La contribución que se pretende con esta tesis se refiere a la implantación de un sistema de diagnosis de fallos en plantas químicas completas integrado al sistema de supervisión, gestión y control de la producción.El sistema de diagnosis de fallos que se presenta consiste en una combinación de un sistema de reconocimiento de patrones basado en redes neuronales artificiales y un sistema de inferencia basado en la lógica difusa. La información necesaria para desarrollar el sistema de diagnosis incluye los datos históricos, un análisis de riesgo y operabilidad y un modelo de la planta química. La entrada al sistema son las mediciones directas o indirectas de la planta y la salida consiste en una señal para cada fallo (0: no fallo; 1: fallo). Primero se definen los fallos posibles. La red neuronal se entrena con datos históricos de fallos ocurridos en el pasado, con el objeto de reconocer los patrones respectivos. En el caso de que no se posean los datos históricos de alguno de los fallos, por ejemplo porque nunca hayan ocurrido, se obtienen los patrones mediante la simulación, usando el modelo de la planta. El sistema de lógica difusa contiene un conjunto de reglas si-entonces que pueden ser de dos tipos: las basadas en el conocimiento de la planta, mediante el análisis de riesgo o la experiencia con la simulación, y las basadas en la experiencia con el uso de la red neuronal, previamente entrenada. Otro aspecto novedoso es la posibilidad de entrenar la red neuronal con "características" extraídas de las variables medidas mediante su pre-procesamiento con wavelets. Esta variante permite obtener un alto rendimiento del sistema de diagnosis en plantas químicas discontinuas y continuas complejas. Para optimizar los parámetros de los componentes del sistema de diagnosis se propone un índice de rendimiento. Además, se utiliza el índice de rendimiento para comparar el sistema propuesto con otros métodos.Las señales dadas por el sistema de diagnosis pueden ser usadas por el sistema de programación de la producción para actualizar el plan de la manera más efectiva, por el sistema de control para actuar en forma automática y por los operadores de planta como soporte para la toma de decisiones. Se han sentado las bases para la traducción de la salida del sistema de diagnosis para su utilización por los demás niveles del soporte informático. Se usa una estrategia basada en el análisis de riesgo y operabilidad de la planta.El sistema propuesto es consecuencia de sucesivas mejoras, al trabajar con diferentes casos de estudio. Los escenarios académicos corresponden a una planta química continua con una corriente de reciclo y un reactor discontinuo. Los casos a escala de planta piloto corresponden a escenarios construidos en la UPC: un reactor de gasificación, un reactor semicontinuo y una planta discontinua multipropósito. Los escenarios industriales corresponden a dos refinerías de azúcar y a un sector de una planta petroquímica.El sistema propuesto muestra ser ventajoso respecto a otros métodos tanto en cuanto a la rapidez de diagnosis como en cuanto a su capacidad para aislar los fallos. La simplicidad del desarrollo y la flexible estrategia de implementación del sistema propuesto auguran un futuro promisorio a la tecnología presentada. Nuevas líneas de investigación se pueden emprender mediante el desarrollo de un sistema de gestión de las alarmas. Otro aspecto importante es la posibilidad de participar en la estandarización de las interfaces del programa de diagnosis. / The pretended contribution of this thesis deals with the implementation of a fault diagnosis system in chemical plants integrated to the monitoring, management and control system. The proposed fault diagnosis system consists in a combination of a pattern recognition approach based on artificial neural networks and an inference system based on fuzzy logic. The information needed to develop the fault diagnosis system includes the historical data, the hazard and operability study and the model of the chemical plant. The inputs to the system are the direct or indirect measurements from the plant and the output consists in a signal for each fault (0: no fault; 1: fault). First, the possible faults are defined. The artificial neural network is trained with historical data of faults occurred in the past, with the aim of recognising the respective patterns. In the case that the corresponding historical data are not available, for example due to the no occurrence of the fault, the patterns are obtained through simulation, using the plant model. The fuzzy logic system contains a set of if-then rules that can be of two types: those based in the process knowledge, by the hazard analysis or by the experience with simulation, and those based on the experience with the use of an artificial neural network, previously trained. Other novel aspect is the possibility of artificial neural network training by using signals features that are extracted by its pre-processing using wavelets. This alternative allows a higher fault diagnosis system performance in batch and complex continuous chemical plants. In order to optimise the parameters of the components of the fault diagnosis system, a performance index is proposed. The performance index is also utilised to compare the proposed fault diagnosis system against other methods.The signals provided by the fault diagnosis system can be used by the scheduling system to update the schedule in the most effective way, by the control system to take automated control actions and by plant's operators as support for decision-making. The basis of the translation of the system output, for its utilisation at other levels in the information system, has been settled.The proposed strategy is based on the hazard and operability analysis.The proposed system is the result of successive improvements, by working with different case studies. The academic scenarios correspond to a continuous chemical plant with a recycle stream and a batch reactor. The pilot plant scale cases correspond to scenarios built at UPC: a reactor gasifier, a fed-batch reactor and a multipurpose batch chemical plant. The industrial scenarios correspond to two sugar refineries and a sector of a petrochemical plant.The proposed system shows to be advantageous with respect to other methods in relation to the fastness of the diagnosis and also its capacity to isolate faults. The simplicity of the development and the flexible strategy of implementation of the proposed fault diagnosis system give a promising future to the presented technology. New research lines can be considered by developing the alarm handling system. Other important aspect is the possibility of the participation in the standardisation of the interfaces of the fault diagnosis program.

En les últimes dècades s'han impulsat nombroses investigacions adreçades a optimitzar el disseny, la fabricació i l'explotació de centrals de cogeneració i, en particular, les que són accionades per motors alternatius d'encesa per compressió. Els avenços en informàtica, l'obtenció de materials de més qualitat i l'ús de modernes tecnologies de fabricació han condicionat el desenvolupament d'unitats de cogeneració cada vegada més eficients. En els països desenvolupats, on hi ha poques possibilitats que es construeixin noves centrals, es posa una atenció especial a reduir els costos de manteniment a causa de la importància que tenen com a despesa de funcionament.Paral·lelament a la reducció de costos, s'està desenvolupant un increment de la fiabilitat i la seguretat a tots els sistemes de producció d'energia. Aquest procés que es va iniciar amb les centrals d'energia nuclear s'està traslladant a tot tipus de centrals generadores d'energia. Els especialistes en manteniment industrial han anat adaptant aquestes realitats i han anat creant noves filosofies d'acció, en les quals es presta una atenció sistemàtica a màquines i equips, encara que aparentment funcionin dintre dels paràmetres exigits. Els nous sistemes de manteniment dirigeixen els esforços cap a aquesta direcció. El treball de la tesi s'emmarca dintre d'aquest context, on les tècniques predictives de manteniment tenen un paper molt important. El manteniment predictiu (MP) basa el seu grau d'efectivitat més gran, respecte dels sistemes tradicionals, en el seguiment dels paràmetres de control de les màquines al llarg del temps. Els avantatges d'aquest sistema consisteixen a disminuir el nombre de revisions, cosa que incrementa la productivitat, disminueix les fallades imprevistes i redueix el temps de les reparacions, ja que és possible planificar-les amb antelació, cosa que minimitza l'emmagatzematge de peces de recanvi a la planta i protegeix les màquines de fallades catastròfiques, com a conseqüència de la capacitat de detecció dels problemes incipients. En el sector de la generació d'energia amb motors alternatius, com en altres sectors industrials, els factors que realment incideixen a frenar l'aplicació de l'MP estan relacionats amb les dificultats per interpretar la informació oferta pel sistema i prendre les decisions tècniques oportunes. El control de les màquines mitjançant l'anàlisi del lubricant als motors alternatius de cogeneració, requereixen un estudi acurat de les dades registrades per obtenir un diagnòstic correcte.Per aquesta raó, l'estudi de l'autor se centra en aquest aspecte, la realització d'eines informàtiques que ajudin a interpretar els resultats dels sistemes de manteniment. Els sistemes experts representen un mètode per obtenir una solució adequada. El treball de doctorand estableix l'estat de l'art de les tècniques de manteniment predictiu fluidic aplicades als motors alternatius d'encesa per compressió de cogeneració. En segon lloc, es realitza el disseny d'un programa de manteniment que inclogui un sistema expert i que, al mateix temps, incorpori nous paràmetres de caracterització de l'estat de manteniment del sistema per buscar les causes del funcionament anormal del motor. Amb aquest objectiu s'utilitzen lògiques no tradicionals com ara la lògica difusa i estructures de caracterització de partícules de desgast com són les estructures fractals de Richardson. Finalment s'avalua experimentalment el sistema en alguns motors de cogeneració, arribant a resultats satisfactoris en comparació amb d'altres sistemes de manteniment. / En les últimas décadas se han impulsado numerosas investigaciones dirigidas a optimizar el diseño, la fabricación y explotación de centrales de cogeneración y, en particular, aquellas que están accionadas por motores alternativos de encendido por compresión. Los avances en informática, la obtención de materiales de mayor calidad y la utilización de modernas tecnologías de fabricación han condicionado el desarrollo de unidades de cogeneración más eficientes. En los países desarrollados, dónde existen pocas posibilidades de construcción de nuevas centrales, se pone especial atención en reducir costos de mantenimiento a causa de la importancia que tienen como costo de funcionamiento.Paralelamente a la reducción de costos, se está desarrollando un incremento de la fiabilidad y seguridad en todos los sistemas de producción de energía. Este proceso que se inició con las centrales de energía nuclear se está trasladando a todo tipo de centrales generadores de energía. Los especialistas en mantenimiento industrial han ido adaptando estas realidades, creando nuevas filosofías de acción, donde se presta atención sistemática a máquinas y equipos, aunque aparentemente funcionen dentro de los parámetros exigidos. Los nuevos sistemas de mantenimiento dirigen sus esfuerzos hacia esta dirección. El trabajo de la tesis se enmarca en este contexto, donde les técnicas predictivas de mantenimiento juegan un papel muy importante. El mantenimiento predictivo (MP) basa su mayor nivel de efectividad, respecto de los sistemas tradicionales, en el seguimiento de los parámetros de control de les máquinas en el tiempo. Las ventajas de este sistema se centran en disminuir el número de revisiones, incrementando la productividad, disminuyendo las averías imprevistas y reduciendo el tiempo de las reparaciones, ya que resulta posible planificarlas con antelación, minimizando así el almacenamiento de piezas de recambio en la planta y protegiendo las máquinas de roturas catastróficas, como consecuencia de la capacidad de detección de los problemas incipientes. En el sector de la generación de energía con motores alternativos, como en otros sectores industriales, los factores que realmente inciden en frenar la aplicación del MP están relacionados con las dificultades para interpretar la información ofrecida por el sistema y tomar las decisiones técnicas oportunas. El control de les máquinas mediante el análisis del lubricante en los motores alternativos de cogeneración, requiere un estudio detallado de los datos registrados para obtener un diagnóstico correcto.Por esta razón, el estudio del autor se centra en este aspecto, la realización de herramientas informáticas que ayuden a interpretar los resultados de los sistemas de mantenimiento. Los sistemas expertos representan un método para obtener una solución adecuada. El trabajo de doctorando establece el estado del arte de las técnicas de mantenimiento predictivo fluídico aplicadas en los motores alternativos de encendido por compresión de cogeneración. En segundo lugar, se realiza el diseño de un programa de mantenimiento que incluye un sistema experto y que, al mismo tiempo, incorpora nuevos parámetros de caracterización del estado de mantenimiento del sistema para buscar las causas del funcionamiento anormal del motor. Con este objetivo se utilizan lógicas no tradicionales como la lógica difusa y estructures de caracterización de partículas de desgaste como las estructuras fractales de Richardson. Finalmente, se evalúa experimentalmente el sistema en algunos motores de cogeneración, llegando a resultados satisfactorios en comparación con otros sistemas de mantenimiento. / In the last few decades there have been numerous investigations regarding the optimization of the design, manufacture and running of cogeneration power stations, and particularly, those stations with alternative compression-ignition engines. Improved computer systems, better quality of the raw material and the use of modern technology in the manufacturing process has had a direct effect on the development of more efficient cogeneration units. In the developed countries, where there are few possibilities of new power stations being built, it is especially important to reduce the costs involved in maintenance as it is a major cost in the running of the power stations.Side by side with the reduction in expenditures, there is also work being done in the development of increased reliability and security in all energy production systems. This process which started in nuclear power stations is now taking place in all energy generating power stations. The industrial maintenance specialists have adapted their work to this new reality and have created new work philosophies, in which special attention is being put on the machines and equipment, even though they might be working within all the accepted parameters. The new maintenance systems are being led this way.The work of this thesis is centered in this context, in which the preventative techniques of maintenance work have a major role. The predictive maintenance (PM) bases its highest effectiveness, compared with the traditional systems, in the follow up of the parameters of control of the machinery in a specified time period. The advantages of this system consist in the decreased number of revisions, which in turn increases productivity, reducing the number of unforeseen failures and minimizing the repair time. Since it is possible to plan the maintenance ahead of time it also minimizes the storage of spare parts at the power station. Finally, it also protects the machinery against catastrophic failures, as it is possible to detect, in time, the incipient problems.In the field of energy power generation with alternative engines, as with other industrial fields, the factors that really affect the applications brought by the PM are related to the interpretation of the information provided by the system and the use of the appropriate decision-making techniques. The control of machines using the analysis of the lubricants in the alternative cogeneration engines requires an accurate study of the registered data in order to obtain a correct diagnosis.For this reason, the author's study is based on the use of computer systems that would help in the interpretation of the results of the maintenance systems.The expert systems represent a method to obtain an adequate solution. The doctoral work establishes the current condition of the predictive fluid maintenance techniques applied to the alternative energy power start up engines by cogeneration compression. Also, a maintenance program design is presented, supported by an expert system, which takes into account new parameters of analysis of the current maintenance systems in order to look for causes of irregular motor functioning. With this, objective non-traditional logic systems are used such as diffuse logic and structures of characterization of used particles like the fractal structures of Richardson. Finally, the experimental system is evaluated in some cogeneration motors, concluding the study with satisfactory results of the system compared with other maintenance systems.

L'idea o iniciativa de realització de la present tesi doctoral va néixer d'una banda en dos corrents d'opinió relatives a l'evolució prevista de l'organització de les empreses en el futur immediat. El primer corrent prové dels principals autors en temes de qualitat que enfoquen les condicions que hauran de reunir les organitzacions per a obtenir i consolidar els nivells desitjables de qualitat de productes i serveis. El segon corrent prové dels principals autors en organització i administració d'empreses, que també exposen les condicions que preveuen per a les empreses del futur per a poder afrontar els reptes de competitivitat que exigeix l'eficàcia i eficiència de les organitzacions en general.Aquesta idea o iniciativa es va veure reforçada també per l'oportunitat de definir un model basat en els dos corrents anteriors dissenyant finalment la forma d'avaluació del mateix.El treball ha estat desenvolupat en cinc capítols més dos annexos en els que s'inclouen les dades resultants del treball de camp i que donen suport als capítols quart i cinquè.En el capítol d'introducció és formulada una hipòtesi sobre un model organitzatiu que hauria de permetre avançar en els aspectes organitzatius i corregir deficiències manifestades pels grups d'autors abans esmentats. Alhora s'exposen les principals aportacions dels principals autors dels corrents exposats.En el següent capítol s'estudia l'estat actual de:a) Organització funcional i les mancances manifestades pels principals autorsb) L'estat d'aplicació de la qualitat total i també mancances exposades pels principals autorsc) L'organització per processosEn el capítol tercer es defineix un model organitzatiu, sintetitzant inicialment les condicions que el mateix ha de reunir, i tot seguit son concretades les característiques i forma de gestió del mateix. Es parteix d'una política de l'organització que ha de considerar tots els grups d'interès i amb el adequat desplegament arribar a una planificació de totes les activitats que asseguri els resultats i l'adaptació a tots els tipus de canvis. Es descriuen també els impactes esperats en forma de millores en les diferents activitats i especialment en els resultats de l'empresa u organització.En el capítol quart es fa una avaluació del model descrit en l'apartat anterior. Es dissenya una contrastació de dos tipus d'organització una funcional i una altre horitzontalitzada per processos, utilitzant una simulació per ordinador i comparant els resultats obtinguts utilitzant els ratis de gestió més freqüents.En el capítol final es fa un resum de conclusions finals on es veuen els millors resultats de l'organització per processos. Es comenta també com el model proposat dona resposta a aquelles limitacions esmentades pels autors en organització i administració d'empreses i pels autors en qualitat total. Finalment es marquen unes possibles línies d'actuació per aprofundir en aquests temes en el futur.Barcelona, Octubre 2000 / The original idea for the topic of this thesis came from two different fields with different opinions concerning the expected evolution in the near future of firm organisation. The first one comes from the main authors in the field of quality, who analyse the conditions required in future organisations to guarantee a desired level of quality in the products and services they provide. The second opinion comes from the field of business management, in which the authors analyse the conditions required to future firms to be able to fulfil the competitivity challenges arisen by efficiency.It was also important when choosing the topic, the possibility of building a model that included the two fields mentioned above as well as an evaluation of both.The thesis is organised in five chapters, and to annexes that include data from the field work described in chapters four and five.In the first chapter we expose an hypothesis about a method that should be useful to improve organisations, correcting those shortcomings pointed out in the literature. We also include an explanation of the contributions of the main authors in this literature.In the second chapter we look over the state of the question concerning:(a) The functional organisations and the malfunctions pointed out by the main authors(b) How total quality is applied and the defects concerning it(c) The organisation by means of processesIn the third chapter an organisational model is defined, presenting its initial conditions and the proper management for it. We start from an organisational policy that must take all the groups of interest into account, and must reach a planification for all the activities guaranteeing the economic results and the adaptation to all types of changes. We also describe the effects of improving the different activities, mostly concerning the results for the firm or organisation.In the fourth chapter we evaluate the model described in the previous chapter. Using a computer simulation, we design a contrastation of two different types of organisations, a functional one, and one horizontalized by processes. We compare the results with the most commonly used management ratios.In the last chapter we summarise the final conclusions. They show that the better results are obtained with the organisation by processes. We explain how the proposed model solves the problems pointed out in the literature on organisation and business management, and also in the literature on total quality. Finally, we mention future lines of research to deepen in all these topics.Barcelona, October 2000

The Doctoral Thesis builds and tests a theoretical model that evaluates the contribution of shared knowledge and information technology to manufacturing performance. This is achieved through a sectorial research study among Manufacturing, Quality and R&D groups in the global economy era of the 21st century. Theoretically, our research stands uponthe 'knowledge-based theory of the firm'. The theory has received influences from earlier research lines. It is considered to originate from the 'epistemology' of the cognitive philosophers and -through contradiction to the 'transaction cost economics' and the traditional product-based or competitive advantage view-it builds heavily upon the 'resource-based theory'. Starting with an analysis of previous empirical studies and by means of a productive synthesis, we develop the Shared Knowle! dge and Information Technology evaluation model which we later use in order to test the investigation hypotheses. Survey data collected from 51 medium to large sizeindustrial companies with a total of 112 manufacturing groups, representing 5 industrial sectors (alimentation, automotive, chemical and pharmaceutical, electro-mechanical,and textile) were analyzed to test the model. A methodology, particularly deployed for the Thesis and the proposed evaluation model, was developed. Its key elements are:(a) Two types of questionnaires, addressing the inter-group relationships andthe performance issues respectively, were developed and pilot tested prior to being used as the principal researchinstruments.(b) Design of the indicators and measures has been carried out using two types of measures, general and multiplicative, for all the variables. Manufacturing group performance has been conceptualized in two parts: operational and service performance. (c) Key-informant methodology has been used for selecting ourresearch responders.(d) Validity threats have been given special attention and three different types of validity criteria are applied. (e) Path analysis, a regression-based technique that permits testing of causal models, has been used. The investigation hypotheses have been tested and found to be fully or partially supported, by the significance -or insignificance- of the relevant paths.(f) Finally, four confirmatory tests have been conducted in order to further secure the validity of the hypotheses.As shared knowledge and information technology (IT) are central points of our investigation, we have focused on the issues of Knowledge Management (KM), and we have purposely directed our research on specific IT Systems for Supporting Collaboration and Knowledge-based Work. Our final target was to connect both shared knowledge and information technology to manufacturing performance, the subject matter of our investigation. Today's global economy era is the environment of our study, so it was under this perspective als! o that: (a) we have examined theinfluences of the globalization phenomenon to the recent information technology developments; (b) we have regarded KM and sharing knowledge in practice as an answer to globalization. Finally, our conclusions are presented together with a reference to the study's limitations and some recommendations for future research. Based on the literature and the results of our research we are demonstrating that the two main findings of the study -the proved significant contributions of (a) shared knowledge to the manufacturing group performance, and (b) information technology to, mainly, the manufacturing group performance and, secondarily, to sharing knowledge- are useful to researchers and the business community alike. Manufacturing, Quality and R&D groups have the opportunity to increase shared knowledge and, in this manner, to positively affect manufacturing performance by developing mutual trust and influence through repeated periods of positive face-to-face or IT-based communication, social interaction and common goal accomplishment.

Fenómenos contemporáneos como lo son el desarrollo cada vez mayor de los sistemas industriales, o la globalización mundial, son algunos de los aspectos que incrementan la grave situación en la que se encuentra el conjunto de artesanos de países en vías de desarrollo como lo es México. Este panorama plantea la urgente búsqueda de estrategias que les señalen vías posibles de evolución, mejoramiento y adaptación ante los complejos problemas que les plantea esta panorámica.La propuesta de esta tesis se ha centrado principalmente en, a partir del estudio de la nueva corriente denominada "Neoartesanado" - que se viene desarrollando desde hace varios años en países de primer mundo como lo son Estados Unidos, Japón, y varios países de Europa como lo son Cataluña, Italia, Bélgica, etc., y que ha permitido a los artesanos de estas regiones no sólo sobrevivir sino evolucionar adaptándose - identificar la serie de estrategias y elementos que les han conducido y conducen a esta positiva y notable evolución y adaptación.Al mismo tiempo a través de un amplio estudio de campo que se ha llevado a cabo in situ de la problemática del artesano mexicano se han identificado profunda y claramente los aspectos, carencias y elementos que integran la realidad de la grave situación del artesanado en México de manera que han permitido abordar correctamente la compleja problemática. El estudio ha consistido en una serie de entrevistas que se aplicaron a artesanos de diferentes estados del interior de México, a través de las que expresaron su situación, necesidades, y carencias.Así, por medio de estos dos estudios principalmente, se proponen en esta tesis una serie de estrategias concebidas teniendo como base las experiencias del Neoartesanado en el primer mundo y las necesidades reales de la problemática artesanal mexicana, que responden a la particular problemática mexicana y abren posibles vías de solución y mejora a la situación del artesanado en México. Nuestro objetivo para el futuro en México es conducir a la evolución y creación de una nueva cultura material que conserve una identidad mexicana aplicando nuevas tecnologías que permitan diseñar productos para la cultura mexicana contemporánea. / Contemporary manifestations such as industrial systems development that are increasing, and the current global unfolding, are some of the aspects that increment the serious situations that are passing through, the entired group of craftsman and craftswoman of the third world .The proposal focuses on, the general study of new craftsmanship that is growing up so long ago in countries of the first world like USA, Japan, Catalunya, Italy, Belgium etc., allow them to survive and evolute by adapting new technologies, this research allow us identified the elements and strategies in its entirety that has been conducted this positive evolution.At the same time we developed a wide range research about the serious problem are passing through the mexican craftsmen and craftswoman, helping us to understand on a better way the complexity of the problem. This research has integrated by some digital interviews to several craftsman and craftswoman ateliers.Therefore in this research we propose some strategies adapted to mexican peculiar reality that open new routes of solving and improve the craftsman and craftswoman reality in Mexico. Our goal for the future in Mexico its to created the evolution and creation of a new mexican material culture keeping our identity and folklore, applying new technologies, but designing new products for the contemporary mexican culture.

La tesis tiene por objetivo aportar nuevos conocimientos sobre la creatividad aplicada en la ingeniería, en concreto, en la fase de generación de nuevas ideas. Para ello se emplean cinco líneas de trabajo: (a) Dando un modelo de creatividad simplificado; (b) Justificando sus bases teóricas; (c) Encontrando posibles aplicaciones ingenieriles; (d) Aplicándolo experimentalmente en entornos académicos; (e) Aplicándolo experimentalmente en entornos profesionales.El modelo de creatividad pretende: identificar algunas variables significativas dentro de la generación de ideas, ayudar a "visualizar" como interactúan entre sí, "entender" cómo al actuar sobre cualquiera de ellas mejora la creatividad y, por último, poder "ver" como actuando sobre varias al mismo tiempo se multiplica la capacidad creativa. Respecto a la línea de trabajo (a), el modelo de creatividad propuesto viene dado por cuatro variables: la creatividad innata, el conocimiento en el campo de aplicación, el sentimiento placentero experimentado en la búsqueda de novedad y la capacidad de búsqueda de novedad empleando el azar. Este modelo viene representado por un tetraedro que se forma al unir los puntos correspondientes al valor de cada variable situados sobre los cuatro ejes de coordenadas representativos de cada variable. Se considera que el volumen contenido en su interior es equivalente a la creatividad del individuo o grupo, a partir del cual se han tomado los valores de cada variable. Ilustra que la creatividad puede verse como "producto" o sinergia de estas variables. Dentro de la línea de trabajo (b), las bases teóricas, se trata de buscar, por un lado, cual es la importancia de estas variables dentro de la creatividad. Por otro lado, se trata de ver cómo se puede actuar sobre estas variables, ya sea individualmente o en varias al mismo tiempo. Como ejemplo, en el estado denominado de "flujo" el individuo alcanza estados placenteros al realizar la actividad. Este sentimiento placentero potencia la obtención de resultados creativos. Por otro lado, como parece que el azar oculta un gran potencial creativo: "jugar con el azar" puede potenciar la búsqueda de ideas. Por medio del juego se potencia tanto el estado placentero del individuo como la búsqueda fortuita. Tal como se ve en el modelo, el simple empleo del juego potencia doblemente la capacidad creativa pues actúa, al menos, sobre dos de las variables del modelo.El modelo propuesto intenta servir de metodología de ayuda para generar nuevas ideas. De alguna forma, este modelo puede ser visto como una especie de "máquina" que ayuda a generar ideas. Esta máquina dispone de cuatro "palancas": las variables del modelo. Actuando sobre estas palancas parece que puede potenciarse la creatividad. La metodología tiene dos niveles: el primero, más general, donde se muestra que actuando sobre las variables se puede potenciar la creatividad y dónde se exponen diferentes maneras de poder actuar sobre ellas directa o indirectamente y, la segunda, se aplica experimentalmente siguiendo métodos más concretos. El primer nivel más general permite aplicar el modelo de muy diferentes formas. La metodología de aplicación no es única: es abierta, por serlo sus variables; es flexible, pues depende totalmente del individuo que quiera aplicarla; y es general, pues puede adaptarse a cualquier situación. Dentro de las líneas de trabajo (c), (d) y (e), los resultados de las aplicaciones realizadas en entornos académicos y profesionales permiten llegar a diferentes conclusiones, considerándose aceptable la conclusión general de que tanto el modelo como la metodología asociada son aplicables en la búsqueda de nuevas ideas. El modelo parece que sintetiza una combinación de variables que permiten "racionalizar" como encontrar nuevas ideas.

El aumento de la competencia en el área de la fabricación moderna ha propiciado una mayor preocupación por la reducción de los costes, por el aumento de la calidad del producto y por la reducción progresiva del tiempo entre el concepto y la producción. Estas exigencias, vinculadas a la complejidad creciente de los requerimientos funcionales de los productos y los sistemas productivos, han contribuido de manera sustancial en los últimos años, a un mayor interés en el estudio de las dimensiones y las tolerancias asistidas por ordenador. La revisión bibliográfica muestra que existen muy pocos estudios donde se relacione en el ámbito del diseño conceptual, la acotación funcional y la modelación del ensamble, orientado al análisis y/o síntesis de tolerancias.Motivado por estos aspectos, en esta tesis se plantea el desarrollo de un modelo orientado a los sistemas CAD, que permita una caracterización y representación de los requerimientos funcionales y las tolerancias en la etapa de especificación del proceso de diseño; y el desarrollo de un método para la modelación del ensamble que posibilite un análisis primario de las cadenas de cotas en el diseño conceptual. De esta forma se contribuye a que la toma de decisiones vinculadas a las tolerancias se encuentre en las etapas primarias del proceso de diseño.Para satisfacer esta necesidad, se caracterizó a los requerimientos funcionales y las tolerancias en la etapa de especificación del proceso de diseño, a través de una estructura funcional en tres dimensiones que permite capturar la intención del diseñador. Esta estructura permite clasificar los diferentes requerimientos y estudiarlos de una manera sistemática, utilizando el análisis de la jerarquía, la descomposición y el chequeo de las dependencias funcionales. Para lograr una adecuada representación de los requerimientos funcionales y las tolerancias, se propone un conjunto de matrices que permiten la captura de la intención del diseñador. Para vincular de forma coherente a los requerimientos funcionales expresados en la estructura funcional y la modelación del ensamble mecánico en el diseño conceptual, se creó un método gráfico denominado "método de la burbuja" que permite realizar el análisis primario de las cadenas de cotas en el diseño conceptual. Este método se define a través de un conjunto de símbolos que soporta el lenguaje gráfico, cuyo funcionamiento está impuesto por una serie de reglas y secuencias que garantizan una adecuada representación del modelo, siguiendo una lógica algorítmica. Se desarrollaron varios casos con el objetivo de obtener la validación del modelo propuesto.En la investigación, el estudio de los requerimientos funcionales está restringido hacia aquellos requerimientos relacionados directamente con la forma geométrica y dimensional del producto. Dentro de la acotación funcional, la investigación se inscribe en la síntesis de cotas -distribución de cotas. / The competition increasing in the area of modern production has promoted a bigger concern for the costs reduction, quality increasing of the product and the time progressive reduction between the concept and production. These demands, linked to the growing complexity of the product functional requirements and productive systems, they have contributed in a substantial way in the last years to a bigger interest in the study of the computer-aided dimensions and tolerances. The bibliographical revision shows that very few studies exist which relates, in the environment of the conceptual design, the functional dimensioning and the assemblies modelling guided to the analysis and/or tolerances synthesis.Motivated by these aspects, this thesis show the model development guided to the CAD systems, that allows a characterization and representation of the functional requirements and the tolerances in the specification stage of design process. And the development of an assembly modelling method, which facilitates a primary analysis of the chains of tolerances in the conceptual design. This method contributed to make the tolerances linked decisions in the primary stages of design process.To satisfy this necessity, it was characterized the functional requirements and the tolerances in the specification stage of design process, through the three-dimensional functional structure which allows to capture the designer's intention. This structure allows to classify the different requirements and to study them in a systematic manner, using the hierarchy analysis, decomposition and control of functional dependences. To achieve an appropriate representation of functional requirements and tolerances, it has developed a one matrices group for the capture of the designer's intention.To link in a coherent manner, the functional requirements of the functional structure and the mechanical assemblies modelling in the conceptual design, it has developed a graphical method named "bubble method" that allows to carry out the tolerances chains primary analysis in the conceptual design. This method is defined through the group of symbols that supports the graphical language such operation is imposed by a series of rules and sequences that guarantee an appropriate representation of the model, following a logical algorithm. Several cases were developed to obtain the validation of proposed model.The study of functional requirements developed in this investigation is restricted to those directly related to the geometrical and dimensional product form. Within the functional tolerances, the investigation belongs to the tolerance synthesis (tolerance distribution) field.

DE LA TESISEs una contribución al desarrollo de un nuevo método de purificación de gas de síntesis en plantas IGCC, que posibilita un incremento de la eficiencia energética de las plantas de obtención de energía, a partir de combustible fósil, y con ello reducir la emisión de gas de efecto invernadero a la atmósfera. Se estudia un proceso nuevo por absorción regenerativa en óxidos metálicos, capaz de eliminar los contaminantes del gas a alta temperatura, aprovechando con ello el contenido energético asociado al intervalo térmico, que los procesos actuales pierden en la purificación por vía húmeda. Se enumeran a continuación los objetivos concretos alcanzados, con las fases del trabajo desarrollado:1- Estudio de la cinética de la reacción de purificación del gas de síntesis, siguiendo las reacciones de absorción no catalíticas, con deposición de sólido, realizando un estudio exhaustivo, para conseguir unos modelos de reacción gas-sólido que contemplen el mayor número de posibilidades. Se ha pretendido crear una herramienta de simulación con el menor número de restricciones a la hora de aplicarlo a cualquier reacción que involucre cambio en la estructura del sólido con la conversión del mismo, para de este modo no tener un modelo cautivo de un determinado tipo de sorbente.2- Se han obtenido los parámetros cinéticos experimentalmente, mediante análisis termogravimétrico, aplicables a los modelos desarrollados, para el caso concreto del sorbente disponible.3- Se han modelizado matemáticamente los posibles reactores que pueden emplearse en la eliminación del compuesto H2S de este gas de gasificación, especialmente los reactores de lecho fluidizado de burbujeo, ya que poseen muy buenas cualidades de homogeneidad de temperatura y concentraciones. Se ha realizado el estudio de sensibilidad a las variaciones de los parámetros de funcionamiento. 4- Se ha construido una planta experimental a pequeña escala que ha permitido probar el sorbente con garantías en los resultados, para lo que se la ha dotado de los elementos de control y análisis de gas necesarios. 5- Se han realizado un número de experimentos suficiente para estudiar el comportamiento del sorbente en estudio, y para la obtención de datos experimentales que han permitido la validación de los diferentes modelos desarrollados.6- Se han obtenido las siguientes conclusiones resumidas:6.1 Se ha obtenido la cinética propia de la reacción gas-sólido no catalítica del sistema estudiado, viendo la influencia de la composición del gas en la velocidad de reacción. La cinética de primer orden describe adecuadamente los procesos de absorción y regeneración, habiéndose obtenido los parámetros cinéticos correspondientes. 6.2 Utilizando los modelos cinéticos desarrollados se proponen los valores de las características estructurales que optimizarían el comportamiento del sólido, en cuanto a su capacidad de retención de contaminante sulfurado: Porosidad no superior al 30% y área superficial de alrededor de 25 m2/g (frente a los valores actuales del 50%y 8,93 m2/g).6.3 El análisis termogravimétrico ha permitido identificar y cuantificar los valores de los diferentes parámetros que intervienen en la reacción gas-sólido: el coeficiente de reacción intrínseca superficial, la difusividad del gas en la capa de sólido formado, y el coeficiente de transferencia de masa gas-sólido. Asimismo las pruebas experimentales realizadas han puesto de manifiesto la influencia de la composición del gas en la cinética de reacción. 6.4 El equipo piloto de reacción experimental a pequeña escala, capaz de operar a alta temperatura y presión, ha permitido la validación de los modelos desarrollados del sistema de desulfurización, demostrándose que son una herramienta adecuada para su estudio, tanto para diseño, como en operación y control avanzado. Como posible continuación se presentan las siguientes posibilidades en la tarea de modelización: Estudiar modelos más precisos basados en ecuaciones de continuidad multifásicas, para su aplicación en sistemas de computación de alto rendimiento, o bien desarrollar modelos basados en reglas lógicas. En cuanto al desarrollo del sorbente, se pone de manifiesto la necesidad de continuar en su desarrollo para alcanzar los valores de las características señaladas. / OF THE THESISThis thesis is a contribution to the development of a new method of synthesis gas purification in IGCC plants, that make possible a further increase of the energy efficiency, and with this to reduce the emission of greenhouse gas to the atmosphere. It is studied a regenerative absorption in metallic oxides, capable of the elimination of the pollutants from the high-temperature gas, but taking advantage of the energy contents associated with the high temperature process streams, which is lost in the purification by wet route. The objectives and conclusions reached in the development of the thesis work are summarized below:1- The study of the kinetics of the purification reactions of the synthesis gas, non catalytic absorption reactions, with solid deposition. An exhaustive study has been carried out, to obtain some gas-solid reaction models that envisage a great number of possibilities. It has been created a simulation tool with a reduced number of restrictions that makes possible its use with any reaction that involves changes in the structure of the solid thus ensuring generality and independence of a given type of sorbent.2- The kinetic parameters have been obtained by thermogravimetric analysis for the concrete case of the available sorbent to be used in the testing of the developed models. 3- Appropriated type of reactors that can be employed in the elimination of the H2S compound of the gas contemplated have been identified and modeled. Special attention has been given to the bubbling fluidized bed reactors, since they possess very good properties of temperature and concentrations homogeneity. It has been accomplished the sensibility study to the variations of the operation parameters.4- An experimental bubbling fluidized bed reactor plant at bench-scale has been built that has permitted to extract the data from the selected sorbent with guarantees in the results.5- A sufficient number of experiments to study the behaviour of the selected sorbent under study have been accomplished successfully, and the experimental data obtained have permitted the validation of the different developed models.6- The specific conclusions reached are: 6.1. The study of the no-catalytic gas-solid reaction of the system studied shows that kinetics of first order describe adequately the absorption and regeneration processes.6.2. The accomplished experimental tests have shown the influence of the composition of the gas in the kinetics mechanism. The kinetic parameters are very dependent of the composition of the gas, not only of the reactive species, specially of the components that determine the reducing power.6.3. The thermogravimetric analysis has permitted to identify the values of the different parameters that appear in the gas reaction-solid: the coefficient of superficial intrinsic reaction, the diffusivity of the gas in the formed solid layer, and the gas-solid mass transfer coefficient.6.4. Using the developed kinetic models, the values of the structural characteristics that would optimise the behaviour of the solid are proposed, concerning its capacity of retention of sulfured pollutant: Porosity not superior to 30% and superficial area of about 25 m2 / g (as compared to the current values of the 50% and 8,93 m2 / g).6.5. The experimental small scale BFB pilot plant, capable of operating at high-temperature and pressure, has permitted the validation of the developed models for the desulphurisation system. The models developed have demonstrated that they are an adequate tool for the study, design, as well as the operation and advanced control of the system under study. As possible continuation of this thesis work in the modelization task the following is indicated: To study more accurate models based on fundamental multiphasic continuity equations, or else to develop models based on logic rules. With respect to development of the sorbent, the need of continuing in its development to reach the values of the indicated characteristics is shown.