Usando la descomposición de un grafo Halin para el diseño de algoritmos autoestabilizantes

Using Halin graph decomposition for the design of self-stabilizing algorithm

Daniel Uriel Orozco Lomelí (2023, [Tesis de maestría])

Sea G = (V, E) un grafo no dirigido. El problema de encontrar un conjunto independiente fuerte en G, es identificar un conjunto S ⊆ V , tal que dados dos vértices arbitrarios de S, éstos estén separados entre sí por el menos tres aristas. Encontrar un conjunto S de tamaño máximo pertenece a la clase NP-Difícil. Por otro lado, el problema de encontrar un conjunto dominante total en G es identificar un conjunto D ⊆ V , tal que cualquier vértice en V tenga al menos un vecino que pertenezca a D. Encontrar un conjunto D de tamaño mínimo también pertenece a la clase NP-Difícil. En este trabajo de tesis se diseñaron dos algoritmos, uno que resuelve el problema de encontrar un conjunto independiente fuerte maximal y otro que resuelve el problema de encontrar un conjunto dominante total minimal. Estos dos problemas son menos restrictivos que las versiones de optimización descritas al principio de este texto y se sabe que pertenecen a la clase P. Los algoritmos diseñados corren en un sistema distribuido, son autoestabilizantes, son tolerantes a fallas transitorias y funcionan para grafos Halin. Los grafos Halin pertenecen a la clase de grafos 2-outerplanares y tienen la propiedad de que se pueden partir en dos subgrafos muy conocidos, un árbol y un ciclo. Los algoritmos propuestos aprovechan la propiedad anterior para disminuir la complejidad de los mismos. Hasta donde tenemos conocimiento, los algoritmos propuestos, que corren en tiempo lineal en el número de vértices, son los algoritmos más rápidos existentes para los problemas del conjunto independiente fuerte maximal y el conjunto dominante total minimal.

Let G = (V, E) be an undirected graph. The problem of finding a strong stable set in G, is to identify a set S ⊆ V , such that given two arbitrary vertices of S, they are separated from each other by at least three edges. Finding a set S of maximum size belongs to the class NP-Hard. On the other hand, the problem of finding a total dominanting set in G is to identify a set D ⊆ V , such that any vertex in V has at least one neighbor belonging to D. Finding a set D of minimum size also belongs to the class NP-Hard. In this thesis work, two algorithms were designed, one that solves the problem of finding a maximal strong stable set and one that solves the problem of finding a minimal total dominanting set. These two problems are less restrictive than the optimization versions described at the beginning of this text and are known to belong to the P class. The designed algorithms run on a distributed system, are self-stabilizing, are transient fault tolerant, and work for Halin graphs. Halin graphs belong to the 2-outerplanar class of graphs and have the property that they can be split into two well-known subgraphs, a tree and a cycle. The proposed algorithms take advantage of the above property to decrease the complexity of the algorithms. To the best of our knowledge, the proposed algorithms, which run in linear time in the number of vertices, are the fastest existing algorithms for the maximal strong stable set and minimal total dominating set problems.

Grafo Halin, Sistemas Distribuidos, Autoestabilización, Conjunto Independiente Fuerte, Conjunto Dominante Total Halin Graph, Distributed Systems, Self-stabilizing, Strong Stable Set, Total Dominating Set INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE LOS ORDENADORES LENGUAJES ALGORÍTMICOS LENGUAJES ALGORÍTMICOS

Microbiological Analysis of the Air in a Popular Fish Processing and Marketing Area

Angélica Sinaí Quintanilla Martínez Lizet Aguirre Güitrón Luis Daniel Espinosa Chaurand MAYRA DIAZ RAMIREZ ALEJANDRO DE JESUS CORTES SANCHEZ (2022, [Artículo])

"Fish are marketed as a food and consumed worldwide. During the production of food, contamination by microorganisms is possible through the air, soil, water, surfaces, food handlers, etc. The air does not have a natural microbial composition, but it is a vehicle for the transmission of microorganisms of economic and health interest because they are associated with food spoilage and human diseases. The objective of this study was the microbiological analysis of the air in an area popular for the processing and marketing of fish products in the city of Tepic Nayarit. Using the passive or sedimentation method to collect microorganisms present in the air, the proportion of aerobic mesophile bacteria, coliform bacteria, fungi and yeast was determined at different locations in the fish processing and marketing area for four weeks. The results indicated that the aerobic mesophiles had the highest counts among all the microbial groups analyzed at the twelve different sampling points during the four weeks of the study; their numbers ranged from 2.44 to 2.95 log CFU/m3/h, followed by molds with counts from 1.44 to 2.75 log CFU/m3/h, yeasts with counts from 0.7 to 2.01 log CFU/m3/h and coliforms with counts that ranged from 0.7 to 1.68 log CFU/m3/h. We determined the proportion of the viable microbiological population present in the air at the different sampling points of the study area; several of these sampling points presented values above those recommended by various agencies around the world. Knowledge of the biological hazards transported through the air is important to establish and reduce the risk to the health of occupants and the contamination pathways of processed and marketed fishery products that may be associated with spoilage and foodborne diseases."

food safety, food quality, air pollution, airborne biohazard, environmental monitoring INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS HIGIENE DE LOS ALIMENTOS HIGIENE DE LOS ALIMENTOS

Low thermal conductivity solar domestic water heater

MIGUEL ANGEL PORTA GANDARA JOSE LUIS FERNANDEZ ZAYAS JUAN FRANCISCO VILLA MEDINA NORBERTO CHARGOY DEL VALLE (2022, [Artículo])

"Solar domestic water heaters (SWH) with thermosyphon circulation are the most common commercial applications of solar energy in Mexico. They are also becoming popular in the rest of the world, given their simplicity, good economic returns, and sustainability. Traditionally the solar collector, the piping, and the storage tank are built of copper and steel. However, wáter quality in many parts of the Mexican Northwest has high mineral contents and, when heated, results in early metal pitting corrosion of SWH parts. Short-lived water heaters are bad promoters of the technology. In this work, a SWH thermoplastic Chlorinated Polyvinyl Chloride (CPVC) is built and tested under real operating conditions in La Paz, BCS, Mexico. The optimal design is detected with the aid of a suitable numerical model. Results reveal that a full SWH-CPVC can be technically and economically convenient for the weather conditions of the Northwestern states of Mexico."

Low thermal conductivity solar water heater CPVC solar water heater Solar water heater cooper pitting corrosion Thermosiphon circulation INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA DISPOSITIVOS TERMOELÉCTRICOS DISPOSITIVOS TERMOELÉCTRICOS

Impact of automation on enhancing energy quality in grid-connected photovoltaic systems

Virgilio Alfonso Murillo Rodríguez NOE VILLA VILLASEÑOR José Manuel Robles Solís OA Guirette-Barbosa (2023, [Artículo])

Rapid growth in the integration of new consumers into the electricity sector, particularly in the industrial sector, has necessitated better control of the electricity supply and of the users’ op-erating conditions to guarantee an adequate quality of service as well as the unregulated dis-turbances that have been generated in the electrical network that can cause significant failures, breakdowns and interruptions, causing considerable expenses and economic losses. This research examines the characteristics of electrical variations in equipment within a company in the industrial sector, analyzes the impact generated within the electrical system according to the need for operation in manufacturing systems, and proposes a new solution through automation of the regulation elements to maintain an optimal system quality and prevent damage and equipment failures while offering a cost-effective model. The proposed solution is evaluated through a reliable simulation in ETAP (Energy Systems Modeling, Analysis and Optimization) software, which emulates the interaction of control elements and simulates the design of electric flow equipment operation. The results demonstrate an improvement in system performance in the presence of disturbances when two automation schemes are applied as well as the exclusive operation of the capacitor bank, which improves the total system current fluctuations and improves the power factor from 85.83% to 93.42%. Such a scheme also improves the waveform in the main power system; another improvement result is when simultaneously operating the voltage and current filter together with the PV system, further improving the current fluctuations, improving the power factor from 85.83% to 94.81%, achieving better stability and improving the quality of the waveform in the main power grid.

This article belongs to Special Issue Advances and Optimization of Electric Energy System.

Power quality Capacitor bank Voltage and current filter Photovoltaic system INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Diseño y desarrollo de dispositivo de sujeción hidráulica para el proceso de brochado

Design and development of hydraulic clamping device for broaching process

Jorge Morales Carlos Álvarez Raúl Pérez Bustamante (2023, [Artículo])

Se desarrollo un dispositivo de sujeción hidráulica para el proceso de brochado de Brackets usados en los sistemas de frenado de automóviles, que permite reducir la variación del proceso de corte al mejorar el sistema de sujeción y con ello limitar la deformación de la pieza luego de haber sido procesada. Con este concepto de dispositivo es posible mejorar las condiciones del proceso de producción, como lo son: velocidad de corte, reducción de tiempo ciclo, rendimiento de la operación, reducción de costo de scrap, y reducción de tiempo muerto por sobre ajuste de proceso y cambio de modelo. Adicional, se hizo el desarrollo de un sistema de detección de pieza presente que permite captar cuando una pieza no es colocada correctamente en el dispositivo antes de iniciar el ciclo de corte, con esto es posible detectar fallas en el proceso que representen un riesgo para la operación. Durante la etapa de diseño se realizó una simulación del proceso de maquinado en condiciones extremas y condiciones ideales para medir la deformación de la pieza y con esto obtener los parámetros adecuados de corte para la puesta en marcha del dispositivo de sujeción. Para la validación del modelo, se realizó un estudio de habilidad de proceso Cpk y Ppk (acorde a los requerimientos de cliente) para evaluar que el nuevo proceso es eficiente y se encuentra bajo control.

A hydraulic clamping device was developed for the broaching process of Brackets used in automotivebraking systems, which allows reducing the variation of the cutting process by improving the clamping system andthereby limiting the deformation of the piece after having been processed. With this concept of device, it is possibleto improve the conditions of the production process such as: cutting speed, cycle time reduction, operationperformance, scrap cost reduction, and downtime reduction due to process over-adjustment and change over.Additionally, the development of a part detection system was made that allows capturing when a part is not correctlyplaced in the device before starting the cutting cycle, with this it is possible to detect failures in the process thatrepresent a risk to the operation. During the design stage, a simulation of the machining process was carried outin extreme conditions and ideal conditions to measure the deformation of the part and with this obtain theappropriate cutting parameters for the implementation of the clamping device. For the validation of the model, aCpk and Ppk process ability study was carried out (according to customer requirements) to assess that the newprocess is efficient and is under control.

Agradecemos al Centro de Investigación y Asistencia Técnica del Estado de Querétaro, A.C. (CIATEQ) y a la empresa donde fue desarrollado el proyecto por todas las facilidades otorgadas para la realización de dicho proyecto, de igual manera, agradecer por el apoyo brindado a todas las personas involucradas directa o indirectamente en el desarrollo de este trabajo.

Agradecimientos de autoría: Jorge Alberto Morales Martínez: Conceptualización; Metodología; Software; Análisis formal; Investigación; Adquisición de fondos; Recursos; Análisis de datos; Borrador original; Administración de proyecto, Revisión y edición. Carlos Marín: Conceptualización; Ideas; Análisis de datos; Software; Análisis formal y Supervisión. Raúl Pérez Bustamante: Revisión y edición.

Dispositivo de sujeción Proceso de brochado Bracket Sistema de frenado Parámetros de corte Cpk Ppk Clamping device Broaching process Brake system Cutting parameters INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Universal fixation system for pad printing of plastic parts

JOSE ALEJANDRO FERNANDEZ RAMIREZ (2023, [Artículo])

Pad printing is used in automotive, medical, electrical and other industries, employing diverse materials to transfer a 2D image onto a 3D object with different sizes and geometries. This work presents a universal fixation system for pad printing of plastic parts (UFSP4) in response to the needs of small companies that cannot afford to invest in the latest technological advances. The UFSP4 comprises two main subsystems: a mechanical support system (i.e., support structure, jig matrix and braking system) and a control system (i.e., an electronic system and an electric-hydraulic system). A relevant feature is the combination of a jig matrix and jig pins to fixate complex workpieces with different sizes. Using finite element analysis (FEA), in the mesh convergence, the total displacement converges to 0.00028781 m after 12,000 elements. The maximum equivalent stress value is 1.22 MPa for the polycarbonate plate in compliance with the safety factor. In a functionality test of the prototype performed in a production environment for one hour, the jigs fixed by the plate did not loosen, maintaining the satisfactory operation of the device. This is consistent with the displacement distribution of the creep analysis and shows the absence of the creep phenomenon. Based on FEA that underpinned the structural health computation of the braking system, the prototype was designed and built, seeking to ensure a reliable and safe device to fixate plastic parts, showing portability, low-cost maintenance and adaptability to the requirements of pad printing of automotive plastic parts.

Use of AI tools declaration: The authors declare they have not used Artificial Intelligence (AI) tools in the creation of this article.

Acknowledgments: To the company Plásticos Decorados and Centro de Tecnología Avanzada (CIATEQ A.C.) for the facilities and support to carry out this work. To the Consejo Nacional de Humanidades, Ciencias y Tecnologías (CONAHCYT) for a Ph.D. scholarship support number 500839 and CONAHCYT SNI.

Conflict of interest: The authors declare there are no conflicts of interest.

Modular fixtures Jig matrix Prototype design Pad printing Fixture methods INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Optimización del proceso de estampado en la empresa Rivian: aplicación del método SMED

Diego Rodríguez Arroyo Luis Alberto Cáceres Díaz ISABEL PEREYRA LAGUNA (2023, [Artículo])

En la era actual, la industria automotriz se encuentra en un estado de transformación constante, impulsado principalmente por la rápida integración de tecnologías emergentes. Aquellas empresas que logran destacar son las que no sólo innovan en diseño y funcionalidad, sino también en la eficiencia productiva. Rivian, una prominente empresa estadounidense especializada en vehículos eléctricos destaca por sus audaces diseños y su compromiso con la sostenibilidad. No obstante, al adentrarse en el funcionamiento interno de sus plantas de producción, surgen ciertos desafíos. En particular, en las instalaciones de la planta de Rivian, se ha detectado que el proceso de estampado, esencial para modelar las piezas de acero de sus vehículos, representa un cuello de botella con gran área de oportunidad que requiere una pronta intervención debido al tiempo muerto que impacta a la producción, entre éstas, la alimentación del material a la prensa de estampado, donde actualmente existen muchas actividades manuales que ocasionan tiempo extra de operación, el cual se puede reducir mediante la automatización de algunas operaciones. En este artículo, se presenta un desarrollo detallado sobre la implementación y optimización del proceso en una prensa de estampado, utilizando la metodología intercambio de troqueles en un solo minuto (SMED por sus siglas en inglés) para maximizar y mejorar la eficiencia de los recursos y satisfacer la demanda de producción. A través de esta herramienta de Manufactura Esbelta, se aplican sistemáticamente las etapas y ciclos del SMED con el objetivo de realizar el cambio de modelo en una maquina en un tiempo objetivo de 12 minutos. Este trabajo de investigación describe una serie de desafíos y las soluciones implementadas en diferentes estaciones de la prensa, buscando incrementar su eficiencia y minimizar los riesgos para los operadores. Además, se enfoca en reducir el material defectuoso producido en la prensa, lo que contribuye a un aumento en la calidad y una disminución en los costos por unidad. Esto tuvo como resultado ahorros de miles de dólares en costos variables de la prensa.

In the current era, the automotive industry is in a state of constant transformation, caused primarily by the rapid integration of emerging technologies. Those companies that can stand out are those that not only innovate in design and functionality but also productive efficiency. Rivian, a prominent American company specializing in electric vehicles, is known for its bold designs and commitment to sustainability. However, when delving into the inner workings of your production plants, certain challenges arise. At the Rivian plant facilities, it has been detected that the stamping process, essential for modeling the steel parts of its vehicles, represents a bottleneck in the process with a large area of opportunity that requires prompt intervention due to high downtime in the press line that impacts production, specifically in the setting of material, there are a lot of manual operations that cause a lot of overtime that can be reduced with automated processes. In this article, a detailed development on the implementation and optimization of the process in a stamping press is presented, using the SMED methodology (Single Minute Exchange Die) to maximize and improve resource efficiency and meet production demand. Through this Lean Manufacturing tool, the stages, and cycles of the SMED are systematically applied to carry out the model change in a machine in a target time of 12 minutes. This research work describes a series of challenges and solutions implemented in different press stations, seeking to increase their efficiency and minimize the risks for operators. Additionally, it focuses on reducing defective material produced on the press, which contributes to an increase in quality and a decrease in unit costs. This resulted in savings of thousands of dollars in variable press costs.

El primer autor agradece el apoyo de CIATEQ y de la empresa y grupo de trabajo en Rivian, que con todo el análisis de datos y la instalación de las diversas mejoras siempre hubo el apoyo y la comunicación correcta como equipo de trabajo. Además de agradecer el gran apoyo del asesor el Dr. Luis Cáceres y la Dra. Isabel Pereyra por su constante retroalimentación y el fuerte apoyo durante estos meses de trabajo en este artículo sobre SMED, mejorando en el análisis y representación de datos ya que con los conocimientos y la experiencia de ambos se facilitó la realización y culminación de este proyecto. De igual manera los autores agradecen a la Revista Politécnica de Aguascalientes por permitir la publicación de este artículo.

Cambio de modelo SMED Automatización Optimización Technology stamping Automation SMED INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Modular ontology to support manufacturing SMEs toward industry 4.0

ZAIDA ANTONIETA MORA ALVAREZ OSCAR HERNANDEZ URIBE RAMON ALBERTO LUQUE MORALES LEONOR ADRIANA CARDENAS ROBLEDO (2023, [Artículo])

Industry 4.0 (I4.0) implementation is a hot topic among manufacturing organizations to reach smart factory status and integrate a fully connected ecosystem. Achieving such a transition presents notable challenges for Small and Medium Enterprises (SMEs) since they often face resource and skilled personnel limitations. This study developed a domain ontology to represent various stages of maturity toward I4.0 implementation. Ontology provides a tool for SMEs to self-assess in situations of machines, processes, and factories for the dimensions of control, integration, and intelligence. This study focused on the identification of classes and relationships according to I4.0 implementation situations in the context of a manufacturing setting, the reuse of ontologies related to the domain of observations to model situations, and the creation and validation of the ontology through the information obtained from the questionnaires applied to SMEs. Finally, the ontology delivers a tool to understand SMEs' current state concerning I4.0 implementation and plan based on informed decisions about the maturity state and the technology required to advance to the next stage in their manufacturing processes.

This study was partially supported by the grants CONAHCYT-CIATEQ CVU 899567 and 162867 and CONAHCYT SNI.

We express our gratitude to Teresa Novales Hernandez for the library support.

Domain ontology Industry 4.0 SMEs Smart factory SPARQL Semantic web INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Metodología para estimar el uso eficiente del agua en actividades agrícolas

Flor Cruz JAZMIN HERNANDEZ GEN (2015, [Libro])

Tabla de contenido: 1. Determinación de los criterios económicos del uso eficiente del agua en la agricultura y su aplicación en la subcuenca río Lerma 4 (Salamanca) -- 2. La escasez del agua y la competencia por el recurso. La aplicación de la metodología en el caso de la agricultura -- 3. El análisis de la demanda de agua para uso agrícola -- Conclusiones.

El objetivo de esta investigación consiste en determinar, dado un volumen de agua existente para los usos público urbano y medioambiental, cuál es la asignación eficiente del uso del agua en la Subcuenca del Río Lerma 4 (Salamanca) para la agricultura.

1. Determinación de los criterios económicos del uso eficiente del agua en la agricultura y su aplicación en la subcuenca río Lerma 4 (Salamanca) -- 2. La escasez del agua y la competencia por el recurso. La aplicación de la metodología en el caso de la agricultura -- 3. El análisis de la demanda de agua para uso agrícola -- Conclusiones.

Riego Zonas agrícolas Uso eficiente del agua Río Lerma CIENCIAS SOCIALES

Equidad y justicia hídricas

ALBERTO ROJAS RUEDA (2021, [Artículo])

DOI: 10.24850/b-imta-perspectivas-2021-12

El agua no solo es un elemento de la naturaleza, también es un componente fundamental para la sociedad. El agua también es equidad, justicia y bienestar. Por eso hay escuelas de pensamiento que, al hablar de equidad, discurren en torno a su relación con el agua o aquellas que abren la discusión hacia una justicia amplia que toca no solo temas ambientales sino específicamente relacionados con el agua. Otros grupos discuten alrededor de lo que denominan ‘metabolismo sociohídrico’, lo que refleja la importancia de este trinomio agua-naturaleza-sociedad. Así, la dimensión social del agua es vasta, no solo se relaciona con las actividades económicas o políticas, sino que abarca también múltiples aspectos culturales, sicológicos y éticos que han sido recientemente revalorizados a escala global mediante el reconocimiento del agua, desde 2010, como derecho humano por la Organización de las Naciones Unidas (refrendado en México por la reforma constitucional publicada en 2012) o por la Agenda 2030, que incorporó dentro de sus Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) contenidos específicos al agua y su saneamiento (objetivo 6), entre otros directa o indirectamente relacionados con el agua (combate a la pobreza, alimentación, salud, vivienda, protección de ecosistemas, etc.). Este giro, que retoma la dimensión social del agua, ha motivado a ampliar la discusión sobre la orientación que deben tener las políticas hídricas.

Política hídrica Dimensión social del agua Equidad en el acceso al agua CIENCIAS SOCIALES