AOPI

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Adquisicin de datos

1. Los requerimientos de informacin de AOPI

La relacin dato informacin.

Proceso de obtencin de datos los cualesse transforman en informacin, para suposterior anlisis.

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Dato: Es toda valorizacin de una

determinada variable en un instante

determinado.

Informacin: Es todo dato que sirve

un objetivo determinado para tomar

una decisin.

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Clasificacin de Informacin paraAOPI.

Hoy con los adelantos tecnolgicos se puedeobtener una amplia gama de informacin, lo quese debe tener claro, es la forma de clasificarlapara su posterior uso y toma de decisiones enbase a ella.

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Adquisicin de DatosClasificacin de informacin

a) Informacin de proceso

b) Informacin econmica

c) Informacin de operacin

d) Informacin de planta

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a) Informacin de proceso (tcnica)

Adquisicin de datos

P R O C E S O

Parmetros

Variables de

estado

Variables

manipuladas

Variables medibles

o controladas

Perturbaciones

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Variables manipuladas :

Aquellas variables que pueden ser

modificadas a voluntad. Ejercen accin

directa sobre las variables de estado de un

sistema.

a) Niveles de materias primas

b) Niveles de insumos materiales.

c) Niveles de insumos energticos y fluidos

Adquisicin de datos

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Variables medibles o controladas (respuesta):

Aquellas variables que permiten conocer la

evolucin de un proceso, determinar el

deterioro de que las perturbaciones

provocan y el efecto de las variables

manipuladas. Pueden utilizarse para control

de procesos.

a) Niveles de produccin (variable de salida)

b) Niveles de calidad de productos (variable de

salida)

c) Condiciones de proceso

Adquisicin de datos

AOPI

Variables de estado:

Aquellas variables que permiten

caracterizar en forma total la condicin en

que se encuentra un proceso; no siempre

son medibles directamente

Ejemplos: Temperaturas, flujos, presiones, flujos de

calor, velocidades, posiciones, aceleraciones,

corriente y voltaje elctricos, concentraciones, etc.

Adquisicin de datos

AOPI

Perturbaciones :

Aquellas variables que, si bien ejercen

accin sobre las variables de estado, no

son posibles de manejar a voluntad y es

comn que no puedan ser detectadas o

medidas.

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Parmetros:

Son las propiedades del medio o proceso

y permiten condicionar las relaciones

entre las variables y, por lo tanto, sus

caractersticas y formas de evolucionar.

Normalmente se consideran constantes o

de lenta evolucin

Niveles de llenados (setup).

Velocidad correas.

Capacidad equipos

Adquisicin de datos

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Variables asociadas a un proceso

Wa, agua

PT

PC

hCp

Wp, pulpa

Planteamiento:

Sea un pozo que recibe pulpa de un molino con agua agregada de

acuerdo a la presin en el fondo del pozo y, a su vez, la pulpa

resultante es impulsada por una bomba. Clasifique las variables de

acuerdo a su tipo.

AOPI

Variables de estado :

Variables manipulables :

Variables medibles :

Parmetros :

Perturbaciones :

Cp, h

Wa

P

dimensiones del pozo, tipo vlvula

Wp .

Wa, agua

PT

PC

hCp

Wp, pulpa

Variables asociadas a un proceso

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Adquisicin de datos

b) Informacin econmica

Costos

I. Costos de operacin.

II. Costos de inversin

III. Otros Costos

Ingresos

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b) Informacin econmicaCostos

I. Costos de operacin

a) Costos de operacin directa Costos de materias primas

Costos de insumos materiales

Costos de insumos energticos y de fluidos.

Costos de recursos humanos.

b) Costos de mantencin y reparacin Costos de insumos materiales

Costos de insumos energticos y de fluidos

Costos de recursos humanos.

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b) Informacin econmicaCostos

II. Costos de inversin

Costos de infraestructura bsica

Costos de equipamiento

Costos de ingeniera

Costos de instalaciones, montaje y obras

Costo de puesta en servicio y evaluacin

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Adquisicin de datos

b) Informacin econmicaCostos

III. Otros Costos

Depreciacin (amortizacin de instalaciones)

Pago de patentes y licencias.

Impuestos especiales.

Impuestos a las utilidades.

Costos financieros (costo de capital)

Costos de arriendos.

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b) Informacin econmicaIngresos

a) Ingresos por mayores ventas mismo

producto (aumento de produccin).

b) Ingresos por mayor volumen de ventas por

mejor precio (mejor calidad de producto)

c) Ingresos por nuevos productos.

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c) Informacin de operacin (tcnica)

a) Cantidad y tipo de recursos humanos.

b) Forma de operacin

Secuencia de actividades

Tiempos

Mtodos y procedimientos

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d) Informacin de planta (tcnica)

a) Estructura de la planta (disposicin de

equipos y su interconexin).

b) Especificaciones nominales de equipos e

instrumentos

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2. Diseos experimentales

La tcnica de diseo experimentales esta relacionada con lossiguientes factores:

a) Un ordenamiento o arreglo de tem individuales quecomponen un experimento complejo, diseado para unpropsito definido.

b) Cuantificacin de los efectos de las variables estudiadas, en larespuesta medida o alguna caracterstica del sistema enestudio.

c) Eleccin de una tcnica adecuada, para anlisis estadstico delos resultados obtenidos, con el objetivo de inferirconclusiones razonables.

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2. Diseos experimentales

La finalidad del diseo es incrementar laexactitud de los experimentos, no laprecisin.a) Exactitud: Es la medida de cuan ajustados

son los valores medidos al valor verdadero.

b) Precisin: Es una medida de cuan ajustados son los datos medidos con respecto al valor promedio.

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Mtodos para incrementar la exactitud

En la practica, la mayora de las mediciones o

experimentos dan como resultado valores de

las variables medidas que fluctan de una

repeticin a otra de las experiencias.

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Adquisicin de datos

Mtodos para incrementar la exactitud

Existen muchas razones del porque las

observaciones o medidas obtenidas por

experimentos, resultan ser mas aleatorias que

determinsticas.

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Mtodos para incrementar la exactitud

Algunas razones de estas son:

a. Informacin insuficiente acerca de lasvariables.

b. Carencia de tcnicas adecuadas quepermitan obtener informacin requerida.

c. Negligencia o falta de cuidado delobservador o experimentador en larealizacin de las experiencias.

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Mtodos para incrementar la exactitud

El valor verdadero de una variable, es aquelque debera ser obtenido de las mediciones sies que no existiera un factor estocsticoasociado a la medicin. Por lo tanto, el valorverdadero es, en cierto sentido, un valorhipottico, el cual es postulado como existente

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Adquisicin de datos

Mtodos para incrementar la exactitudUn proceso estocstico es un concepto matemticoque sirve para caracterizar una sucesin de variablesaleatorias que evolucionan en funcin de otravariable, generalmente el tiempo.

Cada variable o conjunto de variables sometidas ainfluencias o efectos aleatorios constituye un procesoestocstico.

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Mtodos para incrementar la exactitud

Ligado al concepto de valor verdadero est elconcepto de error, puesto que el errorrepresenta la diferencia entre el valorverdadero y el valor medido.

De este modo, en error aleatorio es aquel querepresenta la diferencia entre el valorverdadero y el valor medido de una variablealeatoria.

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Adquisicin de datos

Mtodos para incrementar la exactitud

Este tipo de error debe ser diferenciado de:

a. Un error aislado producido por descuido otorpeza del experimental.

b. Un error sistemtico, introducidocontinuamente, debido a la falta decalibracin de un instrumento, por ejemplo.Este error produce un sesgo en la medicin

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Adquisicin de datos

Mtodos para incrementar la exactitud

En cada experiencia lo que se pretende es

disminuir el error.

Cualquiera sea la fuente del error experimental

una forma de minimizar este error asociado a la

medicin, es la repeticin del experimento.

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Adquisicin de Datos

En el campo de la metalurgia, los diseosfactoriales han probado ser un tipo de diseoexperimental preliminar importante debido a:

a. A tener un mnimo costo

b. Permite analizar un gran numero de variablesvariando todas al mismo tiempo

c. Permite determinar el efecto de cada variable porseparado, adems del efecto combinado.

Diseos factoriales

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La calidad de un producto

El rendimiento de un proceso

El comportamiento de un equipo o instrumento de medicin

Experimentos qumicos

El consumo de energa o combustible de un proceso

Adquisicin de DatosDiseos factoriales - Aplicaciones

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Adquisicin de DatosDiseos factoriales 2n

CombinacinNiveles de factores Respuestas

YiA B C

1 - - - Y1

A + - - Y2

B - + - Y3

AB + + - Y4

C - - + Y5

AC + - + Y6

BC - + + Y7

ABC + + + Y8

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Muestreo

En la mayora de los casos en metalurgia, la

adquisicin de datos implica procedimientos

de muestreo en el que se obtiene

informacin parcial acerca de un proceso y

en el que es generalmente imposible obtener

todos los datos de todas las posibles

condiciones.

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Muestreo -Etapasa. Definicin de objetivos

b. Determinacin de poblacin a muestrear

c. Determinacin de tipos de datos a colectar

d. Definir grado de precisin deseado

e. Definir mtodo de medicin y recursos

f. Definir marco de medida (grado de precisin,costos y tiempo empleado)

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Muestreo -Etapas

g. Realizacin de pre-test, simular la toma de muestra

para mejorar el procedimiento.

h. Organizacin del trabajo, disear una tcnica para

la toma de datos en funcin de disponibilidad de

planta y recursos humanos.

i. Realizacin del muestreo

j. Resumen y anlisis de los datos

k. Almacenamiento de los datos y de la informacin.

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El margen de error aceptable en las mediciones esta

determinado por los objetivos del anlisis ya que si se

especifica un error aceptable para los resultados,

inmediatamente quedan condicionadas las tolerancias

en todas las etapas del anlisis (propagacin de errores)

Muestreo La medicin

AOPI

Este margen de error esta determinado por diferentes

aspectos, tales como:

a. Alteracin del proceso por efecto de la medicin.

b. Representatividad de la muestra

c. Efecto del experimentador

d. Efecto del instrumento de medicin

e. El asincronismo (falta de coincidencia)

Muestreo La medicin

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Muestreo Nmero de variables

Se debe considerar:

Factor tecnolgico: Determinar si la propiedadque se desea medir es realmente medible con laactual tecnologa.

Factor econmico

Observabilidad

Redundancia: Es siempre conveniente tener por lomenos una medida redundante ya que ayuda avalidar informacin y detectar errores.

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Muestreo Tiempo y cantidad de muestreos

Se debe considerar:

a. Discretizacin.

b. Frecuencia de muestreo

c. Tiempo de muestreo.

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Muestreo Ventajas

Reduccin de costos

Mayor rapidez en obtener informacin

Mayores alcances (flexibilidad)

Mayor exactitud (precisin), con personal

altamente calificado y entrenado.

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Experimentacin Caractersticas

Permite colocar el relieve determinada caractersticas de un proceso

Se establece en el marco de requerimientos de informacin que impone un problema de ingeniera o de investigacin y desarrollo

Al obtener la informacin en forma controlada, se le puede asignar validez.

Los experimentos pueden ser estticos o dinmicos

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Experimentacin Conceptos bsicos de los experimentos estticos

No interesa la evolucin de las variables observadas,sino los valores finales que alcanza.

Se conciben para la determinacin de relaciones detipo algebraicas entre las variables de proceso.

Los datos son usados principalmente para analizar elproceso y su operacin y poder determinarcondiciones mas eficientes.

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Experimentacin Caractersticas de los experimentos dinmicos

Los aspectos a analizar antes de realizar un experimentodinmico son:

a. Eleccin de variable estimulo y de variables medidas.

b. Eleccin de las seales de entrada

c. Tiempo total de observacin

d. Definicin del marco externo

e. Determinacin del tiempo de muestreo adecuado

f. Definicin de las condiciones de proceso

g. Definir si el experimento se realizar bajo la accin de unsistema de control.

h. Eleccin de la instrumentacin adecuada

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Anlisis de datos

En general se deben analizar los datos obtenidosdesde el punto de vista estadstico, con los siguientesobjetivos:

Asignar un valor a la variable del proceso que sepueda considerar verdadero.(promedio)

Asignar un margen de confianza a estosvalores.(intervalos de confianza)

Analizar los datos estadsticamente para obtenerconclusiones tiles.(test de hiptesis)