INFORME REFLEXIVO: INGENIERIA DE SISTEMAS

CONTROL Y AUTOMATIZACION

INTEGRANTES:

MARCO SANDOVAL CI: 24350394

JESUS DANIEL ROJAS CI: 25806551

13 DE ABRIL DE 2015

RESUMEN

En el presente informe reflexivo, con respecto a la materia de Ingeniería de Sistemas, en el área de Control y Automatización, se presentarán las opiniones conjugadas de sus autores, con respecto a la información adquirida en las sesiones de clases presenciales dictadas por el Profesor Universitario Franklin Rivas, en relación a la aplicación del dicha área en diversos procesos y su utilidad en la resolución de problemas. El informe está estructurado en capítulos correspondientes a las clases dictadas, donde se considerará de una manera superficial los conceptos técnicos a tratar, dando mayor importancia a una reflexión subjetiva de los mismos. Dentro de estas reflexiones, se encontrarán nociones acerca de temas como Control y automatización, Procesos Industriales, La Instrumentación utilizada en procesos, Inteligencia Artificial, y consideraciones acerca del carácter multi, inter y transdiciplinario de la Ingeniería de Sistemas como disciplina profesional.

INTRODUCCION

Un panorama con el que se encuentran los estudiantes de Ingeniería de

sistemas, en los primeros períodos de la carrera, y a veces, durante la totalidad de

la misma, es el no poder discriminar con precisión las áreas de desenvolvimiento

profesional. A diferencia de otras carreras, ingenierías incluidas, que tienen un

enfoque especializado desde un inicio, la ingeniería de Sistemas surge como un

paradigma de integración, donde confluyen una gran cantidad de disciplinas, que

de alguna u otra manera tienen afinidad. Esto evidentemente dificulta un poco la

definición exacta de la ingeniería de Sistemas, pues es una carrera que tiene

tantas definiciones como consideraciones posibles, por parte de todos aquellos

que tienen interés en ella.

Pilar Alexandra Moreno, en su “Módulo de Introducción a la Ingeniería de

Sistemas”, da una definición de ingeniería de Sistemas “…es un conjunto de

metodologías que, aplicadas, permiten la planificación, diseño, implementación y

mantenimiento de los sistemas de información que usan las empresas para la

toma de decisiones”. (p. 27). Analizando un poco esta concepción de la ingeniería

de sistemas, nos preguntamos, ¿Qué metodologías fungen como elementos de

ese conjunto que es la ingeniería de Sistemas? La respuesta a esta pregunta,

justifica el carácter tan variable que tiene la definición de ingeniería de sistemas,

pues estas metodologías, dependiendo del entorno, surgen de áreas del

conocimiento relacionadas a la ingeniería, como las ciencias formales:

matemática, lógica, teoría de la información, teoría de sistemas, ciencias de la

computación. Las ciencias empíricas naturales: física, química. E inclusive, áreas

aparentemente disímiles, como las ciencias empíricas sociales, por poner un mero

ejemplo, la ingeniería de sistemas desde un enfoque de planificación para la

gestión de una organización deportiva, sociológica, entre otras.

Deducimos entonces, que la definición de ingeniería de sistemas viene

dada en gran medida por el entorno al que aplica, siendo distinto un enfoque de

investigación académica de la carrera a un enfoque industrial, sin dejar por ello de

poder relacionarse en algún momento. Es evidente entonces, que la cantidad de

definiciones que se le pueden otorgar a la ingeniería de sistemas, es enorme y se

mantiene en constante evolución.

Hemos mencionado más arriba la palabra planificación, de fundamental

importancia para la Ingeniería de Sistemas. Regresando a la definición citada

anteriormente, la ingeniería de sistemas busca la planificación de los sistemas de

información de una empresa que son usados para la toma de decisiones. Es acá

donde entra en juego la palabra “Proceso”. En las empresas, todo se reduce a

procesos especializados que son dependientes unos de otros para alcanzar con

éxito un fin preestablecido. Es así, como poniendo en perspectiva el

funcionamiento de una empresa, vemos que todos los procesos que realiza,

necesitan un control tanto técnico como gerencial, y es esta una de las demandas

que intenta satisfacer la ingeniería de sistemas.

Para lograrlo, se vale de distintas áreas de especialización dentro de su

pensum académico, que buscan preparar a los estudiantes para satisfacer éstas

demandas del campo profesional. Una de éstas, en lo que refiere a la Escuela de

Ingeniería de Sistemas de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de los

Andes, es el área de Control y Automatización, que es de vital importancia para el

manejo y optimización de procesos industriales sistémicos.

En el presente informe, más ensayo que informe, pues se plasma una base

de conocimientos previos adquiridos en sesiones de clases, y la opinión de sus

autores desde una óptica reflexiva; se busca dar una consideración del área de

Control y Automatización, y algunos de sus lineamientos mas importantes, desde

un enfoque general.

CAPÍTULO I

CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN

Dentro de toda actividad de característica empresarial, industrial, académica, social y de cualquier otra índole, se lleva a cabo un proceso que por muy sencillo que sea involucra elementos de un conjunto; dependientes unos de otros, para alcanzar un fin u metas pres establecidos. A partir de la revolución industrial se crean nuevas tecnologías capaces de controlar y monitorear un proceso, haciendo que opere automáticamente, reduciendo al mínimo la intervención humana.

Estas tecnologías se mantienen en funcionamiento durante su vida útil y cumplen con su objetivo gracias a la implementación sobre ellas de un esquema de control y en muchos casos de automatización

Referenciando a (Francisco LL. María F., 2012) “el control consiste en verificar si todo ocurre de conformidad con el plan adoptado, con las instrucciones emitidas y con los principios establecidos; tiene como fin señalar las debilidades y errores a fin de rectificarlos e impedir que se produzcan nuevamente”. Podemos definir entones, control como un proceso en sí mismo, que permite llevar un seguimiento de las variables presentes en otros procesos, para cuando el resultado obtenido no sea el deseado corregirlo y así llegar a lo deseado y crear una medida para que no vuelva a suceder.

De igual forma, citamos a (Constanza M. Javiera M. Naomi E. Valentina S., 2001) los cuales nos hablan sobre la automatización: “es la ejecución por medios propios de un proceso, en el que materia, información o energía es cambiado o transformado. Es una amplia variedad de sistemas o procesos, donde se transfieren tareas de producción a un conjunto de elementos tecnológicos que operan con mínima o sin intervención del ser humano”, en consecuencia se puede decir que automatización es un proceso que realiza una serie de acciones de forma autónoma y con la menor intervención humana.

Continuando entonces con las ideas anteriores, control y automatización van juntas, creando así un sistema casi perfecto en donde se puede optimizar un proceso ya establecido o crear uno, por medio de la automatización y asegurar sus resultados con control. Dentro de cada uno de estos procesos tenemos una serie de opciones a elegir según sea el caso al que se debe aplicar cada opción; por ejemplo dentro de control se tienen los sistemas de control de lazo abierto y control de lazo cerrado en donde la primera exige un mínimo de gravedad y precisión del caso a aplicar, mientras que el otro es para casos de mayor exigencia. Y dentro de automatización se cuenta con una serie de esquemas piramidales en donde la información va desde la base hasta la punta, y las ordenes desde la punta hasta la base; generalmente pasando por diferentes

niveles de una organización tales como gerencia (toma de decisiones), planificación (distribución de los recursos y objetivos en base a la toma de decisiones), supervisión (evaluación y análisis de la información), control directo (actuación directa sobre los procesos), entre otros.

Teniendo en consideración lo anterior descrito, y notando que los procesos existen donde haya un conjunto de elementos en interrelación para alcanzar un objetivo; resaltamos la naturaleza del control y la automatización de ser aplicable a cualquier escala, desde un equipo deportivo, a un complejo industrial.

CAPÍTULO II

PROCESOS INDUSTRIALES

En el ambiente económico actual a nivel global las grandes compañías encargadas de los grandes procesos industriales tienen por objetivo satisfacer las necesidades de un mercado, que en su mayoría devienen en necesidades de una población

(Bryan S., 2013)“proceso industrial acoge el conjunto de operaciones diseñadas para la obtención, transformación o transporte de uno o varios productos primarios. De manera que el propósito de un proceso industrial está basado en el aprovechamiento eficaz de los recursos naturales de forma tal que éstos se conviertan en materiales, herramientas y sustancias capaces de satisfacer más fácilmente las necesidades de los seres humanos y por consecuencia mejorar su calidad de vida.”

En relación a esto se nota que para llevar a cabo grandes procesos industriales se necesita de grandes recursos económicos, humanos y de información, los cuales interactúan entre sí; y esta interacción es más efectiva bajo el uso de un sistema de control y automatización; cuyas metas van más allá de simples funciones de regulación. El sistema de control y automatización se convierte en una herramienta para manejar los procesos industriales en busca de un mejor desempeño, fundamentado en el buen manejo de las variables (temperatura, nivel, factor humano) y la rápida distribución e interpretación de la información.

Los sistemas de control y Automatización los encontramos en muchos procesos industriales pertenecientes a distintos sectores de la economía, como en la Fabricación de Alimentos, Productos Farmacéuticos, Productos Químicos, en la Industria Grafica, Petrolera, Automotriz, Plásticos, Telecomunicaciones entre otros, sectores en los cuales generan grandes beneficios. No solo se aplican a sistemas duros (máquinas), sino también a los sistemas blandos (humanos), desde la gestión de procesos, de servicios, manejo de la información, y cualquier proceso, orientándolo a un desempeño más eficiente. De esta manera se asegura que en los esquemas de automatización, la información derivada de la

toma de decisiones en los niveles gerenciales fluya eficazmente; y que los datos surgidos del control directo se manejen objetivamente.

CAPÍTULO III

INSTRUMENTACIÓN (INDICADORES)

(Ing. José R., 2009) Un indicador “Son dispositivos comprensibles por los humanos que muestran información del procesos y Pueden ser analógicos o digitales, simples o complejos”

Dentro de distintos procesos de diferente naturaleza (industrial, comercial, académico, investigación) los instrumentos técnicos que nos permiten llevar a cabo procesos complejos son los elementos que permiten obtener el valor de una o varias variables, y procesarla; un ingeniero en sistemas mención control y automatización debe trabajar tomando como ejemplo con los siguientes instrumentos:

I. Medidores a. temperaturab. nivel

II. Actuadores: son los que desarrollan la acción o proceso final como válvulas.

III. Adecuador de señales: amplificar o disminuir una señal IV. Filtrado: purificar una señalV. Conversión: los procesos son de carácter analógico y el computador de un

carácter digital por ende hay que transforma las señales analógicas a digitales para poder que sean leídas por el computador y luego a la inversa.

Y debe ser capaz de:

I. Diseñar II. Construir

III. SeleccionarIV. Montar V. Calibrar VI. Mantenimiento

La instrumentación es de gran importancia para los estudiantes de ingeniería, que deben aprender a manejarla, comprenderla y crearla; ya que facilitan en gran magnitud la obtención de datos, con una precisión casi perfecta y ahorran tiempo que se puede aplicar en la resolución de otros problemas de cualquier índole.

CAPÍTULO IV

INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Según el enfoque expuesto en clases la inteligencia artificial consiste en implementar dentro de un sistema automatizado cualidades propias del pensamiento humano como pueden ser:

El racionamiento. Deducción. Aprendizaje. Lógica. Conocimiento. Comprensión. Resolución de problemas. Entre otras.

La perspectiva más interesante de la inteligencia artificial es, que un sistema autónomo, haciendo uso de los parámetros nombrados anteriormente puede tomar decisiones por sí solo y en concordancia con sus objetivos sin ningún tipo de aliciente ético moral; y completamente objetivo a diferencia de un ser humano.

Con respecto a la inteligencia artificial ciertamente, su definición puede ser un tanto difusa para personas no habituadas al tema, pero lo que es cierto, es que en el panorama tecnológico actual los sistemas denominados “inteligentes” son cada vez más populares dentro de las técnicas de la inteligencia artificial podemos encontrar:

Sistemas expertos: es un software desarrollado para almacenar los mismos conocimientos de un experto humano en un área determinada con el fin de llevar a cabo procesos técnicos.

Lógica difusa: la lógica difusa es el paradigma de sistemas, que pretende desenvolverse en áreas donde no hay parámetros de información definidos, sino que la misma no es exacta. Por citar un ejemplo, el flujo de automóviles por una autopista.

Redes neuronales: es una tendencia que busca el desarrollo de sistemas autómatas que son capaces de aprender y reescribirse a sí mismos, en base a una entrada de datos.

CAPÍTULO V

INGENIERÍA DE SISTEMAS

Resalta a simple vista, que la Ingeniería de Sistemas es una carrera profesional donde la integración de distintas áreas del conocimiento, es un eje esencial en la resolución de problemas presentes en la vida cotidiana, en distintos ámbitos (académico, investigación, industrial, económico, entre otros).

Por lo tanto, la ingeniería de sistemas presenta un carácter transversal hacia otras disciplinas, mediante un enfoque interdisciplinario y multidisciplinario, de las distintas áreas del conocimiento científico, pasando por las ciencias formales y las ciencias experimentales.

La carrera de ingeniería de Sistemas presenta tres áreas esenciales de estudio; siendo éstas el área de Control y Automatización, el área de Sistemas Computacionales, y el área de Investigación de Operaciones. Es un pleonasmo resaltar el hecho de que siendo la ingeniería de sistemas una disciplina integral; sus ramas específicas también han de funcionar como elementos de un mismo conjunto, es decir, multidisciplinariamente, interdisciplinariamente y transversalmente.

En los esquemas de control y automatización, donde la toma de decisiones gerenciales, la operación técnica de los recursos e instrumentos, la generación constante de datos (variables), la regulación y el seguimiento de datos, el análisis de datos, la transformación de datos en información comprensible, el resguardo de la información, el control y adecuación de las variables, y muchos otros; constituyen pasos esenciales y dependientes unos de otros para la resolución más adecuada de un problema, las áreas de la ingeniería de sistemas son útiles, dependiendo del nivel de aplicación en dicho esquema de automatización. Para ilustrar mejor esta idea, se puede dar como ejemplo::

Dentro de un nivel de control directo, el área que podría presentar mejor desempeño es el de Control y Automatización, ya que al estar presentes en este nivel los dispositivos utilizados en el monitoreo y control de variables, éstos necesitan poder ser diseñados, seleccionados, ensamblados, calibrados, y revisados periódicamente, tareas que un ingeniero especializado en Control y Automatización debería manejar perfectamente.

A medida que aumenta el nivel de ubicación dentro de un esquema de automatización, se hace necesaria la utilización de técnicas formales (modelos matemáticos) que evalúen y faciliten la toma de decisiones gerenciales, donde es fundamental la planificación de los procesos a realizar, evaluando la información registrada en niveles inferiores, y para lo cual es aplicable el área de Investigación de Operaciones,

Por últimos, en todos los niveles de un sistema de Automatización actual, están presentes los sistemas de información automatizada, o sistemas informáticos, que operan en dispositivos computacionales, por ende, el desarrollo y optimización de software es vital dentro de cualquier estructura automatizada; siendo dicho software de una naturaleza lo más compleja posible para cumplir con el objetivo planteado.

Se evidencia así, el carácter técnico, inter, multi y transdisciplinario de la ingeniería de sistemas, que se ve a sí misma como un paradigma de integración de distintas áreas, para utilizarlas de la manera más eficiente en la resolución de problemas presentes en procesos específicos, y el logro de lo objetivos y metas preestablecidas en la toma de decisiones gerenciales.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones

Para la resolución de problemas presentes en organizaciones, es necesario el diseño de un esquema de automatización, que permita el flujo constante y el tratamiento de la información, para alcanzar de manera efectiva los objetivos planteados..

Un esquema de automatización es aplicable a cualquier entorno, no necesariamente a uno tecnológico, sino también a entornos de carácter social, de relaciones humanas, de comercio, de investigación, entre otros.

Dentro de la industria, un esquema de control garantiza el mejor desempeño de toda la planta laboral (desde control directo hasta Gerencia), la utilización más óptima y adecuada de los recursos, y la respuesta oportuna a los imprevistos.

La ingeniería de sistemas se afirma como una disciplina integral fundamentada en otras áreas de las ciencias (matemática, ciencias de la computación, teoría de sistemas, física, entre otros) que busca el uso de técnicas científicas para la optimización de los procesos y la obtención efectiva de sus salidas.

Un ingeniero en sistemas se caracteriza por tener un rango amplio de nociones y conocimientos en diversas áreas, con la finalidad de tener un enfoque general e integral de los procesos, y por tanto, entenderlos, para poder solucionar los problemas presentes en los mismos. Sin embargo, es importante también rescatar el hecho de que a pesar de esto, es necesaria la profundización por parte del profesional en sistemas a un área específica;

RECOMENDACIONES

Resaltamos la importancia del curso Ingeniería de sistemas, como parte del pensum académico de la carrera, en vista de que proporciona a los estudiantes una aproximación a los paradigmas de la ingeniería de Sistemas. En consecuencia, nuestra recomendación es que se mantenga en el tiempo la presencia de este curso en el pensum del primer año, ya que proporciona motivación al estudiante, y permite al mismo asociar sus gustos y perspectivas personales que tienen relación con el área que se esté describiendo.

REFERENCIAS

Bryan S. (13 de Junio de 2013). Procesos industriales. Recuperado el 23 de Marzo de 2015, de herramientas para el ingeniero industrial: http://www.ingenieriaindustrialonline.com/herramientas-para-el-ingeniero-industrial/procesos-industriales/

Constanza M. Javiera M. Naomi E. Valentina S. (01 de Febrero de 2001). ¿Qué es la automatización? Recuperado el 22 de Marzo de 2015, de Automatizacion: http://www.monografias.com/trabajos76/automatizacion/automatizacion.shtml

Francisco LL. María F. (20 de Junio de 2012). Definición de control. Recuperado el 23 de Marzo de 2015, de Control: http://descuadrando.com/Control

Ing. José R. (14 de Abril de 2009). Indicadores. Recuperado el 23 de Marzo de 2015, de Control de Procesos: http://www.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/procesos/transparencia/Control_de_Procesos.pdf