PROGRAMA SINTÉTICO CARRERA: Ingeniería Civil ASIGNATURA: Ingeniería de Sistemas I SEMESTRE: Sexto OBJETIVO GENERAL: El alumno construirá modelos de optimización de recursos y aplicará métodos acordes con la toma de decisiones. CONTENIDO SINTÉTICO: I Introducción a la ingeniería de sistemas II Modelos de determinísticos III Teoría de redes modelos de optimización IV Modelado de sistemas de ingeniería civil METODOLOGÍA: Presentación de trabajos por parte de los alumnos de las lecturas propuestas. Integración de grupos de trabajo permanente en la búsqueda de su autoaprendizaje. Realización de los modelos de optimización. Realización del proyecto de aplicación por parte del alumno con guía y asesoría del profesor. EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: Para la primera y segunda evaluación: Examen escrito 60% Tareas y trabajos extra clase 30% Reporte de lecturas 10% Para la tercera evaluación: Elaboración de proyecto 90% Participaciones en clase 10% BIBLIOGRAFÍA: Krick, Edward V. Introducción a la Ingeniería y al Diseño en la Ingeniería, 2da. Edición, Editorial Limusa, México, 1998, 240 págs. Cárdenas, Miguel Ángel. El Enfoque de Sistemas - Estrategias para su Implementación, 1a. Edición, Editorial Limusa, México, 1991, 165 págs. Cárdenas, Miguel Ángel. La Ingeniería de Sistemas, Filosofía y Técnicas la Ingeniería de Sistemas, 1a. Edición, Editorial Limusa, S. A. México, 1974, 293 págs.
ESCUELA: Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco CARRERA: Ingeniería Civil OPCIÓN: COORDINACIÓN: DEPARTAMENTO: ASIGNATURA: Ingeniería de Sistemas I SEMESTRE: Sexto CLAVE: SISVI3504 CRÉDITOS: 9 VIGENTE: Agosto, 2005 TIPO DE ASIGNATURA: Teórica MODALIDAD: ESCOLARIZADA. TIEMPOS ASIGNADOS /SEMANA/TEORÍA: 4.5 /SEMANA/PRÁCTICA: /SEMESTRE/TEORÍA: 81.0 /SEMESTRE/PRÁCTICA: /TOTALES: 81.0 PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR Academia de Sistemas REVISADO POR: Subdirección Académica APROBADO POR: Consejo Técnico Consultivo Escolar AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de Estudio del Consejo General Consultivo del IPN. Ing. José Luis Minaburo Castillo
ASIGNATURA: INGENIERÍA DE SISS I CLAVE: SISVI3504 HOJA: 2 DE 12 FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA En el ejercicio de esta profesión, la búsqueda de soluciones a los problemas siempre persigue que las mismas sean óptimas. Tal condición de optimización se busca mediante la adecuada cuantificación de los elementos que se proponen para la obra. Por tal razón, es indispensable que los estudiantes de Ingeniería Civil conozcan y dominen las técnicas de optimización que sirven para obtener soluciones a los problemas que profesionalmente habrán de encarar en el manejo de recursos o en la obtención de beneficios, que se pretende sean los máximos a menor costo. Las asignaturas antecedentes son: Matemáticas IV, Programación, Matemáticas V. Las asignaturas colaterales son: Estructura y Desarrollo de México, Estructuras de Mampostería, Hidrología, Mecánica de Suelos III, Caminos y Ferrocarriles. Las asignaturas consecuentes: Modelos Estocásticos. OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno construirá modelos de optimización de recursos y aplicará métodos acordes con la toma de decisiones.
ASIGNATURA: INGENIERÍA DE SISS I CLAVE: SISVI3504 HOJA: 3 DE 12 UNIDAD I NOMBRE: Introducción a la ingeniería de sistemas El alumno aplicará sistemas en diferentes casos de ingeniería; para así determinar propuestas y soluciones. 1.1 1.1.1 1.1.2 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.3 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.3.5 1.3.6 Conceptos básicos de ingeniería. Orígenes de la ingeniería. Naturaleza, tratamientos y géneros de la ingeniería. Definiciones y conceptos de sistemas. El enfoque sistémico. Clasificación y estructura de los sistemas. Concepto de ingeniería de sistemas. Origen de la ingeniería de sistemas. Teoría general de sistemas. Conceptos generales. Ciclo básico de un sistema. La moderna teoría general de los sistemas. Aspectos interdisciplinarios de un sistema: económicos, administrativos, sociales, técnicos y tecnológicos. Aplicar el concepto de ingeniería de sistemas en un proyecto de ingeniería civil. Casos de aplicación de la ingeniería de sistemas. 4.5 4.5 16C 2B, 3B, 4C, 5C 3B, 4C, 5C Subtotal 7.5 7.5 Búsqueda de información por parte de los alumnos para la descripción de ingeniería de sistemas, con guía y asesoría del profesor. Exposición de carácter introductorio señalando la metodología del trabajo, criterios de evaluación, desarrollando dinámicas de grupos, paneles de intercambio de ideas sobre la ingeniería de sistemas y la bibliografía del curso por parte de lo alumnos con guía del profesor. Elaboración de análisis de casos de ingeniería de sistemas. El primer parcial se integra con las unidades I y II hasta el tema 2.3.2, tomando en cuenta: Examen escrito 60% Tareas y trabajos extra clase 30% Reporte de lecturas 10%
ASIGNATURA: INGENIERÍA DE SISS I CLAVE: SISVI3504 HOJA: 4 DE 12 UNIDAD I NOMBRE: Introducción a la ingeniería de sistemas (continuación) El alumno aplicará sistemas en diferentes casos de ingeniería; para así determinar propuestas y soluciones. 1.4.1.2.3 1.6 1.6.1 1.7 1.7.1 1.7.2 1.8 1.8.1 1.8.2 1.8.3 1.8.4 1.9 La ingeniería de sistemas y la toma de decisiones. El enfoque de sistemas. Comparación entre el enfoque clásico y el enfoque de sistemas. La ingeniería de sistemas, el medio ambiente y la sociedad. Interdisciplinaria de la ingeniería de sistemas. Planificación de los medios y de recursos. Puestas en práctica y control. Análisis de problemas. La importancia de la información. Que es un insumo, producto, variables, criterios, limitaciones y restricciones. Conceptos y tipos de modelos Clasificación de modelos icónicos, analógicos, simbólicos, matemáticos (cuantitativos, cualitativos y típicos). Construcción del modelo. Algunas técnicas para modelos de gran escala. Utilidad de los modelos en ingeniería. Casos de estudio de sistemas de gran escala. 2.5 0.5 2.0 0.5 3B, 4C, 5C 2B, 3B, 4C, 5C 1B, 6B 2B, 3B, 4C, 5C, 11B 3B, 4C, 5C Subtotal 9.0 8.5 Realización de trabajos de investigación sobre las características y teoría general respecto al de la ingeniería de sistemas su aplicación a casos específicos de la carrera y resolviendo cuestionarios expuestos por parte del alumno con guía y asesoría del profesor. Elaboración de análisis de casos de ingeniería de sistemas. El primer parcial se integra con las unidades I y II hasta el tema 2.3.2, tomando en cuenta: Examen escrito 60% Tareas y trabajos extra clase 30% Reporte de lecturas 10%
ASIGNATURA: INGENIERÍA DE SISS I CLAVE: SISVI3504 HOJA: 5 DE 12 UNIDAD II NOMBRE: Modelos de determinísticos El alumno estructurará diferentes modelos de determinísticos en diferentes casos. 2.1 2.1.2 2.1.3 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.3 2.3.1 2.3.2 Definiciones. Naturaleza de los procedimientos de optimización: Casos diversos. Condiciones de conflicto en la obtención del óptimo: análisis de casos a discreción. Historia de la investigación de operaciones. Características esenciales de la investigación de operaciones. Descripción de la teoría de conjuntos convexos y su relación con la programación lineal. Aproximación progresiva a la programación matemática. a) Modelos lineales. b) Modelos no lineales. Los algoritmos para dar solución a los modelos de optimización. La programación lineal. El modelo de programación lineal (Terminología de la programación lineal). Estructura básica del problema (explicación del modelo). 4.5 4.0 9.0 5C, 10B, 11B, 17B, 19C 5C, 10B, 17B, 18C, 19C 5C, 8B, 9C, 11B, 14B, 17B, 19C, 20C, 21C Subtotal 15.0 5.5 Realización de lecturas de los conceptos ya mencionados y desarrollo de trabajos por parte de los alumnos con guía y asesoría del profesor, usando la referencia bibliográfica. Participación de los alumnos con exposiciones y comentarios bajo la guía del profesor. Realización de modelos por parte de los alumnos con la guía del profesor. El primer parcial se integra con las unidades I y II hasta el tema 2.3.2, tomando en cuenta Examen escrito 60% Tareas y trabajos extra clase 30% Reporte de lecturas 10%
ASIGNATURA: INGENIERÍA DE SISS I CLAVE: SISVI3504 HOJA: 6 DE 12 UNIDAD II NOMBRE: Modelos de determinísticos (continuación) El alumno estructurará diferentes modelos de determinísticos en diferentes casos. 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.3.6 2.3.7 2.3.8 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 2.4.5 2.4.6 2.5 2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.4 Planteamiento del modelo sobre una aplicación a la ingeniería civil. Método gráfico. Más de dos variables método simplex. Método de dualidad. Dual simplex. Análisis de sensibilidad. Algoritmo de transporte. Características de un problema de transporte. Métodos para determinar una solución factible básica inicial para maximizar y minimizar. Tipos de problemas: balanceado y desbalanceado. Problemas de transporte degenerado. Prueba de optimalidad. El algoritmo de transporte aplicado a la solución de diversos problemas en la ingeniería civil. Algoritmo de asignación. Terminología matemática de método asignación. Solución básica inicial factible. Prueba de optimalidad. Aplicaciones a diversos problemas en ingeniería civil. 3.0 7.5 6.0 3.0 3.0 4.0 9C, 14B, 17B, 19C, 20C, 21C 7C, 9C, 14B, 17B, 19C, 20C, 21C 9C, 14B, 17B, 19C, 20C, 21C Subtotal 16.5 10.0 Realización de lecturas de los conceptos ya mencionados y desarrollo de trabajos por parte de los alumnos con guía y asesoría del profesor, usando la referencia bibliográfica. Participación de los alumnos con exposiciones y comentarios con la guía del profesor. Realización de modelos por parte de los alumnos con la guía del profesor. El segundo parcial se integra con la unidad II del tema 2.3.3 hasta el término de la unidad, tomando en cuenta: Examen escrito 60% Tareas y trabajos extra clase 30% Reporte de lecturas 10%
ASIGNATURA: INGENIERÍA DE SISS I CLAVE: SISVI3504 HOJA: 7 DE 12 UNIDAD II NOMBRE: Modelos de determinísticos (continuación) El alumno estructurará diferentes modelos de determinísticos en diferentes casos. 2.6 Modelos de inventarios. 4.5 9C, 17B, 19C, 20C, 21C 2.6.1 Conceptos, terminología y clasificación de los inventarios. 2.6.2 Modelo clásico de la cantidad económica de pedido. 2.6.3 Modelo de compra sin déficit. 2.6.4 Compra con déficit. Subtotal 4.5 Realización de lecturas de los conceptos ya mencionados y desarrollo de trabajos por parte de los alumnos con guía y asesoría del profesor, usando la referencia bibliográfica. Participación de los alumnos con exposiciones y comentarios con la guía del profesor. Realización de modelos por parte de los alumnos con la guía del profesor. El segundo parcial se integra con la unidad II del tema 2.3.3 hasta el término de la unidad, tomando en cuenta: Examen escrito 60% Tareas y trabajos extra clase 30% Reporte de lecturas 10%
ASIGNATURA: INGENIERÍA DE SISS I CLAVE: SISVI3504 HOJA: 8 DE 12 UNIDAD III NOMBRE: Teoría de redes modelos de optimización El alumno estructurará los diferentes métodos y modelos asociados a las redes de la optimización, así como de la planeación, programación y control de proyectos de Ingeniería Civil (Ruta crítica, PERT y Camino crítico). 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3. 3.1.6 3.1.7 3.1.8 3.1.9 3.1.10 3.1.11 3.1.12 3.1.13 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6 Teoría de redes. Tipos básicos de problemas de redes. Terminología de redes. Planteamiento de modelos de redes. Gráficas de orden n. Conceptos orientados y no orientados. Números característicos de una gráfica. Capacidad de un conjunto de señales. Redes de comunicación. Caminos óptimos. Redes de transporte. Conceptos básicos, flujo, arco, saturado, corte. Flujo máximo en redes. Aplicaciones diversas en ingeniería civil Ruta crítica, PERT y Camino crítico. Procedimientos y terminología del método de la ruta. Análisis del proyecto. Definición de actividades. Relaciones de precedencia. Cálculos básicos de la programación. Matriz de actividades. 9.0 9.0 4.5 9C, 12B, 14B, 17B, 19C, 20C, 21C 9C, 13B, 15C, 17B, 19C, 20C, 21C Subtotal 13.5 9.0 Presentación de los métodos y modelos asociados a las redes de optimización y solución de algoritmos de optimización, por parte de los alumnos. Determinación de la diferencia entre una gráfica de Gantt y un diagrama de redes. Construcción de un diagrama de redes. Realización de visitas de campo. El tercer parcial se integra con las unidades III y IV, tomando en cuenta: Elaboración de proyecto 90% Participaciones en clase 10%
ASIGNATURA: INGENIERÍA DE SISS I CLAVE: SISVI3504 HOJA: 9 DE 12 UNIDAD III NOMBRE: Teoría de redes modelos de optimización (continuación) El alumno estructurará los diferentes métodos y modelos asociados a las redes de la optimización, así como de la planeación, programación y control de proyectos de Ingeniería Civil (Ruta crítica, PERT y Camino crítico). 3.2.7 3.2.8 Análisis de una red PERT/CPM. Matriz de pendientes. 6.0 4.0 9C, 13B, 15C, 17B, 19C, 20C, 21C 3.2.9 Cálculo de la ruta critica. 3.2.10 Determinación de la ruta critica en tiempo estándar, tiempo óptimo o costo óptimo. 3.2.11 Revisión hacia delante. 3.2.12 Determinación de las holguras. Holgura independiente. Subtotal 6.0 4.0 Presentación de los métodos y modelos asociados a las redes de optimización y solución de algoritmos de optimización, por parte de los alumnos. Determinación de la diferencia entre una gráfica de Gantt y un diagrama de redes. Construcción de un diagrama de redes. Realización de visitas de campo. El tercer parcial se integra con las unidades III y IV, tomando en cuenta: Elaboración de proyecto 90% Participaciones en clase 10%
ASIGNATURA: INGENIERÍA DE SISS I CLAVE: SISVI3504 HOJA: 10 DE 12 UNIDAD IV NOMBRE: Modelado de sistemas de ingeniería civil El alumno elaborará un proyecto de optimización; con las aplicaciones de los modelos de optimización. 4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4. 4.1.6 4.1.7 4.1.8 4.1.9 4.1.10 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.2.6 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 Programación dinámica. Características de la programación dinámica. Conceptos de programación dinámica. Estructura de la programación dinámica. Proceso de decisión en etapas múltiples. Principio de optimalidad. Optimización recursiva. Ecuaciones recursivas. Aplicaciones directas en ingeniería civil. Problemas de redes y asignación óptima de inversiones Dificultades en la aplicación de la programación dinámica Las técnicas de optimización en la ingeniería civil Técnicas de optimización en la ingeniería sanitaria Técnicas de optimización en las vías terrestres Técnicas de optimización en las estructuras Técnicas de optimización en la hidráulica Técnicas de optimización en la geotecnia Técnicas de optimización en la construcción Metodología para desarrollar un proyecto. Estudio de vialidad. Búsqueda de información. Generación de las soluciones posibles. 3.0 3.0 3.0 2.0 3.0 2.0 10B, 14B, 17B 3B 10B, 13B Subtotal 9.0 7.0 Investigación documental sobre las características de programación dinámica aplicándola a la ingeniería civil. Realización de un proyecto de aplicación en alguna de las opciones terminales que constituyen las diferentes especialidades por parte del alumno con asesoría y guía del profesor. Para el tercer parcial se toma en cuenta la unidad III y IV, tomando en cuenta: Elaboración de proyecto 90% Participaciones en clase 10%
ASIGNATURA: INGENIERÍA DE SISS I CLAVE: SISVI3504 HOJA: 11 DE 12 PERÍODO UNIDAD Cada una de las tres evaluaciones parciales se integra de la siguiente forma: 1er. parcial 2do. parcial 3er. parcial l y II Hasta el tema (2.3.2) II del tema (2.3.3) hasta el término de la unidad. lll y IV Para la primera y segunda evaluación: Examen escrito 60% Tareas y trabajos extra clase 30% Reporte de lecturas 10% Para la tercera evaluación: Elaboración de proyecto 90% Participaciones en clase 10% CLAVE B C BIBLIOGRAFÍA 1 Krick, Edward V. Introducción a la Ingeniería y al Diseño en la Ingeniería 2da. Edición, Editorial Limusa, México, 1998, 240 págs. 2 3 Cárdenas, Miguel Ángel. El enfoque de Sistemas - Estrategias para su Implementación, 1a. Edición, Editorial Limusa, México, 1991, 165 págs. Cárdenas, Miguel Ángel. La Ingeniería de Sistemas, Filosofía y Técnicas la Ingeniería de Sistemas, 1a. Edición, Editorial Limusa, S. A. México, 1974, 293 págs. 4 5 Hall, A. Ingeniería de Sistemas, 1a. Edición, Cía. Editorial Continental, S. A., México, 1983, 580 págs. Gerez Víctor: El Enfoque de Sistemas, 1a. edición, Editorial Limusa, México, 1976, 580 págs. 6 Corzo, Miguel Ángel Introducción a la Ingeniería de Proyectos, 1a Edición, 6a. Reimpresión, Editorial Limusa, 1982, 225 págs. 7 Jaufred M. Francisco., Métodos de Optimización, 1a. Edición, Representaciones y Servicios de Ingeniería S. A. México. 1975, 720 págs. 8 Thierauf, Robert. Toma de Decisiones por Medio de la Investigación de Operaciones, 1a. Edición, Editorial Limusa. México, 1972., 558 págs. 9 Shamblim, James. Investigación de Operaciones, un Enfoque Fundamental, 1a Edición, Editorial Mc. Graw Hill, Colombia 1978, 422 págs.
ASIGNATURA: INGENIERÍA DE SISS I CLAVE: SISVI3504 HOJA: 12 DE 12 CLAVE B C BIBLIOGRAFÍA 10 Anderson, David R. y otros Métodos Cuantitativos para los Negocios, 7ª Edición, Editorial Internacional Thompson Editores, México. 2003, 834 págs. 11 12 13 14 Prawda J. Métodos y Modelos de Investigación Operaciones, 4ª Edición, Editorial Limusa, México, 2004, 935 págs. Mokhtar, Bazaraa. y otros, Programación Lineal y Flujo en Redes, Editorial Noriega, México, 2003, 879 págs. Montaño G., Agustín Iniciación al Método del Camino Crítico, 4 edición, Editorial Trillas, México, 1994, 231 págs. S. Hiller Frederick, Introducción a la Investigación Operaciones, 7ª edición, Editorial Trillas México, 1993, 1223 págs. 15 16 Suárez Salazar C., Costo y Tiempo en Edificación, Editorial Limusa, 2003, México, 451 págs. Baca Urbina, Gabriel. Introducción a la Ingeniería, Editorial Mc Graw-Hill Interamericana Editores, México, 1996, 223 págs. 17 Hamdy A. Taha. Investigación de Operaciones, Una introducción 6ª Edición, Editorial Prentice Hall, México, 1997, 916 págs. 18 19 20 21 Ackoff.Sasieni, Fundamentos de Investigación de Operaciones, 8ª Reimpresión, Editorial Limusa, México, 1991, 498 págs. Wayne L. Winston, Investigación de Operaciones, 4ª Edición, Editorial Thompon, México, 2005, 1418 págs. Rios Insua, Sixto Programación Lineal y Aplicaciones, Editorial Alfa Omega, México, 1998, 418 págs. G. D. Eppen, Investigación de Operaciones en la Ciencia Administrativa, 5ª Edición, Editorial Prentice Hall, México, 2000, 702 págs.
PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA 1. DATOS GENERALES ESCUELA: Superior de Ingeniería y Arquitectura, Unidad Zacatenco CARRERA: Ingeniería Civil SEMESTRE Sexto ÁREA: BÁSICAS C. INGENIERÍA D. INGENIERÍA C. SOC. y HUM. OTROS CURSOS ACADEMIA: Ingeniería de Sistemas ASIGNATURA: Ingeniería de Sistemas I ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: Profesionista del área de Ingeniería y Ciencias Físico Matemáticas, Maestría de Ingeniería de Sistemas 2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno construirá modelos de optimización de recursos y aplicará métodos acordes con la toma de decisiones. 3. PERFIL DOCENTE: CONOCIMIENTOS Un Profesionista del área de Ingeniería y Ciencias Físico Matemáticas que conozca y aplique las técnicas Básicas de la Investigación de Operaciones. Posea conocimientos de Ingeniería de Sistemas. Además de contar con nociones Básicas de Administración. EPERIENCIA HABILIDADES PROFESIONAL Un Profesionista que Dominio de grupo. conozca, comprenda y aplique las técnicas del Uso adecuado del lenguaje. proceso Enseñanza- Aprendizaje, básicamente Solución de problemas en lo referente a manejo y reales. conducción de grupos, Con tres años de experiencia docente y preferentemente con nivel de Maestría. ACTITUDES Vocación y gusto por la docencia y con ética profesional, responsabilidad, honestidad y mantenimiento una actitud de respeto y tolerancia hacia el alumno, para que este logre un desarrollo no sólo técnico, sino formativo para el mejor desenvolvimiento en su ámbito profesional. Compromiso social. ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ Ing. Fernando Bautista Aparicio (T.M.) M. en C. Héctor G. Zúñiga Meléndez (T.V.) M. en C. Demetrio Galíndez López Ing. José Luis Minaburo Castillo PRESIDENTE DE ACADEMIA SUBDIRECTOR ACADÉMICO DIRECTOR DEL PLANTEL FECHA: Agosto 2005