Boletín #43 - Academia Nacional de Ciencias de Bolivia, departamental Santa Cruz

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AÑO 8 No. 43 Agosto de 2019

CONTENIDO 1. La Química del Cerebro 2. Diseño e implantación de un sistema de red centralizado para conectar los centros de salud del municipio de montero al hospital general 3. Centro de recuperación de desastres para la empresa Fricción S.R.L. 4. Diseño e implementación de un sistema automatizado de transporte para un almacén 5. Diseño e implementación de un sistema de extracción de productos de almacén

* Los artículos publicados en el boletín son de entera responsabilidad de los autores y no expresan en ninguna forma la posición de la ANCB-SC sobre el tema.

ACADEMIA NACIONAL DE CIENCIAS DE BOLIVIA DEPARTAMENTAL SANTA CRUZ (ANCB-SC) INFORMACIÓN GENERAL: CONSEJO EDITORIAL: Acad. Francisco García G. Acad. Victor Hugo Limpias O. Acad. Gastón Mejía B. Acad. Marcelo Michel V. Acad. Alcides Parejas M. Acad. Marión K. Schulmeyer D. Acad. Carmen Rosa Serrano N. Acad. Mario Suárez R. Acad. Herland Vaca Diez B. EDICIÓN: Diseño gráfico: Yoshimi Iwanaga Edición Financiada por la Fundación Universidad Privada de Santa Cruz de la Sierra - UPSA DIRECCIÓN ANCB-SC: Fundación Universidad Privada de Santa Cruz de la Sierra - UPSA Av. Paraguá y 4to. Anillo Tel.: +591 (3) 346 4000 int. 285 Fax: +591 (3) 347 5408 gastonmejia@upsa.edu.bo franciscogarcia@cotas.com.bo

La Química del Cerebro Las regiones del cerebro, que nunca está en reposo, constituidas por la corteza cerebral (planifica, delibera y decide), en particular, la corteza prefrontal, que es centro de la personalidad, el razonamiento y el pensamiento abstracto; el sistema límbico (centro de las emociones que contiene el tálamo, la amígdala y el hipocampo) juega también un rol importante en la toma de decisiones racionales; y el cuerpo calloso (responsable de nuestra supervivencia), se activan como resultado de estímulos concurrentes habiendo sido identificadas, por neurocientíficos, unas 15 redes cerebrales, entre ellas, las redes afectiva (el cerebro genera respuestas emocionales como resultado de pensar en resultados buenos en las actividades, o a la inversa, no lograr resultados en una acción determinada más, estas sensaciones también se producen en forma inconsciente como cuando desea tomar una taza de café o al ver una víbora que implica peligro, es decir, sensaciones generan pensamientos y no lo contrario), de control (alinea la actividad cerebral y nuestro proceder con referencia a nuestros retos y logro de objetivos; más aún, tiene como tarea la de vigilancia de las otras redes cerebrales, ayudando a lidiar con objetivos competitivos), por defecto (cuando una persona no está concentrada en una tarea, incluida la habilidad de trascender, el cerebro se dedica a procesar conocimiento adquirido) y de recompensa (se activa como respuesta a aspectos o hechos que le producen placer, entre ellos, materiales como dinero e inmateriales como estatus y aprobación social o al realizar trabajos tendientes a lograr un objetivo deseado). Al respecto, recientemente, se determinaron cuatro estilos de trabajo que conllevan sus respectivas estrategias para lograr los objetivos determinados que, en conjunto, en diversas proporciones, constituyen la forma como un ser humano realiza sus actividades de trabajo, generando ideas, tomando decisiones y resolviendo problemas. Los estilos de trabajo son: Pioneros, analizan y valoran las opciones de trabajo, generando ideas y métodos creativos al

margen de movilizar la energía y la imaginación de los colaboradores. Guardianes, valoran la estabilidad laboral y exigen orden y eficiencia en las actividades. Conductores, buscan lograr resultados y enfrentar problemas, aplicando lógica y contando con datos. Integradores, valoran las conexiones y la responsabilidad de grupo de trabajo, actuando con diplomacia y buscando consensos. En el marco de lo anteriormente expresado, es posible establecer que si conocemos y entendemos cómo opera el cerebro, uno puede conocer cómo responde cualquier persona, aspecto que hoy en día se analiza aplicando diversos tests de personalidad como el de Myers-Briggs o el test biológico de Fisher, que determina, este último, que hay cuatro sistemas biológicos, relacionados con características de la personalidad, basados en la generación de hormonas, los sistemas: dopamina (personas curiosas, creativas, espontaneas y flexibles mentalmente como en poblaciones de la Amazonia), serotonina (personas sociables y tradicionales en sus valores como en el caso de personas del lejano oriente), testosterona (personas directas, escépticos y firmes, fundamentalmente hombres) y estrógeno /oxytocina (personas intuitivas, empáticas, imaginativas y sensibles a los sentimientos de otras personas, básicamente mujeres). Según Paul Zak, la hormona antes mencionada, oxytocina, parece reducir el miedo a confiar en un extraño lo que le condujo a generar ocho procedimientos que fomentan la confianza: reconocer la excelencia, inducir a la solución de desafíos, dar directrices como trabajar, facilitar la generación de proyectos propios, compartir ampliamente información disponible, crear relaciones entre personas en una actividad, facilitar el desarrollo de la capacidad personal y mostrar vulnerabilidad, es decir, buscar la ayuda de los colegas. En este contexto, la química de las conversaciones es indudable que juega un papel TESAPE ARANDU

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crítico en las relaciones humanas, en las que al sentirse uno criticado o minimizado, el cuerpo humano produce niveles altos de la hormona Cortizol y la amígdala entra en juego, proceso que cierra el centro de generación de pensamientos y activa la aversión hacia la otra persona y genera formas defensivas de proceder (continuar argumentando, buscar consenso, no contestar o estar de acuerdo) pero, en el caso contrario, los comentarios positivos sobre lo hecho por uno (se tienen mejores ideas cuando uno se siente feliz), estimulan la producción de la hormona Oxytocina, que opera los circuitos de la corteza prefrontal, incrementando nuestra confianza e incrementando nuestro apertura al dialogo, escuchando más y hablando menos.

Finalmente, el cerebro puede aprender a estar concentrado, ser creativo y más productivo, eliminando las emociones negativas mediantes acciones como meditar, estar consciente de las opciones y tomar decisiones adecuadas o permitir al cerebro iniciar una nueva actividad como caminar o respirar profundamente durante unos segundos. Concluyo, parafraseando al premio Nobel de Química 2006, Roger Kornberg, quien dice - la vida es química y el cerebro es una colección de cables e interruptores que difieren en algún grado de una persona a otra, como resultado de combinaciones de genética y de experiencias pero, al final, es química. Acad. Gastón Mejía Brown Presidente ANCB-SC Santa Cruz de la Sierra, agosto 2019

CONVERSATORIO “Nueva Visión de la Universidad al 2040” Miércoles 4 de septiembre de 2019 | Hrs. 19:00-21:00

INVITACIÓN La Academia Nacional de Ciencias de Bolivia-Departamental Santa Cruz - ANCB-SC y la Universidad Privada de Santa Cruz de la Sierra - UPSA, tienen el agrado de invitar a usted al Conversatorio “Nueva Visión de la Universidad al 2040”, que tendrá lugar en el Aula Magna UPSA, el miércoles 4 de septiembre del año en curso, de horas 19:00 a 21:00. Acad. Gastón Mejía Brown, Presidente de ANCB-SC y Mgs. Lauren Müller de Pacheco, Rectora de la UPSA, agradecen su gentil asistencia. Santa Cruz de la Sierra, septiembre de 2019

TEMÁTICA:

MODERADOR:

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La transmisión del conocimiento en aula. ¿Se modifica o desaparece? Universidad, ¿sólo centro de investigaciones? Autoformación y asesoramiento, ¿nueva forma de adquirir conocimiento? El papel de la inteligencia artificial en la instrucción Especialidades futuras a lograrse en la Universidad Homo hibridus y Universidad La visión futura de la Gestión continua de la calidad en las universidades

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Acad. Gastón Mejía Brown

PANELISTAS: • • • • •

Acad. Carmen Rosa Serrano Acad. Francisco García Gutiérrez Acad. Herland Vaca Díez Busch Acad. Mario Suárez Riglos MCo. Sergio Daga Mérida


Diseño e implantación de un sistema de red centralizado para conectar los centros de salud del municipio de Montero al hospital general Resumen La problemática radica en la falta de conexión entre los centros de salud y el hospital general del municipio de Montero. Se considera conformar un centro de datos que se conecte con los centros de salud, en el que se almacenen los datos generados en los diferentes centros de salud y se puedan compartir entre todos para obtener una información única y completa de cada paciente. De esta manera, se beneficia el personal de salud, los funcionarios de administración y el público en general, brindando y recibiendo un servicio de calidad y, además, futuros servicios móviles que se brindarán con este sistema, como atenciones de telesalud, que son unidades móviles de atención conectadas al centro de datos en tiempo real. Palabras Clave: Servicios de salud, Niveles de Atención, VPN, Redes Inalámbricas, IPSEC, Radiocomunicaciones, ISP. Una red de comunicaciones es un conjunto de medios técnicos que permiten la comunicación a distancia entre equipos autónomos (no jerárquica - Maestro/Esclavo). Normalmente se trata de transmitir datos, audio y vídeo por ondas electromagnéticas mediante diversos medios (aire, vacío, cable de cobre, fibra óptica). La información se transmite de forma analógica, digital o mixta pero, en cualquier caso, las conversiones, si las hay, siempre se realizan de forma transparente al usuario, el cual maneja la información de forma analógica exclusivamente (RedIRIS, 2009). El sector salud en el municipio de Montero cuenta con un Hospital de Segundo Nivel, un servicio pediátrico y siete Centros de Salud de Primer Nivel, los cuales cuentan con servicios y atenciones hacia el público en general, en materia de Emergencias, Neonatología, Odontología, Maternidad, Hemodiálisis y consultas Pediátricas en general, que se ofrecen en la mayoría de los Centros de Salud y Hospitales, y otros servicios especializados como Rayos X, Laboratorio, Gastroenterología, Fisioterapia, Oftalmología, Cardiología, que se ofrecen en centros de Segundo Nivel. Cada centro funciona independientemente con un servidor dedicado al almacenamiento de datos de las aplicaciones de la red, y control-gestión de los ordenadores y servicios que brindan los centro. Al presente, sólo tres centros no cuentan con un servidor dedicado que son Villa Copacabana, Naico y Naranjal.

Solución Se diseña e implanta un modelo de red centralizado, para los Centros de Salud del municipio de Montero, constituido por una red interna que conecta los centros de salud, con los servidores centralizados en el Hospital General de este municipio, así como almacena datos, aplica control y se ejecuta la gestión de la red en los equipos y sistemas de los centros, mediante un servicio de internet distribuido en todos ellos y, finalmente, se desarrolla políticas de seguridad y calidad de servicio (QoS), respecto a los centros y al Hospital General. Este requerimiento del Sector Salud del municipio de Montero, busca abarcar a centros de salud, postas y hospitales que se encuentran en el ámbito de dicho municipio, de manera tal que, si se centralizan los sitios de red dentro del municipio, se administrará de manera eficiente el desempeño de la red y se brindaran servicios orientados a conexión como VoIP (almacenamiento de videos de vigilancia en un solo sitio), a eliminar la necesidad de hacer backups independientes para cada sitio, y a implantar Tele-Salud (Unidades Móviles de atención pública). Diseño En el diseño de la red del proyecto se opta por usar un tipo de red, punto a multipunto (Ptmp), para conectar ocho sitios, y un modelo punto a punto (Ptp), para el CSJA, además de configurar reglas de acceso y bloqueo para ciertos puertos y direcciones de red (Firewalls). Este es un diseño de red tipo árbol ya que, las demás redes se desprenden desde el HAGR, hacia los demás centros, mediante los enlaces de antena. Cada sitio cuenta con un router de borde que recibe la conexión desde la torre y distribuye por DHCP las direcciones de red a los equipos dentro de su red. Se presenta el diagrama lógico de la red que se propone construir entre los diferentes centros de salud y el hospital general de Montero. Se presenta el diagrama lógico del prototipo realizado para demostrar el funcionamiento de interconexión entre un centro de salud y el hospital general, donde se encuentra el servidor de base de datos que almacena los archivos compartidos de los pacientes.

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www.ancb-sc.org TESAPE ARANDU

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Fuente: Elaboración Propia

Figura 1. Topología Lógica de Red


Figura 2. Diseño Lógico del Prototipo

Fuente: Elaboracion propia

Construcción Para construir el prototipo se han seguido los pasos siguientes: a) Adquirir equipos y elaborar el cableado respectivo. b) Testear equipos y comprobar su funcionalidad. c) Instalar y configurar los equipos de red.

Figura 3. Configuración de Address list

Continúa

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d) Configurar los equipos de enlace punto a punto (PtP) de ambos sitios. e) Configurar políticas operatividad del enlace.

de

seguridad

que

garanticen

f) Configurar aspectos de la red que garanticen una funcionalidad optima en su tiempo de funcionamiento.

la

Figura 4. Configuracion Farewall

g) Configurar el enlace privado (VPN) del enlace de ambos sitios. h) Testear el diseño de red y optimizarlo. h1) Crear un escenario de pruebas para el enlace establecido, para comprobar errores y seguridad de la red, h2) Diseñar el plan de pruebas en base a tres escenarios: a) Funcionamiento Normal de la red. b) Funcionamiento Anormal de la red. c) Funcionamiento Nulo de la red. 6

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Resultados Se logró implantar la conexión de los sitios, y con su servidor, de forma tal, que los datos generados viajan a un solo servidor de datos (historiales clínicos, de atención médica, farmacia). Se logró priorizar el enlace inalámbrico sobre el túnel VPNIPSEC, dejando de esta forma un enlace de respaldo, para cuando haya problemas con el enlace de radio.


Utilidad Complementaria El conjunto de beneficios que se relacionan con la centralización de un modelo de red descentralizado, contiene: a) Control del flujo de datos. b) Administración eficiente del ancho de banda. c) Utilidad de nuevas tecnologías inalámbricas para uso público. d) Conexión dinámica del Centro de datos móviles con la red centralizada. e) Aplicación para casos donde se tenga que comunicar dos sitios a distancias y unificar sus servicios, o para centralizar varios sitios en un solo lugar. Conclusiones Se demostró que: a) El uso del radioenlace es viable para conectar dos áreas alejadas geográficamente, sin depender de un ISP para proporcionar comunicación punto a punto entre sitios. b) Se puede utilizar un enlace de respaldo para asegurar la comunicación entre dos redes, proporcionando estabilidad a la red. c) Mediante el túnel VPN-IPSEC, se asegura la privacidad de la comunicación, evitando la intrusión de usuarios de otras redes por el túnel. d) Mediante una red centralizada se controla el tráfico de entrada y salida por éste, si cuenta con un router de núcleo.

Bibliografía CISCO Press (2015). Network Fundamentals.CCNA Exploration. Canada. EL DEBER (2014). Casos de Influencia en Montero. Santa Cruz de la Sierra, Bolivia. Eulerr. Radiocomunicaciones por microondas. Obtenido de Wikipedia: https://es.wikipedia.org/wiki/Radiocomunica ci%C3%B3n_por_microondas (1 de noviembre de 2017) Fernandez, C. B. (2012). Diseñode CORE MPLS de alta Disponibilidad del ISP “Dial UP”. Proyecto de Grado. Págs. 59-68. UPSA. Santa Cruz de la Sierra, Bolivia Fernandez, G. Enlaces Inalambricos. Recuperado de TecnoData: http://www.tecnodataperu.com/Telecomuni caciones%20 -%20Enlaces%20PTP%20y%20PMP.html (25 de enero de 2016) Garcia Gago, S. Manual para radialistas analfatecnicos. Recuperado de: http://www.analfatecnicos.net/pregunta. php?id=24 (28 de noviembre de 2017) OPS. (2006). Servicios de la Salud. Lineamientos metodológicos para análisis sectorial en Salud. CEPAL. Pérez de Lema, A., & Vigueroa, S. (2016). Infraestructura de un isp. Ecuador. RedIRIS. Guimi. Recuperado de: http://www.wikipedia.org (abril de 2009).

Enrique Rioja Llanos Tesista de Ingeniería Electrónica, UPSA Luis Hugo Peñarrieta Echenique Docente UPSA

Centro de recuperación de desastres para la empresa Fricción S.R.L. Resumen La empresa Fricción S.R.L. al no contar con la posibilidad de realizar un respaldo de datos y servicios, requiere implementar una solución para que la empresa cuente con la facilidad de respaldar los mismos, manteniendo la operación de la empresa de manera continua y segura, con el objetivo de evitar paralizar las actividades que se desarrollan hacia clientes, proveedores y funcionarios. Palabras Claves: servidor, radioenlace, respaldo. La empresa “Fricción S.R.L’’ se dedica a la fabricación de materiales para frenos y embragues, para los mercados interno y externo de Bolivia.

Debido al crecimiento de la empresa, ésta vió la necesidad de implantar un centro de datos, que albergue servicios y equipos que son necesarios para que Fricción funcione de manera eficiente. Sin embargo, el centro de datos no realiza un respaldo de la totalidad de servicios que son albergados en el servidor principal, pero sí respalda de forma automática y programada datos de los usuarios. Descripción del problema Los servicios informáticos que la empresa Fricción S.R.L. utiliza, se encuentran operando de manera virtualizada en un único servidor a fin de aprovechar el uso de los recursos de hardware, realizando copias de seguridad de los datos que maneja. Sin embargo, no existe un respaldo de los servicios en su totalidad. TESAPE ARANDU

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Se realizan respaldos de manera automática programados en un dispositivo de almacenamiento externo pero, en la actualidad, ya no logra abastecer su capacidad para la información que realmente se necesita almacenar, ni menos existe, espacio para respaldar los servicios y sistemas operativos críticos en el caso de necesitar una respuesta inmediata o automática ante una afectación del servidor. La empresa requiere implantar un proceso de respaldo informático con el cual se asegure la disponibilidad de los servicios. Para esto, se usa un segundo servidor que es el encargado de albergar el respaldo de datos y servicios utilizados por la empresa Fricción S.R.L. (Sanchez. 2014). Tabla 1. Análisis Económico (en dólares estadounidenses)

Ubiquiti PowerBeam PBE-M5-400

Ubiquiti Nano Brigde M5

Servidor Dell T410

Servidor Dell T430

160

155

4.000

5.000

Los precios, según las cotizaciones realizadas, dieron la pauta a la empresa para tomar la decisión sobre los equipos a implantar. Diseño La empresa Fricción cuenta con equipos de: -- Seguridad perimetral -- Conmutación de datos -- Controlador inalámbrico -- Antenas inalámbricas Se presenta el diseño del sistema mejorado (Monografías, 2017).

Figura 1. Sistema diseñado de la empresa Fricción

Fuente: Elaboracion propia Datos: Méndez, J. F. (2004)

a) Prueba de conexión entre ambos sitios. El objetivo de la prueba es conseguir una calidad de señal óptima. (Circuitosrayaurby, 2017). Para la comprobación de la conexión correcta entre ambos sitios, primeramente, se localiza la antena en un lugar adecuado (en ambos sitios) y luego se configuran. Para verificar la calidad de la señal se utiliza un software de Ubiquiti. Se observa en la “Intensidad de señal”, una señal excelente y conexión entre ambos sitios. 8

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Servidor Dell T430

Figura 2. Software Ubiquiti

Fuente: Muycomputer (2017)

Se prueba un correcto funcionamiento de los servicios en ambos servidores. Una vez probados los servicios, y verificado que funcionan en ambos sitios, se establece el escenario ideal.

Fuente: Programar, A. a. (2017)

b) Prueba de envió de mensaje ICPM. El objetivo es que el mensaje ICMP (Ping) llegue desde y a ambos sitios (Safe, E. W. 2017). Una vez comprobado que la señal es la ideal para la conexión, se procede a verificar la conexión con un mensaje ICMP (Ping) entre hosts conectados en ambos extremos y con el mismo segmento de red (GNET. 2017).

Se comprueba una conexión correcta entre ambos sitios.

Con la correcta implantación del radioenlace, se establece que es viable continuar con la implantación del proyecto. c) Prueba de funcionamiento de los servicios. El objetivo es que los servicios hagan su trabajo de manera correcta. Instalados los servicios en el nuevo servidor, se comprueba su correcto funcionamiento en ambos sitios.

Utilidad complementaria El diseño logrado es fácilmente aplicable y recomendable implantarlo en otras empresas. Otro uso del mismo es la interconexión entre una empresa con sus sucursales, sin la necesidad de invertir una cantidad alta de dinero. Conclusiones Estas son: a) Se realizó el relevamiento de la red actual de la empresa y su manera de respaldar servicios y archivos. Basados en este relevamiento, se diseñó la red ampliada facilitando el respaldo. b) Se diseñó un centro de recuperación de desastres, utilizando radioenlaces, un segundo servidor y un sitio alterno. El centro de recuperación de desastres ayuda al encargado de Tecnologías de Información a evitar pérdidas de información en caso de que se presente algún desastre. c) El diseño de la topología fue realizado en base a la ubicación más próxima a la empresa, donde otra empresa del mismo grupo proporcionó el espacio físico y la energía requeridas. d) El centro de recuperación de desastres facilita el resguardo de la información en su totalidad para evitar pérdidas de datos y servicios en caso de algún desastre natural o falla de hardware. Bibliografía ALEGSA. Recuperado de http://www.alegsa.com.ar/ (30 de octubre 2017).

Figura 3. Servidor Dell T410

Circuitosrayaurby. Radioenlaces. Recuperado de http:// circuitosrayaurby.blogspot.com/2013/10/radioenlaces.html (octubre 2017). GNET. Operador de voz. Recuperado de http://www.gnet.es/ GNETSoluciones-60-Operador-de-Voz-IP.aspx.(Octubre 2017. Continúa

Méndez, J. F. (2004). Recuperación de la información, Sistemas de almacenamiento y recuperación de información. Monografias. Sistema de telecomunicaciones. Recuperado de http://www.monografias.com/trabajos101/sistema-basicoTESAPE ARANDU

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comunicacion-sistema-telecomunicaciones/sistema-basicocomunicacion-sistema-telecomunicaciones.shtml (octubre 2017). Muycomputer. Obtenido de /www.muycomputer.com (octubre 2017). Oracle. Recuperado de https://docs.oracle.com/cd/E64981_01/ OKMDR/okmdr_recovery.htm#CBAJGCEB (octubre 2017). Aprender a programar. Tipos de servidores. Recuperado de https://www.aprenderaprogramar.com/index.php?option

=com_content&view=article&id=542:que-es-un-servidory-cuales-son-los-principales-tipos-de-servidores-proxydnswebftppop3-y-smtp-dhcp&catid=57&Itemid=179 (10 de octubre 2017). Safe, E. W. Wifisafe. Recuperado de https://www.wifisafe. com/blog/factores-afectan-al-funcionamiento-de-las-redeswireless/ (30 de octubre 2017). Sanchez, F. (2014). Elementos y fundamentos para una comunicación. Carlos Andrés Franco Balderrama Carlos Alejandro Franco Martínez Tesistas de Ingeniería Electrónica, UPSA Luis Hugo Peñarrieta Echenique Docente UPSA

Diseño e implementación de un sistema automatizado de transporte para un almacén Resumen El funcionamiento de un almacén convencional requiere un número alto de funcionarios y un nivel de logística que aumenta la complejidad de coordinación y el proceso de entrega debido a la coordinación y organización del mismo. Se propone utilizar un sistema automatizado para el área de almacenamiento con robots que transportan los productos de la zona de almacenamiento a la zona de entrega (picking). Se busca reducir el espacio de almacenamiento, con mayor orden, adecuada organización y mejora en el tiempo de entrega del producto al cliente.

Figura 1. Sistema de Almacenaje

Palabras Claves: Almacén, automatización, transporte, sensor ultrasónico, robot de movimiento. Almacén es un lugar o espacio físico para el almacenaje de bienes dentro de la cadena de suministro. Los almacenes son infraestructura imprescindible para la actividad de los agentes económicos (agricultores, ganaderos, mineros, industriales, transportistas, importadores, exportadores, comerciantes, intermediarios, consumidores finales). El sistema convencional de almacenaje está formado por un conjunto de estanterías y pasillos, cuyo objetivo es almacenar las unidades de carga optimizando al máximo el espacio disponible en un almacén o una nave industrial.

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Una de las principales características de los sistemas de almacenamiento industrial es el acceso directo a cada palet, simplemente con la ayuda de una carretilla. El sistema convencional de almacenaje está compuesto por estanterías metálicas que se adaptan fácilmente a diferentes formatos, pesos y volumetría de las unidades de carga (Los Almacenes. 2006). El almacén automático o almacén automatizado, espacio físico para el almacenaje de bienes dentro de la cadena de suministro, cuenta con todas o la mayoría de las tareas que se realizan en el mismo, automatizadas. Es un sistema de almacenamiento especialmente diseño para soluciones logísticas que permiten incrementar al máximo los índices de productividad, reducir el espacio de almacenaje y el número de movimientos.


Más aún, un almacén automático es aquél en el que los productos no son manipulados por persona alguna desde el muelle de entrada al muelle de salida (Los Almacenes. 2006). Figura 2. Almacén automático

El sistema automatizado debe: a) Presentar una interfaz amigable al usuario. b) Ser un robot de movimiento que no presente fallas y que evite retrasos en las entregas. c) Ser robusto para soportar el uso continuo. Diseño El comportamiento global responde a un modelo de control de lazo abierto, ya que el sistema no tiene información retroalimentada sobre la llegada al destino requerido. El robot asume que llegó a su destino, pero no hay sensor que permita confirmar su llegada.

Fuente: Los Almacenes, 2006

Las técnicas de almacenamiento actuales son convencionales y automáticas. El problema principal en los almacenes convencionales es la falta de espacio, mala organización y poca coordinación logística. El transporte interno de la mercancía se complica, elevando así los costos de operación y almacenaje. Al ser un almacén convencional, se utilizan pasillos para realizar recorridos de transportes internos de la mercadería disminuyendo así el espacio dentro del almacén. Al hablar de transporte, ésta es una actividad del sector terciario, entendida como el desplazamiento de objetos, animales o personas de un lugar (punto de origen) a otro (punto de destino) en un vehículo (medio o sistema de transporte) que utiliza una determinada infraestructura (red de transporte). El sistema de transporte requiere de elementos, que interactúan entre sí, para la práctica del transporte y sus beneficios (El Almacén. 1999). a) Infraestructura. Parte física de las condiciones que se requieren para dar aplicación al transporte. b) Vehículo o móvil. Instrumento que permite el traslado de personas, cosas u objetos, de un lugar a otro. c) Operador de transporte. Persona encargada de la conducción del vehículo o móvil, en la cual se van a trasladar personas, cosas u objetos. d) Normas y leyes. Dictaminan la manera de trasladarse de un lugar a otro y regulan y norman la operación de los demandantes y ofertantes del servicio de transporte. Solución Se busca implantar un sistema automatizado de transporte interno para un almacén, por medio de un robot de movimiento, que permite realizar una organización adecuada, lograr un proceso automatizado de almacenamiento, reducir los costos de operación, realizar tiempos de entrega óptimos y aumentar la capacidad de almacenamiento optimizando el espacio.

Las variables de entrada son definidas por el usuario y son mostradas mediante una página en la computadora. El microcontrolador se encarga de interpretar la información enviada por la computadora y la transforma en coordenadas que determinan la posición del robot. Como variables de salida se tiene el robot ubicado en la posición final. Se utiliza como microcontrolador un Arduino Mega, debido al número alto de entradas y salidas de que dispone, motor-reductor, por el torque alto que presentan en la reducción, ampliando la fuerza del robot, sensor Ultrasónico HC-SR04 para la medición de distancias y determinación de obstáculos, sensores infrarrojos encargados de seguir la línea a seguir, puente H, driver que permite cambiar el sentido de giro de un motor así como también controlar la velocidad del mismo y, finalmente, módulo Wifi, que se ocupa de establecer la comunicación con un servidor para que el operador pueda dar instrucciones al robot. El movimiento del robot corresponde a un modelo de control de lazo cerrado, sistema que opera con información retroalimentada sobre la corrección del movimiento y permite al robot determinar la dirección deseada. La variable de entrada cuenta con la dirección hacia donde se debe dirigir el robot. El microcontrolador se encarga de procesar la variable de entrada y la información retroalimentada del sensor infrarrojo para corregir el movimiento y mantener la dirección determinada por la entrada. El bloque de movimiento del motor, conjunto de actuadores que reciben señales corregidas desde el microcontrolador gracias al sensor infrarrojo, determina el movimiento final del robot. El bloque del microcontrolador está comunicado bidireccionalmente con el bloque del módulo Wifi, que presenta información mediante una PC. Una vez que el microcontrolador recibe información del módulo Wifi, envía datos al controlador y luego pasa al actuador. Esta información es procesada por sensores ultrasónico e infrarrojo, que se encargan de corregir el movimiento o detectar obstáculos. Esta información es actualizada.

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El sensor ultrasónico es un sensor de proximidad que trabaja libre de roces mecánicos y que detecta distancias. El sensor emite un sonido y mide el tiempo que la señal tarda en volver.

Figura 3. Modelo de control de lazo abierto Sensor Infrarrojo

PC

Módulo Wifi

Controlador Actuador

Microcontrolador

Actuador

Sensor Ultrasónico

Para este proyecto se escogió el Arduino Mega 2560, debido a su capacidad de memoria y su disponibilidad de entradas y salidas. Figura 4. Arduino Mega 2560

VIN

5V

3V3

A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15

D13 PWM D12 PWM D11 PWM D10 PWM D9 PWM D8 PWM D7 PWM D6 PWM D5 PWM D4 PWM D2 PWM D3 PWM D1 TX0 D0 RX0

D22 D23 D24 D25 D26 D27 D28 D29 D30 D31 D32 D33 D34 D35 D36 D37

Sensor Infrarrojo AdelanteDerecha Sensor Infrarrojo AdelanteIzquierda Sensor Infrarrojo AtrasDerecha Sensor Infrarrojo AtrasIzquierda

GND

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BTS7960MotorDriver Motor2

Sensor Ultrasónico Derecha

GND Sensores Ultrasónicos GND Sensores Infrarrojos GND BTS7960MotorDriver

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BTS7960MotorDriver Motor1

D14/TX3 D15/RX3 Arduino D16 PWM/TX2 Mega D17 PWM/RX2 2560 D18/TX1 (Rev3) D19/RX1 SDA SCL

D38 D39 D40 D41 D42 D43 D44 D45 D46 D47 D48 D49 D50 D51 D52 D53

La comunicación entre el Arduino y el ordenador tiene lugar usando Wifi. El Arduino se conecta al módulo Wifi mediante comunicación serial que, a su vez, también se comunica con el ordenador por Wifi. Los pines destinados a esta comunicación son TX1/RX1 del Arduino Mega2560. Construcción del prototipo La estructura del robot es un chasis de perfil angular de Aluminio soldado en forma de cuadro con una dimensión de 0,5 metros x 0,5 metros (Se escogió el material aluminio por la característica de peso que ofrece frente a otros materiales, presentando una resistencia estructural adecuada para el diseño.

Vcc Sensores Ultrasónicos Vcc Sensores Infrarrojos Vcc BTS7960MotorDriver RESET AREF IOREF

El sensor seguidor de línea de cuatro canales proporciona una manera fácil de rastrear la línea. Un sensor de línea se compone de un número de celdas y cada celda, compuesta por un emisor y un receptor. La particularidad del par emisor / receptor es que envía y detecta luz que se refleja por la línea, no por el fondo eventualmente opaco que rodea esta línea.

Módulo Wifi Sensor Ultrasónico Adelante

Sensor Ultrasónico Izquierda

Se ubicaron los tres sensores ultrasónicos sobre una venesta que forma parte de la estructura del robot, con dos de ellos a los costados y uno al frente. El seguidor de línea es un conjunto de sensores infrarrojos colocados en la parte inferior frontal del robot a una distancia de 0,01 metros del suelo, constituido por cuatro unidades, dos adelante situados a 0,03 metros de distancia entre si y otros dos por detrás colocados a 0,11 metros de distancia entre sí. La interfaz es una página HTML sencilla por la cual se dan las instrucciones de destino y origen que serán enviadas al módulo wifi. Figura 5. Estructura del robot


Figura 6. Seguidor de línea

Utilidad Complementaria El objetivo del proyecto implica almacenes existentes donde se cuente con variedad de productos pero, también, se pueden considerar otras aplicaciones, una de ellas, la de implantar este sistema en supermercados, automatizando el proceso de recolección de los productos que los clientes deseen comprar o para transportar cantidades grandes de cargas específicas. Conclusiones Estas son: a) El sistema automatizado cumple satisfactoriamente con los objetivos planteados inicialmente. b) El robot es capaz de avanzar a una velocidad máxima de 4 metros/minuto. c) El dimensionamiento del espacio es ampliable, es decir, se puede utilizar la matriz de rutas al tamaño que sea requerido. Se determinó que la distancia mínima entre rutas es 0,90 metros.

Resultados Se realizaron cuatro pruebas de rendimiento. Se probó el rendimiento del sensor Ultrasónico y se determinó que detecta correctamente a 0,25 metros de distancia. Se realizó una prueba para determinar el grosor de la línea del camino y se determinó que tiene que ser de (0,035 +- 0,01) metros. Se determinó la distancia mínima entre cruces del camino que es 0,90 metros. Finalmente, se realizó la prueba de velocidad máxima aceptable y se obtuvo que esta es de 4 metros/minuto

d) Las distancias máxima y mínima verificadas entre un obstáculo y el robot son 0,25 metros y 0,15 metros, respectivamente. Bibliografía El almacén. (1999). Escudero Serrano. M.J y J. Escrivá Monzó, & F. Clar Bononad, Operaciones de almacenaje. McGraw-Hill. Los almacenes. (2006). Lobato Gómez, E.A., Operaciones de almacenaje. Editex, S.A.. pp 82 a 101 Christian Martinez Katrinich Tesista de Ingeniería Electrónica, UPSA Vladimir Martinez Katrinich Luis Hugo Peñarrieta Echenique Docentes UPSA

Diseño e implementación de un sistema de extracción de productos de almacén Resumen La empresa Colher Group S.R.L. presenta problemas en el proceso de entrega de productos y gestión de almacenes, el procedimiento actual afecta en gran medida a la productividad de la cadena logística, siendo en algunos casos “el cuello de botella” de la misma. Por esta razón, se plantea una solución consistente en el desarrollo de un “Sistema Automático de entrega de productos y gestión de almacén” con el objeto de disminuir el tiempo de atención de una orden de salida de productos. Se espera que el proceso de preparar un pedido o una orden de salida de almacén sea rápido y efectivo, evitando errores humanos y optimizando el tiempo. Palabras claves: Almacenamiento, Extracción de almacén, sensor infrarrojo, servomotor, motor de giro suave.

Introducción La gestión de almacén juega un rol importante en la cadena logística de una empresa y es factor determinante en el sistema de extracción que tenga implantado, por estar éste relacionado con la cantidad y variedad de tipos de productos que se manejan. Los procesos de gestión de un almacén son: descarga, ubicación, desplazamiento, extracción de productos (picking) y embalaje. Si el sistema de extracción de productos es deficiente, perjudica y retrasa los tiempos de entrega a la hora de ejecutar una orden de salida del almacén. Implantar un sistema automatizado de extracción de productos del almacén que beneficia los tiempos de trabajo, haciendo este proceso ágil y disminuyendo los costos de mano de obra. TESAPE ARANDU

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Descripción del Problema La carencia de un sistema eficiente de Entrega de productos y Gestión de almacén en la empresa Colher Group S.R.L., genera retrasos y afectaciones en la productividad de la cadena logística. El tiempo que demora un operario en buscar una cierta cantidad de productos combinados con el agotamiento de la mano de obra al trabajar jornadas largas, son factores que desencadenan en el problema planteado. Este obstáculo llega a provocar a la larga problemas en el tiempo de entrega e incluso, puede generar pérdidas de clientes. En consecuencia, existen retrasos y falta de control en el proceso de salidas de almacén causados por la carencia de un sistema eficiente de entrega de productos y gestión de almacenes.

Requerimientos Elaborar un programa que procese la información y los datos recibidos, e implantar una arquitectura electrónica que permita la extracción de productos de un almacén. Con ello, se logra el objetivo buscado que es hacer eficiente el proceso de picking en una empresa.

TARJETA DE POTENCIA

MOTORES DE GIRO SUAVE 12V.

CINTAS TRANSPORTADORAS

SERVOMOTORES

TOLVAS DISPENSADORAS

PANTALLA MATRICIAL

DRIVER CONEXIÓN CON SERVOMOTORES

SENSOR DE INFRAROJO CNY70

DRIVER CONEXIÓN CON ARDUINO

MICROCONTROLADOR TECLADO MATRICIAL

Propuesta de Solución Diseñar y construir un “Sistema automatizado de extracción de productos del almacén”, aportando de manera importante para que este proceso sea ágil y efectivo, reduciendo, además, mano de obra.

Figura 1. Descripción de bloques DETECCIÓN DEL PRODUCTO

Figura 2. Esquema del prototipo

Otros requerimientos que ayudan a mejorar el proceso son: a)Buena Interfaz Usuario-Sistema, b) Verificación periódica del correcto funcionamiento de sensores y actuadores, c) Capacitación del personal en el uso correcto del sistema. Diseño La parte principal del diagrama y del sistema está representada por el bloque central del microcontrolador; que recibe las señales acondicionadas del teclado matricial. El acondicionamiento de las señales de salida consiste en un driver de conexión con servomotores que trabajan con una tensión regulada de 5 Vdc y realizan funciones de apertura y cierre de compuertas para la dispensación de producto y una tarjeta de potencia, con transistores MOSFET IRFZ44N que cumplen la función de amplificar la potencia para que los motores de giro suave trabajen adecuadamente. El sensor infrarrojo CNY70 es utilizado como entrada hacia el microcontrolador, que muestra en la pantalla matricial de interacción con el usuario, la cantidad de productos entregados por el sistema. Los servomotores reciben señales acondicionadas del microcontrolador y ejecutan la función de dispensadores de los productos hacia las cintas transportadoras. Los motores de giro suave se accionan para hacer funcionar las cintas transportadoras con un sistema de “tornillo infinito” hasta que el producto es detectado en su salida por el sensor infrarrojo. 14

TESAPE ARANDU

Construcción El proceso de implantación del sistema considera las etapas siguientes: Armado de Tolvas El sistema de tolvas cuenta tanto con parte mecánica como parte electrónica. Las tolvas son etapa inicial del proceso donde se ejecuta la dispensación, que funciona de manera automática gracias a servomotores de su sistema mecánico integrado. Cintas Transportadoras Estas funcionan con dos ejes, uno inducido y el otro inductor, que hacen girar una cinta transportadora mediante Motores de Giro Suave. Parte Electrónica El sistema cuenta con un tablero de control central, en el que se encuentran tanto los sistemas de ingreso de datos (teclado y botones de encendido), como controlador, módulos driver de conexión con servomotores, tarjetas de potencia para conexión


con motores de giro suave y pantalla de interfaz que es una de las salidas del sistema.

Figura 4. Prototipo Construido

Figura 3. Tablero de Control

Integración Total del Sistema El paso final de la integración de partes y etapas del sistema, tanto la parte mecánica como las partes electrónica y lógica. Resultados Alcanzados Durante el desarrollo del proyecto se llevó a cabo un plan de pruebas. El sensor infrarrojo CNY70 funcionó haciendo la correcta detección de los productos para la contabilización de cantidades de productos entregados. Las pruebas del microcontrolador fueron exitosas. Se utilizó MOSFET para elaborar la tarjeta de potencia para que los motores grandes funcionen, para proteger al controlador de inducciones magnéticas que pudieran alterarlo.

Se realizaron los escenarios de pruebas siguientes:

Prueba de Velocidad Motor 12Vdc Se utilizó una fuente de voltaje regulable, y se analizó la velocidad de rotación del motor conforme al aumento del voltaje de entrada. Figura 5. Rotación del motor Rotación del motor (RPM)

(rpm) 300 250 200 150 100 50 0

0

5

10

15

20

25 Volts

Tiempo de Respuesta de los Servomotores Se utilizó el prototipo completo. Ingresaron valores y se probó el rendimiento en los tipos de productos hasta encontrar el que presenta un tiempo de entrega alto.

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Conclusiones a) El prototipo realiza de manera exitosa las tareas de dispensación, transporte y validación que son parte del proceso de extracción del almacén.

Figura 6. Tiempo de respuesta servomotores

Tiempo de Respuesta Servomotores (seg)

b) El tiempo de extracción de productos decrece a medida que se incrementa el voltaje de entrada inducido en los motores de giro suave.

17,5 17 16,5

c) El tiempo de entrega de un producto depende de la ubicación de las tolvas (a qué cinta transportadora se conectan, a qué fila de tolvas pertenecen).

16 15,5 15 14,5

Bibliografía Fundación Raspberry pi. (2017). Raspberry. Recuperado de https://www.raspberrypi.org/ (2 de mayo de 2017).

14 13,5 13

Ingenieria, D. d. (2015). Componente Software que permite que un dispositivo se entienda con el sistema operativo y pueda ser utilizado por las aplicaciones. Barcelona: Diver.

12,5 1

2

3

4

5

6

Tiempo promedio de una extracción de productos en función al voltaje Se utilizó el prototipo completo y se ingresó valores diferentes de alimentación a las cintas transportadoras logrando determinar la variación del tiempo de extracción de productos en función al voltaje inducido.

Serrano, E. (2014). La Logistica del almacenamiento. Paraninfo. Pag 41. Software SGA Sistema de Gestión de Almacenes. Recuperado de sga.com.es (3 de agosto de 2017). Luis Agustín Feeney Valverde Tesista de Ingeniería de Electrónica, UPSA

Figura 7. Tiempo de extracción en función al voltaje inducido

Luis Hugo Peñarrieta Echenique Docente UPSA

(min) 20

Tiempo promedio de extracción

18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

16

0

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5

10 15 Voltaje Inducido

20

25 Volts


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