Gemelos digitales para plantas industriales

La asignatura introduce al alumnado en el uso avanzado del aprendizaje automático para el desarrollo y la optimización de gemelos digitales en entornos industriales dinámicos, caracterizados por su naturaleza cambiante y sus marcadas dependencias temporales. Para abordar estos desafíos, se persigue que el estudiante, al finalizar la asignatura, sea capaz de:

- Discernir y aplicar paradigmas de aprendizaje automático que se adapten a la evolución de los procesos y modelen eficazmente sus secuencias temporales.
- Conocer y comprender los fundamentos de preprocesado, detección de anomalías y de control de procesos para plantas industriales.
- Emplear técnicas para realizar la limpieza y preprocesado de datos IoT para algoritmos de aprendizaje máquina.

El contenido de la asignatura se desenvolverá a través de los siguientes temas:
- Aprendizaje automático incremental.
- Concept drift.
- Aprendizaje automático con memoria. Redes Neuronales Recurrentes.
- Detección de anomalías.
- Introducción al control de procesos.

Bibliografía básica
[1]. A. Bosch Rué, J. Casas-Roma, T. Lozano Bagén (2019): Deep learning : principios y fundamentos
[2]. A. Zhang, Z.C. Lipton, A.J. Smola (2023): Dive into Deep Learning
[3]. Gama, J., Žliobaitė, I., Bifet, A., Pechenizkiy, M., & Bouchachia, A. (2014). A survey on concept drift adaptation. ACM computing surveys (CSUR), 46(4), 1-37.
[4]. Hoi, S. C., Sahoo, D., Lu, J., & Zhao, P. (2021). Online learning: A comprehensive survey. Neurocomputing, 459, 249-289.

Bibliografía complementaria
[1]. Bifet, A., Gavalda, R., Holmes, G., & Pfahringer, B. (2018). Machine learning for data streams: with practical examples in MOA. MIT press
[2]. Gomes, H. M., Read, J., Bifet, A., Barddal, J. P., & Gama, J. Machine learning for streaming data: state of the art, challenges, and opportunities. ACM SIGKDD Explorations Newsletter,21(2), 6-22, 2019.
[3]. Li, J., Cheng, K., Wang, S., Morstatter, F., Trevino, R. P., Tang, J., & Liu, H. Feature selection: A data perspective. ACM computing surveys (CSUR), 2017, 50(6), 1-45.
[4]. Lu, J., Liu, A., Dong, F., Gu, F., Gama, J., & Zhang, G. (2018). Learning under concept drift: A review. IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, 31(12), 2346-2363.

La memoria del título contempla para esta asignatura las siguientes competencias específicas:

- I-CP3: Analizar e interpretar los flujos de datos IIoT en una empresa industrial

Los contenidos de la asignatura se impartirán de manera indistinta entre las clases expositivas y las clases interactivas. La realización de todas las actividades propuestas es necesaria y obligatoria para superar la asignatura.

Clases Expositivas (teoría): consistirán en la explicación de los diferentes apartados del programa de la asignatura, con la ayuda de medios electrónicos (presentaciones, vídeos, etc.).

Clases interactivas (prácticas): se plantearán diferentes problemas prácticos relacionados con el contenido de la asignatura para que el alumno resuelva de forma individual o en grupos.

Trabajos tutelados: problemas prácticos que los alumnos deberán desarrollar, con apoyo del docente, durante las sesiones interactivas y entregar de forma progresiva durante el bimestre.

Trabajo práctico: problema grupal de desarrollo obligatorio donde los estudiantes deberán demostrar y aplicar los conocimientos adquiridos en la materia.

Trabajo autónomo: el alcance y objetivos de los proyectos, casos de uso y/o problemas prácticos podrán requerir del trabajo autónomo por parte de alumnado, aunque con la tutela del profesorado.

Tutorías: Las sesiones de tutorías servirán para resolver las dudas del alumnado relacionadas con los contenidos de la asignatura. Estas tutorías serán tanto presenciales como virtuales a través de correo electrónico, campus virtual o plataforma de videoconferencia. Las tutorías síncronas requerirán cita previa.

Primera oportunidad:
Para aprobar la asignatura, el alumno deberá completar y aprobar los trabajos prácticos (30%) y tutelados (30%) propuestos, que representan el 60% de la calificación final, así como superar el examen final, que constituye el 40% restante. Para ello, será necesario obtener una nota igual o superior a 5 en la calificación global. Además, se requiere alcanzar al menos un 4 en cada una de las partes evaluadas para que se pueda promediar.

Los trabajos tutelados tendrán entregas progresivas a lo largo del bimestre. Se presentarán en las diferentes clases interactivas, a través de Notebooks, como medio para el desarrollo del temario de prácticas. Los alumnos dispondrán de, aproximadamente, 14 días desde la presentación de cada Notebook a su entrega final. Los Notebooks contendrán pequeños ejercicios individuales que les permitirán afianzar los conceptos vistos durante las clases. Su entrega es obligatoria y forma parte de la evaluación continua de la materia.
El trabajo práctico consistirá en un problema grupal evaluable y de entrega obligatoria que se desarrollará durante el bimestre. Este trabajo tiene prevista una presentación obligatoria en la última sesión interactiva.

Conforme al Artículo 1 del reglamento de asistencia a clase en las enseñanzas oficiales de grado y máster de la USC, se indica de forma explícita que la asistencia a clase no tendrá ninguna valoración en la evaluación de la materia. No obstante, se recomienda encarecidamente, ya que es fundamental para la adquisición de los conocimientos.

Las preguntas del examen final se centrarán en los contenidos específicos que se han desarrollado en la materia en relación con sus competencias y que podrán haber sido adquiridos por el alumno tanto en la parte expositiva como en la interactiva.

Exámenes parciales:
No se realizará ningún examen parcial.

Segunda oportunidad:
Se mantiene la nota conseguida en las prácticas (trabajos prácticos y tutelados) durante el curso y también su peso en la nota final. Los alumnos que no hubiesen alcanzado la nota de corte en las actividades propuestas durante la convocatoria anterior podrán entregar, en fecha previa al examen final de segunda oportunidad, actividades similares a las no superadas, que serán propuestas por los docentes. Una vez superadas las partes evaluadas por separado, el examen será el 40% de la nota final y las prácticas el 60% restante (30% trabajos prácticos y 30% trabajos tutelados). .Para aprobar la asignatura será necesario una nota media global igual o superior a 5. Además, se requiere alcanzar al menos un 4 en cada una de las partes evaluadas para que se pueda promediar.
Las preguntas del examen final se centrarán en los contenidos específicos que se han desarrollado en la materia en relación con sus competencias y que podrán haber sido adquiridos por el alumno tanto en la parte expositiva como en la interactiva.

Alumnos repetidores y/o con dispensa de asistencia:
Los alumnos repetidores y/o con dispensa de asistencia se examinarán en las mismas condiciones que los alumnos en primera convocatoria

No presentado:
El alumno recibirá la cualificación de "no presentado" cuando no realice el examen final.


Realización fraudulenta de ejercicios o pruebas:
Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación lo recogido en la “Normativa de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de cualificaciones”.

En particular, si se detecta cualquier forma de plagio en alguna de las pruebas o exámenes, la calificación final será SUSPENSO (0), y se denunciará el incidente a las autoridades académicas correspondientes.

La materia tiene fijada, según la memoria del máster, una carga de trabajo de 3,0 ECTS. Dado que se ha fijado en 25 el número de horas correspondientes a cada ECTS, la carga total de trabajo para la materia se sitúa en 75,0 horas (3,0 ECTS x 25 horas por ECTS).
La carga de trabajo presencial está fijada en 12 horas de docencia expositiva, 12 horas de docencia interactiva. Por tanto, el trabajo personal de los/as estudiantes debe suponer 51 horas.

El alumno debería llevar al día la materia para poder aplicar en los ejercicios prácticos los conocimientos adquiridos de forma teórica.

Idioma principal: la materia se impartirá en castellano