universidad de buenos aires facultad de...

Universidad de Buenos Aires

Facultad de Ingeniería

Trabajo Profesional

Sistema Experto para el Monitoreo y Diagnóstico

de la etapa final de lavado en la producción de Biodiesel

Alumnos:

Srta. Castronuovo Gisela

Sr. Lalo Diego

Director:

Dr. Ramon García Martínez

Laboratorio de Sistemas Inteligentes

UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES

FACULTAD DE INGENIERIA


Sistema Experto para el Monitoreo y Diagnóstico de la etapa final de Lavado en la producción de Biodiesel

TRABAJO PROFESIONAL Página 2

TABLA DE CONTENIDO

1 ESTUDIO DE VIABILIDAD ............................................................................................................................. 7

1.1 Introducción ................................................................................................................................................. 7

1.2 Método de Cálculo de Viabilidad ............................................................................................................. 8

1.3 Análisis de Viabilidad del Sistema Experto ........................................................................................... 11

1.3.1 Justificación de la Dimensión Plausibilidad ................................................................................ 12

1.3.2 Justificación de la Dimensión Justificación ................................................................................... 12

1.3.3 Justificación de la Dimensión Adecuación ................................................................................... 13

1.3.4 Justificación de la Dimensión Éxito ............................................................................................... 15

1.4 Cálculo del Test de Viabilidad ................................................................................................................ 18

1.4.1 Completar la tabla ........................................................................................................................... 18

1.4.2 Cálculo del Valor para cada Dimensión ....................................................................................... 20

1.4.2.1 Cálculo del Valor de Dimensión Plausibilidad ............................................................... 20

1.4.2.2 Cálculo del Valor de Dimensión Justificación ................................................................. 21

1.4.2.3 Cálculo del Valor de Dimensión Adecuación.................................................................. 22

1.4.2.4 Cálculo del Valor de Dimensión Éxito ............................................................................. 23

1.4.2.5 Resultado Final .................................................................................................................... 24

1.5 Bibliografía ................................................................................................................................................ 25

2 ANALISIS ESTRUCTURAL DE TEXTOS ..................................................................................................... 26

2.1 Introducción ............................................................................................................................................... 26

2.2 Texto a Analizar ........................................................................................................................................ 27

2.2.1 Términos en tiempo de Ejecución ................................................................................................. 32

2.2.1.1 Tabla de Términos .............................................................................................................. 32

2.2.2 Definiciones ........................................................................................................................................ 33

2.2.2.1 Tabla de Definiciones ........................................................................................................... 33

2.2.3 Relaciones ............................................................................................................................................ 34

2.2.3.1 Tabla de Relaciones ................................................................................................................ 34

2.3 Bibliografía .............................................................................................................................................. 35

3 ENTREVISTA ABIERTA ................................................................................................................................. 36

3.1 Introducción ............................................................................................................................................... 36

3.1.1 La experiencia Humana ................................................................................................................. 36

3.1.2 Ciclo de Educción ........................................................................................................................... 36






3.1.3 Técnicas para Educción de Conocimientos ................................................................................... 38

3.2 Preparación de la Sesión........................................................................................................................... 38

3.3 Sesión .......................................................................................................................................................... 39

3.4 Transcripción ............................................................................................................................................. 39

3.5 Análisis de la Sesión.................................................................................................................................. 43

3.5.1 Conceptos Extraídos ........................................................................................................................ 43

3.6 Evaluación .................................................................................................................................................. 44

3.7 Bibliografía ................................................................................................................................................. 44

4 ENTREVISTA ESTRUCTURADA ................................................................................................................. 46

4.1 Introducción ............................................................................................................................................... 46

4.1.1 La experiencia Humana ................................................................................................................. 46

4.1.2 Ciclo de Educción ........................................................................................................................... 46

4.1.3 Técnicas para Educción de Conocimientos ................................................................................. 48

4.2 Preparación de la Sesión........................................................................................................................... 48

4.3 Sesión .......................................................................................................................................................... 50

4.4 Transcripción ............................................................................................................................................. 50

4.5 Análisis de la Sesión.................................................................................................................................. 63

4.6 Evaluación .................................................................................................................................................. 63

4.7 Bibliografía ................................................................................................................................................. 63

5 EMPARRILLADO ............................................................................................................................................ 64

5.1 Introducción ............................................................................................................................................... 64

5.2 Desarrollo ................................................................................................................................................... 65

5.2.1 Identificación de los Elementos ..................................................................................................... 65

5.2.2 Identificación de las Características ............................................................................................... 65

5.2.3 Diseño de la Parrilla ......................................................................................................................... 66

5.2.4 Formalización ................................................................................................................................... 67

5.2.4.1 Clasificación de los Elementos ............................................................................................ 67

5.2.4.2 Clasificación de las características ...................................................................................... 69

5.2.5 Interpretación y Análisis de Resultados........................................................................................ 76

5.2.5.1 Observación del árbol ordenado de elementos ................................................................ 76

5.2.5.2 Observación del árbol ordenado de características ......................................................... 76

5.3 Bibliografía ................................................................................................................................................ 77

6 CONCEPTUALIZACION ............................................................................................................................... 78






6.1 Introducción .............................................................................................................................................. 78

6.2 Modelo Estático ........................................................................................................................................ 79

6.2.1 Modelo Estático – Conocimientos Fácticos .................................................................................. 79

6.2.1.1 Glosario de Términos .......................................................................................................... 79

6.2.1.2 Diccionario de Conceptos ................................................................................................... 82

6.2.1.3 Tabla Conceptos-Atributo-Valor (TCAV) ........................................................................ 84

6.2.1.4 Mapa de Relaciones ............................................................................................................. 86

6.2.1.5 Definición de Atributos ..................................................................................................... 87

6.2.2 Modelo Estático – Conocimientos Estratégicos ............................................................................. 98

6.2.2.1 Árbol de descomposición funcional .................................................................................. 98

6.2.2.2 Descripción de estrategias ................................................................................................. 100

6.2.3 Modelo Estático – Conocimientos Tácticos .................................................................................. 105

6.2.3.1 Tabla de Decisión ................................................................................................................ 105

6.2.3.2 Seudoreglas .......................................................................................................................... 139

6.2.3.3 Fórmulas ................................................................................................................................ 172

6.3 Modelo Dinámico .................................................................................................................................... 172

6.3.1 Árbol jerárquico de tareas ............................................................................................................. 172

6.3.2 Mapa de Conocimiento ................................................................................................................ 190

6.4 Bibliografía ............................................................................................................................................... 192

7 FORMALIZACION........................................................................................................................................ 193

7.1 Introducción ............................................................................................................................................. 193

7.1.1 Representación de los conocimientos ......................................................................................... 193

7.1.1.1 Tipos de formalismos ....................................................................................................... 193

7.2 Representación de marcos...................................................................................................................... 194

7.3 Reglas de producción ............................................................................................................................. 199

7.4 Bibliografía ............................................................................................................................................... 216

8 DOCUMENTACION DEL PROTOTIPO .................................................................................................... 218

8.1 Diagrama de paquetes ............................................................................................................................ 218

8.2 Diagrama de clases.................................................................................................................................. 220

8.3 Javadoc ...................................................................................................................................................... 222

8.3.1 Clase Error.java .............................................................................................................................. 222

8.3.2 Clase Archivo.java ......................................................................................................................... 227

8.3.3 Clase DataBase.java ....................................................................................................................... 235






8.3.4 Clase FactsBase.java ...................................................................................................................... 237

8.3.5 Clase KnowledgeBase.java ........................................................................................................... 242

8.3.6 Clase MotorRete.java .................................................................................................................... 253

8.3.7 Clase Rule.java ............................................................................................................................... 275

8.3.8 Clase SendMail.java ...................................................................................................................... 286

8.3.9 Clase UserBase.java ....................................................................................................................... 289

8.3.10 Clase ConfigurationDB .java ....................................................................................................... 294

8.3.11 Clase Encriptacion.java ................................................................................................................ 299

8.3.12 Clase MySqlDB.java ..................................................................................................................... 302

8.3.13 Clase MySqlDB.ResultDB.java ................................................................................................... 307

8.3.14 Clase AddFactsInit.java ............................................................................................................... 312

8.3.15 Clase AddRule.java ...................................................................................................................... 315

8.3.16 Clase AddRuleFromFile.java ...................................................................................................... 319

8.3.17 Clase ChangueClave.java ............................................................................................................ 322

8.3.18 Clase ControlLogin.java .............................................................................................................. 325

8.3.19 Clase Inferir.java ........................................................................................................................... 329

8.3.20 Clase ModFactsInit.java............................................................................................................... 332

8.3.21 Clase PrintHTML.java ................................................................................................................. 335

8.3.22 Clase RemoveFactsInit.java ........................................................................................................ 339

8.3.23 Clase RemoveRule.java ............................................................................................................... 343

8.3.24 Clase SaveFileInfer.java ............................................................................................................... 346

8.3.25 Clase SaveFileInfo.java ................................................................................................................ 349

8.3.26 Clase Users.java ............................................................................................................................ 352

8.3.27 Clase ViewFactsInit.java .............................................................................................................. 356

8.3.28 Clase Fecha.java ............................................................................................................................ 359

8.3.29 Clase MessageDialog.java ........................................................................................................... 365

8.3.30 Clase Sonido.java .......................................................................................................................... 367

8.3.31 Clase Varios.java .......................................................................................................................... 370

8.4 Bibliografía ............................................................................................................................................... 380

9 MANUAL DE USUARIO .............................................................................................................................. 381

9.1 Administración del sistema ................................................................................................................... 381

9.1.1 Administración de los hechos iniciales ...................................................................................... 384

9.1.2 ABM de Reglas ............................................................................................................................. 387






9.1.3 Cambio de clave ............................................................................................................................... 388

9.1.4 Eliminar usuarios ........................................................................................................................... 390

9.2 Inferencia ................................................................................................................................................. 390

9.3 Información arrojada por el sistema .................................................................................................... 395

9.3.1 Información de una corrida (inferencia) .................................................................................. 395

9.3.2 Información de la base de conocimiento .................................................................................. 397






1 ESTUDIO DE VIABILIDAD

1.1 Introducción

El estudio de viabilidad permite determinar si el problema planteado puede ser resuelto mediante un Sistema Experto. En dicho estudio se evalúan los aspectos de Plausibilidad, Adecuación, Justificación y Éxito que caracterizan al problema, utilizando el Test de Viabilidad propuesto por la Metodología IDEAL. Es decir, que de acuerdo a esta metodología, se debe considerar si el desarrollo de un sistema experto como propuesta de solución a un determinado problema, es posible, está justificado, es apropiado y si va tener éxito. Cabe recalcar que la Ingeniería del Conocimiento (INCO) debe considerarse únicamente si el desarrollo de un Sistema Experto es posible, está justificado, es apropiado, y va a tener éxito su construcción. A continuación, se presenta una breve explicación de cada una de las características que componen el test:

Plausibilidad: determina si se cuenta con los medios necesarios para poder para poder abordar el problema desde la Ingeniería del Conocimiento. Para ello se analizan dos aspectos básicos: las características del experto y las características de la tarea que lleva a cabo el experto. Del experto se analiza si existe, si es reconocido como tal por sus colegas, si es cooperativo y si es capaz de articular sus métodos y procedimientos de trabajo. Se considera de suma importancia que el experto haya resuelto el problema en cuestión con suficiente frecuencia y que esté verdaderamente interesado en el desarrollo del sistema. De la tarea se analiza su grado de dificultad, si está adecuadamente estructurada y que el tipo de habilidades se requieren para su realización.

Justificación: determina si se justifica el abordaje del problema desde la INCO. Se analizan aspectos tales

como la necesidad de la experiencia y la inversión a realizar. Del primero de estos aspectos se estudian las características del ambiente en donde hay que realizar la tarea, como ser si la misma debe llevarse a cabo en entornos hostiles o peligrosos, por lo que no se desea mantener un experto humano en el lugar, o bien, cuando los expertos humanos escasean y una empresa necesita expertos en distintas ubicaciones a la vez. Otro motivo que justifica el desarrollo de un sistema experto es cuando la experiencia adquirida está a punto de perderse, por ejemplo por jubilación. Del segundo de estos aspectos se analizan los costos del sistema, la recuperación de la inversión, el valor de la tarea a realizar y si existen soluciones alternativas.

Adecuación: determina si el problema es adecuado para que sea resuelto por la INCO. Existen problemas que no son adecuados para que sean abordados por esta tecnología, pudiendo intentarse resolver a través de algoritmos convencionales o que requieran de sentido común. Se analiza la naturaleza, complejidad y el tipo de tarea.

Éxito: determina si va a ser exitoso resolver el problema por intermedio de la INCO. Existen otras cuestiones

no técnicas a tener en cuenta para decidir aplicar la Ingeniería del Conocimiento en la resolución de un problema, como por ejemplo la mentalización de los responsables de modo que los recursos humanos y materiales estén comprometidos en lograr la solución, que las personas implicadas estén lo suficientemente entrenadas, que el sistema experto sea finalmente ubicado en el lugar correcto para cumplir su función, que los usuarios lo acepten como una herramienta que mejora su calidad laboral, y que los expertos coincidan en la escuela de pensamiento acerca del problema a resolver[1].






1.2 Método de Cálculo de Viabilidad

El estudio de viabilidad consiste en cumplimentar una tabla en la cual se valoran un conjunto de variables para luego estimar si el Sistema Experto es posible, está justificado, es adecuado y tendrá éxito.

Este método, el cual es propuesto en la metodología IDEAl, es de tipo métrico, usa ponderaciones, utiliza la media armónica e incorpora la manipulación de valores lingüísticos mediante intervalos difusos, con los que, además, se pueden definir operaciones básicas de cálculos.

Dicho método integra tres tipos de valores para las características: numéricos, que podrán adquirir valores discretos dentro del intervalo [x,y], booleanos, que podrán tener los valores Sí o No, según la característica esté, o no, presente, y lingüísticos, operando con todos ellos sin renunciar a sus naturalezas, pues en efecto, se traduce cada valor a un intervalo difuso y se hacen todos los cálculos con estos intervalos. Para el presente trabajo se usará el intervalo [1,10], dentro del cual se expresarán todos los valores difusos.

Los valores lingüísticos se podrán tomar de entre un conjunto de los cinco valores siguientes: "nada", "poco",

"regular", "mucho", "todo". Cuanto más verdadera parece la característica, mayor valor se le asigna, es decir, "mucho" o "todo", "poco" o "nada" se dan a características que parecen falsas. Finalmente, el valor "regular" es para los casos en los que no se sabe muy bien. Estos valores se pueden ver como cuantificadores de las características.

Todos los valores lingüísticos se han traducido en valores difusos. El intervalo dentro del cual se expresarán

todos los valores difusos es [0,10]. La tabla t1.1 muestra las funciones de pertenencia para los respectivos valores.

Nada 0.01 0.01 1.20 2.20

Poco 1.20 2.20 3.40 4.40

Regular 3.40 4.40 5.60 6.60

Mucho 5.60 6.60 7.80 8.80

Todo 7.80 8.80 10.0 10.0

Tabla t.1.1 Funciones de pertenencia para características lingüísticas

Un valor lingüístico se define por su función de pertenencia del intervalo [0,10] en el intervalo [0,1]; que indica en qué grado se ajusta a dicho valor lingüístico, sabiendo que cuanto más se acerca la función a 1, más cierto es el valor lingüístico, y cuanto más se acerca a 0, menos lo es.

Como se puede apreciar en la Figura f.1.1, la representación gráfica de las funciones de pertenencia pueden ser definidas gracias a sus puntos de ruptura o puntos angulares. Puesto que, a cada valor lingüístico le será asociado un intervalo difuso determinado por los puntos angulares que están representados en la tabla t.1.1.






Figura f.1.1 Representación de las funciones de pertenencia para los valores lingüísticos

En la figura f.1.1, se tienen 4 columnas que definen el intervalo difuso. Cada uno de dichos valores se

denomina "punto angular" o "punto de ruptura", puesto que es en estos puntos donde el valor de la característica cambia su función de pertenencia. Por ejemplo si analizamos la figura f.1.1 para el valor lingüístico “poco”, se observa que posee un punto de ruptura en 1.2, puesto que a partir de allí la característica empieza a tomar valores mayores a cero. A partir del valor 2.2, la característica posee un valor uno, y lo mantiene hasta el punto de ruptura 3.4, en el cuál la característica se vuelve nuevamente difusa hasta el valor "4.4" a partir del cuál el valor es cero. Los valores boléanos serán representados mediante intervalos difusos. El valor “No” tendrá todos sus puntos angulares con valor cero, y el valor “Si” tendrá todos sus puntos angulares con valor 10.

No 0.01 0.01 0.01 0.01

Si 10.0 10.0 10.0 10.0

Tabla t.1.2 Funciones de pertenencia para los valores booleanos

Para el cálculo de viabilidad se requiere completar el campo Valor de una tabla que posee además los

siguientes campos:

Categoría: Es únicamente de carácter indicativo y muestra a qué o a quién se referirá la característica. Puede ser a la Tarea, a los Directivos/Usuarios o a los Expertos.

Dimensión: Referencia con qué grupo básico está relacionada la característica, puede estar relacionada con:

P (Posible), J (Justificado), A (Adecuado) o E (Exitoso).

Peso: Permite otorgar una importancia relativa a cada característica en la globalidad del test. El peso tiene dos componentes, una de carácter numérico que puede tomar valor entero en el intervalo [1,10]. La otra de carácter binario toma el valor + si la importancia relativa que aporta la característica favorece la construcción del sistema experto, y el valor − si hace disminuir el grado de interés en el desarrollo del sistema experto.

Tipo: Una característica puede ser de dos tipos: deseable o esencial y muestra su importancia. Si es vital para

el proyecto, es de tipo “esencial”, una característica de este tipo deberá superar un valor umbral (definido para cada característica), si no es así, el proyecto será inmediatamente abandonado. En otro caso, la característica se considera “deseable”.






Umbral: Este umbral sirve de referencia para las características esenciales. El valor del umbral es fijo, pero no necesariamente igual para todas las características, y es de la misma naturaleza que el valor de al característica. Las características deseables no tienen umbral, pero, para la uniformidad de los datos, en este caso el umbral tomará el valor no hay.

Valor: Para cada proyecto concreto hay que asignar un valor a cada característica dentro del conjunto de

valores adecuado para cada naturaleza.

Naturaleza del valor asociado a la característica: Puede ser booleana, numérica o lingüística.

Los valores de cada una de las columnas, con excepción de la que corresponde a la columna “Valor”, están predeterminados en función de la experiencia de los autores que proponen el método, pudiendo ser modificado alguno de ellos si el ingeniero de conocimiento lo estima necesario.

Luego de completar el campo valor de la tabla arriba descripta, se debe calcular el valor de cada dimensión. La representación de los valores en intervalos difusos según los cuatro puntos angulares mencionados

anteriormente, permiten trabajar con estos como si fueran valores numéricos. La media armónica proporciona los valores más aceptables para el problema, con el único inconveniente que

si hay un valor "cero" en el conjunto de los valores de los que se hace la media, el resultado obtenido es "cero". Esto se soluciona haciendo la media armónica y la media aritmética del conjunto de intervalos y luego, hacer la media aritmética de los dos intervalos obtenidos. Es decir:

Donde:

VCj : Valor global de al aplicación en una dimensión dada. Vik : Valor de la característica k en la dimensión i.

Pjk : Peso de la característica k en la dimensión i. rj : Número de la característica en la dimensión i. La suma de los intervalos se realiza de la siguiente forma: Dado los intervalos V = (v1 , v2 , v3 , v4 ) y W = (w1 , w2 , w3 , w4 ), se define el intervalo U= V + W = (v1 + w1 , v2 + w2 , v3 + w3 , v4 + w4 ).






Cabe destacar, que la fórmula anterior es aplicable a las dimensiones de plausibilidad, adecuación y éxito. En tanto que para la dimensión de justificación, se debe tomar el máximo de los valores asignados a cada una de las características. Para calcular ese máximo, se multiplica el valor de la característica por el peso asociado, se calcula la aproximación numérica de los intervalos difusos y se toma el máximo.

Asimismo es importante señalar, que si una sola característica de justificación tiene un valor muy alto, entonces se considera que está justificado el desarrollo del sistema experto. Como así también, que la viabilidad técnica del proyecto es más dependiente de la plausibilidad y de la adecuación que de la justificación o del éxito. En el caso de la dimensión de justificación, esta adquiere gran importancia antes de que empiece el desarrollo del sistema, en tanto que su grado de influencia disminuye, en lo que a la viabilidad técnica se refiere, una vez que el sistema esté aceptado. Por último se debe calcular el valor final. En este paso se trata de determinar la evaluación de viabilidad del proyecto, mediante el cálculo de la media aritmética ponderada de los valores obtenidos para cada dimensión con los pesos que se muestran en la tabla t1.3:

PLAUSIBILIDAD 8

ADECUACION 8

JUSTIFICACION 3

EXITO 5

Tabla t1.3 Pesos para cada dimensión

Y utilizando la siguiente fórmula:

Donde el producto de un intervalo por un número k, se define como:

k ∗ (v1 , v2 , v3 , v4) = (k ∗ v1 , k ∗ v2 , k ∗ v3 , k ∗ v4).

El desarrollo del sistema experto se considera viable si el valor final es igual o mayor que 6 (seis).

1.3 Análisis de Viabilidad del Sistema Experto

A continuación se enumeran todas las características del test de viabilidad con una breve justificación del valor

asignado a cada una de ellas.






1.3.1 Justificación de la Dimensión Plausibilidad

Característica P1: Existen expertos, están disponibles y son cooperativos. Análisis: Se dispone de un experto disponible a cooperar con la implementación del Sistema Experto, el Ing. Luis Eduardo Gonzalez Prieto, quien ha realizado la Tesis de grado de la carrera de Ingeniería electrónica en la facultad de Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires. En dicha tesis, se ha investigado las propiedades dieléctricas del Biodiesel. Valor: Si

Característica P2: El experto es capaz de estructurar sus métodos y procedimientos de trabajo. Análisis: El experto es capaz de organizar, y de estructurar su método de trabajo. Esto se puede convalidar en la tesis por él realizada. Valor: Mucho Característica P3: La tarea está bien estructurada y se entiende. Análisis: La tarea se entiende, y está bien estructurada, puesto que queda perfectamente identificada la función principal de la misma, esto es: Detectar el estado y la presencia de contaminantes en el Biodiesel, y Diagnosticar si dicho combustible cumple con las Normas IRAM necesarias para poder comercializar el mismo. Valor: Mucho Característica P4: Existen suficientes casos de prueba y sus soluciones asociadas. Análisis: El experto cuenta con suficientes casos de pruebas, producto de la parte experimental de la tesis por éste realizada. En la mencionada Tesis de grado se puede apreciar en forma cuantitativa y cualitativa, todos los casos de pruebas experimentados, como así también las soluciones asociadas a cada una de ellas. Valor: 8 Característica P5: La tarea sólo depende de los conocimientos y no del sentido común. Análisis: La tarea depende del conocimiento que se posea sobre el método de caracterización del combustible utilizado en la etapa de lavado, y sobre las características del Biodiesel, como ser, cómo los contaminantes afectan las propiedades dieléctricas del combustible, la temperatura a la cual se lo debe someter en el proceso de lavado, las restricciones que indican las Normas IRAM, a fin de determinar si dicho combustible es apto para su comercialización entre otras cosas. Por lo tanto la tarea a realizar no depende del sentido común, sino de la experiencia y el conocimiento que se posee sobre el dominio de aplicación. Valor: 9

1.3.2 Justificación de la Dimensión Justificación

Característica J1: Resuelve una tarea útil y necesaria. Análisis: La tarea a resolver, es útil, ya que la misma servirá de apoyo a las pequeñas empresas productoras de Biodiesel, ofreciendo una alternativa económica y fácil de utilizar, siendo accesible para los pequeños y medianos productores de nuestro país. Además de útil, la tarea es necesaria, ya que en la actualidad no se cuenta con un método automático de caracterización económicamente accesible a pequeños productores.






Valor: Mucho Característica J2: Se espera una alta tasa de recuperación de la inversión. Análisis: La recuperación de la inversión que se espera, está dada en términos de una mayor productividad de Biodiesel, ya que, de una correcta y eficiente caracterización del combustible, depende que éste sea susceptible de comercializarse o no, y puesto que el Sistema Experto automatizará dicha caracterización, es de esperar obtener una alta tasa de producción de Biodiesel por parte de pequeños y medianos productores de Biodiesel. También se espera una alta recuperación de la inversión debido a que el sistema tiene un menor costo respecto a una cromatografía u otros métodos existentes extremadamente caros. Valor: 9

Característica J3: Hay escasez de experiencia humana. Análisis: Existe escasez de experiencia humana debido a que el método de caracterización es nuevo, y aún no existen productores que la utilicen. Valor: Mucho Característica J4: Hay necesidad de tomar decisiones en situaciones críticas o ambientes hostiles, penosos y/o poco gratificantes. Análisis: La tarea se realiza en una planta de producción de Biodiesel, el cual es un ambiente adecuado, por lo que no hay necesidad de hacer una toma de decisión en ambientes hostiles o en situaciones críticas. Valor: No Característica J5: Hay necesidad de distribuir los conocimientos. Análisis: Es deseable que el sistema sea utilizado por los pequeños y medianos productores de Biodiesel de nuestro país, por ser una alternativa rápida y económica al método de caracterización que actualmente utilizan las grandes productoras. De esto surge la necesidad de distribuir y difundir los conocimientos acerca de éste método innovador. Valor: Todo Característica J6: Los conocimientos pueden perderse de no realizarse el sistema. Análisis: Puesto que existe una amplia y variada cantidad de documentación disponible sobre el dominio de aplicación, como así también se cuenta con expertos en la temática, no se puede afirmar que la no realización del Sistema Experto, implica la pérdida de los conocimientos en los cuales éste se basa. Valor: Nada Característica J7: No existen soluciones alternativas. Análisis: Actualmente las grandes productoras comerciales utilizan otros métodos, como ser la cromatografía. Por lo tanto sí existen otras soluciones. Valor: Si

1.3.3 Justificación de la Dimensión Adecuación

Característica A1: La transferencia de experiencia entre humanos es factible. Análisis: La transferencia de experiencia entre humanos sí es factible, ya que el experto posee habilidad para explicar y/o trasmitir conocimiento. Valor: Todo






Característica A2: La tarea requiere “experiencia”. Análisis: Para llevar a cabo la tarea se requiere de mucha experiencia, puesto que para determinar la cantidad de agua utilizada en el lavado del combustible, o la temperatura a la cual se debe llevar a cabo, y demás variables que intervienen en el proceso, se requiere de la expertisia adquirida a lo largo del tiempo. Valor: Mucho Característica A3: Los efectos de la introducción del sistema experto no pueden preverse. Análisis: Puesto que el Sistema Experto está orientado para que sea de utilidad a los operarios que lo utilicen, de manera tal, de que éstos aprendan a partir del comportamiento del sistema, no es de esperar que el mismo produzca efectos adversos los cuales no pueden preverse. Valor: Nada Característica A4: La tarea requiere razonamiento simbólico. Análisis: La tarea requiere de muy poco razonamiento simbólico. Valor: Poco Característica A5: La tarea requiere el uso de “heurísticas” para acotar el espacio de búsqueda. Análisis: Debido a que los conocimientos no presentan ningún grado de subjetividad, no es necesario el uso de heurísticas. Valor: Nada Característica A6: la tarea es de carácter público y más táctica que estratégica. Análisis: La tarea es más táctica que estratégica, ya que se basa en la toma de decisiones que dependen de las características del problema. Valor: Si Característica A7: Se espera que la tarea continúe sin cambios significativos durante un largo período de tiempo. Análisis: Es de esperar que la tarea no sufra modificaciones durante un largo período de tiempo. Valor: Si Característica A8: Se necesitan varios niveles de abstracción en la resolución de la tarea. Análisis: Debido a que los conocimientos necesarios para la resolución de la tarea, son complejos, sí son necesarios varios niveles de abstracción. Valor: Si Característica A9: El problema es relativamente simple o puede descomponerse en subproblemas. Análisis: El problema es relativamente simple, por lo que casi no podría descomponerse en subproblemas. Valor: Poco Característica A10: El experto no sigue un proceso determinista en la resolución del problema. Análisis: Cada muestra de Biodiesel recientemente lavada, presenta diferentes características, dependiendo del volumen de agua utilizada, o de la cantidad de ácido incorporado lo que hace variar el PH de la muestra, etc. Por lo tanto, cada caso en particular, requiere de un proceso de razonamiento el cual se basará en el análisis y evaluación de las características particulares. Valor: Si Característica A11: La tarea acepta la técnica del prototipado gradual.






Análisis: Es posible el desarrollo gradual de prototipos, refinando cada iteración gracias a los conocimientos educidos. Valor: Si Característica A12: El experto resuelve el problema a veces con información incompleta o incierta. Análisis: Es probable que haya ciertas características del Biodiesel recientemente lavado, que no se hayan medido, o que no se hayan tenido en cuenta. Por lo tanto puede suceder que el experto deba resolver la tarea con información incompleta e incierta. Valor: Regular Característica A13: Es conveniente justificar las soluciones adoptadas. Análisis: Es conveniente justificar las soluciones adoptadas, de manera de mostrar cuál fue la línea de razonamiento que se siguió para obtener dicha solución, tal que el usuario del sistema pueda aprender observando el comportamiento del mismo. Valor: Mucho Característica A14: La tarea requiere investigación básica. Análisis: No es necesario investigación básica. Valor: No Característica A15: El sistema funcionará en “tiempo real” con otros programas o dispositivos. Análisis: El Sistema Experto está orientado para que dé apoyo al operario que realice el lavado del combustible, siendo esta etapa la última dentro de la cadena de producción. Dicho sistema podrá ser conectado a sensores de medición, de manera tal que estos le brinden en tiempo real, información al SE para que éste induzca su razonamiento, como ser la permitividad compleja del Biodiesel, la temperatura ambiente, el volumen de agua etc. Valor: Mucho

1.3.4 Justificación de la Dimensión Éxito

Característica E1: Existe una ubicación idónea para el sistema experto. Análisis: El Sistema Experto estará ubicado en una planta productora de biodiesel. Valor: Si Característica E2: Problemas similares se han resuelto mediante INCO. Análisis: Muchos problemas de este tipo han sido resueltos mediante la INCO, en diferentes industrias manufactureras. Valor: Mucho Característica E3: El problema es similar a otros en los que resultó imposible aplicar esta tecnología. Análisis: No se ha encontrado en la bibliografía, ningún problema similar, el cual no haya sido posible su resolución mediante la INCO. Valor: No Característica E4: La continuidad del proyecto está influenciada por vaivenes políticos. Análisis: Se espera que la continuidad del proyecto, no se vea afectado por vaivenes políticos.






Valor: Poco Característica E5: La inserción del sistema se efectúa sin traumas, es decir, apenas se interfiere en la rutina cotidiana. Análisis: Puesto que el sistema no reemplazará ninguna etapa dentro de la línea de producción, sino que brindará apoyo en la etapa de lavado, el mismo no afectará la estructura general de producción. No obstante siempre existe alguna resistencia al cambio, por lo que es necesaria una mínima adaptación Valor: Regular Característica E6: Se dispone de experiencia en INCO. Análisis: Los autores del presente proyecto cuentan con experiencia en INCO, adquirida durante la cursada de las materias Sistemas Automáticos de Diagnóstico y Detección de Fallas I y II, siendo la Directora del proyecto la docente a cargo. Valor: Si Característica E7: Se dispone de los recursos humanos, hardware y software necesarios para el desarrollo e implantación del sistema. Análisis: Se dispone de los recursos humanos necesarios, estos son, dos Ingenieras en Conocimiento, y un experto en el dominio de aplicación dispuesto a colaborar. También se dispone del hardware y software necesario para el desarrollo e implantación del Sistema. Valor: Mucho. Característica E8: El experto resuelve el problema en la actualidad. Análisis: Puesto que el experto ha culminado su Tesis de Grado, el mismo, no resuelve el problema actualmente. Valor: No Característica E9: La solución del problema es prioritaria para la institución. Análisis: La solución del problema sí es prioritaria para la institución. Valor: Mucho Característica E10: Las soluciones son explicables. Análisis: El sistema debe mostrar con claridad, cuál fue la línea de razonamiento seguida, para llegar a una solución particular, de manera tal que el usuario del mismo, aprenda observando el comportamiento del sistema. Valor: Mucho Característica E11: Los objetivos del sistema son claros y evaluables. Análisis: Los objetivos del Sistemas están claramente establecidos y evaluados. Valor: Mucho Característica E12: Los conocimientos están repartidos entre un conjunto de individuos.

Análisis: Los conocimientos no están repartidos entre un conjunto de personas, sino que sólo el Experto, es propietario de los mismos. Valor: No Característica E13: Los directivos, usuarios, expertos e Ingenieros en conocimiento, están de acuerdo en las funcionalidades del sistema experto. Análisis: Todas las personas involucradas en el presente proyecto están de acuerdo con las funcionalidades que el Sistema experto brindará.






Valor: Si Característica E14: La actitud de los expertos ante el desarrollo del sistema es positiva y no se sienten amenazados por el proyecto. Análisis: El experto tiene una actitud de colaboración con el desarrollo del proyecto, por lo que la misma es de carácter altamente positiva. Valor: Mucho Característica E15: los expertos convergen en sus soluciones y métodos. Análisis: Todos los involucrados poseen una formación similar y adoptan soluciones convergentes. Valor: Si Característica E16: Se acepta la planificación del proyecto propuesta por el Ingeniero del conocimiento. Análisis: La planificación hecha por Ingenieros del conocimiento, fue aceptada, y consensuada. Valor: Si Característica E17: Existen limitaciones estrictas de tiempo en la realización del sistema. Análisis: No existen limitaciones de tiempo en la realización del proyecto, pero es deseable culminarlo en tiempos razonables acordes a la complejidad del Sistema. Valor: No Característica E18: La dirección y usuarios apoyan los objetivos y directrices del proyecto. Análisis: Todos los involucrados en el proyecto apoyan los objetivos establecidos. Valor: Si Característica E19: El nivel de formación requerido por los usuarios del sistema es elevado. Análisis: El sistema está dirigido a los operarios que realicen el lavado del Biodiesel, por lo tanto los mismos deben tener una formación acorde a la función que desempeñan. Valor: Mucho Característica E20: Las relaciones Ingeniero del conocimiento - Experto son fluidas. Análisis: Las relaciones entre el Ingeniero del conocimiento y el experto son muy fluidas, por lo que se ha planificado un encuentro semanal, durante la etapa de adquisición de conocimiento. Valor: Mucho Característica E21: El proyecto forma parte de un camino crítico con otros sistemas. Análisis: El proyecto no forma parte de un camino crítico con otros sistemas. Valor: No Característica E22: Se efectuará una adecuada transferencia tecnológica. Análisis: Se ha previsto realizar manuales de usuario que den el soporte necesario para poder utilizar el sistema. Valor: Si Característica E23: lo que cuenta en la solución es la calidad de la respuesta. Análisis: La calidad de la respuesta es muy importante ya que de esta depende si el Biodiesel es apto para su comercialización, o es necesario realizarle otro lavado del combustible.






Valor: Mucho

1.4 Cálculo del Test de Viabilidad

1.4.1 Completar la tabla

Completamos el campo Valor de cada característica de la tabla siguiente, con los valores que asignamos en

la etapa de justificación. Cabe aclarar que los valores correspondientes a las características de tipo esencial deben estar por encima de su correspondiente umbral, ya que de lo contrario se rechazaría la tecnología de la INCO para resolver el problema.

Denominación de la característica Categoría Dim. Peso Tipo Naturaleza Umbral Valor

Existen expertos, están disponibles y son

cooperativos

Experto P1 +10 Esencial Booleana Sí (sí) Sí

El experto es capaz de estructurar sus

métodos y procedimientos de trabajo

Experto P2 +7 Deseable Difusa No Mucho

La tarea está bien estructurada y se

entiende.

Tarea P3 +8 Deseable Difusa No Mucho

Existen suficientes casos de prueba y sus

soluciones asociadas.

Tarea P4 +10 Esencial Numérica Sí (8) 8

La tarea sólo depende de los

conocimientos y no del sentido común

Tarea P5 +9 Deseable Numérica No 9

Resuelve una tarea útil y necesaria Tarea J1 +8 Deseable Difusa No Mucho

Se espera una alta tasa de recuperación

de la inversión

Directivos/

Usuarios

J2 +7 Deseable Numérica No 9

Hay escasez de experiencia humana Experto J3 +6 Deseable Difusa No Mucho

Hay necesidad de tomar decisiones en

situaciones críticas o ambientes hostiles,

penosos, y, o, poco gratificantes

Tarea J4 +10 Deseable Difusa No No

Hay necesidad de distribuir los

conocimientos

Tarea J5 +10 Deseable Difusa No Todo

Los conocimientos pueden perderse de

no realizarse el sistema

Experto J6 +10 Deseable Difusa No Nada

No existen soluciones alternativas Tarea J7 +8 Esencial Booleana Sí (sí) Sí

La transferencia de experiencia entre

humanos es factible.

Tarea A1 +7 Deseable Difusa No Todo

La tarea requiere “experiencia” Tarea A2 +10 Deseable Difusa No Todo

Los efectos de la introducción del SE no

pueden preverse

Tarea A3 -2 Deseable Difusa No Nada

La tarea requiere razonamiento simbólico Tarea A4 +5 Deseable Difusa No Mucho

La tarea requiere el uso de” heurísticas”

para acotar el espacio de búsqueda

Tarea A5 +7 Deseable Difusa No Nada

La tarea es de carácter público y más

táctica que estratégica

Tarea A6 +8 Deseable Booleana No Sí






Se espera que la tarea continúe sin

cambios significativos durante un largo

período de tiempo

Tarea A7 +8 Esencial Difusa Sí

(mucho)

Mucho

Se necesitan varios niveles de

abstracción en la resolución de la tarea

Tarea A8 +8 Deseable Difusa No Sí

El problema es relativamente simple o

puede descomponerse en subproblemas

Tarea A9 +6 Deseable Difusa No Poco

El experto no sigue un proceso

determinista en la resolución del

problema

Experto A10 +3 Deseable Booleana No Sí

La tarea acepta la técnica del prototipado

gradual

Tarea A11 +8 Deseable Booleana No Sí

El experto resuelve el problema a veces

con información incompleta o incierta.

Experto A12 +3 Deseable Difusa No Mucho

Es conveniente justificar las soluciones

adoptadas

Tarea A13 +3 Deseable Difusa No Todo

La tarea requiere investigación básica Tarea A14 -10 Esencial Booleana Sí (No) No

El sistema funcionará en “tiempo real”

con otros programas o dispositivos

Tarea A15 -6 Deseable Difusa No Mucho

Existe una ubicación idónea para el SE Directivos/

Usuarios

E1 +7 Deseable Difusa No Mucho

Problemas similares se han resuelto

mediante INCO

Tarea E2 +8 Deseable Booleana No Sí

El problema es similar a otros en los que

resultó imposible aplicar esta tecnología

Tarea E3 -5 Deseable Booleana No Nada

La continuidad del proyecto está

influenciada por vaivenes políticos

Directivos/

Usuarios

E4 -9 Esencial Difusa Sí

(poco)

Todo

La inserción del sistema se efectúa sin

traumas, es decir, apenas se interfiere en

la rutina cotidiana

Directivos/

Usuarios

E5 +8 Deseable Difusa No Regular

Se dispone de experiencia en INCO Tarea E6 +7 Deseable Difusa No Sí

Se dispone de los recursos humanos,

hardware y software necesarios para el

desarrollo e implementación del sistema

Tarea E7 +4 Deseable Difusa No Todo

El experto resuelve el problema en la

actualidad

Experto E8 +4 Deseable Difusa No No

La solución del problema es prioritaria

para la institución

Directivos/

Usuarios

E9 +8 Esencial Difusa Sí

(mucho)

Mucho

Las soluciones son explicables Tarea E10 +5 Deseable Difusa No Mucho

Los objetivos del sistema son claros y

evaluables

Tarea E11 +6 Deseable Difusa No Mucho

Los conocimientos están repartidos entre

un conjunto de individuos

Experto E12 -7 Deseable Difusa No No

Los directivos, usuarios, expertos e IC

están de acuerdo en las funcionalidades

del SE

Directivos/

Usuarios


(mucho)

Mucho

La actitud de los expertos ante el Experto E14 +8 Deseable Difusa No Mucho






desarrollo del sistema es positiva y no se

sienten amenazados por el proyecto

Los expertos convergen en sus

soluciones y métodos

Experto E15 +5 Deseable Difusa No Sí

Se acepta la planificación del proyecto

propuesta por el IC

Directivos/

Usuarios

E16 +8 Esencial Booleana Sí (sí) Sí

Existen limitaciones estrictas de tiempo

en la realización del sistema

Tarea E17 -6 Deseable Difusa No Regular

La dirección y usuarios apoyan los

objetivos y directrices del proyecto

Directivos/

Usuarios


(mucho)

Sí

El nivel de formación requerido por los

usuarios del sistema es elevado

Directivos/

Usuarios

E19 -2 Deseable Difusa No Mucho

Las relaciones IC- Experto son fluidas Experto E20 +4 Deseable Difusa No Mucho

El proyecto forma parte de un camino

crítico con otros sistemas

Tarea E21 -6 Deseable Booleana No No

Se efectuará una adecuada transferencia

tecnológica

Directivos/

Usuarios


(mucho)

Sí

Lo que cuenta en la solución es la calidad

de la respuesta.

Tarea E23 +5 Deseable Booleana No Mucho

Tabla t1.4 Planilla de viabilidad

1.4.2 Cálculo del Valor para cada Dimensión

1.4.2.1 Cálculo del Valor de Dimensión Plausibilidad

DIMENSION DE PLAUSIBILIDAD Característica Peso Valor Intervalo Difuso Peso*Valor Peso/Valor

P1 10 Sí 10 10 10 10 100 100 100 100 1 1 1 1

P2 7 Mucho 5.6 6.6 7.8 8.8 39.2 46.2 54.6 61.6 1.3 1.1 0.9 0.8

P3 8 Mucho 5.6 6.6 7.8 8.8 44.8 52.8 62.4 70.4 1.4 1.2 1 0.9

P4 10 8 8 8 8 8 80 80 80 80 1.3 1.3 1.3 1.3

P5 9 9 9 9 9 9 81 81 81 81 1 1 1 1

44 345 360 378 393 6.9 5.5 5.2 5.0

Resultado: 7.63 8.07 8.55 8.91






0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Plausabilidad

Figura f.1.2 Dimensión de Plausibilidad

1.4.2.2 Cálculo del Valor de Dimensión Justificación

DIMENSION DE JUSTIFICACION

Característica Peso Valor Intervalo Difuso Peso*Valor Aproximación Num

J1 8 Mucho 5.6 6.6 7.8 8.8 44.8 52.8 62.4 70.4 57.6

J2 7 9 9 9 9 9 63 63 63 63 63

J3 6 Mucho 5.6 6.6 7.8 8.8 33.6 39.6 46.8 52.8 43.2

J4 10 No 0.01 0.01 0.01 0.01 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1

J5 10 Todo 7.8 8.8 10 10 78 88 100 100 91.5

J6 10 Nada 0.01 0.01 1.2 2.2 0.1 0.1 12 22 8.55

J7 8 Sí 10 10 10 10 80 80 80 80 80

Máx 91.5

Resultado: 9.15 9.15 9.15 9.15






0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Justificación

Figura f.1.3 Dimensión de Justificación

1.4.2.3 Cálculo del Valor de Dimensión Adecuación

DIMENSION DE ADECUACION

Caract Peso Valor Intervalo Difuso Peso*Valor Peso/Valor

A1 7 Todo 7.8 8.8 10 10 54.6 61.6 70 70 0.897 0.8 0.7 0.7

A2 10 Todo 7.8 8.8 10 10 78 88 100 100 1.282 1.14 1 1

A3 2 Nada 0.01 0.01 1.2 2.2 0.02 0.02 2,4 4.4 200 200 1.67 0.909

A4 5 Mucho 5.6 6.6 7.8 8.8 28 33 39 44 0.893 0.76 0.64 0.568

A5 7 Nada 0.01 0.01 1.2 2.2 0.07 0.07 8,4 15.4 700 700 5.83 3.182

A6 8 Sí 10 10 10 10 80 80 80 80 0.8 0.8 0.8 0.8

A7 8 Mucho 5.6 6.6 7.8 8.8 44.8 52.8 62,4 70.4 1.429 1.21 1.03 0.909

A8 8 Sí 10 10 10 10 80 80 80 80 0.8 0.8 0.8 0.8

A9 6 Mucho 5.6 6.6 7.8 8.8 33.6 39.6 46.8 52.8 1.071 0.91 0.77 0.682

A10 3 Sí 10 10 10 10 30 30 30 30 0.3 0.3 0.3 0.3

A11 8 Sí 10 10 10 10 80 80 80 80 0.8 0.8 0.8 0.8

A12 3 Mucho 5.6 6.6 7.8 8.8 16.8 19.8 23,4 26.4 0.536 0.45 0.38 0.341

A13 3 Todo 7.8 8.8 10 10 23.4 26.4 30 30 0.385 0.34 0.3 0.3

A14 10 No 0.01 0.01 0.01 0.01 0.1 0.1 0,1 0.1 1000 1000 1000 1000

A15 6 Mucho 5.6 6.6 7.8 8.8 33.6 33.6 7,2 13.2 1.1 1.1 5 2.727

94 583 625 660 697 1910 1909 1020 1014

Resultado: 3.13 3.35 3.56 3.75






0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Adecuación

Figura f.1.4 Dimensión de Adecuación

1.4.2.4 Cálculo del Valor de Dimensión Éxito

DIMENSION DE ÉXITO

Caract Peso Valor Intervalo Difuso Peso*Valor Peso/Valor

E1 7 Mucho 5.6 6.6 7.8 8.8 39.2 46.2 54.6 61.6 1.25 1.06 0.9 0.8

E2 8 Sí 10 10 10 10 80 80 80 80 0.8 0.8 0.8 0.8

E3 5 Nada 0.01 0.01 1.2 2.2 0.05 0.05 6 11 500 500 4.17 2.27

E4 9 Todo 7.8 8.8 10 10 70.2 79.2 90 90 1.15 1.02 0.9 0.9

E5 8 Regular 3.4 4.4 5.6 6.6 27.2 35.2 44.8 52.8 2.35 1.82 1.43 1.21

E6 7 Sí 10 10 10 10 70 70 70 70 0.7 0.7 0.7 0.7

E7 4 Todo 7.8 8.8 10 10 31.2 35.2 40 40 0.51 0.45 0.4 0.4

E8 4 Todo 7.8 8.8 10 10 31.2 35.2 40 40 0.51 0.45 0.4 0.4

E9 8 Regular 3.4 4.4 5.6 6.6 27.2 35.2 44.8 52.8 2.35 1.82 1.43 1.21

E10 5 Mucho 5.6 6.6 7.8 8.8 28 33 39 44 0.89 0.76 0.64 0.57

E11 6 Mucho 5.6 6.6 7.8 8.8 33.6 39.6 46.8 52.8 1.07 0.91 0.77 0.68

E12 7 Poco 1.2 2.2 3.4 4.4 8.4 15.4 23.8 30.8 5.83 3.18 2.06 1.59

E13 4 Mucho 5.6 6.6 7.8 8.8 22.4 26.4 31.2 35.2 0.71 0.61 0.51 0.45

E14 8 Mucho 5.6 6.6 7.8 8.8 44.8 52.8 62.4 70.4 1.43 1.21 1.03 0.91

E15 5 Mucho 5.6 6.6 7.8 8.8 28 33 39 44 0.89 0.76 0.64 0.57

E16 8 Sí 10 10 10 10 80 80 80 80 0.8 0.8 0.8 0.8

E17 6 Regular 3.4 4.4 5.6 6.6 20.4 26.4 33.6 39.6 1.76 1.36 1.07 0.91

E18 7 Mucho 5.6 6.6 7.8 8.8 39.2 46.2 54.6 61.6 1.25 1.06 0.9 0.8

E19 2 Mucho 5.6 6.6 7.8 8.8 11.2 13.2 15.6 17.6 0.36 0.3 0.26 0.23

E20 4 Mucho 5.6 6.6 7.8 8.8 22.4 26.4 31.2 35.2 0.71 0.61 0.51 0.45

E21 6 Sí 10 10 10 10 60 60 60 60 0.6 0.6 0.6 0.6

E22 8 Mucho 5.6 6.6 7.8 8.8 44.8 52.8 62.4 70.4 1.43 1.21 1.03 0.91

E23 5 Sí 10 10 10 10 50 50 50 50 0.5 0.5 0.5 0.5

141 869.5 971.5 1100 1190 528 522 22.4 18.7






Resultado: 3.22 3.58 7.04 8

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Exito

Figura f.1.5 Dimensión de Éxito

1.4.2.5 Resultado Final

RESULTADO FINAL

Dimensión Peso Valores Intervalo Peso*Valor

Plausibilidad 8 7.63 8.07 8.55 8.91 61 64.6 68.4 71.3

Justificación 3 9.15 9.15 9.15 9.15 27.5 27.5 27.5 27.5

Adecuación 8 3.13 3.35 3.56 3.75 25 26.8 28.5 30

Éxito 5 3.22 3.58 7.04 8 16.1 17.9 35.2 40

24 130 137 160 169

Intervalo Resultado Final: 5.4 5.7 6.65 7

RESULTADO FINAL: 6.2






1.5 Bibliografía

[1] Ingeniería de Sistemas Expertos, García Martínez, Britos. Editorial Nueva Librería, 2004. [2] Sistemas Inteligentes, García Martínez, Servente, Pasquini. Editorial Nueva Librería, 2003.






2 ANALISIS ESTRUCTURAL DE TEXTOS

2.1 Introducción

La filosofía del análisis de Texto consiste en la búsqueda [1], a través de la documentación, de determinados términos. Las técnicas pueden agruparse en tres grandes familias dependiendo de los términos que rastrean:

Técnicas en las cuales los términos son determinados por el ingeniero del conocimiento (IC) en tiempo de

ejecución. Dicho de otro modo, el IC, ante el análisis de un determinado texto, establece una serie de términos que deben ser buscados automáticamente o no, en el texto. Por ejemplo, si está desarrollando un sistema en el dominio de abogacía en el fuero penal y está analizando un texto sobre formas de determinar una condena, establecerá que un término a rastrear es el término “Agravantes.”

Existe otra familia de técnicas en las que los términos a buscar están preestablecidos por la técnica y son dependientes del dominio. En este caso, la técnica sostiene que los términos a rastrear para el dominio de la abogacía en e l fuero penal son: Agravante, atenuantes, antecedentes.

Un tercer tipo de técnicas de análisis de textos donde los términos a buscar están también preestablecidos, pero ahora, son independientes del dominio. En este caso técnica establece que los términos a buscar pueden ser: se define como, está relacionado con, es una característica de, ect.

Los conocimientos a extraer en esta fase de estudio de documentación, son del tipo:

- Conceptos, - Definiciones de terminología, - Relaciones entre conceptos.

La extracción de conocimientos llevada a cabo consiste en:

Relacionar el término que se estaba rastreando, con todas las palabras de la frase donde el término ha sido

encontrado. Por ejemplo, en agravante incrementa la condena de un acusado. El concepto Agravante vendría relacionado con el concepto Incrementa y con el concepto Condena.

Aceptar la frase como definición del concepto, si el IC así lo estima. Como puede ser el caso de frase La pena

se determina como 1/3,2/3 y 3/3 de la cantidad de años reglamentados para la condena, que el IC puede incluir en el diccionario de conceptos del SBC.

Las técnicas pertenecientes a los términos independientes del dominio, realizan extracción tanto de conceptos

como de relaciones entre los mismos. Estas técnicas suelen denominarse de análisis estructural de textos, dado que extraen conceptos fundamentales del dominio buscando estructuras preestablecidas. Por lo general los conceptos vienen introducidos en estructuras de tipo definición, y las relaciones entre conceptos vienen establecidas en estructuras de tipo afirmación relacional. Esto significa que el análisis estructural de textos necesita: a) Estructuras textuales: Formada básicamente por cuatro estructuras fundamentales encargadas de transmitir conocimientos en los textos:

Definiciones: Introducción de un concepto nuevo en el texto. El concepto puede venir definido en base a distintos criterios, en cada caso el tipo de conocimiento es distinto. Por ejemplo, un concepto puede venir definido por su uso, así los conocimientos extraídos serán el concepto y una característica suya, en este caso su utilización. En otras ocasiones, un concepto puede venir definido por las partes que lo






componen, los conocimientos extraídos entonces serán el concepto principal y sus componentes relacionados con el concepto principal por la relación compuesto-de.

Afirmaciones: Una afirmación es una frase que establece una verdad. Para el objetivo de extraer conocimientos básicos, las afirmaciones que interesan son aquellas que expresan relaciones entre conceptos.

Leyes: Las leyes de un dominio establecen sus principios básicos, así como reglas que fijan el funcionamiento de objetos del dominio. Esta estructura proporciona conocimientos de un nivel más alto que el que se pretende extraer de los textos.

Procedimientos: Los procedimientos de un dominio establecen los pasos para la resolución de problemas en el dominio. AL igual que en el caso anterior, los conocimientos proporcionados por esta estructura está más allá del objetivo de la extracción de conocimientos a partir de documentación.

b) Detección: La técnica de análisis estructural de textos defiende que las estructuras textuales vienen embebidas en patrones para cada tipo de estructura que se quiera analizar. Ejemplos de patrones son:

Para las definiciones: A se usa para B; A es un B que C; A está compuesto por B. C…etc. Para las afirmaciones: A es causa de B; A se relaciona con B; A es la finalidad de B; etc.

[2].

2.2 Texto a Analizar

El análisis estructural de textos se basa en el estudio de parte de la Tesis para el título de Ingeniería en Electrónica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires (UBA): “Diseño e implementación de un sistema de adquisición de datos y control para la Planta Piloto de Biodiesel “ Realizada por el Ing. Luis Eduardo Gonzalez Prieto, bajo la dirección de la Dra. Ing. Silvia Daniela Romano y co-dirección del Ing. Jorge Alberto.

El desarrollo del análisis estructural de texto se encuentra constituido por:

Análisis de Términos en tiempo de ejecución Extracción de definiciones Identificación de relaciones.

A continuación se expone el texto objeto del análisis:

Producción de biodiesel El biodiesel se produce básicamente mediante un proceso llamado transesterificación, en donde la molécula de aceite o de grasa reacciona con el alcohol para formar un éster (biodiesel) y glicerina (Figura 1-3). La transesterificación rompe la molécula del aceite vegetal crudo y sustituye el grupo glicerilo de los triglicéridos por un grupo metilo proveniente del metóxido, convirtiéndose así en un metil éster, más glicerina (un valioso subproducto que se puede vender para la utilización en jabones y otros productos). La glicerina se separa del éster por decantación, y este último se somete a un proceso de limpieza.






R-COOCH2

R-COOCH2

R-COOCH + 3 CH3OH 3 R-COOCH3 +

CH2-OH

CH-OH

CH2-OH

Triglicérido Metanol Metiléster Glicerina

R= Radical alquilico

Catalizador

Transesterificación

Esquema de la reacción de transesterificación

El biodiesel deja de ser una molécula voluminosa y ramificada como lo es el aceite, para pasar a ser una molécula de cadena lineal, similar en tamaño y componentes al Gasoil. Desde el punto de vista químico el biodiesel es una mezcla de los esteres metílicos (en caso de ser producidos con alcohol metílico) formado a partir de los ácidos grasos triglicéridos de los aceites vegetales y/o grasas animales empleados como materia prima. En Europa la materia prima fundamental es la colza, ya que es la oleaginosa existente más económica, pudiendo emplearse otros aceites vegetales como ser: girasol, palma o soja. Otras posibilidades son emplear grasas animales de bajo costo y el aceite empleado para frituras. Hay que considerar que al ser una reacción reversible, para desplazar la reacción hacia la derecha hace falta agregar alcohol en exceso. Este estará presente, por lo tanto, en los productos. Por esta razón, en grandes volúmenes de producción se recurren a métodos de recuperación del alcohol. La reacción de transesterificación depende de los siguientes parámetros1: Contenido de ácidos grasos libres y de humedad, relación de concentraciones del aceite y el alcohol, tipo de alcohol, tipo y concentración de catalizador, tiempo de reacción, temperatura de reacción, pureza de los reactivos e intensidad de la agitación. Para el caso de materias primas de alta acidez no es posible realizar una catálisis básica para la obtención del biodiesel, el procedimiento que será descripto mas adelante, porque el acido graso con el hidróxido forma agua y el aceite en presencia de agua forma jabones. Por lo tanto se debe recurrir a la catálisis acida (se utiliza un acido, por ejemplo sulfúrico, para transesterificar). A continuación, se enumeran y describen las etapas básicas para la elaboración de biodiesel con catalizador básico, por ser el proceso utilizado en la industria (Figura 1-4)1:

Pretratamiento del aceite (en caso de ser necesario)

Mezcla del alcohol con el catalizador

Reacción química






Separación del Biodiesel de la glicerina

Purificación del Biodiesel

Aceite Vegetal

Pretratamiento +

Metanol

Hidróxido

de sodio

Me

toxid

oTransesterificacion

Glicerina bruta

Lavado

+

Secado

Bio

die

se

l bru

to

Biodiesel

Recuperacion

de alcohol

Etapas de producción del biodiesel

Pretratamiento del aceite Si la materia prima usada es un aceite vegetal es necesario realizar un tratamiento previo a su uso para eliminar las impurezas que contiene. El tratamiento consiste en la filtración del aceite para quitar las partículas en suspensión y una posterior eliminación del pequeño porcentaje de agua que contiene. En este proceso es sumamente importante asegurar la ausencia de agua en el aceite para disminuir la formación de jabones durante la reacción química. Para eliminar el agua, se puede emplear tanto una destilación atmosférica como una destilación al vacío. Si se utilizan grasas animales, se las debe fundir previamente y disminuir su acidez. Mezcla del alcohol con el catalizador El alcohol se mezcla con el catalizador previamente al agregado de aceite. Generalmente se utiliza metanol. La cantidad de metanol a utilizar es del orden del 20% del volumen de aceite con el que va a reaccionar, volveremos a tratar este tema en la segunda parte del trabajo. La cantidad necesaria de catalizador se determina teniendo en cuenta la acidez del aceite, por medio de una titulación. La mezcla se realiza en un recipiente con tapa de seguridad y se agita vigorosamente hasta que el hidróxido de sodio se disuelva totalmente en el metanol. Se deben tener en cuenta los recaudos de






seguridad apropiados al trabajar con ambas sustancias1, en particular con el metanol. Además, esta reacción es exotérmica y el metóxido de sodio formado es altamente corrosivo. Reacción química La reacción química se realiza en un recipiente cerrado2 y bajo determinadas condiciones de temperatura, agitación y tiempo. Se calienta el aceite hasta 50 ó 60 ºC y se le agrega el metóxido de sodio. La reacción química se lleva a cabo bajo agitación continua durante 1 hora3 y a temperatura constante de 50 ó 60 ºC (siempre menor a los 65ºC para que no se evapore el alcohol metílico). Luego de la transesterificación de los triglicéridos, los productos obtenidos son una mezcla de ésteres, glicerol, alcohol, catalizador, pudiendo existir también bajos porcentajes de monoglicéridos, diglicéridos y triglicéridos. La obtención de ésteres puros implica la eliminación de las impurezas, ya que le confieren propiedades indeseables: aumento de los puntos de enturbiamiento y fluidez, turbidez, etc. (volveremos al tema de los posibles contaminantes de biodiesel en la segunda parte de este trabajo). Para ello, se procede a la separación del Biodiesel y la glicerina y posteriores lavados del biocombustible. En los procesos industriales más complejos, se procede a separar el biodiesel y la glicerina formados mediante el uso de centrífugas continuas que permiten además remover constantemente los productos de reacción para desplazar la reacción hacia el lado de los productos (logrando un mayor rendimiento). Sin embargo, aún son comunes los procesos batch, en los que transcurridos una hora, se procede a una decantación de la glicerina. Luego de separar la misma, el éster es lavado para eliminar jabones y otros subproductos de reacción indeseados. Separación del Biodiesel de la glicerina El proceso de separación consiste básicamente en una decantación: el Biodiesel y la glicerina se separan en dos fases (debido a sus distintas densidades y a la acción de la gravedad) a partir del momento en que se detiene la agitación. Luego de esperar el tiempo necesario para que se produzca la separación, se retiran ambas fases y se purifican por separado. Purificación del Biodiesel Luego de la decantación, la fase superior (Biodiesel), se debe lavar con agua para arrastrar los restos de metanol, catalizador y glicerina que pudieron quedar presentes en el biocombustible. Estos contaminantes son miscibles y solubles en agua, propiedades que se aprovechan para realizar el arrastre de los mismos. Se realizan lavados sucesivos con el cuidado necesario para evitar que se formen emulsiones que disminuirían el rendimiento del proceso. El primer lavado se lo hace con agua acidificada para disminuir el pH del combustible (que es básico debido al catalizador). Los otros dos lavados se realizan con agua. Luego se procede al secado del biodiesel.

1 La reacción del metanol con hidróxido de sodio produce vapores tóxicos.

2 El sistema a partir de aquí esta totalmente aislado de la atmósfera para prevenir la perdida de alcohol.

3 La mayor parte de la reacción se da en los primeros 5 minutos por lo que es crítica esta primera etapa.

3 La reacción del metanol con hidróxido de sodio produce vapores tóxicos.






De esta forma, se obtiene biodiesel purificado, al que habrá que caracterizar de acuerdo a las normas. Purificación de la glicerina La glicerina o 1,2,3-Propanotriol, tiene la fórmula que se muestra en la Figura 1-5.

H2C-OH

|

HC-OH

|

H2C-OH Fórmula de la glicerina

Fue descubierta en Suecia en 177911, y es quizás uno de los productos químicos más antiguos que se conoce; en su forma refinada es un producto no tóxico, biodegradable, de sabor dulce, viscoso, inodoro, incoloro y muy higroscópico; la glicerina se puede obtener generalmente por:

Saponificación de triglicéridos para producir jabones.

Por hidrólisis de triglicéridos para dar ácidos grasos.

Por procesos de transesterificación de triglicéridos para producir alcoholes ácidos, biodiesel, sustitutos de grasas y otros ésteres.

En otras palabras, la glicerina es el subproducto en la elaboración de otros commodities y como tal, el volumen de producción es independiente de la demanda del mercado. La producción de biodiesel ha elevado la producción de glicerina a volúmenes superiores de la demanda de la misma. Por esta razón la glicerina obtenida en las producciones actuales de biodiesel es incinerada junto con algún combustible de mayor poder calorífico. Tal es así que existen actualmente numerosas investigaciones sobre posibles nuevos usos para la glicerina.12 Dado que la calidad de la misma luego de separarla del Biodiesel no es alta, se la debe purificar para poder usarla o comercializarla. En escala de laboratorio, este proceso no tiene mucho sentido debido a los bajos volúmenes de glicerina obtenidos, pero en escala industrial, puede ser interesante. La razón fundamental es que luego del proceso de purificación no sólo se obtiene glicerina de mayor grado de pureza sino que, además se recupera parte del metanol que vuelve al proceso, disminuyendo los costos. La glicerina formada contiene catalizadores y jabones que son neutralizados con ácido y se almacena como glicerina cruda. En algunos casos la sal formada durante esta fase es recuperada para utilizarla como fertilizante. Pero en la mayoría de los casos la sal se deja con la glicerina.3 Almacenamiento del biodiesel El proceso de autooxidación del biodiesel no se da por la presencia de contaminantes, sino por la naturaleza misma de los ácidos grasos que lo componen. En la autooxidación del éster, a temperatura ambiente, se forman hidroperóxidos resultantes de la




Sistema Experto para el Mon

universidad de buenos aires facultad de...

Documents