Repositorio de la Universidad Industrial de Santander
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Design of a pilot plant for the evolution of hydrogen in an alkaline medium using alternative electrocatalysts
No full textEl hidrógeno es considerado un vector energético con una muy buena visión a futuro, debido a que puede producirse y almacenarse para ser utilizado en pilas combustible de manera segura, sin generar residuos tóxicos mediante procesos electroquímicos. En este proyecto se realiza el diseño de una planta piloto para la producción de hidrógeno gaseoso de manera electroquímica. En el cual, se usan espumas de Níquel como electrodos y una membrana de intercambio iónico que permite la separación de los gases producidos tanto en el cátodo (H2) como en el ánodo (CO2 y N2). Este diseño, cuenta con una recirculación de 6 Litros de solución (KOH y Urea) a través de un reservorio y tuberías de transporte con la ayuda de una bomba peristáltica. Además, se presenta un sistema de extracción de gases, con el objetivo de generar una vía de almacenamiento para el hidrógeno producido. El diseño presenta una selección de materiales y una evaluación en el impacto ambiental realizada con la ayuda del software Granta Edupack.PregradoIngeniero MetalúrgicoHydrogen is considered an energy vector with a very good vision for the future, because it can be produced and stored to be used in fuel cells safely without generating toxic waste through electrochemical processes. In this project, the design of a pilot plant to produce gaseous hydrogen in an electrochemical way, where nickel foams are used as electrodes and an ion exchange membrane that allows the separation of the gases produced both in the cathode (H2) as in the anode (CO2 and N2. In addition, a gas extraction system is presented, with the goal of generating a storage path for the Hydrogen produced. The design presents a selection of materials and an environmental impact assessment was made using Granta Edupack software
Numerical Modeling of a Pavement Structure with Marginal Granular Materials in a Typical Cross Section
No full textMediante la modelización numérica por elementos finitos, este proyecto pretende evaluar el
comportamiento mecánico e hidráulico de una estructura de pavimento que incluye material granular
marginal (MGM). Los MGM pueden proporcionar beneficios ambientales, económicos, paisajísticos y
sociales. Para ello, se llevó a cabo la modelización mediante el software GiD y Code-Bright, en una sección
transversal típica de corte y relleno donde se encuentra la estructura de pavimento. Este enfoque permitió
analizar el comportamiento tensión-deformación y otras características importantes para comprender los
resultados relativos al comportamiento de los MGM bajo la aplicación de esfuerzos y otras condiciones
como las modificaciones de la presión del agua de poros. Estas simulaciones sugirieron que el software
GiD y Code-Bright son de gran apoyo para condicionar el modelo al entorno analizado.PregradoIngeniero CivilThrough finite elements numerical modeling, this project aims to evaluate the mechanical and hydraulic
behavior of a pavement structure that includes marginal granular material (MGM). MGMs can provide
environmental, economic, landscape, and social benefits. For this purpose, modeling was carried out using
the software GiD and Code-Bright, in a typical cut and fill cross-section where the pavement structure is
located. This approach allowed the analysis of the stress-strain behavior and other important characteristics
to understand the results regarding the MGMs' behavior under the application of stress and other conditions
such as modifications of pore water pressure. These simulations suggested that the GiD and Code-Bright
software are of great support for conditioning the model to the environment analyzed
Systematization of the Formative Experience of Community Facilitators MoMo: Mochila for Resilience and Anticipatory Governance of Mountain Social-Ecological Systems, Northern Zone of the Serranía de los Yariguíes, 2024
No full textLos sistemas socioecológicos de montaña en los Andes colombianos son hotspots de biodiversidad que proporcionan servicios ecosistémicos esenciales y son hogar de numerosas familias campesinas. Promover la diversidad y el bienestar en este entorno cambiante requiere herramientas prácticas que impulsen la resiliencia y la sostenibilidad.
Aunque la Constitución Nacional de Colombia contempla mecanismo e instrumentos de participación, se necesitan enfoques adicionales para fortalecer las capacidades locales y facilitar la gestión resiliente y anticipatoria de las comunidades. En este contexto, esta investigación sistematizó la experiencia de formación de facilitadores comunitarios en el uso de MoMo (Mochila Montañera para la resiliencia y la gobernanza anticipatoria), una herramienta diseñada para promover la autogestión comunitaria en las montañas colombianas.
El estudio utilizó la sistematización de experiencias en la acción, combinando técnicas como observación participante, entrevistas y cuestionarios de reflexión para mejorar la experiencia de formación e identificar las potencialidades y limitaciones de MoMo. Durante el proceso, los facilitadores en formación implementaron MoMo en el contexto de la Junta de Acción Comunal de La Germania. Los resultados evidencian que la experiencia de formación implementada es adecuada, ya que logró fortalecer las capacidades de cuatro personas de la comunidad campesina en la facilitación y uso de MoMo. Adicionalmente, MoMo mostró ser una herramienta pertinente para las comunidades locales, ya que fomenta el diálogo participativo, reconoce el conocimiento local, promueve el aprendizaje colectivo, la coproducción de saberes y la planificación anticipatoria y resiliente.
Sin embargo, se identificaron desafíos como la disminución de la participación comunitaria y las dificultades para escalar los planes de acción construidos localmente. Como siguiente paso, se plantea expandir la estrategia de aprendizaje de MoMo a otros contextos, poniendo esta herramienta a disposición de más comunidades para fortalecer su autogestión y capacidad de adaptación.MaestríaMagíster en Métodos y Técnicas de Investigación SocialMountain socio-ecological systems in the Colombian Andes are biodiversity hotspots that provide essential ecosystem services and are home to numerous farming families. Promoting diversity and well-being in this changing environment requires practical tools that enhance resilience and sustainability.
Although Colombia's National Constitution foresees mechanisms and instruments for participation, additional approaches are needed to strengthen local capacities and facilitate resilient and anticipatory community management. In this context, this research systematized the formative experience of community facilitators in the use of MoMo (Mountain Mochila for Resilience and Anticipatory Governance), a tool designed to foster community self-management in the Colombian mountains.
The study employed a systematization of experience in action, combining techniques such as participant observation, interviews, and reflective questionnaires to improve the formative experience and identify the potential and limitations of MoMo. During the process, facilitators undergoing formation implemented MoMo within the context of La Germania Community Action Board. The results show that the formative experience implemented was effective, as it succeeded in strengthening the capacities of four members of the farming community in facilitating and using MoMo. Additionally, MoMo proved to be a relevant tool for local communities, fostering participatory dialogue, recognizing local knowledge, and promoting collective learning, co-production of knowledge, and anticipatory and resilient planning.
However, challenges such as reduced community participation and difficulties in scaling up locally developed action plans were identified. As a next step, expanding MoMo's learning strategy to other contexts is proposed, making this tool available to more communities to strengthen their self-management and adaptive capacities
Methodology to determine the health of the cables installed in an ESSA medium voltage network
No full textEl documento contiene una descripción del estudio del arte realizado a la literatura existente relacionada con los sistemas de cableado aislado. En primera instancia se analizan el grupo de normas IEEE 400, enfatizando en la aplicabilidad de los distintos métodos de pruebas que se pueden realizar a los sistemas de cableado de la empresa electrificadora de Santander y a las ventajas y desventajas de cada uno de los métodos. También se analizó el desarrollo que se tiene al interior del grupo EPM, casa matriz de ESSA. En esta etapa se pudo constatar que ya existe una metodología que se puede adoptar y se tuvieron en cuenta las lecciones de la implementación de esta. Acto seguido, se realizó un sondeo al interior de la empresa, en donde se pudo concluir que no se está aplicando un método particular para determinar la salud de los cables aislados y que las iniciativas para verificar el estado de los sistemas de cableado son aisladas y no tienen un proceso definido. Para finalizar se realizó una selección de las pruebas aplicables en la empresa, considerando el tipo de equipo de pruebas con el que se cuenta y entendiendo que se requiere contar con los encargados del sistema de cableado para la realización de las pruebas, así como de la socialización de la metodología que se preparó.EspecializaciónEspecialista en Sistemas de Distribución de Energía EléctricaThe document contains a description of the study of the art made to the existing literature related to isolated wiring systems. In the first instance, the group of IEEE 400 standards is analyzed, emphasizing the applicability of the different test methods that can be carried out on the wiring systems of the Santander electricity company and the advantages and disadvantages of each of the methods. The development within the EPM group, ESSA's parent company, was also analyzed. At this stage it was found that there is already a methodology that can be adopted and the lessons from its implementation were considered. In the next stage, a survey was carried out within the company, where it was possible to conclude that a particular method is not being applied to determine the health of isolated cables and that the initiatives to verify the status of the wiring systems are isolated and not, they have a defined process. Finally, a selection of the applicable tests in the company was made, considering the type of test equipment available and understanding that it is required to have those in charge of the wiring system to carry out the tests, as well as the socialization of the methodology that was prepared
Evaluation of the mechanical behavior during the curing process of a granular base stabilized with a cold bituminous binder
No full textLa estabilización de materiales granulares con un ligante bituminoso está catalogada como una alternativa beneficiosa para el mejoramiento de las capas de pavimentos. El proceso de curado de este tipo de materiales es un factor importante en la evolución de la capacidad prestante. Esta investigación determinó el comportamiento del curado de probetas ligadas con emulsión asfáltica exponiéndolas a dos condiciones de curado, en la primera el curado fue realizado en el laboratorio colocando las muestras en un horno a una temperatura de 60°C, y evaluando la magnitud de la rigidez de las probetas acondicionadas con diferentes tiempos, 24, 48, y 72 horas. El segundo proceso, los materiales fueron ubicados en campo con el fin de exponerlos a agentes climáticos reales. Se instalaron especímenes en Girón (Clima 1), Bucaramanga (Clima 2) y La Niebla (Clima 3), realizando una evaluación periódica a 15, 30, 60 y 90 días de la rigidez. A través de la determinación del módulo resiliente se analizó la respuesta mecánica del material, con el fin de correlacionar los resultados de las dos metodologías de curado e interpretar que tiempo de curado en el laboratorio permite un acercamiento al comportamiento exhibido por las probetas en condiciones de campo.PregradoIngeniero CivilThe stabilization of granular materials with a bituminous binder is considered a beneficial alternative for the improvement of pavement layers. The curing process of this type of materials is an important factor in the evolution of the lending capacity. This research determined the curing behavior of asphalt emulsion bound specimens by exposing them to two curing conditions. In the first one, curing was performed in the laboratory by placing the samples in an oven at a temperature of 60°C, and evaluating the magnitude of the stiffness of the conditioned specimens at different times, 24, 48, and 72 hours. In the second process, the materials were placed in the field in order to expose them to real climatic agents. Specimens were installed in Girón (Climate 1), Bucaramanga (Climate 2) and La Niebla (Climate 3), performing a periodic evaluation at 15, 30, 60 and 90 days of stiffness. Through the determination of the resilient modulus, the mechanical response of the material was analyzed in order to correlate the results of the two curing methodologies and to interpret which curing time in the laboratory allows an approach to the behavior exhibited by the specimens in field conditions
Business practicum in the supervision support in the development of telecommunications stations coordinated by the SEG Company Construction and Consultancy S.A.S.
No full textEl presente informe está relacionado con la práctica empresarial realizada para la Empresa SEG
Construcción y Consultoría S.A.S., como auxiliar de apoyo en la supervisión de ingeniería en el
periodo comprendido entre junio y octubre del 2021 en el desarrollo de nueve estaciones de
telecomunicaciones. Dentro de su gran complejidad, se destaca el proyecto Buenos Aires – Mesa
de Ruitoque, el cual consta de una torre de base triangular auto soportada de 50 metros de altura
y un ancho de base de 5.50 metros, situada sobre un área de construcción de 127.92 metros
cuadrados; ubicada en la vereda Las Chatas Parcela Villanueva – Piedecuesta (Santander). La
práctica empresarial se basó en la ejecución de labores relacionadas en el apoyo al cumplimiento
de las especificaciones técnicas de las actividades constructivas, en generar propuestas de
solución adecuadas de los procesos y el almacenamiento de documentación para la contribución
a la academia de la asignatura de Análisis Estructural al obtener registros fotográficos de los
procesos constructivos de la cimentación y del sistema estructural.PregradoIngeniero CivilThe presented report is related to the business practicum done in the SEG Company Construction
and Consultancy S.A.S., as supporting auxiliary in the engineer supervision during the period of
time between June and October of 2021, in the development of nine communication stations.
Within its significant complexity, it is outstanding the Buenos Aires project- Mesa de Ruitoque,
in which consist of a triangular-based tower 50 self-supported meters of high and width-based of
5.50 meters, situated in a construction area of 127,92 square meters; located in the countryside of
Chatas Parcela Villanueva – Piedecuesta (Santander). The business practicum was based on the
execution of labors related to the accomplishment support of the constructive activities’ technical
specifications, in generating accurate solution proposals of the processes and the documentation
repository for the academy’s contribution of the subject Structural Analysis with the obtain of
photographic register in the constructive processes of foundation and structural system
Evaluation of the inhibition of asphaltenes with magnetite nanoparticles functionalized with graphene oxide in a Colombian crude
No full textA pesar de la aplicación de nuevas fuentes de recursos energéticos tales como: energía nuclear, energía solar entre otras; se ha notado significativamente en años recientes que esté aporte no es suficientemente para suplir las demandas energéticas actuales en el mundo; de hecho, la energía renovable va a tener un rol complementario en las próximas 2 décadas. (Hosein Rezvania., et al 2018). Por tanto, suplir el volumen energético será el principal desafío para la industria de los hidrocarburos en los próximos años. Sin embargo, los métodos de producción, recobro primario y secundario de crudo han sido débiles en los recientes años. La desestabilización y precipitación de asfaltenos en campos maduros es una problemática recurrente, que se ha tratado con métodos convencionales de remoción y/o inhibición de asfaltenos, éstos suelen ser muy costosos, tienen efectos temporales, pueden provocar modificaciones de los fluidos sin garantizar que no se presente una nueva depositación de los asfaltenos. Además, requieren equipos complejos, muchas veces costosos y en diversas ocasiones no protegen la formación productora, pudiendo ocasionar daños de formación aún más severos y difíciles de remediar.
Con base en esta problemática, en esta investigación se evalúan nanopartículas de Fe3O4 funcionalizadas con nanopartículas de GO (óxido de grafeno), con el objetivo de implementarlas como agente de estabilización de asfaltenos en campos petroleros. Las nanopartículas metálicas de magnetita tienden a ser inestables magnéticamente, se aglomeran y luego pueden depositarse, impidiendo que las mismas puedan ser aplicadas a la formación petrolífera de manera homogénea, se va utiliza el óxido de grafeno como un agente estabilizador de las nanopartículas de Fe3O4, les puede conferir estabilidad a las mismas que les permita mantenerse en suspensión mitigando el efecto de aglomeración y posterior precipitación.
Se encontró que el nanofluido desarrollado y estabilizado, generó estabilización en la precipitación de asfaltenos al crudo evaluado, además cambió la humectabilidad de la roca dejándola al agua lo que favorece el mejoramiento del factor de recobro.MaestríaMagíster en Ingeniería de HidrocarburosDespite the application of new energy resources such as: nuclear energy, solar energy among others; It has been significantly noted in recent years that this contribution is not enough to meet the current energy demands in the world; in fact, renewable energy is going to have a complementary role in the next 2 decades. (Hosein Rezvania., Et al 2018). Therefore, supplying the energy volume will be the main challenge for the hydrocarbon industry in the coming years. Nevertheless, the methods of production, primary and secondary recovery of crude oil have been weak in recent years. The destabilization and precipitation of asphaltenes in brownfields is a recurring problem, which has been treated of mitigated with conventional methods of removal and / or inhibition of asphaltenes, those are usually awfully expensive, have temporary effects, they can cause fluid modifications without guaranteeing that they will not a new deposition of asphaltenes occurs. In addition, they require complex equipment, many times expensive and on several occasions, they do not protect the producing formation, additionally they can cause formation damage that is even more severe and more difficult to remedy.
Based on this problem, functionalized nanoparticles of Fe3O4 (Magnetite) with GO (graphene oxide) will be evaluated, in order of implementing them as an asphaltene stabilization agent in oil fields. Magnetite metal nanoparticles tend to be magnetically unstable, they agglomerate and can then be deposited, preventing them from being applied to the oil formation in a homogeneous phase, graphene oxide will be intended to use as a stabilizing agent for Fe3O4 nanoparticles, can give them stability that allows them to stay in suspension mitigating the effect of agglomeration and subsequent precipitation
Methodology for the evaluation of the performance of sand seals made from oily residues
No full textEl siguiente proyecto presenta una metodología la cual se comparó el desempeño de sellos de arena elaborados con un ligante de uso tradicional (emulsión asfáltica - EA) y un material bituminoso obtenido de los lodos aceitosos de la industria del petróleo (MBL), con el objeto de definir el potencial del nuevo material ligante para implementarlo como una alternativa sostenible para los tratamientos superficiales en vías de bajos volúmenes de tránsito. La metodología de evaluación de los sellos de arena a un nivel de laboratorio, contempló un proceso de construcción, compactación, curado y la definición del parámetro físico a medir para la determinación del desempeño del tratamiento de superficie cuando es sometido al paso continuo de una rueda cargada. A través del registro de la evolución de la macrotextura por medio del ensayo de la mancha de arena, se logró realizar una comparación directa entre cada riego fabricado con MBL, además de equiparar los resultados con los valores de referencia determinados sobre sellos ligados con emulsión asfáltica. Finalmente, se define una dosificación y un tiempo de curado requerido para cada uno de los MBL´s evaluados, con los cuales se alcanzó un desempeño similar al obtenido por el material de referencia (EA).PregradoIngeniero CivilThe following project presents a methodology which compared the performance of sand sprays made with a traditional binder (asphalt emulsion - EA) and a bituminous material obtained from oily sludge from the oil industry (MBL), in order to define the potential of the new binder material to be implemented as a sustainable alternative for surface treatments on roads with low traffic volumes. The evaluation methodology of the sand seals at a laboratory level, contemplated a process of construction, compaction, curing and the definition of the physical parameter to be measured for the determination of the performance of the surface treatment when subjected to the continuous passage of a loaded wheel. By recording the evolution of the macrotexture evolution by means of the sand stain test, a direct comparison was made between each irrigation manufactured with MBL, in addition to comparing the results with the reference values determined on seals bound with asphalt emulsion. Finally, a dosage and a required curing time were defined for each of the MBL's evaluated, with which a performance similar to that obtained with the reference material (EA) was achieved
Evaluation of the concordance between two microbiological methods and a molecular technique for the detection of carbapenemases in carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae isolates
No full textDescripción: El principal mecanismo de resistencia reportado en Klebsiella pneumoniae es la producción de carbapenemasas; por este motivo los laboratorios clínicos han desarrollado métodos para identificar de manera oportuna estos aislamientos; sin embargo, su detección y clasificación se dificulta por la diversidad de enzimas que hacen parte de este mecanismo.
Objetivo: Evaluar la concordancia entre los métodos de sinergia con disco de inhibidores, (EDTA/ APB), el método modificado de inactivación de carbapenémicos, (mCIM/eCIM) y la PCR, para la detección de carbapenemasas en aislamientos de Klebsiella pneumoniae, resistente a carbapenémicos de un laboratorio clínico del área metropolitana de Bucaramanga.
Materiales y métodos: Se incluyeron 100 aislamientos de K. pneumoniae, que se presentaron como resistentes o intermedios al menos a un carbapenémico, probado por el sistema automatizado VITEK®2 XL. Para cada aislamiento se procesaron los métodos EDTA/APB, mCIM/eCIM y PCR. Además, se evaluó la reproducibilidad interevaluador entre las técnicas fenotípicas, así como la frecuencia de las carbapenemasas. El análisis se realizó mediante el coeficiente Kappa de Cohen.
Resultados: El coeficiente de concordancia de Kappa de Cohen entre la técnica mCIM/eCIM y PCR fue de 0,705, (IC 95%: 0,470 – 0,872) con una reproducibilidad interevaluador, (RI) de 100% y entre el método EDTA/APB fue de 0,447, (IC 95%: 0,290 – 0,608) con RI del 94%.
La mayor frecuencia obtenida se presentó en la enzima KPC con el 88% seguida de NDM con el 8%; en el 6% de los aislamientos se detectó la coexistencia de blaKPC y blaVIM. El 4% restante no presentó amplificación de los genes de estudio.
Conclusiones: La técnica mCIM/eCIM podrían ser una buena alternativa para los laboratorios clínicos; sin embargo, se evidenció que la coexistencia de los genes blaKPC y blaVIM, limita los resultados de las pruebas fenotípicas, subestimando la presencia de alguna o ambas enzimas.MaestríaMagíster en MicrobiologíaDescription: The main mechanism of resistance reported in Klebsiella pneumoniae is the production of carbapenemases. For this reason, clinical laboratories have developed methods to identify these isolates in a timely manner. However, the detection and classification of carbapenemases are difficult because the enzyme diversity.
Objective: To evaluate the concordance among the inhibitor disk synergy method, (EDTA/APB), the modified carbapenem inactivation method, (mCIM/eCIM), and PCR for the detection of carbapenemases in carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae isolates from a clinical laboratory in the metropolitan area of Bucaramanga.
Materials y methods: 100 K. pneumoniae isolates, that were resistant or intermediate to at least one carbapenem, tested by the VITEK®2 XL automated system, were included. For each isolate, the EDTA/APB, mCIM/eCIM and PCR methods were processed. In addition, the inter-rater reliability between the phenotypic techniques was evaluated, as well as the frequency of carbapenemases. The analysis was performed using Cohen's Kappa coefficient.
Results: Cohen's Kappa coefficient between the m-CIM/e-CIM technique and PCR was 0.705, (95% CI: 0.470 - 0.872) with an inter-rater reliability, (IR) of 100%, and between the EDTA/APB and PCR was 0.447, (95% CI: 0.290 - 0.608) with an IR of 94%.
KPC was the most frequent carbapenemase, (88%) followed by NDM, (8%); in 6% of the isolates the coexistence of blaKPC and blaVIM was detected. The remaining 4% of the isolates did not present amplification of the evaluated genes.
Conclusions: The m-CIM/e-CIM technique could be a good alternative to detect carbapenemases for clinical laboratories. However, it was shown that the coexistence of the blaKPC and blaVIM genes limits the results of the phenotypic tests, underestimating the presence of one or both enzymes
Manufacturing methodology of homogeneous specimens of reduced size for the evaluation of mecanical properties of bituminous mixteres
No full textSe planteó una metodología para la fabricación de probetas homogéneas en su estructura, las cuales tienen un tamaño reducido para la evaluación de propiedades mecánicas de mezclas bituminosas con el equipo DMA1000. En el transcurso de la experimentación, se identificaron materiales granulares, de diversa procedencia y granulometría que fueron caracterizados, de los cuales se seleccionaron dos soportes granulares para la fabricación de las mezclas bituminosas. Se definieron procesos de mezclado controlando el tiempo y energía de homogenización de los materiales, se emplearon procesos de compactación para densificar la mezcla bituminosa aplicando cargas de diferente forma para orientar, acomodar y reducir los vacíos entre las partículas del agregado ligado con bitumen. Se experimentaron métodos de extracción de núcleos de probetas de mayores dimensiones y empleando moldes con las dimensiones específicas del tamaño requerido del espécimen. Para evaluar la homogeneidad, una vez obtenidas las probetas con las dimensiones requeridas, se evaluó la densidad del espécimen y posteriormente se fraccionó su volumen para obtener submuestras donde se midió nuevamente la densidad y se determinó el contenido de bitumen y agregado. Por último, se evaluó el módulo dinámico para determinar la repetibilidad de la prueba sobre réplicas de muestras obtenidas por la metodología de fabricación planteada.PregradoIngeniero CivilA methodology was proposed for the manufacture of homogeneous specimens in their structure, which have a reduced size for the evaluation of mechanical properties of bituminous mixtures with the DMA1000 equipment. During the experimentation, granular materials of diverse origin and granulometry were identified, which were characterized, from which two granular supports were selected for the manufacture of bituminous mixtures. Mixing processes were defined by controlling the time and energy of homogenization of the materials, compaction processes were used to densify the bituminous mixture by applying loads of different shapes to orient, accommodate and reduce the voids between the particles of the aggregate bound with bitumen. Methods of extracting cores from specimens of larger dimensions and using molds with the specific dimensions of the required size of the specimen were experimented with. To evaluate the homogeneity, once the specimens with the required dimensions were obtained, the density of the specimen was evaluated and subsequently its volume was fractionated to obtain subsamples where the density was measured again and the bitumen and aggregate content was determined. Finally, the dynamic module was evaluated to determine the repeatability of the test on replicas of samples obtained by the proposed manufacturing methodology