Auburn University

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Contenido de la Presentación

• Auburn University
• Industrial and Systems Engineering
• Occupational Safety and Ergonomics
• Investigación de Operaciones e Ingeniería de
  Factores Humanos
• Referencias
• Proyectos desarrollados
• Proyectos en desarrollo
• Oportunidades de investigación

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Auburn University

• Ubicada en Auburn, Alabama.
• Fundada en 1856.
• Destacada por sus programas de ingeniería
  Aeroespacial, Bio-sistemas, Química, Civil,
  Ciencias de Computación y Software (Ciencias de
  Computación, Software, Inalámbrica), Eléctrica y
  de Computadores (Inalámbrica), Industrial y de
  Sistemas, Mecánica, y Textil (Química Textil,
  Fibras, Administración y Tecnología Textil).

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Industrial and Systems Engineering

• Fundado en 1931.
• 26 lugar entre programas de pregrado en Estados
  Unidos (2005).
• 27 lugar entre programas de posgrado en Estados
  Unidos (2005).
• 12 profesores.
• 139 estudiantes de pregrado.
• 75 estudiantes de posgrado (43 de Maestría, 28
  de Doctorado)

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Industrial and Systems Engineering

• Áreas de Investigación
• Ingeniería Económica
• Sistemas y Procesos de Manufactura y Manufactura
  Flexible
• Seguridad Ocupacional y Ergonomía
• Simulación y Optimización
• Teoría de Asignación de Trabajo (Scheduling) y
  Control de Inventarios
• Programación Lineal e Investigación de
  Operaciones
• Estadística Aplicada y Diseño de Experimentos
• Robótica e Inteligencia Artificial

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Occupational Safety and Ergonomics
Sistema de Medición de la Curvatura de la Columna
Ergonomía en Competencias Automovilísticas
(Formula SAE)
Sistema de Seguimiento Biomecánico
Monitor de Movimiento Electromagnético
Electro-miógrafo
Monitor de Movimiento Lumbar
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Occupational Safety and Ergonomics

• Objetivo preparar estudiantes de pregrado y
  posgrado con bases en ingeniería y ciencias en
  las áreas de seguridad ocupacional, ergonomía,
  higiene industrial, factores humanos, y
  epidemiología.
• 7 estudiantes de doctorado.
• 14 estudiantes de maestría.

Sistema de Medición de Postura y Balance Corporal
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Integración de Ingeniería de Factores Humanos con
Investigación de Operaciones

• Referencias
• Proyectos desarrollados
• Proyectos en desarrollo
• Oportunidades de investigación

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Referencias

• Carnahan y Redfern (1998). Aplicación de
  algoritmos genéticos en el diseño de tareas que
  requieren levantamiento manual de cargas.
• Carnahan y Redfern (2000). Diseño de planes de
  rotación de trabajo seguros usando optimización y
  búsqueda de heurísticos.
• Desai, Carnahan, Davis, y Maghsoodloo (2005).
• Escobar, Carnahan y Davis (2004).
• Holman (2004).
• Lodree, Geiger, y Jiang (2005).

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Proyectos desarrollados

• Un diseño algorítmico para una estación de
  trabajo.

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Objetivo

• Evaluar la viabilidad de un modelo
  lineal-biomecánico de una estación de trabajo que
  optimice el diseño con base en las
  características físicas del trabajador que la
  utiliza.

Xij ? pieza i ubicada en posición j (0,1) Cij
? frecuencia de uso de la parte i multiplicada
por el valor de recorrer la distancia j.
Sujeto a
y
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Otras restricciones y resultados

• Ubicación y alineamiento de controles para la
  operación.
• Secuencia de actividades.
• Controles manuales.
• Resultados viabilidad para ser desarrollado, y
  más efectivo (desde una perspectiva ergonómica)
  comparado con modelos referencia (tradicional y
  programación lineal).

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Modelo Lineal-biomecánico

• Coordenadas base x, y, z
• Dimensión x, y
• Segmentos del cuerpo utilizados 6 (5 grados de
  libertad)
• Dimensiones referencia
• a antebrazo - ? vector
  codo
• b brazo - a
  vector hombro
• c clavícula - ?
  vector espalda a silla
• d máximo alcance (x,y)
• base tangencial utilizada para la derivación del
  primer y segundo momentos.

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Modelo Lineal-biomecánico

• Modelo para predecir el máximo alcance

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Proyectos en desarrollo

• Modelo de detección de fatiga y adormecimiento
  para conductores de camiones comerciales
  utilizando redes neurales artificiales y patrones
  estadísticos de reconocimiento basado en EEG.

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Objetivo

• Generar un método capaz de detectar, de manera
  efectiva, límites de fatiga y adormecimiento en
  conductores de camiones comerciales.
• EEG de 10000 horas de viaje, recopilada durante
  400 viajes de 80 conductores (longitudes de onda
  alpha, gamma, y beta).
• Uso de redes neurales artificiales y patrones de
  reconocimiento estadístico.

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Resultados esperados

• Generación de un algoritmo lo suficientemente
  efectivo para reconocer límites de fatiga y
  adormecimiento en conductores comerciales.
• Aplicación en diseño de controles portátiles para
  alarma y prevención.

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Referencias

• Vuckovic et al. (2002).
• Comparación de tres redes neurales artificiales
  (1) Widrow-Hoff (lineal), (2) Levenberg-Marquardt
  (no lineal), (3) Red Neural de Aprendizaje.
• Optima ? Red Neural de Aprendizaje.
• 2 etapas competitiva y lineal.
• 2 estados adormecido y despierto.

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Proyectos en desarrollo

• Desarrollo y validación de un plan de rotación de
  trabajo en una planta industrial.

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Objetivo

• Desarollar un método con el cual sea viable la
  generación de planes de rotación de trabajo
  beneficiosos desde una perspectiva ergonómica, en
  la cual es reducido el impacto negativo de las
  jornadas de trabajo sobre el trabajador (fatiga y
  estrés).

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Metodología

• Tareas clasificadas en tres niveles (alto, medio
  y bajo 1,2 y 3).
• Minimización del impacto en el bienestar del
  trabajador.

Xi ? sección Ci ? nivel de riesgo de la sección i
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Otras restricciones y resultados

• Una sección de alto riesgo por turno.
• Una sección de riesgo medio por turno.
• Actividad de alto riesgo precedida y antecedida
  por actividades de riesgo bajo.
• Resultados esperados planes ergonómicos de
  producción.

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Oportunidades de investigación
Sistema de Medición y Seguimiento de Movimientos
del Ojo
Sistema de Medición de Postura y Balance Corporal
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Problema

• Una persona debe realizar un grupo de tareas.
• Las tareas son planeadas para ser realizadas en
  cualquier momento o pueden presentarse de forma
  aleatoria.
• La secuencia en la cual estas actividades deben
  ser ejecutadas debe ser diseñada con el objetivo
  de optimizar los resultados físicos y el
  desempeño humano.

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Investigación realizada

• Rotación de trabajo
• Periodos de descanso.
• Asignación de turnos.
• Considerando
• Restricciones y reglamentación.
• Recuperación mental, física y emocional.
• Medición de niveles de energía (fisiológicas y
  sicológicas).

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Errores comunes el ser humano (trabajador)

• No es un factor de importancia en la producción.
• Es predecible.
• Es independiente del entorno.
• Es estacionario.
• No es parte del producto final.
• No es influenciable.
• No produce errores.

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Oportunidades

• Combinación de actividades que desaceleran el
  ritmo de trabajo con tiempos de producción de
  tareas que dependen de una secuencia determinada,
  considerando
• Minimización de error humano.
• Carga fisiológica.
• Descansos o breaks.
• Duración de turnos variable.

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Oportunidades

• Generación de métodos que incorporen el
  deterioro humano en el desempeño del trabajador
  a través del tiempo y ejecución de actividades.
  (error humano ? minimizado, carga fisiólógica
  relacionada con una tarea ? minimizada)

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Oportunidades

• Generación de métodos que incorporen al
  trabajador como ser social, influenciable y
  propenso a error dentro del proceso productivo.
• Ser humano ? ejecutor de procesos y toma de
  decisiones.

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Preguntas? Comentarios?

• Muchas Gracias!