División de Estudios de Posgrado e Investigación Maestría en Sistemas Computacionales Sistema de Información para la Trazabilidad de Procesos Acuícolas de Pequeña Escala Tesis Que para obtener el grado de Maestro en Sistemas Computacionales Presenta: Joel Alejandro Villalobos Gómez Director de Tesis: D. en I. Jesús Alberto Verduzco Ramírez Co-Director D. en T.I. Noel García Díaz Villa de Álvarez, Colima. Julio de 2018 i Dedicatoria A Dios Por darme una grandiosa familia, y siempre ubicarme en el lugar adecuado. A mi madre De la cual he recibo apoyo incondicional, la primera en ocuparse de mi bienestar y sentirse orgullosa de celebrar mis triunfos. Te amo, madre. A la memoria de mi abuela y mi padre Con su esfuerzo, cuidados y gran ejemplo, construyeron el camino para mi desarrollo personal y profesional que me permitió llegar hasta este punto y conseguir el grado de maestría. A mis hermanos Por estar siempre que los necesito, apoyándome y aconsejándome. “No es cierto que los seres humanos somos seres racionales por excelencia. Somos, como mamíferos, seres emocionales que usamos la razón para justificar u ocultar las emociones de las cuales se dan nuestras acciones” Humberto Maturana ii Agradecimientos Al Instituto Tecnológico de Colima por las facilidades otorgadas en el uso de sus instalaciones, y al personal docente por su disposición y apoyo para el desarrollo de este proyecto; en especial al Dr. Verduzco por templarme y guiarme en el arte de la investigación. Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), por la beca otorgada que permitió realizar mis estudios. A mis compañeros que, con su apoyo y entusiasmo, el curso del posgrado fue mas placentero. Aprendimos y nos divertimos. Un agradecimiento especial para Agustín Santana de la empresa Four Dreams, por brindarme su tiempo y conocimiento para guiarme en la implementación del software requerido en este proyecto. iii Resumen La acuicultura de pequeña escala, desarrollada en la zona costera del estado de Colima, representa una oportunidad de crecimiento para los productores locales, si se toma en cuenta que una de las líneas de política del plan estatal de desarrollo 2016- 2021, es incrementar la competitividad del campo colimense mediante su tecnificación y mayor financiamiento. Los productos acuícolas están destinados principalmente para el consumo humano, por lo cual, los sistemas de información para gestionar la trazabilidad de la producción en la cadena alimentaria son un requisito indispensable para la reducción de riesgos con respecto a la inocuidad. Esto se ha demostrado en diversas investigaciones científicas alrededor del mundo, conjuntamente con la alta demanda de soluciones comerciales para el seguimiento de operaciones en la cadena de suministros, principalmente aplicados en los sectores agrícola y ganadero. En esta investigación se desarrolló, utilizando herramientas de licencia pública, un sistema de información basado en tecnologías WEB, para la gestión y documentación de la trazabilidad en los procesos de producción de cultivos acuícolas, generando un registro histórico desde la preparación del terreno hasta su cosecha; permitiendo la capacidad de reconstrucción del historial de la producción de cada lote de los ciclos de cultivo, además del monitoreo y manejo de estanques en la granja. El sistema fue desarrollado apegado a la norma para la trazabilidad de productos de crustáceos ISO 16741:2015 bajo el esquema de la metodología Kanban para el seguimiento del proceso, y el modelo en cascada para la construcción del software. El presente trabajo expuso que, la utilización de un sistema de información para trazabilidad, reduce considerablemente los tiempos de consulta de la información de los ciclos de cultivo acuícola, facilitando la toma de decisiones a los productores con base en el historial de los eventos de la producción, además de permitir minimizar el impacto económico al individualizar cada lote que presente problemas, concluyendo que, es necesario que estas micro empresas cuenten con herramientas tecnológicas que les permita mantener un ciclo de mejora continua. iv Abstract Small-scale aquaculture, developed in the coastal zone of the state of Colima, represents an opportunity for growth for local producers, if we take into account that one of the lines of policy of the 2016-2021 state development plan is to increase the competitiveness of the agricultural industry through its technification and increased financing. Aquaculture products are mainly intended for human consumption, and information systems to manage the traceability of production in the food chain are therefore a prerequisite for the reduction of safety risks. This has been demonstrated in various scientific researches around the world, together with the high demand for commercial solutions for the monitoring of supply chain operations, mainly applied in the agricultural and livestock sectors. In this paper, using public licensing tools, an information system based on WEB technologies was developed to manage traceability in the production processes of aquaculture cultivation, generating a historical record from the preparation of the pond to its harvest, allowing the ability to reconstruct the production history of each batch of the cultivation cycles, as well as monitoring and management of ponds on the farm. The system was developed based on the standard for the traceability of crustacean products ISO 16741:2015 under the Kanban methodology scheme for process monitoring, and the cascade model for software construction. The present work stated that the use of an information system for traceability considerably reduces the time required to consult information on aquaculture cycles, making it easier for producers to make decisions based on the history of production events, as well as minimizing the economic impact by identifying the lot that presents problems, concluding with this that it is necessary for these microenterprises to have technological tools that allow them to maintain a cycle of continuous improvement. v Índice general PORTADA.................................................................................................................... i DEDICATORIA ............................................................................................................ i AGRADECIMIENTOS ................................................................................................. iI RESUMEN .............................................................................................................. ivV ABSTRACT................................................................................................................. v CAPÍTULO I INVESTIGACIÓN PRELIMINAR............................................................ 1 1.1 La naturaleza del problema ............................................................................... 1 1.2 Planteamiento del problema .............................................................................. 2 1.3 Revisión de la literatura ..................................................................................... 3 1.4 Propuesta de la solución del problema a investigar ........................................... 8 1.4.1 Descripción del sistema .............................................................................. 9 1.5 Motivación ........................................................................................................ 10 1.6 Hipótesis .......................................................................................................... 10 1.7 Objetivos .......................................................................................................... 11 1.7.1 Objetivo general ........................................................................................ 11 1.7.2 Objetivos específicos ................................................................................ 11 1.8 Justificación ..................................................................................................... 11 1.9 Descripción de los métodos empleados .......................................................... 12 1.10 Organización de este documento .................................................................. 12 CAPÍTULO II ESTADO DEL CAMPO DE CONOCIMIENTO .................................... 14 2.1 Marco histórico ................................................................................................ 14 2.1.1 Antecedentes de producción en la industria acuícola. .............................. 14 2.1.2 Antecedentes de los sistemas de información .......................................... 16 2.1.3 Antecedentes de la seguridad alimentaria ................................................ 17 2.2 Marco contextual ............................................................................................. 18 Índice general (continuación…) 2.2.1 Beneficios de los sistemas de trazabilidad ................................................ 18 2.2.2 Caso de estudio de este proyecto ............................................................. 19 2.3 Marco teórico ................................................................................................... 20 2.3.1 Cadena alimentaria ................................................................................... 20 2.3.2 Trazabilidad en la cadena de alimentos .................................................... 21 2.3.3 Lote ........................................................................................................... 21 2.3.4 Identificación del lote ................................................................................. 22 2.3.5 Sistema de trazabilidad ............................................................................. 22 2.3.6 Proceso para el desarrollo de software ..................................................... 22 2.3.7 Metodología Kanban ................................................................................. 24 2.3.8 Lenguaje PHP ........................................................................................... 24 2.3.9 MySQL ...................................................................................................... 24 2.3.10 CodeIgniter Web Framework .................................................................. 25 CAPÍTULO III MÉTODOS EMPLEADOS ................................................................. 26 3.1 Investigación preliminar ................................................................................... 26 3.2 Análisis del proyecto ........................................................................................ 28 3.3 Diseño del modelo ........................................................................................... 29 3.4 Implementación ............................................................................................... 29 3.5 Validación y verificación................................................................................... 29 3.5 Resultados y conclusiones .............................................................................. 30 3.6 Documentación y capacitación ........................................................................ 30 CAPÍTULO IV DESARROLLO DEL SOFTWARE DE TRAZABILIDAD .................. 31 4.1 Análisis ............................................................................................................ 31 4.1.1 Modelo de requisitos ................................................................................. 32 4.1.2 Modelo de casos de uso ........................................................................... 35 4.1.3 Diagramas de actividades con responsabilidades..................................... 37 4.2 Diseño.............................................................................................................. 39 4.2.1 Modelo de clases ...................................................................................... 39 Índice general (continuación…) 4.2.2 Modelo de datos ........................................................................................ 40 4.2.3 Modelo de interfaces ................................................................................. 48 4.2.4 Diagrama de navegación .......................................................................... 51 4.2.5 Modelo de despliegue ............................................................................... 52 4.2.5 Modelo de componentes ........................................................................... 53 4.3 Implementación ............................................................................................... 54 4.3.1 Codificación ............................................................................................... 54 4.3.2 Transición .................................................................................................. 61 4.4 Verificación y validación................................................................................... 62 4.4.1 Pruebas de componente (unitarias) .......................................................... 62 4.4.2 Pruebas de integración ............................................................................. 63 4.4.3 Pruebas de sistema................................................................................... 63 4.4.4 Pruebas de aceptación (pruebas alfa)....................................................... 63 CAPÍTULO V RESULTADOS OBTENIDOS ............................................................. 64 CAPÍTULO VI CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO ........................................ 68 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 69