Proyectos

  • Alberto Pedro Lorandi Medina

PROYECTOS EN PROCESO:

  • CUERPO ACADÉMICO: UV-CA-281 – DINÁMICA DE SISTEMAS
  • ACADEMIA: Dinámica de sistemas.
  • LÍNEA DE GENERACIÓN Y APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO (LGAC): Sistemas Dinámicos
  • LÍNEA DE INVESTIGACIÓN (LI) QUE ATIENDE: Desarrollo de Sistemas para la Educación en la Ingeniería.
  • DURACIÓN DEL PROYECTO:
  • INICIO: 11/02/2010
  • TÉRMINO: 11/02/2014
  • TÍTULO DEL PROYECTO: Desarrollo de software y prototipos para el modelado, simulación y control de sistemas dinámicos aplicados a la educación.
  • NÚMERO DE REGISTRO ANTE LA D.G.I.:12179201197ante la D.G.I.
  • PALABRAS CLAVES: Prototipos, laboratorio, sistemas dinámicos, simulación, modelado, identificación, control clusters.

INVESTIGADORES RESPONSABLES:

  • M.I. Lorandi Medina Alberto Pedro, I.T.C. Tit. “B”
  • M.I. Hermida Saba Guillermo, I.T.C. Tit. “B”
  • M.S.I. M.Hernández Silva José, I.M.T. Tit. ”B”

COLABORADORES:

  • Dr. García Reynoso Alfonso C., I.T.C. Tit. “C”
  • M.C. Ladrón de Guevara Duran Enrique, I.T.C. Tit. “B”

ANTECEDENTES:

En 1991 ante la carencia de equipo de laboratorio para la realización de prácticas en la Maestría en Ingeniería Eléctrica opción control que se impartía en el Instituto de ingeniería, se desarrolló un proyecto de investigación financiado por FOMES (FOMES 91-31-29), denominado “Construcción de Modelos a Escala de Procesos Industriales” con el objetivo de desarrollar equipo de laboratorio de  bajo costo para la Universidad Veracruzana.  Dicho proyecto permitió construir un par de prototipos para su uso en prácticas de laboratorio, así como  la elaboración de al menos tres tesis de maestría en el área de Ingeniería Eléctrica.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:

El equipo de laboratorio en las carreras de ingeniería siempre ha sido muy costoso, esto ha ocasionado que exista una carencia importante de equipo donde desarrollar las prácticas de laboratorio necesarias de distintas Experiencias Educativas tales como: máquinas eléctricas, teoría de control, servomecanismos, automatización, etc., limitando de cierta manera el proceso de enseñanza aprendizaje y ocasionando una preparación incompleta de nuestros egresados.

Algo que podría solucionar esa carencia de equipo, es poner en marcha una serie de proyectos tendientes al diseño y fabricación de prototipos para la instalación de  laboratorios dentro de las misma universidad,  para contar con espacios reales y/o virtuales, donde se puedan realizar actividades para el modelado, simulación, estudios teóricos, computacionales y experimentales sobre sistemas de control, servomecanismos, procesos industriales, etc.

JUSTIFICACIÓN:

La escasez de laboratorios bien equipados en las áreas de ingeniería eléctrica, automatización, control de procesos, etc. justifica el desarrollo de proyectos de investigación tendientes a aminorar estas deficiencias. En este proyecto se pretenden obtener productos de investigación que permitan realizar prácticas de laboratorio para el control, simulación e identificación de sistemas dinámicos de manera real y/o virtual.

OBJETIVO GENERAL:

El objetivo principal de este proyecto es la construcción de un conjunto de prototipos físicos o virtuales, que permitan la realización de experimentos con fines pedagógicos o de investigación, dentro de los campos del modelado, identificación, simulación y control de sistemas dinámicos.

OBJETIVOS PARTICULARES:

Se citan los siguientes:

  1. Generar un entorno físico para la realización de experimentos de modelado, identificación, simulación y control de sistemas dinámicos de bajo y alto orden.
  2. Generar un entorno virtual para la realización de experimentos de modelado, identificación, simulación y control de sistemas dinámicos.

METAS.

  1. Construcción de al menos un prototipo físico para la experimentación con un sistema dinámico de cuarto y octavo orden (en proceso)
  2. Construcción de al menos un laboratorio virtual de sistemas dinámicos, basado principalmente en una plataforma de software libre accesible desde Internet o Internet 2. (lista la primera parte de Canihuá)
  3. Desarrollo de un Cluster de Computadoras para la simulación de sistemas dinámicos.
  4. Desarrollo de una distribución de Linux en forma de Live CD/DVD o Live USB con herramientas de análisis y simulación de sistemas dinámicos.
  5. Publicación de al menos dos artículos científicos. (meta superada, van 3 publicaciones)
  6. Presentación de al menos una ponencia en un congreso nacional.
  7. Presentación de al menos una ponencia en un congreso internacional. (meta cumplida)
  8. Realización de una tesis de licenciatura
  9. Realización de una tesis de maestría.

PRIMERO RESULTADOS A 2012:

 

  • D.G.T.I. – CUERPO ACADÉMICO: UV-CA-281 – DINÁMICA DE SISTEMAS
  • ACADEMIA: Dinámica de sistemas.
  • LÍNEA DE GENERACIÓN Y APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO (LGAC): Sistemas Dinámicos
  • LÍNEA DE INVESTIGACIÓN (LI) QUE ATIENDE: Desarrollo de Sistemas para la Educación en la Ingeniería.
  • DURACIÓN DEL PROYECTO:
  • INICIO: 11/02/2009
  • TÉRMINO: 11/02/2014
  • TÍTULO DEL PROYECTO: Laboratorio de Sistemas Dinámuicos por Internet 2.
  • NÚMERO DE REGISTRO ANTE LA D.G.I.:Sin Registrar ante la D.G.I.
  • PALABRAS CLAVES: Prototipos, laboratorio, sistemas dinámicos, simulación, modelado, identificación, control clusters.

INVESTIGADORES RESPONSABLES:

  • M.I. Lorandi Medina Alberto Pedro, I.T.C. Tit. “B”

COLABORADORES:

  • Dr. Ramón Parra Loera
  • M.C.T.E. Juan Carlos Jiménez Márquez
  • M.R.T. Juan José López Ávila
  • M.I. Hermida Saba Guillermo
  • M.S.I. M.Hernández Silva José
  • Dr. García Reynoso Alfonso C.
  • M.C. Ladrón de Guevara Duran Enrique

ANTECEDENTES:

Este proyecto pretende ser una mejor solución a los trabajos basados en Scilab y XML-Lab que se han venido desarrollando en el Instituto de Ingeniería de la Universidad Veracruzana, tratando de instalar un laboratorio con acceso por WEB para las materias de Teoría de Control, tanto de maestría como de licenciatura de la D.E.S. de Ingeniería Región Veracruz pero que no han sido del todo satisfactorios por las limitaciones del esquema mismo, lo que se ha buscado es un ambiente gráfico de simulación, equivalente a lo que se tiene al correr una aplicación como Matlab, Octave y Scilab en una PC o Workstation. Usando una Thin Client las limitantes desaparecen ya que equivale a tener instalado Scilab del lado del cliente y contar con todas las capacidades gráficas de la aplicación, bajo este esquema la arquitectura del modelo de Thin Client y la red, equivalen a toda la programación necesaria para llevar el ambiente de simulación del lado cliente con todas las capacidades gráficas.

De igual manera es una buena oportunidad para probar el desempeño de la arquitectura de Thin Clients de SUN y comparar el consumo de ancho de banda contra otros protocolos como RDP de Microsoft, VNC en todas sus variantes y X11 con compresión, sin importar que en Internet 2 lo que se obtiene es el suficiente ancho de banda como para no tomar en cuenta el tráfico que pudiera generar el modelo de 3 capas.

 

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:

El objetivo principal del proyecto es aprovechar la disponibilidad de ancho de banda de la red de Internet 2 para extender las herramientas de enseñanza – aprendizaje bajo el concepto de laboratorios virtuales de colaboración, evaluar el desempeño de Thin Clients en redes de alto desempeño evaluando su impacto y ampliando sus beneficios como catalizador de modalidades de enseñanza interactivas en ambientes académicos. Los entregables del proyecto incluyen: un reporte del desempeño de Thin Clients en Internet 2, un repositorio de prácticas de laboratorio de las experiencias educativas relacionadas con la materia teoría de control, un ambiente de software colaborativo que implementa de manera eficiente la noción de simulación de sistemas dinámicos por computadora, una metodología para el desarrollo de aplicaciones académicas y recursos de aprendizaje específicos para la ingeniería, y un laboratorio de simulación de sistemas dinámicos que ayude a suplir la carencia de laboratorios y promueva el uso de herramientas de software libre en las universidades públicas.

A diferencia de lo que ocurre en Internet en que el ancho de banda es una limitante para desarrollar o utilizar aplicaciones vía WEB, Internet 2 ofrece el suficiente ancho de banda como para explotar el viejo concepto de mainframe con terminales corriendo las aplicaciones centralizadas en el servidor, la diferencia es que ahora dichas terminales pueden ser gráficas y pueden explotar todas las bondades que ofrece una computadora personal incluyendo audio y video interactivos ya que con el suficiente ancho de banda disponible, la WEB puede ser el equivalente al cableado tradicional y hacer una L.A.N. virtual entre sitios sin pérdida de desempeño.

Lo anterior brinda una nueva forma de utilizar el modelo de 3 capas y extender el concepto de Thin Client a usos antes limitados por el ancho de banda, permitiendo además el uso intensivo de gráficos, multimedia y software interactivo y de colaboración, simplificando también el trabajo de administración y mantenimiento de las aplicaciones existentes ya que no será necesario pensar en aplicaciones cliente o desarrollar una interfase WEB para tener acceso remoto y la seguridad solo estará limitada a la aplicación misma y el servidor ya que no existen accesos por http o https a las aplicaciones instaladas en el o a los servidores.

Otro punto importante es lo referente al uso de estándares abiertos, el desarrollo de Internet y de Internet 2 se debe basar en protocolos abiertos y estándares abiertos para potencializar su uso y desarrollo, por ello en este proyecto se pretende usar solo software libre para ser congruente con la filosofía que generó el desarrollo colaborativo de Internet, que mejor manera de garantizar que una aplicación de software perdurará con el tiempo que contar con el código fuente que ofrece también la garantía de que cualquiera puede tener acceso a la aplicación sin limitantes económicas o de cualquier otra índole.

JUSTIFICACIÓN:

La escasez de laboratorios bien equipados en las áreas de ingeniería eléctrica, automatización, control de procesos, etc. justifica el desarrollo de proyectos de investigación tendientes a aminorar estas deficiencias. En este proyecto se pretenden obtener productos de investigación que permitan realizar prácticas de laboratorio para el control, simulación e identificación de sistemas dinámicos de manera real y/o virtual.

OBJETIVO GENERAL:

El objetivo principal de este proyecto es la construcción de un conjunto de prototipos físicos o virtuales, que permitan la realización de experimentos con fines pedagógicos o de investigación, dentro de los campos del modelado, identificación, simulación y control de sistemas dinámicos.

OBJETIVOS PARTICULARES:

Se citan los siguientes:

  1. El objetivo principal del proyecto es aprovechar la disponibilidad de ancho de banda de la red de Internet 2 para extender las herramientas de enseñanza – aprendizaje bajo el concepto de laboratorios virtuales de colaboración, adicionalmente a esto, evaluar el desempeño de Thin Clients en redes de alto desempeño evaluando su impacto y ampliando sus beneficios como catalizador de modalidades de enseñanza interactivas en ambientes académicos.
  2. Los entregables del proyecto incluyen: un reporte del desempeño de Thin Clients en Internet 2, un repositorio de prácticas de laboratorio de las experiencias educativas relacionadas con la materia teoría de control, un ambiente de software colaborativo que implemente de manera eficiente la noción de simulación de sistemas dinámicos por computadora, una metodología para el desarrollo de aplicaciones académicas y recursos de aprendizaje específicos para la ingeniería, y un laboratorio de simulación de sistemas dinámicos que ayude a suplir la carencia de laboratorios y promueva el uso de herramientas de software libre en las universidades públicas.
  3. El proyecto tendrá un impacto importante en la academia por el uso de las herramientas de software libre en la simulación de sistemas dinámicos por computadora, promoverá un aprendizaje significativo a través de la experiencia, a la vez que aprovechará la red Internet 2 para ampliar el alcance de las herramientas matemáticas de simulación disponibles para la enseñanza, propiciará la colaboración en la construcción de recursos didácticos interactivos, y definirá mecanismos para incrementar la presencia de instituciones mexicanas en Internet/Internet 2.
  4. De igual manera se podrá ayudar a solucionar la problemática que enfrentan las universidades públicas para poder adquirir laboratorios especializados, un equipo de laboratorio para la enseñanza de estrategias de control de procesos tiene un costo elevado y solo puede ser usado por un número reducido de estudiantes al mismo tiempo, frente a esto un software de simulación matemática puede ser utilizado por tantos estudiantes como recursos tenga un servidor y exista el número adecuado de terminales por lo que siempre será mucho más económico adquirir un servidor que un equipo especializado de laboratorio.
  5. Desde el punto de vista didáctico, es mucho más sencillo y enriquecedor llevar una Thin Client a un salón de clases que llevar un equipo de laboratorio, inclusive el instalar un laboratorio para la enseñanza de la ingeniería de control de procesos es por mucho inferior en costo usando PCs o Thin Clients que adquiriendo un número igual de equipos especializados, además la versatilidad de una aplicación de computadora supera completamente a un equipo físico, con software de simulación se puede reemplazar casi cualquier sistema especializado llevando la aplicación de la teoría a límites solo impuestos por la habilidad de quien desarrolle imparta una clase o desarrolle las prácticas.
  6. Finalmente, puede resultar mucho más enriquecedor para una experiencia educativa en el campo de la simulación de sistemas dinámicos, saber como funciona la aplicación en la que se está simulando, que utilizar un software comercial cerrado que no permite descubrir nada acerca de su forma de operar por su licencia misma, inclusive puede ofrecer mucho más ventajas a un egresado salir al mercado laboral conociendo un software abierto que puede instalar a un costo nulo o reducido, que saber utilizar uno cerrado de un costo elevado.

METAS.

  1. Poner en operación un laboratorio virtual de simulación en Internet 2 para sistemas dinámicos.
  2. Generar o adaptar aplicaciones de software libre para su uso en este laboratorio de sistemas dinámicos
  3. Desarrollar una colección de prácticas de laboratorio
  4. Evaluación de impacto.
  5. Evaluación final cualitativa y cuantitativa
  6. Publicación de resultados
  7. Presentación en reunión de CUDI y otros foros.
  8. Realización de una tesis de licenciatura
  9. Realización de una tesis de maestría.