Proyectos Posgrados Graduate projects 2021-10 by Universidad del Norte Colombia

CUERPO DIRECTIVO

BOARD OF DIRECTORS Javier Páez Saavedra Decano / Dean Amparo Camacho Diaz Directora Académica / Academic Director Julián Arellana Ochoa Director de Postgrados e Investigaciones / Research and Graduate Programs Director Directores de Departamento / Chairs Luis Fuentes Pumarejo: Ingeniería Civil y Ambiental / Civil and Environmental Engineering Elías David Niño Ruiz: Ingeniería de Sistemas / Systems Engineering Mauricio Pardo González: Ingeniería Eléctrica y Electrónica / Electrical and Electronics Engineering Lina Prada Angarita: Ingeniería Industrial / Industrial Engineering Antonio Bula Silvera: Ingeniería Mecánica / Mechanical Engineering Coordinadores de Postgrado / Graduate Coordinators Gilberto Martínez Arguelles: Coordinador Académico de Maestría y Doctorado en Ingeniería Civil / Academic Coordinator of Master and PhD in Civil Engineering Dayana Milena Agudelo Castañeda: Coordinadora Académico de Maestría en Ingeniería Ambiental / Academic Coordinator of Master in Environmental Engineering Miguel Ángel Jimeno Paba: Coordinador Académico de Maestría y Doctorado en Ingeniería de Sistemas y Computación / Academic Coordinator of Master and PhD in Systems Engineering Amparo Camacho Díaz: Coordinadora Académica de Maestría en Gobierno de Tecnología Informática / Academic Coordinator of Master in Government of Information Technology Juan Carlos Vélez Díaz: Coordinador Académico de Maestría y Doctorado en Ingeniería Eléctrica y Electrónica / Academic Coordinator of Master and PhD in Electrical and Electronic Engineering Guisselle Adriana Garcia Llinas: Coordinadora Académica de Maestría y Doctorado en Ingeniería Industrial / Academic Coordinator of Master and PhD in Industrial Engineering Carmen Regina Berdugo Correa: Coordinadora Académica de Maestría en Ingeniería Administrativa / Academic Coordinator of Master Engineering Management Mauricio Carmona García: Coordinador Académico de Maestría y Doctorado en Ingeniería Mecánica / Academic Coordinator of Master and PhD in Mechanical Engineering

Reservados todos los derechos © Universidad del Norte Apartado Aéreo 1569 http://www.uninorte.edu.co Barranquilla (Colombia) Copyright © Universidad del Norte Apartado Aereo 1569 http://www.uninorte.edu.co Barranquilla (Colombia)

Presentación.................................................................................................................... .4 Preface........................................................................................................................... ...5 Maestría en Ingeniería Industrial.......................................................................................6 Master in Industrial Engineering........................................................................................7 Doctorado en Ingeniería Industrial ………….....................................................…………14 Ph. D in Industrial Engineering…….……………….............................................……..….15

ÍNDICE INDEX

Maestría en Ingeniería Electrónica..................................................................................20 Master in Electronic Engineering.....................................................................................21 Maestría en Ingeniería Eléctrica......................................................................................30 Master in Electric Engineering.........................................................................................31 Maestría en Ingeniería de Sistemas y Computación. .....................................................34 Master in Systems and Computer Engineering...............................................................35 Doctorado en Ingeniería de Sistemas y Computación. ..................................................38 Ph. D. in Systems and Computer Engineering................................................................39 Maestría en Ingeniería Administrativa.............................................................................44 Master of Engineering Management...............................................................................45 Maestría en Gobierno de Tecnología Informática...........................................................54 Master in Government of Information Technology..........................................................55 Maestría en Ingeniería Ambiental....................................................................................60 Master in Ambiental Engineering.....................................................................................61

Tengo el placer de presentar los proyectos de Postgrados de la División de Ingenierías que fueron realizados en el Primer semestre académico de 2021. La División de Ingenierías es una de las más robustas de la Universidad del Norte: cuenta con 6 programas de pregrados, 9 maestrías, y 5 doctorados. Además, un amplio portafolio de especializaciones que son ofrecidas desde la Dirección de Especializaciones de la Universidad.

PRESENTACIÓN

Desde 2010 los seis programas de Ingenierías: Civil, de Sistemas y Computación, Eléctrica, Electrónica, Industrial y Mecánica fueron acreditados por EAC (Engineering Accreditation Commission) de la agencia ABET Inc. (Accreditation Board for Engineering and Technology), de Estados Unidos. De esta forma, Uninorte se convirtió en la primera universidad en Colombia en obtener esta certificación y una de las cuatro en Latinoamérica. En el 2016, los seis programas de pregrado en Ingenierías fueron acreditados por segunda vez. Los programas de posgrado se encuentran en proceso de acreditación de alta calidad y actualmente los programas de Maestrías en Ingeniería Industrial, Civil, Mecánica, Electrónica, de Gobierno de Tecnología Informática, Sistemas y computación han sido acreditadas por parte del Consejo Nacional de Acreditación. Los departamentos de la División de Ingeniería agrupan a 66 doctores y 26 magísteres los cuales han guiado, apoyado y estimulado el trabajo de los estudiantes. En cuanto a sus grupos de investigación, son 11, de los cuales 6 se encuentran en categoría A1, máxima distinción de Colciencias para reconocer la calidad y pertinencia investigativa de la investigación en Colombia, 4 en categoría A y 1 en categoría C. La investigación que desarrollan estos grupos se destaca por la innovación y la vinculación a la industria, mediante proyectos universidad & empresa, y por su pertinencia en el entorno desde el Instituto de Estudios Hidráulicos y Ambientales –IDEHA-, el Instituto de Desarrollo Sostenible y el Centro de Excelencia en Puertos, Transportes y Logística y el Observatorio del Rio Magdalena. Cordialmente Javier A. Páez Saavedra Decano División de Ingenierías Universidad del Norte

I am pleased to present the Graduate projects of the Engineering Division that were made in the First academic semester of 2021. The Engineering Division is one of the most robust of the Universidad del Norte: it has 6 undergraduate programs, 9 master's degrees, and 5 doctorates. In addition, a broad portfolio of specializations that are offered from the Specialization Department of the University.

PREFACE

Since 2010 the six Engineering programs: Civil, Systems and Computing, Electrical, Electronics, Industrial and Mechanical were accredited by EAC (Engineering Accreditation Commission) of the agency ABET Inc. (Accreditation Board for Engineering and Technology), of the United States. In this way, Uninorte became the first university in Colombia to obtain this certification and one of the four in Latin America. In 2016, the six undergraduate programs in Engineering were accredited for the second time. The graduate programs are in the process of accreditation of high quality and currently the Master's programs in Industrial, Civil Engineering, Mechanics, Electonic, Government of Information Technology and Systems and Computing have been accredited by the National Accreditation Council. The departments of the Engineering Division bring together 66 doctors and 26 Masters who have guided, supported and stimulated the work of the students. As for its research groups, there are 11, of which 6 are in category A1, the highest distinction of Colciencias to recognize the quality and research relevance of research in Colombia, 4 in category A and 1 in category C. The research carried out by these groups is It stands out for its innovation and its links to industry, through university & business projects, and for its relevance in the environment from the Institute of Hydraulic and Environmental Studies -IDEHA-, the Institute of Sustainable Development and the Center of Excellence in Ports, Transport and Logistics and the Magdalena River Observatory. Cordially Javier A. Páez Saavedra Dean College of Engineering Universidad del Norte

MAESTRÍA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL MASTER IN INDUSTRIAL ENGINEERING

Determinantes de la innovación abierta en empresas del sector agroindustrial del departamento Norte de

Santander - Colombia…………………………………………….…………………………………….............……8 Determinants of open innovation in companies of the agroindustrial sector of the North Department of

Santander - Colombia……………………………………………………………........……………….…………….9 Diseño estadístico de una carta de control X sintética totalmente adaptativa para procesos

autocorrelacionados…………….……………………………….……………………………….………….………10 Statistical design of adaptive synthetic X control charts for autocorrelated processes ………..……...……12

Determinantes de la innovación abierta en empresas del sector agroindustrial del departamento Norte de Santander - Colombia Autor: Karla Yohana Sanchez-Mojica Tutores: Jaider Vega-Jurado, Carlos Paternina-Arboleda

El proyecto tiene como objetivo analizar los factores que influyen en el desarrollo de procesos de innovación abierta en las pequeñas y medianas empresas del sector agroindustrial; se organizó una encuesta especialmente para este fin teniendo en cuenta ítems propuestos en la literatura, que recoge información de diferentes características empresariales, así como elementos que permiten analizar la adopción de estrategias de innovación abierta en las empresas. Posteriormente, los datos son analizados con el método de estimación PLS de Ecuaciones Estructurales. A partir de la revisión bibliográfica se identificaron factores que pueden influir en los procesos de apertura empresarial y se analizó empíricamente cuál es su efecto sobre la adopción de estrategias de innovación abierta por parte de las PYMES del sector agroindustrial del departamento Norte de Santander. Los resultados obtenidos aportan al conocimiento con relación a los determinantes de la innovación abierta en contextos poco intensivos en I+D y sugieren prestar mayor atención en la conformación del equipo directivo, la experiencia del recurso humano y la formalización de las practicas organizacionales para generar procesos de innovación abierta en el sector de estudio.

Determinants of open innovation in companies of the agroindustrial sector of the North Department of Santander - Colombia Author: Karla Yohana Sanchez-Mojica Tutors: Jaider Vega-Jurado, Carlos Paternina-Arboleda

The project aims to analyze the factors that influence the development of open innovation processes in small and medium-sized companies in the agro-industrial sector; A survey was organized especially for this purpose, taking into account items proposed in the literature, which collects information on different business characteristics, as well as elements that allow analyzing the adoption of open innovation strategies in companies. Subsequently, the data are analyzed with the PLS Structural Equations estimation method. Based on the bibliographic review, factors that can influence business opening processes were identified and their effect on the adoption of open innovation strategies by SMEs in the agro-industrial sector of the Norte de Santander department was empirically analyzed. The results obtained contribute to the knowledge in relation to the determinants of open innovation in contexts that are not intensive in R&D and suggest paying greater attention to the formation of the management team, the experience of human resources and the formalization of organizational practices to generate processes. of open innovation in the study sector.

" sintética Diseño estadístico de una carta de control 𝑿 totalmente adaptativa para procesos autocorrelacionados Autor: Carmen Cecilia Quintero Arteaga Tutor: Rita PeñaBaena Niebles, PhD

En el control estadístico de procesos se aplican cartas de control para monitorear la calidad de los productos y/o servicios con el fin de detectar cambios en la media hasta la ocurrencia de una causa asignable que produzca unidades no conformes. Del diseño adecuado de una carta de control dependerá su buen desempeño para identificar rápidamente la aparición de esa causa asignable y tener una baja tasa de falsas alarmas, de modo que los costos asociados al sistema de control de procesos sean los justos. La carta Shewhart o tradicional es la más común y la de mayor aplicación para monitorear la media de una característica de calidad continua. Sin " adaptativas son embargo, los estudios demuestran que las cartas de control 𝑿 superiores a ésta por su mejor desempeño estadístico y económico. " sintética Esta investigación tiene como objetivo diseñar una carta de control 𝑿 totalmente adaptativa, para procesos autocorrelacionados de primer orden AR(1) que siguen un proceso Gaussiano. Para mejorar el desempeño estadístico en la detección de pequeños cambios y mantener una baja tasa de falsas alarmas se diseña una carta sintética basada en la propuesta de Yu, Wan, Wei, & Tang[1], quienes desarrollaron una carta sintética adaptativa de tamaño de muestra e intervalo de muestreo variables (VSSI en inglés) con el uso de una subcarta de longitud de corrida conforme (CRL en inglés) y reglas de corrida basadas en el número de muestras que caen dentro de la región de advertencia y por fuera de los límites, para determinar cuándo usar el estado de control estricto o relajado y cuándo intervenir para identificar la causa asignable y reparar. Esta carta sintética es más rápida que la VSSI estándar y que la carta suma acumulativa (CUSUM en inglés) para detectar cambios pequeños y moderados en el proceso. A diferencia de ellos, este proyecto tiene en cuenta la autocorrelación de los datos según un proceso Gaussiano AR (1) y se trabaja con la carta de control totalmente adaptativa, también conocida como parámetros variables (VP en inglés).

El diseño estadístico de la carta propuesta se realiza bajo un enfoque de cadenas de Markov en tiempo discreto y un modelo matemático de programación no lineal que permite obtener, a través de un algoritmo genético, los valores de los parámetros de diseño que minimizan el tiempo promedio para señalar el estado fuera de control, ATS1. Además, se compara nuestra propuesta con otras cartas sintéticas adaptativas " . Los resultados obtenidos demuestran que nuestra propuesta y la carta sintética 𝑿 es generalmente superior en términos de rapidez para detectar cambios pequeños de la media del proceso teniendo en cuenta la autocorrelación de los datos.

" control Statistical design of adaptive synthetic 𝑿 charts for autocorrelated processes Author: Carmen Cecilia Quintero Arteaga Tutor: Rita PeñaBaena Niebles, PhD

Control charts are applied in statistical process control to monitor the quality of products and/or services in order to detect changes in the mean until the occurrence of an assignable cause that produces non-conforming units. On the adequate design of a control chart will depend its good performance to quickly identify the appearance of that assignable cause and have a low of false alarms rate, so that the costs associated with the process control system are fair. The Shewhart or traditional chart is the most common and the most applied application to monitor the mean of a continuous quality characteristic. However, studies show that adaptive 𝑋% control charts are superior to this one because of their better statistical and economic performance. " control chart for first-order This research aims to design a fully adaptive synthetic 𝑋 autocorrelated AR(1) processes that follow a Gaussian process. To improve the statistical performance in the detection of small changes and to maintain a low of false alarms rate, a synthetic chart is designed based on the proposal of Yu, Wan, Wei, & Tang[1], who developed a synthetic adaptive variable sample size and sampling interval (VSSI) chart with the use of a conforming run length subchart (CRL) and run rules based on the number of samples falling within the warning region and outside the boundaries, to determine when to use the tight or relaxed control state and when to intervene to identify assignable cause and repair. This synthetic chart is faster than the standard VSSI and the cumulative sum chart (CUSUM) to detect small and moderate changes in the process. Unlike them, this project takes into account the autocorrelation of data according to a Gaussian AR(1) process and works with the fully adaptive control chart, also known as variable parameters (VP).

The statistical design of the proposed chart is made under a discrete time Markov chains approach and a nonlinear mathematical programming model that allows to obtain, through a genetic algorithm, the values of the design parameters that minimize the average time to signal the out-of-control state, ATS1. In addition, our proposal is compared with other adaptive synthetic charts and the synthetic 𝑋% chart. 12

The results obtained show that our proposal is generally superior in terms of speed to detect small changes in the process mean taking into account the autocorrelation of the data.

DOCTORADO EN INGENIERÍA INDUSTRIAL PH. D. IN INDUSTRIAL ENGINEERING

Modelación y Análisis de Sistemas de Producción Esbeltos………..……….…………………………………16 Modeling and Analysis of Lean Systems in Agricultural Production…………....………........……………….18

Modelación y Análisis de Sistemas de Producción Esbeltos Autor: Nestor Enrique Caicedo Solano Tutores: Guisselle Adriana García Llinás – Jairo Rafael Montoya-Torres

Dada la necesidad de mejorar las condiciones de producción agrícola a partir de una herramienta científica y una filosofía de gestión de mejora continua de los sistemas productivos, esta tesis propone un modelo matemático para minimizar los costos asociados a los residuos generados en el proceso productivo agrícola. Esto se hace mediante la construcción de una metodología de modelado y análisis para un sistema de producción agrícola ajustada. Así, el enfoque de solución busca integrar los recursos fundamentales de la producción agrícola y los residuos derivados de la actividad. En esta metodología, la Investigación de operaciones y la Optimización permiten la construcción de modelos que minimizan los siete tipos de residuos de producción agrícola identificados a partir de la implementación de los Principios Lean (sobreproducción, espera, transporte, retrabajo, inventarios, movimientos, no conformidades o defectos). El objetivo fue construir un modelo matemático para minimizar los residuos generados por la producción agrícola con el apoyo de los principios de la manufactura esbelta como filosofía de gestión de mejora en la producción. De acuerdo con el contexto actual de la producción agrícola mundial y la necesidad de resolver el problema de la reducción de residuos, la pregunta de investigación de esta tesis doctoral se formuló de la siguiente manera: ¿En qué medida la modelación y análisis del sistema productivo agrícola a partir de los principios de la manufactura esbelta permiten decisiones sobre la optimización de residuos? Para responder a la pregunta de investigación, es necesario precisar que el problema de interés incluye la elaboración y posterior entrega de una metodología que apoye la toma de decisiones sobre la planificación de la producción agrícola, con el fin de optimizar el consumo de recursos. Esta metodología se contextualiza en el marco de la manufactura esbelta, que considera siete tipos de residuos de los sistemas de producción industrial en los sectores manufactureros tradicionales. En este caso, la metodología de solución se propone para el tomador de decisiones que debe planificar la producción agrícola en un horizonte temporal determinado, teniendo en cuenta que un 16

sistema de producción agrícola toma tiempo para obtener los productos derivados de la cosecha. Esta metodología considera los residuos de producción que vincula todos los aspectos clave de los residuos desde las decisiones operativas hasta las tácticas, expresadas en volúmenes de consumo de recursos, no solo de insumos para la siembra y mantenimiento de cultivos, sino también para la cosecha en condiciones de calidad. En este sentido, el trabajo se ocupa únicamente del eslabón productivo, comenzando por la siembra y manteniendo el cultivo para terminar en la cosecha. Con esta perspectiva, esta metodología sería considerada como una opción para la planificación de la producción, a través de un modelo estático que se ocuparía de resolver un problema para un conjunto de condiciones fijas y elementos operativos inmersos en la toma de decisiones de los sistemas agrícolas, dado que las decisiones tomadas en cada etapa puede afectar la siguiente etapa. Para este modelo, las decisiones son el producto de un análisis integrado del problema, que no ha sido abordado en la literatura revisada. En esta tesis presentamos la metodología para desarrollar el modelo conceptual de la metodología de análisis y modelado de sistemas lean en la producción agrícola, así como el modelo matemático propuesto. Este modelo se evalúa mediante un estudio de caso. También se realiza un análisis de sensibilidad aplicando la Metodología de respuesta de superficie. El modelo contiene funciones no lineales para determinar las mejores políticas de siembra, mantenimiento de cultivos y cosecha durante un corto período de tiempo, convirtiéndose en una gran herramienta para la toma de decisiones en entornos reales de planificación operativa y táctica. En efecto, la metodología de análisis y modelización propuesta ha sido un aporte novedoso a la planificación de la producción agrícola, cubriendo los vacíos evidenciados en la revisión de la literatura y los objetivos de esta investigación, especialmente en la reducción de residuos y costos de producción. Con esta reducción se logra un enfoque de producción agrícola sustentable, ya que se busca optimizar el uso de suelo y agua sin generar riesgos en los rendimientos y calidad de los frutos. Esta metodología de modelado y análisis sirvió como primer enfoque para futuros desarrollos en esta área. En investigaciones futuras, el modelo también puede extenderse a operaciones de poscosecha o transporte y distribución, en el contexto de cadenas agrícolas de suministro esbeltas.

Modeling and Analysis of Lean Systems in Agricultural Production Author: Nestor Enrique Caicedo Solano Tutors: Guisselle Adriana García Llinás – Jairo Rafael Montoya-Torres

Given the need to improve agricultural production conditions based on a scientific tool and a management philosophy of continuous improvement of production systems, this thesis proposes a mathematical model to minimize the costs associated to wastes generated in the agricultural production process. This is done through the construction of a modeling and analysis methodology for a lean agricultural production system. Thus, the solution approach seeks to integrate the fundamental resources of agricultural production and the waste derived from the activity. In this methodology, Operations Research and Optimization will allow the construction of models that would minimize the seven types of waste from agricultural production identified from the implementation of Lean Principles (overproduction, waiting, transportation, rework, inventories, movements, non-conformities or defects), staging possible solutions to the problem. The aim was then to build a model to minimize wastes generated by agricultural production with the support of the principles of lean manufacturing as a management philosophy of improvement in production. In accordance with the current context of world agricultural production and the need to solve the problem of waste reduction, the research question for this doctoral thesis is formulated as follows: ¿To what extent does the modeling and analysis of

the agricultural production system based on the principles of lean manufacturing allow decisions on the optimization of waste? To answer the research question, it is necessary to specify that the problem of interest includes the preparation and subsequent delivery of a methodology that supports decision-making on the planning of agricultural production, in order to optimize the consumption of resources. This methodology is contextualized within the framework of lean manufacturing, which considers seven types of waste from industrial production systems in traditional manufacturing sectors. In this case, the solution methodology is proposed for the decision maker who must plan agricultural production in a determined time horizon, bearing in mind that an agricultural production system takes time to obtain the products derived from the harvest. 18

This methodology considers production waste that links all the key aspects of waste from operational decisions to tactics, expressed in volumes of resource consumption, not only of inputs for planting and maintenance of crops, but also for harvesting crops in quality conditions. In this sense, the work deals only with the production link, starting at planting and maintaining the crop to finish at harvest. With this perspective, this methodology would be considered as an option for production planning, through a static model that would deal with solving a problem for a set of fixed conditions and operational elements immersed in the decision-making of agricultural systems, because decisions made at each stage can affect the following in its cost and wastes. For this model, decisions are the product of an integrated problem analysis, which has not been addressed in the reviewed literature. Our general objective propose a methodology to model and analyze agricultural production systems coupling Operations Research techniques and the seven principles of Lean Manufacturing, in order to design a solution method that will be able to take into consideration uncertainties of agricultural production factors. In this thesis we introduce the methodology for developing the conceptual model of the methodology for analyzing and modeling of lean systems in agricultural production, as well as the mathematical model proposed. This model is evaluated using a case study. A sensitivity analysis is also performed by applying Surface Response Methodology. As pointed out through this dissertation, the designed and validated model is the first in its kind addressing the planning problem of agricultural production systems in the three stages integrated with the minimization of wastes, which are identified based on the application of lean manufacturing principles. The model contained nonlinear functions to determine the best sowing, crop maintaining and harvesting policies, becoming a great tool for decision-making in real operational and tactical planning settings. Indeed, the proposed methodology for analysis and modeling has been a novel contribution to the planning of agricultural production, covering the gaps evidenced in the literature review and the objectives of this research, especially in reducing waste and production costs. With this reduction, a sustainable agricultural production approach is achieved, since it seeks to optimize the use of soil and water without generating risks in the yields and quality of fruits. This methodology of modeling and analysis served as the first approach for further developments in this area. In future researches, the model can also be extended to post-harvest or transport and distributions operations, in the context of lean supply agri-chains. 19

MAESTRÍA EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA MASTER IN ELECTRONIC ENGINEERING

Estudio comparativo de técnicas de machine learning aplicadas en la clasificación de enfermedades de un

cultivo de arveja usando un dataset de imágenes fotográficas………..……….…………………………………22 Comparative study of machine learning techniques applied in the classification of diseases of a pea crop

using a photographic image dataset……………………….……………………………………..………………….23 Sistema Inteligente para la planificación y ejecución de jugadas por parte de un Robot Humanoide. Dominó

como caso de estudio……………………….……………………………………………………………………...….24

An intelligent-system-based strategic plan for a humanoid robot playing the dominoes board game……….25 Cosechador de energía en la banda de frecuencia de 2.4 GHz procedente de routers Wi-Fi para determinar

su uso en la alimentación de dispositivos de bajo consumo…..........………………..………………............. …26 Harvester energy in the 2.4 GHz frequency band from Wi-Fi routers to determine its use in powering

low-consumption devices………………………………………………………………………………......………….27 Detección de signos distintivos de melanoma basado en modelos de redes neuronales con componentes

reales y complejos………………………………………………………………………………………………......….28 Detection of hallmarks of melanoma based on neural network models with real and complex

components…………………………………………………………………………………………………..............…29

Estudio comparativo de técnicas de machine learning aplicadas en la clasificación de enfermedades de un cultivo de arveja usando un dataset de imágenes fotográficas Autor: Mario Alejandro Bastidas Ordoñez Tutor: Juan Carlos Velez Diaz

Esta investigación contempla la comparación y análisis de desempeño de un perceptrón multicapa y una máquina de soporte vectorial, en la clasificación de imágenes que representan enfermedades encontradas en dos cultivos de arveja del departamento de Nariño-Colombia. El desarrollo del trabajo precisa la creación de un conjunto de datos de imágenes fotográficas donde se evidencien las enfermedades presentadas en el cultivo. Con el repositorio creado, los algoritmos son entrenados y evaluados usando características de color y textura, y características extraídas usando las capas convolucionales de modelos creados desde cero. El mejor modelo encontrado, es una máquina de soporte vectorial entrenada y validada con características de color en el espacio HSV, configurada con un kernel lineal y un valor de 0,001 en el hiper-parámetro de regularización. Este modelo alcanza un 97,3 % de exactitud en la predicción de muestras no usadas en el ajuste de parámetros del algoritmo. Este valor de exactitud supera el 95 % encontrado en investigaciones con conjuntos de datos de características similares. De igual manera, los resultados alcanzados en las métricas son comparables con resultados del 91 % de exactitud en investigaciones donde se detectaron enfermedades iguales. En la mayoría de los experimentos, los resultados encontrados demuestran superioridad por parte de la máquina de soporte vectorial frente al perceptrón multicapa, evaluando los modelos con métricas específicas para clasificadores como precisión, especificidad y sensibilidad. El método de comparación establecido en este trabajo presenta resultados satisfactorios y es el primer paso para contribuir en la inclusión de inteligencia artificial en los campos de cultivos del departamento de Nariño y de Colombia en general. 22

Comparative study of machine learning techniques applied in the classification of diseases of a pea crop using a photographic image dataset Author: Mario Alejandro Bastidas Ordoñez Tutor: Juan Carlos Velez Diaz

This research contemplates the comparison and performance analysis of a multilayer perceptron and a support vector machine, in the classification of images that represent diseases found in two pea crops in the department of Nariño-Colombia. The development requires the creation of a dataset of photographic images, where the diseases presented in the crop are evidenced. With the repository created, the algorithms are trained and evaluated using color and texture features, and features extracted using the convolutional layers of models created from scratch. The best model found is a support vector machine, trained and validated with color features in HSV space, configured with a linear kernel and a value of 0.001 in the regularization hyper-parameter. This model achieves 97.3 % accuracy in the prediction of samples not used in the adjustment of algorithm parameters. This accuracy value exceeds the 95 % found in research with datasets of similar characteristics. In agreement, the results achieved in the metrics are comparable with results of 91 % accuracy in research where the same diseases were detected. In most experiments, the results found showed superiority by the support vector machine compared to the multilayer perceptron, evaluating the models with specific metrics for classifiers such as precision, specificity and sensitivity. The comparison method established in this work presents satisfactory results and is the first step to contribute to the inclusion of artificial intelligence in the fields of crops of the department of Nariño and Colombia in general.

Sistema Inteligente para la planificación y ejecución de jugadas por parte de un Robot Humanoide. Dominó como caso de estudio Autor: Álex F. Medina Carrillo Tutor: Cristian G. Quintero M.

La aplicación de sistemas inteligentes en robots humanoides otorga varias alternativas de investigación y desarrollo, como por ejemplo la interacción Humano-Robot. La presente tesis se enfoca en el diseño y la implementación de un sistema inteligente en el robot humanoide NAO para que éste sea capaz de interactuar en el en el juego de mesa “dominó” planificando y ejecutando adecuadamente sus propias jugadas. Este sistema utilizará la visión de NAO que será procesada para obtener las variables más relevantes (fichas en tablero y disponibles en mano), con las cuales se planificará mediante una técnica de inteligencia computacional, la ejecución de los movimientos adecuados a través de un modelo de cinemática en el robot humanoide. Los resultados obtenidos muestran que la visión del sistema tiene un error promedio del 6%, la decisión un error del 3% y la cinemática del robot un 8%, lo que da como resultado que el robot NAO, mediante el sistema propuesto, es capaz de realizar de 8 a 9 jugadas exitosas de cada 10 que realiza, es decir con una efectividad promedio del 83%.

An intelligent-system-based strategic plan for a humanoid robot playing the dominoes board game Author: Alex F. Medina Carrillo Tutor: Cristian G. Quintero M.

The application of intelligent systems in humanoid robots provides several research and development alternatives, such as Human-Robot interaction. This thesis focuses on the design and implementation of an intelligent system in the NAO humanoid robot so that it is able to interact in the board game “dominoes”, planning and executing its own moves properly. This system will use the vision of NAO that will be processed to obtain the most relevant variables (chips on the board and available in hand), with which it will be planned through a computational intelligence technique, the execution of the appropriate movements through a model of kinematics in the humanoid robot. The results obtained show that the vision of the system has an average error of 6%, the decision an error of 3%, and the kinematics of the robot 8%, which results in that the NAO robot, through the proposed system, is capable of making 8 to 9 successful plays out of every 10 he makes, that is, with an average effectiveness of 83%.

Cosechador de energía en la banda de frecuencia de 2.4 GHz procedente de routers Wi-Fi para determinar su uso en la alimentación de dispositivos de bajo consumo Autor: Fernando Angulo Burgos Tutor: Mauricio Pardo Gonzalez

En esta investigación se desarrolla y evalúa un cosechador de energía para la banda WiFi de 2.4 GHz en ambiente real (interiores) orientado a la alimentación o carga de dispositivos electrónicos de bajo consumo para uso en redes de sensores inalámbricos e internet de las cosas (WSN e IoT, por sus siglas en inglés). Con ello, se busca reducir el uso de baterías, dado el desafío de la problemática de carga y reemplazo de las mismas, así como el foco de contaminación que éstas pueden representar. Se desarrolla el diseño de una rectena y el sistema de administración de energía haciendo énfasis en una arquitectura simple y de bajo consumo, el cual está entre 19 a 20 μW funcionando hasta un voltaje de 1.5V, lo cual le otorga mayor autonomía en el tiempo de espera de recarga. Se hace énfasis en la influencia de la naturaleza de la tecnología WiFi y la oportunidad que ofrecen los routers o puntos de acceso inalámbricos con funcionalidad de múltiple identificador de red (MSSID, por sus siglas en inglés) sobre la cantidad de energía recolectada en condiciones de poco tráfico. El sistema desarrollado tiene una eficiencia de conversión de potencia de 50.18% con una potencia incidente de 0 dBm sobre la rectena. El cosechador está compuesto por un array 2x1 de antena tipo parche con ganancia de 6.7 dB y un rectificador de 7 etapas sin uso de red de adaptación de impedancia, lo cual lo lleva a cargar un supercapacitor de 220 mF a 1.93 V en 180 minutos con tráfico real para una cosecha total de 409mJ.

Harvester energy in the 2.4 GHz frequency band from Wi-Fi routers to determine its use in powering lowconsumption devices Author: Fernando Angulo Burgos Tutor: Mauricio Pardo Gonzalez

In this research, an energy harvester for the 2.4GHz WiFi band is developed and evaluated in an indoor real environment, aimed at powering or charging low consumption electronic devices for use in WSN or IoT. With this, it seeks to reduce the use of batteries, given the challenge of charging and replacing them, as well as the source of contamination that these can represent. The design of a rectenna and the power management system is developed emphasizing a simple and low consumption architecture, which is between 19 to 20μW operating up to a voltage of 1.5V, which gives it greater autonomy in the reload wait time. Emphasis is placed on the influence of the nature of WiFi technology and the opportunity offered by routers or APs with multiple SSID functionality on the amount of energy harvested in low traffic conditions. The developed system has a power conversion efficiency of 50.18% with an incident power of 0dBm on the receiver. The harvester is comprised of a 2x1 patch antenna array with 6.7dB gain and a 7-stage rectifier without the use of an impedance matching network, which leads it to charge a 220mF supercapacitor to 1.93V in 180 minutes with traffic real for a total harvest of 409mJ.

Detección de signos distintivos de melanoma basado en modelos de redes neuronales con componentes reales y complejos Autor: Leopoldo Antonio Laborde Leon Tutor: Winston Spencer Percybrooks Bolívar

La incorporación de las TIC en los nuevos paradigmas del cuidado de pacientes brinda nuevas oportunidades en el diagnóstico y tratamiento oportuno de enfermedades, mejorando enormemente la calidad de vida de las personas con escasos recursos y/o ubicadas en zonas con acceso limitado a servicios de salud. El desarrollo de sistemas autónomos orientados al apoyo de profesionales de la salud en el diagnóstico de enfermedades ha venido en aumento debido al desarrollo de plataformas y técnicas que permiten implementar modelos más complejos. Dichos modelos han presentado buenos resultados, pero hasta ahora la mayoría de los modelos en el estado del arte han trabajado con componentes reales. Este trabajo de investigación tuvo como objetivo observar el rendimiento de sistemas de clasificación de imágenes utilizando modelos de redes neuronales convolucionales con componentes reales para contrastarlo con la implementación de componentes complejos sobre estos mismos y determinar si hubo un aumento en el rendimiento de los sistemas de clasificación. El problema de clasificación de imágenes fue orientado a la detección de signos distintivos de melanoma como la asimetría, los borde, el color de los lunares y la evolución de esos factores. Se propuso un diseño metodológico cuantitativo de corte experimental en el cual se determinó el rendimiento de tres (3) modelos del estado del arte de visión por computador para la base de datos de lesiones de piel disponible, después se implementó un modelo de clasificación de imágenes basado en redes neuronales con componentes complejos y finalmente se contrastaron las métricas de desempeño proporcionadas por los sistemas de clasificación. Como resultado del desarrollo de este proyecto se pudo observar que los sistemas de clasificación de imágenes dermatoscópicas de melanoma con componentes complejos muestran un aumento en el desempeño con respecto a sus contrapartes reales lo que ofrece un panorama alentador en la implementación de estas tecnologías para su uso en la prevención y detección temprana de esta patología con una alta tasa de mortalidad. 28

Detection of hallmarks of melanoma based on neural network models with real and complex components Author: Leopoldo Antonio Laborde Leon Tutor: Winston Spencer Percybrooks Bolívar

The inclusion of IT in the new paradigms of patient care offers new opportunities in the diagnosis and timely treatment of diseases, greatly improving the quality of life of people with limited resources and/or located in areas with limited access to health services. The development of autonomous systems aimed at supporting health professionals in the diagnosis of diseases has been increasing due to the development of platforms and techniques that allow the implementation of more complex models. These models have shown good results, but so far most of the models in the state of the art have worked with real components. This research work aimed to observe the performance of image classification systems using convolutional neural network models with real components to compare it with the implementation of complex components on them and to determine if there was an increase in the performance of the classification systems. The image classification problem was oriented to the detection of distinctive signs of melanoma such as asymmetry, borders, the color of the moles, and the evolution of these factors. A quantitative methodological design of experimental cut was proposed in which the performance of three (3) models of the state of the art of computer vision was determined for the database of skin lesions available, then an image classification model was implemented based on neural networks with complex components and finally, the performance metrics provided by the classification systems were compared. As result of the development of this project, it was observed that the dermoscopic image classification systems of melanoma with complex components show an increased performance concerning their real equivalents, which offers a hopeful scenery in the implementation of these technologies for their use in the prevention and early detection of this pathology with a high mortality rate.

MAESTRÍA EN INGENIERÍA ELÉCTRICA MASTER IN ELECTRIC ENGINEERING

Optimización del rendimiento de sistemas fotovoltaicos mediante la implementación de un Prototipo de

mecanismo seguidor con cuerdas para la orientación Solar Automática MSCOSA…….......…………………32 Optimization of the Performance of Photovoltaic Systems Through the Implementation of a Prototype of a

Tracking Mechanism with Ropes for Automatic Solar Orientation MSCOSA….............…........……………….33

Optimización del rendimiento de sistemas fotovoltaicos mediante la implementación de un Prototipo de mecanismo seguidor con cuerdas para la orientación Solar Automática MSCOSA Autor: Emerson Andreis De Jesus Rojas Feris Tutor: Ingrid Oliveros Pantoja

Los sistemas fotovoltaicos dependen directamente de su orientación con respecto al movimiento relativo entre la tierra y el sol. Los sistemas de seguimiento solar, (Solar Tracking Systems, STS), orientan sistemas fotovoltaicos que aprovechan una porción mucho mayor de la radiación solar incidente, hasta un 40% por encima de los sistemas de orientación fija. Este proyecto muestra los resultados de la Optimización del rendimiento de sistemas fotovoltaicos, mediante el diseño y la implementación de un Prototipo de mecanismo seguidor con cuerdas para la orientación Solar Automática MSCOSA. Mediante pruebas de campo se obtuvo que el rendimiento del MSCOSA es similar a un STS con mecanismo serial, con un 95% de confianza, de acuerdo con la evidencia experimental. Dado que el dispositivito MSCOSA es más fácil de construir, cuenta con mayor estabilidad frente al viento y su movilidad resulta más fluida, con una estructura más ligera y menor cantidad de eslabones, siendo una cadena cinemática cerrada, es factible concluir que el modelo MSCOSA propuesto se aventaja frente a los seguidores solares de tipo serial.

Optimization of the Performance of Photovoltaic Systems Through the Implementation of a Prototype of a Tracking Mechanism with Ropes for Automatic Solar Orientation MSCOSA Author: Emerson Andreis De Jesus Rojas Feris Tutor: Ingrid Oliveros Pantoja

Photovoltaic systems depend directly on their orientation relative to the sun. For this reason, Solar tracking systems (STS) can use a larger portion of solar radiation, increasing its production up to 40% above fixed orientation systems. Thus, this project shows the results of the Optimization of the performance of photovoltaic systems through the design and implementation of a Prototype of a Cable Based Sun Tracking Mechanism for the Automatic Solar orientation MSCOSA. After field experimentation, we obtained that the performance of the MSCOSA is similar to an STS with a serial mechanism. Furthermore, since the MSCOSA device has a more manageable structure, has better stability against the wind, and has better manipulability, it is feasible to conclude that the proposed MSCOSA model is objectively a better device than serial type solar trackers.

MAESTRÍA EN INGENIERÍA DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN MASTER IN SYSTEMS AND COMPUTERS ENGINEERING

MAESTRÍA EN INGENIERÍA DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN

MASTER IN SYSTEMS AND COMPUTERS ENGINEERING Multi-clasificador de ataques ddos en redes de computadores construido sobre redes neuronales…….....36

Multi-classifier of ddos attacks on computer networks built on neuronal networks……........………………….37

Multi-clasificador de ataques ddos en redes de computadores construido sobre redes neuronales Autor: Andrés D. Chartuni Tutor: José D. Márquez

La gran apuesta de distintas áreas dentro de las ciencias computacionales por el estudio de las redes computacionales, empleadas para el cumplimiento de tareas específicas y principales del negocio, ha generado una necesidad por su mantenimiento y operabilidad óptima. La denegación de servicio distribuida (DDoS), se impone como una frecuente amenaza a las redes computacionales debido a su disrupción sobre los servicios que estas ofrecen. Esta disrupción resulta en la inestabilidad y/o inoperatividad de la red. Existen diferentes clases de ataques DDoS, cada uno con un modo de operación diferente, de tal manera que la detección de estos se ha convertido en una tarea difícil para los sistemas de monitoreo y control de la red. En esta investigación, se plantearon diferentes fases: la exploración y elección de un conjunto de datos que representan eventos de ataques DDoS, el tratamiento de los datos en una fase de pre-procesamiento, y posteriormente, la generación de un modelo de redes neuronales secuenciales de clasificación multi-clase, con el fin de identificar y clasificar los diferentes tipos de ataques DDoS. Se comparó el resultado obtenido con trabajos anteriormente realizados sobre el mismo conjunto de datos utilizado en este proyecto. Se identifica el valor agregado de realizar una clasificación multi-clase durante esta investigación, en comparación con las clasificaciones binarias realizadas en los modelos presentados en los trabajos anteriores.

Multi-classifier of ddos attacks on computer networks built on neuronal networks Author: Andrés D. Chartuni Tutor: José D. Márquez

The great commitment of different areas within computer science for the study of computer networks, used for the fulfillment of specific and main business tasks, has generated a need for their maintenance and optimal operability. Distributed denial of service (DDoS) is a frequent threat to computer networks due to its disruption to the services they offer. This disruption results in the instability and / or inoperability of the network. There are different classes of DDoS attacks, each with a different mode of operation, in such a way that detecting these has become a difficult task for network monitoring and control systems. In this research, different phases were proposed: the exploration and choice of a set of data representing DDoS attack events, the treatment of the data in a preprocessing phase, and subsequently, the generation of a sequential neural network model. multi-class classification system, in order to identify and classify the different types of DDoS attacks. The result obtained was compared with works previously carried out on the same data set used in this project. The added value of performing a multi-class classification during this research is identified, in comparison with the binary classifications made in the models presented in previous works.

DOCTORADO EN INGENIERÍA DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN PH. D. IN SYSTEMS AND COMPUTERS ENGINEERING

Framework para predecir el síndrome metabólico sin hacer un análisis de sangre basado en el aprendizaje automático para un sistema de apoyo a la decisión clínica…….....………………………………….…………40 Framework to predict the metabolic syndrome without doing a blood test based on machine learning for a

clinical decision support system……...........................….......………………..………......................………….42

Framework para predecir el síndrome metabólico sin hacer un análisis de sangre basado en el aprendizaje automático para un sistema de apoyo a la decisión clínica Autor: Mauricio Andrés Barrios Barrios Tutor: Miguel Jimeno Paba - Pedro Villalba Amaris

El síndrome metabólico (SMet) es un grupo de factores de riesgo que aumentan la probabilidad de una enfermedad cardíaca y/o diabetes mellitus. Por eso, es crucial recibir un diagnóstico a tiempo para tomar medidas preventivas, especialmente para pacientes en lugares sin laboratorios y consultas médicas adecuados. Este trabajo presenta un nuevo modelo para diagnosticar el síndrome metabólico mediante aprendizaje automático y variables no bioquímicas que los profesionales sanitarios pueden obtener de las consultas iniciales. Para evaluar y comparar el modelo, este trabajo también propone una nueva metodología para realizar investigaciones sobre minería de datos denominada RAMAD. La metodología estandariza la comparación del modelo propuesto con otros modelos de clasificación similares, utilizando sus variables y los datos obtenidos previamente de un estudio en realizado en Colombia, utilizando los métodos de validación de cruzada y random subsampling para obtener indicadores de evaluación de desempeño entre los modelos. El modelo ANN resultante utilizó tres capas ocultas y solo la circunferencia de la cadera, las variables dicotómicas de circunferencia de cintura y de presión arterial. El resultado del área bajo las curvas de características operativas del receptor (AROC) fue de 87.75 % según el criterio de diagnóstico de la Federación Internacional de Diabetes (IDF) y del 85.12% según el criterio de diagnóstico de Consenso Armonizado de Síndrome Metabólico (HMS), que fue superior a los modelos anteriores. Gracias a la nueva metodología, los modelos de diagnóstico se pueden documentar a fondo para futuras comparaciones adecuadas, beneficiando así el diagnóstico de las enfermedades estudiadas. Sin embargo, el personal médico necesita conocer tanto el diagnóstico del síndrome metabólico como los factores involucrados en el síndrome para iniciar un 40

tratamiento. Entonces, este trabajo también presenta la segmentación del síndrome metabólico en tipos relacionados con cada variable bioquímica. Utiliza la metodología RAMAD junto con varias técnicas de aprendizaje automático para diseñar un marco para predecir Síndrome Metabólico y sus varios tipos, sin usar un análisis de sangre y solo información antropométrica y clínica. Los resultados mostraron un excelente sistema para predecir seis tipos de Síndrome Metabólico que combinan varios factores mencionados anteriormente que obtuvieron un AROC con un rango de 71% a 96% y un AROC de 82.86%. Esta tesis finaliza con la propuesta de utilizar un marco de metodología de SCRUM Thinking para la creación de aplicaciones móviles de salud para implementar los nuevos modelos y servir como herramientas de decisión para los profesionales de la salud. También, se analizaron las características estándar y fundamentales, encontrando los atributos de calidad verificados en las primeras etapas del marco.

Framework to predict the metabolic syndrome without doing a blood test based on machine learning for a clinical decision support system Author: Mauricio Andrés Barrios Barrios Tutors: Miguel Jimeno Paba - Pedro Villalba Amaris

Metabolic Syndrome (MetS) is a cluster of risk factors that increase the likelihood of heart disease and/or diabetes mellitus. So, it is crucial to get diagnosed with time to take preventive measures, especially for patients in locations without proper laboratories and medical consultations. This work presents a new model to diagnose metabolic syndrome using machine learning and non-biochemical variables that healthcare professionals can obtain from initial consultations. For evaluating and comparing the model, this work also proposes a new methodology for performing research on data mining called RAMAD. The methodology standardizes the novel model's comparison with similar classification models, using their reported variables and previously obtained data from a study in Colombia, using the holdout and random subsampling validation methods to get performance evaluation indicators between the models. The resulting ANN model used three hidden layers and only Hip Circumference, dichotomous Waist Circumference, and dichotomous blood pressure variables. It gave an Area under Receiver Operating Characteristic curves (AROC) of 87.75 % by the International Diabetes Federation (IDF) and 85.12 % by Harmonized Diagnosis or Joint Interim Statement (HMS) diagnosis criteria, higher than previous models. Thanks to the new methodology, diagnosis models can be thoroughly documented for appropriate future comparisons, thus benefiting the studied diseases' diagnosis. Medical personnel need to know the factors involved in the syndrome to start a treatment. So, this work also presents the segmentation of metabolic syndrome in types related to each biochemical variable. It uses the RAMAD methodology together with several machine learning techniques to design a framework to predict MetS and their several types, without using a blood test and only anthropometric and clinical information. The results showed an excellent system for predicting six MetS types 42

that combine several factors mentioned above that have an AROC with a range of 71% to 96%, and an AROC 82.86%. This thesis finishes with the proposal of using a SCRUM Thinking framework for creating mobile health applications to implement the new models and serve as decision tools for healthcare professionals. Also, the standard and fundamental characteristics were analyzed, finding the quality attributes verified in the framework's early stages.

MAESTRÍA EN INGENIERÍA ADMINISTRATIVA MASTER OF ENGINEERING MANAGEMENT

Diseño de un plan de mejora para el servicio de reparación de motores cat C18 en una empresa del sector

de maquinaria pesada basado en la metodologia lean manufacturing..……………..........................………..46 Design of an improvement plan for the repair service of cat C18 engines in a company in the heavy

equipment sector based on the lean manufacturing methodology...….....……………….............……..………47 Diseño de un programa para el uso racional y eficiente de la energía en el sector retail...………..………….48

Design of a program for the rational and efficient use of energy in the retail sector..…………………………..49 Diseño de un plan de mejora para optimizar el proceso de distribución del CEDI Sincelejo de la empresa gaseosas de Sucre S.A.S. ...……………………………………….………………………………………………….50 Design of an improvement plan to optimize the distribution process of the CEDI Sincelejo of the company gaseosas de Sucre S.A.S. ....………………………………………………………………………………………….52

Diseño de un plan de mejora para el servicio de reparación de motores cat C18 en una empresa del sector de maquinaria pesada basado en la metodologia lean manufacturing Autores: Mery Carmen Donado Acosta - Iván José Riveira Barros Tutor: Rita Patricia Peñabaena Niebles

En este trabajo de grado se realiza un análisis del servicio de reparaciones certificadas de componentes del taller de una empresa del sector de maquinaria pesada teniendo como referente la reparación del CMCR – Motor modelo CAT C18 por cuanto registra el mayor número de reparaciones durante la anualidad 2019. Aunado a ello se tiene que, de acuerdo con los objetivos estratégicos establecidos por las directivas de la compañía en estudio, para el 2020 las reparaciones ejecutadas en los talleres de servicio deben apalancar el incremento de ventas de la operación; esto debido a que en el 2019 no se logró el cumplimiento de varios indicadores del proceso. A lo largo del presente proyecto se desarrolla un análisis de las principales variables que hacen parte del proceso de reparaciones de motores con el fin de diseñar un plan de mejora de dicho servicio basado en la metodología Lean Manufacturing el cual pueda usarse como modelo e implementarse en los diferentes tipos de reparaciones certificadas.

Design of an improvement plan for the repair service of cat C18 engines in a company in the heavy equipment sector based on the lean manufacturing methodology Authors: Mery Carmen Donado Acosta - Iván José Riveira Barros Tutor: Rita Patricia Peñabaena Niebles

In this degree work, an analysis of the certified repair service of components of the workshop of a company in the heavy equipment sector is carried out, considering the repair of CMCR - Engine of the CAT C18 model as a reference for the analysis of the process as the model with the most repairs carried out in 2019, Considering the directive of the senior management that by 2020 the repairs carried out in the service workshops should leverage the increase in sales of the operation in line with the strategic objectives of the company, taking into account that in 2019 the compliance with various process indicators. During this project an analysis of the main variables that are part of the process is carried out, which with the use of Lean Manufacturing tools as a technical basis for the study, will allow the design of a repair service improvement plan of motors that can be used as a model and implemented in the different types of certified repairs, that are made in the workshop.

Diseño de un programa para el uso racional y eficiente de la energía en el sector retail Autores: Armando Guerrero Polo - Fabio Rojas Sandoval Tutor: Rita Patricia Peñabaena Niebles

El propósito del presente proyecto es realizar un diseño de un programa para el uso racional y eficiente de la energía en el sector Retail, con el fin de adoptar beneficios en la disminución de la intensidad energética, al mejoramiento de la eficiencia energética, el impulso para identificar las oportunidades del uso eficiente de la energía y las mejoras para ahorrar energía y sus costos. Este documento inicia con la presentación general del proyecto, que contiene una contextualización de la empresa del sector Retail en estudio, el planteamiento del problema y sus antecedentes, la justificación de la ejecución del proyecto, sus objetivos, sus etapas metodológicas y el cronograma en el que se realizó dicha investigación. El documento del trabajo continúa con la presentación del marco de referencia en donde se muestra el marco conceptual, el marco teórico como la fundamentación de lo desarrollado, el marco legal, el análisis de la bibliografía estudiada y las conclusiones con respecto a nuestros referentes. Después de esto, se presenta el desarrollo del proyecto el cual se llevó a cabo bajo una metodología de cuatro etapas. La primera etapa, consiste en la recopilación de la información donde obedece a conocer el funcionamiento y operación del almacén, el modo de operación de los equipos más críticos y un análisis de los consumos de energía eléctrica. Con base a la recopilación anterior, la segunda etapa se desarrolla con el análisis del punto de partida, donde se tomarán datos reales logrando realizar un muestreo y toma de datos en tiempo real de cada uno de los equipos con gran impacto de consumo energético y el cual servirá de base de comparación para medir los resultados que se esperan obtener. En la tercera etapa, se evaluará las oportunidades de mejoras - Impacto técnico y económico con el fin de evidenciar las recomendaciones asociadas en la implementación de rutinas y buenas prácticas de operación, los beneficios técnicos y económicos y por último la propuesta para la implementación del plan de mejora; donde por medio de un documento se muestra cada una de las acciones de mejoras implementadas, las oportunidades de ahorro y con las que piensa obtener un beneficio.

Design of a program for the rational and efficient use of energy in the retail sector Authors: Armando Guerrero Polo - Fabio Rojas Sandoval Tutor: Rita Patricia Peñabaena Niebles

The purpose of this project is to design a program for the rational and efficient use of energy in the retail sector, in order to adopt benefits in the reduction of energy intensity, the improvement of energy efficiency, the drive to identify opportunities for efficient use of energy and improvements to save energy and its costs. This document begins with the general presentation of the project, which contains a contextualization of the company in the retail sector under study, the statement of the problem and its antecedents, the justification for the execution of the project, its objectives, its methodological stages and the schedule in which said research was carried out. The work document continues with the presentation of the reference framework where the conceptual framework is shown, the theoretical framework as the foundation of what was developed, the legal framework, the analysis of the bibliography studied and the conclusions about our references. After this, the development of the project is presented, which was carried out under a four-stage methodology. The first stage consists of the compilation of the information where it obeys to know the functioning and operation of the warehouse, the mode of operation of the most critical equipment and an analysis of electrical energy consumption. Based on the previous compilation, the second stage is developed with the analysis of the starting point, where real data will be taken, achieving a real-time sampling and data collection of each of the equipment with a great impact on energy consumption and the which will serve as a basis for comparison to measure the expected results. In the third stage, the improvement opportunities will be evaluated - Technical and economic impact in order to demonstrate the recommendations associated with the implementation of routines and good operating practices, the technical and economic benefits and finally the proposal for the implementation of the plan improvement; where a document shows each of the improvement actions implemented, the savings opportunities and with which you plan to obtain a benefit.

Diseño de un plan de mejora para optimizar el proceso de distribución del CEDI Sincelejo de la empresa gaseosas de Sucre S.A.S. Autor: Magueth Judith Fernández Barandica - Juan Pablo Fernández Sánchez Tutor: Rita Peña Baena Niebles

El trabajo de investigación se encuentra estructurado en (5) capítulos, en los cuales se define diseñar un plan de mejora para el área de distribución del CEDI de Sincelejo de la empresa Gaseosas De Sucre S.A.S, basado en la implementación de una herramienta para la mejora continua o Kaizen, que permita disminuir las quejas y reclamos de los clientes y el incumplimiento de contratos, por pedidos que no cumplen con las especificaciones pactadas como tiempo de entrega, cantidades, precios, promociones, entre otros, que generan pérdidas económicas, insatisfacción y deterioro de la imagen corporativa, y así incrementar la competitividad y sostenibilidad de la organización en el tiempo. En el capítulo I, se identificó y describió la problemática a estudiar, su justificación y los objetivos requeridos para lograr un eficiente plan de mejora. En el capítulo II, se describieron los aspectos referenciales, conceptuales, teóricos y legales relacionados a procesos de distribución, reingeniería, lean Manufacturing, metodología Kaizen, mapa de flujo de valor, herramientas de mejora de calidad especialmente el diagrama de Ishikawa, diagrama de Pareto, y 5 porqué. En el capítulo III, se desarrollaron las etapas de diagnóstico para la identificación de las causas raíz en el área de distribución, teniendo en cuenta la caracterización de proceso, subprocesos y actividades, mapa de flujo de valor VSM, estudios de métodos y tiempos y herramienta de lluvia de ideas, para continuar con la aplicación de la metodología de mejora continua Kaizen, por medio de la comprensión del problema 5W+2H, diagrama de causa y efecto Ishikawa, y formato de análisis de 5 porqué, con el fin de identificar las acciones a tomar, y por último el diseño del plan de acción para el mejoramiento continuo del proceso. En el capítulo IV, se desarrolló la formulación de un plan de implementación mediante una guía instructiva con la finalidad de asegurar la ejecución de la solución

que permita el mejoramiento del proceso de distribución en el CEDI Sincelejo de la empresa Gaseosas De Sucre S.A.S. En el capítulo V, se exponen las conclusiones y recomendaciones al respecto del diseño de un plan de mejora del área de distribución, utilizando la herramienta Kaizen y su guía de implementación para investigaciones sucesivas y profesionales que desconozcan el desarrollo de estas herramientas. Palabras clave: Ishikawa, Kaizen, mejora continua, Pareto, plan de acción.

Design of an improvement plan to optimize the distribution process of the CEDI Sincelejo of the company gaseosas de Sucre S.A.S. Authors: Magueth Judith Fernández Barandica - Juan Pablo Fernández Sánchez Tutor: Rita Peña Baena Niebles

The following research work is structured in (5) chapters, in which it is proposed to “design an improvement plan for the distribution area of the CEDI of Sincelejo of the company Gaseosas De Sucre S.A.S., based on the implementation of a tool for continuous improvement or Kaizen, which allows reducing complaints and claims from customers and the breach of contracts for orders that do not meet the agreed specifications such as delivery time, quantities, prices, promotions among others, which generate economic losses, dissatisfaction and deterioration of the corporate image, and thus increase the competitiveness and sustainability of the organization over time. In Chapter I, the problem to be studied was identified and described, its justification and the objectives required to achieve an efficient improvement plan. In chapter II, the referential, conceptual, theoretical and legal aspects related to distribution processes, reengineering, Lean Manufacturing, Kaizen methodology, value flow map, quality improvement tools were described, especially the Ishikawa diagram, Pareto diagram, and 5 whys. In chapter III, the diagnostic stages for the identification of root causes in the distribution area were developed, taking into account the characterization of the process, sub-processes and activities, the VSM value flow map, methods and times, and the rainwater tool. comings, to continue applying the Kaizen continuous improvement methodology by understanding the 5W + 2H problem, Ishikawa cause and effect diagram, and 5 whys analysis format in order to identify the actions to be taken, and finally the design of the action plan for the continuous improvement of the process. In chapter IV, the Formulation of an implementation plan was developed through an instructional guide in order to ensure the execution of the solution that allows

the improvement of the distribution process in the CEDI Sincelejo of the company Gaseosas De Sucre S.A.S. In chapter V, the conclusions and recommendations regarding the design of an improvement plan for the distribution area using the Kaizen tool and its implementation guide are presented for successive investigations and professionals who are unaware of the development of these tools. Key words: Ishikawa, Kaizen, Continuous improvement, Pareto, Action plan.

MAESTRÍA EN GOBIERNO DE TECNOLOGÍA INFORMÁTICA MASTER IN GOVERNMENT OF INFORMATION TECHNOLOGY

Modelo de gobierno y gestión de riesgos ti para las universidades públicas de colombia: caso de estudio

Universidad Popular del Cesar………..……….…......…………………………………………………….…………56 Governance and it risk management model for public universities in colombia: study case Universidad

Popular del Cesar……………………….…………………….......………………..………......................………….58

Modelo de gobierno y gestión de riesgos ti para las universidades públicas de colombia: caso de estudio Universidad Popular del Cesar Autor: Adriana Molina Oviedo Tutores: Wilson Nieto Bernal - Lucy García Ramos

La constante transformación a la que se ve expuesta el sector educativo hace el intento por utilizar herramientas existentes que suplan todo tipo de necesidad. En su afán por alcanzar un nivel óptimo en este mundo de tecnologías, sólo hace que algunas queden atrás. Lo cierto es que la transformación digital ha llevado a su paso a grandes compañías no sólo del sector financiero, lo que hace a los demás mostrar cierto interés por sumarse a esta trayectoria. Uno de los sectores que mayor respaldo tecnológico no sólo a nivel de soporte de funciones, necesita, es el de educación, la mayoría de las instituciones cuentan con las tecnologías de la información únicamente para apoyo de biblioteca, salas de usuarios, plataformas docentes y algunos de tipo administrativo. En pocas palabras, no se explota TI para la creación de valor en este tipo de organizaciones, independientemente de su situación, bien sea pública o privada, en muchas ocasiones esto sucede por falta de recursos o desconocimiento de las diferentes herramientas que hoy día sea hacen presente. Apoyar iniciativas de este tipo bien puede ser provechoso, siempre y cuando se tomen las medidas pertinentes para llevarlas a cabalidad. Medidas como seguridad de la información, o de modo más amplio, ciberseguridad si se desea; analítica, internet de las cosas, y demás herramientas que permitan un cambio profundo en la institución. Una situación frecuente en este sector es la impericia por parte de la alta dirección en cuanto a la gestión de riesgos, se debe tener presente que para incursionar en dicha revolución no solo cuenta el tener tecnología y herramientas de punta, sino también el gestionarlas y gestionar los riesgos que implementarla conlleva. Es aquí, en este punto en donde el gobernar y gestionar las tecnologías de la información participa, a través de un buen manejo y organización por parte de las directrices, no sólo se podrá en pensar en posicionar a la institución dentro de las mejores sino mantenerse y ser excelente en el tiempo. Aunque muchas instituciones 56

no son conscientes del papel importante que desempeña el Gobierno de TI como herramienta facilitadora en la toma de decisiones, sí existe un gran número de universidades que se encuentran en una etapa de afanoso crecimiento en aspectos de TI, lo que hace pertinente el fortalecimiento de la gestión de riesgos en este campo dado que los robos de propiedad intelectual, registros médicos, datos financieros y personales, ataques a la infraestructura, denegación de servicios, entre otras amenazas, suelen ser atractivos para todo tipo de actor malicioso. Bajo esta consideración, se resalta la importancia de establecer directrices estratégicas para llevar de forma exitosa los procesos de análisis de riesgo, puesto que se conoce el enorme valor que presentan no sólo los activos sino también la información para una institución de este tipo dada la clasificación que manejan, en su mayoría, datos personales.

Governance and it risk management model for public universities in colombia: study case Universidad Popular del Cesar Author: Adriana Molina Oviedo Tutors: Wilson Nieto Bernal - Lucy García Ramos

The constant transformation to which the education sector is exposed makes the attempt to use existing tools that meet all kinds of needs. It’s quest to achieve an optimal level in this world of technologies, it only leaves a few behind. The truth is digital transformation has led to large companies not only in the financial sector, which makes others show some interest in joining this trajectory. One of the sectors that most needs technological support, not only at the level of support for functions, is education. most institutions have information technologies only for library support, user rooms, teaching platforms and some administrative type. In short, IT is not exploited for the creation of value in this type of organization, regardless of its situation, whether public or private, in many cases this happens due to lack of resources or ignorance of the different tools that are present today. Supporting initiatives of this type may well be beneficial, as long as the pertinent measures are taken to carry them out fully. Measures such as information security, or more broadly, cybersecurity if desired; analytics, internet of things, and other tools that allow a profound change in the institution. A frequent situation in this sector is the lack of skill on the part of senior management in terms of risk management. It must be borne in mind that in order to enter this revolution, it is not only importer to have the latest technology and tools, but also to manage them and manage the risks that implementing it entails. It is here, at this point where the governance and management of information technologies participates, through good management and organization by the guidelines, not only will it be possible to think about positioning the institution within the best but maintaining and be excellent in time. Although many institutions are not aware of the important role that IT Governance plays as a facilitating tool in decision-making, there is a large number of universities that are in a stage of eager growth in IT aspects, which makes the strengthening risk management in this field given that theft of intellectual property, medical records, financial and personal data, 58

attacks on infrastructure, denial of services, among other threats, are often attractive to all types of malicious actors. Under this consideration, the importance of establishing strategic guidelines to successfully carry out risk analysis processes is highlighted, since the enormous value that not only assets but also information present for an institution of this type is known, given the classification that handles, for the most part, personal data.

MAESTRÍA EN INGENIERÍA AMBIENTAL MASTER IN AMBIENTAL ENGINEERING

Análisis de la concentración de material particulado (PM10) emitido por las actividades de explotación

minera de canteras de caliza: caso de estudio cantera La Oscurana, Toluviejo, Sucre..……………………..62 Analysis of the concentration of particulate material (PM10) emitted by limestone quarry mining activities: La

Oscurana quarry case study, Toluviejo, Sucre...…………………………………………….............……..………64

Análisis de la concentración de material particulado (PM10) emitido por las actividades de explotación minera de canteras de caliza: caso de estudio cantera La Oscurana, Toluviejo, Sucre Autor: Ginna Marcela Mendoza Carmona Tutor: Dayana Milena Agudelo Castañeda

La explotación minería es una actividad que genera grandes impactos en el ambiente, y en mayor medida la explotación minera a cielo abierto. El municipio de Toluviejo – Sucre es considerando una fuente importante de minerales calcáreos y su explotación de caliza es considerada una fuente de emisión de material particulado tipo PM10, que puede afectar el entorno en el que se emite, causando impactos en la salud humana y el ambiente. Éste proviene, normalmente, de actividades como voladuras, excavaciones, trituración, carga y descarga de material, y, el tránsito de los vehículos que transportan el mineral. Por tal motivo, el objetivo de este proyecto de tesis es analizar la concentración de material particulado PM10 ocasionada por las actividades de explotación minera de canteras de caliza en el municipio de Toluviejo, Sucre. Para ello la metodología incluyó la realización de un inventario de emisiones atmosféricas utilizando factores de emisión mineros de la EPA para la estimación de emisiones tomando como referencia una cantera del sector minero, ubicada en el municipio. De esta manera se estimaron las emisiones totales por cada fuente. Los resultados arrojaron que la mayor fuente de emisión de PM10 las realizan las áreas de patio de acopio y de trituración con emisiones anuales de 92055,56 kgPM10/año y 25963,66 kgPM10/año respectivamente. Adicionalmente, se modelaron las fuentes de emisión en el software SCREEN View de LAKES ENVIROMENTAL © obteniendo así una simulación de la concentración de este contaminante para cada una de las fuentes, analizando su comportamiento con respecto a la distancia y su incidencia en la población aledaña más cercana. Los resultados permitieron establecer la influencia de la meteorología en la concentración del contaminante y se compararon los resultados arrojados con

normas nacionales y guías internacionales, así como con un estudio realizado previamente en la zona con datos de monitoreo de 18 días. Los resultados de la modelación permiten vislumbrar la situación crítica del área de estudio, por lo tanto, se recomiendan realizar más monitoreos en el área de estudio por largos periodos de tiempo en diversos puntos. Adicionalmente, se plantean algunas medidas de gestión para la mitigación de material particulado PM10 emitido por las distintas actividades.

Analysis of the concentration of particulate material (PM10) emitted by limestone quarry mining activities: La Oscurana quarry case study, Toluviejo, Sucre Author: Ginna Marcela Mendoza Carmona Tutor: Dayana Milena Agudelo Castañeda

Mining is an activity that generates great impacts on the environment, and to a greater extent open-pit mining. The municipality of Toluviejo - Sucre is considered an important source of calcareous minerals and its exploitation of limestone is considered a source of emission of PM10-type particulate material, which can affect the environment in which it is emitted, causing impacts on human health and the ambient. This normally comes from activities such as blasting, excavation, crushing, loading and unloading of material, and the transit of vehicles that transport the mineral. For this reason, the objective of this thesis project is to analyze the concentration of PM10 particulate material caused by the limestone quarry mining activities in the municipality of Toluviejo, Sucre. To do this, the methodology included an inventory of atmospheric emissions using EPA mining emission factors to estimate emissions, taking as a reference a quarry in the mining sector, located in the municipality. In this way, the total emissions for each source were estimated. The results showed that the largest source of PM10 emissions are carried out by the storage and crushing areas with annual emissions of 92,055.56 kgPM10 / year and 25,963.66 kgPM10 / year respectively. Additionally, the emission sources were modeled in the LAKES ENVIROMENTAL © SCREEN View software, thus obtaining a simulation of the concentration of this pollutant for each of the sources, analyzing their behavior with respect to distance and their incidence in the surrounding population. close. The results made it possible to establish the influence of the meteorology on the concentration of the pollutant and the results were compared with national standards and international guidelines, as well as with a study previously carried out in the area with 18-day monitoring data. The modeling results allow a glimpse of the critical situation of the study area, therefore, it is recommended to carry out more monitoring in the study area for long 64

periods of time at various points. Additionally, some management measures are proposed for the mitigation of PM10 particulate matter emitted by the different activities.

Proyectos Posgrados Graduate projects 2021-10

Articles inside

Master in Ambiental Engineering

Master of Engineering Management

Ph. D. in Systems and Computer Engineering

Master in Electronic Engineering

Master in Government of Information Technology

Master in Industrial Engineering

Preface

Presentación

Doctorado en Ingeniería Industrial ………….....................................................…………14 Ph. D in Industrial Engineering