Desarrollo de sistemas ciberfísicos Código:  B2.636    :  12
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ATENCIÓN: Esta información recoge los apartados del plan docente de la asignatura durante el último semestre con docencia. Al iniciar el periodo de matrícula, podrás consultar el calendario y modelo de evaluación para el siguiente semestre en Trámites / Matrícula / Horarios de las pruebas de evaluación final.
La industria es la actividad socio-económica que transforma materias primas en productos, utilizando fuentes de energía, maquinaria especializada y un conjunto de recursos humanos. La industria es uno de los motores de la economía, y las diferentes etapas o “revoluciones industriales” han marcado el paso de las sociedades que las han liderado.

En la actualidad, los avances tecnológicos en campos como la integración electrónica, las comunicaciones y los procesos productivos, están definiendo lo que desde diferentes sectores ya se denomina la cuarta revolución industrial, o Industria 4.0. Esta cuarta revolución se caracteriza por la integración de diferentes tecnologías que permitirán un cambio de paradigma en el mundo industrial. Nuestro objetivo desde el Máster en Industria 4.0 es proporcionar las competencias y herramientas transversales necesarias para que un ingeniero pueda desarrollar su actividad con garantías en el nuevo contexto industrial.

La asignatura Desarrollo de Sistemas Ciberfísicos se incluye en diferentes programas de ámbito tecnológico y de carácter profesionalizador, diseñado para proporcionar una formación exhaustiva y práctica, orientada a profesionales y directivos del ámbito de la industria que quieran actualizar sus conocimientos en el marco de la Industria 4.0.

A partir del estudio de casos reales de empresas del sector, y de prácticas aplicadas, la asignatura Desarrollo de Sistemas Ciberfísicos se centra en las tecnologías de sensores, comunicaciones, procesado y almacenaje de datos, que forman parte de los sistemas de monitorización y control de nueva generación, y que se utilizarán en el ámbito de la Industria 4.0.

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Esta asignatura compone en su totalidad la especialización de "Desarrollo de sistemas ciberfísicos". La asignatura podrá cursarse individualmente, en el marco del Posgrado de “Desarrollo e integración de sistemas ciberfísicos”, o en el marco del Máster en “Industria 4.0”.

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La asignatura Desarrollo de sistemas ciberfísicos va dirigido a ingenieros que quieran trabajar en el entorno industrial y que quieran complementar su formación para conseguir un perfil de integrador de sistemas en la Industria 4.0. La asignatura también pretende aportar experiencia práctica a partir del estudio de casos reales de empresas del sector industrial, la realización de prácticas de evaluación continua, y la realización de un proyecto práctico transversal que incluye las competencias básicas necesarias en la Industria 4.0.

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Los conocimientos básicos que se requieren para cursar la asignatura son los que corresponden a la formación académica y la práctica profesional de los titulados en ingeniería técnica, ingeniería superior y titulados de grado de los ámbitos industrial, informático, de telecomunicaciones y multimedia, o titulaciones relacionadas (Matemáticas, Física, etc.). Los titulados en ingenierías tecnológicas pueden tener un perfil más afín a los temas tratados, sin ser por ello un requisito para la realización de esta asignatura.

La formación transversal en ingeniería que proporcionan las asignaturas del Máster en Industria 4.0, facilita todas las herramientas y competencias necesarias para su correcto aprovechamiento por los perfiles descritos anteriormente. Dicho esto, es recomendable contar con las siguientes competencias y/o conocimientos:

  • Experiencia en programación, y conocimiento de diseño y programación orientada a objetos.
  • Conocer los conceptos de sensor, adaptación de la señal y conversión analógico-digital (y viceversa).
  • Conocer la arquitectura y características de los sistemas empotrados.
  • Conocimientos básicos de telemática: capas OSI, TCP/IP, comunicaciones móviles y redes inalámbricas.

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No existen requisitos previos de matrícula.

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El diseño de este curso sigue las recomendaciones y metodología del Espacio Europeo de Enseñanza Superior (EEES) y, por lo tanto, se basa en la adquisición de competencias para el trabajo profesional en empresas privadas e instituciones públicas.

Los objetivos y competencias generales del Máster en Industria 4.0 son los presentados a continuación:

  • Conocer los elementos clave para crear valor en la Industria 4.0.
  • Conocer y aplicar nuevas tecnologías de la producción en los procesos industriales.
  • Conocer y aplicar tecnologías de la información y la comunicación para la automatización y la digitalización de procesos industriales.
  • Diseñar y gestionar productos y procesos con criterios de innovación y generación de valor para el cliente, y aplicar métodos y tecnologías para la gestión del ciclo de vida.
  • Organizar y planificar los procesos de la fábrica inteligente.
  • Diseñar y desarrollar aplicaciones industriales en tiempo real.
  • Conocer los procesos de negocio de la empresa industrial y aplicar los fundamentos y las tecnologías para la transformación digital de la empresa.
  • Analizar requerimientos y diseñar implantaciones de sistemas de información industriales para una planta de fabricación (MES, ERP, SCM, etc.).
  • Conocer el marco legal y normativo básico de la actividad industrial.
  • Conocer y aplicar métodos y tecnologías para la gestión de la innovación.
  • Conocer y aplicar las herramientas básicas para la gestión de proyectos industriales.
  • Conocer y aplicar tecnologías y modelos para el tratamiento avanzado de datos.
  • Conocer y utilizar tecnologías avanzadas para comunicaciones fijas y móviles en el ámbito industrial.
  • Conocer y aplicar tecnologías para el cloud computing y la gestión de la ciberseguridad.
  • Conocer y utilizar tecnologías para el business intelligence y el big data.
  • Diseñar nuevos modelos de negocio disruptivos basados en la tecnología.
  • Conocer y aplicar las nuevas tecnologías de la fabricación aditiva (impresión 3D).
  • Conocer los avances en el campo de la robótica industrial, especialmente en cuanto a la robótica colaborativa.
  • Obtener una visión global de las posibilidades de la realidad virtual y la realidad aumentada en el diseño de producto y en la planta de fabricación.
  • Conocer y entender la dinámica de la fábrica inteligente y su relación con el desarrollo de nuevos modelos de negocio.
  • Conocer y entender los nuevos requerimientos para competir que tiene la empresa industrial en un entorno económico globalizado, prestando especial atención a la gestión del proceso de innovación tecnológica.
  • Conocer las implicaciones del proceso de transformación digital de la empresa industrial, y analizar los requerimientos para iniciar y desarrollar dicho proceso.
  • Conocer los sistemas de control industrial y de información de planta, y su aplicación en los procesos productivos
  • Conocer los sistemas de información corporativos y su aplicación en la gestión de la producción
  • Capacidad para concebir, redactar, organizar, planificar, desarrollar y firmar proyectos en el ámbito de la ingeniería 


Los objetivos específicos de esta asignatura son:

  • Capacidad para entender y aplicar los elementos clave de la Industria 4.0
  • Capacidad para analizar y valorar soluciones técnicas implementadas en la industria
  • Capacidad para poner en práctica conceptos teóricos y aplicarlos en un entorno real
  • Capacidad para analizar, evaluar y seleccionar el sensor adecuado según sean los requisitos de aplicación
  • Capacidad para seleccionar y diseñar los elementos básicos de la electrónica de acondicionamiento de señal de un sensor 
  • Capacidad para adquirir la medida de un sensor utilizando un microcontrolador
  • Capacidad de desarrollar procesadores específicos y sistemas empotrados, así como desarrollar y optimizar el software de dichos sistemas
  • Capacidad  de  analizar,  evaluar  y  seleccionar las  plataformas  hardware  y software más adecuadas para el soporte de aplicaciones empotradas y de tiempo real
  • Capacidad para la integración de tecnologías, aplicaciones, servicios y sistemas propios de la ingeniería informática, con carácter generalista, y en contextos más amplios y multidisciplinares
  • Capacidad para entender y aplicar los elementos clave de los sistemas de comunicación en la Industria 4.0
  • Capacidad para analizar y valorar soluciones técnicas de comunicación implementadas en la industria 4.0
  • Capacidad para poner en práctica conceptos teóricos sobre sistemas de comunicaciones y aplicarlos en un entorno real
  • Capacidad para diseñar y evaluar sistemas operativos, servidores, y aplicaciones y sistemas basados en computación distribuida
  • Capacidad   para   seleccionar,   desplegar,   integrar   y   gestionar   sistemas   de información  que  satisfagan  las  necesidades  de  la  organización,  con  los  criterios  de coste y calidad identificados
  • Capacidad  de  integrar  soluciones  de  Tecnologías  de  la  Información  y  las Comunicaciones   y   procesos   empresariales   para   satisfacer   las   necesidades   de información  de  las  organizaciones,  permitiéndoles  alcanzar  sus  objetivos  de  forma efectiva y eficiente, dándoles así ventajas competitivas
  • Capacidad para entender y aplicar los elementos clave de los sistemas de big data en la Industria 4.0
  • Capacidad para analizar y valorar soluciones técnicas de big data en la Industria 4.0
  • Capacidad para poner en práctica conceptos teóricos sobre tecnologías de big data y aplicarlos en un entorno real
  • Diseñar y desarrollar soluciones para IoT (Internet of Things) y aplicarlas al ámbito de la industria
  • Conocer y aplicar las tecnologías que conforman los sistemas ciberfísicos y su aplicación en la industria
  • Conocer las soluciones de cloud computing y analizar sus posibilidades en el ámbito de la industria
  • Conocer y aplicar los estándares y las arquitecturas emergentes en el ámbito de la Industria 4.0


La formación está planteada en base al estudio de casos reales del entorno industrial y de suficiente amplitud para proporcionar la formación integradora necesaria en la Industria 4.0. Los estudiantes aprenderán los problemas del mundo real y discutirán las posibles soluciones con el objetivo de ampliar su conocimiento y experiencia práctica. De este modo se formarán ingenieros integradores de conocimientos y tecnologías de diversas áreas relacionadas con la Industria 4.0.

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La asignatura está diseñada alrededor de actividades que plantean un reto de aprendizaje con un conjunto de competencias y objetivos asociados. Cada actividad, denominada Prueba de Evaluación Continuada (PEC), incluye un conjunto de tareas a realizar asociados a unos entregables. Finalmente, cada PEC incluye un conjunto de recursos de aprendizaje (módulos textuales, documentación técnica, vídeos, etc.) que junto con el material e indicaciones del equipo docente han de permitir el correcto desarrollo de las actividades.


Esta asignatura se divide, de este modo, en siete módulos:  

Módulo 1 - Introducción

  • Introducción a la Industria 4.0
  • Introducción al desarrollo de sistemas ciberfísicos
  • Caso de estudio: Gestión integral del equipaje en aeropuertos
  • Introducción al kit de desarrollo


Módulo 2 - Sistemas empotrados

  • Introducción
  • Arquitectura
  • Microcontroladores
  • Sistemas operativos
  • Programación
  • Estado actual
  • Caso práctico: LoadSensing


Módulo 3 - Sensores y adquisición de datos

  • Introducción a los sistemas de medida y actuación
  • Sensores y actuadores
  • Acondicionamiento de señales de entrada
  • Conversión analógico-digital
  • Caso práctico: detección de gotas de tinta mediante una foto-barrera


Módulo 4 - Sistemas de comunicación

  • Fundamentos de comunicaciones
  • Redes de comunicación
  • Radiocomunicaciones
  • Sistemas de comunicación en la banda ISM
  • Comunicaciones LPWA
  • Comunicaciones celulares
  • Perspectiva de futuro: el 5G
  • Caso práctico: monitorización de la temperatura de un rotor mediante el uso de RFID pasivo (sin batería)
  • Caso práctico: redes inalámbricas para la monitorización de tráfico


Módulo 5 - Cloud computing

  • Evolución histórica
  • Cloud as a Service
  • Fog Computing
  • Actualidad
  • Caso práctico: SmartPort Logistics


Módulo 6 - Análisis de datos

  • Fundamentos del big data
  • Gestión de los datos y su uso
  • Open Data
  • Tecnologías de big data
  • Bases de datos no relacionales
  • Caso práctico

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PLA5. Cloud as a Service PDF
Ou aglutinador: PLA6. Vídeos relacionados con el análisis de datos Web
PLA6. Open Data PDF
PLA2. Arquitectura: componentes PDF
PLA1. Caso de estudio: Gestión integral del equipaje en aeropuertos PDF
PLA6. Bases de datos no relacionales PDF
PLA2. Microcontroladores: CPU PDF
PLA2. Estado actual PDF
PLA4. Caso de uso: redes inalámbricas para la monitorización del tráfico PDF
Joc de sistemes encastats / Kit de sistemas empotrados Gadget
PLA6. Caso práctico: aprendizaje autónomo aplicado al funcionamiento de una impresora PDF
PLA5. Evolución histórica del Cloud PDF
PLA2. Microcontroladores: periféricos PDF
PLA2. Arquitectura: unidades de cómputo PDF
PLA6. Tecnologías de Big Data PDF
PLA4. Radiocomunicaciones PDF
PLA4. Sistemas de comunicación en la banda ISM PDF
Ou aglutinador: PLA6. Gestión de los datos y su uso Web
PLA5. Actualidad en Cloud PDF
PLA4. Comunicaciones celulares PDF
PLA4. Fundamentos de comunicaciones PDF
PLA4. Perspectiva de futuro: la 5G PDF
PLA6. Fundamentos de Big Data: tratamiento de los datos PDF
PLA3. Conversión analógico-digital PDF
PLA2. Programación PDF
MATLAB PDF
Ou aglutinador: PLA5. Vídeos relacionados con el Cloud Computing Web
PLA5. Proyecto SmartPort Logistics PDF
PLA2. Introducción a los sistemas empotrados PDF
Ou aglutinador: PLA3. kit de desarrollo Web
Ou aglutinador: PLA4. Casos de uso sobre comunicaciones Web
Ou aglutinador: PLA2. Kit de desarrollo Web
Ou aglutinador: PLA2. Microcontroladores Web
PLA6. Fundamentos del Big Data: arquitect ra del sistema PDF
PLA5. Fog Computing PDF
Ou aglutinador: PLA1. Vídeos relacionados con el caso de uso Web
Ou aglutinador: PLA1. Recursos introductorios sobre industria 4.0 Web
PLA3. Sensores y actuadores PDF
Ou aglutinador: PLA5. Casos de uso Web
Máquina virtual VMware Software en línea
PLA3. Acondicionamiento de señales de entrada PDF
PLA6. Gestión de los datos y su uso: aprendizaje autónomo PDF
PLA4. Caso de uso: monitorización de la temperatura de un rotor mediante el uso RFID pasivo (sin batería) PDF
PLA1. Desarrollo de sistemas ciberfísicos PDF
PLA2. Sistemas operativos PDF
PLA3. Caso práctico: detección de gotas de tinta mediante una fotobarrera PDF
PLA4. Redes de comunicación PDF
PLA6. Gestión de los datos y su uso: Data Analytics PDF
Ou aglutinador: PLA2. Arquitectura de sistemas empotrados Web
PLA1. Introducción a la industria 4.0 PDF
Ou aglutinador: PLA1. Kit de desarrollo Web
Máquina virtual VirtualBox Software en línea
PLA1. Introducción. Kit de desarrollo PDF
Ou aglutinador: PLA4. Kit de desarrollo con módulo wifi Web
PLA3. Introducción a los sistemas de medida y actuación PDF
PLA2. Caso práctico: LoadSensing, producto de la empresa Worldsensing PDF
PLA4. Comunicaciones LPWA PDF
Ou aglutinador: PLA6. Fundamentos del Big Data Web
Ou aglutinador: PLA2. Videos relacionados con los sistemas empotrados y sistemas ciberfísicos Web

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Cada actividad de aprendizaje dispone de una serie de recursos en formato textual, documentación técnica y vídeos. Además el estudiante recibirá un kit de desarrollo que se utilizará para completar las actividades de evaluación continua, y la práctica. El kit de desarrollo incluye:

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La Normativa académica de la UOC dispone que el proceso de evaluación se fundamenta en el trabajo personal del estudiante y presupone la autenticidad de la autoría y la originalidad de los ejercicios realizados.

La falta de originalidad en la autoría o el mal uso de las condiciones en las que se hace la evaluación de la asignatura es una infracción que puede tener consecuencias académicas graves.

El estudiante será calificado con un suspenso (D/0) si se detecta falta de originalidad en la autoría de alguna actividad evaluable (práctica, prueba de evaluación continua (PEC) o final (PEF), o la que se defina en el plan docente), ya sea porque ha utilizado material o dispositivos no autorizados, ya sea porque ha copiado de forma textual de internet, o ha copiado de apuntes, de materiales, manuales o artículos (sin la citación correspondiente) o de otro estudiante, o por cualquier otra conducta irregular.

La calificación de suspenso (D/0) en la evaluación continua (EC) puede conllevar la obligación de hacer el examen presencial para superar la asignatura (si hay examen y si superarlo es suficiente para superar la asignatura según indique este plan docente).

Cuando esta mala conducta se produzca durante la realización de las pruebas de evaluación finales presenciales, el estudiante puede ser expulsado del aula, y el examinador hará constar todos los elementos y la información relativos al caso.

Además, esta conducta puede dar lugar a la incoación de un procedimiento disciplinario y la aplicación, si procede, de la sanción que corresponda.

La UOC habilitará los mecanismos que considere oportunos para velar por la calidad de sus titulaciones y garantizar la excelencia y la calidad de su modelo educativo.

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Esta asignatura sólo puede superarse a partir de la evaluación continua (EC). La nota final de evaluación continua se convierte en la nota final de la asignatura. La fórmula de acreditación de la asignatura es la siguiente: EC.

 

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