución del conflicto, Reparación y mediante herramientas cuantitativas y una metodología más Defensa de principios) y algunas interacciones entre ellos, y el amplia enfocada en el contexto de la población y que pueda bajo sus dos factores (Capacidad de sensibilización frente a la adaptarse a cualquier lugar de aplicación desde una mirada real situación y Respeto hacia el otro) y la interacción entre ellos. y actual de los factores necesarios para la construcción de una convivencia pacífica, garantizando que el país avance en materia Conclusiones y discusión de paz. El nivel muy alto y alto reflejan factores con variables negativas, opuesto a los otros niveles. Los bogotanos presentan ciertos Propósito y objetivos: comportamientos dependiendo del contexto. Aunque los Se plantea una metodología para identificar factores que se consideran encuestados están alejados de la violencia y no son víctimas directas indispensables para mejorar la disposición a construir cultura de del conflicto armado consideran importante la venganza para paz mediante herramientas que permitan una medición actual construir paz. de la situación. La metodología se aplica en Bogotá. Información sobre el enfoque metodológico utilizado: Se eligen 26 variables teóricas relacionadas a paz y cinco extraídas de la opinión pública bogotana. Se realiza una encuesta de percepción para identificar las correlaciones entre variables. Se verifica la no independencia de las localidades con respecto a las respuestas

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Design of a solution technique based on an integral approach for the Flexible Open-Flow Shop scheduling problem

Autores

Diego Alberto Espinosa Valderrama Julián David Sánchez Duarte Fernando Andrés Hurtado Villamizar

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Directores

Carlos Eduardo Montoya Casas

En la industria de manufactura, la programación de la producción es un proceso de toma de decisiones basado en la asignación de recursos a tareas durante un periodo de tiempo específico y su finalidad es optimizar uno o más objetivos. La programación de la producción esta intrínsecamente influenciada por el tipo de ambiente de manufactura, que a su vez incide en el desarrollo de técnicas de solución que puedan asignar los recursos a tareas para cada ambiente según sea el objetivo. Sin embargo, estos ambientes pueden cambiar, combinarse y coexistir creando así un ambiente de manufactura mixto, de mayor complejidad y dinamismo, ocasionando que las técnicas de solución existentes para realizar la programación de la producción no sean efectivas o no cumplan con el objetivo demandado. El trabajo de grado sustentó el desarrollo de una técnica de solución para poder realizar la programación de la producción en el ambiente de manufactura mixto propuesto minimizando el máximo tiempo de terminación de las operaciones. Debido a la complejidad computacional del problema se utilizaron diferentes métodos de resolución como el algoritmo genético y heurísticas activas para desarrollar la técnica de manera efectiva. Se planteo un modelo matemático para resolver el problema planteado en instancias pequeñas y se crearon diferentes instancias de mayor tamaño en donde la técnica de solución propuesta se ejecutaría para medir su rendimiento y resultados. El principal logro del trabajo fue resolver el problema de programación en un ambiente de manufactura de alto dinamismo y complejidad. Además de plantear una técnica de solución efectiva, se obtuvieron resultados sobresalientes en base a la literatura. El impacto del trabajo refleja la significancia de explorar ambientes mixtos y dinámicos en el proceso de producción, destacando que a medida que transiten a una complejidad mayor, las estrategias de programación y toma de decisiones también deben evolucionar para poder cumplir con los objetivos demandados en una era más moderna y competitiva.

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Programas POSGRADO

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Proyectos de Grado

MAESTRÍA EN INTELIGENCIA PARA LA INTELIGENCIA DE NEGOCIOS

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Analítica aplicada a la variable de compensación volumétrica por calidad en el transporte de crudos en Colombia

Autores

Sergio Tiria Sandoval Víctor Haroldo González González

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Determinar el margen por barril de la economía para el/los caso(s) de negocio a viabilizar por las áreas de Planeación y Comercial que involucran el transporte de crudos en el sector de hidrocarburos en Colombia, en un horizonte de al menos seis meses, mediante la inclusión del estudio de la compensación volumétrica por calidad –CVC- dentro del análisis económico. Se implementó una solución que aportó y brindó un soporte en el proceso de Planeación de Cadena de Suministro de hidrocarburos y en el proceso comercial de compras nacionales en crudos, incorporando tecnología en analítica de datos, que no se contemplaban. Ahora en la toma de decisiones del proceso de Planeación de cadena y en los casos de negocio en evaluación por parte del área Comercial, se está sustentando en analítica avanzada, logrando mayor eficiencia, mejoramiento en los procesos y mejores resultados en la economía de los casos de negocio. Los análisis realizados mediante este trabajo de grado permitieron motivar acciones de evacuación de crudos desde la Planeación de la cadena de suministro, que no estaban consideradas en los presupuestos y planes, con las cuales se obtienen más barriles disponibles para el dueño del crudo por efecto de la compensación volumétrica por calidad, y que maximizan el valor en inventarios y/o ventas. Este proyecto está aportando en la Transformación Digital que se está viviendo en el sector de Hidrocarburos en Colombia.

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Proyectos de Grado

MAESTRÍA EN INGENIERÍA CIVIL

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Propuesta de una nueva configuración de Riostra de Pandeo Restringido (BRB) obtenida mediante optimización topológica bajo restricciones de costo de materiales

Autora

Margarita María Hernández Espinel

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Directores

Federico Alejandro Núñez Moreno Jesús Daniel Villalba Morales

Los terremotos interactúan con estructuras cercanas a su hipocentro y, para terremotos de gran magnitud, las demandas sísmicas pueden exceder la resistencia, capacidad y ductilidad de la estructura, lo que causa daños en los elementos principales de la estructura. Los sistemas de control sísmico aíslan o disipan la energía sísmica disminuyendo la cantidad de energía que llega a los elementos principales de la estructura. Las Riostras de Pandeo Restringido (BRB) son un tipo de sistema de control pasivo que, debido a su comportamiento histerético simétrico, tienen una gran capacidad de disipación de energía lo que los ha convertido en una alternativa confiable para evitar daños en la estructura principal. Por lo tanto, el uso de una configuración BRB con una relación óptima entre su capacidad de disipación de energía y su costo de material se ha convertido en una preocupación entre los ingenieros estructurales. En el artículo de trabajo de grado se presenta una metodología que establece un vínculo entre el modelo de elementos finitos de un BRB con el problema de optimización de topología que maximiza su capacidad de disipación de energía bajo restricción de costo de material y el algoritmo de recocido simulado con sus heurísticas. De esta manera, se pudo obtener un proceso de optimización de topología que resultó exitosamente en una configuración BRB optimizada y nueva con un aumento de 216.4% en la capacidad de disipación de energía y un ciclo de histéresis estable, satisfaciendo las restricciones establecidas.

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Autora

MarĂa Camila Castro Garrido

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Directores

German Hermida Barrera Yezid Alexander Alvarado Vargas

Los arquitectos diseñadores, inversionistas y propietarios de un proyecto de construcción reconocen que, al tener concreto a la vista, el acabado superficial es una característica muy importante, tanto, como su desempeño mecánico. Por esta razón, son muy exigentes al especificar el acabado superficial de la más alta calidad. Cuando la calidad del acabado es inferior a la deseada y no cumple con los criterios de especificación son necesarias reparaciones o demoliciones que genera sobrecostos en el desarrollo del proyecto. Se ha demostrado que los defectos en el acabado superficial son bastante frecuentes y que dependen de gran cantidad de variables. Debido a esto, las investigaciones y publicaciones en los aspectos estéticos de las superficies de concreto han incrementado considerablemente. En este trabajo de grado, se identificó la necesidad de mitigar estos defectos en la industria colombiana debido a problemas en obra y a las reparaciones que han sido necesarias en obras tales como Torres Atrio, el Hotel Salvio y el Centro de investigación contra el cáncer CTI, entre otras. Al investigar en la literatura observamos que hay una brecha a nivel global pues no se encontraron investigaciones publicadas en donde se pueda determinar el grado de importancia de las variables como factor determinante en la calidad del acabado superficial del concreto, lo que abre paso a la investigación propuesta en este trabajo de grado.

concreto. Para esto se fabricaron en laboratorio 96 elementos de concreto, numero de experimentos correspondiente a la combinación de todas las variables, se calificó el acabado superficial de cada elemento y mediante el modelo de clasificación estadístico random forest se determinó el grado de importancia de las variables estudiadas. Los resultados arrojaron que la variable con mayor importancia es el agente desmoldante, seguido por el material de formaleta, el agente superplastificante y por último la condición de curado. también se comprobó que ddefinir el grado de importancia de las variables estudiadas permite seleccionar las mejores combinaciones para obtener un acabado superficial de alta clasificación. Considero que esta investigación tiene una gran importancia académica ya que se elimina la brecha global que existía de la determinación del grado de importancia de las variables que más se han estudiado en este campo y puede ser tomada como referencia para futuras investigaciones incluyendo nuevas variables, por esta razón apuntamos que el articulo resultante del trabajo pueda ser publicado en una revista internacional cuartil 1. En el campo profesional actualmente los resultados de este trabajo son usados por una compañía productora de concreto, quien como oferta de valor asesora a sus clientes en la correcta combinación de variables para obtener el acabado deseado.

También los resultados son usados en las reclamaciones para El objetivo principal fue determinar el grado de importancia en la evaluar el acabado superficial en discusión. En conclusión, esta calidad del acabado superficial del concreto de las cuatro variables evidencia científica le da fuerza a la necesidad de incluir en más investigadas en la literatura: el material de la formaleta, la planeación del presupuesto del proyecto los recursos necesarios naturaleza del agente desmoldante, la condición de curado de para lograr el acabado superficial especificado por el diseñador. los elementos y el tipo de aditivo superplastificante usado en el

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Proyectos de Grado

MAESTRÍA EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA

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Diseño e implementación de un controlador basado en datos (Data driven tunning) para el helicóptero de 2 grados de libertad QUANSER

Autor

Directores

Lenin Samuel Marín García

Fredy Orlando Ruiz Y Freddy Fernando Valderrama

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Trabajo de tesis en modalidad de profundización desarrollado en el segundo semestre de 2019 para la facultad de ingeniería de la Pontificia Universidad Javeriana con el cual se obtuvo el titulo de Magister en ingeniería electrónica con profundización en control. Este proyecto tuvo como objetivo principal el desarrollo, la validación y verificación de una metodología original para la síntesis de controladores estabilizantes para plantas tipo MIMO (Multiple Input Multiple Out), el enfoque de diseño y síntesis de controladores se basa en la toma de un conjunto de datos de entrada y salida de la planta en cuestión (para los efectos de validación y verificación se desarrollaron controladores para el helicóptero de dos grados de libertad a escala de Quanser), de esta forma no es necesario tener el conocimiento previo de la dinámica del sistema a controlar, es decir, no es mandatorio modelar matemáticamente la planta, en adición, la toma de datos no requiere que el sistema sea aislado de su entorno de trabajo o la interrupción de sus funciones en ningún momento, característica que le aporta un gran valor en cuanto a implementación practica a nivel industrial. Por último, el algoritmo propuesto en la metodología desarrollada no es iterativo, basta con un solo conjunto de datos para sintetizar un controlador offline (sin afectar directamente el proceso) en laboratorio.

El resultado más importante ha sido la adaptación de un algoritmo para el diseño no iterativo de controladores basados en datos SISO (Data Driven Youla-Kucera) para que pueda ser implementado en sistemas tipo MIMO alcanzando un desempeño mejor de lo planteado en los objetivos del proyecto. La verificación y validación de la metodología DDC planteada en la tesis para sistemas MIMO presenta una herramienta de alto impacto a nivel académico e industrial ya que permite disminuir el tiempo de mano de obra de ingeniería en procesos de adquisición de datos para identificación de sistemas y modelamientos matemáticos complejos y en ocasiones insuficientes, lo cual repercute directamente en el costo – beneficio de la implementación de estrategias de control avanzado para una empresa, ya que aquí se ha demostrado que con solo un conjunto de datos de entrada y salida de la planta se puede sintetizar un controlador y ajustarlo intuitivamente de acuerdo con un modelo de referencia seleccionado por el usuario. El algoritmo DDC Youla-Kucera para el caso MIMO presentado aquí nos permite llevar el proceso de síntesis de controladores a la solución de un problema de optimización convexa para hallar los parámetros θi de un filtro Q con estructura FIR.

Durante el desarrollo del proyecto, se diseño en paralelo un controlador para el helicóptero bajo estrategias de control clásicas, el controlador seleccionado LQR (Linear Quadratic Regulator) fue utilizado para comparar el desempeño del controlador sintetizado bajo la estrategia DDC Youla – Kucera (nombre otorgado al algoritmo desarrollado en la tesis) obteniendo resultados superiores con el controlador basado en datos.

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Proyectos de Grado

MAESTRÍA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL

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Reconocimientos a la excelencia acadĂŠmica mejores trabajos de grado.

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Programación de la producción en un flow shop flexible que minimiza la tardanza total

Autora

Directores

Ibeth Grattz Rodríguez

Eliana María González Neira José Fernando Jiménez Gordillo

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En este estudio se propone dar solución al problema de programación de la producción de la empresa JLS Jabonería. JLS Jabonería actualmente presenta varios problemas en cuanto a la programación ordenada y eficiente de las órdenes requeridas por el cliente, lo cual ocasiona un alto porcentaje de incumplimiento en los pedidos y bajos niveles de servicio; esto a su vez, genera el deterioro de las relaciones comerciales con los clientes actuales y la consecución de nuevos clientes. Sumado a esto, la empresa atraviesa dificultades económicas; las cuales, se abordan en este estudio mediante la reducción de aquellos costos que puedan ser atacados con la programación ordenada de trabajos, de modo que se beneficie la reducción del desperdicio de recursos económicos y el gasto innecesario de efectivo.

Se encuentra que la metaheurística planteada, logra mejorar significativamente los resultados de la tardanza total ponderada y del costo total de los alistamientos, en relación con los resultados obtenidos al aplicar las reglas de despacho propuestas. Adicionalmente, la metaheurística logra reducir significativamente la tardanza total ponderada, presentada en los escenarios reales de producción de la organización. No obstante, se encuentra que la tardanza total ponderada no logra ser reducida a cero, por lo que se plantea como alternativa, la evaluación de los tiempos de entrega pactados con los clientes. Por último, se encuentra que la reducción en los costos totales de los alistamientos, obtenida con la programación ordenada de los trabajos, no logra tener un gran impacto en el beneficio económico de la empresa, por lo que se plantea la búsqueda de alternativas adicionales a la programación Para resolver el problema mencionado anteriormente, este estudio eficiente de la producción, para mitigar las dificultades económicas propone la aplicación de un algoritmo NSGA2, que busca minimizar que JLS Jabonería presenta. tanto la tardanza total ponderada, como el costo total de los alistamientos. Esta metaheurística, se evalúa con respecto a las soluciones exactas, obtenidas para varias instancias del problema. Igualmente, se evalúa con respecto a dos reglas de despacho comúnmente utilizadas en la industria. Por último, la metaheurística se compara con el resultado obtenido en escenarios reales de producción de empresa estudiada.

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Otros Trabajos de Grado Reconocidos PROGRAMAS DE PREGRADO

Proyectos de Grado Carrera de Ingeniería Civil Ingeniería de Detalle para la Etapa 1 de la Planta Industrial en la Zona Franca de Occidente localizada en el municipio de Mosquera, Cundinamarca. Autores

Directores

Felipe David Méndez Vives Julián David Suárez Suarez Juan Sebastián Chaves Narváez Laura Milena Ordóñez Quintana Paula Alejandra Rincón González

Fabián Charles Carvajal Torres Johanna Andrea Rodríguez Pardo Juan David Muñoz Cruz María Alejandra Silva Ortega Mary Yorley González Sandoval Natalia Elizabeth Lozano Ramírez Nelson Felipe Moreno Cardona

Proyectos de Grado Carrera de Electrónica

Low Computational-complexity algorithm for the estimation of traffic parameters using spatio-temporal images and convolutional neural networks for real-time traffic monitoring Autor

Directores

Guillaume Garbiel Herve Poullain

Francisco Carlos Calderon Bocanegra

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Medidor de consumo energético basado en el paradigmna IoT

Autores

Julio Eduardo Sánchez Mahecha Laura Isabel Ramos Montilla

Directores

Freddy Orlando Ruíz Palacios Gustavo Adolfo Ramírez Espinosa

Proyectos de Grado Carrera de Ingeniería Industrial

Diseño de una Metaheurística basada en Torneos de k eliminaciones

Autores

Alejandra Espinosa Guzmán Juan Camilo Castro Petro Diego Alejandro Zamora Gaona Jorge Alejandro Miranda Rincón

Directores

Ricardo Fernando Otero Caicedo

Diseño de metodología para la conformación y secuenciación de lotes no idénticos en máquinas paralelas en una empresa de vidrios de seguridad Autores

Daniel Ortiz Tovar Jair Eduardo Niño Parada Leonardo Esteban Vidal Ruíz Alejandro Victoria Perdomo

Directores

Rabie Mohamed Nait-Abdallah

Reconocimientos a la excelencia académica mejores trabajos de grado.

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Design of a solution technique based on an integral approach for the Flexible Open-Flow Shop scheduling problem Autores

Directores

Diego Alberto Espinosa Valderrama Julian David Sánchez Duarte Fernando Andrés Hurtado Villamizar

Carlos Eduardo Montoya Casas

Diseño de una metodología para identificar factores que afectan la disposición para construir cultura de paz en Bogotá Autores

Directores

María Paula Victoria Bello Paula Milena Clavijo Díaz María Camila Herrera Puerta

Ricardo Abad Barros Castro Ricardo Fernando Otero Caicedo

PROGRAMAS DE POSGRADO

Directores

Margarita María Hernández Espinel

Federico Alejandro Núñez Moreno Jesús Daniel Villalba Morales

Reconocimientos a la excelencia académica mejores trabajos de grado.

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Proyectos de Grado Maestría en Ingeniería Electrónica

Sistema micro-integrado de resonancia superficial de plasmón para detección de agentes biológicos

Autores

Andrés Felipe Hernández García

Directores

Edgar Emir Gonzales Jiménez

Diseño e implementación de un controlador basado en datos (Data driven tunning) para el helicóptero de 2 grados de libertad QUANSER Autores

Lenin Samuel Marín García

Directores

Fredy orlando ruiz y freddy Fernando valderrama

Reconocimientos a la excelencia académica mejores trabajos de grado.

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Facultad de Ingeniería

RECONOCIMIENTOS A LA EXCELENCIA ACADÉMICA MEJORES TRABAJOS DE GRADO

2020 1