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NEiNastran:Elementos Finitos,

Posibilidades Infinitas

Una NuevaGeneración deCompiladores

C/C++ y Fortran

SolucionesIntegradas de

Transferencia deCalor y Dinámica

de Fluidos

Visual Numerics:Análisis y Visualización

Avanzada de Datos

Número 1 Año 2005

La revista de software y actualidad tecnológica

PHOENICS/ FLAIR:Diseño de sistemas de ventilación, HVAC y simulación de incendios

Actualidad Científica es una publicación periódica de Aertia Software

ACTUALIDADCIENTÍFICA

S U M A R I O

Número 1 Año 2005

Edita:Aertia SoftwareC/ Sardenya, 229, Sat. 5ª08013 BarcelonaTel: 93 265 13 20Fax: 93 265 23 51e-mail: [email protected]: http://www.aertia.com

Colaboradores:Ramón Ollé, Juan ManuelSolé, Francesco Palloni, VivianCheng, Darlene Stoll, PeterSpalding, Cindy Beer

Actualidad Científica es unapublicación periódica y gratui-ta de Aertia Software, dirigidaa la comunidad científica ytécnica.

Todos los nombres y marcas mencio-nados son marcas registradas de susrespectivos propietarios.

04NEiNastran:Elementos Finitos, PosibilidadesInfinitas

08PHOENICS/FLAIR:Diseño de sistemas de ventilacióny aire acondicionado y simulaciónde incendios

12Northwest Analytical:Control estadístico de procesosen proyectos Seis Sigma

14Visual Numerics:La empresa líder en herramientasde análisis visual de datos y libreríasmatemático-estadísticas

18Crystal Ball:Simulación de Monte Carlo,¿Por qué debería utilizarla?

22PathScale/Portland Group:Una nueva generación de compiladores C/C++ y Fortranpara clústers Linux

24SINDA/FLUINT:Soluciones integradas de transferencia de calor y dinámicade fluidos

PRIMER CONTACTO XLStat 20Scientific WorkPlace 28MuPAD 29NeuroSolutions 30

ACTUALIDADCIENTÍFICA

Ahorrar costes. Ser más produc-tivos. Optimizar el diseño.Estos objetivos, tan simples de

formular pero en ocasiones tan difícilesde alcanzar, están en boca de la mayoríade empresas y pesan como losas sobremuchos ingenieros. Y es que, en el esce-nario actual, producir de forma cadavez más eficaz es algo ya imprescindiblepara mantener la competitividad.

Abordar estos retos no es posible sinel uso de nuevas herramientas capacesde simular la realidad, pero sin necesi-dad de crearla, y de predecir qué ocurri-rá ante todas las diferentes condicionesque puedan darse. Y aquí es donde en-tran en juego soluciones como NEi-Nastran, una herramienta de análisis deelementos finitos destinada a la creaciónde modelos de diseño y su posterioranálisis.

Análisis de elementos finitosA modo de introducción, lo que preten-de el método de análisis de elementos fi-nitos es obtener una solución a un pro-blema de modelado mediante la des-composición del objeto o entorno realque sea analizar en un gran número deconstituyentes básicos (los elementos).El comportamiento físico de cada unode estos pequeños elementos es muchomás fácil de determinar numéricamentea partir de las ecuaciones relevantes alproblema en cuestión y a las condicio-nes de contorno adyacentes. Una vezdeterminados los resultados para cada

elemento, se combinan para mostrarcuál sería el comportamiento del objetoreal.

Ante una realidad compleja, la estra-tegia parece bastante simple: divide yvencerás. De hecho, esta forma de abor-dar un problema físico fue propuestahace varios siglos, pero su puesta enpráctica debió esperar muchos añoshasta la aparición de los primeros orde-nadores. Las elevadas exigencias de cál-culo inherentes a esta aproximación, enespecial cuando se trabaja con modelostridimensionales, restringían su aplica-ción manual a los casos más simples.

Hoy en día, el análisis de elementosfinitos o FEA, según su acrónimo anglo-sajón, se aplica a multitud de discipli-nas. Prácticamente cualquier situaciónreal en que sea posible descomponer unmodelo en trozos elementales sobre losque aplicar las ecuaciones que rigen sucomportamiento, dispone ya de progra-mas informáticos de gran utilidad. Y,aunque el método de elementos finitosno es siempre la panacea universal quepueda aplicarse a todos los casos, su usoes muy habitual en campos como elelectromagnetismo, la dinámica de flui-dos y, por supuesto, el modelado de ele-mentos sólidos.

La compleja realidadModelar la realidad siempre ha sido di-fícil. No sólo es necesario considerar lageometría del modelo, sino que ademáslos materiales que lo forman, la maneraen que se disponen y las condiciones decontorno iniciales intervienen de formadecisiva en su análisis. Por otro lado,conviene recordar que los modelos sepueden analizar bajo diferentes puntosde vista. ¿Nos interesa conocer cual va aser su comportamiento en estado esta-cionario, o estamos también interesadosen analizar la fase transitoria inicial? ¿Seprecisa un análisis térmico del modelo,o carece de relevancia?

NEiNastranElementos Finitos, Posibilidades Infinitas

Fotografía del observatorio SOAR en CerroPachón (Chile) e imagen del modelo de su cú-

pula creado y analizado mediante NEiNastran

04 Actualidad Científica - Número 1

Además, un modelo puede ser radical-mente distinto de otro, y requerir unaaproximación diferente. Por ejemplo, esmuy importante establecer la condiciónde linealidad o no del problema antesde intentar resolverlo, ya que la formade realizar los cálculos deberá ser dife-rente. De la misma forma, es posible queun determinado juego de ecuacionesofrezca unos resultados más próximos ala realidad que otro para un mismo di-seño. En este caso, será tarea del inge-niero determinar qué opción convieneutilizar en base a su experiencia.

Es innegable que una herramientainformática capaz de satisfacer todos es-tos aspectos resultaría extraordinaria-mente útil en multitud de escenarios ydisciplinas de la ingeniería, y que suaplicabilidad podría extenderse a losdepartamentos de diseño, desarrollo einvestigación de muchas empresas yuniversidades. NEiNastran, de la em-presa Noran Engineering, es una de es-tas herramientas cuya utilidad y fiabili-dad están sobradamente probadas.Baste indicar que empresas comoHonda, Volvo o Boeing y organismoscomo la NASA utilizan este productopara la elaboración de buena parte desus diseños.

La creación del modeloEl punto de partida de toda aplicaciónde elementos finitos como NEiNastranes el modelo. La aplicación debe permi-tir el diseño o importación de modelosde elevada precisión y que reflejen fiel-mente el producto final. Basta con pen-sar en las tolerancias máximas de laspiezas de un motor de Fórmula 1 o deuna válvula cardíaca, para darse cuentade la importancia de este hecho.

NEiNastran incorpora un avanzadomódulo para la creación interactiva delos modelos, denominado NEiNastranModeler. Puesto que en muchas ocasio-nes la geometría de los modelos ya hasido creada mediante un programaCAD especializado, una de las funcio-nes que NEiNastran Modeler incorpora,y que con mayor frecuencia se utiliza, esla de importación. El producto permiteimportar geometrías de CATIA, IGES,VDA, I-deas, Pro/Engineer, Solid Edge,Unigraphics, ACIS y Parasolid, así comodel formato estándar DXF. De cualquierforma, NEiNastran Modeler dispone de

sus propias funciones para la creaciónde geometrías, que pueden utilizarsepara crear un modelo desde cero, o paramodificar un diseño importado desdeun programa CAD.

Pero con la geometría no basta, en espe-cial si el diseño contiene partes móviles.Es necesario introducir elementos comobarras, cables, membranas, muelles,amortiguadores o superficies de fric-ción, para simular el diseño mecánicocon precisión. En este sentido, Modelerofrece una importante biblioteca decomponentes con los que conectar lasdiferentes partes del modelo que así loprecisen. Y no menos impresionante esla biblioteca de materiales. Para llevar acabo cualquier análisis térmico, de resis-tencia o de tensión, es obligatorio defi-nir el material o materiales con los quese elaborará el diseño. NEiNastran so-porta materiales isotrópicos, ortotrópi-cos y anisotrópicos. Además, permitedefinir modelos avanzados de materia-les cuyas propiedades estén en funciónde la temperatura, así como efectos deplasticidad, elasticidad no lineal y ter-moelasticidad. Con el módulo opcionalNEiAdvanced Composites es posible,incluso, modelar con precisión estructu-ras compuestas por laminados, lo queresulta de particular utilidad en el dise-ño de cascos de veleros, alas de avioneso chasis de vehículos. NEiAdvancedComposites es sólo uno de los muchosmódulos complementarios que se ofre-cen con NEiNastran.

En el espacioEl escudo solar del nuevo telescopio espacialJames Webb ha sido diseñado con NEiNastranJames Webb es el nombre del nuevotelescopio espacial de la NASA, quetiene previsto sustituir al Hubble enel año 2010. Su revolucionario diseño,con espejos hexagonales y seis metrosde diámetro, permitirá observar obje-tos anteriores a la formación de lasgalaxias y de los sistemas planetarios,y profundizar en el conocimiento so-bre el origen del universo. Uno de loscomponentes básicos del telescopio essu escudo solar, formado por cinco delgadas capas de material que protegen ladelicada óptica de los rayos solares y evitan su calentamiento.

Para el diseño del escudo, con unas dimensiones de 22 x 10 metros, se ha elegi-do NEiNastran. El modelo tridimensional creado ha permitido identificar la ne-cesidad de ajustar de forma precisa la tensión de los cables de reacción del escu-do, así como recomendar la introducción de un cable perimetral en forma de ca-tenaria que sujete los bordes del escudo para distribuir la carga de manera uni-forme. De esta forma, se asegurará una protección adecuada del telescopio du-rante todo su tiempo de vida.

Modelo detallado de un tornillo utilizado para lafijación de una placa a la columna vertebral, y

detalle de las tensiones que experimenta.

Actualidad Científica - Número 1 05

Antes de que el modelo esté listo parasu análisis es preciso definir un par decosas más. Por un lado, hay que dividirel diseño en sus partes elementales deacuerdo con lo que se conoce como ma-llado o mesh. Esta operación es hastacierto punto crítica por varios motivos.En primer lugar, el mallado ha de ser losuficientemente fino como para seg-mentar con precisión el modelo y susdetalles. En otro caso, los resultados ob-tenidos podrían discrepar de la reali-dad, en particular en contornos y super-ficies irregulares modeladas con pocodetalle. NEiNastran permite el malladoautomático o semiautomático de los só-lidos, así como refinarlo en aquellospuntos que precisan una mayor resolu-ción. Asimismo, el mallado puede adap-tarse a las condiciones de construcciónparticulares del modelo, ya que, porejemplo, el comportamiento de un blo-que sólido es radicalmente diferente alde una superficie laminada.

En segundo lugar, es necesario esta-blecer un compromiso entre el detalledel mallado y los tiempos de cálculo. Enel modelado tridimensional, duplicar laresolución en cada dimensión suponeincrementar por ocho el número de ele-mentos finitos y el tiempo de cálculo.Afortunadamente, los diferentes resol-vedores (solvers) que incorpora NEiNas-tran están muy optimizados para pro-porcionar una solución al modelo en elmenor tiempo posible.

El último paso necesario previo al cálcu-lo del modelo es su activación. Habráque aplicar algún tipo de fuerza, pre-sión o momento para analizar cómo res-ponde el diseño, aunque se trate de lasimple fuerza de la gravedad. NEiNas-tran permite definir qué cargas y condi-ciones de trabajo serán las habitualesdel modelo, incluyendo no únicamentefuerza, presiones, velocidades o acelera-ciones, sino también temperaturas o flu-jos de calor para llevar a cabo análisistérmicos.

A resolver el modeloUna vez llegados a este punto, ya todoes cuestión de esperar al cálculo y ob-tención de los resultados. Antes, no obs-tante, habrá que seleccionar uno de loscinco resolvedores que incorporaNEiNastran para el análisis tomandocomo base la naturaleza del modelo ynuestra experiencia de diseño. En con-creto, NEiNastran ofrece los siguientesresolvedores:

PCGLSS (PreconditionedConjugate Gradient Linear SystemSolver): Es un solver lineal utilizadoen otras herramientas FEA y quepermite calcular modelos con hasta7 millones de grados de libertad enun Pentium PC.

VSS (Vector Sparse Solver): Basadoen tecnología de la NASA, este sol-ver utiliza métodos de reordenaciónavanzados para seleccionar la alter-nativa de cálculo más eficaz.

VIS (Vector Iterative Solver): Muyrobusto y capaz de proporcionarsoluciones precisas para un ampliorango de modelos.

Lanczos: Es un resolvedor de tipoeigensolver, capaz de tratar conhasta 4 millones de grados de liber-tad en un Pentium PC.

Subspace: Como en el caso ante-rior, se trata de un eigensolver basa-do en este caso en VSS.

En tierraEl equipo de Fórmula 1 Minardi estandariza eluso de NEiNastran para el diseño de sus chasisTras varios meses de un completoanálisis comparativo, el equipoMinardi ha seleccionado NEiNastrancomo la herramienta ideal para el di-seño y análisis de sus futuros mono-plazas. Su aplicación principal será ladel diseño de los chasis monocascode fibra de carbono, sobre los que sellevará a cabo un completo y exhaus-tivo análisis digital hasta cubrir el más mínimo detalle. Con ello, se pretende notan solo cumplir con los estricticos estándares de seguridad, sino mejorar el ren-dimiento de los diseños, reducir el número de prototipos de prueba y acortar eltiempo de producción. Asimismo, Minardi aplicará NEiNastran para la elabora-ción de análisis aerodinámicos y de rigidez, y para la determinación de los re-quisitos estructurales para el montaje de la suspensión y los motores.


Modelo de una llanta de aluminio creada mediante una herramienta CAD. El análisis muestra las zonas ypuntos de máxima tensión cuando se ve sometida a una carga.

Con independencia del resolvedor apli-cado, es interesante mencionar que to-dos ellos están soportados en platafor-mas Windows, Linux y Unix, y que lamayoría permiten la ejecución de cálcu-los en paralelo, ya sea en máquinas mul-tiprocesadoras o en potentes clústersLinux de 64-bits.

La gran ventaja de un cálculo rápidoes que experimentar con posibles cam-bios en el diseño y sus consecuencias nosupone una espera interminable.Resulta obvio que las todas las aplica-ciones FEA no son más que herramien-tas de cálculo que, a partir de un deter-minado input (el modelo), devuelvenun resultado. En consecuencia, el ciclohabitual de diseño consiste en ir refi-nando una idea inicial a partir de los re-sultados obtenidos tras cada iteración.Dicho de otra forma, se trata de poneren práctica el viejo método de prueba yerror, ya que ningún programa es capaz,por lo menos hasta la fecha, de optimi-zar un diseño por sí mismo.

Ver los resultadosSi el tiempo de cálculo invertido en re-solver un modelo no es despreciable, esfácil imaginar que la cantidad de datosnuméricos obtenidos será muy impor-tante. Presentar estos datos de maneraclara e inteligible es vital para conocercómo se comporta el diseño. NEi-Nastran, al igual que otras muchas he-rramientas de análisis de elementos fini-tos, recurre a un tradicional esquema decoloreado del modelo para mostrar lamagnitud de una variable. El caso máshabitual es el de mostrar la tensión a laque se encuentra sometida cada puntodel modelo con una gama de coloresque va desde el rojo, que indica siemprelos valores más altos, hasta el azul.Además de la tensión, es posible repre-sentar cualquier otro tipo de variableobtenida durante el proceso de cálculo,como la temperatura para el caso deanálisis térmico. Resulta, asimismo, fac-tible cortar el modelo por algún planopara mostrar sobre éste la gama de colo-res, y determinar isosuperficies, es de-cir, el conjunto de puntos con un valorcomún.

Naturalmente, NEiNastran permitecrear multitud de gráficas que represen-ten los datos obtenidos del resolvedorde una manera más clásica, seleccionan-

do las variables X e Y cuyos valores sedesean confrontar. Pero, sin duda, unade las características más atractivas delproducto es la de poder crear animacio-nes que muestren el cambio con el tiem-po de una variable sobre el modelocuando éste tiene carácter dinámico. Porejemplo, NEiNastran permite ver la se-cuencia completa de deformación deuna pieza cuando se la somete a unafuerza, el impacto de un objeto sobreotro e incluso las tensiones experimen-tadas por los pistones de un motor. Lasanimaciones se pueden guardar comoficheros AVI o publicarse en Internet co-mo VRML, lo que permite una comuni-cación muy eficaz del comportamientodel diseño incluso a personas no espe-cializadas.

Ajustarse más a la realidadSi bien NEiNastran se centra especial-mente en el análisis de elementos sóli-dos, es probable que para determinadosproyectos se precise evaluar el compor-tamiento del modelo desde otros puntosde vista. Por ejemplo, en aplicacionescríticas puede ser interesante conocer elgrado de fatiga de los componentes, enespecial si van a someterse a cargas di-námicas. En lugar de utilizar otra herra-mienta específica para dicha problemá-tica, NEiNastran ofrece diferentes mó-dulos complementarios que se integrancon la aplicación principal. Así, se pue-de aprovechar todo el trabajo de diseñoya realizado, y llevar a cabo otros análi-sis desde la misma interfaz de trabajo.

NEiNastran ofrece los siguientes módu-los, la mayoría de los cuales han sidodesarrollados por compañías especiali-zadas:

NEiFluid Dynamics: Ofrece solu-ciones de dinámica de fluidos com-putacional (CFD) y permite el cál-culo en 3D de la velocidad, tempe-ratura y presión de todo tipo defluidos, ya sea en estado transitorioo estacionario.

NEiThermal Basic y Advanced:Módulo para el estudio de los pro-cesos de transferencia de calor demodelos lineales o no lineales, enestado transitorio y estacionario.Permite crear modelos de conduc-ción, convección, radiación y cam-bios de fase.

NEiFatigue: Es un módulo dirigidoal cálculo de los tiempos de fatigade componentes sometidos a cargasdinámicas. La solución puede de-terminarse por análisis de elemen-tos finitos o mediante otras aproxi-maciones clásicas.

NEiAeroelasticity: Solución especí-fica que ofrece funciones ampliadasen los campos de aeroelasticidad,aeroservoelasticidad, aerodinámicay dinámica estructural.

NEiAdvanced Composites: Permiteel análisis, diseño y fabricación deestructuras laminadas compuestas.Ofrece una solución más real y pre-cisa al tratar con este tipo de mate-riales.

En el marLos principales equipos de la Copa Américaconfían en NEiNastranDiseñar un velero para la CopaAmérica no es una tarea simple.Hasta el más mínimo detalle cuenta ala hora de sacar ventajas a los compe-tidores. Un gran número de los equi-pos participantes utiliza NEiNastrancomo la principal herramienta deanálisis de elementos finitos para eldiseño del casco de fibra de carbonoy de otras partes críticas del velero. En particular, la posibilidad que ofreceNEiNastran para modelar elementos laminados permite una fácil y rápida eva-luación de múltiples diseños. Los ingenieros pueden analizar diferentes disposi-ciones de las capas de material en el casco para obtener el máximo rendimientodel modelo.


En el campo de la dinámica defluidos computacional, existe unproducto de reconocido prestigio

dentro del mundo académico y empre-sarial, cuyos orígenes se remontan amás de 30 años. Este producto es PHO-ENICS, una herramienta de modelado,simulación y análisis de fluidos, que hasido aplicada con éxito a un impresio-nante número de casos reales de muydiversa naturaleza. De hecho, es una delas aplicaciones preferidas por investi-gadores de universidades de todo elmundo para la elaboración de tesis y es-tudios científicos.

A pesar de que su interfaz de traba-jo resulte un tanto particular, conse-cuencia sin duda de sus orígenes leja-nos, PHOENICS alberga en su interioruna enorme colección de rutinas y ecua-ciones para la resolución satisfactoria demodelos, que van desde el análisis deturbulencias hasta la radiación de calor.El producto original ha sido ademáscomplementado a través de módulosdestinados a ampliar la funcionalidaden áreas de simulación específicas, biensea con el propósito de introducir nue-vos objetos para el modelado o con laidea de incorporar nuevas ecuacionesdiferenciales particulares. Este sería elcaso de MOFOR, un módulo que permi-te el modelado preciso de fluidos indu-cidos por cuerpos en movimiento, y so-bre todo de FLAIR, una extensión delproducto para el estudio de sistemas deacondicionamiento de edificios y análi-sis de incendios.

Una aplicación en augeFLAIR es un módulo que en la actuali-dad está despertando un considerableinterés entre arquitectos y responsablesde sistemas de climatización. La tenden-cia que hoy en día se observa es la decrear diseños que ofrezcan un máximoconfort pero con un mínimo gasto ener-gético y un máximo respecto al medioambiente. FLAIR ha sido aplicado a mu-chos casos reales en diferentes ámbitosy entornos, lo que ha permitido su utili-zación en:

Acondicionamiento y ventilación deedificios

Salas de operaciones en hospitales

Estadios e instalaciones deportivas

Aparcamientos subterráneos

Túneles para la circulación de vehí-culos y trenes

Entornos industriales/residenciales

Control de la polución

Simulación de incendios

Entre otras muchas características,FLAIR permite llevar a cabo un análisisde los modelos de forma rápida y eco-nómica, con el objetivo de detectar yevitar corrientes de aire molestas provo-cadas por una ventilación forzada, asícomo predecir la temperatura en luga-res cerrados para evitar áreas demasia-do cálidas o frías, y garantizar la efecti-vidad de los sistemas de climatización yaire acondicionado. Así mismo, FLAIRes capaz de controlar la humedad y elmovimiento de las partículas de polvo uotros contaminantes. Y no solo eso, sinoque puede analizarse la respuesta delmodelo ante los cambios previstos enlas condiciones externas y en el uso quese le vaya a dar. Por ejemplo, uno de losobjetos de simulación que la aplicaciónincorpora es el objeto denominado gru-po de gente, que permite a los arquitectosdeterminar las condiciones ambientalescuando una sala o edificio esté ocupadapor un determinado número de perso-nas.

PHOENICS/FLAIRDiseño de sistemas de ventilación y aire acondicionado, y simulación de incendios


Es posible crear modelos de vi-viendas y oficinas con gran de-

talle, y analizar, como en estecaso, la velocidad del viento encada punto para verificar si los

sistemas de ventilación y aireacondicionado pueden resul-

tar molestos para las personas.

Pero cuando se habla de acondiciona-miento, es más relevante considerar elconfort. El confort es una medida quedepende de la temperatura, el flujo deaire, la humedad y la radiación en cadapunto, y que naturalmente debe ser unode los objetivos principales de todo di-señador. FLAIR calcula los índices deconfort PMV y PPD según la norma ISO7730, la temperatura de humedad segúnel método CIBSE y la renovación del ai-re para todos los puntos del modelo, loque permite saber si una instalación vaa padecer el síndrome del edificio enfermoo si cumple con los requisitos sobre se-guridad e higiene en el trabajo estableci-dos por la legislación española.

Analizar la seguridadFLAIR no solo permite mejorar el acon-dicionamiento de edificios, sino queademás ofrece la posibilidad de simularla propagación de humos provocadospor incendios en espacios cerrados. Losresultados obtenidos han de servir paradiseñar sistemas de ventilación y de eli-minación de humos más seguros y efi-caces, así como para establecer las co-rrectas estrategias de evacuación delpersonal. Además, y gracias a su rápidavelocidad de cálculo de las soluciones,es posible ejecutar diferentes análisisdel tipo ¿qué pasaría si…? para anticiparsituaciones potencialmente peligrosas.

Para plantas industriales, salas blan-cas u hospitales, FLAIR puede utilizarsepara el diseño de los sistemas de venti-lación y aire acondicionado con los quemantener un entorno libre de contami-nantes de acuerdo con unas especifica-ciones iniciales. De igual forma, es facti-ble usar la herramienta en procesos quecomporten la emisión de elementos no-civos, tóxicos o radioactivos.

Como cabe esperar, el uso de FLAIRpermite obtener diseños mucho más se-guros y económicos. En una situaciónactual en que el ahorro energético debecontemplarse como un requisito másdel diseño, la simulación evita en mu-chos casos sobredimensionar los siste-mas de aire acondicionado y permite ex-perimentar con alternativas más efica-ces. El resultado será una importante re-ducción de costes, tanto iniciales comode mantenimiento, y un menor impactosobre el medio ambiente.

¿Por qué utilizar FLAIR?La razón fundamental por la que se de-be utilizar una aplicación como FLAIRen disciplinas como la arquitectura o laingeniería civil y medioambiental ya haquedado establecida: mejorar el diseñopara reducir costes. Las herramientas desimulación permiten determinar el com-portamiento del modelo final con unainversión mínima, y detectar y corregirposibles puntos débiles antes de iniciarcualquier obra. Además, posibilitan elensayo de ubicaciones alternativas delos equipos de aire acondicionado y ele-mentos estructurales. Es interesante in-dicar que FLAIR es capaz de predecirlos valores de velocidades, presión, tem-peratura, concentración de humo y con-fort para todos y cada uno de los puntosdel dominio bajo simulación, sin queexista limitación sobre unos cuantospuntos de medida.

Por otra parte, y a pesar de queFLAIR es un módulo de PHOENICS, suinterfaz de usuario ha sido adaptadapara que tanto arquitectos como inge-nieros de climatización y responsablesde seguridad puedan utilizar el progra-ma sin que sean necesarios profundosconocimientos de la dinámica computa-cional. Así mismo, la posibilidad de im-portar diseños ya creados en diferentesaplicaciones CAD y el soporte de tressistemas de coordenadas (cartesianas,polares cilíndricas y curvilíneas) permi-ten modelar estancias y espacios cerra-dos que presenten formas complejas.

FLAIR contempla la simulación de losmodelos tanto en estado estacionariocomo transitorio. En estado estaciona-rio, el resultado de los cálculos muestrala distribución de variables bajo condi-ciones constantes con respecto al tiem-po. Para el análisis de instalaciones deaire acondicionado, por ejemplo, este esel estado que interesa determinar, dadoque el proceso de puesta en marcha nosuele ser relevante. Pero para situacio-nes en que convenga examinar el efectode un fenómeno que varía con el tiem-po, como el calentamiento de una habi-tación o la propagación de un incendio,el estado transitorio es más apropiado.

Elementos realesUn punto sobre el que siempre se plan-tean dudas es el de la concordancia delos resultados teóricos que FLAIR (ocualquier otro programa de simulación)proporciona mediante sus algoritmosde cálculo frente a las mediciones reales.Pero, si hay un hecho evidente, es que laprecisión dependerá de la fidelidad conque se pueda llegar a simular la reali-dad. En este sentido, FLAIR incorporauna amplia biblioteca de objetos quepermite crear un modelo extraordina-riamente ajustado a lo que será su im-plementación final. FLAIR dispone deuna completa biblioteca de materialesampliable y ofrece la posibilidad deañadir elementos singulares como difu-sores, pulverizadores, grupos de perso-nas, fuentes de luz solar y fuegos.


FLAIR permite crear modelos complejos, como es el caso de este estadio deportivo en el que se muestra laconcentración de humos mediante isosuperficies momentos después de producirse un incendio.

FLAIR se aplicó durante el diseño delcentro comercial Xanadú en las proxi-midades de Madrid para analizar la se-guridad del área de ocio y restauraciónen el caso de incendios. El espacio don-de se ubica es la planta superior de ungran hall de 139 metros de largo por 33de ancho, con una altura de 24 metros.El hall tiene dos niveles, con espaciosabiertos entre ambas plantas, para darla sensación de amplitud desde cual-quier punto.

Las grandes dimensiones suponíanque, en el caso de incendio, el techopudiera acumular una gran cantidadde humo, superior a las pautas con-vencionales para este tipo de edificios.El principal inconveniente era deter-minar si el aire caliente y el humo po-drían dificultar la evacuación de laspersonas de la planta superior a travésde una puerta de emergencia o de lospasillos que la conectan con el resto delcentro comercial. Una complicaciónadicional es que la ley sobre seguridadestablece que las medidas contra hu-mos e incendios de los nuevos edificiosse han de poner en práctica mediantemétodos naturales, no mecánicos.

La solución propuesta fue la intro-ducción de un gran número de respira-deros en la parte superior de las pare-des laterales, justo por debajo de la ba-se del techo. FLAIR fue utilizado parasimular si los temores sobre la acumu-lación del humo eran fundados y, encaso afirmativo, si la solución propues-ta proporcionaría una mejora acepta-ble de la seguridad. Para llevar a cabola simulación, se consideró la apariciónde un fuego de 2,5 Mw en la planta in-ferior, en el extremo opuesto a la salidade emergencia. Se analizaron diferen-tes variables y se obtuvo su distribu-ción tanto para la planta inferior comopara la superior (donde se ubica el áreade ocio y restauración), teniendo encuanta la presencia o ausencia de res-piraderos. Los resultados del cálculomostraron que la instalación de los res-piraderos no proporcionaba ningunaventaja significativa por lo que respec-ta a la planta inferior. Sin embargo, los

valores obtenidos para la planta supe-rior son radicalmente diferentes.

La figura 2 muestra las temperatu-ras a la altura de la cabeza que se al-canzan tras el incendio en la planta su-perior. Sin respiraderos (imagen iz-quierda), la temperatura es peligrosa-mente alta en toda la planta, mientrasque con su instalación (imagen dere-cha) se consigue mantenerla a unos ni-veles aceptables de 30º C.

Más significativa aún es la diferen-cia del denominado PPD (PredictedPercentage Dissatisfied), que estableceel porcentaje de personas que sentiríanunas condiciones ambientales incómo-das. Sin respiraderos, las condicionesserían inaceptables para cualquier per-sona que estuviera en la planta supe-rior. Algo similar ocurre con la visibili-dad. De una situación en que la visibi-lidad es prácticamente nula, se pasaríaa tener una visión muy buena en lamayoría de zonas de la segunda plan-ta, lo que permitiría una fácil evacua-ción. (En todas las gráficas el color rojoindica un valor alto, por lo que en lagráfica de visibilidad éste es el colordeseable.)

Finalmente, FLAIR calculó tambiénel flujo de calor que emana del fuego yla forma en que se disipaba en amboscasos. En ausencia de respiraderos, elcalor y las partículas de humo sólopueden escapar a través de todo el pa-sillo y hacia la salida de emergencia, esdecir, justamente siguiendo la vía deevacuación de las personas. Por el con-trario, la presencia de respiraderos fa-cilita la salida del aire caliente en lasproximidades del fuego.

Simulaciones posteriores permitie-ron determinar que el número de res-piraderos y su tamaño podía reducirsecon respecto a la idea original, sin queello supusiera comprometer la seguri-dad del edificio. La puesta en prácticade la solución, que formaba parte detodo un conjunto de medidas de segu-ridad más amplio, supuso un ahorroestimado de 250.000 Euros en el pro-yecto.

Un caso real de aplicación de FLAIRCentro Comercial Xanadú de Madrid

Figura 1: Modelo del centro comercial Xanadú deMadrid creado con PHOENICS/FLAIR.

Figura 3: Cálculo del PPD. Sin respiraderos (a la iz-quierda) la situación es totalmente incómoda.

Figura 4: Cálculo de la visibilidad. El color rojo indi-ca un valor alto, es decir, buena visibilidad.

Figura 5: Flujo de calor. Sin respiraderos, el calorsólo puede escapar por la salida de emergencia.

Figura 2: El cálculo de temperaturas muestra quesin respiraderos (imagen izquierda), la planta su-perior alcanza los 50º C tras el incendio.


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Seis Sigma es una metodología ydisciplina que utiliza los datosempresariales y técnicas de análi-

sis estadístico para medir y mejorar elrendimiento operacional de una compa-ñía mediante la identificación y elimina-ción de “defectos” en los procesos deproducción. El objetivo último de SeisSigma es conseguir el incremento y unamejora de los beneficios a través de laeliminación de la variabilidad, defectosy pérdidas en los sistemas de produc-ción que afectan frecuentemente la leal-tad y confianza de los clientes.

Seis Sigma se asocia en la actualidadcon la calidad. Muchas empresas ven lametodología Seis Sigma como un nuevosistema a adoptar para tomarlo comoparte constituyente de su cultura corpo-rativa. Otras la ven como la definiciónactual que se da a los procesos de mejo-ra de calidad. Son muchos los artículosy estudios realizados en la actualidadque hablan y analizan la excelencia quela adopción de esta metodología ha sig-nificado para muchas empresas en ma-teria de ahorro de costes como conse-cuencia de la mejora continuada de susprocesos de producción. Compañías co-mo Johnson & Johnson han publicadoahorros de unos 200 millones de dólaresen 1999, 350 millones en 2000 y 500 mi-llones en 2001 (Fuente: Bertels 2003).Otras empresas han presentado resulta-dos similares. Estas compañías, sin em-bargo, tienen un punto en común: todasadoptaron e implementaron procesosde mejora continua en su producción enlos años 80 y principios de los años 90.El método Seis Sigma les permitió con-seguir nuevas cotas en la gestión de suscostes y gastos, así como en la calidad yexcelencia en sus procesos de mejora dela producción y calidad.

Por otra parte, muchos analistas indicanque la implementación de la metodolo-gía Seis Sigma sólo consigue importan-tes éxitos en aquellas compañías inter-nacionales y de alto rendimiento, dondela complejidad de las tareas acometidas,sus procesos inherentes y los puntos ocuellos de botella donde se precisa la ac-tuación, suponen una intervención com-pleta y la realización de análisis de flu-jos en toda la organización. Sin embar-go, en compañías de tamaño pequeño omediano, se ha observado que resultamás eficaz concentrarse en los funda-mentos básicos del control de procesos yde las metodologías de mejora continua.Estos principios básicos incluyen la im-plementación del llamado ST (StatisticalThinking), que se orienta y enfoca en trespremisas fundamentales:

1. Todo trabajo se realiza (o se puedeplasmar) en un único proceso. Lascompañías deben desarrollar, por lotanto, los mecanismos que les per-mitan una comprensión total de susprocesos críticos.

2. Todos los procesos muestran o es-tán sujetos a variaciones. Las em-presas necesitan desarrollar siste-mas de medida que les permitancomprender y monitorizar los pro-cesos y la variación de los produc-tos implicados.

3. La clave del éxito se encuentra pre-cisamente en la disminución de es-tas variaciones. Estas compañías de-ben desarrollar un programa demejora continua que les permitaidentificar y reducir las causas deesta variación.

La metodología Seis Sigma evoluciona apartir de muchas de las experiencias re-alizadas en diferentes empresas y com-pañías. Proporciona en muchos aspec-

tos claves de éxito, y muchas empresaspueden beneficiarse de la experienciade la implementación de Seis Sigma enempresas que tengan un mismo perfil oproblemática. En cualquier caso, si unaempresa adopta esta metodología y ob-serva una importante mejora en el con-trol de sus procesos que conlleva unadisminución de costes y eliminación decuellos de botella, debe seguir innovan-do mediante mecanismos de mejoracontinua a partir del punto en que se en-cuentra, pero sin variar significativa-mente aquellos procedimientos que lehan asegurado una disminución de lospuntos críticos de sus procesos de pro-ducción. Por ejemplo, una nueva herra-mienta (o disciplina) que se ha añadidoa la metodología Seis Sigma es el Diseñode Experimentos (DOE). DOE debe serutilizado con cierta precaución, ya queasume cierto tipo de interpretaciones es-tadísticas que incluyen datos distribui-dos independientes e idénticos. En tér-minos SPC (Statistical Process Control)puede ser utilizado si se dispone de pro-cesos estables. En cualquier caso, losprimeros pasos en los procedimientosde mejora continua tradicional y los deSeis Sigma son idénticos: la eliminaciónde las causas principales de variación.Las metodologías Seis Sigma incluyenprocedimientos de aprendizaje de he-rramientas de gestión y management ta-les como aplicaciones de control de pro-yectos, de gestión financiera, y de pre-dicción y control de cambios.

Seis Sigma tiene una estructura degestión que se integra de modo únicocon la estructura de negocios tradicio-nal. Los cuadros ejecutivos de las em-presas deben comprometerse de un mo-do total con Seis Sigma. Parte de estecompromiso consiste en servir comopersonal plenamente formado o cham-

ControlEstadístico deProcesos enProyectos SeisSigma


pions en los proyectos Seis Sigma. Estetipo de papel tiene tres efectos:

Los proyectos son seleccionados detal modo que tengan el mayor im-pacto en materia de calidad, pro-ductividad o beneficio.

Los ejecutivos tienen plenos intere-ses en la conclusión con éxito de es-tos proyectos.

El sistema de informes se desarrollade tal modo que minimiza el proce-so de filtrado de información críticaa través de los diferentes niveles delequipo directivo.

Estos proyectos tienen, generalmente,un gran impacto en cortos espacios detiempo. Los proyectos deben ser com-pletados y finalizados en un plazo má-ximo de tiempo de cuatro meses. Con el

objeto de que todos estos elementos y lapuesta en marcha de los procesos decontrol se lleve a cabo con éxito, las em-presas que implementan los métodosSeis Sigma deben disponer de todas lasherramientas que les permitan seguir yadecuar los pasos en sus sistemas demejora continua.

Estas compañías comprometen a suvez a diferentes recursos humanos paraque se transformen en personal especia-lista y suficientemente formado paraque monitorice y valide la puesta enmarcha de todos los procedimientos demejora (black belts). Estas personas infor-maran a su vez a la oficina corporativadel modo en que van implementándoseestos procedimientos y sus resultados,mientras lideran y corrigen los procesosde mejora de calidad. A su vez, los black

belts deben ser apoyados por los deno-minados green belts. Estas personas hansido formadas en las metodologías SeisSigma y, además de trabajar en ellas, re-alizan su actividad habitual. Un greenbelt invierte aproximadamente entre un25 y un 50 por ciento de su tiempo enproyectos Seis Sigma.

Seis Sigma puede ser una poderosaherramienta para mantener y gestionarlos procesos de mejora continua en lasempresas. Sin embargo, su implementa-ción no es sencilla. Para conseguir losbeneficios que se derivan de su puestaen marcha, las empresas deben tenerprocesos de gestión y control activos asícomo procedimientos de mejora de cali-dad continua.

La empresa norteamericana NorthWestAnalytical (NWA) dispone de un con-junto de herramientas de control deprocesos estadísticos de eficacia proba-da y alto rendimiento que están siendoen la actualidad utilizadas por un grannúmero de empresas internacionales.Las aplicaciones de NWA pueden clasi-ficarse en las siguientes categorías:

Herramientas gráficas y de genera-ción de informes: NWA QualityAnalyst y NWA Quality Analyst WebServer. Se trata de herramientas deanálisis SPC gráficas y de genera-ción de informes basadas en Web.

Herramientas de monitorización yrecogida de datos: NWA QualityMonitor y NWA Quality MonitorSupervisor. Proporcionan los méto-dos adecuados para efectuar la re-cogida de datos e información enplanta, así como la monitorizaciónde datos en estaciones de trabajo.

Aplicaciones SPC incrustadas:NWA SPCx y NWA QAx. Incluyensistemas SPC incrustados en tiem-po real para sistemas HMI/SCADAy componentes ActiveX para la rea-lización de gráficas y el análisis.

Gestión de bases de datos de cali-dad: NWA Quality Data Manager.Proporciona la administración y laconfiguración de bases de datosSPC.

LIMS (Laboratory InformationManagement Systems): NWA LIMS.Sistema de gestión de laboratorios.

Diseño de experimentos (DOE):NWA Design Ease y NWA DesignExpert. Aplicaciones para el diseñoy el análisis de experimentos.

Las aplicaciones NWA soportan proyec-tos Seis Sigma de tres modos:

1. Seis Sigma requiere datos relevantes,precisos y completos.

Con el objeto de desarrollar los proce-sos de análisis y de verificar que loscambios realizados sobre el proceso hantenido el impacto perseguido, es críticorecoger los datos necesarios a tiempo ycon un elevado grado de precisión.

NWA Quality Monitor incrementa laprecisión y eficacia en la recogida dedatos en planta y proporciona un siste-ma de alarmas y análisis SPC. Las plan-tas pueden estandarizar los sistemas derecogida de datos mediante diversosmecanismos de entrada y captura, co-mo lectores de código de barras, báscu-las o equipos de test automáticos.

2. Las técnicas de análisis estadísticoen Seis Sigma requieren que los datosprovengan de procesos estables.

Los procesos, para ser válidos, tienenque estar sometidos a control estadísti-

co para la utilización de técnicas talescomo tests de hipótesis (t-tests, chi-cua-drado, etc), Diseño de Experimentos(DOE), regresión y análisis multivarian-te. Esto requiere de una robusta y eficazaplicación SPC antes de que los proyec-tos Seis Sigma empiecen. La herramien-ta de análisis gráfico SPC NWA QualityAnalyst combina facilidad de uso, co-nectividad con bases de datos y exce-lentes prestaciones SPC, lo que le per-mite identificar y reducir las causas devariación en los procesos implicados enproducción.

3. Implementación de un sistema decontrol de procesos.

Se trata de uno de los mayores proble-mas que surgen y de los que informanmuchas de las compañías con proyectosSeis Sigma. Es necesario fijar y articularuna metodología continuada que per-mita controlar en la actividad diaria to-dos aquellos procesos implicados en lamejora de la productividad y en los me-canismos de producción en particular.La familia de productos NWA descritosanteriormente permite desarrollar y po-ner en marcha sus procesos Seis Sigmade modo más fiable, seguro y eficiente.

Para más información:

http://www.aertia.com

Soluciones Seis Sigma de la empresa NorthWest Analytical


La empresa líder en herramientas de análisis visual de datos y librerías matemático-estadísticas

Visual Numerics es una empresaque ha estado proporcionandosoluciones técnicas para el aná-

lisis numérico y la visualización de in-formación durante los últimos 30 años.Su familia de productos ayuda a com-prender mejor datos complejos prove-nientes de una amplia variedad de fuen-tes, con el objeto de desarrollar aplica-ciones técnicas de gran envergadura ycomplejidad. La compañía ofrece dos ti-pos de líneas de productos: las libreríasnuméricas IMSL, para la realización desofisticados análisis matemático-esta-dísticos, y el entorno visual de desarro-llo de aplicaciones PV-WAVE.

Las librerías IMSL ofrecen soporte alos lenguajes C, C++, C#, Fortran y Javapara el análisis numérico, e incluyen to-das las rutinas y algoritmos esencialesoptimizados para el rápido desarrollode cualquier tipo de aplicación, ya setrate de problemas físicos, estadísticos,matemáticos o de índole financiera.Tanto si se desarrollan aplicaciones paraproyectos internos como para tercerasempresas en entornos UNIX, Windowso Linux, las librerías IMSL proporcio-nan las herramientas necesarias paracrearlas de modo preciso y robusto.

Por otra parte, la familia de produc-tos PV-WAVE (que incluye PV-WAVE,TS-WAVE y JWAVE) ofrece un conjuntode herramientas para el desarrollo deaplicaciones gráficas de gran precisión.Las soluciones PV-WAVE permiten im-portar, manipular, analizar y visualizardatos rápidamente, pudiendo obtener lainformación a representar desde dife-rentes fuentes y sin que el volumen dedatos a procesar represente ningún obs-táculo. Además, incluyen también unrobusto programa de análisis de seriestemporales (TS-WAVE) y la posibilidadde compartir los resultados del análisisa lo largo de toda su organización me-diante una solución basada en Java(JWAVE).

IMSL C/C++ NumericalLibraryLa librería IMSL C Numerical Library(CNL) proporciona a programadores ycientíficos más de 370 funciones mate-mático-estadísticas avanzadas para serutilizadas en aplicaciones C/C++. Esteconjunto de algoritmos y funciones alta-mente optimizado se basa en la clásicalibrería IMSL Fortran Library. Las áreasde aplicación de estas librerías son muyamplias, pero en la actualidad tienenuna gran aceptación en el mercado fi-nanciero gracias a su enorme capacidadde procesamiento y análisis de informa-ción.

Funciones matemáticas:

Sistemas lineales

Análisis de valores propios

Interpolación y aproximación

Integración y diferenciación

Ecuaciones diferenciales

Transformadas

Ecuaciones no lineales

Optimización

Funciones especiales

Funciones estadísticas:

Estadística básica

Regresión

Correlación y covarianza

Análisis de varianza y diseño de ex-perimentos

Estadística no paramétrica

Series temporales y previsión

Análisis de supervivencia

Funciones de distribución de proba-bilidad e inversas

Generación de números aleatorios

IMSL FORTRAN NumericalLibrary La librería IMSL FORTRAN NumericalLibrary (FNL) integra las librerías IMSLF90 para procesamiento en paralelo conlas librerías matemático-estadísticasIMSL F77 en un solo paquete.

Estas librerías incluyen funciones degran utilidad para cualquier programa-dor, desarrollador o investigador queactualmente utilice el lenguaje FOR-TRAN en centros de cálculo, universi-dades o entidades financieras.

La versión 5.0 de esta librería combi-na unas excelentes prestaciones, que leproporcionan la flexibilidad de trabajarcon los actuales y modernos lenguajesFORTRAN, con el elevado rendimientoy las vanguardistas técnicas de compar-tición y distribución de memoria en ar-quitecturas multiprocesador. Esta libre-ría ofrece rutinas y algoritmos para en-tornos FORTRAN 77/90 y procesamien-to paralelo (SMP y OpenMP), destacan-do las funciones proporcionadas para elanálisis de series temporales.

VisualNumerics


Áreas de aplicación de laIMSL C Numerical LibraryOptimización de carteras en servi-cios financieros.

Modelación de sistemas médicos ybiológicos.

Control de procesos y producción.

Análisis de datos y optimización deproductos.

Gestión de riesgos en seguros.

Funciones para la predicción y de-tección de valores ocultos y análisisde varianza en una amplia variedadde tipos de diseños de experimentospara I+D.

Nuevos algoritmos para análisis desupervivencia y fiabilidad.

IMSL C# Numerical Librarypara aplicaciones .NETLa librería IMSL C# Library ofrece a losprogramadores en lenguaje C# y VisualBasic .NET un conjunto de algoritmosdesarrollados 100% en C#, que son ade-más conformes con el entorno de traba-jo .NET.

En la actualidad, la mayoría de deci-siones empresariales tienen que tomar-se en base a datos muy concretos y, enmuchos casos, críticos. Mediante la uti-lización de algoritmos y funciones ma-temático-estadísticas puede conseguirseuna mayor comprensión de las diferen-tes variables implicadas en un problemaconcreto, así como de las relacionesexistentes entre ellas, de tal modo queresulte viable crear simulaciones delcomportamiento de un sistema determi-nado para tratar de encontrar la solu-ción que más se adecúa al objetivo per-seguido.

Gracias a la librería IMSL C# Nume-rical Library, las aplicaciones desarrolla-das en Microsoft .NET Framework pue-den proporcionar respuestas a todo tipode exigencias. Esta librería es compati-ble con los entorno de desarrollo .NET ycontiene un importante y robusto con-junto de funciones y rutinas escritas100% en código C#, entre las que desta-can funciones estadísticas pensadas pa-ra optimizar el diseño de productos,analizar las previsiones, mejorar las de-mandas o minimizar riesgos en proce-sos de inversión.

Categorías de funciones incluidas:

Sistemas lineales


Regresión

Correlación

Análisis de series temporales

Análisis de clúster

Funciones de distribución de proba-bilidad

Operaciones matriciales

Ecuaciones diferenciales

Interpolación y aproximación


Análisis factorial

JMSL Numerical Library paraaplicaciones Java Por su parte, la librería JMSL NumericalLibrary (JMSL) incluye, además de lasfunciones matemático-estadísticas ante-riormente citadas, funciones financierasy gráficas escritas en lenguaje 100%Java, que permiten desarrollar aplica-ciones basadas en red.

Hasta ahora, Java no era un lengua-je que permitiese de modo natural la re-alización de análisis estadísticos y nu-méricos de modo robusto. Con la libre-ría JMSL, cuya primera versión data delaño 1997 (cuando Java se encontraba ensus primeras versiones), ya es posible eldesarrollo de aplicaciones que contem-plen la ejecución de análisis en platafor-mas Java. Las extensiones Java de esta

librería proporcionan las bases necesa-rias para el desarrollo analítico de apli-caciones empresariales en una de lasmás flexibles plataformas colaborativasdisponibles.

Muchos programadores de aplica-ciones Java encontrarán fácil el acceso afunciones matemáticas y estadísticasdesde el lenguaje de programación queles es propio. Visual Numerics ha esta-do desarrollando estas librerías de fun-ciones a partir de las clásicas IMSL FOR-TRAN y C para todos aquellos profesio-nales que tienen al lenguaje Java comosu herramienta de desarrollo de aplica-ciones básica. Las funciones incorpora-das permiten abordar problemas com-plejos en materia de optimización,transformadas rápidas de Fourier, inter-polación, ecuaciones diferenciales, co-rrelación, análisis de series temporales,gráficas y análisis financiero, álgebra li-neal, funciones matriciales, etc.

Algunas de las aplicaciones en quese utilizan funciones de JMSL NumericalLibrary son:

Gestión de carteras en finanzas

Control de procesos y producción

Análisis de consumo energético

Supply Chain Management

Business Intelligence

Optimización de productos


Las librerías IMSL y PV-WAVE sehan venido utilizando amplia-mente durante las últimas tresdécadas en multitud de discipli-nas. Estas seis imágenes mues-tran aplicaciones reales en loscampos de la ingeniería, la medi-cina, la geología, la climatología,la dinámica de fluidos y la analíti-ca (de izquierda a derecha y dearriba a abajo).

Las gráficas complejas no proporcionangran información sin herramientas deanálisis matemático y estadístico quepermitan realizar una interpretación rá-pida e intuitiva de los datos mostrados.La empresa Société Générale ha utilizadoPV-WAVE para integrar un conjunto deprogramas complementarios a su herra-mienta Chartix®, que permite a los in-versores realizar una inmediata inter-pretación de los resultados y tendenciaspara obtener un mayor control en el re-torno financiero de sus inversiones.

El problemaLos analistas financieros, agentes decambio y bolsa e inversores en generalutilizan habitualmente su intuición yrapidez de reflejos en sus operacionesintradía. Pero para ello necesitan utili-zar los programas adecuados que lesayuden a optimizar y minimizar losriesgos en el desarrollo de sus activida-des cotidianas.

Seleccionado por la calidad de susgráficas y por las excelentes funcionesestadísticas que contiene, PV-WAVE esactualmente una herramienta con unaamplia aceptación dentro de la comuni-dad financiera. Muchas entidades estánempezando a considerar sus prestacio-nes para incorporarlo como programabase o complementario a sus aplicacio-nes existentes. Para Société Générale,PV-WAVE proporciona un excelente so-porte a los analistas e inversores de laempresa, como producto complementa-rio a Chartix®, la aplicación estándarcreada por el equipo informático de lacompañía.

En el mundo financiero, un ampliorango de "elementos" son comprados yvendidos (energía, monedas, materia-les, bonos, etc). Los inversores necesitanprocesar un enorme volumen de infor-mación e interpretarla correctamentecon el objetivo de comprar y vender delmejor modo posible, obteniendo así elmáximo beneficio con mínimo riesgo.Todos los precios, tendencias y ratiosnecesitan ser representados y rápida-

mente interpretados en el menor tiem-po posible. Una aplicación financierapobremente diseñada puede represen-tar grandes pérdidas para cualquiercompañía y para sus clientes.

Desarrollada por las divisiones OTAy OTC de Société Générale, Chartix® esla única aplicación que permite a losoperadores comprender la complejidadde los mercados en su totalidad.

La soluciónSociété Générale quería estandarizaruna aplicación para todas sus divisio-nes de inversión mediante un programaa medida que tuviese un coste menorque muchos de los programas estándarque existen en el mercado. El proyectode desarrollo de la aplicación duró cer-ca de dos años, durante los cuales elequipo encargado de la puesta en mar-cha de la aplicación se mantenía perió-dicamente en contacto con sus clientes.La persona encargada del proyecto, EricWeinstock, seleccionó PV-WAVE comoherramienta principal, gracias a sus po-tentes prestaciones en materia de visua-lización de datos 2D y 3D, así como porsus excelentes funciones estadísticas. Laaplicación Chartix® fue desarrolladabajo el sistema operativo SunOS en es-taciones de trabajo Sun SPARC®, y hasido ya instalada en la oficina de la com-pañía en Paris (y próximamente se ins-talará en las oficinas de Nueva York yTokio).

Chartix® obtiene continuamente datosde una base de datos central, la cual a suvez obtiene información de Reuters yTelerate en tiempo real. Posteriormenteintegra todos los datos financieros dis-ponibles en la Bolsa, incluyendo volú-menes de transacciones, ofertas de com-pra y venta, precios de apertura, índi-ces, etc. Los operadores e inversorespueden trabajar con datos "intradía"(tiempo real) o "extradía" (históricos)para observar y analizar el estado delmercado en días, semanas o meses pa-sados. Seleccionando un tipo de gráficafinanciera en particular (histograma,curvas, gráfica de barras o diagramasde volatilidad histórica), el inversorpuede visualizar hasta 5.000 valores di-ferentes en tiempo real.

Gracias a su experiencia adquirida,los inversores utilizan los movimientosdel mercado para definir sus posicionesde compra y venta. Chartix® les pro-porciona el marco de actuación generalmediante el que pueden disponer de in-formación en tiempo real de lo que su-cede en el mercado, a través de gráficasestadísticas y matemáticas, lo que per-mite la realización rápida de compara-ciones y análisis.

PV-WAVE como herramienta de análisis financieroSociété Générale utiliza PV-WAVE como herramienta de soporte a su programa Chartix®


PV-WAVE permite crear gráficas 3D que muestrenel valor de una variable frente a otras dos y crearun coloreado automático en base a su magnitud.

El 85% de las empresas Fortune 500 confían en Crystall Ball paramejorar la calidad de sus decisiones de negocio críticas.

Crystal Ball es una potente suite de aplicaciones basadas en Microsoft Excel que amplía y mejora la potencia analítica de sus hojas de cálculo. Con la aplicación de lasherramientas de predicción, simulación y optimización de Crystal Ball a sus propiosmodelos Excel, le resultará mucho más fácil entender y cuantificar la incertidumbre yvariabilidad subyacente de sus modelos y predicciones.

Crystal Ball convierte sus hojas de cálculo de unmero conjunto de valores medios estáticos a unaherramienta de análisis de riesgos dinámica. ConCrystal Ball puede planificar lo inesperado y mejorar la calidad de sus decisiones críticas.

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Con una frecuencia cada vez ma-yor, las empresas de software ylas compañías de tecnología en

general muestran y presentan artículosrelacionados con las ventajas derivadasde la simulación y el análisis estratégicomediante el método de Monte Carlo.Pero más a menudo todavía, no definencon demasiado detalle las implicacionestécnicas del uso de este tipo de simula-ción. ¿Qué repercusiones tiene la utili-zación de este tipo de tecnología y dequé modo su compañía puede benefi-ciarse en la solución de problemas em-presariales de modo más efectivo?

Las aplicaciones de simulación, quese usan fundamentalmente para imitary estudiar sistemas reales, son progra-mas que están más de actualidad quenunca. Tomemos, por ejemplo, un pro-grama de simulación de vuelo. Éste escapaz de simular el comportamiento deuna aeronave en condiciones atmosféri-cas o de navegación puntuales o extre-mas, permitiendo de ese modo que lospilotos puedan aprender a manejarlasde modo previo a un vuelo real bajocondiciones de seguridad total. Los be-neficios (seguridad, previsión, ahorrode costes, etc.) derivados de este tipo desimulación 3D son indudables.

Sin embargo, muchos de los proble-mas relacionados con las actividadeseconómicas o de negocios, no parecen apriori buenos candidatos para la simu-lación. Por ello, ¿cómo puede realizarseuna buena decisión en su línea de nego-cios realmente estratégica? ¿cómo apro-vechar la experiencia adquirida paraminimizar riesgos y costes frente a cual-quier decisión empresarial? Muchascompañías basan sus decisiones empre-sariales en los resultados derivados desus métodos de previsiones y pronósti-cos, cash-flow y tesorería, además del

análisis y los gráficos de flujo de susprocesos. En la práctica, estos modelospueden ser simulados utilizando el aná-lisis proporcionado por el método deMonte Carlo y los resultados obtenidospueden ofrecerle nuevas perspectivasque le permitirán tomar sus decisionesde un modo más seguro y eficaz.

Incertidumbre, Probabilidady RiesgoLa simulación está asociada habitual-mente a la idea de incertidumbre. En elmundo empresarial este concepto pue-de implicar riesgos, errores, daños ocualquier tipo de evento no deseado.Una simulación adecuada de todos losprocesos y variables asociadas en la bús-queda de un determinado objetivo nospuede ayudar a minimizar el impactodel riesgo a asumir, así como determi-nar con más objetividad el mejor cami-no a seguir. Muchas compañías, mien-tras reconocen tácitamente la incerti-dumbre intrínseca de sus planes, no mi-den en ocasiones el impacto real de lamisma. Si, por ejemplo, una empresa seencuentra en la fase de desarrollo de unnuevo producto para ponerlo en el mer-cado, ¿cúales son las probabilidades deéxito?, ¿qué opciones hay para corregirerrores?

¿Por qué los términos mediosson peligrosos?Tradicionalmente, los analistas han tra-tado de minimizar la incertidumbre me-diante la utilización de puntos de esti-mación medios, incluyendo también loscasos más probables, mejores y peoresen la estimación. Este modo de operares, de lejos, uno de los sistemas más co-munes en la realización de tareas de es-timación y predicción. Por regla gene-ral, cuando se confía en valores medios

o en escenarios simples, se ignoran amenudo los efectos de la incertidumbrey se tiene una exposición mayor a ries-gos. La popularidad del Método deMonte Carlo radica en el hecho de quetiene una enorme capacidad de ayudara los analistas a entender y cuantificar laincertidumbre para mejorar la precisiónen todo tipo de previsiones empresaria-les.

La simulación por Monte Carlo esuna técnica matemática que utiliza nú-meros aleatorios para medir los efectosde la incertidumbre. Una de las prime-ras aplicaciones en que este método fueutilizado ocurrió hacia finales de 1940,cuando los científicos del ProyectoManhattan en el Laboratorio Nacionalde Los Álamos lo utilizaron para prede-cir el rango posible de los efectos quetendría una explosión nuclear. Los prin-cipios en que se basaban las previsionesa realizar, apoyados en valores no sufi-cientemente conocidos o afectados deincertidumbre, son prácticamente losmismos que hoy podemos encontrar pa-ra llevar a cabo otro tipo de simulacio-nes, concretamente en el mundo empre-sarial. Es por ello que el Método deMonte Carlo se ha transformado en pie-dra angular esencial para todo tipo deanalistas financieros que desean tenerun mayor control en sus previsiones yen el modo en que éstas pueden modifi-carse al ser contrastadas en un ampliorepertorio de escenarios posibles.

Cualquier variable afectada de in-certidumbre como, por ejemplo, los ti-pos de interés, inventarios, precios deacciones, necesidades de personal, lla-madas por minuto realizadas por de-partamentos de preventa, etc. puedenser descritas por distribuciones de pro-babilidad. Estas distribuciones puedenbasarse en datos reales, opiniones ex-

Simulación deMonte Carlo: ¿Por Qué DeberíaUtilizarla?


pertas e, incluso, la intuición. Despuésde ejecutar la simulación, puede eva-luarse de qué modo determinados pará-metros afectan a los resultados que sedesean obtener. Una simulación del mo-delo NPV (Net Present Value) produciráun rango de valores NPV a partir de loscuales podrá determinar la probabili-dad de que NPV sea mayor que cero. De

ese modo, podrá averiguar también dequé modo determinados valores de en-trada afectados de incertidumbre sonlos que tienen más peso en los cambiosy variaciones del valor NPV.

El Método de Monte Carlo tiene in-numerables campos de aplicación, entrelos que cabe destacar la gestión de in-ventarios, los estudios por demanda, las

inversiones potenciales o las previsio-nes de ventas. El modo más sencillo detrabajar y explorar las enormes poten-cialidades que proporciona este métodoes mediante herramientas especializa-das, como Crystal Ball, que permite laejecución de estas simulaciones desdeun entorno de trabajo de hoja de cálculofamiliar, como Microsoft Excel.

Crystal Ball es un conjunto de aplicacio-nes y rutinas basadas en Excel que pue-den ser rápidamente aplicadas a nuevosmodelos u hojas de cálculo ya existen-tes. Mediante la inclusión de nuevosmétodos analíticos como la simulación,optimización o previsión a través de se-ries temporales en el entorno de trabajode la hoja de cálculo, Crystal Ball es ac-tualmente una de las aplicaciones líde-res en su campo, con herramientas es-pecialmente adecuadas para la realiza-ción de análisis en optimización de cos-tes, gestión de carteras, tolerancia, se-lección de proyectos, gestión de inven-tarios, planificación financiera, gestiónde riesgos, etc.

Crystal Ball proporciona dos impor-tantes y significativas mejoras a su hojade cálculo. En primer lugar, los analis-tas o especialistas en simulación pue-den utilizarlo para convertir los valoressimples de entrada que resulten incier-tos (por ejemplo, costes/retornos y va-riables temporales) en rangos más rea-lísticos. Esto significa que en lugar deincluir un valor medio, puede realizarseuna estimación de este valor que corres-ponda a un rango de valores posibles.Con este método, los valores (costes,por ejemplo) mayores, menores e inter-medios de una variable pueden ser con-tabilizados desde el propio modelo deprevisión. Estos rangos están represen-tados por distribuciones de probabili-dad generadas mediante datos históri-cos de la compañía.

En segundo lugar, puede utilizarseCrystal Ball para calcular dinámica-mente cientos de escenarios alternativosal modelo inicial. Este modo de simula-ción (Monte Carlo), proporcionaráejemplos aleatorios correspondientes alos rangos definidos en las variables ini-

ciales dotadas de incertidumbre, recal-culará los valores en la hoja de cálculo,grabará los resultados y seguidamenterepetirá el proceso.

La principal gráfica proporcionadapor Crystal Ball es la gráfica de previsio-nes. Este histograma interactivo mues-tra las estadísticas de simulación paracálculos tales como el valor neto actual,beneficio neto, devoluciones esperadasy reservas calculadas. Por otra parte, lagráfica de sensitividad describe cuales sonlos factores de incertidumbre que másafectan o pueden impactar en sus pro-cesos. Esta gráfica se genera durante elproceso de simulación.

Crystal Ball y Seis SigmaEn la década pasada, con la implemen-tación de iniciativas de calidad y pro-yectos Seis Sigma, Crystal Ball fue selec-cionado por la mayoría de empresas deproducción y servicios como uno de losproductos principales para la puesta enmarcha de estos procesos. Destacancompañías como Raytheon, SeagateTechnologies, Philips Medical Systemsy Sprint como primeras empresas en la

adopción de este tipo de tecnologías.Además, el programa es ampliamenteutilizado en Universidades, centros do-centes y empresas consultoras (GeorgeGroup, SBTI) que utilizan Crystal Ballpara docencia y la realización de cursosde certificación Seis Sigma para muchosde sus clientes.

Las aplicaciones Seis Sigma más co-munes en las que Crystal Ball es una he-rramienta de inestimable ayuda son eldesarrollo y optimización de nuevos di-seños, la mejora de procesos existentes,la optimización de requerimientos y es-pecificaciones de los clientes, la identifi-cación de oportunidades estratégicas yel establecimiento de criterios de selec-ción de proyectos.

Además, Crystal Ball resulta espe-cialmente indicado para proyectosDFSS (Design for Six Sigma). En la mayo-ría de los casos, la realización de prue-bas sobre modelos físicos es extremada-mente costosa. Desde el desarrollo denuevos modelos de aviones hasta el di-seño de centros de llamadas (call cen-ters) los ingenieros utilizan la metodo-logía DBA "Design By Analysis" y la si-mulación para la mejora de sus diseñosy la prevención de posibles defectos an-tes de entrar en fase de producción.Crystal Ball es un componente crítico enla metodología DBA gracias a sus po-tentes rutinas y a su facilidad de uso,permitiendo así a los equipos de desa-rrollo y simulación centrarse en el dise-ño de los procesos y del producto en lu-gar de invertir su tiempo en el aprendi-zaje de programas de simulación com-plejos.



¿Qué es Crystal Ball?


La gráfica de sensitividad de Crystal Ball permitedeterminar de forma inmediata qué variables tie-nen una mayor influencia en el resultado del mo-delo y en qué medida.

XLSTAT es una completa soluciónde estadística y análisis de datospara Microsoft Excel. Tomando

como interfaz de entrada y salida estahoja de cálculo, XLSTAT integra unacompleta librería de funciones estadísti-cas y matemáticas para el análisis de da-tos, tanto financieros como científicos.

XLSTAT fue desarrollado en 1993con el fin de proporcionar a los usuariosde Excel funciones avanzadas de análi-sis de datos y modelización. XLSTATofrece funciones que cubren el conjuntode las necesidades clásicas del análisisde datos y la estadística. Además, incor-pora utilidades para Excel con el fin defacilitar la manipulación avanzada delos datos bajo esta hoja de cálculo. Todaslas herramientas son accesibles a partirde un mismo menú, que es añadido a labarra de menús de Excel.

Además de XLSTAT, existe un con-junto de módulos avanzados que per-miten ampliar las capacidades y presta-ciones del programa principal para ob-tener así un mayor rendimiento. Estosmódulos, desarrollados tanto por la em-presa fabricante como en colaboracióncon terceras empresas y universidades,son accesibles desde la interfaz de usua-rio de XLSTAT. A continuación, detalla-mos brevemente estas aplicaciones asícomo algunas de sus características másrelevantes.

XLSTAT-3DPlotSe trata de un complemento esencial pa-ra los usuarios de XLSTAT que deseanvisualizar sus datos en formato 3Davanzado, así como para la creación depresentaciones con gráficos de alta cali-dad. Su interfaz de trabajo es muy intui-tiva y permite manipular la gráfica demanera interactiva.

XLSTAT-TimeOfrece a los usuarios de XLSTAT poten-tes herramientas para el análisis de se-ries temporales. El programa incluye lassiguientes funciones:

Transformadas de Fourier

Análisis espectral

Estadísticas descriptivas

Transformación de variables

Alisado

Modelos ARIMA

XLSTAT-LifeXLSTAT-Life ha sido desarrollado con elobjeto de proporcionar a los usuarios deExcel y XLSTAT funciones para el análi-sis de supervivencia. Los campos máscomunes para el análisis de superviven-cia son la medicina, la farmacología, elcontrol de calidad y el actuariado. Elprograma incluye funciones específicaspara el análisis de tablas de superviven-cia y de Kaplan-Meier.

XLSTAT-PLSIncluye funciones para efectuar regre-siones por mínimos cuadrados, porcomponentes principales y regresiónclásica. Asimismo, permite la visualiza-ción y el cálculo de componentes, regre-sión PLS1 y PLS2, gráficos de correlacio-nes, predicciones y residuos, intervalosde confianza, análisis de varianza, etc.

XLSTAT-DoseSe trata de un módulo desarrollado es-pecíficamente para la industria quími-co-farmacéutica y que ofrece una seriede funciones auxiliares. XLSTAT-Doseincluye modelos Logit, Gompertz,Probit, Log-Log complementario, prue-bas de Dixon y de paralelismo (Fisher).

XLSTAT-SPCOfrece funciones avanzadas para el con-trol estadístico de procesos, incluyendo:

Diagramas de Pareto. Identificaciónde las causas de un problema pororden de importancia

Transformación de Box-Cox para lareducción de la variabilidad

Herramientas asistentes para la se-lección de gráficos

Gráficas de variables para subgru-pos: Xbar, R, S, S2, Xbar-R, Xbar-S2

Gráficas de variables para indivi-duos

Gráficas de atributos

XLSTAT-PivotXLSTAT-Pivot es un complemento esen-cial para los usuarios de XLSTAT quedeseen crear rápidamente tablas cruza-das dinámicas inteligentes que mues-tren los factores que impactan su activi-dad. La tecnología IOLAP (IntelligentOnline Analytical Process), desarrolladapor la empresa KXEN, permite crear ta-blas cruzadas estableciendo una jerar-quía de las variables más importantespara la mejor comprensión de un pro-blema en particular.

XLSTAT-MXSe trata de un módulo desarrollado pa-ra los usuarios de XLSTAT que estén im-plicados en estudios de marketing, yconcretamente en el análisis del gradode satisfacción de consumidores, prefe-rencias de clientes, análisis de compor-tamiento, etc. Sin embargo, puede serutilizado también en otros tipos de cam-pos, ya que las problemáticas se formu-lan de modo similar, particularmente enramas como la sociología o ecología.


XLStat:EstadísticaAvanzada paraMicrosoft Excel

PRIMER CONTACTO

Simúlelo con

FLAIR

El simulador de sistemas de acondicionamiento,HVAC e incendios más avanzado.

FLAIR es la aplicación preferida por arquitectos,diseñadores e ingenieros cuando se trata de mo-delar medidas contraincendio, diseñar sistemasde aire acondicionado y ventilación, o analizarflujos internos o externos. FLAIR ofrece solucio-nes a modelos de dinámica de fluidos, transferen-cia de calor y combustión.

Para sus modelos, dispone de objetos como difu-sores, ventiladores e incluso personas. Valores co-mo la temperatura, velocidad, humedad y pre-sión aparecen en un entorno gráfico 3D total-mente interactivo. Asimismo FLAIR contempla elcálculo de parámetros de calor ISO7726 y confortISO7730 que ofrecen una medida del grado de in-comodidad desde el punto de vista de las perso-nas.

Y a la hora de modelar incendios, es posible de-terminar el comportamiento del humo, su con-centración, la visibilidad e incluso el transportede partículas contaminantes.



Es ya tradicional contemplar cómola evolución del hardware sueleir siempre por delante de la del

software. Las nuevas plataformas emer-gentes basadas en arquitecturas multi-procesador o en sistemas clúster ofrecenuna potencia teórica de cálculo muy ele-vada, aunque llegar a alcanzarla ya seaotra historia. En muchos casos, sobre to-do cuando se utiliza alguna de las va-riantes de Linux y el código fuente estáescrito en C/C++, se recurre al compila-dor incluido con el propio sistema ope-rativo. Pero las aplicaciones técnicas ycientíficas de hoy en día demandan unagran potencia de cálculo, y sería desea-ble obtener un mayor rendimiento delos sistemas haciendo uso de compila-dores capaces de optimizar la ejecuciónde las aplicaciones.

Dos son los compiladores que ac-tualmente destacan por encima del res-to por su capacidad de generar códigoaltamente eficaz: The Portland Group(PGI) y PathScale. Ambos se centran enla producción de aplicaciones paraLinux y bajo arquitecturas avanzadas de64-bits, dado que ésta es la configura-ción más común en clúster y máquinasmultiprocesadoras. Si bien existe unaversión para Windows 32-bits de ThePortland Group, ésta se ofrece por moti-vos de compatibilidad principalmente.Una prueba de la eficacia de estos com-piladores es que un buen número de fa-bricantes de aplicaciones técnicas ycientíficas los utilizan para compilar susprogramas.

Compilación Fortran y C/C++Tanto PGI como PathScale se centran enla compilación de aplicaciones escritasen Fortran y C/C++. Si desarrolla o man-tiene aplicaciones científicas y técnicas,es muy probable que su inversión enFortran sea importante, al tratarse deuno de los lenguajes más ampliamenteutilizados desde hace décadas. Ambasfamilias de compiladores cumplen conlos estándares Fortran 77/90/95, con fun-ciones de paralelización y hebrado auto-máticas, lo que garantiza no solo quesus antiguos programas funcionen sincambios, sino que además se beneficiende las nuevas arquitecturas paralelastras una simple recompilación. PGI in-cluye además el soporte de HPF (HighPerformance Fortran), un conjunto de di-rectivas del lenguaje Fortran que permi-te la parelización explícita de las aplica-ciones preservando su compatibilidad.

Por lo que respecta a la compilación enC/C++, tanto PGI como PathScale han si-do diseñados para obtener el máximorendimiento en aplicaciones de comaflotante basadas en array, que precisende un cálculo intensivo. A diferencia delos compiladores de baja gama o libredistribución, estos compiladores ANSIC/C++ ofrecen vectorización, análisis in-terprocedural, toda la potencia de la pa-ralelización automática y la flexibilidadde la programación paralela basada enOpenMP nativo.

En el caso de PGI, todas las funcio-nes C++ son compatibles con funcionesFortran y C, por lo que es posible crearprogramas con componentes escritos enestos tres lenguajes. Además, soporta lasobrecarga de funciones, la inclusión defunciones de librerías inline, la herenciamúltiple y el uso de plantillas para agi-lizar la programación.

PathScale y Portland GroupUna nueva generación de compiladores C/C++ y Fortran para clústers


Trabajo en paraleloAlgo fundamental para incrementar lavelocidad de ejecución de una aplica-ción es hacer uso de las posibilidades decálculo paralelo que ofrece el sistema dela mejor forma posible. PGI y PathScalehan sido concebidos desde su origen pa-ra sacar el máximo partido a arquitectu-ras paralelas. Ambas familias de compi-ladores soportan el estándar OpenMP,un modelo de programación portable yescalable que facilita la programaciónparalela mediante memoria comparti-da, así como la especificación MPI(Message Passing Interface). PGI permite,además, la parelización utilizando el es-tándar HPF para aplicaciones Fortran.

Sin embargo, uno de los problemasdel cálculo paralelo, y frente a lo que po-co puede hacer el software, es el tiempoinvertido en el envío de las órdenes omensajes a cada procesador. En estesentido, PathScale complementa suoferta de compilación con un adaptadorhardware (ver cuadro adjunto) que re-duce los tiempos de latencia para apro-ximar el máximo rendimiento real de unclúster a sus valores teóricos.

Optimización por doquierEl incremento de la velocidad consegui-do en las aplicaciones finales tambiéntiene mucho que ver con el grado de op-timización que el compilador hace delcódigo. PathScale es el rey en este aspec-to, al incluir una gran variedad de técni-cas de mejora del ejecutable. De hecho,las siglas de su producto principal,EKOPath Compiler Suite, son el acrónimode "Every Known Optimization".

PGI y PathScale sacan el máximopartido a los procesadores AMD64 yEM64T, aprovechando funcionalidadesexclusivas como serían el uso de direc-cionamientos de 64 bits, el soporte deregistros ampliados, el uso de instruc-ciones SSE/SSE2/SSE3 (Streaming SIMDExtensions) o la especificación AMD64ABI. Todo esto se traduce en ejecucionesmás rápidas de las aplicaciones genera-das, en especial si éstas llevan a cabocálculos intensivos. Según los principa-les benchmarks, ambas familias de com-piladores mejoran la velocidad de losprogramas hasta en un 30%.

Si pensamos en el coste que puedetener un clúster Linux de gama media yla inversión adicional que supondría

mejorar su potencia de cálculo en unfactor similar, resulta obvio que dispo-ner de un compilador optimizado esuna excelente inversión. A todos losefectos, sería como incrementar la po-tencia del clúster, pero a una fraccióndel coste del hardware equivalente.

Herramientas avanzadasComo complemento del producto, PGIincorpora herramientas avanzadas parala depuración y perfilado de las aplica-ciones, así como un entorno de mensajesMPI y un sistema de colas batch paragestionar la carga de trabajo del clúster.Todas ellas son aplicaciones avanzadascon completo soporte de paralelismo yque facilitan la tarea de desarrollo y lapuesta en marcha de los ejecutables cre-ados.

PGI incluye un depurador simbólicográfico para aplicaciones monohebra-das, multihebradas, OpenMP y MPI,que permite controlar la ejecución yexaminar el estado de un programa pa-ralelo Fortran 90/95, C o C++. Es posiblecontrolar y examinar hebras, tareasOpenMP o procesos MPI a nivel indivi-dual, en conjunto o en subgrupos defi-nibles por el usuario. Además, permitedepurar aplicaciones de 32 y 64 bits deforma simbólica utilizando el códigofuente o con código ensamblador entre-lazado.

Por su parte, el perfilador (profiler) esuna potente herramienta interactiva deanálisis de rendimiento para aplicacio-nes de una hebra, multihebradas, Open-MP y MPI, capaz de identificar rápida-mente donde se gasta el tiempo de eje-cución, qué funciones se llaman y conqué frecuencia. Para aplicaciones Open-MP y MPI muestra su escalabilidad a ni-vel de línea, instrucción y función, ypresenta una completa información so-bre el tamaño y la frecuencia de las lla-madas a mensajes MPI. Se soporta elperfilado tradicional basado en mues-tras, y el perfilado detallado a nivel desentencia ensamblador mediante unatecnología de contador de rendimientohardware, y dispone de una interfaz deusuario gráfica intuitiva y fácil de usar.

Finalmente, PGI incorpora un gestorde recursos, denominado TORQUE, quepermite gestionar las cargas de trabajo yla velocidad de comunicación de los no-dos del clúster.


Adaptador PathScaleInfiniPath HTX

PathScale no sólo proporciona compi-ladores, sino que recientemente se haintroducido en el mundo del hardwa-re. Un buen ejemplo es el adaptadorPathScale InfiniPath HTX, optimizadopara aplicaciones MPI, que ofrece lamenor latencia del mercado en la inter-conexión de sistemas clúster Linux, loque permite mejorar la productividady eficacia. Con este adaptador se mejo-ra en gran medida el rendimiento deaplicaciones MPI y la utilización delclúster. Está diseñado para aplicacio-nes sensibles a la latencia en la comu-nicación, habitualmente el cuello debotella más difícil de superar cuandose migra desde grandes sistemas SMP.

InfiniPath HTX está basado en unconjunto de estándares, alcanzando elmejor rendimiento del mercado a uncoste razonable. InfiniPath conecta di-rectamente la CPU AMD Opteron™mediante un slot estándar Hyper-Transport HTX, mientras que externa-mente utiliza el estándar de conmuta-ción InfiniBand. Gracias a este adapta-dor, las aplicaciones distribuidas enclústers Linux puede escalarse de ma-nera eficaz a miles de nodos. El adap-tador PathScale InfiniPath HTX ofrece:

El mejor rendimiento de interco-nexión del mercado: Latencia MPI1,32µs y ancho de banda de 1.852MB/s bidireccional (streaming).

Conexión directa HyperTransportal conmutador InfiniBand 4X.

Interoperable con conmutadoresInfiniBand de Infinicon, Mellanox,TopSpin y Voltaire.

Basado en estándares del merca-do: HyperTransport, InfiniBand,OpenIB, MPICH, Linux, HTX con-nector y AMD64 Direct Connect.

Placa base o tarjeta adaptadora.

Dado el auge que en la actuali-dad tienen las ciencias de análi-sis térmico, difusión de calor y

análisis de flujos de fluidos en ambien-tes de seguridad, ingeniería civil y otrotipo de disciplinas, en este artículo tra-taremos el modo en que una herramien-ta como SINDA/FLUINT de la empresaC&R Technologies y sus módulos auxi-liares aportan soluciones a los tres com-ponentes principales de estas ciencias:transferencia de calor, termodinámica ymecánica de fluidos.

Un esbozo históricoSINDA/FLUINT es la culminación deldesarrollo realizado por la empresaChrysler Aerospace de una aplicaciónde análisis térmico y de fluidos que seremonta a principios de los 60, cuandoel código del programa se denominabaCINDA. La empresa TRW hizo una pos-terior revisión del código para la NASAen 1972 y el programa pasó a llamarseSINDA, aplicación precursora de lo queserían diferentes códigos posteriores re-visados, incluyendo Hugues CINDA (oHSCINDA), MITAS y SINDA/G.

En 1982, las versiones NASA/TRW yMITAS fueron utilizadas como puntosde partida para el desarrollo de SIN-DA/FLUINT (entonces llamado SINDA85). En 1986, el módulo de fluidos, de-nominado FLUINT, fue también inte-grado para ampliar así sus áreas de apli-cación. SINDA/FLUINT fue rápidamen-te instalando en diferentes centros deinvestigación y empresas, y recibió elpremio NASA Space Act en 1991. LaNASA continuó actuando como organi-zación principal que reorientaba el de-sarrollo de SINDA/FLUINT, hasta queen 1992 el código fue cedido para su co-mercialización a la empresa americanaC&R Technologies. Todos los desarro-llos posteriores realizados en SINDA/FLUINT incluyen códigos de submode-

los SINDA, registros y expresiones (ba-jo la que subyace una potente hoja decálculo), optimización de diseños y co-rrelación de tests/pruebas de datos, mé-todos de diseño estadístico y excelentescapacidades de diseño y análisis delcomportamiento de flujo de fluidos.

Originalmente pensado para resol-ver los complejos problemas térmicosen la industria espacial, aeronáutica yde automoción, SINDA/FLUINT estáactualmente presente en multitud de in-dustrias de producción, ingenierías yuniversidades, para el análisis y simula-ción del comportamiento de fluidos,transferencia del calor y propiedadestermodinámicas de materiales. Indus-trias como la nuclear, HVAC (calor, ven-tilación y aire acondicionado), electróni-ca, medioambiental, hidráulica y la desistemas generadores de potencia sonusuarias del producto.

SINDA/FLUINT es probablementeel código térmico/hidráulico más poten-te y avanzado que podemos encontrarhoy, orientado a la resolución, análisis yestudio de sistemas de flujos de fluidosen redes heterogéneas. Y aún más; estasredes pueden contener vapor y líquido,o bien una combinación de ambos envarias zonas definidas de la red. Para la

total resolución y control del comporta-miento y el análisis de estas entidadesfísicas, SINDA/FLUINT cuenta tambiéncon la ayuda de una serie de de aplica-ciones externas que modelan con exacti-tud su comportamiento. Hasta los 90,SINDA/FLUINT era utilizado como có-digo de tipo batch, en que la generaciónde ficheros de entrada se hacía de formamanual. Actualmente, y gracias a lanueva generación de interfaces gráficas,SINDA/FLUINT se utiliza fundamental-mente como motor de cálculo. Estas inter-faces de tipo geométrico (como ThermalDesktop, RadCAD y FloCAD) o no geo-métrico (como SinapsPlus) permiten di-señar, construir y analizar cualquier ti-po de sistema muy fácilmente.

Antes de entrar a describir cada unode los componentes de SINDA/FLUINT,podríamos definir la familia de aplica-ciones del modo siguiente: SINDA es lared de análisis térmico, FLUINT es lared de análisis de fluidos y SinapsPlus esla interfaz gráfica de usuario. Además,se encuentran disponibles ThermalDesktop como pre y postprocesador geo-métrico basado en interfaz CAD,RadCAD como herramienta de análisisde radiación térmica y FloCAD comoanalizador de flujos de fluidos opcional.


SINDA/FLUINTSoluciones integradas detransferencia de calor ydinámica de fluidos

SINDA/FLUINT y susdiferentes módulos

permiten crear e im-portar modelos com-plejos y llevar a cabo

el análisis térmicoy/o de flujo de fluidos

de manera intuitiva.

SINDA/FLUINTSINDA/FLUINT utiliza métodos de di-ferencias y elementos finitos, así comoherramientas de modelación, para el di-seño y análisis de transferencia de calory de flujo de fluidos en sistemas com-plejos. En SINDA/FLUINT, puede con-trolar todos aquellos parámetros queson realmente importantes para unamejor comprensión de lo que afecta yestá pasando en su modelo, permitién-dole además escoger entre una ampliavariedad de alternativas para su resolu-ción. Es posible definir los grados deaproximación y de precisión, de modoque puede fijar el tipo de respuesta quese desea obtener en todo momento.

Características de SINDA/FLUINT

SINDA/FLUINT ofrece algoritmos y elentorno de trabajo ideal para tratar apli-caciones y problemáticas destacadas enlos puntos señalados a continuación:

Radiación, conducción y convecciónen transferencia de calor.

Búsqueda de objetivos: localizaciónde determinadas variables de entra-da como función del modelo de res-puesta deseado.

Optimización de variables múlti-ples en el diseño utilizando restric-ciones complejas y arbitrarias.

Correlación de modelos automati-zada para el test y prueba de datos.

Fusión de submodelos dentro de lasimulación.

Modificación de parámetros entiempos y temperaturas.

Ejecución concurrente de opcionespara procesos de simulación.

Técnicas de simulación y determi-nación de soluciones: secuencias,precisión simple/doble, inversiónmatricial.

Los métodos y controles pueden va-riar entre submodelos implicadosen un único proyecto.

Centralización de cambios en losmodelos para una mejor compren-sión y mantenimiento de los sub-modelos utilizados.

Estudios sensitivos y visualizaciónde escenarios "¿qué pasaría si..?"

Propiedades de fluidos definiblespor el usuario.

Amplia librería de soporte incluida:calorímetros termoestáticos, mate-riales, utilidades matemáticas, etc.

Definición de opciones en el análi-sis en los procesos de simulación.

Inclusión de sustancias puras, flui-dos, mezclas de gases, etc.

Volúmenes bifase en posición de noequilibrio.

Estudio de fenómenos acústicos.

Energía de transporte cinético.

Ablación térmica, tuberías de calor,variabilidad en la conductancia enmateriales, etc.

Thermal DesktopThermal Desktop es un entorno de tra-bajo y desarrollo complejo de aplicacio-nes basado en arquitecturas PC pensadopara la generación de modelos térmicosen, por ejemplo, electrónica de vehícu-los. Mediante Thermal Desktop, losusuarios de aplicaciones CAD puedenutilizar sus diseños directamente en elprograma como un modelo térmico.

Thermal Desktop incorpora y com-bina algoritmos y aplicaciones de super-ficies de diferencias finitas basadas enparámetros (como TRASYS) con tecno-logía CAD para el modelado de proble-mas térmicos. Thermal Desktop puededesarrollar la red de conductancias y ca-pacitancias como datos de entrada paraSINDA/FLUINT.

Características de Thermal Desktop

Base de datos de propiedades ter-mofísicas.

Conductividad/capacitancia depen-dientes de constantes/temperatura.

Conductividad anisotrópica.

Posibilidad de trabajar con cual-quier sistema de unidades.

Superficies cónicas de diferencias fi-nitas como conos, cilindros, rectán-gulos, esferas, paraboloides, polígo-nos, elipsoides, etc.

Sólidos en diferencias finitas comoparalelogramos, cilindros y esferas.

Elementos finitos: Triángulos, cua-driláteros, tetrahedros, etc.

Nodos cónicos para distribuir geo-metrías enteras de cilindros, rectán-gulos, esferas, paraboloides, conos.

Gestor de modelos que permite alusuario localizar fácilmente nodos ysus propiedades.

Completo post-procesado geométri-co de datos térmicos (temperatura,capacitancia, rangos de calor, etc.)así como entradas ASCII genéricas.

Totalmente integrado con la utili-dad EZ-XY de dibujo (plotting).

Objetos caloríficos.

Supernodos y superredes.

Acceso a archivos TRASYS, NEVA-DA, I-DEAS, FEMAP, NASTRAN yANSYS, TSS, IGES y STEP.


Thermal Desktop proporciona parame-trización total en el diseño, utilizandovariables almacenadas en formato dehojas de cálculo y expresiones en forma-to complejo como entrada para la reali-zación de estudios y análisis de sensiti-vidad. Además, le permite acceder a losmódulos de optimización y confianzade SINDA/FLUINT.

El programa dispone de un tipo es-pecífico de capacidades de análisis tér-mico, entre las que destacan la conduc-tancia de contacto, insolación, cargas decalor y calorímetros.

SinapPlusSinapsPlus es una completa herramien-ta de pre y post-procesado para SIN-DA/FLUINT. Los usuarios pueden vi-sualizar sinópticos de fluidos y/o térmi-cos en pantalla, validar entradas, ejecu-tar SINDA/FLUINT y visualizar los re-sultados en sus esquemas originales.

Características de SinapsPlus

Entrada, validación, ejecución ypost-procesado de SINDA/FLUINTdesde SinapsPlus.

Validación de esquemáticos y redes,utilizando formularios y botonespara crear entradas.

Colores y sombreados por entra-das/salidas.

Gráficos polares, Pop-up X-Y y ba-rras.

Lectura de ficheros de entrada AS-CII de SINDA/FLUINT.

Rápida gestión de grandes modelosde SINDA/FLUINT.

SINDA/FLUINT puede ser residen-te, o bien remoto en cualquier tipode plataforma.

Inclusión de modelos predesarrolla-dos basados en SINDA/FLUINT,que pueden ser modificados y re-ejecutados posteriormente.

RadCADRadCAD es una aplicación que permiteel análisis de radiación térmica y quepuede ser utilizada como aplicación in-dividual o conjuntamente con ThermalDesktop. RadCAD utiliza el método tra-cing de Monte Carlo para el cálculo defactores, conductores de radiación y

costes de calor para representaciones re-ales de superficies o volúmenes cónicos.RadCAD es el primer programa de aná-lisis de radiación que presenta la inte-gración de superficies arbitrarias gene-radas con aplicaciones CAD con super-ficies conocidas basadas en parámetros(al estilo TRASYS).

Características de RadCAD

Técnicas de ray tracing proporciona-das por el método de Monte Carlopara el cálculo de factores, conduc-tores de radiación y calor medioam-biental.

Métodos de radiosidad avanzados.

Superficies geométricas curvadasreales.

Superficies difusas y especulares.

Propiedades de superficies depen-dientes de ángulos.

Gestión de bases de datos de pro-piedades ópticas.

Propiedades de refracción para su-perficies especulares transparentes.

Planos de simetría y de espejo.

Importación y exportación de fiche-ros NEVADA, I-DEAS, FEMAP,TRASYS, NASTRAN, STEP y TSS.

FloCADFloCAD es un módulo de ThermalDesktop que permite desarrollar e inte-grar sistemas térmicos y de fluidos den-tro de un entorno de trabajo tipo CAD.Al igual que Thermal Desktop, FloCADes una interfaz gráfica de usuario paraSINDA/FLUINT. Con FloCAD, la mecá-nica de construcción y desarrollo desubmodelos de fluidos es muy similar ala que nos encontramos en la construc-ción de submodelos térmicos, con mu-chas instrucciones iguales para ambascategorías.

FloCAD añade la capacidad de mo-delado de flujo de circuitos, incluyendola transferencia de calor convectiva, li-gado directamente a las superficies y só-lidos que representan el diseño de tarje-tas PCB, chips, etc.

El programa es específicamente ade-cuado para el desarrollo de aplicacionesen electrónica. Sin embargo, y puestoque provee acceso a las prestaciones ter-mohidráulicas de SINDA/FLUINT, este

producto puede ser utilizado asimismoen un gran abanico de aplicaciones deingeniería industrial, electrónica, mecá-nica, civil, etc.

FloCAD es totalmente compatiblecon las prestaciones y funcionalidadesincluidas en Thermal Desktop, inclu-yendo, como datos de entrada, la para-metrización total utilizando variablesalmacenadas en hojas de cálculo, ade-más de expresiones complejas.

Características de FloCAD

Generación de redes de flujo y cál-culo de factores de transferencia decalor por convección como datos deentrada hacia SINDA/FLUINT.

Post-procesado de temperaturas,presiones, etc. para una rápida in-terpretación.

Acceso a modelado térmico 2D/3Dcomo FNM (fluid network modeling)no geométrico.

Conexión automática de enlaces deconvección a superficies térmicas.

Acceso total a las capacidades demodelado de SINDA/FLUINT.

Importación y exportación de IGES,STEP, TRASYS, TSS y NEVADA.


Gráficas y toolkits GUI portables paracientíficos e ingenieros. Disponible

en Fortran-90, C++, Delphi, VB y .NETbajo Windows, Linux y UNIX. Más de900 rutinas dedicadas al desarrollo

profesional de aplicaciones.

Características:

Dibujos geométricos 2D y 3DGráficas para ingeniería

Superficies 3D con datos 4DFácil acceso a la API de WindowsSegmentos, interacciones y más

www.aertia.com

Miner3D es un programa de vi-sualización para el análisis yla exploración avanzada de

datos mediante gráficas multidimensio-nales. Su moderna, intuitiva y potenteinterfaz gráfica de usuario le permitellevar a cabo las tareas más comunes deforma eficaz y sin que se precise un lar-go período de aprendizaje.

Una de las principales ventajas deMiner3D frente a otros productos gráfi-cos es su capacidad para acceder a gran-des volúmenes de datos y representar-los de forma que las relaciones y ten-dencias ocultas en la información sepongan de manifiesto de una forma cla-ra y simple. De hecho, una de las herra-mientas incluidas dentro del producto,denominada Selector, permite elegir elconjunto de datos a representar de ma-nera visual e interactiva y sin que seprecise el uso de scripts o la escritura deconsultas complejas. Naturalmente, losdatos pueden proceder de muy diversosorígenes, como bases de datos, Excel, elpropio portapapeles y ficheros de texto,CSV y DBF.

Análisis estadísticoUna vez obtenidos los cubos OLAP dedatos mediante la herramienta de selec-ción, es posible hacer uso asimismo delcalculador estadístico incorporado an-tes de pasar a la representación de losdatos. Este calculador realiza las dife-rentes operaciones de sumarización de-finidas por el usuario sobre los datos se-leccionados, y ofrece una funcionalidadsimilar a la de comandos SQL como CU-BE, ROLLUP o COMPUTE, pero sin quesea necesario utilizar scripts.

Múltiples gráficasMiner3D permite generar diferentes ti-pos de gráficas 2D y 3D, de manera au-tomática. Todas las gráficas creadas sepueden personalizar fácil y rápidamen-te, e incluso es posible pasar de un tipoa otro conservando buena parte de losatributos establecidos. Miner3D permi-te, entre otros, crear los siguientes tiposde gráficas:

Dispersión

Barras

Líneas

Histogramas

Bloques (tiles)

Mapas de calor (heat maps)

Gran volumen de datosComo se ha indicado, Miner3D permitemanejar grandes volúmenes de datospara su análisis y representación. Es evi-dente que representar millones de pun-tos de datos en una gráfica no es posibledadas las limitaciones físicas de resolu-ción de cualquier pantalla. Para solven-tar este problema, Miner3D recurre a unpar de técnicas avanzadas que reducenel número de puntos a representar sinperder la esencia de la información.

La primera técnica es la de K-MeansClustering. Mediante un algoritmo pro-pio, Miner3D agrupa múltiples puntosde la gráfica en un clúster, que es el quefinalmente aparece representado en lagráfica.

La segunda técnica, K-Means DataReduction, se basa en obtener muestrasaleatorias de los datos, pero suficiente-mente representativas, para reducir elnúmero de puntos a dibujar.

Análisis de componentesSi el conjunto de datos consta de mu-chas columnas, Miner3D permite haceruso del Análisis de Componentes Princi-pales (o PCA), gracias al cual se extraenlos datos que son realmente relevantesmediante métodos numéricos y se igno-ra el resto.

PCA selecciona un subconjunto dedatos mediante la descomposición eigende la matriz de covarianza, facilitandola identificación visual de las variables odimensiones que influyen en el resulta-do, mientras que el resto de datos seconsidera ruido.

Plug-ins avanzadosMiner3D ofrece la posibilidad de utili-zar dos plug-ins avanzados que han sidodiseñados por el propio fabricante.

El llamado Image Plug-in permite in-cluir imágenes, dibujos y fotografías enlas gráficas 3D interactivas para crearvisualizaciones realmente atractivas.Los formatos soportados son BMP, JPG,PNG, PCX, TGA, TIFF y GIF, y es posi-ble representar tanto imágenes de fiche-ros como de campos BLOB de bases dedatos.

El segundo plug-in, denominadoChemical Structures, permite dibujar mo-léculas en 2D e integrarlas en las gráfi-cas de Miner3D de diferentes formas.Ofrece soporte a varios formatos de ar-chivo específicos, como cadenas SMI-LES, tanto canónicas como isométricas,MDL Mol, MDL SDF, MDL RDF, Tripos,ChemDraw CDX, OEBinary, MOPAC,Macromodel o XMol XYZ. Las molécu-las pueden incluso representarse comoparte de la textura de un objeto.

Miner3D:VisualizaciónMultidimensionalAvanzada de Datos

PRIMER CONTACTO


Scientific WorkPlace Versión 5 per-mite crear, editar y componer tex-tos matemáticos y científicos con

gran facilidad. El programa está basadoen un sencillo procesador de textos queintegra completamente matemáticascomplejas y textos técnicos en un únicoentorno de trabajo. Además, con el siste-ma de álgebra computacional integradoen el propio programa, podrán realizar-se también los cálculos precisos desde elmismo editor.

Scientific WorkPlace le permite ade-más componer complejos documentostécnicos en formato LaTeX, la aplicaciónestándar en composición matemática,sin necesidad de aprender LaTeX. Elprograma ofrece más de 150 formatoscon los requerimientos de composiciónnecesarios para adaptar los documentosa una amplia variedad de publicacionese instituciones. Scientific WorkPlaceguarda sus documentos automática-mente como archivos LaTeX, lo quepermite concentrarse fundamentalmen-te en tareas de edición.

Compartición de archivos La nueva versión 5.5, dispone ahora deun mayor número de opciones paracompartir los trabajos. El producto in-cluye soporte para pdfTeX. Antes de pa-sar su archivo al procesador pdfTeX, seconvierten todos los gráficos de su fi-chero a un formato procesable porpdfLaTeX. Así mismo, todos aquellosdocumentos que utilicen el paquetehyperref, producen documentos PDF conenlaces en la tabla de contenidos y conbookmarks jerárquicos que correspondencon la estructura de su documentoLaTeX. Cuando utilice pdfTeX para laimpresión de sus documentos, es posi-ble emplear paquetes PostScript comorotating, o los paquetes de fuentesPSNFSS, que no estaban soportados porversiones anteriores.

La nueva versión exporta documen-tos a formatos RTF para ser importadosen Word. Las matemáticas incluidas ensus documentos pueden convertirseMicrosoft Equation Editor o MathType.

La potencia de un sistema deálgebra computacionalScientific WorkPlace combina la facili-dad de edición de expresiones matemá-ticas en su notación natural con la posi-bilidad de realizar cálculos desde elmismo entorno de trabajo, gracias a lainclusión del potente motor de álgebracomputacional MuPAD 3.1. MuPAD lepermite editar documentos y realizarcálculos sin la necesidad de utilizar nin-gún programa externo.

Este sistema de álgebra computacio-nal utiliza notación matemática tradi-cional, de modo que no tendrá que rea-lizar complejos aprendizajes en progra-mación para evaluar, simplificar, resol-ver o graficar cualquier tipo de expre-sión matemática.

Las prestaciones y capacidades dis-ponibles son muy amplias. Puede reali-zar cálculos simbólicos y numéricos, in-tegrar, diferenciar y resolver ecuacionesdiferenciales y algebraicas. Con instruc-ciones de menú, es posible crear gráfi-cas 2D/3D en varios estilos y en sistemasde coordenadas diferentes y realizar cál-culos de hasta 150 medidas físicas.

Excelente productividadTanto si prefiere utilizar el entorno inte-grado de Scientific WorkPlace como in-troducir directamente sus instruccionesen notación matemática, la explotacióndel programa no requiere un elevadotiempo en su aprendizaje. El formato ycomposición de los documentos podrárealizarlo de manera rápida, simple yconsistente. En Scientific WorkPlacepuede utilizar etiquetas para definir laestructura del documento y su formatode manera clara y precisa.

Muchos usuarios han encontrado unsignificativo aumento en su productivi-dad si se compara con su uso con el deotras herramientas como LaTeX. El pro-grama permite un rápido aprendizajede todo tipo de tareas, ya sea la ediciónde fórmulas matemáticas como la crea-ción de tablas y matrices, importación yexportación de gráficos, etc.

Scientific WorkPlace incorpora todas lasherramientas adecuadas para la ediciónmatemática y técnica compleja, tantopara la composición de informes cientí-ficos como para la edición y publicaciónde libros técnicos. El programa es unaherramienta perfecta para investigado-res académicos y empresas, y es amplia-mente utilizado enmatemáticas, física,ingeniería, economía, química, informá-tica, estadística, e investigación médica.

InteroperableScientific WorkPlace simplifica el traba-jo realizado junto a otras personas o co-legas residentes en otros lugares. Puedeimportar archivos en formato de texto(.txt) o RTF (.rtf) y copiar contenidos enel portapapeles para ser exportado enformato de texto o bien como gráficos aotras aplicaciones. También es posiblecrear ficheros en formato .dvi, .htm, .pdfo .rtf desde sus documentos, o bien ge-nerar salidas LaTeX portables. El Gestorde Documentos simplifica la transferen-cia de este tipo de información por co-rreo electrónico.

El programa dispone de pleno so-porte para otro tipo de idiomas; inclusopodrá alternan entre diferentes lenguasutilizando Babel, el sistema LaTeX mul-tilenguaje incluido en el producto.

Finalmente, indicaremos que se so-porta por completo el entorno Web. Deeste modo, podrá abrir muchos docu-mentos de Internet desde dentro deScientific WorkPlace. Además, el pro-grama permite crear enlaces de hiper-texto a informes o textos relacionadopara facilitar la navegación a los lecto-res. Éstos pueden, además, ver e impri-mir documentos con Scientific Viewer,una utilidad redistribuible sin coste.

Scientific WorkPlacePRIMER CONTACTO


MuPAD es un sistema de álge-bra computacional de altasprestaciones desarrollado en

un entorno de trabajo integrado y abier-to para la resolución y tratamiento deproblemas científicos y matemáticos,tanto numéricos como algebraicos. Mu-PAD es la solución ideal para la resolu-ción de problemas en ámbitos de inves-tigación y para la educación matemáticaen escuelas y universidades.

Para facilitar la visualización gráficade los resultados, MuPAD incorpora lautilidad VCam, que permite mostrar losdatos en gráficas 2D/3D de alta calidad.

Además, es posible ampliar las fun-cionalidades y librerías de MuPAD me-diante el desarrollo de sus propios pro-cedimientos MuPAD. El lenguaje deMuPAD está basado en sintaxis tipoPascal, lo que permite la programaciónorientada a objetos, imperativa y funcio-nal. Sus dominios y categorías son cla-ses orientadas a objetos que permiten lasobrecarga de métodos y operadores, al-goritmos genéticos y herencia. Así mis-mo, resulta factible la compilación y en-lace con código C/C++ existente comomódulos dinámicos en ejecución.

El concepto de NotebookEl Notebook es un módulo o parte básicaen MuPAD. Los Notebooks combinancálculos, textos y gráficos en un únicodocumento, y permiten reeditar y vol-ver a evaluar expresiones MuPAD exis-tentes. Es posible:

Abrir múltiples Notebooks inde-pendientes al mismo tiempo.

Pasar de un Notebook a otro me-diante tabulación.

Exportar los Notebooks a RTF, tex-to, Word y HTML.

Editor de código fuenteMuPAD incluye un editor de códigofuente para la escritura de procedimien-tos definibles por el propio usuario asícomo una herramienta de coloreado desintaxis y de gestión de bookmarks.

Depurador de código fuentePara una correcta ejecución de los pro-cedimientos escritos en MuPAD, el pro-grama incluye un potente editor para ladepuración y optimización de las líneasde código. Muestra, además, las varia-bles definidas por el usuario y permitela ejecución de expresiones de modo ar-bitrario durante la depuración.

Ayuda en formato hipertextoLos sistemas de ayuda de MuPAD y suextensa documentación permiten dispo-ner de toda la información necesaria so-bre las instrucciones de MuPAD y de to-dos los procedimientos de edición delprograma.

Herramientas gráficas interactivasMuPAD proporciona un potente visua-lizador 2D y 3D de resultados denomi-nado Virtual Camera (VCam), que per-mite observar, desde diferentes ángulos,funciones, curvas, superficies y cual-quier otro tipo de objeto matemático.

Soporte OLE 2Los Notebooks de MuPAD y las gráficasVCam pueden ser incrustados en otrasaplicaciones OLE, como Word o Excel.Asimismo, las hojas de cálculo Excelpueden ser también incrustadas enNotebooks de MuPAD.

MuPAD:Una Nueva Generaciónde Software para elCálculo Algebraico

PRIMER CONTACTO


Licencias para Escuelas yUniversidades de MuPAD

Dado que MuPAD se aplica muy biena la enseñanza de matemáticas en es-cuelas y universidades, se han defini-do toda una serie de licencias que, porun pequeño importe, permiten la utili-zación del producto en centros educa-tivos con propósitos de formación. Enconcreto, existen licencias de MuPADpara los siguientes ámbitos:

Estudiantes

Profesores de escuelas primarias,secundarias o de formación profe-sional

Profesores universitarios

Escuelas

Universidades (licencias de cam-pus)

En el caso de las licencias individuales(estudiante o profesor), éstas son per-petuas y pueden tener carácter indivi-dual o flotante. En este último caso,cualquier persona conectada a la redpodrá utilizar una licencia librementehasta alcanzar el número máximo deusuarios concurrentes que se haya au-torizado.

Para las licencias de escuela y cam-pus no se establece restricción en cuan-to al número de personas que puedenejecutar la aplicación a la vez. En estoscasos, existe la posibilidad de contrataruna licencia perpetua o bien anual, eincluso se contempla el hecho de quelos propios estudiantes del centro pue-dan instalar el producto en su casa. Elcoste de este tipo de licencias va desdelos 135 Euros para una escuela (licen-cia anual) hasta los 7.500 Euros parauna licencia de campus perpetua.

NeuroSolutions es un sistema dedesarrollo de redes neuronalesmodular basado en iconos.

Creado por NeuroDimension en asocia-ción con el Laboratorio de Ingeniería deRedes Neuronales de la Universidad deFlorida, el programa dispone de una in-terfaz de usuario gráfica, intuitiva y sen-cilla de utilizar. NeuroSolutions propor-ciona también un conjunto de asistentespensados para ayudar al usuario en lasdiferentes fases del desarrollo del pro-yecto y el sistema de construcción de lasredes se realiza mediante la técnica dearrastrar y soltar.

NeuroSolutions incluye dos tipos deasistentes para la construcción de la redneuronal de modo totalmente automáti-co. El primero de ellos, denominadoNeuralExpert enfoca el proceso de dise-ño de la red neuronal centrándose en eltipo de problema que se quiere tratar:clasificación, predicción, aproximaciónde una función o minería de datos. Unavez proporcionada esta información,NeuralExpert seleccionará inteligente-mente el tamaño de la red y el tipo dearquitectura que aportará la mejor solu-ción. El segundo asistente, denominadoNeuralBuilder, centra el proceso de dise-ño de la red neuronal entorno a la arqui-tectura específica de red que se deseaconstruir.

NeuroSolutions es una aplicacióntotalmente abierta, lo que permite cono-cer, sea cual fuere la fase en que se en-cuentre el diseño, parámetros y datosinternos como entradas/salidas, gra-dientes, estados ocultos, correlaciones,errores, pesos, sensitividades y los re-sultados de la clasificación. El progra-ma, además, permite al usuario definirnuevas topologías de red y algoritmosneuronales, generar código C++, reali-zar análisis de sensitividad y disponerde un sistema de automatización OLE.

Múltiples arquitecturasEs destacable remarcar que el productoincluye muchas de las arquitecturas tec-nológicamente más vanguardistas ymodernas que pueden encontrarse en laactualidad. Entre éstas, podemos desta-car:

Perceptrón multicapa

Modular

Retroalimentación generalizada

Jordan/Elman

Red neuronal probabilística (PNN)

Red neuronal de regresión general(GRNN)

Función radial básica

Red recurrente

Neuro Fuzzy

Mapas autoorganizables

Por otra parte, y en cuanto a los méto-dos de aprendizaje, NeuroSolutionsproporciona los siguientes:

BackPropagation

BackPropagation recurrente

Gradientes conjugados

Hebbian

Ojas

Sangers

Kohonen

Además del programa principal, Neu-roDimension proporciona un móduloadd-in para NeuroSolutions, denomina-do Custom Solution Wizard que permiteal usuario tomar una red neuronal dise-ñada con NeuroSolutions y convertirlaen una librería DLL. La librería DLL asícreada puede ser utilizada desde cual-quier aplicación Visual Basic, Excel,C++, ASP o cualquier otra que soportelas llamadas a funciones contenidas enuna DLL.

Módulos adicionalesOtro producto muy interesante de Neu-roDimension es NeuroSolutions paraExcel. Se trata de un add-on para la po-pular hoja de cálculo que permite desa-rrollar modelos de redes neuronalesdesde el entorno proporcionado porExcel. El programa crea un submenúque simplifica el proceso de captura dedatos hacia una red neuronal. El modode trabajo es muy simple: basta resaltardiferentes celdas de la hoja de cálculopara utilizarlas como datos de aprendi-zaje, validación cruzada o test medianteunos pocos paneles de configuración.De ese modo, tendrá trabajando su pro-pia red neuronal en pocos minutos.

Además de esta aplicación, la em-presa NeuroDimension proporcionatambién aplicaciones como NeuroSolu-tions para MATLAB, Genetic Library yGenetic Server, todas ellas de gran utili-dad y que en la actualidad disponen deuna gran aceptación tanto en la comuni-dad científica y universitaria como endepartamentos de investigación y dedesarrollo de una amplia variedad deempresas.

NeuroSolutions para MATLAB esun toolbox que permite utilizar las capa-cidades del producto dentro del entornoMATLAB. Incluye 15 modelos neurona-les, 5 algoritmos de aprendizaje y dife-rentes utilidades integradas. Por su par-te, Genetic Server y Genetic Library ofre-cen APIs de propósito general para eldiseño de algoritmos genéticos. GeneticServer es un componente ActiveX que seintegra con aplicaciones Visual Basic,mientras que Genetic Library es una li-brería C++. Ambos pueden redistribuir-se sin el pago de licencias de ejecución.



NeuroSolutions:El Poder de las RedesNeuronales

PRIMER CONTACTO


HERRAMIENTAS LISTAS PARA SUUSO Y SOLUCIONES A MEDIDA

PARA APLICACIONES DE PROCESADO DE

IMÁGENES

APHELION es un paquete soft-ware para el procesado de imá-genes y su análisis cuantitativo,compatible con Windows, quepermite el rápido desarrollo deaplicaciones y prototipos denuevas técnicas de tratamientode imágenes.

El producto ofrece, en una in-tuitiva interfaz gráfica de usua-rio, las más innovadoras herra-mientas para el reconocimien-to de patrones, la clasificación yel análisis de imágenes, así co-mo los últimos algoritmos parael procesado de imágenes.

Más información en:

www.aertia.com

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