CIO2016 - cio-conference.orgcio-conference.org/2019/descargas/CIO2016.pdf · faz Gráfica de Usuario de escritorio con WPF (Windows Presentation Foundation). WPF permite crear interfaces

CIO2016

1er WORKSHOP EN CÓMPUTO INTELIGENTE EN LAS

ORGANIZACIONES

Memoria

Editor: Cuerpo Académico Tecnologías para el Desarrollo de Software, Universidad Tecnológica de Nogales, Sonora

15 de Marzo de 2016

ISBN: 978-607-97340-0-8

WORKSHOP EN CÓMPUTO INTELIGENTE EN LAS ORGANIZACIONES CIO2016

i

Workshop en Cómputo Inteligente en las Organizaciones

Derechos Reservados © Universidad Tecnológica de Nogales, Sonora

Av. Universidad 271 Colonia Universitaria

Nogales, Sonora C.P. 8400, México

Primera Edición 2016, Volumen 1 Número 1

Todos los derechos reservados

Esta obra está sujeta a derechos de autor. Todos los derechos están reservados por el

editor, específicamente los derechos de traducción, reimpresión, la reutilización de las

ilustraciones, la recitación, la radiodifusión, la reproducción en microfilms o en

cualquier otra forma física, y transmisión o almacenamiento y recuperación de

información, la adaptación electrónica, software informático, o mediante una

metodología similar o no conocida actualmente o desarrollada en el futuro.

ISBN 978-607-97340-0-8


ii


iii

Agradecimientos

Agradecemos la participación de cada uno de los autores que hicieron posible que esta

obra fuera terminada, por su esfuerzo, dedicación y compromiso con el evento 1er

Workshop en Cómputo Inteligente en las Organizaciones CIO 2106, desarrollado el 15

de marzo de 2016 en el marco de la Jornada Académica de Tecnologías de la

Información y Comunicación Jatic 2016, con sede en la Universidad Tecnológica de

Hermosillo, Sonora.

También agradecemos el apoyo al Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y

Electrónica y a las instituciones de Educación Superior del Estado de Sonora que

participaron en esta publicación a través de los investigadores que formaron parte

tanto del Comité Científico, así como del Comité Organizador, y en especial a la

Universidad Tecnológica de Nogales, Sonora, que nos brindó los medios y las

herramientas para que este evento fuera posible en su primera edición.


iv

Contenido Página

Desarrollo de una Interfaz Gráfica de Usuario (GUI) con Windows Presentation Foundation (WPF) para el control de Arduino usando el puerto USB Autores: Iván R. Chenoweth, J.H. Abril-García, J.C. Grijalva-Acuña, Aureliano Cerón-Franco, I. D. Meza-Ibarra

1

Desarrollo de una Interfaz Gráfica de Usuario (GUI) con Java™ Oracle® para el control del Microcontrolador PIC18F4550 usando el puerto USB. Autores: Iván R. Chenoweth, J.H. Abril-García, J. C. Grijalva-Acuña, Aureliano Cerón-Franco, I. D. Meza-Ibarra

8

Consultoría TI y Capital Humano Realizada a Empresa MICO Autores: José Alonso López Romo, Noé Cázarez Camargo

15

Desarrollo de los Sistemas Informáticos en las Organizaciones para el Control de Inventarios Rosa Isela López Ochoa, Rigoberto Román Amavizca, Sandra Dinorah Valdez Angulo, I. D. Meza-Ibarra

21

Reconocimiento de Objetos Circulares Aplicado a la Antropometría Samuel González-López, Cesar Rose Gómez, Indelfonso Rodríguez Espinoza, Gabriel

Antonio López Valencia.

26

Desarrollo de un Ejercicio Multimedia de Matemáticas para Apoyo en el Aprendizaje de Niños con Discapacidad Intelectual y Auditiva María Eugenia Meléndez Osete, Guillermina Muñoz Zamora, Norma Angélica Álvarez Torres, Sigifredo García Alva, Raúl Cruz Rentería

33

Red Neuronal Artificial para Detección de Partes por Color con Visión Artificial en el Área de Stopcock Autores: Rubén Hernández Grijalva Rubén, Luis Arturo Medina Muñoz , Gabriel Antonio López Valencia, Indelfonso Rodríguez Espinoza, Samuel González-López

40

Propuesta de Aplicación de Minería de Datos para Detectar Patrones de Deserción en los Alumnos de la Universidad Estatal de Sonora Autores: Danitza María Gastelum Celaya

48

Sistema Generador de Energía Autosustentable para la Carga de Dispositivos Electrónicos, utilizando una Bicicleta Autores: Gabriel Antonio López Valencia, Luis Arturo Medina Muñoz, Juan. Manuel Lujan Gil, Gerardo David Piedra Cota

55

Desarrollo de Software Basado en el Estándar ISA-95 Autores: Alicia Junín Durán de León, Jesús Raúl Cruz Rentería, Guillermina Muñoz Zamora, Sigifredo García Alva, Ludivina Gutiérrez Torres, Zindi Sánchez Hernández.

62


v

Coordinador General

Dr. Samuel González López - Universidad Tecnológica de Nogales, Sonora

Comité Científico

Dr. Aurelio López López -Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica.

M.C. Sigifredo García Alva - Instituto Tecnológico de Nogales

M.C. Jesús Raúl Cruz Rentería - Instituto Tecnológico de Nogales

M.C. Guillermina Muñoz Zamora -Instituto Tecnológico de Nogales

MC Jesús Miguel García Gorrostieta - Universidad de la Sierra


MSC Indelfonso Rodríguez Espinoza - Universidad Tecnológica de Nogales, Sonora

MC Luis Arturo Medina Muñoz - Universidad Tecnológica de Nogales, Sonora

MSC Gabriel Antonio López Valencia - Universidad Tecnológica de Nogales, Sonora

Comité Organizador


MSC Indelfonso Rodríguez Espinoza - Universidad Tecnológica de Nogales, Sonora

MC Luis Arturo Medina Muñoz - Universidad Tecnológica de Nogales, Sonora

MSC Gabriel Antonio López Valencia - Universidad Tecnológica de Nogales, Sonora

Ing. René Castro Morales - Universidad Tecnológica de Nogales, Sonora


1

CIO2016

Developing a Graphical User Interface (GUI) with

Windows Presentation Foundation (WPF) that controls

Arduino using USB port.

Iván R. Chenoweth1, J.H. Abril-García

1, J. C. Grijalva-Acuña

1, Aureliano Cerón-

Franco1, I. D. Meza-Ibarra

1

1Universidad Tecnológica de Hermosillo

{ichenoweth, abril, jcgrijalva, aceronf,

imeza}@uthermosillo.edu.mx

Abstract. The learning environment on technological development in modern

times, means that complexity must be reduced in implementing applications in-

volving interaction and communication of electronic devices and software ap-

plications, through communication ports, an effect that impacts both in reducing

costs and development time, also training. A methodological guide for develop-

ing practical interaction on a Graphic User Interface developed using Windows

Presentation Foundation, which through the USB port, controls an Arduino

electronic device, is presented. This is focused on meeting the need for practical

guides and educational development of technology projects that are oriented to

automation, control, automation, monitoring and other reinforces education and

the development of proposed solutions in the areas of electronics, industrial

maintenance and information technology.

Keywords. Arduino, USB, WSF, GUI, IDE


2

Desarrollo de una Interfaz Gráfica de Usuario (GUI) con

Windows Presentation Foundation (WPF) para el control

de Arduino usando el puerto USB





1




Resumen. El ambiente de aprendizaje en el desarrollo tecnológico en los tiem-

pos modernos, requiere que se reduzca la complejidad en la implementación de

aplicaciones que impliquen la interacción y comunicación de dispositivos elec-

trónicos, con aplicaciones de software, a través de puertos de comunicación,

efecto que impacta tanto en la reducción de costos, como en los tiempos de

desarrollo y capacitación. Se presenta una guía metodológica para desarrollo de

prácticas de interacción acerca de una Interfaz Gráfica de Usuario desarrollada

con Windows Presentation Foundation, que través del puerto USB controla un

dispositivo electrónico Arduino. Esto se enfoca a cubrir la necesidad de guías

prácticas y didácticas para el desarrollo de proyectos tecnológicos que van

orientados a la automatización, control, domótica, monitoreo entre otras refor-

zar la educación, así como el desarrollo de propuestas de solución en las áreas

de electrónica, mantenimiento industrial y tecnologías de la información.

Palabras clave. Arduino, USB, WSF, GUI, IDE

1. Introducción

Esta propuesta presenta una metodología del control de Arduino a través de una inter-

faz Gráfica de Usuario de escritorio con WPF (Windows Presentation Foundation).

WPF permite crear interfaces que incorporen documentos, componentes multimedia,

gráficos bidimensionales y tridimensionales, animaciones, características tipo web,

etc. Inicialmente en el documento se describe la revisión de literatura, la lista de mate-

riales y software a utilizar, posteriormente se describen los pasos del desarrollo del

proyecto, así como resultados obtenidos.


3

2. Marco Referencial

Las placas electrónicas de desarrollo cuentan con una gran flexibilidad y fácil acceso,

por lo que se han hecho muy populares en la robótica, las comunicaciones y en las

interfaces con equipos electrónicos genéricos como: tablets, laptops, computado-ras

personales, así como dispositivos en vehículos, casas, oficinas, industria etc, como se

describe en [1].

Muchas veces se dificulta implementar actividades prácticas que permitan desarro-

llar el aprendizaje sobre la interacción de dispositivos periféricos a través del puerto

Universal Serial Bus (USB, descrito en [2]) y la computadora, mediante el uso de un

software, con fines didácticos y de manera económica. Para desarrollar una actividad

práctica con fines didácticos y que los estudiantes puedan culminar con éxito, es im-

portante determinar los componentes y herramientas que estén a su alcance. Para esto

se requiere que el alumno desarrolle conocimientos en cuanto a la implementación y

uso de Circuitos Integrados Programables como Arduino que es de gran interés debi-

do a su diseño simple y la facilidad de programación.

Arduino es una plataforma física electrónica computacional open-hardware (arqui-

tectura libre) basada en una sencilla placa con entradas y salidas (E/S), analógicas y

digitales. Esta placa de desarrollo ha adquirido mucha popularidad en aficionados a la

electrónica de microcontroladores porque existe la posibilidad de que uno fabrique la

suya sin infringir derechos de autor. Otra ventaja es que podemos ver es el uso del

puerto USB que se puede conectar con cualquier laptop, o tablet comercial para con-

trolar o programar Arduino. Arduino es en realidad, una serie de tarjetas de desarrollo

listas para ser programadas por una PC en lenguaje, contiene preinstalados conecto-

res, circuitos periféricos y algunas veces hasta sensores ya soldados y listos para ser

usados en un protoboard electrónico; en su parte central contiene un chip o circuito

integrado, que es en realidad un microprocesador de la familia de AVR de la empresa

Atmel, ejemplos en [3].

Windows Presentation Foundation (WPF), es una plataforma de software muy po-

pular que permite crear interfaces que incorporen documentos, componentes multi-

media, gráficos bidimensionales y tridimensionales, animaciones, características tipo

web, etc. Los beneficios es ayudar a los desarrolladores a crear interfaces de usuario

eficaces y atractivas, como se describe en [4], y a su vez incorporar instrucciones en

C#. El modo en que la plataforma unificada de WPF convierte a los desarrolladores

en participantes activos en la creación de interfaces de usuario modernas va más allá

de la unificación de tecnologías diversas. También consiste en aprovechar las ventajas

que ofrecen las tarjetas gráficas modernas y de navegadores web de windows.

3. Desarrollo

3.1. Lista de materiales y conexión de Arduino

Se utilizó el siguiente material:


4

Una placa Arduino-Compatible Mega 2560

Un cable USB A-B

Un Protoboard

8 Leds

8 resistencias de 330 ohms

9 cables dupont

En esta actividad utilizaremos la alimentación solo por USB, y 8 salidas conecta-

das a 8 leds enclavados en un protoboard en serie con una resistencia de 330 ohms en

cada una. Cada led se conecta usando unos cables de 1 pin “Dupont” macho-macho

desde cada salida de Arduino hacia el protoboard (como se muestra en la Fig 1).

Fig. 1. Conexión de Arduino al protoboard.

Una vez ensamblada la conexión de Arduino al protoboard y el cable USB hacia la

computadora, se realiza la programación de Arduino y las pruebas necesarias, para

después integrar el GUI de WPF para el control desde la computadora hacia los leds.

Las conexiones hacia el protoboard y la programación se realizaron en 5 etapas:

Paso 1. Instalamos el IDE oficial de arduino de la página web. En nuestro caso

elegimos la opción de “Windows Installer” para descargar el archivo “arduino-1.6.7-

windows.exe” para ejecutarlo e instalarlo en nuestro sistema de Microsoft Windows

7, descargar en [1].

Paso 2. Conectamos y realizamos pruebas de verificación del puerto de comunica-

ciones serial COM de la PC hacia Arduino. Cuando Arduino es conectado a la USB,

automáticamente aparecerá la opción en el menú principal de Herramientas el puerto

activo donde queda conectado Arduino.

Paso 3. Elaboramos la programación de Arduino para que reciba la información de

la PC y enviarla hacia la salida de los 8 puertos de los leds. Esto se realiza elaborando

un nuevo programa dentro del IDE de Arduino, para después cargarlo en la placa.

Paso 4. Una vez listo el código se verifica el código léxica, sintáctica, y semántica

con el botón que se muestra en la figura: Una vez verificado el código se sube a la

placa Arduino. Es decir, se transfiere el programa hacia el microcontrolador con el

botón de subir.

Paso 5. Realizar pruebas de funcionalidad en la operación. Esto se puede realizar

con la herramienta “Monitor Serie” la cual se puede acceder desde el menú principal.


5

En esta herramienta es posible enviar caracteres por el puerto serial para probar la

salida en los leds de la placa. Es decir, si todo está bien conectado nos va a mostrar

encendidos los leds 1 al enviar una A por el monitor Serie.

3.2. Metodología

Fig. 2. Metodología de desarrollo

En la Figura anterior (Fig. 2), se ilustra la metodología y las tecnologías usadas, para

interactuar con el panel de la aplicación visual que simula el encendido y apagado en

tiempo real con los leds conectados al protoboard.

3.3. Implementación de WPF en Windows 7 para uso de puerto USB hacia Ar-

duino.

Una vez que el circuito se encuentre operando desde el IDE oficial de arduino con el

monitor, es evidente lo impráctico de enviar caracteres por el teclado. Para esto usa-

mos el entorno visual de WPF por las ventajas antes mencionadas.

Este panel es para poder comunicar el circuito integrado con la interfaz gráfica,

desarrollado en Visual Studio, que es entorno de desarrollo integrado (IDE, por sus

siglas en inglés) para sistemas operativos Windows en el lenguaje C#. En este caso es

muy importante analizar el proceso de interacción entre un el Sistema Operativo y un

dispositivo periférico. La comunicación con el puerto serial se realiza con los mismos

APIs por el puerto de comunicación serial 4 de WPF en las siguientes líneas del códi-

go:

puerto = new SerialPort();

puerto.BaudRate = 9600;

puerto.PortName="COM4";

puerto.Open();

Las herramientas de software requeridas fueron Microsoft Visual Studio y Win-

dows Presentation Foundation.

Algoritmo 1. Se construye un proyecto-solución en C# dentro de Visual Studio, se

anexa el código del programa para la comunicación serial solamente, la interfaz puede


6

ser básica, y con elementos que se deseen, también agregamos métodos de ejemplo de

operación (sin implementación):

using System.IO.Ports;

namespace arduino {

public partial class MainWindow : Window {

private SerialPort puerto;

public MainWindow() {

InitializeComponent();

}

private void Window_Initialized(object sender, EventArgs e) {

puerto = new SerialPort();

puerto.BaudRate = 9600;

puerto.PortName="COM4";

puerto.Open();

for(int i=97;i<105;i++) puerto.WriteLine((char)i + "");

}

private void Image_MouseUp(object sender, MouseButtonEventArgs e) {

}

private void writePort(Image img, String letra) {

}

private void Window_Closing(object sender, Sys-

tem.ComponentModel.CancelEventArgs e) {

}

}

El objetivo es que el desarrollador implemente cualquier aplicación básica que permi-

ta al usuario controlar fácilmente el circuito físico por USB, al dar un click en las

imágenes que representan a cada led real, donde la imagen cambia de color y el led se

enciende físicamente en el prototipo.

4. Resultados

Como resultado se tiene una buena metodología en el desarrollo del aprendizaje en

tecnologías de Arduino para el manejo de dispositivos periféricos a través del puerto

USB, así como el desarrollo de software y entorno visual:

1. Se desarrolló GUI en Visual Studio para el uso de USB con un panel de leds

visual en WPF, para que sea controlado en tiempo en tiempo real hacia la tarje-

ta Arduino por USB/Serial.

2. Se desarrolló un programa para ser alojado internamente en la tarjeta Arduino

para que envíe hacia los leds lo que recibe a través de puerto USB, con la fina-

lidad de ser referencia para futuros desarrollos.

3. Se diseña una metodología de trabajo que permite incursionar en varias áreas

de la ingeniería para que se integren en un sólo proyecto, por lo que cada área

puede trabajar directamente en temas enfocados en su especialidad, ejemplos

en [5].


7

5. Conclusión

Como resultado se tiene una metodología, y los elementos necesarios para realizar

una integración exitosa de control de Arduino desde una PC por USB. Facilita el se-

guimiento en la que cualquier interesado en el tema se involucre con una curva rápida

de aprendizaje. Además, pueden interactuar con él, de tal forma que puedan crear

diferentes escenarios, reforzando las áreas de electrónica y de desarrollo de software,

donde se pueden plantear diferentes diseños o problemáticas, integrando finalmente

en el área de comunicaciones, todo esto impactando el área académica. La actividad

permite visualizar diversos escenarios, entre los que podemos ejemplificar: domótica,

administración y manipulación de sensores, control y automatización de manera re-

mota, entre otros. Se recomienda realizar un trabajo multidisciplinario de las carreras

de electrónica, informática, mecánica y mecatrónica para llevar el proyecto mediante

una materia Integradora, donde se apliquen competencias genéricas, transversales y

específicas.

6. Bibliografía

1. Banzi M.: What Arduino can do. http://arduino.cc/ (2016). Accedido el 24 de Enero de

2016.

2. Axelson, J.: USB Complete: Everything You Need to Develop Custom USB Peripherals

(3ª ed.). USA: Lakeview Research. (2005).

3. Jeff.: Ktuluino - How to Build Your Own Arduino Clone.

4. http://www.techunboxed.com/2013/08/ktuluino.html. (2015). Accedido el 30 de Noviem-

bre de 2015.

5. MacDonald, M.: Pro WPF in C# 2010: Windows Presentation Foundation in .NET 4.0.

Editorial Apress, pp 61-3330 (2010).

6. Pressman, R. S.: Ingeniería de Software, un enfoque práctico. México: McGraw-Hill

(2002).


8


Java™ Oracle® para el control del Microcontrolador

PIC18F4550 usando el puerto USB.





1




Abstract. Nowadays, the communication gap between hardware and software is being

reduced, more specifically with integrated circuits based in Universal Serial Bus (USB)

ports or other methodologies that offer knowledge of the internal performance with

didactic aims. Similarly, classes, or JAR files that allow integration of Java™ Oracle®

applications to send or receive data through the USB port were not found. The purpose

of this work is the development of a graphic application for communication with a

microcontroller. The selected chip belongs to the PIC18XXX (Peripheral Interface

Controller) family from Microchip Technology. The chip will be connected through a

USB interface, from a computer that will enable didactic use, as well as the

development of classes, and JAR files in Java™ Oracle®, which can be integrated in

more elaborate projects, such as, automation, control, monitoring, and domotics among

others.

Keywords. Prototype, PIC, USB, class, jar, java.

mailto:%[email protected]


9


Java™ Oracle® para el control del Microcontrolador

PIC18F4550 usando el puerto USB.





1


{ ichenoweth, abril, jcgrijalva, aceronf, imeza

}@uthermosillo.edu.mx

Resumen. Actualmente se está reduciendo la brecha de comunicación entre hardware

y software, específicamente con circuitos integrados basados en puerto USB o

metodologías que ofrezcan conocer su comportamiento interno con fines didácticos,

asimismo no se encuentran clases o archivos JAR que permitan integrar aplicaciones

de Java™ Oracle® para enviar o recibir datos a través del puerto USB. El objetivo de

este trabajo es desarrollar una aplicación gráfica para la comunicación con un

microcontrolador. Se ha seleccionado el chip de la familia PIC18XXX (Peripheral

Interface Controller) de la empresa Microchip, para que sea interconectado mediante

una interfaz USB (Universal Serial Bus), desde una computadora, que facilite el uso

didáctico, así como el desarrollo de clases y archivos JAR en Java™ Oracle®, que se

integren a proyectos más elaborados de automatización, control, monitoreo, domótica,

entre otros.

Palabras clave: Prototipo, PIC, USB, class, jar, java.

1 Introducción

Esta propuesta presenta una metodología para desarrollar aplicaciones para control

de un circuito integrado, en donde se aprenda a implementar una Interfaz Gráfica de

Usuario en el lenguaje de Java™ Oracle®, así como las clases mediante las cuales se

logrará integrar, hardware y software.

2 Revisión de Literatura

En la actualidad, no es fácil implementar actividades prácticas que permitan desa-

rrollar el aprendizaje en cuanto a la interacción de dispositivos periféricos a través del

puerto Universal Serial Bus (USB) y la computadora, mediante el uso de un software,

con fines didácticos y de manera económica. Para desarrollar una actividad práctica

con fines didácticos y que los estudiantes puedan culminar con éxito, es importante



10

determinar los compontes y herramientas que estén a su alcance. Se requiere que el

alumno desarrolle conocimientos en cuanto a la implementación de Circuitos Integra-

dos Programables, por ello se dio a la tarea de investigar microcontroladores o micro-

procesadores en el mercado. Se determinó utilizar microcontroladores PIC, por ser

una opción económica. Éste ofrece las bases para conocer las funciones y capacidades

de un Circuito Integrado Programable e inclusive representa una opción como solu-

ción real, hecho que no se pondrá en discusión en este artículo. Para el desarrollo de

la Interfaz Gráfica de Usuario (GUI, por sus siglas en Inglés), se tiene que diseñar una

aplicación que represente las entradas y salidas del circuito diseñado, hay diferentes

entornos de desarrollo de software, una clasificación que debemos considerar es el

tipo de licenciamiento ya sea Opensource o de costo (licencia), JDKTM y NetBeans

IDE 8.0, representan una opción libre de costo para aprender o perfeccionar el desa-

rrollo de software, así como para comprender mejor algún modelo de desarrollo de

software.

En investigaciones anteriores, los investigadores presentaron resultados sobre .Net

[1] y COM [2], ahora se ha trabajado en el sistema operativo Microsoft Windows y el

lenguaje de programación Java™ Oracle®.

Un circuito integrado, es un chip que está compuesto principalmente por cristal

semiconductor de silicón, que a su vez contiene elementos eléctricos como condensa-

dores, diodos, resistencias y transistores conectados entre sí. Un Microcontrolador es

un dispositivo que combina memoria, unidad central de procesamiento y periféricos

de entrada y salida para realizar una serie de tareas, [3]. La interfaz Universal Serial

Bus (USB) es un medio de comunicación entre una computadora y diversos dispositi-

vos periféricos, [4]. Una GUI es una aplicación diseñada e implementada para que

usuario pueda interactuar fácilmente con una computadora.

El circuito integrado, puede ser implementado en 3 etapas:

2.1. Paso Uno.

Simulado en un software: en este caso la herramienta que se utilizó Multisim [5], el

objetivo es identificar y confirmar los componentes que formarán el circuito. Poste-

riormente, se mencionan los componentes que se proponen para él circuito, cabe acla-

rar que esta es una propuesta para un circuito solamente. En este caso se propone

utilizar un microcontrolador PIC, de acuerdo con las configuraciones propuestas por

[3], [6] y [7]. Este diseño es circuito básico, el microcontrolador PIC es programado

para que según lo que reciba por el Puerto USB, encienda los diferentes LEDs.

Los componentes que se utilizaron en este proyecto, son los siguientes: Microcon-

trolador PIC18F4550-I/PT, capacitores, resistencias, cristal, LEDs, set de pines, co-

nector USB.

2.2. Pasos 2 y 3.

Realizar el circuito real utilizando un protoboard y/o implementarlo en una tarjeta

de circuito impresa (PCB, Printed Circuit Board). Ambas propuestas proporcionan

habilidades prácticas y conocimientos para los estudiantes, que a su vez puede sugerir


11

a variaciones en el diseño como lo sugiere [8]. En las figuras uno y dos, se muestran

los diseños que representan el circuito integrado.

Fig. 3. Diseño de PCB en software

Fig. 4. Diseño en una PCB (componentes)

3 Metodología

Fig. 5. Metodología de desarrollo

Implementación de librería en Java™ Oracle® para uso de puerto USB

Para poder comunicar el circuito integrado con la interfaz gráfica, se desarrolló dos

clases (.class) contenidas en un archivo JAR, en nuestro caso se llamó picusb.jar, el

cual se debe almacenar en el directorio de trabajo donde se encuentra la aplicación, o

estar registrado como variable de entorno, esta es un punto de referencia ya que el

archivo es el que recibe las instrucciones de la GUI, y este se comunicara con la libre-

ría que el sistema operativo utiliza para manipular físicamente el puerto USB. La

librería usada es mpusbapi.dll, cuya función es enviar y recibir datos a través del

puerto USB.

Cualquier Sistema Operativo generalmente recurre al uso de librerías, lo que impli-

ca tener la librería adecuada para cada dispositivo. Dado lo anterior se puede reco-

mendar buscar si el proveedor del dispositivo cuenta con alguna aplicación de softwa-

re, que permita comprender el uso del dispositivo y su librería, el microcontrolador

PIC, nos ofrece una aplicación de este tipo, esto nos permitió poder analizar y conocer


12

a mejor detalle el uso del Circuito Integrado para la etapa de análisis del desarrollo del

software, con el objetivo de poder desarrollar una librería que enlace la GUI con la

librería del dispositivo (mpusbapi.dll).

Herramientas requeridas:

1. JDKTM Oracle® versión 1.8.0_05

2. NetBeans IDE 8.0 (Build 201403101706).

3. Java Native Access jna-4.1.0.jar [9]

4. mpusbapi.dll (Desarrollada por fabricante del PIC)

Para el desarrollo del archivo JAR, se utilizó el modelo de Construcción de proto-

tipos, “en el cual a menudo un cliente define un conjunto de objetivos generales para

el software, pero no identifica los requisitos detallados de entrada, procesamiento o

salida. En otros casos, el responsable del desarrollo del software esta inseguro de la

eficiencia de un algoritmo, de la adaptabilidad de un sistema operativo o de la forma

que deberían tomar la interacción humana-maquina. En estas y en muchas otras situa-

ciones un paradigma de construcción de prototipos puede ofrecer el mejor enfoque.”

[10]

Como resultado de esta etapa de logro desarrollar un archivo JAR que contiene las

clases y librerías requeridas para comunicarse con el puerto USB. La interacción con

el circuito mediante una interfaz gráfica desarrollada en NetBeans IDE 8.0 (Build

201403101706), esto se realizó usando el paradigma de desarrollo rápido de aplica-

ciones (DRA) “que es un modelo de proceso de software incremental que resalta un

ciclo de desarrollo corto. El modelo DRA es una adaptación a alta velocidad del mo-

delo en cascada en el que se logra el desarrollo rápido mediante un enfoque de cons-

trucción basado en componentes. Si se entienden bien los requisitos y se limita el

ámbito del proyecto, el proceso DRA permite que un equipo de desarrollo cree un

sistema completamente funcional dentro de un periodo de tiempo muy corto” [11].

Fig. 6. Interfaz gráfica

Se desarrolló una aplicación minimalista, sencilla e intuitiva que le permitan al

usuario controlar fácilmente el circuito físico, al dar un click en las imágenes que

representa a un led esta imagen cambia de color y el led se enciende físicamente en el

prototipo.

Los botones Secuencia 1 y 2, muestras secuencias precargadas de encendido y

apagado, el botón Activar Todo, enciende o apaga todos los leds en imagen y física-

mente.


13

Con el sólo hecho de llamar a la función con un parámetro con valor entre 0 y 255,

este se envía al puerto, siendo trasparente al usuario. La segunda ventana de nuestra

aplicación (JFRAME) solo muestra información general del proyecto.

4 Resultados

Como resultado se tiene una guía para llevar a cabo una didáctica para el desarrollo

del aprendizaje enfocado a la teoría de Circuitos Integrados Programables, archivo

JAR para el manejo de dispositivos periféricos a través del puerto USB, así como el

desarrollo de software.

1. Se programan un archivo JAR que permite comunicarse de una manera

sencilla con un prototipo de circuito integrado a través de puerto USB a

través de una GUI desarrollada por el programador.

2. Se desarrolló GUI que contrala el prototipo de circuito integrado a través

de puerto USB, como ejemplo y referencia para futuros desarrolladores.

3. Construcción de un prototipo de circuito integrado controlado a través de

puerto USB.

4. Se creó un proyecto que puede ser usado como base para el desarrollo de

circuitos o programas más complejos y robustos que dan mayor funciona-

lidad.

5. Se diseña una metodología de trabajo integradora que permite que varias

áreas de las ingenierías se integren en un sólo proyecto, por lo que cada

área puede trabajar directamente los temas de enfocadas en su especiali-

dad.

6. Diagrama a bloques de las etapas o módulos del proyecto finalizado. GUI

y JAR para interactuar con USB desarrolladas en NetBeans IDE 8.0; Li-

brería del Sistema Operativo para uso de USB; y por último, Circuito

electrónico, como se aprecia en la figura 5.

Fig. 7. Diagrama a bloques de ejecución del proyecto finalizado.

5 Conclusión

El proyecto da como resultado una dinámica de clase en la que los estudiantes

identifican fácilmente las funciones de un Circuito Integrado Programable, además

pueden interactuar con él, de tal manera que pueden crear diferentes escenarios, refor-

zando el las áreas de electrónica y mecatrónica; por otro lado, el área de desarrollo de

software, es beneficiada ya que de igual manera se pueden plantear diferentes diseños

o problemáticas, integrando finalmente en el área de comunicaciones, todo esto im-

pactando fuertemente en el área académica. La actividad permite plantear diversos


14

escenarios, entre los que podemos ejemplificar: domótica, administración y manipula-

ción de sensores, control y automatización de manera remota, entre otros.

6 Referencias

1. Meza Ibarra, I. D., Abril García, J. H., Elizarrarás Quiroz, J. J.: Desarrollo de circuito inte-

grado como prototipo e Implementación de librería en .net para uso de puerto USB con fi-

nes didácticos, Congreso Universitario Ciudad Juárez, p. 336, (2014).

2. Abril García, J. H., Meza Ibarra, I. D., Elizarrarás Quiroz J. J., García Juárez A.: Desarro-

llo de aplicaciones con Microsoft office para control de prototipo de circuito integrado a

través de puerto USB,(2015).

3. M. Predko, Programming & Customizing PICmicro Microcontrollers, 2 ed., New York,

USA.: McGraw-Hill, (2001).

4. J. Axelson.: USB Complete: Everything You Need to Develop Custom USB Peripherals,

3ª ed., Lakeview Research, (2005).

5. National Instruments Corporation, NI Multisim. [En línea]. Disponible:

http://www.ni.com/multisim/esa/. [Último acceso: 7 Julio 2014].

6. J. Iovine.: PIC Microcontroller Project Book, USA: McGraw-Hill, (2000).

7. M. L. Lynch.: Computer Numerical Control for Machining (First Edition), 1ª ed., USA:

McGraw-Hill, (1991).

8. Boylestad, R., Nashelsky, L. & Mendoza Barraza, C.: Electrónica: teoría de circuitos y

dispositivos electrónicos, México, D.F.: Pearson Educación de México, (2003).

9. R. W. R. Khalid A. Mughal.: A programmer's guide to JAVA TM Certification, Boston:

Addison Wesley, (2005).

10. R. S. Pressman.: Ingeniería de Software, un enfoque práctico, México: McGraw-Hill,

(2002).

11. R. S. Pressman.: Ingeniería del Software, Un enfoque práctico, México: McGraw-Hill,

(2006).


15

CIO2016

IT Consulting and Human Capital in MICO Company

José Alonso López Romo1, Noé Cázarez Camargo

1


{alonsolopez,ncazarez}@uthermosillo.edu.mx

Abstract. In this document lays the description of the activities and achivements reached at the

Professional Teacher Internship entitled “IT Consulting and Human Capital for MICO”, where

starting from a close collaboration with teacher Noé Cazarez Camargo, Alonso López Romo,

and a practical approach with General Manager Ing. Tere Granados, a great Academy -

Organization colaboration was met, via IT consulting, and also the proposition for UTH

teachers and students inclusion to the productive sector where feasible. This Professional

internship marks the beginning of a fruitful collaboration between Full Time Faculty from

UTH, that forms the Academic Corp: “CONSOLTI” (IT solutions and Consulting). This

collaboration starts with a diagnosis, employee and candidates training; and at the same time

that a Solution Plan is created with the goal to enable MICO as a Software Developer, Digital

Marketing and IT Services Provider. This is a short - medium time project, that will be formed

of several internship times in collaboration with the CONSOLTI Academic Corp, this first one

is mainly about training and IT areas diagnosis, IT & management process design, so as the

market demands identification.

Keywords: Work including, Software developing, IT Consulting, digital Marketing, Training.



16

Consultoría TI y Capital Humano Realizada a Empresa

MICO

José Alonso López Romo1, Noé Cázarez Camargo

1


{alonsolopez,ncazarez}@uthermosillo.edu.mx

Resumen. En el siguiente documento se describen las actividades y logros obtenidos en la

estancia titulada “Consultoría TI y Capital Humano para empresa MICO”, donde a partir de un

acercamiento y vinculación del profesor Noé Cázarez Camargo, Alonso López Romo y la

Gerente de la empresa MICO, Ing. Tere Granados, se pudo entablar una colaboración

Academia – Empresa, mediante la Consultoría TI, donde además se propusiera la inclusión al

sector productivo de alumnos y profesores de la Universidad Tecnológica de Hermosillo, y

otras instituciones de educación superior con oferta de programas educativos de TI (Instituto

Tecnológico de Hermosillo). Esta estancia profesional marca el inicio de una colaboración

fructífera entre PTC de la carrera TIC de UTHermosillo, que conforman el Cuerpo Académico

“Consultoría y Soluciones TI – ConSolTI”; que comienza con un diagnóstico, capacitación a

empleados y estudiantes candidatos a emplearse en la empresa, a la vez que la generación de un

plan de solución que le permita a la empresa MICO habilitarse como proveedores de Servicios

TI de Desarrollo de Software y Marketing Digital.

Este es un proyecto a mediano plazo que estará conformado de varias estancias de parte del

Cuerpo Académico “ConSolTI”, esta primera estancia circunda de la capacitación y diagnóstico

de las áreas TI de la empresa y la demanda de su mercado actual.

Palabras clave: Inclusión al Trabajo, Desarrollo de Software, Consultoría TI, Marketing

Digital, Capacitación.

1. Introducción

En este documento se despliega el proceder de la Estancia profesional prestada en

MICO por los profesores de los programas educativos TI en la UTHermosillo: José

Alonso López Romo, Noé Cázarez Camargo, y Adelina del Carmen Violeta Alcántar

Martínez, como parte del emprendimiento hacia la confirmación del cuerpo

académico CONSOLTI (COnsultoría y SOLuciones TI).

El interés de la empresa MICO es emprender ellos mismos la oferta de servicios

TI que van desde el Desarrollo de Software, como Marketing Digital, entre otros.

Se presentan tanto la metodología empleada, como la presentación de resultados

obtenidos con las actividades y esfuerzos del grupo de profesores en la empresa

MICO. Por último se muestran conclusiones del proyecto, así como los elementos de



17

formato requeridos para este documento aprobado por la institución para mostrar

estos fines.

2. Antecedentes

En la empresa MICO actualmente está llevando a cabo un radical cambio en su giro

organizacional, que aunque sigue siendo el enfoque en prestar servicios en cuanto a la

gestión de información a las organizaciones para que estas puedan cumplir sus labores

y objetivos, la gestión de la información, la era digital y visión de la gestión de

inteligencia, más que mano de obra, ha causado en MICO un replanteamiento de su

Plan Estratégico y sus órdenes organizacionales.

Desde hace un par de meses, su mercado ha orillado a la empresa a incluir en su

oferta de servicios el Desarrollo de Software, el diseño y gestión de Portales Web

Promocionales, CMS (sistemas manejadores de contenido), proveer Hospedaje en la

Nube, señalización y marketing digital, entre otros.

Se pueden puntualizar elementos clave del problema:

Están emprendiendo un área de negocio en respuesta a la demanda del

mercado, sin conocer a fondo las implicaciones de dichos giros.

No cuentan con personal con aptitudes requeridas en las TI

No cuentan con conocimiento o experiencia para la gestión necesaria de las

TIC´s y responder a su demanda de mercado

No cuentan con la cultura de la documentación y su administración adecuada

de procesos.

No pueden medir sus acciones y actividades organizacionales

Sus propuestas de cambio responden a resolver problemáticas hasta que estas

han sido detectadas por sus consecuencias.

Carecen de control interno.

No cuentan con mecanismos que permitan la mejora continua.

3. Solución

Dar inicio a un servicio integral de Consultoría TI, a brindarse por el Cuerpo

Académico “ConSolTI”, mediante una vinculación lograda por el mismo, con el fin

de habilitar a la empresa a ofertar los Servicios TI que les demanda su mercado, y

servir como medio de inclusión al sector productivo a alumnos y profesores de la

carrera TIC en la UTHermosillo.

El proyecto que se realiza a MICO se integra a partir de las mejores prácticas en

varios modelos y estándares, los cuales forman parte del curriculum de los programas

educativos TI en la Universidad Tecnológica de Hermosillo, basicamente los modelos

MoProSoft v1.3, PMBOK v5, y en Manual MAAGTIC-SI 2014.

El uso de estos modelos radica en que conforman también un objetivo a alcanzar

por la misma empresa, a la vez que un reto dificil de abordar actualmente. Ya que a

falta de tener el personal completo que se identificar debe tener la empresa para


18

ofertar todos los servicios que quiere emprender, y gestionar los recursos asociados

con éxito, no se tiene experiencia en dichas gestiones por el personal actual en los

servicios que se quieren operar y que sus clientes demandan. Por eso se aborda una

Solución Integral para la empresa en estos tres ejes, que son los modelos de gestión

TI:

Diseño de Procesos y procedimientos AD-HOC basados en:

o MoProsoft, ya que no tienen ni el personal, o la cultura

organizacional para poder emprender la adopción del modelo

MoProSoft, se les diseñará un modelo intermedio, inicios en la

gestión TI.

o PMBOK, abordando los procesos y entregables clave para poder

establecer un fundamento de gestión y evidencias que sea posible

llevar en MICO y que no los envuelva en demasia de documentos y

poca efectividad.

o MAAGTIC, contemplado las mejores práctica de diseño de

servicios TIC y conformación de Perfiles y colaboraciones

organizacionales entre interesados. el enfoque: SOPORTE TI.

Capacitación de empleados y posibles practicantes en desarrollo móvil.

Establecer estado del proyecto y plan a mediano y largo plazo.

4. Resultados

4.1. Desarrollo

El desarrollo de esta INICIO de la consultoría se llevó a cabo en los tiempos

asignados de la estancia y durante el periodo de vacaciones de UTH. El alcance se

logra en la semana 1 del mes de agosto, pudiendo llevar a cabo el análisis actual de

proyectos a incluir y asignar de alumnos, ya evaluados, a la vez que hacer explícita la

estrategia de documentación y adopción de procesos ad hoc que requiere la empresa.

Identificación y de metas y objetivos

Mediante entrevistas y diversas pláticas directas con la Ing. Tere Granados, a la

vez que con el Ing. Guillermo Martínez, se han identificados varios elementos que

requieren establecerse en la empresa, y que al a vez necesitan ser implementados a la

vez que son instruidos o identificados por los colaboradores: se les brindará un Marco

de Trabajo Ágil para la Gestión adecuada de sus Proyectos y Servicios TI, a la vez

que se les proveerá de la preparación y captación de empleados y practicantes,

pudiendo establecer un programa continuo de colaboración y prácticas profesionales,

guiados por los profesores del Cuerpo académico.

Se les planteó establecer 4 áreas de servicios TI:

1. Implementación y Verticalización de ERP

2. Desarrollo de Software a la Medida

3. Implementación, Personalización y Gestión de CMS

4. Marketing Digital


19

4.2. Procesos

Los procesos que han sido identificados, producto de entrevistas, diagnóstico y la

clarificación misma del mercado y su demanda son:

Plan Estratégico TIC

Desarrollo de Software

Verticalización e Implementación ERP

Diseño e Implementación CMS

Gestión de Marketing Digital

Gestión de Proyectos

Gestión de Procesos

Gestión de Infraestructura TI

Captación y Capacitación de Capital Humano TI

La capacitación de Desarrollo de Software, que se brindó en 7 días hábiles, del 13

al 23 de julio (jueves 23 para dudas y asesorías en sitio), se centró en Desarrollo de

Apps para dispositivos Android, con Java y Android Studio. También se vieron temas

de desarrollo de aplicaciones Web con PHP, enfocado en Servicios Web, y se cierra la

capacitación explotando el tema de CMS, implementación, configuración y

modificación a la medida.

5. Resultados

15 alumnos ingresaron a la capacitación

10 alumnos con los mejores resultados

A estos 10 se les buscará la ASIGNACIÓN DE PROYECTOS

Se definen PROCESOS DE GESTIÓN, y su estructura a documentar.

6. Conclusiones y recomendaciones

Cierre y Conclusión de Estancia

La estancia termina en Agosto del 2015 con la actividad de presentación y validación

de los resultados:

Diagnóstico de Áreas TI

Análisis de proyectos y asignación de practicantes según su resultado de

evaluación de la capacitación brindada

Inducción a los modelos de procesos

Diseño de Esquema de trabajo y estructura de Modelo AD HOC de Gestión

de TI

Para esta estancia fueron empleadas:

+25 horas de Capacitación de programación

4 horas de capacitación sobre gestión de procesos y modelo MoProSoft

+8 horas de análisis y entrevistas a áreas de Gerencia, Gestión de Servicios,

Ingeniero de Soporte, Diseño.


20

6 horas aproximadas para validación de entrega y recepción de empleados de

MICO a nuevos empleados, egresados de UTH en los puestos de

Programador e Ingeniero de Soporte.

Sala de juntas en instalaciones de empresa MICO

Cubículos de profesores en instalaciones de UTH

La consultoría desarrollada en MICO, permitió identificar las áreas más oportunas a

formar en el ámbito TI, a la vez que se instrumenta su gestión mediante diseño de

procesos y procedimientos, basados en MoProSoft y otros modelos. Se ha capacitado

a personal y candidatos a practicantes con la finalidad de prepararlos para la oferta de

servicios de desarrollo de software móvil, web e integración de productos de software

ERP y CMS.

7. Referencias Bibliográficas

1. Sampaio, J., Moniz, A. Assessing Human and Technological Dimensions in Virtual

Team's Operational Competences. Retrieved 25/06/2010 from:

http://mpra.ub.unimuenchen.de/18325/.(2009)

2. Schwaber, K., Beedle, M.: Agile software development with Scrum. Prentice Hall, Upper

Saddle River, NJ, USA.(2001)

3. IEEE Computer Society/Acm Joint Task Force On Computing Curricula. Software Engi-

neering 2004: Curriculum Guidelines for Undergraduate Degree Programs in Software

Engineering. Retrieved 08/10/2009 from:

http://sites.computer.org/ccse/SE2004Volume.pdf. (2004)

4. Alge, B. J., Wiethoff, C., Klein, H. J.: Knowledge-building experiences and opportunities

in decision making teams. Organizational Behavior and Human Decision Processes, 91(1),

26–37.(2003)

http://mpra.ub.unimuenchen.de/18325/

http://sites.computer.org/ccse/SE2004Volume.pdf


21

CIO2016

Development of Information Systems in Organizations

for Stock Control

Rosa Isela López Ochoa1, Rigoberto Román Amavizca

1, Sandra Dinorah Valdez

Angulo1


{rosa.lopez,rroman,sandra_dinorah}@uthermosillo.edu.mx

Abstract. Currently the implementation of administration information systems

in the organizations are the support for the impulse and grow of these, letting an

adequate control of their stock, activities, time and products that offer, eliminat-

ing the duplicity of work and information, achieving with that the fulfillment of

their goals in the established time. For the design and development of their

computer systems, it is recommended the adequate selection of the methodolo-

gy for the software development and the usage of the tools for each of the phas-

es, which makes able the standardization of its stages, supporting the quality of

the informatics projects. This is why the current research goes oriented to the

solution of the necessity of developing and implementing an informatics system

that support fulfilling the needs of the organizations, keeping the quality index

in favor of their customers.

Keywords. Information systems, Stock, Quality, Software development


22

Desarrollo de los Sistemas Informáticos en las

Organizaciones para el Control de Inventarios

Rosa Isela López Ochoa1, Rigoberto Román Amavizca

1, Sandra Dinorah Valdez

Angulo1


{rosa.lopez,rroman,sandra_dinorah}@uthermosillo.edu.mx

Resumen. En la actualidad la implementación de los sistemas de información

administrativos en las organizaciones son de apoyo para el impulso y creci-

miento de éstas, permitiéndole un adecuado control de sus inventarios, activi-

dades, tiempos y productos que ofrece, eliminando la duplicidad de trabajo e in-

formación, logrando con ello el cumplimiento de sus metas en los tiempos esta-

blecidos. Para el diseño y desarrollo de los sistemas computacionales, es reco-

mendable la selección adecuada de la metodología para desarrollo de software y

el uso de herramientas para cada fase, lo cual permite la estandarización de las

etapas de estos, apoyando a la calidad de los proyectos informáticos. Es por ello

que la presente investigación va encaminada a la solución de la necesidad del

desarrollo e implementación de un sistema informático que apoye el cumpli-

miento de las necesidades de las organizaciones manteniendo los índices de ca-

lidad en pro de sus clientes.

Palabras clave. Sistemas de Información, Inventarios, Calidad, Desarrollo de

Software

1. Introducción

En el presente documento se refiere a la investigación realizada en algunas organiza-

ciones, del como administran y controlan los inventarios de sus productos, detectando

la necesidad de implementar un sistema que permita tener la información real, rápida

y fácil de interpretar que sirva de apoyo a la toma de decisiones acertadas en tiempo y

forma y ofrecer calidad de sus productos y a sus clientes.

Es importante que se implemente un sistema que cubra las necesidades particulares

de la empresa, es por esto que para el desarrollo de software se requiere seleccionar

las herramientas adecuadas como el lenguaje de programación, el manejador de base

de datos, así como las de diseño.


23


2.1. Inventarios en las organizaciones

La administración de inventarios dentro de las organizaciones representa un punto

determinante en el manejo estratégico de toda organización; las tareas correspondien-

tes a la administración de un inventario se relacionan directamente con la determina-

ción de los métodos de registro, siempre tomando en cuenta que para ser efectivo

debe de cumplir con reducir al mínimo los niveles de existencia y asegurar la disponi-

bilidad de existencia (producto terminado, producto en curso, materia prima, insumo,

etc., en un momento determinado.

Es la eficiencia en el manejo adecuado del registro, de la rotación y evaluación del

inventario de acuerdo a como se clasifique y que tipo de inventario tenga la empresa,

ya que a través de todo esto determinaremos los resultados (utilidades o pérdidas) de

una manera razonable, pudiendo establecer su situación financiera y las medidas ne-

cesarias para mejorar o mantener dicha situación. Si se mantienen inventarios altos, el

costo podría llevar a una organización a tener problemas de liquidez financiera, por-

que un inventario rígido inmoviliza recursos que podrían ser mejor utilizados en fun-

ciones más productivas de la organización, además, el inventario rígido tiende a tor-

narse obsoleto, y corre el riesgo de dañarse por otro lado, si se mantiene un nivel bajo

de inventario, podría no atenderse a los clientes de forma satisfactoria, y genera re-

clamaciones, reducción de ganancias y pérdida de mercado, al no mantener la satis-

facción de los clientes en la capacidad de atención de la empresa, ante las cambios del

mercado.

2.2 Sistemas de información administrativos

Todos sabemos que la toma de decisiones rápida y efectiva es el motor que lleva a las

organizaciones al éxito, atender al cliente como se merece y contar en almacén con

existencia del producto que solicita, son dos elementos comunes en las empresas, para

lograr un servicio de calidad, es de ahí donde surge la necesidad de la implementación

de un sistema de información administrativa, para la administración de los inventa-

rios.

Lograr la atención del cliente con actitud de servicio es suficiente, en cambio para

ofrecer los productos es necesario contar con mercancía en existencia, es por ello la

necesidad de la implementación de un software administrativo que impacte en el Con-

trol de Inventarios, administrando la mercancía adecuadamente, dependiendo de la

naturaleza del producto o artículo.

El desarrollo e implementación del Sistema de Control de Inventario hecho a las

necesidades propias de cada organización, impacta en la calidad de servicio a clientes,

empleados y sobre todo en las ganancias que se obtienen. Por lo cual es de vital im-

portancia para las compañías contar con un inventario bien administrado y controlado.


24

2.3 Ventajas de los sistemas de inventarios

Existe mucha controversia en la elección de los periodos de inventarios, algunas

compañías eligen realizar sus inventarios de manera permanente, otras de manera

periódica, cada una lo ve en función a los productos que maneja; ésta disputa se eli-

mina cuando se cuenta con un software para Control de Inventarios.

Las ventajas de implementar un Sistema control del inventario son:

• Información fiable y precisa.

• Información real y al instante de los valores de stock permitiendo tomar decisio-

nes de calidad basadas en la precisión del dato.

• Permite tener siempre disponible información actualizada sobre la correspon-

dencia entre el stock de almacén y el inventario teórico.

• Control exhaustivo de los costos, permite conocer el costo de la venta de cada

transacción al instante.

• Menor y mejor reparto de esfuerzos, para controlar el inventario no se centran

uno o varios días sino que se distribuyen a lo largo de todo el año.

3. Metodología

Para efectos de esta investigación, se llevó a cabo un análisis de las metodologías

existentes la implementación de un Sistema de Control de Inventario adecuado para la

empresa, es necesario que el programador seleccione una metodología de desarrollo

de software, en esta ocasión por la dimensión del proyecto y acatando solo a Control

de inventario se recomienda el modelo de cascada o ciclo de vida, además de ser uno

de los pilares para otras metodologías de desarrollo.

En el modelo de cascada se utiliza para desarrollo de proyectos simples y peque-

ños, ya que cada fase es secuencial y se encuentra bien definida marcando el alcance

que debe de tener, como lo muestra la siguiente figura:

Fig. 1. Modelo cascada


25

La definición de estas fases sirve al desarrollador de la herramienta para el Control

de Inventario a la estructura de sus actividades, para la planeación y control de la

duración de las tareas y recursos económicos, humanos y materiales para realizarlas

con éxito.

3.1. Herramientas para el desarrollo de software

Para soporte en esta investigación las herramientas que se seleccionaron para la

elaboración del proyecto de Control de Inventarios es el “Lenguaje Modelado Unifi-

cado (UML)”, un sistema de gestión de bases de datos MySQL: “Navicat premium“ y

el lenguaje de programación “Visual Studio 2013“.

UML permite visualizar el diseño general del software unificando los elementos

del desarrollo de cada fase de la metodología seleccionada.

Mysql es rápido, sólido y flexible, idóneo para la creación de bases de datos con

acceso desde páginas web dinámicas, así como para la creación de cualquier otra

solución que implique el almacenamiento de datos, el software de Navicat Premium

por ser un administrador de bases de datos de múltiples conexiones.

Se decide utilizar Visual Studio por la facilidad del lenguaje crea aplicaciones para

windows en muy poco tiempo. En otras palabras, permite un desarrollo eficaz y me-

nor inversión tanto en tiempo como en dinero.

4. Conclusiones

Los inventarios existen porque es una forma de evitar problemas de escasez y de ex-

cesos. El hablar de inventarios y de tener control de ellos es un tema donde los tama-

ños de las empresas no importan, no hay empresa a la que le interese tener demasiada

existencia de un producto, ni presentar faltantes de mercancía cuando los clientes la

soliciten. Las tecnologías de la información facilitan el proceso de transmisión e in-

tercambio de la información, que luego será evaluada bajo ciertos criterios que inclu-

yen la confiabilidad, calidad y oportunidad que brinda la información obtenida y ges-

tionada.

Al concluir con la investigación se determina que el desarrollo e implementación

del Sistema para el Control de Inventarios es de gran apoyo para la organización para

la administrar los productos, cuidando siempre el abasto necesario para brindar al

cliente la atención adecuada y el ofrecerle el producto de calidad a precios justos.

5. Bibliografía

1. Martínez, R.: Disponible en: http://www.academia.edu/6362716/

2. Kendall, Kl.: Análisis y diseño de sistemas. Editorial Prentice Hall. Tercera edición. Méxi-

co. 27-30.(1997)

3. Sintes, A.: Aprendiendo Programación Orientada a Objetos. Editorial Prentice Hall. Prime-

ra edición. México. 185-187.(2002)

http://www.academia.edu/6362716/METODO_EN_CASCADA


26

CIO2016

Circular Object Recognition

Applied to Anthropometry

Samuel González-López1, César Rose Gómez

2, Indelfonso Rodríguez Espinoza

1,

Gabriel Antonio López Valencia1

1Universidad Tecnológica de Nogales

{sgonzalez,irodriguez, glopez}@utnogales.edu.mx

2Instituto Tecnológico de Hermosillo

[email protected]

Abstract. The anthropometer consist of multiple rules with scale and allow us

take the measure of the person. These measures require time and speed to take

the measures depends on the skill that the person has to make measurements.

Currently there are digital cabins, which scan the body of a person in less than

30 seconds. This research presents an alternative to complement the Digital An-

thropometer developed at the Technological Institute of Hermosillo, which is to

obtain the dimensions of the circular parts (head, neck) of the human body,

through integration to help minimize time manual measurement. According to

the experiment, it was concluded that the method developed in combination

with ultrasonic sensors obtain an optimal results with 95% confidence.

Keywords. Triangulation method, circular dimensions, ultrasonic sensors,

anthropometer.


27

Reconocimiento de Objetos Circulares

Aplicado a la Antropometría

Samuel González-López1, César Rose Gómez

2, Indelfonso Rodríguez Espinoza

1,

Gabriel Antonio López Valencia1

1Universidad Tecnológica de Nogales

{sgonzalez, irodriguez, glopez}@utnogales.edu.mx

2Instituto Tecnológico de Hermosillo

[email protected]

Resumen. Los antropómetros constan de varias reglas con escala y permiten

tomar medidas del cuerpo de una persona, estas mediciones requieren cierto

tiempo y su rapidez depende mucho de la habilidad que la persona tiene para

realizar las mediciones. En la actualidad existen cabinas que escanean el cuerpo

de una persona en menos de 30 segundos. Esta investigación presenta una alter-

nativa como complemento al Antropómetro Digital desarrollado en el Instituto

Tecnológico de Hermosillo, la cual consiste en obtener las dimensiones de las

partes circulares (cabeza, cuello) del cuerpo humano, mediante la integración

que ayude a minimizar el tiempo de medición manual. De acuerdo con el expe-

rimento, se llegó a la conclusión de que el algoritmo en combinación con los

sensores de ultrasonido, arroja resultados óptimos con un 95% de confianza.

Palabras clave. Método de triangulación, dimensiones circulares, sensores de

ultrasonido, antropómetro.

1. Introducción

La antropometría es la ciencia que estudia las medidas del hombre, donde el objetivo

principal es conocer las características físicas de la población de un lugar para poder

diseñar o rediseñar instrumentos de trabajo acorde a sus dimensiones, con el fin de

evitar problemas de salud en la población al hacer uso de estos instrumentos. El ori-

gen de las medidas antropométricas se remonta desde los tiempos de Leonardo da

Vinci, con el famoso Hombre de Vitruvio, realizado en los años de 1942 por él mis-

mo, donde se aprecia una serie de medidas dibujadas sobre la silueta de un hombre.

En la actualidad pocos, países han avanzado en este tema, algunos han recopilado

información de su población y han formado sus propias Cartas Antropométricas.



28

El objetivo de este trabajo es diseñar un algoritmo que permita obtener las dimen-

siones de las partes circulares del cuerpo humano, que ayude a minimizar el tiempo de

medición manual, y minimizar los costos en comparación con otros que ya existen en

el mercado, además de un prototipo que valide al algoritmo.


En España desde 1994, el Instituto de Biomecánica de Valencia (IBV) ha trabajado en

el desarrollo un antropómetro automatizado, el cual realiza la medición en 30 segun-

dos, pero el costo es relativamente alto para países en subdesarrollo. Pocos son los

diseños orientados a obtener las mediciones antropométricas, pero son muchas las

investigaciones que se enfocan en la obtención de una imagen en tercera dimensión de

diferentes tipos de objetos, de entornos, e incluso del cuerpo humano; para ello son

utilizados algoritmos de reconocimiento y reconstrucción de imágenes y en ocasiones,

combinaciones de ellos.

Existen algoritmos basados en la triangulación e interpolación de imágenes, es el

caso del estudio realizado por la Universidad de Geneva [1], que intenta obtener la

estructura de un cuerpo humano a partir de la entrada de datos por fotografías, basado

en la interpolación y la triangulación de imágenes 2D, para posteriormente utilizar el

software H-Anime para generar el cuerpo humano en 3D. Utiliza dos métodos, el

primero se denomina clonación del cuerpo usando fotografías y el segundo es una

conversión de formas humanas a una estructura homogénea. Para la clonación utilizan

el algoritmo DFFD Dirichlet Free Form Deformation, por sus siglas en inglés (De-

formación Libre de la Forma Dirichlet). El funcionamiento de este algoritmo es pri-

mero obtener fotos de la cara, en las posiciones de frente y de costado; también obtie-

ne fotos del cuerpo en tres posiciones de frente, de costado y por atrás, para después

clonar las fotos y obtener un cuerpo en 3D con el software H-Anime.

Otro algoritmo es el CAESAR (Civilian American and European Surface Anthro-

pometry Resource), el cual fue utilizado por la Universidad de Washington, en el cual

se exploró el cuerpo humano bajo criterios de antropometría, se obtuvo una recons-

trucción realista del cuerpo humano, utilizando ciertos parámetros antropométricos.

Comenzaron con la exploración del cuerpo entero de 250 personas, para cada explo-

ración modificaban una plantilla que se acoplara a cada forma, posteriormente se

generaba una correspondencia entre la plantilla y el cuerpo escaneado. Después de

que se obtiene la representación superficial del cuerpo, se usa el algoritmo PCA

(Principal Component Analysis) para reducir los requisitos de Almacenaje. El paso

final es relacionar la variación de las formas del cuerpo con los parámetros antropo-

métricos, como circunferencias, y medidas entre puntos definidos [2]. Algunos estudios combinan varios algoritmos, tal es el caso del trabajo realizado

por investigadores españoles [3], el cual presenta un método para el reconocimiento

de objetos a partir de los datos de rango de sus vistas parciales.

En [4] una mezcla del algoritmo ICP y el algoritmo RANSAC(Random Simple

Consesus) comienza con la ubicación de los planos, después simplifica el con-

junto de planos obtenidos por el láser, posteriormente ubica los puntos de los

planos, limita la extensión, triangula los puntos, simplifica lo que arroja la triangula-


29

ción, obtiene los contornos y por último, con la ayuda de la webcam, añade la

textura. De esta forma obtiene como resultado una reconstrucción del entorno en 3D.

3. Prototipo

Considerando los algoritmos descritos la introducción, se consideró realizar un algo-

ritmo propio, utilizando como base el método de triangulación en combinación con

sensores de ultrasonido.

Figura1: Diagrama del Prototipo

MÓDULO ANTROPOMÉTRICO

Este módulo utiliza los datos del módulo

intérprete para obtener la distancia entre

puntos y así obtener el perímetro del objeto

escaneado, en este caso el cuerpo

humano: el diámetro de la cabeza, el cuello,

y la cintura. Se usaron algunos de los

algoritmos ya conocidos como: Ecludianos,

el vecino más cercano, triangulación.

MÓDULO INTÉRPRETE DE LOS

DATOS

Este módulo se encargará de tomar los datos

escaneados (las distancias) e interpretarlos

en el plano X,Y para poder obtener la forma

circular del cuello, cabeza

o cintura. En este módulo se diseño un

algoritmo que relacione las distancias

obtenidas y el plano X,Y.

MÓDULO ADQUISICIÓN DE DATOS

Este modulo será el encargado de obtener

las distancias entre el cuerpo humano y el

sensor para enviarlos al modulo intérprete.

La adquisición de datos será a través de un

sensor ultrasonido, el SRF02 Sensor de

distancias por ultrasonidos simple S320122.

El cual realizará un escaneo de diferentes

puntos del objeto, tratando de obtener la

mayor cantidad de mediciones.


30

En el método de triangulación las líneas del levantamiento forman figuras triangu-

lares, de las cuales se miden sólo los ángulos, los lados se calculan trigonométrica-

mente a partir de uno conocido, llamado base, de cada triángulo que se forma se co-

nocen un lado, la base, y los dos ángulos adyacentes; los demás elementos se calculan

trigonométricamente. El prototipo se construyó, para validar al algoritmo, además de

buscar la independencia entre los dispositivos electrónicos y el algoritmo, para que

este último pudiera aplicarse no solo a la antropometría. A continuación se muestra el

diagrama del y posteriormente el algoritmo que permite que cada uno de los módu-

los funcionen, correctamente.

4. Resultados

El experimento se llevó a cabo con sensores SRF02, haciendo uso de una rutina de

Visual Basic y una interface USB entre el sensor y el programa. Los sensores fueron

colocados de manera manual en puntos previamente designados, estos puntos serán

indicados en cada uno de los experimentos realizados. En este apartado, solo aparecen

dos de varios experimentos realizados con el prototipo. Cabe mencionar que se reali-

zaron pruebas para verificar los rangos de medición de los sensores de ultrasonido.

Este experimento se realizó colocando una persona en el centro de los sensores,

los sensores fueron 8, colocados bajo un círculo de diámetro de 120 cm. En la si-

guiente imagen podemos observar las mediciones realizadas a diferentes personas.

Fig. 5: Tabla de Mediciones-persona

Se aplicó la prueba de ANOVA, para saber si a un 95 % de confianza el sensor te-

nía buena exactitud (cercanía de la medición obtenida del sensor, con la medición

real).

La Hipótesis Nula Ho es: las medias son iguales.

Hipótesis Alternativa H1: las medias son diferentes.

La evaluación de la ANOVA, fue con la tabla de perímetros obtenidos y los reales,

según resultados de la ANOVA, p es igual a .838 es decir no existe suficiente eviden-


31

cia para rechazar la hipótesis nula. Para este experimento, el sensor brinda a un 95%

de confianza los mismos resultados que la cinta métrica.

Se puede inferir que los sensores bajo este esquema brindan una confianza del

95%, la diferencia entre lo obtenido y lo real, se debe a que son pocos sensores, esto

hace que se tengan menos puntos en el espacio y se pierda cercanía al perímetro real

de la cabeza de la persona.

Según el método utilizado, estos puntos en el espacio son originados de las medi-

ciones, para posteriormente unir estos puntos y dar un resultado. Entre más puntos se

tenga, la exactitud se ve mejorada. Es de esta forma cómo funcionan las cabinas con

sensores laser. Otro experimento se realizó con un balón de futbol, colocándolo en

diferentes posiciones del centro y buscando las repeticiones de las mediciones bajo el

mismo objeto. La finalidad de este último experimento era comprobar si la repetitivi-

dad estaba dentro del 95% de confianza. En este caso, el experimento nos dirá que tan

confiable eran las medidas de los sensores.

Figura 6: Tabla de Mediciones de Sensores – Balón

Se aplicó la prueba de ANOVA, para saber si a un 95 % de confianza el sensor te-

nia buena exactitud (cercanía de la medición obtenida del sensor, con la medición

real) y precisión (repetitividad de la calidad de la medición).

La Hipótesis Nula Ho es: las medias son iguales.

Hipótesis Alternativa H1: las medias son diferentes.

Según resultados de la ANOVA, p es igual a .491; es decir, no existe suficiente evi-

dencia para rechazar la hipótesis nula. Para este experimento, el sensor brinda a un

95% de confianza los mismos resultados que la cinta métrica. Se puede inferir que en

la prueba de ANOVA, los resultados son aceptables, pero analizando la desviación

estándar, encontramos 6.05 cm, lo que indica que se necesita una confiabilidad más

alta y una desviación más pequeña, ya que es considerable. Esto se podría reducir

usando otro tipo de sensores, como los sensores laser


32

5. Conclusión

El objetivo de reemplazar la cinta métrica con estos sensores, sí es viable bajo un 95%

de confianza; si se deseara más exactitud, lo ideal sería colocar más sensores de ultra-

sonido, o bien usar sensores laser. Las mediciones en la cabeza son usadas principal-

mente para el diseño de cascos de seguridad, el centímetro de variabilidad sería cu-

bierto con la cinta de ajuste que los cascos traen para sujetarse a la cabeza.

Se logró que el algoritmo fuera independiente del dispositivo, es decir, este algo-

ritmo es capaz de procesar datos de una fuente de sensores laser, de ultrasonido o de

otro tipo, con la adecuación a la interface.

Los sensores de ultrasonido, son muy sensibles a la distribución espacial, es decir

deben estar bien ubicados, a diferencia de un sensor laser cuyo espectro de medición

es lineal, y concentra todo el haz de luz sobre el punto a medir. El sensor de ultrasoni-

do maneja un espectro para su medición, esto podría representar un inconveniente al

utilizarlos.

Con respecto al objetivo de minimizar los costos, se puede concluir que si baja-

rían, y aunque el prototipo desarrollado no sería el que se empotraría al equipo con

que cuenta el Instituto Tecnológico de Hermosillo, podemos dar un costo preliminar

bajo respecto a las cabinas de lectura automatizadas, que se manejan en el mercado.

Por último se logró reducir el tiempo de medición manual haciendo uso de este proto-

tipo, se puede concluir que para las mediciones circulares, al realizarlas con los senso-

res, el resultado es inmediato, solo es necesario colocar a la persona en una posición

óptima para la medición. Una medición manual toma a una persona entrenada 10

minutos, mientras que teniendo el prototipo completo, sólo sería ubicar a la persona y

realizar la medición, esto tomaría menos de 2 minutos.

6. Referencias

1. Won-Sook, L., Magnenat-Thalmann, N.: Virtual Body Morphing, The Fourteenth Con-

ference on Computer Animation, IEEE Computer Society Press, Seoul, Korea,pp. 158-

166.(2001)

2. Allen, B., Curless B., Popovic Z.: Exploring the space of Human Body Shapes: Data

Driven synthesis under anthropometric control. SAE international, (2004)

3. Salamanca, S., Adan A., Cerrada C., Adan M., Merchan P., Perez E.: Reconocimiento de

objetos de forma libre a partir de los datos de rango de una vista parcial usando cono-

curvaturas ponderadas. Revista Iberoamericana de automática e Informática Industrial, pp

95-106.(2007)

4. Alferes, J., Zalama E., Gómez-García-Bermejo, J.: Reconstrucción de modelos tridimen-

sionales de entornos mediante un robot móvil. XXV Jornadas de Automática, 8-10.(2004)


33

CIO2016

Development of a Multimedia Math Exercise for

Learning Support Children with Mental and Hearing

Disabilities

María Eugenia Meléndez Osete1,*

, Guillermina Muñoz Zamora2, Norma Angélica

Álvarez Torres3, Sigifredo García Alva

4, Raúl Cruz Renteria

5

1, 2, 4, 5 Instituto Tecnológico de Nogales (DEPI)

[email protected]

{guillemunoz, sgarcia, rcruz,}@depiitn.edu.mx

3 Universidad Tecnológica de Nogales

[email protected]

Abstract. Multimedia JClic exercises developed in the area of

mathematics. Its aim is to support the learning process in children with

mild intellectual disabilities and hearing impairment, while helping

them develop digital skills to make use of computer equipment. It is a

technological tool whose content is based on the textbook and pro-

gram managed by the Ministry of Public Education SEP adapted to

the abilities of these children. It uses various resources such as audio,

animation, images. It contributes to effective learning and to educa-

tional, technological and social inclusion of these students.

Keywords. Intellectual Disabilities, Deaf, Multimedia, Mathematics Learning,

Inclusion.


34

Desarrollo de un Ejercicio Multimedia de Matemáticas

para Apoyo en el Aprendizaje de Niños con Discapacidad

Intelectual y Auditiva

María Eugenia Meléndez Osete1,, Guillermina Muñoz Zamora

2, Norma Angélica

Álvarez Torres3, Sigifredo García Alva

4, Raúl Cruz Renteria

5

1, 2, 4, 5 Instituto Tecnológico de Nogales (DEPI)

[email protected]

{guillemunoz, sgarcia, rcruz,}@depiitn.edu.mx

3 Universidad Tecnológica de Nogales

[email protected]

Resumen. Ejercicios multimedia desarrollados en JClic en el área de matemáti-

cas. Su objetivo es brindar apoyo en el proceso de aprendizaje a niños con dis-

capacidad intelectual leve y discapacidad auditiva, al mismo tiempo les ayuda a

desarrollar habilidades digitales al hacer uso de equipo de cómputo. Es una he-

rramienta Tecnológico cuyo contenido está basado en el libro de texto y pro-

grama manejado por la Secretaría de Educación Pública SEP adaptándolo a las

capacidades de estos niños. Utiliza diversos recursos como audio, animaciones,

imágenes. Contribuye al logro de un aprendizaje eficaz y a la inclusión educati-

va, tecnológica y social de estos alumnos.

Palabras Clave. Discapacidad Intelectual, Sordos, Multimedia, Aprendizaje

Matemático, Inclusión.

1 Aprendizaje esperado según plan de estudios SEP

El proceso para el desarrollo de los ejercicios multimedia se muestra a continuación

con un ejemplo. Este ejercicio sirve para reforzar el concepto de decena, el cual es un

aprendizaje que se espera el alumno conozca a este nivel. Se encuentra en el programa

de matemáticas de la SEP. La Figura 1 muestra el ejercicio elegido para ejemplo.

Como primer paso se analizó de que manera explica y que ejercicios deben realizarse

en el libro de texto. Para este ejercicio el niño debe reafirmar que para formar una

decena debe agrupar 10 elementos. El agrupar elementos de 10 en 10 le servirá para

poder lograr otros aprendizajes como: contar de 10 en 10, serie de 10 y

posteriormente la tabla de multiplicar de este número, le ayudará a entender


35

facilmente como se forma una centena con decenas y con esto, hacer uso de números

mayores de 100, todos estos temas se incluyen en el mismo programa de la SEP.

Fig. 1. Ejercicio de decena elegido como ejemplo

2 Adaptación de currículos en la educación especial

Además de conocer el plan de estudios de matemáticas de este nivel fue necesario

considerar que en educación especial se requiere de la adaptación de planes de estudio

y el uso de currículos flexibles para adecuar los contenidos a las capacidades

diferentes de niños con problemas de aprendizaje, por lo que en los ejercicios se

maneja menor grado de dificultad, pocos elementos utilizados en cada ejercicio y uso

de números menores a los que marca el programa para este nivel. Las imágenes,

mensajes y sonidos deben cumplir con características especiales, para evitar

distracciones o el desagrado de los niños.

Durante el proceso de desarrollo del proyecto se contó con asesoría de maestros de

educación especial de la Unidad de Servicios de Apoyo a la Educación Regular

(USAER 92) que da apoyo a niños con necesidades educativas especiales en escuelas

de la zona 4 de la localidad de Nogales, Sonora.

3 JCli para desarrollo de ejercicios

Se eligió el software JClic para el desarrollo de los ejercicios por las ventajas que

ofrece. Entre las mas importantes la de ser un proyecto de código abierto y funcionar

en diferentes sistemas operativos. Con este software se pueden crear varios tipos de

actividades, permite el uso de texto, gráficos, sonidos y animaciones entre otros

recursos multimedia para facilitar un aprendizaje. Es posible diseñar interfaces

amigables, fácil navegación entre ventanas, asi comola opción de elegir el uso de

colores recomendados para obtener mejores resultados con estos niños. En la Figura 2

se muestra la ventana de JClic Autor en donde se realiza un proyecto en JClic y las

pestañas de las ventanas de Mediateca, Actividades y Secuencias.


36

Figura 2 ventana de proyecto de JClic Author y pestañas Mediateca, Actividades y

Secuencias

En esta ventana de Proyecto JClic Author se le da nombre al proyecto, la

descripción del mismo, datos de fecha de creacion, en que idioma se realizó, para que

área y nivel. Se puede elegir la presentación que tendrá la ventana del proyecto, como

el color y si en el proyecto se usará sonido. En esta ventana se pueden observar cuatro

pestañas, identificadas con los nombres de: Mediateca, Actividades y Secuencias, las

cuales se explicarán brevemente.

En Mediateca se almacenan los archivos multimedia que se usarán en el ejercicio.

La ventana Actividades muestra el tipo de ejercicios que se pueden crear en JClic de

los cuales se elige el mas adecuado. Secuencias es el orden en el que se ejecutarán los

ejercicios del proyecto.

Con este programa se pueden crear actividades diferentes para desarrollar

ejercicios, tales como rompecabezas, sopas de letras, asociaciones simples y

complejas, juego de memoria, crucigramas entre otras.

Para este ejercicio se consideró que la actividad mas adecuada para el logro del

aprendizaje era la de asociación simple. En esta actividad se deben seleccionar dos

elementos que tengan relación.

El software multimedia hace uso de imágenes, sonidos, imágenes en movimiento,

mensajes escritos y utiliza colores llamativos, con lo cual por varios canales se puede

atraer la atención del niño y hacer que se sienta motivado a realizar ejercicios con los

que se espera que aprenda de forma lúdica. Por lo tanto es necesario crear las

imágenes adecuadas con los colores recomendados. El programa Photoshop fue el que

se usó para la creación de estas imágenes, las cuales se guardaron con el formato .png

permitido por JClic para poderlas utilizar en el ejercicio.

Las imágenes que se prepararon anteriormente se debieron guardar en la Mediateca

de la actividad de JClic para realizar el ejercicio.


37

Los mensajes que se utilizarán en el ejercicio deben de ser breves, claros y usar

tipos de letras de tamaño grande. En la Figura 3 se muestran los mensajes usados en

este ejercicio, dentro de la ventana de Actividades.

Figura 3. Ventana de Actividades Mensajes.

Los mensajes se escriben dentro de la actividad, sin embargo en este nivel no todos

los niños saben leer, por lo que es conveniente hacer uso del sonido para escuchen

estos mensajes, los cuales deben ser grabados con microfono y software de grabación.

El archivo de sonido de los mensajes debe ser guardando en el formato de sonido

.mp3 que JClic admite y posteriormente ubicarlos en la Mediateca de JClic e

incorporarlos al ejercicio.

JClic lleva registro de el tiempo que tarda el alumno en realizar la actividad, el

numero de aciertos y errores. Esto aparece en la parte inferior derecha de la ventana

del ejercicio y se muestra en la Figura 4.

Figura 4 en la cual aparece tiempo, aciertos y errores en el ejericio.

Estos datos son almacenados en el informe de JClic Reports. En la Figura 5 se

muestra un informe de JClic reports de una actividad realizada.


38

Figura 5 Informe de JClic del ejercicio.

4 Evaluación

Una vez que el ejercicio ha quedado terminado debe ser evaluado por maestros de

educación especial. Quienes indican si el contenido, las imágenes, colores, mensajes y

sonidos son los adecuados, asi como revisar que las interfaces y la navegación sean

fáciles de manejar y sirvan de apoyo en el proceso de aprendizaje a niño con

discapacidad intelectual. Después de esta revisión se hicieron los cambios necesarios

al prototipo del ejercicio, hasta quedar aprobado.

5 Aplicación

La siguiente etapa es la de aplicación, probar el ejercicio con los niños que cursen este

nivel en matemáticas y que tengan discapacidad intelectual.

La muestra de los niños fué elegida por maestro de educacion especial, quien

estuvo presente y supervisó la aplicación de la prueba.

Durante la aplicación se observó la actitud que el niño tuvo para realizar el

ejercicio, si se sintió motivado, cómo le parecieron las imágenes, si le fué dificil

realizar el ejercicio, si hubo necesidad de explicarle lo que tenia que hacer o lo dedujo

intuitivamente, determinar si la instrucción de sonido fue de utilidad, preguntarle si le

agrada realizar actividades en la computadora, observar si habia usado equipo de


39

cómputo anteriormente, dandonos cuenta si le era familiar el teclado y el uso del

mouse, si entiendio facilmente la forma de navegación en la ventanas con los botones.

6 Hipótesis

En el desarrollo surgió la hipótesis de si este tipo de ejercicio podría servir también de

apoyo para el aprendizaje de niños con discapacidad auditiva, a pesar de que no

escucharían los mensajes ni el sonido multimedia. Ya que el niño sordo aprende de

forma visual, surgió la pregunta si serían suficientes las imágenes y el diseño de la

interface para que pudieran realizar estos ejercicios. Para probar esto, se aplicó el

ejercicio en niños sordos, obteniendo un buen resultado. Resolvieron el ejercicio

intuitivamente aun sin escuchar indicaciones, no contar con interprete de lenguaje de

señas y en algunos casos no poder leer los mensajes escritos.

7 Resultados y Conclusiones

Al finalizar la aplicación se analizaron los resultados en el informe de JClic, de ambos

grupos, del grupo de niños con discapacidad intelectual, así como la de los niños

sordos, de la misma manera se tomaron en cuenta las observaciones realizadas

durante la aplicación para hacer una evaluación del impacto que tuvo en los niños el

software educativo multimedia.

Con los resultados se pudo llegar a las siguientes conclusiones: se comprueba que

al realizar el ejercicio ambos grupos de niños lograron el aprendizaje esperado, que el

uso de software multimedia motiva a los niños con discapacidad intelectual y auditiva

para la realización de ejercicios de matemáticas independientemente de si pueden o

no escuchar el sonido, de la misma manera el uso de este tipo de software les ayuda a

desarrollar habilidades digitales y contribuye a la integración de niños con

capacidades diferentes.

8 Referencias

1 González, Gonzáles C.: Sistema tutorial inteligente para la enseñanza en niños con

difucultades intelectuales y cognitivas, (2000)

2 Plan de estudios, Educación Básica 2011., Mexico DF, SEP (2011)

3 Garcia, M.. Herrera, H., Hernandez, M. Las adecuaciones del currículo a las necesidades

educativas del alumnado. La propuesta curricular adaptada en educación especial,

Dirección general de formacion continua de maestros en servicio, de la subsecretaria de

educación basica de la secretaria de educación pública. (2006)

4 zonaClic., www.clic.xtec.cat/es/jclic/instjava.htm

http://www.clic.xtec.cat/es/jclic/instjava.htm


40

CIO2016

Artificial Neural Network for Detection of

Parts per Color using Vision in Stopcock Area

Rubén Hernández Grijalva

1, Luis Arturo Medina Muñoz

1, Gabriel Antonio López

Valencia2, Indelfonso Rodríguez Espinoza

2, Samuel González-López

2

1Instituto Tecnológico de Nogales, Sonora, México

Departamento de Posgrado e Investigación

[email protected], [email protected]

2Universidad Tecnológica de Nogales, Sonora, México

{ glopez, irodriguez ,sgonzalez}@utnogales.edu.mx

Abstract: This article describes the procedure, implementing and obtaining results

of a project to detect pieces of medical products using techniques of neural net-

works and artificial vision. The use of recognition through color, allows the identi-

fication of the parts. To obtain the data needed for the neural network training re-

ducing detection errors caused by variation of tones due to external factors, a sam-

pling was collected, which may arise during the discovery process. The program

developed in VISUAL C # has a graphical interface that allows the user to interact

with it easily. Finally, using neural networks and artificial vision techniques capable

of competing with systems of industrial companies, allows to obtained robust sys-

tem.

Keywords. Neural Networks, artificial vision, vision systems

mailto:[email protected]



41

Red Neuronal Artificial para Detección de Par-

tes por Color con Visión Artificial en el Área de

Stopcock

Rubén Hernández Grijalva

1, Luis Arturo Medina Muñoz

1, Gabriel Antonio López

Valencia2, Indelfonso Rodríguez Espinoza

2, Samuel González-López

2

1Instituto Tecnológico de Nogales, Sonora, México

Departamento de Posgrado e Investigación


2Universidad Tecnológica de Nogales, Sonora, México

{ glopez, irodriguez ,sgonzalez}@utnogales.edu.mx

Resumen.: El presente artículo describe el procedimiento, implementación y ob-

tención de resultados de un proyecto para la detección de piezas de productos mé-

dicos mediante técnicas de redes neuronales y visión artificial. La presencia de es-

tas piezas se logra utilizando el reconocimiento de elemento por medio del color.

De manera que, se realiza un muestreo para recabar los datos que necesita la red

neuronal para su entrenamiento reduciendo, de esta forma, los posibles errores de

detección ocasionados por la variación de los tonos debido a factores externos,

que puedan presentarse durante el proceso de detección. El programa desarrolla-

do, en VISUAL C#, cuenta con una interfaz gráfica que permite al usuario interac-

tuar con el de manera sencilla. Finalmente, se logra un sistema robusto al utilizar

redes neuronales y técnicas de visión artificial capaz de competir con sistemas de

uso industrial.

Palabras clave. Redes neuronales, visión artificial, sistemas de visión




42

1 Introducción

Las redes neuronales artificiales son modelos que intentan reproducir el

comportamiento del cerebro. Como tal, las RNA realizan una simplificación,

averiguando cuáles son los elementos relevantes del sistema, ya sea porque la

cantidad de información de que se dispone es excesiva o bien, porque es redundante.

Una elección adecuada de sus características, más una estructura conveniente, es el

procedimiento convencional utilizado para construir redes capaces de realizar

determinada tarea de reconocimiento, Gestal Pose (2002). Al momento de diseñar una

RNA, es necesario realizar un análisis tanto de la información de entrada como de la

de salida. Se deben normalizar los datos de entrada para hacerlos corresponder con el

rango de valores que la red puede tomar. Así por ejemplo, si tenemos una medición

de 40 metros, y la medición máxima posible seria de 100 metros, debemos

normalizar los datos para representar los 40 metros en un rango que vaya de -1 a 1,

donde 1 sería igual a los 100 metros. El aprendizaje supervisado es una técnica de

entrenamiento que consiste en presentarle a la red un conjunto de datos

conocidos de entrada con su respectiva salida. Este conjunto de datos debe ser

representativo del comportamiento que deseamos que nuestra red aprenda. Al realizar

el entrenamiento, la respuesta que la red da a cada patrón se compara con la

respuesta correcta y en virtud de esa comparación, se reajustan los pesos sinápticos.

El reajuste de los pesos sinápticos ést a orientado a que la red se acerque cada vez más

a la respuesta correcta, Morales (2007). Existen librerías que se pueden utilizar en

diferentes ambientes de programación como LABVIEW y .NET. En especial para

desarrollo de interfases de reconocimiento mediante técnicas de inteligencia

artificial, como las RNA, hay unas librerías de código abierto denominadas “Open

Source for RNA`s” del fabricante de software AForge, las cuales permiten ser

utilizadas en códigos basados en inteligencia artificial, las cuales utilizan diferentes

algoritmos de entrenamiento de acuerdo a la problemática que se quiera abordar,

Aforgenet (2012).


43

2 Metodología

La detección de piezas por medio de color consiste en identificar la cantidad de

pixeles, presentes en una imagen, que cumplan con el color deseado previamente

seleccionado. Este tipo de detección es un algoritmo básico útil cuando la parte

deseada difiere en tonos con el entorno en el que se encuentra. El presente trabajo,

trata sobre la detección de las piezas indicadas con los colores azul y rojo de la bolsa

médica stopcock mostrada en la figura 1.

Figura 1: Muestra médica stopcock

Para lograr este reconocimiento mediante visión artificial, se adaptó una webcam

cuya función consiste en obtener los datos necesarios para el entrenamiento de la

RNA utilizada, la cual es entrenada con el algoritmo de backpropagation, usando

una estructura de 3 neuronas de entrada, que corresponden a las señales RGB, una

capa oculta que consta de 20 neuronas y una neurona de salida, configurada mediante

Open Source de AForge, ver figura 2.

Figura 2: Estructura general de RNA utilizada


44

Primeramente, se toman las muestras que son requeridas para el entrenamiento de

la RNA, mediante el procedimiento de pasar la herramienta del apuntador del

·mouse· sobre la fotografía del producto a clasificar, mostrada por el uso de la

webcam, para capturar los valores RGB de cada pixel, como lo muestra la figura 3

Figura 3: Procedimiento de entrenamiento de la RNA

Una vez que hemos tomado muestras de los elementos a reconocer dentro de la

bolsa, se deben normalizar los datos para ser usados en el entrenamiento de la RNA.

La RNA implementada trabaja con valores de -1 a 1, por lo que debemos normalizar

los valores RGB que van desde el 0 al 255 entre el rango de -1 a 1. Para

normalizar los valores se usó la ecuación 1.

(1)

Donde Vn representa el valor normalizado y V el valor de 0 a 255.

Figura 4: Interfaz gráfica desarrollada en VISUAL C#


45

El procedimiento de muestreo, entrenamiento y resultados se logra mediante la

integración de todas las opciones en una interfaz gráfica hecha en programa de

desarrollo llamado VISUAL C#, al cual se le han agregado las librerías de Aforge

para lograr una mayor grado de rapidez en el proceso de clasificación de los

elementos a verificar en la bolsa médica manufacturada en el área de stopcock. Esto

se muestra en la figura 4.

a) Toma de muestras de colores.

Primeramente se toman las muestras de los colores que se desean detectar, en

este caso hacemos un levantamiento dando clicks sobre la imagen en la pieza

que deseamos, para capturar los valores RGB de cada pixel.

int OV = 1;

if (!chbTrue.Checked) OV = 0;

if (chbRojo.Checked)

OV = -1;

dgvRGB.Rows.Add(x,y, Imagen.GetPixel(x,y).R, Imagen.GetPixel(x,y).G,

Imagen.GetPixel(x,y).B, OV);

La variable OV representa el valor de la salida para el conjunto de valores RGB. Se

asigna un valor de 1 si el color del que estamos levantando las muestras es el Azul. Si

el color que estamos muestreando es Rojo, se asigna un valor de -1 a la variable OV,

y después tomamos muestras del entorno, de todo aquello que no sea ni azul, ni rojo,

para de esta manera hacer más robusta la detección de los colores, y para este caso

asignamos un valor de 0 a la variable OV. Finalmente agregamos estos datos a una

lista llamada dgvRGB, la cual al final de la toma de muestras se utilizara para

realizar el entrenamiento.

b) Normalización de datos.


46

Una vez que hemos tomado muestras de los dos colores, Azul y Rojo, y

también muestras representativas del resto de la imagen (Figura 3), debemos

normalizar nuestros datos de entrenamiento para que puedan ser usados por

la red neuronal. Nuestra red neuronal trabaja con valores de -1 a 1, por lo que

debemos normalizar los valores RGB que van desde el 0 al 255 entre el rango

de -1 a 1.

3 Resultados

Se implementó con éxito una interfaz gráfica que utiliza una RNA para aprender los

tonos de los colores que deseamos detectar de una imagen tomada mediante una

webcam y procesada mediante técnicas de visión artificial, evaluando si la cantidad

de pixeles detectados, son los datos suficientes para concluir que el elemento a

detectar de la bolsa médica de stopcock está presente. Mediante la utilización de

técnicas de inteligencia artificial en conjunto con visión artificial es mucho más

eficiente que un procedimiento clásico, implementado en equipos industriales de

clasificación, donde seleccionamos un color fijo que deseamos detectar, debido a las

variaciones que hay de luz, ubicación, y posición de la pieza, los resultados

entregados por la figura 5 muestran la respuesta del sistema implementado.

Figura 5: Clasificación de elementos mediante la interfaz gráfica


47

4 Conclusión

Hemos mostrado como las herramientas open source, basadas en técnicas de

inteligencia artificial, como son las RNA, y mediante el uso de conceptos de visión

artificial es posible realizar sistemas de clasificación independientes de los factor es

externos que pueden contribuir con un grado de error en el proceso de clasificación

de elementos de la bolsa médica de stopcock.

También, podemos afirmar que es posible desarrollar sistemas de detección

mediante la utilización de visión y RNA en ambientes de manufactura industrial, con

la finalidad de ahorrar costos en el proceso de implementación de pruebas de

detección en líneas de producción de la industria médica.

La herramienta desarrollada de clasificación puede competir con dispositivos

industriales especiales para este tipo de pruebas, como lo muestran los resultados

obtenidos, sin necesidad de manejar ambientes gráficos complejos y que utilizan

dispositivos de acondicionamiento especiales.

5 Bibliografía

1 Antsaklis, P. J.: Neural networks for control systems. Neural Networks, IEEE

Transactions on, 1(2), 242-244.(1990)

2 Gestal Pose, M.: Introducción a las redes de neuronas artificiales. Universidad de la

Coruña.

3 Heaton, J. Introduction to neural networks for C#. Heaton Research, Inc. (2008)

4 Morales, J. C.: Procesamiento digital de señales y redes neuronales.

5 Valencia, M. A.: Algoritmo Backpropagation para Redes Neuronales: conceptos y

aplicaciones. Instituto Politécnico Nacional. Centro de Investigación en Computación.

(2007)

6 www.aforgenet.com

http://www.aforgenet.com/


48

CIO2016

Proposed Application of Data Mining to Detect

Patterns of Dropout Students of the

Universidad Estatal de Sonora

Danitza María Gastelum Celaya1

1 Universidad Estatal de Sonora, Campus Magdalena

[email protected]

Abstract. One of the biggest challenges of Institutions of Higher Education

(IES), is to improve terminal efficiency indicators, reduce the backlog and

dropouts. At present, companies and institutions have information systems that

handle large volumes of data that most of the time are not used to depth for de-

cision making. Data mining has been applied in large organizations or commer-

cial companies, in order to know their customers and predict their behavior. In

this sense, the present study aims to determine through data mining, patterns

have in common that students who deserted their professional studies at the

State University of Sonora Campus Magdalena.

Keywords. Data Mining, Desertion,Pattern


49

Propuesta de Aplicación de Minería de Datos para

detectar Patrones de Deserción en los Alumnos de la

Universidad Estatal de Sonora

Danitza María Gastelum Celaya

1

1 Universidad Estatal de Sonora, Campus Magdalena

[email protected]

Resumen. Uno de los mayores retos de las Instituciones de Educación Superior

(IES), es lograr mejorar sus indicadores de eficiencia terminal, abatir el rezago

y la deserción escolar. En la actualidad las empresas e instituciones cuentan con

sistemas de información que manejan grandes volúmenes de datos que la mayo-

ría de las veces no son utilizadas a profundidad para la toma de decisiones. La

minería de datos ha sido aplicada en grandes organizaciones o empresas comer-

ciales, con la finalidad de conocer a sus clientes y poder predecir su comporta-

miento. En este sentido, el presente trabajo tiene como objetivo presentar el

avance del estudio para determinar a través de la minería de datos, los patrones

que identifican a los alumnos que desertaron de sus estudios profesionales en la

Universidad Estatal de Sonora, Campus Magdalena.

Palabras Clave. Minería de datos, Deserción, Patrones.

1. Introducción

Uno de los mayores retos de las Instituciones de Educación Superior (IES), es lograr

mejorar sus indicadores de eficiencia terminal, abatir el rezago y la deserción escolar.

“La eficiencia terminal en educación superior de se define como

la relación entre el número de alumnos que se inscriben por prime-

ra vez a una carrera profesional, conformando a partir de este mo-

mento una determinada generación, y los que logran egresar, de la

misma generación, después de acreditar todas las signaturas co-

rrespondientes a los currículos de cada carrera, en los tiempos es-

tipulados por los diferentes planes de estudio” [1]

El índice de eficiencia terminal respecto al egreso a nivel nacional, de acuerdo con

los datos publicados por la Asociación Nacional de Universidades e Instituciones de


50

Educación Superior (ANUIES) es del 69%. El índice de eficiencia terminal (cohorte

2008) en la Universidad Estatal de Sonora es de 42.1% [2].

En el 2012, la Universidad Estatal de Sonora realizó un estudio para determinar

las causas de deserción escolar de los alumnos de siete programas educativos de las

cohortes 2005 y 2006, encontrando que un 55% de los alumnos desertaron por dife-

rentes causas. El 18.2% indicó que su deserción fue por motivos personales, el 16.8

por reprobación y el 15.2% debido a problemas económicos [3].

La Universidad Estatal de Sonora ha implementado varios programas de apoyo con

el fin de incrementar sus indicadores en cuanto a retención y eficiencia terminal,

entre los cuales destacan el Programa Institucional de Tutorías (PIT), Programa de

Atención y Seguimiento de Alumnos (PASA), programa de estímulos y becas institu-

cionales, apoyo médico y psicológico, entre otros.

La información contenida en las bases de datos es muy valiosa, pero no puede de-

tectarse información relevante con métodos tradicionales de análisis de datos, es por

ello que existe el concepto de minería de datos.

Tradicionalmente, el análisis estadístico ha sido una herramienta que a través de la

confirmación de hipótesis ha permitido generar conocimiento mediante el análisis

estadístico se consideran fundamentalmente variables y relaciones primarias, sin

tener en cuenta las verdaderas interrelaciones, que por lo general están ocultas y que

por lo general solo se pueden descubrir un análisis de datos más complejo y que solo

es posible a través de la minería de datos [4].

“La minería de datos comprende una serie de técnicas, algorit-

mos y métodos cuyo fin es la explotación de grandes volúmenes de

datos con vistas al descubrimiento de información previamente des-

conocida y que pueda servir de ayuda en el proceso de toma de de-

cisiones, formando parte del conjunto de tecnologías de la Inteli-

gencia de Negocio” [5]

La minería de datos ha sido sumamente aprovechada como elemento para la toma

de decisiones en las empresas, utilizando técnicas que permite aplicar el término inte-

ligencia de negocios.

La inteligencia de negocio aborda desde un enfoque interdisciplinario utilizando

herramientas de análisis y síntesis para transformar los datos en información y cono-

cimiento para apoyar el proceso de toma de decisiones en las empresas.

Ramos define la inteligencia de negocios como el conjunto de estrategias y tecno-

logías que nos van a ayudar a convertir los datos en información de calidad, y dicha

información en conocimiento que nos permita una toma de decisiones más acertadas y

nos ayude así a mejorar nuestra competitividad”. [6].

1.1. Problema

Uno de los problemas que presenta la educación a nivel nacional es la baja tasa de

retención y de eficiencia terminal de los alumnos que ingresan en las universidades.

De acuerdo con información de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo


51

Económicos (OCDE), en México sólo se gradúa 25 por ciento de quienes cursan la

universidad [7].

Ante esto, se plantea la necesidad de aplicar la minería de datos en el sistema de in-

formación de control escolar y del Examen Nacional de Ingreso II (EXANI II) de los

alumnos que ingresaron en el 2014 tres programas educativos (Licenciado en Comer-

cio Internacional, Lic. En Administración de Empresas y Licenciado en Sistemas

Computacionales Administrativos) de la Universidad Estatal de Sonora, Campus

Magdalena para determinar datos estadísticos que permitan mejorar los índices de

retención y de eficiencia terminal.

De lo anterior se deriva la siguiente pregunta de investigación:

¿Es posible que a través de la minería de datos se pueda contar con información

que permita tomar decisiones para mejorar indicadores como la deserción y la efi-

ciencia terminal?

1.2. Objetivo General

Aplicar un algoritmo de minería de datos al sistema de control escolar de la Uni-

versidad Estatal de Sonora con el fin de obtener información para la toma de decisio-

nes sobre los indicadores de eficiencia terminal y retención de alumnos.

Objetivos Específicos:

1. Analizar el diseño de la base de datos de control escolar mediante el análisis

de sus tablas, restricciones y relaciones para determinar el tipo de minería de

datos a aplicar.

2. Evaluar el número de registros que contiene la base de datos de control esco-

lar a través de consultas de sql para verificar la viabilidad del algoritmo.

3. Analizar los resultados de EXANI II y determinar los datos a evaluar.

4. Aplicar el algoritmo de minería a través de Waikato Environment for Kno-

wledge Analysis (WEKA) para la extracción de información de la base de

datos de control escolar que generará los datos que permita la toma de deci-

siones.

1.3. Hipótesis

La hipótesis planteada en esta investigación es la siguiente:

A través de la aplicación de un algoritmo específico de minería de datos a la bases

de datos con información de alumnos de la Universidad Estatal de Sonora, se podrá

contar con información ordenada que genere conocimiento para la toma de decisio-

nes, permitiendo en un futuro disminuir la deserción escolar.

1.4. Justificación

Esta investigación pretende aplicar un algoritmo específico de minería de datos en

la base de datos de control escolar de la Universidad Estatal de Sonora. El objetivo de

determinar las causas reales por las que los estudiantes desertan. Es importante men-

cionar que para que un alumno realice su baja debe acudir al Departamento de Regis-

tro y Control Escolar. El jefe del departamento captura en la base de datos la razón


52

que el alumno expresa como la causa de su baja. En el 2012, la UES realizó un estu-

dio para determinar las principales causas de deserción, tal estudio se hizo con base en

los registros mencionados anteriormente; sin embargo se detecta que mucho de los

alumnos que se dieron de baja formalmente exponen razones ambiguas sobre las ra-

zones de su baja y más aún, mucho de los alumnos que desertaron no se dieron de

baja oficial: sólo dejaron de asistir. La presente propuesta de investigación pretende

analizar otro tipo de factores y a través de una técnica de minería de datos lograr el

cruce de variables que determinen las causas reales de la deserción escolar y con ello,

implementar políticas institucionales que apoyen la retención y eficiencia terminal. La

utilidad metodológica de este proyecto es relevante, ya que no sólo recaudará datos

sino que también permitirá inferir y predecir situaciones a través del cruce de varia-

bles.

2. Metodología

En este apartado se presenta la metodología que permitió desarrollar el presente traba-

jo de Investigación. Se muestran aspectos como el tipo de investigación, los sujetos y

procedimientos que fueron utilizados para llevar a cabo dicha investigación.

De acuerdo con el problema referido se plantea la necesidad de aplicar la minería

de datos en el sistema de información de control escolar y a la base de datos de

EXANI II de la Universidad Estatal de Sonora para determinar patrones y estadísticas

que permitan mejorar los índices de retención y de eficiencia terminal. El proyecto

radica en aplicar el algoritmo de extracción de datos y realizar el análisis de la infor-

mación que se genere, por lo que la investigación se dividió en varias etapas.

Primeramente se determinan las fuentes de información útiles como los datos del

cuestionario de registro en línea del EXANI II CENEVAL y los puntajes obtenidos en

dicho examen por los alumnos de nuevo ingreso generación 2010-2014 de los Pro-

gramas Educativos de LCI, LAE y LSCA. Este cuestionario contiene información

respecto a datos familiares, personales, socioeconómicos, habilidades, escolares, etc.,

además de la base de datos de control escolar de la UES con información de los

alumnos con su situación académica.

Después se diseña un esquema de almacén de datos con el fin de unificar toda la

información recogida en la fase inicial, una vez realizados estos esquemas llevamos a

cabo un filtrado de datos a fin de eliminar todas aquellas variables que no son nece-

sarias, es decir, limpieza y transformación de datos con el objetivo de implementar de

manera óptima los algoritmos de minería de datos. Cabe mencionar que este filtrado

de datos es la fase de la investigación más tardada y laboriosa.

Una vez terminado el filtrado se implementan los esquemas de almacén de datos en

SQL Server 2015 con la finalidad de tener mejor manejo y visión de los datos y poder

hacer uso de la herramienta de minería de datos WEKA, mediante una conexión SQL

Server y WEKA, para posteriormente ejecutar la etapa de aplicación de métodos de

minería de datos que describan los comportamientos, patrones, tendencias, asociacio-

nes y otras características del conocimiento inmerso en los datos de los alumnos in-

vestigados (egresados, desertados y activos). La finalidad es que los docentes y direc-

tivos de la Universidad Estatal de Sonora, Campus Magdalena lleven a cabo medidas

de predicción y prevención para la deserción escolar con base los focos rojos que


53

detecten en generaciones de nuevo ingreso y en los alumnos que actualmente cursan

sus carreras

3. Conclusiones

Con esta investigación se puede observar como la aplicación de técnicas de minería

de datos ayuda a encontrar información que prácticamente resulta imposible obtener

con simples consultas de en un lenguaje estructurado como SQL.

Una vez concluido el estudios la Universidad Estatal de Sonora podrá tener infor-

mación que le permita implementar acciones remediales para disminuir la brecha

entre los conocimientos adquiridos en el bachillerato y los necesarios para los estu-

dios de licenciatura. Esto sería posible con estrategias de vinculación con en el nivel

medio superior. Así mismo, se deberán reforzar los programas ya existentes como la

inducción a la universidad, tutorías, programas de becas, difusión de los planes de

estudios de los distintos programas educativos, entre otros.


54

4. Referencias

1 Camarena, C. R. M., Chávez G, A. M., Gómez V, J. (s.f.). Recuperado el 08 de febrero de

2015.

2 Universidad Estatal de Sonora. (Noviembre de 2014). Página web de UES. Recuperado el

08 de Febrero de 2015,

http://www.ues.mx/Docs/estadistica/AGENDA_ESTADISTICA_2014_2015.pdf

3 Universidad Estatal de Sonora. Causas de la deserción escolar. Hermosillo, Sonora.(2012)

4 Timarán Pereira, R., & Yépez Chamor, M. C. (2012). Sección artículos originales

revista universidad y salud Universidad de Nariño. 5 Crespo García, R. M., Villena Román, J. (s.f.). Universidad Carlos III de Madrid.

Recuperado el 06 de Febrero de 2015, de http://ocw.uc3m.es/ingenieria-

telematica/inteligencia-en-redes-de-comunicaciones/material-de-clase-1/07-mineria-de-

datos

6 Ramos, S. (2011). SolidQ. Recuperado el 09 de febrero de 2015, de http://solidq.com/wp-

content/uploads/2014/04/Microsoft-Business-Intelligence-vea-el-cubo-medio-lleno.pdf

7 Emir Olivares , A. (07 de octubre de 2013). Jornada Unam. Recuperado el 02 de febrero

de 2015.

http://www.jornada.unam.mx/2013/10/07/sociedad/041n1soc#sthash.pslk3O1e.dpuf

http://www.ues.mx/Docs/estadistica/AGENDA_ESTADISTICA_2014_2015.pdf


55

CIO2016

Sustainable Energy Generating System for Charging

Electronic Devices using a Bicycle.

Gabriel A. López Valencia1, Luis. A. Medina Muñoz

1, Juan M. Lujan Gil

1, Gerar-

do D. Piedra Cota1

1Universidad Tecnológica de Nogales, Sonora

{ glopez, lmedina}@utnogales.edu.mx


Abstract. Electricity has become an indispensable element in the life of the

human being, thanks to this man lives with a number of amenities. The lack of

information, knowledge and the high costs involved in the various forms of en-

ergy production, has made us dependent persons of institutions that produce and

sell electricity. 95% of the student population uses cellular call it an electronic

device, tablet, laptop, among others. Therefore, these devices require load con-

stantly. This raises the demand for electricity within the premises of the univer-

sity. This leads to the construction and implementation of the generator system

self-sustaining energy for charging electrical devices, using a stationary bicycle

is a viable alternative source of produce, favoring students and university staff,

this project is not only oriented the alternative of obtaining clean electricity, but

also drives people who want to do a cardiovascular exercise and harness this

energy storing it for later use.

Keywords. Sustainable, Bicycle, Electric, Alternator



56

Sistema generador de energía autosustentable para la

carga de dispositivos electrónicos, utilizando una bicicleta

Gabriel A. López Valencia1, Luis A. Medina Muñoz

1, Juan. M. Lujan Gil

1, Gerar-

do D. Piedra Cota1

1Universidad Tecnológica de Nogales, Sonora

{ glopez, lmedina}@utnogales.edu.mx


Resumen. La electricidad se ha convertido en un elemento indispensable en la

vida del ser humano, gracias a esta el hombre vive con un sin número de como-

didades. La falta de información, conocimiento y los altos costos que implican

las distintas formas de producción de energía, nos ha convertido en personas

dependientes de las instituciones que producen y comercializan la energía eléc-

trica. El 95% de la población estudiantil utiliza un dispositivo electrónico

llámese celular, tableta, laptop, entre otros. Por lo tanto estos equipos requieren

cargarse constantemente. Esto eleva la demanda de energía eléctrica dentro de

las instalaciones de la universidad. Esto nos lleva a la construcción e implemen-

tación del sistema generador de energía autosustentable para la carga de dispo-

sitivos eléctricos, utilizando una bicicleta estática constituye una fuente alterna-

tiva viable de producirla, favoreciendo a los estudiantes y personal de la univer-

sidad, este proyecto no solo está orientado hacia la alternativa de obtener ener-

gía eléctrica limpia, sino que también impulsa a las personas que quieran hacer

un ejercicio cardiovascular y aprovechar dicha energía almacenándola para su

posterior utilización.

Palabra Clave. Sustentable, Bicicleta, Electricidad, Alternador

1 Introducción

La humanidad como primer paso para producir energía utilizó las llamadas energías

de sangre que consistían en el uso de animales domésticos y esclavos humanos para

trabajar la tierra y cumplir otros fines energéticos, pero fue descartada debido a baja

sustentabilidad. Al pasar el tiempo la idea se focalizó en producir energía a través de

los recursos naturales disponibles como el viento y el agua, pero estas fuentes de

energías cambiaron radicalmente hasta el descubrimiento del vapor, a través de la

combustión de madera o carbón. El vapor a su vez nos permitió producir un vector

energético como la electricidad que actualmente aporta la energía a un 40% de las

necesidades humanas, especialmente en el ámbito doméstico, posteriormente llega-

ríamos a la utilización de combustible fósiles líquidos y la fisión atómica.



57

La gran demanda de energía eléctrica ha obligado la construcción de pequeños sis-

temas generadores de energía como alternativa de generación energética en zonas

rurales de difícil acceso donde no llega una red electro energética. Los sistemas eléc-

tricos interconectados han resuelto el abastecimiento de los sistemas urbanos y en un

menor porcentaje la demanda energética en las zonas rurales.

El sistema generador de energía autosustentable para la carga de dispositivos elec-

trónicos, utilizando una bicicleta estática es un prototipo con gran potencial energéti-

co que se utiliza para proveer una fuente de bajo costo de electricidad con el fin de

disminuir el consumo de electricidad de la Universidad Tecnológica de Nogales y al

mismo tiempo disminuir el sedentarismo físico entre los jóvenes, con esto también

ayudando a mejorar el estado físico de las personas que lo utilicen.

2 Antecedentes

La Energía eléctrica se manifiesta como corriente eléctrica, es decir, como el movi-

miento de cargas eléctricas negativas, o electrones, a través de un cable conductor

metálico como consecuencia de la diferencia de potencial que un generador esté apli-

cando en sus extremos. La energía eléctrica apenas existe libre en la naturaleza de

manera aprovechable y tampoco tiene una utilidad biológica directa para el ser hu-

mano, salvo en aplicaciones muy singulares, como pudiera ser el uso de corrientes

en medicina (electroshock). Para contrarrestar todas estas virtudes hay que reseñar la

dificultad que presenta su almacenamiento directo en los aparatos llama-

dos acumuladores. Actualmente la energía eléctrica se puede obtener de distintos

medios, se divide principalmente en Renovable (Centrales termoeléctricas solares,

Centrales solares fotovoltaicas, Centrales eólicas, Centrales hidroeléctricas, Centrales

geo-termoeléctricas) y las no Renovables como (Centrales nucleares, Combustibles

fósiles, Centrales de ciclo combinado y Centrales de turbo-gas).

Bicicleta, su paternidad se le atribuye al inventor alemán Karl Drais, que alrededor

de 1817 creo el primer artefacto rudimentario que se impulsaba apoyando los pies

alternativamente sobre el suelo. Este medio de transporte sano, ecológico, sostenible y

económico, válido para trasladarse tanto por ciudad como por zonas rurales. Su uso

está generalizado en la mayor parte de Europa, Asia, China y la India, siendo el prin-

cipal medio de transporte en éstas. Las bicicletas fueron muy populares durante la

década de 1890, en 1950 y 1970, actualmente está experimentando un nuevo auge

creciendo considerablemente su uso. Algunos de los aparatos inspirados en la bicicle-

ta son la Bicicleta estática, utilizada como máquina de ejercicios. Habitualmente dis-

pone de un medidor de velocidad y uno de kilometraje. Los más sofisticados tienen

contador de pulsaciones y hacen cálculos estimativos de las calorías gastadas en el

ejercicio además de registrar los datos en una memoria.

Alternador es una máquina eléctrica, capaz de transformar energía mecánica en

energía eléctrica, generando una corriente alterna mediante inducción electromagnéti-

ca. Los alternadores están fundamentados en el principio en el que en un conductor

http://es.wikipedia.org/wiki/Acumulador_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Medicina

http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina_de_gas

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Bicicleta_est%C3%A1tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Electroshock


58

sometido a un campo magnético variable se crea una tensión eléctrica inducida cuya

polaridad depende del sentido del campo y el valor del flujo que lo atraviesa. Un al-

ternador es un generador de corriente alterna que funciona cambiando constantemente

la polaridad para que haya movimiento y genere energía. En España se utilizan alter-

nadores con una frecuencia de 50 Hz, es decir, que cambia su polaridad 50 veces por

segundo y en América alternadores con una frecuencia de 60 Hz. La principal aplica-

ción del alternador es el de ser utilizada como la fundamental fuente de energía eléc-

trica en todo tipo de vehículos como automóviles, aviones, barcos y trenes, despla-

zando a la dinamo por ser más eficiente y económico.

La Batería de automóvil o batería de arranque es un acumulador y proporciona

la energía eléctrica para el motor de arranque de un motor de combustión, como por

ejemplo de un automóvil, de un alternador del motor o de la turbina de gas de

un avión. Las baterías que se usan como fuente de energía para la tracción de

un vehículo eléctrico se les denominan baterías de tracción. Los vehículos híbridos

pueden utilizar cualquiera de los dos tipos de baterías. Considere la batería como lo

que es, un reactor químico de plomo-ácido. No almacena electricidad ni tampoco

produce electricidad. Cuando conectamos el interruptor del encendido, tiene lugar una

reacción química dentro de la batería. En otras palabras, la batería queda totalmente

descargada y mediante una reacción de descarga se puede invertir suministrando una

corriente a la batería y restaurando así la condición original de las substancias quími-

cas. El sistema de carga del automóvil, el cual incluye el alternador, es el responsable

de suministrar la corriente de carga mientras el motor está funcionando.

Inversor o Convertidor, su función es cambiar un voltaje de entrada de corriente

continua a un voltaje simétrico de salida de corriente alterna, con la magnitud y fre-

cuencia deseada por el usuario o el diseñador. Los inversores se utilizan en una gran

variedad de aplicaciones, desde pequeñas fuentes de alimentación para computadoras,

hasta aplicaciones industriales para controlar alta potencia. Un inversor simple consta

de un oscilador que controla a un transistor, el cual se utiliza para interrumpir la co-

rriente entrante y generar una onda rectangular que alimenta a un transformador que

suaviza su forma, haciéndola parecer un poco más una onda senoidal y produciendo

el voltaje de salida necesario. Las formas de onda de salida del voltaje de un inversor

ideal deberían ser sinusoidales.

3 Desarrollo

Para tener un mejor panorama sobre cómo hacer el proyecto se acudió con expertos

en distintas áreas como: Mecatrónica, Industrial, Sistemas de Cómputo con el fin

obtener asesoramiento sobre el diseño, desarrollo y optimización del prototipo, res-

pecto a materiales y mano de obra.

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_combusti%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Veh%C3%ADculo_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Dinamo_(generador_el%C3%A9ctrico)

http://es.wikipedia.org/wiki/Veh%C3%ADculo_h%C3%ADbrido

http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica_de_potencia

http://es.wikipedia.org/wiki/Transistor

http://es.wikipedia.org/wiki/Transformador

http://es.wikipedia.org/wiki/Voltaje

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_arranque

http://es.wikipedia.org/wiki/Alternador_del_motor

http://es.wikipedia.org/wiki/Autom%C3%B3vil

http://es.wikipedia.org/wiki/Avi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADas_de_tracci%C3%B3n


http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina_de_gas

http://es.wikipedia.org/wiki/Oscilador


59

3.1 Materiales

Bicicleta estática para adulto

Llanta de bicicleta.

Alternador de vehículo 12V 50A 23100-H7700.

Batería de un automóvil.

Inversor de corriente.

Bandas de transmisión.

Cables pasa corriente.

Aparatos electrónicos a cargar.

3.2 Metodología

El desarrollo de este prototipo se dividió en etapas, como se muestran en la si-

guiente tabla.

Actividades a realizar Información a obtener

Investigación acerca de los

elementos del prototipo

Información sobre el funcionamiento y manipula-

ción de los mismos

Investigación de costos Realizar un presupuesto para adquirir los materiales

necesarios.

Construcción del prototipo Estructura y diseño terminado

Comprobar el funcionamiento

del proyecto

Realizar las pruebas necesarias y corregir errores en

el prototipo

Tabla1: Metodología empleada.

Una vez desarrolladas las dos primeras etapas se supo que para construir el prototi-

po no se requiere personal especializado y que el costo del desarrollo asciende a

3850.00 pesos, que obtener los materiales no representa ningún problema, porque son

simples y se consiguen en centros ferreteros, y talleres mecánicos de la ciudad. El

armado es un proceso que requiere aproximadamente 5 días.

3.3 Diseño propuesto

La siguiente imagen (Fig. 1), muestra el uso y tipo de elementos que conforman el

prototipo.


60

Fig. 1. Diseño Propuesto

Una vez terminado el prototipo se probó su funcionamiento conectando un celular,

para comprobar que este podría proporcionar la suficiente energía eléctrica para car-

gar el equipo, estas pruebas fueron satisfactorias y demuestran la viabilidad de este

proyecto.

4 Resultados

Como resultado de esta investigación se logró demostrar que es posible obtener una

alternativa de energía limpia y renovable, que podrá reducir la contaminación al mis-

mo tiempo que cuida su bolsillo y mejorara su estado físico.

El proyecto en mención es factible, ya que debido a su capacidad de generar ener-

gía eléctrica totalmente limpia y renovable es una de las opciones más rentables para

evitar la contaminación medioambiental.

También se disminuirá el consumo de energía eléctrica, ya que se bloquearían la

toma corrientes de aulas, laboratorios y espacio públicos dentro de las Instalaciones.

Orillando a la población universitaria a utilizar este sistemas de carga de dispositivos

electrónicos.

Además de que al utilizar una bicicleta para generar energía eléctrica, las ventajas

que se presenta son:

Bajo costo de generación y de mantenimiento.

No requieren combustibles.

Impulsa el deporte.

Presenta un modelo energético de bajo costo y larga vida útil.

Promueve la producción de energía limpia. .

Ayudan a mantener un buen estado físico el cuerpo humano.


61

5 Conclusión

La falta de información, conocimiento y los altos costos que implican las distintas

formas de producción de energía, nos ha convertido en personas dependientes de las

Instituciones que producen y comercializan la energía eléctrica. La construcción e

implementación del sistema generador de energía autosustentable para la carga de

dispositivos eléctricos, utilizando una bicicleta estática constituye una fuente limpia y

económica para producir electricidad, que beneficiará a los estudiantes y personal de

la Universidad, además de traer beneficios en la salud de quienes lo utilicen.

Este concepto puede ser replicado en parques y lugares públicos para ayudar a que

las personas que necesitan cargar sus dispositivos electrónicos la logren, a la vez que

se ejercitan y contribuyen al cuidado del medio ambiente.

6 Bibliografía

1. Terrell, C., Cliffort L., Watt, J.: Manual del montador electricista: el libro de consulta del

electrotécnico. (1994)

2. Schmelkes, C., Schmelkes, N.: Manual para la presentación de anteproyectos e informes

de investigación. (2010)

3. http://www.mundocaracol.com/bicicletos/historia.asp.Accedido el 30 de Noviembre de

2015.

4. http://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_el%C3%A9ctrica. Accedido el 5 de Octubre

de 2015.

5. http://es.wikipedia.org/wiki/Inversor_(electr%C3%B3nica). Accedido el 6 de Enero de

2016.

6. http://www.aficionadosalamecanica.net/alternador-reg.htm Accedido el 10 de Enero de

2016.

7. http://aprendemostecnologia.org/2008/08/28/sistema-simple-de-poleas-con-correa/. Ac-

cedido el 18 de Enero de 2016.

8. http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/mecanismos/mec_pol_multiplicador.h

tm. Accedido el 3 de Febrero de 2016.

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/mecanismos/mec_pol_multiplicador.htm

http://aprendemostecnologia.org/2008/08/28/sistema-simple-de-poleas-con-correa/

http://www.mundocaracol.com/bicicletos/historia.asp


http://es.wikipedia.org/wiki/Inversor_(electr%C3%B3nica)

http://www.aficionadosalamecanica.net/alternador-reg.htm

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/mecanismos/mec_pol_multiplicador.htm


62

CIO2016

Software Developing based in ISA-95 Standar

Ing. Alicia Junín Durán de León, M.C. Jesús Raúl Cruz Rentería, M.C. Guillermina

Muñoz Zamora, M.C. Sigifredo García Alva, M.C. Ludivina Gutiérrez Torres, M.C.

Zindi Sánchez Hernández.

División de Estudios de Posgrado e Investigación (DEPI), Instituto Tecnológico de Nogales

(ITN), H. Nogales, Sonora, México.

{junin.duran, rcruz, guillemunoz, sgarcia, ludygt,

zindi.sanchez}@depiitn.edu.mx

Abstract. To meet the need for software applications good quality, easy

maintenance, low cost and tailored to the processes of manufacturing compa-

nies in Nogales, Sonora, these applications should be developed following best

practices, such as setting the ISA-95 standard. The first thing required is to

know how the process of implementation or use of the ISA-95 standard in soft-

ware development is done.

Keywords. ISA-95, CIM, MES, ERP.

mailto:guillemunoz

mailto:%20ludygt

mailto:rcruz



63

Desarrollo de Software basado en el estándar ISA-95

Ing. Alicia Junín Durán de León, M.C. Jesús Raúl Cruz Rentería, M.C. Guillermina

Muñoz Zamora, M.C. Sigifredo García Alva, M.C. Ludivina Gutiérrez Torres, M.C.

Zindi Sánchez Hernández.

División de Estudios de Posgrado e Investigación (DEPI), Instituto Tecnológico de Nogales

(ITN), H. Nogales, Sonora, México.

{junin.duran, rcruz, guillemunoz, sgarcia, ludygt,

zindi.sanchez}@depiitn.edu.mx

Resumen. Para cubrir la necesidad de aplicaciones de software de buena cali-

dad, de fácil mantenimiento, de bajo costo y hechas a medida de los procesos de

las empresas manufacturera de Nogales, Sonora, estas aplicaciones deberían

desarrollarse siguiendo las mejores prácticas, como las que establece el estándar

ISA-95. Lo primero que se requiere es conocer cómo se realiza el proceso de

implementación o uso del estándar ISA-95 en el desarrollo de software.

Keywords. ISA-95, CIM, MES, ERP.

1 Introducción

El uso de las mejores prácticas en el desarrollo de software permite obtener aplicacio-

nes de buena calidad, robustas para un fácil mantenimiento y de bajo costo. El Están-

dar ISA-95 permite enfatizar estas buenas prácticas en la integración de sistemas de

control con sistemas empresariales durante el ciclo de vida de los sistemas y permite

mejorar las capacidades de integración de las operaciones de manufactura y sistemas

de control con sistemas empresariales, dentro de los procesos de las empresas manu-

factureras.

2 Antecedentes

El uso de la computación y su integración en la manufactura es un fenómeno que

tiene más de cuatro décadas. Este fenómeno es conocido con las siglas en ingles CIM

(Computer Integrated Manufacturing, Manufactura Integrada por Computadora) y fue

introducido en los años setentas. CIM no es un producto o una tecnología específica

que pueda ser comprada, [1] es una filosofía y un acercamiento a una organización

integrada de la fábrica y su administración. Involucra la integración y coordinación de

mailto:%20ludygt


mailto:rcruz

mailto:guillemunoz


64

diseño, manufactura y administración a través del uso de computadoras. Dicho de

manera simple CIM es el uso de sistemas computacionales para integrar una empresa

de manufactura [2].

Existe una gran variedad de sistemas de software que caen dentro de la categoría

de CIM. A continuación se mencionan algunos de los más representativos:

MES - Manufacturing Execution System (Sistema de Ejecución de Manufactura,

objeto del presente estudio).

ERP - Enterprise Resource Planning (Planeación de los Requerimientos Empresa-

riales).

CRM - Customer Relationship Management (Administración de la Relación con

Clientes)

APS - Advanced Planning & Scheduling (Planeación y Calendarización Avanza-

da).

Los sistemas anteriormente listados caen en alguno de los niveles de la pirámide de

CIM, como se muestra en la figura Fig. 1, la cual describe la estructura de tres niveles

básicos de la automatización en manufactura, que son:

Nivel 4, sistemas ERP.

Nivel 3, sistemas MES/PCM (production & control).

Nivel 2, 1 y 0, sistemas de control y sensores [3].

Fig. 8. Visibilidad de manufactura basada en ANSI/ISA-95.

El propósito del estándar ISA-95 es definir la interface entre las funciones de con-

trol y las funciones empresariales, es decir, está basado en el modelo de CIM. [4, 5]

Por otro lado, existen necesidades de aplicaciones de software de buena calidad, de

fácil mantenimiento, de bajo costo y hechas a medida en los procesos de las empresa

manufacturera de Nogales, Sonora. Estas aplicaciones deberían desarrollarse siguien-

do las mejores prácticas, como las que establece el estándar ISA-95. [4] Para ello, lo

primero que se requiere es conocer cuál es la estructura de ISA-95 y cómo se realiza

el proceso de su implementación o uso en el desarrollo de software.


65

3 Estándar ISA-95

El estándar ISA-95 tiene como propósito definir la interface entre las funciones de

control y las funciones empresariales, basado en el modelo Purdue Reference Model

for CIM (forma jerárquica) publicado por ISA. El objetivo es reducir el riesgo, costo

y errores asociados con la implementación de estas interfaces. El estándar define el

intercambio de información para que sea robusto, seguro y efectivo en costo. El me-

canismo de intercambio debe preservar la integridad de cada sistema y sus funciones

de control. [4, 5] El estándar ISA-95 está conformado por 6 partes. En la figura Fig. 2

se muestran los niveles de la jerarquía funcional del estándar ISA-95 a los que hacen

referencia sus partes.

Fig. 2. Jerarquía funcional del estándar ISA-95.

La parte 1 de ISA-95 “Enterprise Control System Integration: Models and Termi-

nology (Integración de Sistemas empresariales y de Control: Modelos y Termino-

logía”), ANSI/ISA-95.00.01-2000, provee modelos y terminología para describir

las interfaces entre los sistemas de negocio de una empresa, sus operaciones de

manufactura y sistemas de control. Específicamente, éste estándar provee termino-

logía estándar y un juego consistente de conceptos y modelos para integrar siste-

mas de control con sistemas empresariales, lo que mejorará la comunicación entre

todas las partes involucradas. [5]

La parte 2 de ISA-95: “Object Model Attributes (Atributos del Modelo Objeto)”

ANSI/ISA-95.00.02-2000, define más allá de los objetos formales de intercambio

de información descritos en la parte 1, usando modelos objeto UML, tablas de atri-

butos y ejemplos. La parte 2 de ISA-95, en conjunto con la parte 1 del estándar,

especifica una interface genérica de contenido entre las funciones de control de

manufactura y otras funciones empresariales. La interface considerada está entre el

nivel 3 de sistemas de manufactura y el nivel 4 de sistemas de negocio en la estruc-


66

tura jerárquica del modelo definido en la parte 1. El objetivo es reducir el riesgo,

costo y errores asociados con la implementación de la interface [6].

La parte 3 de ISA-95: “Activity Models of Manufacturing Operations Management

(Modelos de Actividades de la Administración de las Operaciones de Manufactu-

ra)”, ANSI/ISA-95.00.03-2005, define las actividades de producción y flujos de in-

formación. Dentro de las áreas de producción varias actividades son ejecutadas y

mucha información es intercambiada. ISA-95 parte 3 provee modelos de referencia

para actividades de producción, calidad, mantenimiento e inventario. Con estos

modelos es posible clarificar cuál es la situación real dentro de la compañía. ISA-

95 parte 3 provee terminología y un conjunto de modelos consistentes para la defi-

nición de actividades que apuntan al intercambio y procesamiento de información

de producción [7].

La parte 4 de ISA-95: “Object Models and Attributes of Manufacturing Operations

Management (Modelos de Objetos y Atributos de la Administración de Operacio-

nes de Manufactura)”, ANSI/ISA-95.00.04-2012, define modelos y atributos invo-

lucrados en el intercambio de información entre las categorías y actividades defini-

das en la parte 3, [8].

La Parte 5 de ISA-95: “Business-to-Manufacturing Transactions (Transacciones de

Negocio a Manufactura)”, ANSI/ISA-95.00.05-2013, define transacciones en tér-

minos de intercambio de información entre las aplicaciones que llevan a cabo las

actividades de negocios y de manufactura, entre los niveles 3 y 4 y dentro del nivel

3 del modelo definido en la parte 1[9].

La Parte 6 de ISA-95: “Messaging Service Model (Modelo de Servicios de Mensa-

jería)”, ANSI/ISA–95.00.06–2014, define un conjunto de servicios (Messaging

Service Model - MSM) usados como una interface entre las actividades de nego-

cios y de manufactura [10].

4 Uso del ISA-95

Para que los proyectos de integración, como pueden ser los dirigidos a la integración

de subsistemas empresariales (ERP) y de ejecución de la fabricación (MES), puedan

desarrollarse de forma exitosa, también deben tenerse en cuenta otros elementos rele-

vantes desde el punto de vista interno, como son la adopción y uso de modelos de

referencia y el modelado del propio sistema (As-Is y To-Be), [11] ya que facilitan el

entendimiento entre todos los participantes en el proyecto de integración del sistema.

En 2011, en la MSC del ITN se realizó una tesis en la que se llevó a cabo el análi-

sis, diseño y desarrollo de un prototipo de software MES que monitorea indicadores

de desempeño de producción (KPIs) basado en el estándar ISA-95 y a través de la

cual se puede conocer cómo se implementan las categorías información del desempe-

ño de la producción e información de la programación de la producción del estándar

ISA-95, pero no se abordan las categorías de información de la definición del produc-

to e información de la definición de la producción [12].

En Junio del 2013 en la Universidad de Cádiz, España, se realizó una investiga-

ción sobre la integración tecnológica e interna entre los niveles ERP y MES de las


67

empresas. En esta investigación se estudian los niveles 3 y 4 de la jerarquía funcional

del estándar ISA-95 (ver figura Fig. 2) y muestra una metodología propuesta ade-

cuada para definir modelos de coordinación y cooperación parciales básicos para

resolver los problemas de integración que caracterizan los escenarios de fabricación

distribuida propios de la empresa extendida [13].

En las aplicaciones que se revisaron, existen algunos modelos o partes del están-

dar ISA-95 que no son abordadas, como por ejemplo categoría de Información de

Definición del Producto. El desarrollo de aplicaciones sobre esta categoría de ISA-95

permitiría una comprensión más detallada de ella.

5 Resultados y Conclusiones

El estudio que se realizó en este trabajo nos permitió identificar que falta describir

más detalladamente otras partes del estandar ISA-95 que no han sido abordadas, para

esto se propone realizar algunas de las siguientes actividades:

Comprender la estructura del estándar ISA-95 para la implementación de la catego-

ría de Información de la Definición del Producto en el desarrollo de aplicaciones

de software.

Hacer una correspondencia de los modelos que contiene el estándar ISA-95 en su

categoría de definición de producto con los requerimientos de la aplicación a desa-

rrollar.

Desarrollar la aplicación de software implementando la categoría de Información

de la Definición del Producto de diferentes secciones y/o partes del estándar ISA-

95.

Describir el proceso de implementación de la categoría de Información de la Defi-

nición del Producto del estándar ISA-95 a través de los artefactos generados en el

desarrollo de la aplicación de software.

Generar una aplicación de software que cumpla los requerimientos de una empresa

de manufactura de Nogales, Sonora, en lo referente a la categoría de Información

de la Definición del Producto del Estándar ISA-95.

6 Referencias

1. Doumeingts, G.: Methodologies for designing CIM systems: A survey, Computers in in-

dustry 25, 263-280. (1995)

2. Masood, T., Iqbal, K. Productivity Improvement through Computer Integrated Manufac-

turing in Post WTO Scenario, National Conference on Emerging Technologies, 171-

177.(2004)

3. The International Society of Automation, < https://www.isa.org/isa95/>, [Consulta: 01 de

febrero 2016]

4. The International Society of Automation, “ANSI/ISA-95.00.01-2000 -Enterprise - Control

System Integration Part 1: Model and Terminology”, ISA-The Instrumentation, Systems

and Automation Society, (2000).

https://www.isa.org/isa95/


68

5. The International Society of Automation, “ANSI/ISA-95.00.02 - Enterprise-Control Sys-

tem Integration Part2: Object Models and Attributes”, ISA-The Instrumentation, Systems

and Automation Society, (2001).

6. The International Society of Automation, “ANSI/ISA-95.00.03 - Enterprise-Control Sys-

tem Integration Part3: Activity Models of Manufacturing Operations Management”, ISA-

The Instrumentation, Systems, and Automation Society, (2005).

7. The International Society of Automation, “ANSI/ISA-95.00.04-2012 Enterprise-Control

System Integration - Part 4: Objects and attributes for manufacturing operations manage-

ment integration”, (2012).

8. The International Society of Automation, “ANSI/ISA-95.00.05-2013 Enterprise-Control

System Integration - Part 5: Business-to-Manufacturing Transactions”, (2013).

9. The International Society of Automation, “ANSI/ISA–95.00.06–2014, Enterprise-Control

System Integration--Part 6: Messaging Service Model”, (2014).

10. Camarinha-Matos, L., Afsarmanesh, H.: Designing the information technology subsystem,

in Handbook on Enterprise Architecture, P. Bernus, L. Nemes, G. Schmidt (Eds.), Springer

(2003).

11. Cruz Rentería, J. R., Zaragoza Peñuñuri, J. A., García Alva, S.: Prototipo de software MES

que integra islas de automatización en manufactura utilizando ISA-95. Coloquio de Inves-

tigación Disciplinaria, CIM-2011, Instituto Tecnológico de Orizaba. (2011).

12. Prades,L., Romero,F., Estruch, A., García-Dominguez, A., Serrano J.: Defining a Meth-

odology to Design and Implement Business Process Models in BPMN According to the

Standard ANSI/ISA-95 in a Manufacturing Enterprise. 5th Manufacturing Engineering So-

ciety International Conference, Zaragoza, (2013).

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