AOPI
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Adquisicin de datos
1. Los requerimientos de informacin de AOPI
La relacin dato informacin.
Proceso de obtencin de datos los cualesse transforman en informacin, para suposterior anlisis.
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Adquisicin de datos
Dato: Es toda valorizacin de una
determinada variable en un instante
determinado.
Informacin: Es todo dato que sirve
un objetivo determinado para tomar
una decisin.
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Adquisicin de datos
Clasificacin de Informacin paraAOPI.
Hoy con los adelantos tecnolgicos se puedeobtener una amplia gama de informacin, lo quese debe tener claro, es la forma de clasificarlapara su posterior uso y toma de decisiones enbase a ella.
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Adquisicin de DatosClasificacin de informacin
a) Informacin de proceso
b) Informacin econmica
c) Informacin de operacin
d) Informacin de planta
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a) Informacin de proceso (tcnica)
Adquisicin de datos
P R O C E S O
Parmetros
Variables de
estado
Variables
manipuladas
Variables medibles
o controladas
Perturbaciones
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Variables manipuladas :
Aquellas variables que pueden ser
modificadas a voluntad. Ejercen accin
directa sobre las variables de estado de un
sistema.
a) Niveles de materias primas
b) Niveles de insumos materiales.
c) Niveles de insumos energticos y fluidos
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Variables medibles o controladas (respuesta):
Aquellas variables que permiten conocer la
evolucin de un proceso, determinar el
deterioro de que las perturbaciones
provocan y el efecto de las variables
manipuladas. Pueden utilizarse para control
de procesos.
a) Niveles de produccin (variable de salida)
b) Niveles de calidad de productos (variable de
salida)
c) Condiciones de proceso
Adquisicin de datos
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Variables de estado:
Aquellas variables que permiten
caracterizar en forma total la condicin en
que se encuentra un proceso; no siempre
son medibles directamente
Ejemplos: Temperaturas, flujos, presiones, flujos de
calor, velocidades, posiciones, aceleraciones,
corriente y voltaje elctricos, concentraciones, etc.
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Perturbaciones :
Aquellas variables que, si bien ejercen
accin sobre las variables de estado, no
son posibles de manejar a voluntad y es
comn que no puedan ser detectadas o
medidas.
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Parmetros:
Son las propiedades del medio o proceso
y permiten condicionar las relaciones
entre las variables y, por lo tanto, sus
caractersticas y formas de evolucionar.
Normalmente se consideran constantes o
de lenta evolucin
Niveles de llenados (setup).
Velocidad correas.
Capacidad equipos
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Variables asociadas a un proceso
Wa, agua
PT
PC
hCp
Wp, pulpa
Planteamiento:
Sea un pozo que recibe pulpa de un molino con agua agregada de
acuerdo a la presin en el fondo del pozo y, a su vez, la pulpa
resultante es impulsada por una bomba. Clasifique las variables de
acuerdo a su tipo.
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Variables de estado :
Variables manipulables :
Variables medibles :
Parmetros :
Perturbaciones :
Cp, h
Wa
P
dimensiones del pozo, tipo vlvula
Wp .
Wa, agua
PT
PC
hCp
Wp, pulpa
Variables asociadas a un proceso
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b) Informacin econmica
Costos
I. Costos de operacin.
II. Costos de inversin
III. Otros Costos
Ingresos
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b) Informacin econmicaCostos
I. Costos de operacin
a) Costos de operacin directa Costos de materias primas
Costos de insumos materiales
Costos de insumos energticos y de fluidos.
Costos de recursos humanos.
b) Costos de mantencin y reparacin Costos de insumos materiales
Costos de insumos energticos y de fluidos
Costos de recursos humanos.
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b) Informacin econmicaCostos
II. Costos de inversin
Costos de infraestructura bsica
Costos de equipamiento
Costos de ingeniera
Costos de instalaciones, montaje y obras
Costo de puesta en servicio y evaluacin
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b) Informacin econmicaCostos
III. Otros Costos
Depreciacin (amortizacin de instalaciones)
Pago de patentes y licencias.
Impuestos especiales.
Impuestos a las utilidades.
Costos financieros (costo de capital)
Costos de arriendos.
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b) Informacin econmicaIngresos
a) Ingresos por mayores ventas mismo
producto (aumento de produccin).
b) Ingresos por mayor volumen de ventas por
mejor precio (mejor calidad de producto)
c) Ingresos por nuevos productos.
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c) Informacin de operacin (tcnica)
a) Cantidad y tipo de recursos humanos.
b) Forma de operacin
Secuencia de actividades
Tiempos
Mtodos y procedimientos
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d) Informacin de planta (tcnica)
a) Estructura de la planta (disposicin de
equipos y su interconexin).
b) Especificaciones nominales de equipos e
instrumentos
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2. Diseos experimentales
La tcnica de diseo experimentales esta relacionada con lossiguientes factores:
a) Un ordenamiento o arreglo de tem individuales quecomponen un experimento complejo, diseado para unpropsito definido.
b) Cuantificacin de los efectos de las variables estudiadas, en larespuesta medida o alguna caracterstica del sistema enestudio.
c) Eleccin de una tcnica adecuada, para anlisis estadstico delos resultados obtenidos, con el objetivo de inferirconclusiones razonables.
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2. Diseos experimentales
La finalidad del diseo es incrementar laexactitud de los experimentos, no laprecisin.a) Exactitud: Es la medida de cuan ajustados
son los valores medidos al valor verdadero.
b) Precisin: Es una medida de cuan ajustados son los datos medidos con respecto al valor promedio.
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Mtodos para incrementar la exactitud
En la practica, la mayora de las mediciones o
experimentos dan como resultado valores de
las variables medidas que fluctan de una
repeticin a otra de las experiencias.
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Mtodos para incrementar la exactitud
Existen muchas razones del porque las
observaciones o medidas obtenidas por
experimentos, resultan ser mas aleatorias que
determinsticas.
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Adquisicin de datos
Mtodos para incrementar la exactitud
Algunas razones de estas son:
a. Informacin insuficiente acerca de lasvariables.
b. Carencia de tcnicas adecuadas quepermitan obtener informacin requerida.
c. Negligencia o falta de cuidado delobservador o experimentador en larealizacin de las experiencias.
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Mtodos para incrementar la exactitud
El valor verdadero de una variable, es aquelque debera ser obtenido de las mediciones sies que no existiera un factor estocsticoasociado a la medicin. Por lo tanto, el valorverdadero es, en cierto sentido, un valorhipottico, el cual es postulado como existente
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Adquisicin de datos
Mtodos para incrementar la exactitudUn proceso estocstico es un concepto matemticoque sirve para caracterizar una sucesin de variablesaleatorias que evolucionan en funcin de otravariable, generalmente el tiempo.
Cada variable o conjunto de variables sometidas ainfluencias o efectos aleatorios constituye un procesoestocstico.
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Mtodos para incrementar la exactitud
Ligado al concepto de valor verdadero est elconcepto de error, puesto que el errorrepresenta la diferencia entre el valorverdadero y el valor medido.
De este modo, en error aleatorio es aquel querepresenta la diferencia entre el valorverdadero y el valor medido de una variablealeatoria.
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Adquisicin de datos
Mtodos para incrementar la exactitud
Este tipo de error debe ser diferenciado de:
a. Un error aislado producido por descuido otorpeza del experimental.
b. Un error sistemtico, introducidocontinuamente, debido a la falta decalibracin de un instrumento, por ejemplo.Este error produce un sesgo en la medicin
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Adquisicin de datos
Mtodos para incrementar la exactitud
En cada experiencia lo que se pretende es
disminuir el error.
Cualquiera sea la fuente del error experimental
una forma de minimizar este error asociado a la
medicin, es la repeticin del experimento.
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Adquisicin de Datos
En el campo de la metalurgia, los diseosfactoriales han probado ser un tipo de diseoexperimental preliminar importante debido a:
a. A tener un mnimo costo
b. Permite analizar un gran numero de variablesvariando todas al mismo tiempo
c. Permite determinar el efecto de cada variable porseparado, adems del efecto combinado.
Diseos factoriales
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La calidad de un producto
El rendimiento de un proceso
El comportamiento de un equipo o instrumento de medicin
Experimentos qumicos
El consumo de energa o combustible de un proceso
Adquisicin de DatosDiseos factoriales - Aplicaciones
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Adquisicin de DatosDiseos factoriales 2n
CombinacinNiveles de factores Respuestas
YiA B C
1 - - - Y1
A + - - Y2
B - + - Y3
AB + + - Y4
C - - + Y5
AC + - + Y6
BC - + + Y7
ABC + + + Y8
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Muestreo
En la mayora de los casos en metalurgia, la
adquisicin de datos implica procedimientos
de muestreo en el que se obtiene
informacin parcial acerca de un proceso y
en el que es generalmente imposible obtener
todos los datos de todas las posibles
condiciones.
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Muestreo -Etapasa. Definicin de objetivos
b. Determinacin de poblacin a muestrear
c. Determinacin de tipos de datos a colectar
d. Definir grado de precisin deseado
e. Definir mtodo de medicin y recursos
f. Definir marco de medida (grado de precisin,costos y tiempo empleado)
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Muestreo -Etapas
g. Realizacin de pre-test, simular la toma de muestra
para mejorar el procedimiento.
h. Organizacin del trabajo, disear una tcnica para
la toma de datos en funcin de disponibilidad de
planta y recursos humanos.
i. Realizacin del muestreo
j. Resumen y anlisis de los datos
k. Almacenamiento de los datos y de la informacin.
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El margen de error aceptable en las mediciones esta
determinado por los objetivos del anlisis ya que si se
especifica un error aceptable para los resultados,
inmediatamente quedan condicionadas las tolerancias
en todas las etapas del anlisis (propagacin de errores)
Muestreo La medicin
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Este margen de error esta determinado por diferentes
aspectos, tales como:
a. Alteracin del proceso por efecto de la medicin.
b. Representatividad de la muestra
c. Efecto del experimentador
d. Efecto del instrumento de medicin
e. El asincronismo (falta de coincidencia)
Muestreo La medicin
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Muestreo Nmero de variables
Se debe considerar:
Factor tecnolgico: Determinar si la propiedadque se desea medir es realmente medible con laactual tecnologa.
Factor econmico
Observabilidad
Redundancia: Es siempre conveniente tener por lomenos una medida redundante ya que ayuda avalidar informacin y detectar errores.
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Muestreo Tiempo y cantidad de muestreos
Se debe considerar:
a. Discretizacin.
b. Frecuencia de muestreo
c. Tiempo de muestreo.
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Muestreo Ventajas
Reduccin de costos
Mayor rapidez en obtener informacin
Mayores alcances (flexibilidad)
Mayor exactitud (precisin), con personal
altamente calificado y entrenado.
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Experimentacin Caractersticas
Permite colocar el relieve determinada caractersticas de un proceso
Se establece en el marco de requerimientos de informacin que impone un problema de ingeniera o de investigacin y desarrollo
Al obtener la informacin en forma controlada, se le puede asignar validez.
Los experimentos pueden ser estticos o dinmicos
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Experimentacin Conceptos bsicos de los experimentos estticos
No interesa la evolucin de las variables observadas,sino los valores finales que alcanza.
Se conciben para la determinacin de relaciones detipo algebraicas entre las variables de proceso.
Los datos son usados principalmente para analizar elproceso y su operacin y poder determinarcondiciones mas eficientes.
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Experimentacin Caractersticas de los experimentos dinmicos
Los aspectos a analizar antes de realizar un experimentodinmico son:
a. Eleccin de variable estimulo y de variables medidas.
b. Eleccin de las seales de entrada
c. Tiempo total de observacin
d. Definicin del marco externo
e. Determinacin del tiempo de muestreo adecuado
f. Definicin de las condiciones de proceso
g. Definir si el experimento se realizar bajo la accin de unsistema de control.
h. Eleccin de la instrumentacin adecuada
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Anlisis de datos
En general se deben analizar los datos obtenidosdesde el punto de vista estadstico, con los siguientesobjetivos:
Asignar un valor a la variable del proceso que sepueda considerar verdadero.(promedio)
Asignar un margen de confianza a estosvalores.(intervalos de confianza)
Analizar los datos estadsticamente para obtenerconclusiones tiles.(test de hiptesis)