Facultad Regional Córdoba

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    Simulación por eventos discretos: Aplicación en un proyecto de automatización industrial
    (Universidad Nacional de la Plata, 2022) Vega, Guillermo; Mansilla, Emanuel O.; Conte, Daniel; Martínez Choque, José E.
    Se presenta la aplicación de la simulación por eventos discretos para comprobar la viabilidad de un proyecto de automatización mediante la incorporación de robots industriales en la manufactura de cigarrillos. Se expone el contexto internacional y nacional de la robótica industrial, como una de las tecnologías habilitadoras de la industria 4.0. Luego, se describe el sistema en estudio que representa la implementación de dos robots de apoyo en el abastecimiento a las líneas de armado de la empresa. Los robots realizan la carga de rollos de determinados materiales a dos tipos de carros que luego son llevados a la línea de producción. Debido a que se trata de un sistema complejo, por la variedad de productos a procesar, la combinación de un elevado número de materiales, la programación del robot y los distintos tiempos de operación, es que se decide aplicar la simulación computacional por eventos discretos para el estudio de viabilidad. Luego del análisis de la simulación, se extraen conclusiones respecto a las estrategias abordadas en la lógica de programación de los robots, los resultados obtenidos de la simulación, y las experiencias profesionales del proyecto. El modelo fue desarrollado en Simul8, software especializado en simulación por eventos discretos.
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    Modelado, simulación y optimización de reactores discontinuos secuenciales (SBR) con barros activados para la eliminación de carbono, nitrógeno y fósforo de aguas residuales
    (Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Córdoba, 2024) Santa Cruz, Judith Ailén; Mussati, Miguel C.; Scenna, Nicolás J.
    En esta tesis se aborda el modelado, la simulación y la optimización de sistemas de reactores discontinuos secuenciales (sequencing batch reactor, SBR) de barros activados, con el fin de eliminar materia carbonosa y nutrientes biológicos (nitrógeno y fósforo) de aguas residuales municipales domiciliarias. Un sistema SBR es un proceso cíclico en el que cada ciclo sigue un patrón de etapas sucesivas inherentemente dinámicas. Las etapas típicas incluyen: llenado con líquido a tratar, reacción (conversión biológica) bajo diferentes condiciones ambientales, sedimentación de sólidos suspendidos, descarga del líquido tratado, purga de sólidos generados en exceso y, eventualmente, espera. Se estudian dos configuraciones de proceso SBR: el sistema convencional, en el que todos los procesos microbiológicos ocurren en un único reactor, y el sistema SBR con nitrificación externa (sistema de dos barros), en el que ciertos procesos microbiológicos ocurren en un reactor y otros ocurren separadamente en un segundo reactor, lo que permite establecer las condiciones ambientales más favorables para el crecimiento de los microorganismos autótrofos, heterótrofos y acumuladores de fósforo que promueven las distintas etapas de conversión. La eliminación biológica simultánea de nitrógeno y fósforo se consigue a través de una secuencia de etapas anaeróbicas, aeróbicas y anóxicas, cuyas duraciones y otras variables, como la edad del lodo, el tiempo total del ciclo y la velocidad de aireación, son críticas para alcanzar los objetivos de tratamiento. La estequiometría y la cinética de reacción de los procesos microbiológicos de barros activados considerados para la eliminación de C y N se describen mediante el Activated Sludge Model N° 3 (ASM3) de IWA, y las correspondientes a la eliminación de P mediante el Bio-P module de EAWAG. Partiendo de los principios de conservación y dadas la naturaleza del proceso investigado y las hipótesis de modelado consideradas, el modelo de sistema SBR que resulta naturalmente consiste en un conjunto de ecuaciones diferenciales ordinarias en el tiempo mezcladas con ecuaciones algebraicas (sistema DAE). Se presentan y discuten los resultados de la simulación dinámica del sistema SBR convencional y del sistema SBR con nitrificación externa. Para estos estudios, los modelos dinámicos de ambos procesos SBR se implementaron en el entorno de lenguaje de alto nivel gPROMS/ModelBuider de Process Systems Enterprise, resolviéndose con el código DASOLV, que se basa en la fórmula de diferenciación hacia atrás (BDF) con orden y paso de integración variables. Se presentan y discuten los resultados de la optimización del sistema SBR convencional. Para este estudio, se discretizó el modelo dinámico diferencial algebraico de cada etapa del proceso SBR mediante el método de colocación ortogonal sobre elementos finitos (OCFEM), para su incorporación a problemas de optimización que consisten íntegramente en sistemas algebraicos; es decir, en modelos de programación matemática del tipo no lineal (NLP). De esta manera, se recurre a un enfoque algebraico para resolver problemas diferenciales. Los problemas NLP resultantes se implementaron en el entorno de modelado y optimización GAMS (General Algebraic Modelling System) y se resolvieron con el algoritmo de búsqueda local CONOPT3, que se basa en el método del gradiente reducido generalizado (GRG). Se presentan problemas de optimización simple objetivo (SOO) en los que la función objetivo utilizada es la minimización del tiempo de ciclo, la minimización del tiempo de retención hidráulica y la minimización del costo total anual de tratamiento, para distintos escenarios. En cada caso, se obtiene como parte del resultado el dimensionamiento óptimo del reactor y la condición óptima de operación.
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    Previsiones de flujo de fondos en la empresa utilizando simulación de eventos discretos.
    (Universidad Tecnológica Nacional., 2015) Vegas , Guillermo; Mansilla, Emanuel Oviedo; Conte , Daniel
    Mostramos el funcionamiento del "simulador cash-flow", una herramienta que permite a las empresas simular su flujo de fondos actual y proyectar distintos escenarios con el objetivo de conocer las probables fechas de atraso de movimientos que pudieran evitar el llamado "descalce financiero" disminuyendo así los costos de recurrir a otro tipo de financiamiento. A través de estas herramientas, para las organizaciones se hace posible la optimización de decisiones y nuevos compromisos hoy; quedando claro que dicha herramienta tiene un gran valor por la simplicidad de uso, economía de costo, adaptabilidad y rapidez de cálculo.
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    Simulador dinámico de procesos
    (2014) Vega, Guillermo; Mansilla, Emanuel Ovidio; Martinez, Facundo O.
    Mostramos el funcionamiento del “Simulador Dinámico de Procesos” (SDP) que permite a las empresas simular su producción, conocer las posibles fechas de entregas, estimar los recursos ne-cesarios, la performance de sus procesos y prever las secuencias de eventos que se sucederán, con el objetivo de optimizar sus decisiones hoy. El SDP es capaz de ser usado en la planificación y progra-mación de sistemas de producción de manera ágil; su principal ventaja radica en la posibilidad de ob-servar la evolución dinámica de las operaciones, resultante de la interacción entre subprocesos, varia-bles del sistema, restricciones y el cambio de prioridades de fabricación gracias al uso de tecnología de simulación por eventos discretos. Es de gran valor el empleo de una herramienta virtual, libre de riesgo, simple, económica, adaptable y que abarque la multiplicidad de variables y restricciones que existen en las industrias.