CAPÍTULO 3. RESULTADOS Y DISCUSION
3.7. Análisis económico
El equipamiento para potenciar las enseñanzas de ingeniería en laboratorios reales es muy costoso. Los equipos electrónicos y de cómputo destinados a este tipo de tarea son caros. Cuba no puede darse el lujo de comprar equipos de esta índole para abastecer a todas las universidades
donde se enseña la carrera de Automática. Por ejemplo una maqueta para control de temperatura (Airstream and Temperature Control PlantLTR701) puede costar 7 420 euros, una para control de nivel (Three-Tank-System DTS200) puede alcanzar la cifra de 9 390 euros. Adicionalmente las Tarjetas de Adquisición de Datos Humusoft MF624 cuestan alrededor de los 1 280 euros (Partnet, 2004, Partnet, 2009). Si a esto se le añade que cada estación de trabajo en un laboratorio para 20 estudiantes tiene que contar con un módulo de los mismos la cifra se multiplica cuantiosamente.
De forma negativa influiría, el pago de la licencia del software incluido, LabVIEW. Este software tiene un costo cerca de los 5800 euros con todos sus toolkits. No todo es negativo, ya que con una licencia estaríamos dando servicios a una gran cantidad de usuarios. Por otro lado la aplicación diseñada no incluye ninguna aplicación por parte del cliente lo que con solo tener instalado un navegador web puede realizar las prácticas con gran facilidad.
Con la implementación de sistemas como el SLD se ahorra cuantiosas sumas de dinero y la integración de la aplicación diseñada, descrita en este trabajo, traería un ahorro un poco mayor, ya que permite más usuarios con menos estaciones. Los sistemas como el descrito anteriormente traen ahorro ya que permiten compartir recursos de gran valor económico y geográficamente distante. La conexión de un gran número de estudiantes al sistema hace que el empleo de equipamientos sea menor y disminuya las inversiones por compras de los mismos. El ahorro sería considerable, estimado en unos miles de euros.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones
Como resultado del trabajo elaborado se ha llegado a las siguientes conclusiones:
El software LabVIEW presenta diversas herramientas que permiten realizar experimentos remotos a través de Internet, las cuales pueden ser usadas para desarrollar laboratorios remotos. Entre ellas la más indicada para su utilización en trabajos con características como el SLD es la de Cliente-Servidor (TCP\IP).
La inclusión de prácticas sobre LabVIEW en el Sistema de Laboratorios a Distancia le agrega nuevas potencialidades ya que permite la interacción de los usuarios con los experimentos durante la ejecución de la práctica.
La integración de la aplicación realizada al SLD da más eficiencia al sistema porque permite hacer un uso más eficaz de los recursos disponibles como tarjetas de adquisición de datos, computadoras y dispositivos reales.
El servicio de ejecución de laboratorios sobre LabVIEW por navegadores, sin necesidad de una aplicación por parte de los usuarios, lleva un ahorro económico ya que permite la utilización de una licencia de LabVIEW por una mayor cantidad de usuarios.
Recomendaciones
El trabajo realizado puede servir de base para estudios futuros debido a la importancia educativa que encierra por lo que se recomienda:
Trabajar en la realización de prácticas reales para la asignatura de la carrera de Ingeniería en Automática, utilizando el equipamiento que se ha venido recuperando por parte de estudiantes de la carrera de Ingeniería en Automática en sus proyectos e investigaciones para dar un mayor valor pedagógico al sistema.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABDULWAHED, M. & NAGY, Z. K. 2011. The TriLab, a novel ICT based triple access mode laboratory education model. Computers & Education, 56, 262-274.
ALIANE, N. 2010.A Matlab/Simulink-Based Interactive Module for Servo Systems Learning.Education, IEEE Transactions on, 53, 265-271.
AMADOU, M. M. D., SAAD, M., KENNE, J. P. & NERGUIZIAN, V. Year.Virtual and remote laboratories.In: E-Learning in Industrial Electronics, 2006 1ST IEEE International Conference on, 18-20 Dec. 2006 2006. 173-176.
B. BALAMURALITHARA, P. C. W. 29 August 2007. Virtual laboratories in engineering education The simulation lab and remote lab.
BACCIGALUPI, A., DE CAPUA, C. & LICCARDO, A. Year. Overview on Development of Remote Teaching Laboratories: from LabVIEW to Web Services. In: Instrumentation and Measurement Technology Conference, 2006. IMTC 2006.Proceedings of the IEEE, 24-27 April 2006 2006.992-997.
BALESTRINO, A., CAITI, A. & CRISOSTOMI, E. 2009. From Remote Experiments to Web- Based Learning Objects: An Advanced Telelaboratory for Robotics and Control Systems.
Industrial Electronics, IEEE Transactions on, 56, 4817-4825.
BARROS, B., READ, T. & VERDEJO, M. F. 2008.Virtual Collaborative Experimentation: An Approach Combining Remote and Local Labs. Education, IEEE Transactions on, 51, 242-250.
BAYRON A. MENDOZA, G. A. M. B., MÓNICA J. CORREA,YUDY A. OCAMPO 2010. LABORATORIO VIRTUAL PARA LA ENSEÑANZA DE INSTRUMENTACIÓN
ELECTRÓNICA. Ing. USBMed, 1, 8.
BISTÁK, P. Year. Matlab and Java Based Virtual and Remote Laboratories for Control Engineering. In: IEEE, ed. 17th Mediterranean Conference on Control & Automation, 2009 Makedonia Palace, Thessaloniki, Greece. IEEE, 1439-1444.
BONIVENTO, C., GENTILI, L. & RAPPINI, L. 2002. A Web Based Laboratory for Control Engineering Education. In: Second International Workshop on Teleeducation in Engineering Using Virtual Laboratories.
CEDAZO, R., LOPEZ, D., SANCHEZ, F. M. & SEBASTIAN, J. M. 2007. Ciclope: FOSS for Developing and Managing Educational Web Laboratories. Education, IEEE Transactionson, 50, 352-359.
CHING, I. S. Marzo, 2012. Herramientas para la docencia en automatica orientadas hacia la metodologías ECTS. Tesis doctoral, Universidad Politécnica de Madrid, Escuela Técnica Supeior de Ingenieros Industriales.
COITO, F., ALMEIDA, P. & PALMA, L. B. Year. SMCRVI - a Labview/Matlab based tool for remote monitoring and control. In: Emerging Technologies and Factory Automation, 2005. ETFA 2005.10th IEEE Conference on, 19-22 Sept. 2005 2005.6 pp.-1084.
COSTA-CASTELLO, R., VALLÉS, M., JIMÉNEZ, L. M., DÍAZ-GUERRA, L., VALERA, A. & PUERTO, R. 2010. Integración de dispositivos físicos en un laboratorio remoto de control mediante diferentes plataformas: Labview, Matlab y C/C++. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial (RIAI), 7, 23-34.
DOMÍNGUEZ, M., REGUERA, P. & FUENTES, J. 2005. Laboratorio Remoto para la enseñanza de la Automática en la Universidad de Leon. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial, 2(2), 36-45.
CORPORATION, N. I. January 2004. LabVIEW Internet Toolkit User Guide. In:
CORPORATION, N. I. (ed.).
CORPORATION, N. I. 2010. LabVIEW User Guide. In: CORPOTATION, N. I. (ed.).
DORMIDO, R., VARGAS, H., DURO, N., SANCHEZ, J., DORMIDO-CANTO, S., FARIAS, G., ESQUEMBRE, F. & DORMIDO, S. 2008. Development of a Web-Based Control
Laboratory for Automation Technicians: The Three-Tank System. Education, IEEE Transactionson, 51, 35-44.
DORMIDO, S. 2008. Compartiendo recursos de experimentación a través de internet : la experiencia Automatl@bs. Revista 100cias@uned. Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias ed.
FABREGAS, E., DURO, N., DORMIDO, R., DORMIDO-CANTO, S., VARGAS, H. & DORMIDO, S. Year. Virtual and remote experimentation with the Ball and Hoop system.In: Emerging Technologies & Factory Automation, 2009. ETFA 2009.IEEE Conferenceon, 22-25 Sept. 2009 2009.1-8.
FABREGAS, E., FARIAS, G., DORMIDO-CANTO, S., DORMIDO, S. & ESQUEMBRE, F. 2011. Developing a remote laboratory for engineering education.Computers& Education,
57, 1686-1697.
FARIAS, G., DE KEYSER, R., DORMIDO, S. & ESQUEMBRE, F. 2010.Developing Networked Control Labs: A Matlab and Easy Java Simulations Approach. Industrial Electronics, IEEE Transactionson, 57, 3266-3275.
GARCÍA-BELTRÁN, A., OCAÑA, J. L., MOLPECERES, C., MORALES, M., GONZÁLEZ, J. M., BLASCO, M. & IORDACHESCU, D. 2011. A Virtual Laboratory for Laser Transformation Hardening.International Journal of Engineering Education, 27, 1-9. GARCIA-ZUBIA, J., ORDUNA, P., LOPEZ-DE-IPINA, D. & ALVES, G. R. 2009. Addressing
Software Impact in the Design of Remote Laboratories.Industrial Electronics, IEEE Transactions on, 56, 4757-4767.
GARDEL, A., BRAVO, I., LÁZARO, J. L. & REVENGA, P. A. 2010. Remote Automation Laboratory Using a Cluster of Virtual Machines.Industrial Electronics, IEEE Transactions on, 57, 3276-3283.
GOODWIN, G. C., MEDIOLI, A. M., SHER, W., VLACIC, L. B. & WELSH, J. S. 2011. Emulation-Based Virtual Laboratories: A Low-Cost Alternative to Physical Experiments in Control Engineering Education. Education, IEEE Transactions on, 54, 48-55.
AboutRemote Laboratories Paradigms - Foundations of Ongoing Mutations.
International Journal of Online Engineering (iJOE), 4(1), 19-25.
HERNANDEZ, A. M., MAANAS, M. A. & COSTA-CASTELLO, R. 2008.Learning Respiratory System Function in BME Studies by Means of a Virtual Laboratory: RespiLab.Education, IEEE Transactions on, 51, 24-34.
JARA, C. A., CANDELA, F. A., PUENTE, S. T. & TORRES, F. 2011a. Hands-on experiences of undergraduate students in Automatics and Robotics using a virtual and remote laboratory. Computers&Education, 57, 2451-2461.
JARA, C. A., CANDELAS, F. A., GIL, P., TORRES, F., ESQUEMBRE, F. & DORMIDO, S. 2011b. EJS+EjsRL: An interactive tool for industrial robots simulation, Computer Vision and remote operation. Robotics and AutonomousSystems, 59, 389-401.
JARA, C. A., CANDELAS, F. A., TORRES, F., DORMIDO, S., ESQUEMBRE, F. & REINOSO, O. 2009. Real-time collaboration of virtual laboratories through the Internet.Computers& Education, 52, 126-140.
JESCHKE, S., GRAMATKE, A., PFEIFFER, O., THOMSEN, C. & RICHTER, T. Year.Networked virtual and remote laboratories for research collaboration in natural sciences and engineering.In: Adaptive Science & Technology, 2009. ICAST 2009.2nd International Conference on, 14-16 Jan. 2009 2009.73-77.
JIMENEZ, L. M., PUERTO, R., REINOSO, O., NECO, R. P. & FERNANDEZ, C. Year. Remote Control Laboratory Using Matlab and Simulink.In: Industrial Electronics, 2007. ISIE 2007.IEEE International Symposium on, 4-7 June 2007 2007. 2963-2967.
LEVA, A. & DONIDA, F. 2008. Multifunctional Remote Laboratory for Education in Automatic Control: The CrAutoLab Experience. Industrial Electronics, IEEE Transactions on, 55, 2376-2385.
LI, P. & NIE, L. Year.Remote Control Laboratory Based On LabVIEW.In: Intelligent Computation Technology and Automation, 2009. ICICTA '09.Second International Conference on, 10-11 Oct. 2009 2009.84-87.
Laboratory. In: Information Technologies and Applications in Education, 2007. ISITAE '07.First IEEE International Symposium on, 23-25 Nov. 2007 2007.187-188.
LIU, X., LIU, H., BAO, Z., JU, B. & WANG, Z. 2010. A web-based self-testing system with some features of Web 2.0: Design and primary implementation. Computers & Education,
55, 265-275.
MA, J. & NICKERSON, J. V. 2006. Hands-on, simulated, and remote laboratories: A comparative literature review. ACM Comput. Surv., 38, 7.
MARTI, X, P., VELASCO, M., FUERTES, J. M., CAMACHO, A. & BUTTAZZO, G. 2010. Design of an Embedded Control System Laboratory Experiment.Industrial Electronics, IEEE Transactions on, 57, 3297-3307.
MASOUD NAGHEDOLFEIZI, S. A., AND SINGLI GARCIA 2002.Survey of LabVIEW Technologies for Building Web/Internet-Enabled ExperiementalSetups.American Society for Engineering Education Annual Conference &Exposition.American Society for Engineering Education.
PUERTO, R., JIMÉNEZ, L. M. & REINOSO, O. 2010. Remote control laboratory via Internet using Matlab and Simulink.Computer Applications in Engineering Education, 18, 694– 702.
RESTIVO, M. T., MENDES, J., LOPES, A. M., SILVA, C. M. & CHOUZAL, F. 2009.A Remote Laboratory in Engineering Measurement.Industrial Electronics, IEEE Transactions on, 56, 4836-4843.
ROJKO, A., HERCOG, D. & JEZERNIK, K. Year. Educational aspects of mechatronic control course design for collaborative remote laboratory. In: Power Electronics and Motion Control Conference, 2008. EPE-PEMC 2008.13th, 1-3 Sept. 2008 2008. 2349-2353. ROJKO, A., HERCOG, D. & JEZERNIK, K. Year. Mechatronics E-course for regular students
and adults: Realization and comparison of efficiency. In: IEEE, ed. IEEE Education Engineering (EDUCON), 2010a Madrid. IEEE, 959 - 966.
ROJKO, A., HERCOG, D. & JEZERNIK, K. 2010b. Power Engineering and Motion Control Web Laboratory: Design, Implementation, and Evaluation of Mechatronics Course.
Industrial Electronics, IEEE Transactions on, 57, 3343-3354.
S.H. CHEN, R. C., V. RAMAKRISHNAN, S.Y. HU, Y. ZHUANG,C.C. KO, BEN M. CHEN 2006. Development of Remote Laboratory Experimentation through Internet 5.
SANTANA, I. 2004. Administración de sistemas de laboratorios a distancia.MSc, Universidad Central de Las Villas.
SANTOS, J., MENDONCA, J. & MARTINS, J. C. Year.Instrumentation remote control through internet with PHP.In: Virtual Environments, Human-Computer Interfaces and Measurement Systems, 2008. VECIMS 2008.IEEE Conference on, 14-16 July 2008 2008.41-44.
SAVAS, K. & ERDAL, H. 2010. Automatic control simulation environment system (ACSES) designed as a virtual tool for control education. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 2, 5233-5237.
SCHAF, F. M. & PEREIRA, C. E. 2009. Integrating Mixed-Reality Remote Experiments Into Virtual Learning Environments Using Interchangeable Components. Industrial Electronics, IEEE Transactions on, 56, 4776-4783.
SCHMID, C. 2008. Grid supported virtual laboratories with collaboration in engineering education. International Journal of Online Engineering (iJOE), 4, 55-62.
SLÁDEK, P. & VÁLEK, L. P. J. 2011.Remote laboratory - new possibility for school experiments.Procedia - Social and Behavioral Sciences, 12, 164-167.
STRAATSMA, M., COX, D., CTISTIS, C. & BARTZ, R. Year.Development and Enhancement of RLab - A Remote Laboratory System.In: Systems and Networks Communications, 2009. ICSNC '09.Fourth International Conference on, 20-25 Sept. 2009 2009.159-164. SZIEBIG, G., TAKARICS, B. & KORONDI, P. 2010. Control of an Embedded System via
Internet.Industrial Electronics, IEEE Transactions on, 57, 3324-3333.
TIERNAN, P. 2010. Enhancing the learning experience of undergraduate technology students with LabVIEW(TM) software.Computers&Education, 55, 1579-1588.
TORRES, F., CANDELAS, F., PUENTE, S., ORTIZ, F., POMARES, J., GIL, P., BAQUERO, M. & BELMONTE, A. 2003. Laboratorios Virtuales para el aprendizaje práctico de
asignaturas de ingeniería. I Jornadas de Redes de Investigación en Docencia Universitaria. Instituto de Ciencias de la Educación, Universidad de Alicante.
TRAVIS, J. 2000. Internet Applications in LabVIEW.Prentice Hall.
TREVELYAN, J. 2002. Towards Cost Effective On-Line Laboratories.World Congress Networked Learning in a Global Environment. Berlin.
URAN, S., HERCOG, D. & JEZERNIK, K. Year.MATLAB Web Server and Web-based Control Design Learning.In: IEEE Industrial Electronics, IECON 2006 - 32nd Annual Conference on, 6-10 Nov. 2006 2006. 5420-5425.
VALLES, M., DIEZ, J. L., NAVARRO, J. L. & VALERA, A. 2010. Remote Access to MATLAB-based Laboratories: Application to the Fuzzy Control of a DC Motor.
International Journal of EngineeringEducation, 26, 1343–1353.
VARGAS, H., SANCHEZ, J., JARA, C. A., CANDELAS, F. A., REINOSO, O. & DÍEZ, J. L. 2010.Docencia en Automática: Aplicación de las TIC a la realización de actividades prácticas a través de Internet. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial (RIAI), 7, 35-45.
VICENTE, A. G., MU, X00F, OZ, I. B., GALILEA, J. L. L. & DEL TORO, P. A. R. 2010. Remote Automation Laboratory Using a Cluster of Virtual Machines.Industrial Electronics, IEEE Transactions on, 57, 3276-3283.
VON BORSTEL, F. D. & GORDILLO, J. L. 2010. Model-Based Development of Virtual Laboratories for Robotics Over the Internet. Systems, Man and Cybernetics, Part A: Systems and Humans, IEEE Transactions on, 40, 623-634.
WELSH, J. S., DAREDIA, T., SOBORA, F., VLACIC, L. & GOODWIN, G. C. Year.Simulated versus Hardware Laboratories for Control Education: A Critical Appraisal.In: IFAC, ed. 17th World Congress The International Federation of Automatic Control (IFAC), July 6- 11 2008 Seoul, Korea.
WOLF, T. 2010. Assessing Student Learning in a Virtual Laboratory Environment.Education, IEEE Transactions on, 53, 216-222.
Global-Scale Control Laboratory With Rich Interactive Features. Industrial Electronics, IEEE Transactions on, 57, 3253-3265.
ZUTIN, D. G., AUER, M. E., BOCANEGRA, J., LÓPEZ, R., MARTINS, A., ORTEGA, J. & PESTER, A. 2008. TCP/IP communication between server and client in multi user remote lab applications.International Journal of Online Engineering (iJOE), 4(3), 42-45. BOOCH, G., MAKSIMCHUK, R. A. & ENGLE, M. W. 2007. Object-oriented analysis and
design with applications, Boston.
CONALLEN, J. 2003. Building Web applications with UML, Boston, Addison-Wesley Professional.
CHING, I. S. Marzo, 2012. Herramientas para la docencia en automatica orientadas hacia la metodologías ECTS. Tesis doctoral, Universidad Politécnica de Madrid, Escuela Técnica Supeior de Ingenieros Industriales.
SANTANA, I., FERRE, M., HERNÁNDEZ, L., ARACIL, R., RODRÍGUEZ, Y. & PINTO, E. 2010. Aplicación del Sistema de Laboratorios a Distancia en Asignaturas de Regulación Automática. Revista Iberoamericana de Informática Industrial (RIAII), 7, 46-53.
ANEXOS
Anexo I Análisis de tecnologías para el desarrollo de la interfaz de usuario Característica Tecnología Valoración
Paradigma Aplicaciones específicas x
Java applets x x x
HTML x x x x
AJAX x x x x x
PHP x x x x
ASP/ASP.NET x x
Acceso entre plataformas Aplicaciones específicas x x
Java applets x x x x
HTML x x x x x
AJAX x x x x x
PHP x x x x x
ASP/ASP.NET x x
Compatibilidad con los navegadores web Aplicaciones específicas x Java applets x HTML x x x x x AJAX x x x x x PHP x x x x x
ASP/ASP.NET x x
Instalación necesaria Aplicaciones específicas x
Java Applet x x
HTML x x x x x
AJAX x x x x x
PHP x x x x x
ASP/ASP.NET x
Audio y vídeo Aplicaciones específicas x x x x
Java Applet x x x
HTML x
AJAX x x
PHP x x
ASP/ASP.NET x x x x
Flexibilidad Aplicaciones específicas x x x x x
Java applets x x x x
HTML x
AJAX x x x
PHP x x x x
ASP/ASP.NET x x x x
Puntuación Aplicaciones específicas 14
Java applets 17
HTML 21
AJAX 25
PHP 25
Anexo II Análisis de tecnologías para el desarrollo del procesamiento de las prácticas. Característica Tecnología Valoración
Acceso entre plataformas Mecanismos propios de procesamiento x x x
MATLAB/Simulink x x
LabVIEW x x x
Herramientas de desarrollo
Mecanismos propios de procesamiento x x x
MATLAB/Simulink x x x x
LabVIEW x x x x
Velocidad de desarrollo Mecanismos propios de procesamiento x
MATLAB/Simulink x x x x
LabVIEW x x x x
Robustez Mecanismos propios de procesamiento x x
MATLAB/Simulink x x x x
LabVIEW x x x x
Compatibilidad con el hardware
Mecanismos propios de procesamiento x x
MATLAB/Simulink x x x
LabVIEW x x x x
Precio Mecanismos propios de procesamiento x x x
MATLAB/Simulink x x
LabVIEW x x
Puntuación Mecanismos propios de procesamiento 14
MATLAB/Simulink 19