Las rápidas transformaciones sociales y demográficas, resultantes de los procesos de globalización y el intercambio de información e interacción en tiempo "real", son catalizadores para la modificación de las expectativas individuales de las personas y de su relación con los demás; lo cual desde la perspectiva del mercado hace que los consumidores sean cada vez más participantes y deliberantes, a medida que están más interconectados. Como resultado de esta dinámica, se está experimentando una metamorfosis en las formas de relación entre el consumidor y los productos, pasando de ser receptores de funciones para satisfacer necesidades, a co-creadores de valor a través de la interacción y la experiencia. Este nuevo contexto obliga a reformular la manera como deben ser desarrollados los productos y replantear el rol de los diseñadores dentro del proceso de ruptura del paradigma de la producción en masa y la lógica de la economía de escalas; que se traduce, en el aumento de la frecuencia de lanzamiento de productos y multiplicidad de alternativas en la oferta, dónde la variabilidad y la personalización son ahora cualidades requeridas por los consumidores, y la capacidad de conceptualizar productos vinculados a la estrategia de la empresa y la dinámica del mercado, es un factor constructor de ventajas competitivas y diferenciación. Esta investigación se enfoca en determinar las características y condiciones requeridas para el diseño de productos dentro de los fenómenos de variabilidad, personalización y diferenciación; para alcanzar este objetivo, inicialmente se realizan tres análisis complementarios que delimitan el campo de indagación; en primer lugar, se estudian los niveles de complejidad de las acciones de diseño de producto en las organizaciones, encontrando que es en el nivel de diseño de grupos de productos (familias, plataformas, etc.), desde el cuál se abordan las nuevas condiciones del mercado, soportadas básicamente en criterios técnicos, productivos y logísticos; de forma complementaria, se detalla la relación usuario ¿ producto enmarcada en la estrategia de categorización, identificando las variables y los comportamientos que caracterizan a los grupos de productos estudiados. A partir del análisis de los métodos y metodologías para el diseño basados en la variabilidad y la modularidad, se aíslan las variables y elementos requeridos para el diseño de grupos de productos (denominado en esta investigación sistema de productos), encontrando que estas variables conforman tres grupos interrelacionados (estructura, coherencia y orden), con los cuales se definen las características del grupo y los productos que lo integran. La articulación de estos tres cuerpos conceptuales aplicando el método de la modelización de sistemas, permitió la formulación de un planteamiento conceptual para el diseño de sistemas de producto. El proyecto se desarrolla a partir de cinco hipótesis surgidas del modelo conceptual propuesto, su validación condujo a determinar que: a. El análisis del mercado en las dimensiones capacidades, atributos y representación, integra en los sistemas de productos los atributos derivados de los criterios de variabilidad, personalización y diferenciación; b. La modelización es una estrategia consistente para abordar la complejidad del diseño de sistemas de productos, la cual se estructura en los subsistemas interdependientes estructura, coherencia y orden; se demuestra cómo las aproximaciones sistémicas basadas en la modelización permiten gestionar óptimamente la información desde las fases iniciales del proceso de diseño (partiendo de la definición conceptual del sistema y de las características de los elementos que lo integran), siguiendo con la identificación de los elementos comunes y las relaciones inter e intra producto; para posteriormente extrapolar esta información al diseño de un grupo de productos desarrollados de manera sistémica; c. La categorización capacita al diseño, para establecer patrones en la configuración de los productos mediante la identificación de los grupos de variables de mayor influencia en la caracterización de cada categoría; el estudio demuestra cómo esta influencia se centra en las variables asociadas al uso y la experiencia, constituyéndose por tanto en el origen del proceso de diseño de los sistemas productos. En el estudio se obtienen nuevos resultados relacionados con el diseño de productos desde una perspectiva integral y sistémica; estos resultados permiten visualizar nuevos escenarios de acción del diseño, enfocados en el desarrollo de un repertorio de productos/experiencias acordes con las expectativas del consumidor. La definición de los atributos y características de los grupos estudiados, articulados desde el enfoque sistémico se consideran aportaciones de gran valor, al proporcionar a los diseñadores una interpretación del fenómeno, centrada en el uso y la experiencia, que contrasta con los planteamientos afincados en las funciones y su materialización en elementos físicos agregados, que responde a la lógica de la racionalidad técnica. / Cardozo Vásquez, JJ. (2013). Diseño de sistemas de productos. Una propuesta con enfoque sistémico [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/32833 / TESIS

Sustainability has stopped being a fashionable topic for the ecologists and environmentalists, who were trying to make aware the companies, industries and governments in taking a major respect as the environment; to turn into a topic that implies the whole society, at present encompassed, without any distinction of race, religion or social condition. One of the purposes of the research is to analyze methodologies and tools for the development of sustainable products, in order to know if these respond to the current needs of users/consumers and the environment. In addition, to check if ecodesign principles and sustainability criteria are being considered in order to identify which are the main factors for the development of conceptual solutions, whether these are products, services or PSS, but based on sustainability. This research aims to link the principles of sustainability to the "know-how" of the designer. For this purpose, it starts from the analysis of the concurrent design methodology, considering the stages of the model and its respective phases, using systemic tools for the development of products, systems and services and analyzing how this methodology can be applied to the development of sustainable solutions. It is thought that the methodology already considers sustainability criteria, but emphasis is placed on the strategic development of the conceptual phase, which analyzes both the systemic tools and concepts of sustainability that facilitate the decision-making according to the raised targets. To this end, some tools and methodologies for sustainable design, eco-design and design for the environment, among others, are analyzed to identify, from the systemic, key components in the integration of sustainability criteria with external variables that affec the design of a product, service or product-service system. The research is based on three main hypotheses: 1) Sustainability in the design process, 2) Characterization of sustainable product / service and 3) Sustainable design criteria; by means of those an exploratory perspective of the systemic approach is made, focused on the development of products, services and PSS in support to sustainability, considering in its configuration and from the initial stages, sustainable criteria and the immaterial dimension in addition to the material dimension. The aforementioned hypotheses, simultaneously are linked through three secondary hypotheses that strengthen the research, based on 4) Designers and sustainability, 5) Sustainability and immateriality and 6) Trends in design and sustainability; With which, and from a descriptive standpoint, relate users/consumers and their motivations with sustainable dynamics and sustainable design solutions; Specifying characteristics of these relations in products, services and PSS that, in search of sustainability, may tend toward the immateriality and motivations of users/consumers. As important research findings, key points between design and sustainability at the process level, characterization, definition of criteria, designers/developers, drivers and dynamics, and finally trends and agents have been identified from the systemic, which have confirmed the impact of the systemic approach to the development of a sustainable product, service or PSS. On the one hand, it stand out the emphasis on the initial stages, mainly in the pose of the problem, which allows the establishment of filters that facilitate the application of sustainability criteria; while on the other hand, it is observed that the emphasis on the system viewpoint, it drives to that designers and developers - as key agents - being linkers in the processes of co-creation, along with the other agents; So that, from whether material or immaterial, identify ways, components, formats that meet the requirements, emotions or real needs of users/consumers. / La sostenibilidad ha dejado de ser un tema de moda para los ecologistas y ambientalistas, que trataban de concienciar a las empresas, industrias y gobiernos en tener un mayor respeto por el medio ambiente; para convertirse en un tema que implica a toda una sociedad, actualmente globalizada, sin importar distinción de raza, religión o condición social. Uno de los propósitos de la investigación es analizar metodologías y herramientas para el desarrollo de productos sostenibles; además de observar, si en su aplicación realmente se consideran principios de ecodiseño y criterios de sostenibilidad, con el objeto de identificar qué factores pueden ser los más importantes para el desarrollo de soluciones conceptuales basadas en la sostenibilidad. La presente investigación pretende ligar principios de sostenibilidad al "quehacer" del diseñador. Para ello se parte del análisis de una metodología de diseño concurrente, considerando las etapas del modelo y sus respectivas fases, con la utilización de herramientas sistémicas para el desarrollo de productos, servicios y SPS, analizando cómo se puede aplicar esta metodología al desarrollo de soluciones sostenibles. Se estima que en la metodología ya se consideran criterios de sostenibilidad, pero se hace hincapié en el desarrollo estratégico de la fase conceptual, en donde se analizan tanto las herramientas sistémicas como conceptos de sostenibilidad que faciliten la toma de las decisiones más acertadas según los objetivos planteados. Para ello se analizan herramientas y metodologías para el diseño sostenible, eco-diseño y diseño para el medio ambiente, entre otros, para identificar desde la sistémica, componentes clave en la integración de criterios de sostenibilidad con las variables del exterior, que afectan al diseño de un producto, servicio o SPS. La investigación se fundamenta a partir de tres hipótesis principales, sustentadas en: 1) Sostenibilidad en el proceso de diseño, 2) Caracterización de producto/servicio sostenible y 3) Criterios de diseño sostenible; mediante las que se hace una aproximación exploratoria del enfoque sistémico que se debe dar al desarrollo de productos, servicios y SPS en favor de la sostenibilidad, considerando en su configuración y desde las etapas iniciales, criterios sostenibles y la dimensión inmaterial además de la dimensión material. Dichas hipótesis, a su vez son articuladas mediante tres hipótesis secundarias que consolidan la investigación, basadas en: 4) Diseñadores y sostenibilidad, 5) Sostenibilidad e inmaterialidad y 6) Tendencias en diseño y sostenibilidad; con las cuales, y desde una aproximación descriptiva, relacionan a usuarios/ consumidores y sus motivaciones con dinámicas sostenibles y soluciones de diseño sostenible; precisando características de estas relaciones en productos, servicios y SPS que, en búsqueda de la sostenibilidad, pueden tender hacia la inmaterialidad y dichas motivaciones del usuario/consumidor. Como hallazgos importantes de la investigación, se han identificado desde la sistémica, puntos clave entre diseño y sostenibilidad a nivel de proceso, caracterización, definición de criterios, diseñadores/desarrolladores, impulsores y dinámicas, y finalmente en tendencias y agentes; que han confirmado el impacto que puede causar el enfoque sistémico en la generación de un producto, servicio o SPS sostenible. Por un lado, se destaca el énfasis en las etapas iniciales, principalmente en el planteamiento del problema, que permite el establecimiento de filtros que facilitan la aplicación de criterios de sostenibilidad; mientras que de otro lado, se observa que el énfasis en la visión de sistema, impulsa a que diseñadores y desarrolladores -agentes clave-, sean vinculantes en los procesos de co-creación, junto con los demás actores; para que, desde un contenido, ya sea material o inmaterial, identifiquen maneras, componentes, formatos que satisfagan los requerim / La sostenibilitat ha deixat de ser un tema de moda per als ecologistes i ambientalistes, que tractaven de conscienciar a les empreses, indústries i governs a tindre un major respecte pel medi ambient; per a convertir-se en un tema que implica a tota una societat, actualment globalitzada, sense importar distinció de raça, religió o condició social. Un dels propòsits de la investigació és analitzar metodologies i ferramentes per al desenrotllament de productes sostenibles, a manera de saber si estes responen a les necessitats actuals dels usuàries/consumidors i del medi ambient. A més d'observar, si en la seua aplicació realment es consideren principies d'eco-disseny i criteris de sostenibilitat; amb l'objecte d'identificar quins factors poden ser els més importants per al desenrotllament de solucions conceptuals però basades en la sostenibilitat. La present investigació pretén lligar principis de sostenibilitat al "que fer" del dissenyador. Per a això es partix de l'anàlisi de la metodologia de disseny concurrent, considerant les etapes del model i les seues respectives fases, amb la utilització de ferramentes sistèmiques per al desenrotllament de productes, servicis i SPS, analitzant com es pot aplicar esta metodologia al desenrotllament de solucions sostenibles. Per a això s'analitzen ferramentes i metodologies per al disseny sostenible, eco-disseny i disseny per al medi ambient, entre altres, per a identificar des de la sistèmica, components clau en la integració de criteris de sostenibilitat amb les variables de l'exterior, que afecten el disseny d'un producte, servici o SPS. La investigació es fonamenta a partir de tres hipòtesis principals, sustentades en: 1) Sostenibilitat en el procés de disseny, 2) Caracterització de producte/servici sostenible i 3) Criteris de disseny sostenible; per mitjà de les que es fa una aproximació exploradora de l'enfocament sistèmic que s'ha de donar al desenrotllament de productes, servicis i SPS en favor de la sostenibilitat, considerant en la seua configuració i des de les etapes inicials, criteris sostenibles i la dimensió immaterial a més de la dimensió material. La dites hipòtesi, al seu torn són articulades per mitjà de tres hipòtesis secundàries que consoliden la investigació, basades en: 4) Dissenyadors i sostenibilitat, 5) Sostenibilitat i immaterialitat i 6) Tendències en disseny i sostenibilitat; amb les quals, i des d'una aproximació descriptiva, relacionen a usuàries/ consumidors i les seues motivacions amb dinàmiques sostenibles i solucions de disseny sostenible; precisant característiques d'estes relacions en productes, servicis i SPS que, a la recerca de la sostenibilitat, poden tendir cap a la immaterialitat i les dites motivacions dels usuàries/consumidores. Com a troballes importants de la investigació, s'han identificat des de la sistèmica, punts clau entre disseny i sostenibilitat a nivell de procés, caracterització, definició de criteris, dissenyadores/desenrotlladores, impulsors i dinàmiques, i finalment en tendències i agents; que han confirmat l'impacte que pot causar l'enfocament sistèmic en la generació d'un producte, servici o SPS sostenible. D'una banda, es destaca l'èmfasi en les etapes inicials, principalment en el plantejament del problema, que permet l'establiment de filtres que faciliten l'aplicació de criteris de sostenibilitat; mentres que d'un altre costat, s'observa que l'èmfasi en la visió de sistema, impulsa que dissenyadors i desenvolupadors -com agents clau-, siguen vinculants en els processos de co-creació, junt amb els altres agents; perquè, des d'un contingut, ja siga material o immaterial, identifiquen maneres, components, formats que satisfacen els requeriments, emocions o necessitats reals dels usuàries/consumidores. / Rivera Pedroza, JC. (2017). LA SOSTENIBILIDAD EN EL DISEÑO SISTÉMICO Un enfoque conceptual para el desarrollo de productos y servicios sostenibles [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90648 / TESIS

El tema de la investigación es «la creatividad en la fase conceptual del diseño de productos» y se orienta a la aplicación del ordenador como herramienta de asistencia al ingeniero de diseño. De las tres fases del proceso de diseño de productos (definición del problema, generación de conceptos y desarrollo de la mejor alternativa), es en la segunda, conocida como «síntesis», donde se da la máxima expresión de creatividad. La hipótesis de partida afirma la posibilidad de asistir al ingeniero de diseño en esa etapa, mediante el uso de «software creativo» (que implementa técnicas, metodologías y herramientas de creatividad). El objetivo principal de esta tesis es obtener la estructura de tal tipo de software, partiendo de la identificación de características adecuadas, mediante un estudio experimental detallado, previa definición de un modelo objetivo de valoración. Diseño se entiende aquí como el conjunto de actividades que conduce al desarrollo de una idea de producto. Mientras que la creatividad técnica es aquella que produce dos resultados complementarios: novedad y utilidad. La revisión de las tendencias que siguen los productores de software CAD/CAM/CAE, indican que la fase del análisis, que caracteriza al diseño de detalle, sigue siendo privilegiada con respecto a la fase de diseño conceptual. Del software creativo genérico ofrecido actualmente, se hace una selección de cuatro programas representativos que desarrollan metodologías como las de brainstorming, sinéctica, mapas mentales y TRIZ. Los modelos de medición de la creatividad se aplican a la persona, el proceso o el producto. Se seleccionó el test CREA para el primer caso. Para los otros, se realizó una adaptación de la propuesta de Shah (2003), que, junto con aportes propios, condujo a la definición del modelo de valoración de la creatividad de ideas generadas durante el proceso de diseño, con cuatro índices: flexibilidad, fluidez, elaboración y originalidad. Tal modelo facilitó la comparación gráfica y cuantitativa de las variables: tiempos por actividad y por módulo de software, cantidad total, flujo y origen de ideas, índices de creatividad y trayectoria creativa. El factor de diseño experimental fue el tipo de software, con cinco niveles: cuatro programas y un testigo. Se realizaron cuatro repeticiones y el método utilizado fue el estudio de protocolo modificado para obtener la información de cuatro fuentes: vídeo, dibujos, archivo generado y secuencia de uso del software.Los resultados obtenidos y su respectivo análisis permitieron identificar características relevantes de cada programa, herramientas efectivas y configuraciones más aceptadas por los diseñadores. En general, se puede afirmar que el software creativo sí propicia la generación de ideas mediante asociaciones, transformaciones o exploraciones. Con la identificación de estas características, se desarrolló la propuesta de estructura del nuevo software, presentada en forma de maqueta. Se sustenta, en el modelo FBS (Function-Behaviour-Structure) para construir el proceso evolutivo del diseño, centrado en la «función» con sus tres roles: modelación de requerimientos, articulación entre estos y el objeto, e instrumento de evaluación del valor del objeto. Se tiene en cuenta la forma de representación del modelo de evolución funcional de Takeda (1996), con un cuerpo de función, modificadores funcionales y estructuras de solución; y el estímulo al desarrollo cíclico de etapas divergentes y convergentes (Liu et. al., 2003). La propuesta articula dos tipos de herramientas. En el primero se incluye las técnicas de creatividad identificadas como las más eficientes. En el segundo están las bases de datos que sirven de extensión a la memoria del diseñador, de manera que disponga siempre de fuentes adecuadas para traducir o procesar las ideas generadas con las técnicas de creatividad, convirtiéndolas en ideas útiles para solucionar el problema de diseño. / The subject of this investigation is the creativity in the conceptual phase of the product design and it is oriented to the application of the computer as aid tool to design engineers. The three phases of the product design process are: problem definition, concepts generation, and development of the best alternative. It is in the second of them, known as "synthesis", where the highest creativity expression occurs. The main hypothesis is the affirmation of the possibility of aiding the design engineers in conceptual stage by the use of "creative software" (that implements technical, methodologies and tools of creativity). The aim of this thesis is to obtain the structure of such software by means of the definition of an objective evaluation model and then, by a detailed experimental study. Design is understood as the set of activities that leads to the development of a product idea. Whereas the technical creativity produces two complementary results: newness and utility. The tendencies that follow by the CAD/CAM/CAE producers, indicates that the phase of the analysis (that characterizes to the detail design), continues being privileged with respect to the conceptual design phase. Four representative programs were selected of the actual generic creative software; they develop techniques as brainstorming, synectis, mind maps and TRIZ. The evaluation of creativity can be approached from three different points of view: the qualification of the individual (the psychological viewpoint), the process of product design (the process viewpoint) and the product designed (the product viewpoint).The "CREA" test was selected for the individual creativity evaluation. For the others viewpoints, an adaptation of the proposals of Shah & Vargas (2003) was made, that lead to the definition of the evaluation model for creativity of ideas generated during the design process, with four indices: flexibility, fluidity, elaboration and originality. Such model facilitated the graphical and quantitative comparison of variables: times by activity and software module; total amount, flow and origin of ideas; indices of creativity and creative trajectory. The factor of experimental design was the type of software, with five levels: four programs and a witness. Four repetitions were made and the used method was the study of protocol, modified to obtain the data of four sources: video, drawings, generated file and sequence of use of software. The results and their respective analysis allowed to identify the best characteristics of each program, effective tools and configurations more accepted by the designers. In general, it is possible to be affirmed that creative software is useful for generation of ideas by means of associations, transformations or explorations. With the identification of these characteristics, the mock-up of the new software structure is presented. It is sustained, in the FBS model (Function-Behaviour-Structure), to construct the evolutionary process of the design, where the function plays its three roles: modelling of requirements, fit between these and the object, and instrument for object evaluation. The representation form of the Takeda's (1996) functional evolution was considered, with a function body, functional modifiers and structures of solution; and the stimulus to the cyclical development of divergent and convergent stages (Liu et al., 2003). The proposal articulates two types of tools. In first one includes the most efficient techniques of creativity identified in the experimental study. In the second, there are the data bases, useful as extension to the designer memory, so that he or she, always has suitable sources to translate or to process the ideas generated with the creativity techniques, turning them useful ideas to solve the design problem.

[EN] The design process has been extensively studied so far. However, the theoretical and empirical around the understanding and knowledge of design practice results has not been completed in a clear and definite understanding that considers the multiple domains that participate in the design and product development, especially the when structuring the design problem. Moreover, the growing need for better understanding between the different actors involved in the design of products, namely: designers, engineers, journalists and especially consumers, evidence is now required to have more participatory processes and methodologies, communicating and interconnected, not only considering the technical and functional, but also issues related to people through interaction and combination of actions that run during product development aspects. Factors integration market demands, the use of new technologies, upgrading of traditional frames of reference for the realization of the design process, etc., are decisive when facing the design process. This context requires the designer and design teams to rethink the procedures and protocols that are conducted from the definition of the design problem to formal representation and product appearance. In this regard the different disciplines that are commonly involved in the design process trying to make, from their perspective and knowledge, good management and planning of the activities that make up the formalization of the design problem. And combine multiple criteria and domains that are able to do interdisciplinary integrate in the design space. While current models approach their implementation often suffers from consistency results are less efficient and sometimes even poorly structured. Because of this we understand must rethink, firstly involving both engineering and design processes, as well as the dimension of design education about this new vision to face and participate in the dynamics of practice design and development of products. The research focuses on identifying, understanding and depth of knowledge in the practice of the design process, conceptual design and results obtained through the conceptual actions and the formal representation of the design. While most models currently methodological approach the process correctly, most of them do not clearly evidence the activities and actions defined and later developed in the conceptual design activity, where mainly defined the formal aspects and appearance of the product, seeing it as the key and critical activity of the design process. First, the steps and sequences of the design process in conjunction with the analysis of the models, which are usually used heretofore studied. In turn the activity of conceptual design and definition of the conceptual design and the actions they take when design and engineering process develops conceptual design is studied. Finally it analyzed and identified key factors associated with morphological development, the shape and appearance of the design. Second research provides descriptive studies through a questionnaire to experts and students from design and engineering to know the opinion and applied knowledge about the phenomenon of the design process, the conceptual design and the formal representation of the design. / [ES] El proceso de diseño ha sido estudiado de manera exhaustiva hasta el momento. No obstante, los resultados teóricos y empíricos en torno a la comprensión y conocimiento de la práctica del diseño, no ha concluido en un entendimiento claro y bien definido que considere los múltiples dominios que participan en el diseño y desarrollo de productos, sobre todo a la hora de estructurar el problema de diseño. Por otra parte la creciente necesidad de lograr un mejor entendimiento entre los diferentes actores que intervienen en el diseño de productos, a saber: diseñadores, ingenieros, comunicadores y especialmente los consumidores , evidencia que en la actualidad se requiere contar con procesos y metodologías más participativa comunicantes e interconectadas, no sólo considerando los aspectos técnico-funcionales, sino también los aspectos asociados a las personas a través de la interacción y combinación de las acciones que se ejecutan durante el desarrollo del producto. Los factores de integración de las demandas del mercado, el uso de nuevas tecnologías, la actualización de los marcos referenciales tradicionales para la realización del proceso de diseño, etc., son determinantes en el momento de enfrentarse al proceso de diseño. Este contexto obliga al diseñador y a los equipos de diseño a reformular los procedimientos y protocolos que se llevan a cabo a partir de la definición del problema de diseño hasta la representación formal y la apariencia del producto. En este sentido las distintas disciplinas que participan comúnmente en los procesos de diseño intentan realizar, desde su propia perspectiva y conocimiento, un buen manejo y planteamiento de las actividades que componen la formalización del problema de diseño. Y así aunar los múltiples criterios y dominios que sean capaces de integrar interdisciplinariamente el que hacer, en el espacio de diseño. Si bien los modelos actuales abordan su realización, muchas veces los resultados adolecen de coherencia, son menos eficientes y algunas veces incluso están mal estructurados. Debido a esto entendemos se debe replantear, por una parte la participación tanto de la ingeniería como del diseño en los procesos, así como también en la dimensión de la enseñanza del diseño respecto a esta nueva visión de enfrentar y participar en la dinámica de la práctica del diseño y desarrollo de los productos.La investigación se centra en la identificación, comprensión y profundización del conocimiento en la práctica del proceso de diseño, el diseño conceptual y de los resultados que se obtienen a través de las acciones conceptuales y la representación formal del diseño. Si bien la mayoría de los modelos metodológicos actualmente abordan el proceso de forma correcta, la mayoría de ellos no evidencia con claridad las actividades y acciones que se definen y posteriormente se desarrollan en la actividad de diseño conceptual, que es donde principalmente, se definen los aspectos formales y la apariencia del producto, considerándola como la actividad clave y más crítica del proceso de diseño. En primer lugar, se estudian las etapas y secuencias del proceso de diseño conjuntamente con el análisis de los modelos, que habitualmente son utilizados hasta ahora. A su vez se estudia la actividad de diseño conceptual y la definición del concepto de diseño y las acciones conceptuales que realizan el diseño y la ingeniería cuando se desarrolla el proceso de diseño conceptual. Por último se analiza e identifican factores fundamentales asociados al desarrollo morfológico, la forma y apariencia del diseño. En segundo lugar la investigación realiza estudios descriptivos por medio de la aplicación de un cuestionario a expertos y estudiantes de diseño e ingeniería para conocer la opinión y conocimiento aplicado en torno al fenómeno del proceso de diseño, el diseño conceptual y a la representación formal del diseño. / [CAT] El procés de disseny ha sigut estudiat de manera exhaustiva fins al moment. No obstant això, els resultats teòrics i empírics entorn de la comprensió i coneixement de la pràctica del disseny, no ha conclòs en un enteniment clar i ben definit que considere els múltiples dominis que participen en el disseny i desenrotllament de productes, sobretot a l'hora d'estructurar el problema de disseny. D'altra banda la creixent necessitat d'aconseguir un millor enteniment entre els diferents actors que intervenen en el disseny de productes, a saber: dissenyadors, enginyers, comunicadors i especialment els consumidors , evidència que en l'actualitat es requerix comptar amb processos i metodologies més participatives, comunicants i interconnectades, no sols considerant els aspectes tecnicofuncionals, sinó també els aspectes associats a les persones a través de la interacció i combinació de les accions que s'executen durant el desenrotllament del producte. Els factors d'integració de les demandes del mercat, l'ús de noves tecnologies, l'actualització dels marcs referencials tradicionals per a la realització del procés de disseny, etc., són determinants en el moment d'enfrontar-se al procés de disseny. Este context obliga el dissenyador i als equips de disseny a reformular els procediments i protocols que es duen a terme a partir de la definició del problema de disseny fins a la representació formal i l'aparença del producte. En este sentit les distintes disciplines que participen comunament en els processos de disseny intenten realitzar, des de la seua pròpia perspectiva i coneixement, un bon maneig i plantejament de les activitats que componen la formalització del problema de disseny. I així unir els múltiples criteris i dominis que siguen capaços d'integrar interdisciplinàriament el que fer, en l'espai de disseny. Si bé els models actuals aborden la seua realització, moltes vegades els resultats patixen de coherència, són menys eficients i algunes vegades inclús estan mal estructurats. A causa d'açò entenem s'ha de replantejar, d'una banda la participació tant de l'enginyeria com del disseny en els processos, així com també en la dimensió de l'ensenyança del disseny respecte a esta nova visió d'enfrontar i participar en la dinàmica de la pràctica del disseny i desenrotllament dels productes. La investigació se centra en la identificació, comprensió i aprofundiment del coneixement en la pràctica del procés de disseny, el disseny conceptual i dels resultats que s'obtenen a través de les accions conceptuals i la representació formal del disseny. Si bé la majoria dels models metodològics actualment aborden el procés de forma correcta, la majoria d'ells no evidència amb claredat les activitats i accions que es definixen i posteriorment es desenrotllen en l'activitat de disseny conceptual, que és on principalment, es definixen els aspectes formals i l'aparença del producte, considerant-la com l'activitat clau i més crítica del procés de disseny. En primer lloc, s'estudien les etapes i seqüències del procés de disseny conjuntament amb l'anàlisi dels models, que habitualment són utilitzats fins ara. Al seu torn s'estudia l'activitat de disseny conceptual i la definició del concepte de disseny i les accions conceptuals que realitzen el disseny i l'enginyeria quan es desenrotlla el procés de disseny conceptual. Finalment s'analitza i identifiquen factors fonamentals associats al desenrotllament morfològic, la forma i aparença del disseny. En segon lloc la investigació realitza estudis descriptius per mitjà de l'aplicació d'un qüestionari a experts i estudiants de disseny i enginyeria per a conéixer l'opinió i coneixement aplicat entorn del fenomen del procés de disseny, el disseny conceptual i a la representació formal del disseny. / Guerrero Valenzuela, MA. (2016). Propósitos y Argumentos en el Proceso de Diseño, El diseño conceptual en torno a la representación formal del producto [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62693 / TESIS

A partir de la introducción del modelo de datos multidimensional como formalismo de modelado para Almacenes de Datos (ADs), se han realizado distintas propuestas metodológicas para capturar la estructura del AD a nivel conceptual. Las soluciones propuestas parten de diferentes aspectos de diseño: los requisitos de usuario, el análisis del esquema de la base de datos operacional o una combinación de ambos (técnicas mixtas). Model Driven Architecture (MDA) es un nuevo estándar para el desarrollo de sistemas dirigido por modelos. MDA propone tres puntos de vista: Computation Independent Model (CIM), Platform Independent Model (PIM) and Platform Specific Model (PSM). Esta tesis, se enmarca en el área del diseño de ADs con MDA (una metodología para el diseño conceptual de ADs). Este método, es empleado con una metodología compuesta y consiste de tres fases. La primera fase, esta dedicada a examinar el esquema ER de la base de datos operacional, generando los esquemas multidimensionales candidatos para el AD. La solución a esta fase, se ha abordado en el contexto de MDA para esto, hemos definido un conjunto de reglas de transformación entre el PIM Entidad Relación (ER) y el PIM On-Line Analytical Processing (OLAP). En la segunda fase, los requisitos de usuario son recogidos por medio de entrevistas. El propósito de las entrevistas es obtener información acerca de las necesidades de análisis de los usuarios. Como base para esta fase, adaptamos un método de elicitación de requisitos basado en metas. La tercera fase, contrasta la información obtenida en la segunda fase, con los esquemas multidimensional candidatos formados en la primera fase generando así, la mejor solución (soportada por las bases datos operacionales) que mejor reflejan los requisitos de usuario. / Zepeda Sánchez, LZ. (2008). Metodología para el diseño conceptual de almacenes de datos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2506 / Palancia

En esta investigación se evaluaron las estrategias de representación gráfica utilizadas para construir la identidad étnica en la conceptualización de videojuegos peruanos, a lo cual se postuló la hipótesis de que esta representación identitaria logra el objetivo de generar un interés e influencia sobre los jugadores peruanos. Para llegar a esta conclusión, se analizaron documentalmente seis videojuegos locales y de concepto peruano producidos del 2009 al 2019. Asimismo, se encuestó a sesenta usuarios peruanos, a quienes se les presentaron tráilers de estas entregas seleccionadas para que evalúen la percepción identitaria en su gráfica, y respondan si es que consideran importante la representación peruana y si esta influye en su intención adquisitiva. Los resultados del análisis documental sugieren una tendencia al tema de la cosmovisión y cultura andina, con casos excepcionales en donde las locaciones son la selva peruana o Lima Metropolitana. En los resultados de las encuestas se encontró que los usuarios consideraban la jugabilidad mucho más importante que la representación peruana en los videojuegos, además que el 50% de los usuarios consideró que este concepto peruano afectaba su interés. Podemos concluir entonces que existe un estereotipo no discriminante que coincide con la percepción internacional que se tiene del peruano exclusivamente andino. Las opiniones de los usuarios presentaron un indicio respecto a que, aunque la representación peruana fuese importante hasta cierto punto, no es indispensable y no es competencia junto a la importancia de la jugabilidad o trama de una entrega. / In this paper we evaluated the graphic representation strategies that were used in the construction of ethnic identities in the conceptualization of peruvian video games, in which we offered the hypothesis about how this ethnic representation successfully accomplishes at developing interest and influencing over peruvian gamers. To achieve this conclusion, six local video games with a peruvian concept that were produced between 2009 and 2019 were evaluated. Likewise, sixty peruvian gamers tested and were shown the trailers of the previously chosen games so they could evaluate their self-identity perception in the graphic and answer if they consider such peruvian representation as important or influential over their purchase intention. The results of this analysis suggest a tendency towards andean worldview and culture, with exceptional cases where games were in the peruvian rainforest or the city of Lima. The user tests found that most users considered playability, as much more important than peruvian representation and, 50% of the users considered that this representation influenced their interest in the releases. Therefore, we can conclude that there’s a non-discriminative stereotype that matches the international perception that the world has of the exclusively andean peruvian. The general user opinions showed an indication that, even if peruvian representation is important to a degree, it isn’t essential and doesn’t compete against the importance of the playability and story of a videogame release. / Trabajo de investigación

[ES] En el transcurso de la presente tesis doctoral, se llevó a cabo la tarea de analizar el desarrollo del diseño generativo a lo largo del tiempo y en diversos campos de aplicación. Durante esta exploración, se identificó una carencia significativa de herramientas CAD de apoyo en la etapa temprana del diseño conceptual. La ausencia de recursos para facilitar la creación de diseños conceptuales básicos y la generación de diversas soluciones de diseño se presenta como un problema evidente en este contexto. El objetivo principal de la investigación es desarrollar una herramienta que aborde eficientemente esta carencia y proporcione asistencia al diseñador durante estas tareas cruciales del proceso creativo. La metodología empleada incluyó una exhaustiva búsqueda bibliográfica para comprender el desarrollo del diseño generativo en sus distintas etapas y campos de aplicación. Se identificaron los componentes principales que componen la estructura de objetos y se propuso una clasificación de estructuras básicas que abarca una amplia variedad de productos. Además, se estableció un flujo de trabajo que sirvió como guía para la implementación de la estructura básica, volúmenes, subestructuras y elementos adicionales. Los resultados destacan la implementación exitosa de un algoritmo en Rhino-Grasshopper, un lenguaje de programación visual, que permitió la generación de soluciones de diseño variadas para una diversidad de objetos. El diseño se enriqueció mediante componentes programados en Python, facilitando la implementación de subestructuras y elementos adicionales, tanto esenciales como no esenciales. En las conclusiones, se subraya la eficacia de la herramienta en la mejora del diseño generativo, atendiendo factores transversales como la estética, el aprovechamiento del uso del ordenador en la etapa temprana del diseño y la estabilidad de las soluciones propuestas. La contribución de esta investigación se refleja en la creación de una herramienta robusta y eficaz, aportando un nuevo enfoque en el ámbito de las herramientas de diseño en la etapa conceptual. Palabras clave: Diseño Generativo, herramientas CAD, diseño conceptual, estructuras básicas, soluciones de diseño. / [CA] En el transcurs de la present tesi doctoral, es va dur a terme la tasca d'analitzar el desenvolupament del disseny generatiu al llarg del temps i en diversos camps d'aplicació. Durant aquesta exploració, es va identificar una manca significativa d'eines *CAD de suport en l'etapa primerenca del disseny conceptual. L'absència de recursos per a facilitar la creació de dissenys conceptuals bàsics i la generació de diverses solucions de disseny es presenta com un problema evident en aquest context. L'objectiu principal de la investigació és desenvolupar una eina que aborde eficientment aquesta manca i proporcione assistència al dissenyador durant aquestes tasques crucials del procés creatiu. La metodologia emprada va incloure una exhaustiva cerca bibliogràfica per a comprendre el desenvolupament del disseny generatiu en les seues diferents etapes i camps d'aplicació. Es van identificar els components principals que componen l'estructura d'objectes i es va proposar una classificació d'estructures bàsiques que abasta una àmplia varietat de productes. A més, es va establir un flux de treball que va servir com a guia per a la implementació de l'estructura bàsica, volums, subestructures i elements addicionals. Els resultats destaquen la implementació reeixida d'un algorisme en *Rhino- *Grasshopper, un llenguatge de programació visual, que va permetre la generació de solucions de disseny variades per a una diversitat d'objectes. El disseny es va enriquir mitjançant components programats en *Python, facilitant la implementació de subestructures i elements addicionals, tant essencials com no essencials. A les conclusions, se subratlla l'eficàcia de l'eina en la millora del disseny generatiu, atenent factors transversals com l'estètica, l'aprofitament de l'ús de l'ordinador en l'etapa primerenca del disseny i l'estabilitat de les solucions proposades. La contribució d'aquesta investigació es reflecteix en la creació d'una eina robusta i eficaç, aportant un nou enfocament en l'àmbit de les eines de disseny en l'etapa conceptual. Paraules clau: Disseny Generatiu, eines CAD, disseny conceptual, estructures bàsiques, solucions de disseny. / [EN] In the course of this doctoral thesis, the task was undertaken to analyze the development of generative design over time and in various fields of application. During this exploration, a significant lack of CAD support tools in the early stage of conceptual design was identified. The absence of resources to facilitate the creation of basic conceptual designs and the generation of diverse design solutions presents itself as an evident problem in this context. The main objective of the research is to develop a tool that efficiently addresses this deficiency and provides assistance to the designer during these crucial tasks of the creative process. The methodology employed included a thorough literature review to understand the development of generative design in its different stages and fields of application. The main components composing the structure of objects were identified, and a classification of basic structures covering a wide variety of products was proposed. Additionally, a workflow was established as a guide for the implementation of the basic structure, volumes, substructures, and additional elements. The results highlight the successful implementation of an algorithm in Rhino-Grasshopper, a visual programming language, which allowed the generation of varied design solutions for a diversity of objects. The design was enriched through components programmed in Python, facilitating the implementation of both essential and non-essential substructures and elements. In the conclusions, the effectiveness of the tool in improving generative design is emphasized, addressing cross-cutting factors such as aesthetics, leveraging computer usage in the early stage of design, and the stability of the proposed solutions. The contribution of this research is reflected in the creation of a robust and effective tool, providing a new approach in the field of design tools in the conceptual stage. Keywords: Generative Design, CAD tools, conceptual design, basic structures, design solutions. / Acosta Zazueta, GR. (2024). Diseño generativo asistido por computador. Desarrollo de una herramienta innovadora de ayuda a la exploración de soluciones conceptuales en productos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/203611

La present tesi proposa una metodologia de disseny conceptual d'estacions depuradores d'aigües residuals (EDAR) mitjançant la combinació del procés de decisió jeràrquic i l'anàlisi de decisions multicriteri. El document s'inicia amb una breu introducció als principals camps abordats pel treball: el disseny dels processos químics en general, el disseny de les estacions depuradores d'aigües residuals en particular, i l'anàlisi de decisions multicriteri aplicada a la gestió ambiental. Seguidament, es fixen els objectius del treball i es descriuen tant la metodologia com el material de suport informàtic utilitzats. Per validar i contrastar la metodologia de disseny presentada, es desenvolupa un cas d'estudi on es porta a terme el disseny conceptual d'una EDAR que presenta els mateixos requeriments que l'EDAR que opera actualment al municipi de Granollers. Inicialment es presenta la informació de partida i tot seguit es defineixen els objectius de disseny, així com el conjunt de criteris que s'utilitzaran per avaluar en quina mesura es compleixen aquests objectius. Els objectius de disseny són de diferents tipus: ambientals, tècnics, socials i econòmics, i el conjunt de criteris utilitzats, concretament 33, també es classifica segons aquestes quatre categories. Cadascun dels criteris presenta un determinat pes d'importància relativa en la presa de decisions. Finalment, es desenvolupa tot el procés de decisió fins a obtenir el disseny complet de l'EDAR. El procés de decisió s'ha dividit en dues parts diferenciades però que alhora s'entrellacen: la línia d'aigua i la línia de fang. El procés de decisió presenta un total de divuit qüestions amb un màxim de quatre alternatives per pregunta (dotze qüestions corresponen a la línia d'aigua, i sis a la línia de fangs). Per solucionar cadascuna d'aquestes qüestions, s'avaluen les alternatives proposades respecte a un conjunt de criteris triats de la llista inicial. Aplicant el procés de decisió multicriteri anomenat SMART (simple multiattribute rating technique), es combinen els resultats de les alternatives respecte a cada criteri, tenint en compte la importància de cada criteri per obtenir un sol valor per alternativa. Per quantificar els criteris referents a l'operació del procés i les de tipus econòmic s'han utilitzat els programes GPS-X i CapdetWorks respectivament. Pel que fa als criteris no quantificats mitjançant aquests programes, s'han resolt de manera qualitativa i mitjançant manuals de disseny i també tenint en compte l'opinió d'experts en aquest camp. L'alternativa que obté un pes més elevat és la recomanada per al procés de decisió. El cas d'estudi finalitza un cop s'obté el disseny complet de l'EDAR. Per integrar tots aquests elements que hem esmentat i donar suport al desenvolupament del procés de decisió s'ha utilitzat el programa DRAMA (Design Rationale Management). A continuació, es fa una anàlisi comparativa entre l'EDAR que hi ha actualment al municipi de Granollers i l'EDAR resultat del cas d'estudi. Es descriu el diagrama de flux que conforma l'EDAR de Granollers i el diagrama de flux de l'EDAR resultat de l'estudi, se'n fa una anàlisi comparativa justificant cadascuna de les decisions preses en el cas d'estudi i, finalment, es fa una discussió de resultats on es reflecteixen els avantatges associats d'aplicar la metodologia de disseny conceptual proposada. Finalment, es presenten les conclusions de la tesi. Els principals resultats de la tesi es van publicar el 2002 a la revista internacional Industrial and Engineering Chemistry Research (N. Vidal, R. Bañares-Alcántara, I. Rodríguez-Roda i M. Poch: "Design of wastewater treatment plants using a conceptual design methodology", Industrial and Engineering Chemistry Research, 41 (20), pàg. 4993-5005) i la continuació de la línia de recerca al Laboratori d'Enginyeria Química i Ambiental de la UdG ha comportat la presentació del treball de recerca de Xavi Flores "Procés de decisió jeràrquic combinat amb anàlisi multicriteri per al suport al disseny conceptual de sistemes de fangs actius d'una estació depuradora d'aigües residuals" i la presentació dels resultats parcials al congrés internacional de la 9th IWA Conference on Design, Operation and Economics of Large Wastewater Treatment, que va tenir lloc el setembre passat a Praga ("Combining hierarchical decision process with multi-criteria analysis for conceptual design of WWTP", X. Flores, N. Vidal, A. Bonmatí, J. B. Copp i I. Rodríguez-Roda). / This thesis proposes a methodology for the conceptual design of wastewater treatment plants (WWTP) via a combination of a hierarchical decision process and multicriteria decision analysis. We begin with a brief introduction into the main fields of study involved in this work: the design of chemical processes in general; the design of wastewater treatment plants in particular and multicriteria decision analysis as applied to environmental management. We go on to outline the objectives of the study and then describe our methodology as well as the computer-based support tools used. In order to evaluate and contrast our design methodology, we present a study case in which a conceptual design is developed for a WWTP which has the same requirements as the actual WWTP currently in operation in the town of Granollers. First, we present the initial information and then define the design objectives, as well as the set of criteria that will be used in order to evaluate the degree to which the objectives have been met.The design objectives are of different types: environmental, technical, social and economical; the set of criteria, of which there are 33 in all, are also classified into these four categories. Each of the criteria has a specific weighting in terms of their importance in taking decisions. Next, we go through the whole decision process leading to the completion of the design of the WWTP. The decision process has been divided into two parts which are differentiated but at the same time, interconnected: the water line and the sludge line. The decision process involves a total of eighteen questions (twelve for the water line and six for the sludge line) with a maximum of four alternatives per question. In order to answer each question, the proposed alternatives are evaluated in relation to a set of criteria chosen from the initial list. Applying the multicriteria decision process known as SMART (simple multiattribute rating technique), the results for the alternatives with respect to each criteria are combined, bearing in mind the importance of each criteria, in order to get a single value for each alternative. To get the results for those alternatives relating to the operation of the process and those to do with economical factors, we used the GPS-X and CapdetWorks programmes, respectively. The criteria not quantified by means of these programmes were resolved by qualitative means and through the use of design manuals, in addition to taking expert opinion into account. The alternative that obtains the highest weighting is the one which is recommended by the decision process. The study case is completed once a complete design of the WWTP is obtained. In order to integrate all the elements we have mentioned, and to assist the development of the decision process, we employed the programme known as DRAMA (Design Rationale Management). We then go on to give a comparative analysis between the real WWTP in Granollers and the WWTP resulting from our study case. We describe and compare the flow diagrams in both cases, providing justification for each of the decisions taken in the study case and then discuss the results, reflecting on the advantages to be gained from using the methodology of conceptual design we propose. Finally, we present the conclusions of our thesis.The main results of this thesis were published, in 2002, in the international magazine, Industrial and Engineering Chemistry Research (N. Vidal, R. Bañares-Alcántara, I. Rodríguez-Roda and M. Poch: "Design of wastewater treatment plants using a conceptual design methodology", Industrial and Engineering Chemistry Research, 41 (20), pages 4993-5005). Continuing work in this line of research at the Laboratori d'Enginyeria Química i Ambiental at the University of Girona has led to the research work by Xavi Flores, Procés de decisió jeràrquic combinat amb anàlisi multicriteri per al suport al disseny conceptual de sistemes de fangs actius d'una estació depuradora d'aigües residuals (A hierarchical decision process combined with multicriteria analysis to assist conceptual design of active sludge systems in a wastewater treatment plant) and the presentation of the preliminary results at the 9th IWA Conference on Design, Operation and Economics of Large Wastewater Treatment, which took place in September, 2003, in Prague ("Combining hierarchical decision process with multi-criteria analysis for conceptual design of WWTP", X. Flores, Núria Vidal, August Bonmatí, J. B. Copp and Ignasi Rodríguez-Roda).

[ES] La explosión de datos genómicos derivada de la secuenciación del ADN ha motivado el desarrollo de herramientas software que, a más de proveer la capacidad de almacenamiento y rendimiento para procesar los datos genómicos, incorporen interfaces de usuario que permitan a los investigadores (genetistas, analistas de bioinformática, médicos, biólogos) acceder a los datos genómicos almacenados y obtener conocimiento de ellos. La facilidad con la que los investigadores acceden a los datos genómicos depende en cierta medida de la facilidad con la que la interfaz de usuario (IU) puede ser usada. Es por eso por lo que, diseñar IUs intuitivas, eficaces y fáciles de usar es en un requisito indispensable para desarrolladores y diseñadores de IUs inmersos en proyectos de software en este dominio. El "diseño conceptual" de la IU es un artefacto principal de la etapa de diseño del proceso de desarrollo de la IU, en el cual desarrolladores y diseñadores plasman las decisiones de diseño para obtener IUs intuitivas, efectivas y fáciles de usar. En el dominio genómico, producir el diseño conceptual no es trivial. Las pocas o inexistentes guías y soluciones de diseño para abordar las necesidades de interacción del dominio genómico hacen del diseño conceptual una tarea desafiante para desarrolladores y diseñadores, novatos o expertos. Con el fin de contribuir en el desarrollo de IUs que faciliten el acceso a los datos genómicos, diseñamos el método GenomIUm para cubrir el diseño conceptual de la IU. Para esto, GenomIUm, basado en el enfoque de diseño dirigido por patrones, define un proceso para diseñar el concepto de la IU y un catálogo de patrones de diseño que soporta a cada etapa del proceso. Así, GenomIUm guía al desarrollador de software en el diseño del concepto de la IU. Esta investigación está guiada por la metodología Design Science promulgada por Roel Wieringa. Su enfoque en proyectos de investigación en Ingeniería de Software y Sistemas de Información hace de Design Science una metodología idónea para nuestra investigación. La metodología provee el marco de trabajo, los métodos de investigación y directrices para llevar a cabo la investigación y su aplicación asegura el rigor y validez científica de nuestros resultados. Para facilidad del lector, el presente documento de Tesis está organizado siguiendo la estructura de la metodología: inicia con la investigación del problema, sigue con el diseño de la solución propuesta para solucionar el problema y termina con la validación de la solución propuesta. Para validar que GenomIUm cumple con los requisitos para los que fue diseñado, hemos ejecutado dos experimentos, uno por cada componente del método: los patrones y el proceso de diseño. El primer experimento evalúa el impacto producido por los patrones en la usabilidad de las IUs. El segundo experimento evalúa la percepción de desarrolladores de IUs respecto al uso del proceso de diseño. Adicionalmente, para ilustrar el uso de GenomIUm, describimos nuestra experiencia aplicando GenomIUm en un ambiente real. Como proyectos futuros, planteamos i) enriquecer el catálogo de patrones con nuevos patrones identificados en IUs de aplicaciones emergentes en el dominio genómico y ii) aplicar GenomIUm en diversos casos de estudio con el fin de generalizar los efectos positivos reportados en esta Tesis. / [CA] L'Explosió de dades genòmiques derivada de la seqüenciació de l'ADN ha motivat el desenvolupament de ferramentes de programari que a més a més de proporcionar la capacitat d'emmagatzemament i rendiment per processar les dades genòmiques, incorporen interfícies d'usuari que permeten als investigadors (genetistes, analistes de bioinformàtica, metges, biòlegs) accedir a les dades genòmiques emmagatzemats i obtindré coneixement d'ells. La facilitat en la que els investigadors accedeixen a les dades genòmiques depèn de la facilitat en la que la IU puga ser utilitzada. Es per això pel que dissenyar IUs intuïtives, eficaces i senzilles d'utilitzar es converteix en un requisit indispensable per desenvolupadors i dissenyadors d'IUs immersos en projectes de programari en aquest domini. El "disseny conceptual" de la IU és un artefacte principal de l'etapa de disseny del procés de desenvolupament de la IU, en el qual desenvolupadors i dissenyadors plasmen les decisions de disseny per a obtindré una UI intuïtiva, efectiva i fàcil d'utilitzar. En el domini genòmic, produir el disseny conceptual no és trivial. Les poques o inexistents guies i solucions de disseny per abordar les necessitats d'interacció del domini genòmic fan del disseny conceptual una tasca desafiadora per als desenvolupadors i dissenyadors, novells o experts. Amb el fi de contribuir en el desenvolupament de IUs que faciliten l'accés a les dades genòmiques, nosaltres hem dissenyat el mètode GenomIUm per cobrir el disseny conceptual de la IU. Així, GenomIU, basat en l'enfocament de disseny dirigit per patrons, defineix un procés per a dissenyar el concepte de la IU i un catàleg de patrons de disseny que suporta a cadascuna de les etapes del procés. Així, GenomIUm guia al desenvolupador de programari en el disseny del concepte de la IU. Aquesta investigació està guiada per la metodologia Design Science promulgada per Roel Wieringa. La seua aplicació en projectes d'investigació en Enginyeria de Programari i Sistemes d'informació fa de Design Science una metodologia idònia per la nostra investigació. La metodologia proveeix el marc de treball, els mètodes d'investigació i directrius per portar a terme la investigació i la seua aplicació assegura el rigor i validesa científica dels nostres resultats. Per facilitar la lectura, el present document de tesi està organitzat seguint l'estructura de la metodologia: inicia amb la investigació del problema, segueix en el disseny de la solució proposta per solucionar el problema i termina amb la validació de la solució proposta. Per validar que GenomIUm compleix amb els requisits pels que va ser dissenyat, hem executat dos experiments, un per cada component del mètode: els patrons i el procés de disseny. El primer experiment avalua l'impacte produït pels patrons en la usabilitat de les IUs. El segon experiment avalua la percepció dels desenvolupadors de IUs respecte al ús del procés de disseny. Addicionalment, per il·lustrar l'ús de GenomIUm, descrivim nostra experiència aplicant GenomIUm en un ambient real. Com projectes futurs, plantegem i) enriquir el catàleg de patrons amb nous patrons identificats en IUs d'aplicacions genòmic emergents i ii) aplicar GenomUIm en diversos casos d'estudi per generalitzar els efectes positius reportats en aquesta tesi. / [EN] The explosion of genomic data derived from DNA sequencing has motivated the development of software tools that, in addition to providing the storage and performance to process genomic data, incorporate user interfaces that allow researchers (i.e., geneticists, analysts of bioinformatics, doctors, biologists) access to the stored genomic data and get knowledge of them. The ease with which researchers access genomic data depends to some extent on the ease with which the user interface (UI) can be used. That is why, designing intuitive, effective and easy-to-use UIs becomes an indispensable requirement for developers and designers who are involved in software projects in this domain. The "conceptual design" of the UI is a main design artifact of the UI development process, in which developers and designers capture the design decisions to obtain intuitive, effective and easy-to-use UIs. In the genomic domain, producing the conceptual design is not trivial. The few or nonexistent guides and design solutions to address the interaction needs in the genomic domain make the conceptual design a challenging task for developers and designers, novice or experts. In order to contribute to the development of UIs that facilitate access to genomic data, we design the GenomIUm method to cover the conceptual design of the UI. To do that, GenomIUm, based on the Pattern-Oriented Design approach, defines a process to design the UI concept and a catalog of design patterns that supports each stage of the process. Thus, GenomIUm guides the software developer in the design of the UI concept. This research is guided by the Design Science methodology enacted by Roel Wieringa. Its focus on Software Engineering and Information Systems research projects makes Design Science an ideal methodology for our research. The methodology provides the methodological framework, research methods, and guidelines for carrying out our research. The application of Design Science ensures the rigor and scientific validity of our results. For the convenience of the reader, this thesis document is organized according to the methodology structure. First, we describe the problem investigation. Then, we describe the design of the proposed solution to the problem. Finally, we describe the validation of the proposed solution. To validate that GenomIUm meets the requirements for which it was designed, we executed two experiments, one for each GenomIUm component: the patterns and the design process. The first experiment evaluates the impact produced by the patterns on the usability of the UIs. The second experiment assesses the perception of UI developers regarding the use of the design process. Additionally, to illustrate the use of GenomIUm, we describe our experience applying GenomIUm in a real environment. As future projects, we propose i) to enrich the catalog of patterns with new patterns identified in UIs of emerging applications in the genomic domain and ii) apply GenomIUm in various case studies in order to generalize the positive effects reported in this thesis. / A la SENESCYT y Escuela Politécnica Nacional por la oportunidad y apoyo económico para cumplir este objetivo. / Íñiguez Jarrín, CE. (2019). GenomIUm: Un Método Basado en Patrones para el Diseño de Interfaces de Usuario de Acceso a Datos Genómicos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/135819 / TESIS

La implementació de la Directiva Europea 91/271/CEE referent a tractament d'aigües residuals urbanes va promoure la construcció de noves instal·lacions al mateix temps que la introducció de noves tecnologies per tractar nutrients en àrees designades com a sensibles. Tant el disseny d'aquestes noves infraestructures com el redisseny de les ja existents es va portar a terme a partir d'aproximacions basades fonamentalment en objectius econòmics degut a la necessitat d'acabar les obres en un període de temps relativament curt. Aquests estudis estaven basats en coneixement heurístic o correlacions numèriques provinents de models determinístics simplificats. Així doncs, moltes de les estacions depuradores d'aigües residuals (EDARs) resultants van estar caracteritzades per una manca de robustesa i flexibilitat, poca controlabilitat, amb freqüents problemes microbiològics de separació de sòlids en el decantador secundari, elevats costos d'operació i eliminació parcial de nutrients allunyant-les de l'òptim de funcionament. Molts d'aquestes problemes van sorgir degut a un disseny inadequat, de manera que la comunitat científica es va adonar de la importància de les etapes inicials de disseny conceptual. Precisament per aquesta raó, els mètodes tradicionals de disseny han d'evolucionar cap a sistemes d'avaluació mes complexos, que tinguin en compte múltiples objectius, assegurant així un millor funcionament de la planta. Tot i la importància del disseny conceptual tenint en compte múltiples objectius, encara hi ha un buit important en la literatura científica tractant aquest camp d'investigació. L'objectiu que persegueix aquesta tesi és el de desenvolupar un mètode de disseny conceptual d'EDARs considerant múltiples objectius, de manera que serveixi d'eina de suport a la presa de decisions al seleccionar la millor alternativa entre diferents opcions de disseny. Aquest treball de recerca contribueix amb un mètode de disseny modular i evolutiu que combina diferent tècniques com: el procés de decisió jeràrquic, anàlisi multicriteri, optimació preliminar multiobjectiu basada en anàlisi de sensibilitat, tècniques d'extracció de coneixement i mineria de dades, anàlisi multivariant i anàlisi d'incertesa a partir de simulacions de Monte Carlo. Això s'ha aconseguit subdividint el mètode de disseny desenvolupat en aquesta tesis en quatre blocs principals: (1) generació jeràrquica i anàlisi multicriteri d'alternatives, (2) anàlisi de decisions crítiques, (3) anàlisi multivariant i (4) anàlisi d'incertesa. El primer dels blocs combina un procés de decisió jeràrquic amb anàlisi multicriteri. El procés de decisió jeràrquic subdivideix el disseny conceptual en una sèrie de qüestions mes fàcilment analitzables i avaluables mentre que l'anàlisi multicriteri permet la consideració de diferent objectius al mateix temps. D'aquesta manera es redueix el nombre d'alternatives a avaluar i fa que el futur disseny i operació de la planta estigui influenciat per aspectes ambientals, econòmics, tècnics i legals. Finalment aquest bloc inclou una anàlisi de sensibilitat dels pesos que proporciona informació de com varien les diferents alternatives al mateix temps que canvia la importància relativa del objectius de disseny.El segon bloc engloba tècniques d'anàlisi de sensibilitat, optimització preliminar multiobjectiu i extracció de coneixement per donar suport al disseny conceptual d'EDAR, seleccionant la millor alternativa un cop s'han identificat decisions crítiques. Les decisions crítiques són aquelles en les que s'ha de seleccionar entre alternatives que compleixen de forma similar els objectius de disseny però amb diferents implicacions pel que respecte a la futura estructura i operació de la planta. Aquest tipus d'anàlisi proporciona una visió més àmplia de l'espai de disseny i permet identificar direccions desitjables (o indesitjables) cap on el procés de disseny pot derivar. El tercer bloc de la tesi proporciona l'anàlisi multivariant de les matrius multicriteri obtingudes durant l'avaluació de les alternatives de disseny. Específicament, les tècniques utilitzades en aquest treball de recerca engloben: 1) anàlisi de conglomerats, 2) anàlisi de components principals/anàlisi factorial i 3) anàlisi discriminant. Com a resultat és possible un millor accés a les dades per realitzar la selecció de les alternatives, proporcionant més informació per a una avaluació mes efectiva, i finalment incrementant el coneixement del procés d'avaluació de les alternatives de disseny generades. En el quart i últim bloc desenvolupat en aquesta tesi, les diferents alternatives de disseny són avaluades amb incertesa. L'objectiu d'aquest bloc és el d'estudiar el canvi en la presa de decisions quan una alternativa és avaluada incloent o no incertesa en els paràmetres dels models que descriuen el seu comportament. La incertesa en el paràmetres del model s'introdueix a partir de funcions de probabilitat. Desprès es porten a terme simulacions Monte Carlo, on d'aquestes distribucions se n'extrauen números aleatoris que es subsisteixen pels paràmetres del model i permeten estudiar com la incertesa es propaga a través del model. Així és possible analitzar la variació en l'acompliment global dels objectius de disseny per a cada una de les alternatives, quines són les contribucions en aquesta variació que hi tenen els aspectes ambientals, legals, econòmics i tècnics, i finalment el canvi en la selecció d'alternatives quan hi ha una variació de la importància relativa dels objectius de disseny. En comparació amb les aproximacions tradicionals de disseny, el mètode desenvolupat en aquesta tesi adreça problemes de disseny/redisseny tenint en compte múltiples objectius i múltiples criteris. Al mateix temps, el procés de presa de decisions mostra de forma objectiva, transparent i sistemàtica el perquè una alternativa és seleccionada en front de les altres, proporcionant l'opció que més bé acompleix els objectius marcats, mostrant els punts forts i febles, les principals correlacions entre objectius i alternatives, i finalment tenint en compte la possible incertesa inherent en els paràmetres del model que es fan servir durant les anàlisis. Les possibilitats del mètode desenvolupat es demostren en aquesta tesi a partir de diferents casos d'estudi: selecció del tipus d'eliminació biològica de nitrogen (cas d'estudi # 1), optimització d'una estratègia de control (cas d'estudi # 2), redisseny d'una planta per aconseguir eliminació simultània de carboni, nitrogen i fòsfor (cas d'estudi # 3) i finalment anàlisi d'estratègies control a nivell de planta (casos d'estudi # 4 i # 5). / The implementation of EU Directive 91/271/EEC concerning urban wastewater treatment promoted the construction of new facilities and the introduction of nutrient removal technologies in areas designated as sensitive. The need to build at a rapid pace imposed economically sound approaches for the design of the new infrastructures and the retrofit of the existing ones. These studies relied exclusively on the use of heuristic knowledge and numerical correlations generated from simplified activated sludge models. Hence, some of the resulting wastewater treatment plants (WWTPs) were characterized by a lack of robustness and flexibility, bad controller performance, frequent microbiology-related solids separation problems in the secondary settler, high operating and maintenance costs and/or partial nutrient removal, which made their performance far from optimal. Most of these problems arose because of inadequate design, making the scientific community aware of the crucial importance of the conceptual design stage. Thus, these traditional design approaches should turn into more complex assessment methods in order to conduct integrated assessments taking into account a multiplicity of objectives an hence ensuring a correct plant performance. Despite the importance of this fact only a few methods in the literature addressed the systematic evaluation of conceptual WWTP design alternatives using multiple objectives. Yet, the decisions made during this stage are of paramount importance in determining the future plant structure and operation. The main objective pursued in this thesis targets the development of a systematic conceptual design method for WWTP using multiple objectives, which supports decision making when selecting the most desirable option amongst several generated alternatives. This research work contributes with a modular and evolutionary approach combining techniques from different disciplines such as: a hierarchical decision approach, multicriteria decision analysis, preliminary multiobjective optimization using sensitivity functions, knowledge extraction and data mining techniques, multivariate statistical techniques and uncertainty analysis using Monte Carlo simulations. This is accomplished by dividing the design method into 4 different blocks: (1) hierarchical generation and multicriteria evaluation of the design alternatives, (2) analysis of critical decisions, (3) multivariate analysis and, finally, (4) uncertainty analysis. The first block of the proposed method, supports the conceptual design of WWTP combining a hierarchical decision approach with multicriteria analysis. The hierarchical decision approach breaks down the conceptual design into a number of issues that are easier to analyze and to evaluate while the multicriteria analysis allows the inclusion of different objectives at the same time. Hence, the number of alternatives to evaluate is reduced while the future WWTP design and operation is greatly influenced by environmental, technical, economical and legal aspects. Also, the inclusion of a sensitivity analysis facilitates the study of the variation of the generated alternatives with respect to the relative importance of the objectives. The second block, analysis of critical decisions, is tackled with sensitivity analysis, preliminary multiobjective optimization and knowledge extraction to assist the designer during the selection of the best alternative amongst the most promising alternatives i.e. options with a similar overall degree of satisfaction of the design objectives but with completely different implications for the future plant design and operation. The analysis provides a wider picture of the possible design space and allows the identification of desirable (or undesirable) WWTP design directions in advance.The third block of the proposed method, involves the application of multivariate statistical techniques to mine the complex multicriteria matrixes obtained during the evaluation of WWTP alternatives. Specifically, the techniques used in this research work are i) cluster analysis, ii) principal component/factor analysis, and iii) discriminant analysis. As a result, there is a significant improvement in the accessibility of the information needed for effective evaluation of WWTP alternatives, yielding more knowledge than the current evaluation methods to finally enhance the comprehension of the whole evaluation process. In the fourth and last block, uncertainty analysis of the different alternatives is further applied. The objective of this tool is to support the decision making when uncertainty on the model parameters used to carry out the analysis of the WWTP alternatives is either included or not. The uncertainty in the model parameters is introduced, i.e input uncertainty, characterising it by probability distributions. Next, Monte Carlo simulations are run to see how those input uncertainties are propagated through the model and affect the different outcomes. Thus, it is possible to study the variation of the overall degree of satisfaction of the design objectives, the contributions of the different objectives in the overall variance to finally analyze the influence of the relative importance of the design objectives during the selection of the alternatives. Thus, in comparison with the traditional approaches the conceptual design method developed in this thesis addresses design/redesign problems with respect to multiple objectives and multiple performance measures. Also, it includes a more reliable decision procedure that shows in a systematic, objective and transparent fashion the rationale way a certain alternative is selected and not the others. The decision procedure provides to the designer/decision maker with the alternative that best fulfils the defined objectives, showing its main advantages and weaknesses, the different correlations between the alternatives and evaluation criteria and dealing with the uncertainty prevailing in some of the model parameters used during the analysis. A number of case studies, selection of biological nitrogen removal process (case study #1), optimization of the setpoints in two control loops (case study #2), redesign to achieve simultaneous organic carbon, nitrogen and phosphorus removal (case study #3) and evaluation of control strategies at plant wide level (case studies #4 and #5), are used to demonstrate the capabilities of the conceptual design method.