Enfoque multiobjetivo bottom-up para la planificación dinámica de la distribución espacial en plantas industriales

[ES] La planificación de la distribución espacial en plantas industriales (FLP) es una de las decisiones más importantes en el contexto de la dirección de operaciones, y uno de los problemas de mayor discusión en la literatura científica enmarcada en el campo amplio de la ingeniería industrial. Sin embargo, el uso generalizado del enfoque de solución top-down tradicional, que se inicia con el diseño de la distribución del conjunto de los departamentos o celdas de trabajo que conforman el sistema de producción y prosigue con la distribución detallada al interior de éstos, parte de asunciones poco compatibles con la realidad operacional industrial que implican ciertas limitaciones para su adopción en la práctica. Esto, unido al hecho de que los modelos matemáticos empleados en la generación de alternativas de layout utilizan en su mayoría el coste de manejo de materiales como una función monoobjetivo de carácter cuantitativo, desvirtuando la naturaleza multiobjetiva del problema, acentúa un vacío que genera oportunidades de mejora en la toma de decisiones de planificación del layout en la práctica industrial. En este contexto, esta tesis doctoral, respaldada por un estudio minucioso del estado del arte y el análisis de modelos de optimización matemática de referencia, presenta un marco conceptual para la toma de decisiones de planificación del FLP desde una perspectiva multiobjetivo, y un nuevo modelo de optimización multiobjetivo no lineal entero mixto (MOMINLP) para facilitar la toma de decisiones de distribución espacial en plantas industriales metalmecánicas en entornos de demanda dinámicos mediante un enfoque de planificación bottom-up, teniendo en cuenta criterios cuantitativos y cualitativos. El modelo propuesto, denominado bottom-up mDFLP, considera tres funciones objetivo que pretenden: (1) minimizar el coste total de manejo de materiales y el coste total de reorganización, (2) maximizar el rating de proximidad subjetiva entre departamentos, y (3) maximizar el ratio de utilización de área. El modelo bottom-up mDFLP ha sido validado en una empresa del sector metalmecánico, confirmando un mejor desempeño en los valores de las funciones objetivo respecto a los obtenidos en la distribución en planta actual.[CA] La planificació de la distribució espacial en plantes industrials (FLP) és una de les decisions més importants en el context de la direcció d'operacions, i un dels problemes de major discussió en la literatura científica emmarcada en el camp ampli de l'enginyeria industrial. No obstant això, l'ús generalitzat de l'enfocament de solució top-down tradicional, que s'inicia amb el disseny de la distribució del conjunt dels departaments o cel·les de treball que conformen el sistema de producció i prossegueix amb la distribució detallada a l'interior d'aquests, part d'assumpcions poc compatibles amb la realitat operacional industrial que impliquen unes certes limitacions per a la seua adopció en la pràctica. Això, unit al fet que els models matemàtics emprats en la generació d'alternatives de layout utilitzen en la seua majoria el cost de maneig de materials com una funció monoobjetivo de caràcter quantitatiu, desvirtuant la naturalesa multiobjectiva del problema, accentua un buit que genera oportunitats de millora en la presa de decisions de planificació del layout en la pràctica industrial. En aquest context, aquesta tesi doctoral, recolzada per un estudi minuciós de l'estat de l'art i l'anàlisi de models d'optimització matemàtica de referència, presenta un marc conceptual per a la presa de decisions de planificació del FLP des d'una perspectiva multiobjectiu, i un nou model d'optimització multiobjectiu no lineal enter mixt (MOMINLP) per a facilitar la presa de decisions de distribució espacial en plantes industrials metallmecàniques en entorns de demanda dinàmics mitjançant un enfocament de planificació bottom-up, tenint en compte criteris quantitatius i qualitatius. El model proposat, denominat bottom-up mDFLP, considera tres funcions objectiu que pretenen: (1) minimitzar el cost total de maneig de materials i el cost total de reorganització, (2) maximitzar el rating de proximitat subjectiva entre departaments, i (3) maximitzar el ràtio d'utilització d'àrea. El model bottom-up mDFLP ha sigut validat en una empresa del sector metallmecànic, confirmant un millor acompliment en els valors de les funcions objectiu respecte als obtinguts en la distribució en planta actual.[EN] Facility layout planning (FLP) is one of the most critical decisions in operations management and one of the most discussed problems in the scientific literature framed in the broad field of industrial engineering. However, the widespread use of the traditional top-down solution approach, which starts with a block layout design phase and continues with the detailed layout within each work cell making up the production system, is based on assumptions that are not very compatible with the industrial operational reality, which implies certain limitations for its adoption in practice. This issue, together with the fact that the mathematical models used in the generation of layout alternatives mostly use the cost of material handling as a single objective function of a quantitative nature, distorting the multi-objective nature of the problem, accentuates a gap that generates opportunities for improvement in the FLP decision making process in industrial practice. In this context, this doctoral thesis, supported by a thorough study of state of the art and the analysis of benchmark mathematical optimisation models, presents a conceptual framework for FLP planning decision making from a multi-objective perspective and also a new multi-objective mixed-integer non-linear optimisation model (MOMINLP) to facilitate FLP decision making for metal-mechanical industrial plants in dynamic demand environments through a bottom-up planning approach, taking into account quantitative and qualitative criteria. The proposed model, called bottom-up mDFLP, considers three objective functions that aim to: (1) minimising the total material handling cost and the total rearrangement cost, (2) maximising the subjective closeness rating between departments, (3) maximising the area utilisation ratio. The bottom-up mDFLP model has been validated in a company from the metal-mechanical sector, confirming a better performance in the values of the objective functions than those obtained in the current plant layout.Pérez Gosende, PA. (2022). Enfoque multiobjetivo bottom-up para la planificación dinámica de la distribución espacial en plantas industriales [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/185800TESI

HACIA UN SEGUIMIENTO PROACTIVO DE LA REPITENCIA ESTUDIANTIL: UN ENFOQUE DESDE LA ESPERANZA MATEMÁTICA

Great importance has been given to the academic monitoring of students in Ecuadorian universities in order to minimize the dropout and repetition rates. Unfortunately this process is managed in a reactive manner, since it has been prioritized the monitoring to students who have already failed subjects. In this context, the study aims to provide a statistical basis to the process, as a starting point for defining strategies to decrease repetition rates in a proactive way, prioritizing institutional management efforts in those subjects most likely to be repeated. A probabilistic analysis based on the probabilities empirical approach and Bayes Theorem was performed. Then, considering the number of students who repeat courses as a binomial random variable, the mathematical expectation of students that would fail each subject was computed. The procedure was performed in the case of study of the Industrial Engineering career at Universidad Politécnica Salesiana during semester 2014-2015.Mucha importancia se le ha dado a nivel institucional en las universidades ecuatorianas al seguimiento académico de los estudiantes con vistas a minimizar las tasas de deserción y repetición. Lamentablemente este proceso se realiza con un marcado carácter reactivo, pues se prioriza el seguimiento a estudiantes que ya han reprobado asignaturas. En este contexto, este estudio pretende dar un basamento estadístico al proceso, que sirva como punto de partida en la definición de estrategias de mejoramiento del nivel de repitencia de los estudiantes de forma proactiva, priorizando los esfuerzos de gestión institucional en aquellas asignaturas con mayor probabilidad de repitencia. Se parte de un análisis probabilístico basado en el enfoque empírico de probabilidad y el Teorema de Bayes. Luego, considerando la cantidad de estudiantes que reprueban como una variable aleatoria binomial, se determina la esperanza matemática del número de estudiantes que podrían reprobar cada una de las materias ofertadas en el semestre. El procedimiento fue aplicado con éxito en el caso de estudio de la carrera de Ingeniería Industrial de la Universidad Politécnica Salesiana durante el semestre 2014-2015

HACIA UN SEGUIMIENTO PROACTIVO DE LA REPITENCIA ESTUDIANTIL: UN ENFOQUE DESDE LA ESPERANZA MATEMÁTICA

TOWARDS A PROACTIVE MONITORING OF GRADE REPETITION: AN APPROACH BASED ON MATHEMATICAL EXPECTATIONRESUMENMucha importancia se le ha dado a nivel institucional en las universidades ecuatorianas al seguimiento académico de los estudiantes con vistas a minimizar las tasas de deserción y repetición. Lamentablemente este proceso se realiza con un marcado carácter reactivo, pues se prioriza el seguimiento a estudiantes que ya han reprobado asignaturas. En este contexto, este estudio pretende dar un basamento estadístico al proceso, que sirva como punto de partida en la definición de estrategias de mejoramiento del nivel de repitencia de los estudiantes de forma proactiva, priorizando los esfuerzos de gestión institucional en aquellas asignaturas con mayor probabilidad de repitencia. Se parte de un análisis probabilístico basado en el enfoque empírico de probabilidad y el Teorema de Bayes. Luego, considerando la cantidad de estudiantes que reprueban como una variable aleatoria binomial, se determina la esperanza matemática del número de estudiantes que podrían reprobar cada una de las materias ofertadas en el semestre. El procedimiento fue aplicado con éxito en el caso de estudio de la carrera de Ingeniería Industrial de la Universidad Politécnica Salesiana durante el semestre 2014-2015.PALABRAS CLAVE: Repitencia; Educación Superior; probabilidades; distribución binomial; esperanza matemática.ABSTRACTGreat importance has been given to the academic monitoring of students in Ecuadorian universities in order to minimize the dropout and repetition rates. Unfortunately this process is managed in a reactive manner, since it has been prioritized the monitoring to students who have already failed subjects. In this context, the study aims to provide a statistical basis to the process, as a starting point for defining strategies to decrease repetition rates in a proactive way, prioritizing institutional management efforts in those subjects most likely to be repeated. A probabilistic analysis based on the probabilities empirical approach and Bayes Theorem was performed. Then, considering the number of students who repeat courses as a binomial random variable, the mathematical expectation of students that would fail each subject was computed. The procedure was performed in the case of study of the Industrial Engineering career at Universidad Politécnica Salesiana during semester 2014-2015.KEYWORDS: Grade repetition; higher education; probabilities; binomial distribution; mathematical expectation

Overview of Dynamic Facility Layout Planning as a Sustainability Strategy

[EN] The facility layout design problem is significantly relevant within the business operations strategies framework and has emerged as an alternate strategy towards supply chain sustainability. However, its wide coverage in the scientific literature has focused mainly on the static planning approach and disregarded the dynamic approach, which is very useful in real-world applications. In this context, the present article offers a literature review of the dynamic facility layout problem (DFLP). First, a taxonomy of the reviewed papers is proposed based on the problem formulation current trends (related to the problem type, planning phase, planning approach, number of facilities, number of floors, number of departments, space consideration, department shape, department dimensions, department area, and materials handling configuration); the mathematical modeling approach (regarding the type of model, type of objective function, type of constraints, nature of market demand, type of data, and distance metric), and the considered solution approach. Then, the extent to which recent research into DFLP has contributed to supply chain sustainability by addressing its three performance dimensions (economic, environmental, social) is described. Finally, some future research guidelines are provided.This research was funded by the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities Project CADS4.0, grant number RTI2018-101344-B-I00; and the Valencian Community ERDF Programme 2014-2020, grant number IDIFEDER/2018/025.Pérez-Gosende, P.; Mula, J.; Díaz-Madroñero Boluda, FM. (2020). Overview of Dynamic Facility Layout Planning as a Sustainability Strategy. Sustainability. 12(19):1-16. https://doi.org/10.3390/su12198277S1161219Ghassemi Tari, F., & Neghabi, H. (2015). A new linear adjacency approach for facility layout problem with unequal area departments. Journal of Manufacturing Systems, 37, 93-103. doi:10.1016/j.jmsy.2015.09.003Kheirkhah, A., Navidi, H., & Messi Bidgoli, M. (2015). Dynamic Facility Layout Problem: A New Bilevel Formulation and Some Metaheuristic Solution Methods. IEEE Transactions on Engineering Management, 62(3), 396-410. doi:10.1109/tem.2015.2437195Altuntas, S., & Selim, H. (2012). Facility layout using weighted association rule-based data mining algorithms: Evaluation with simulation. Expert Systems with Applications, 39(1), 3-13. doi:10.1016/j.eswa.2011.06.045Ku, M.-Y., Hu, M. H., & Wang, M.-J. (2011). Simulated annealing based parallel genetic algorithm for facility layout problem. International Journal of Production Research, 49(6), 1801-1812. doi:10.1080/00207541003645789Navidi, H., Bashiri, M., & Messi Bidgoli, M. (2012). A heuristic approach on the facility layout problem based on game theory. International Journal of Production Research, 50(6), 1512-1527. doi:10.1080/00207543.2010.550638Hosseini-Nasab, H., Fereidouni, S., Fatemi Ghomi, S. M. T., & Fakhrzad, M. B. (2017). Classification of facility layout problems: a review study. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 94(1-4), 957-977. doi:10.1007/s00170-017-0895-8Carter, C. R., & Rogers, D. S. (2008). A framework of sustainable supply chain management: moving toward new theory. 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Facility layout planning. An extended literature review

[EN] Facility layout planning (FLP) involves a set of design problems related to the arrangement of the elements that shape industrial production systems in a physical space. The fact that they are considered one of the most important design decisions as part of business operation strategies, and their proven repercussion on production systems' operation costs, efficiency and productivity, mean that this theme has been widely addressed in science. In this context, the present article offers a scientific literature review about FLP from the operations management perspective. The 232 reviewed articles were classified as a large taxonomy based on type of problem, approach and planning stage and characteristics of production facilities by configuring the material handling system and methods to generate and assess layout alternatives. We stress that the generation of layout alternatives was done mainly using mathematical optimisation models, specifically discrete quadratic programming models for similar sized departments, or continuous linear and non-linear mixed integer programming models for different sized departments. Other approaches followed to generate layout alternatives were expert's knowledge and specialised software packages. Generally speaking, the most frequent solution algorithms were metaheuristics.The research leading to these results received funding from the European Union H2020 Program under grant agreement No 958205 `Industrial Data Services for Quality Control in Smart Manufacturing (i4Q)'and from the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities under grant agreement RTI2018-101344-B-I00 `Optimisation of zerodefectsproduction technologies enabling supply chains 4.0 (CADS4.0)'Pérez-Gosende, P.; Mula, J.; Díaz-Madroñero Boluda, FM. (2021). Facility layout planning. An extended literature review. International Journal of Production Research. 59(12):3777-3816. https://doi.org/10.1080/00207543.2021.189717637773816591

Segundo Congreso Salesiano de Ciencia, Tecnología e Innovación para la Sociedad

La segunda edición del Congreso Salesiano de Ciencia, Tecnología e Innovación para la Sociedad, CITIS, realizado el 2 y 3 de diciembre de 2015 y organizado por la Universidad Politécnica Salesiana (sede Guayaquil), ofreció un espacio idóneo para la presentación, difusión e intercambio de importantes investigaciones (nacionales e internacionales) a los docentes investigadores y a la comunidad universitaria en general. Los trabajos recogidos en estas Memorias Académicas pertenecen a diferentes líneas de investigación del área de la Ingeniería: Telecomunicaciones, Automatización y Control, Procesos Industriales, Sistemas Eléctricos de Potencia, Telemática e Informática Aplicada, áreas de interés en esta segunda edición del CITIS. Cabe destacar que se evidencia la preocupación por la dimensión humana y social mediante el desarrollo responsable de la ciencia y la tecnología. La realización de este Congreso ha puesto en evidencia la importancia y pertinencia de la actividad investigativa que se genera en las universidades (en proyectos desarrollados por los docentes investigadores e, incluso, por los estudiantes de grado y posgrado), así como los altos niveles de compromiso académico y social

Discovering Light: Fun Experiments with Optics

Editor(s): Maria Viñas-Peña.Light is an element that draws together many areas of human knowledge: physics, chemistry, biology, astronomy, engineering, and art. Moreover, optical phenomena and the technologies based on them are widespread in our daily lives. However, it can be difficult to understand or explain these phenomena. What is light? Where are optics and photonics present in our lives and in nature? What lies behind different optical phenomena? What is an optical instrument? How does the eye resemble an optical instrument? How can we explain human vision? This book, written by a group of young scientists, answers these questions and many more to help you to get to know the exciting world of optics and photonics. It is intended for the general public, with an emphasis on students at all levels of secondary education. A variety of easy-to-follow experiments related to different optical phenomena and technologies are presented. All of them are preceded by an explanation of the concepts and accompanied by numerous illustrations and curiosities. All of it is meant for you to have fun with optics and photonics!Peer reviewe

Tercer Congreso Internacional de Ciencia, Tecnología e Innovación para la Sociedad

El Tercer Congreso Internacional de Ciencia, Tecnología e Innovación para la Sociedad, CITIS, realizado el 30 de noviembre , 1 y 2 de diciembre del 2016 y organizado por la Universidad Politécnica Salesiana, confirma la necesidad de crear espacios idóneos para la presentación, difusión e intercambio de los resultados de investigaciones en la comunidad académica. CITIS 2016, se abre a nivel internacional en su tercera edición, permitiendo la difusión de avances teóricos y tecnológicos expuestos por investigadores del ámbito académico universitario. Las líneas de investigación para este año destacan la contribución al mejoramiento de la calidad de vida, la transformación social y la responsabilidad ética, económica, ciudadana, entre otras, que muestran una inquietante búsqueda de ayudar a nuestra sociedad preocupados por la dimensión humana y social en el desarrollo responsable de la ciencia y de la tecnología

5to. Congreso Internacional de Ciencia, Tecnología e Innovación para la Sociedad. Memoria académica

El V Congreso Internacional de Ciencia, Tecnología e Innovación para la Sociedad, CITIS 2019, realizado del 6 al 8 de febrero de 2019 y organizado por la Universidad Politécnica Salesiana, ofreció a la comunidad académica nacional e internacional una plataforma de comunicación unificada, dirigida a cubrir los problemas teóricos y prácticos de mayor impacto en la sociedad moderna desde la ingeniería. En esta edición, dedicada a los 25 años de vida de la UPS, los ejes temáticos estuvieron relacionados con la aplicación de la ciencia, el desarrollo tecnológico y la innovación en cinco pilares fundamentales de nuestra sociedad: la industria, la movilidad, la sostenibilidad ambiental, la información y las telecomunicaciones. El comité científico estuvo conformado formado por 48 investigadores procedentes de diez países: España, Reino Unido, Italia, Bélgica, México, Venezuela, Colombia, Brasil, Estados Unidos y Ecuador. Fueron recibidas un centenar de contribuciones, de las cuales 39 fueron aprobadas en forma de ponencias y 15 en formato poster. Estas contribuciones fueron presentadas de forma oral ante toda la comunidad académica que se dio cita en el Congreso, quienes desde el aula magna, el auditorio y la sala de usos múltiples de la Universidad Politécnica Salesiana, cumplieron respetuosamente la responsabilidad de representar a toda la sociedad en la revisión, aceptación y validación del conocimiento nuevo que fue presentado en cada exposición por los investigadores. Paralelo a las sesiones técnicas, el Congreso contó con espacios de presentación de posters científicos y cinco workshops en temáticas de vanguardia que cautivaron la atención de nuestros docentes y estudiantes. También en el marco del evento se impartieron un total de ocho conferencias magistrales en temas tan actuales como la gestión del conocimiento en la universidad-ecosistema, los retos y oportunidades de la industria 4.0, los avances de la investigación básica y aplicada en mecatrónica para el estudio de robots de nueva generación, la optimización en ingeniería con técnicas multi-objetivo, el desarrollo de las redes avanzadas en Latinoamérica y los mundos, la contaminación del aire debido al tránsito vehicular, el radón y los riesgos que representa este gas radiactivo para la salud humana, entre otros