Neste trabalho, apresentamos um estudo sobre o problema de dimensionamento de lotes com múltiplas plantas, múltiplos itens e múltiplos períodos. As plantas têm capacidade de produção limitada e a fabricação de cada produto incorre em tempo e custo de preparação de máquina. Nosso objetivo é encontrar um plano de produção que satisfaça a demanda de todos os clientes, considerando que a soma dos custos de produção, de estoque, de transporte e de preparação de máquina seja a menor possível. Este trabalho tem duas contribuições centrais. Primeiramente, propomos a modelagem do problema de dimensionamento de lotes com múltiplas plantas utilizando o conceito de localização de facilidades. Para instâncias de pequena dimensão, os testes computacionais mostraram que a resolução do problema remodelado apresenta, como esperado, resultados melhores que o modelo original. No entanto, seu elevado número de restrições e de variáveis faz com que as instâncias de maiores magnitudes não consigam ser resolvidas. Para trabalhar com instâncias maiores, propomos um método híbrido (math-heurística), que combina o método relax-and-fix, com a restrição de local branching. Testes computacionais mostram que o método proposto apresenta soluções factíveis de boa qualidade para estas instâncias / In this work, we present a study about the multi-plant, multi-item, multi-period lot-sizing problem. The plants have limited capacity, and the production of each item implies in setup times and setup costs. Our objective is to find a production plan which satisfies the demand of every client, considering that the sum of the production, stocking, transport and setup costs is the lowest possible. This work has two main contributions. Firstly, we propose the multi-plant lot-sizing problem modeling using the facility location concept. For small dimension problems, computational tests showed that the remodeled problem resolution presents, as expected, better results than the original model. However, the great number of restrictions and variables make bigger instances to be intractable. To work with the bigger dimension instances, we propose a hybrid method (math-heuristic), which combines the relax-and-fix method and the local branching restriction. Computational tests show that the proposed math-heuristic presents good quality feasible solutions for these instances

O presente trabalho tem como objetivo comparar o desempenho de diferentes metaheurísticas bio-inspiradas aplicadas à resolução de problemas de otimização multiobjetivo do controle de tensão e reativos, ou controle Volt/VAr, em redes elétricas inteligentes. Entre os algoritmos implementados estão o algoritmo genético, o algoritmo memético, a otimização por colônia de formigas, a otimização por enxame de partículas e o strength pareto evolutionary algorithm (SPEA2). Aplicações dos algoritmos à resolução de problemas de otimização do controle Volt/VAr, em redes de distribuição de energia elétrica com dimensões reais, são utilizadas para comparação de seus indicadores de desempenho. A avaliação é feita tanto em relação à velocidade de busca quanto em relação à qualidade da solução encontrada. Os algoritmos mostraram resultados promissores para aplicação a redes de distribuição com dimensões reais, encontrando soluções de qualidade em tempos de busca aceitáveis. Parte deste desempenho se dá pelos métodos meta-heurísticos, parte por conta da modelagem adotada no processo de otimização. / The present work aims at comparing the performance of different bio-inspired metaheuristics applied to the Volt/VAr control multiobjective optimization problem in smart grids. Among the algorithms implemented are the genetic algorithm, the memetic algorithm, ant colony optimization, particle swarm optimization and the strength pareto evolutionary algorithm (SPEA2). Applications of the algorithms to solve Volt/VAr control optimization problems in distribution networks with real dimensions are used to compare their performance indicators. The evaluation is done both in relation to the search speed and in relation to the quality of the solution found. The promising results show that the algorithms are applicable to distribution networks with real dimensions, finding quality solutions in acceptable search times. This performance is obtained due to both the metaheuristic methods, and the modeling adopted in the optimization process.

En la actualidad, la usabilidad es un aspecto muy importante, debido a que establece un rol fundamental en el uso, aceptación e interacción de los usuarios con productos de software, que permite incrementar la satisfacción y el uso de la información y funcionalidades que estos proveen. Adicionalmente, la evaluación heurística, como objeto de estudio en este proyecto, pertenece a los métodos de inspección de usabilidad y, si bien es considerado como el más utilizado, debido a que permite el hallazgo del 75% del total de problemas de usabilidad involucrando únicamente de 3 a 5 expertos en usabilidad, en comparación con las pruebas de usuario que requieren de un alto número de usuarios finales, se han identificado ciertos problemas al momento de realizar su ejecución. El problema central identificado es la ausencia de una herramienta de automatización y soporte al proceso de evaluación heurística dirigida a evaluadores de usabilidad basada en un proceso formal, que fue el problema abordado por el presente trabajo de investigación, ya que engloba a los demás problemas encontrados. Por esta razón, el objetivo general del proyecto fue desarrollar e implementar una aplicación web que permita la automatización y que brinde soporte en la ejecución del proceso de evaluación heurística, basada en un proceso formal establecido, que se encuentre disponible principalmente para evaluadores de usabilidad. El desarrollo del sistema se realizó a través de un análisis comparativo de los procesos formales de evaluación heurística encontrados en la literatura, para poder seleccionar el más completo como la base de la aplicación, así como de un desarrollo iterativo e incremental a través de tres módulos. Una vez culminado y validado, el sistema fue puesto a prueba por usuarios expertos en usabilidad quienes tuvieron una percepción altamente positiva en el uso de la aplicación web para realizar inspecciones de usabilidad.

Los juegos serios, incluyendo las simulaciones interactivas, son un poderoso medio de apoyo al aprendizaje de los estudiantes universitarios. Entre los principales beneficios de las simulaciones está el de aclarar conceptos y mejorar la comprensión de los diferentes temas que se imparten en las instituciones de enseñanza superior. Varios autores están de acuerdo en que los juegos serios mejoran la capacidad de comprensión de los estudiantes a medida que aprenden. La Organización de las Naciones Unidas considera que la Educación para Todos (EPT) involucra el acceso a la educación para todas las personas incluidas a las personas con discapacidad. De igual forma, la Organización Mundial de la Salud (OMS) en el reporte sobre la discapacidad revela que más de mil millones de individuos sobrellevan algún tipo de discapacidad, este valor representa el 15% de la población mundial. Asimismo, existen millones de juegos serios basados en la web, de diferentes temáticas. Este estudio se centra en los juegos serios educativos; no todos los existentes son accesibles, la accesibilidad se asume como la finalidad de lograr que los juegos serios puedan ser utilizados por el mayor número de personas, independientemente de las capacidades, conocimientos, y características de los dispositivos tecnológicos que se utilicen para interactuar con las aplicaciones. En este contexto, el compromiso con este tema de gran interés educativo y social surge desde el año 2015 bajo la dirección del Dr. Sergio Luján Mora en calidad de director de esta tesis. Por supuesto, el uso de juegos serios puede ser una alternativa a las herramientas didácticas actuales, pero estos recursos deben ser cuidadosamente diseñados para que su utilidad sea valorada. Aunque el uso de los videojuegos ha aumentado en los Estados Unidos y en varios países europeos, es necesario evaluar su eficacia, que puede estar sujeta, como ocurre con otros medios, a un diseño didáctico adecuado, su correcta aplicación, así como a la accesibilidad. La evaluación de la accesibilidad de los videojuegos es un factor crucial para promover la evaluación de su contenido educativo. Entre los principales beneficios de un videojuego accesible, se pueden enumerar los siguientes: 1) permite la inclusión de todo tipo de usuarios; 2) mejora el acceso al contenido educativo; 3) ayuda a lograr mejores resultados de aprendizaje; 4) permite la reutilización del contenido en múltiples dispositivos; y 5) permite a los usuarios con una discapacidad permanente o temporal recibir y comprender su contenido educativo, así como poder utilizarlo correctamente. Por lo tanto, la accesibilidad es esencial para proporcionar una mejor interacción entre los usuarios y los juegos serios. Sin duda, la razón principal para diseñar juegos serios accesibles es proporcionar acceso a un número más significativo de usuarios, incluidas a las personas con algún tipo de discapacidad. Por consiguiente, para lograr que los juegos serios basados en la web sean accesibles e inclusivos se sugiere aplicar las normas que establece el World Wide Web Consortium (WC3). Este estudio se centra en las Web Content Accessibility Guidelines (WCAG) 2.1, aplicadas a la web pero que se adaptan a los juegos serios para reducir las barreras de acceso. Esta investigación se orienta en estudiar la accesibilidad en los juegos serios basados en la web aplicados al área educativa, además, este estudio se enfoca a las personas interesadas en conocer el estado de la cuestión relacionado con la accesibilidad y los estándares de las WCAG 2.0 y 2.1 en los juegos serios y la importancia de utilizar estas normas. En esta investigación se propone aplicar un método combinado para evaluar la accesibilidad en los juegos serios, teniendo en cuenta las WCAG 2.1. Se evaluó la accesibilidad de 82 juegos serios, tomados de forma aleatoria, desarrollados en HTML5 por Physical Education Technology (PhET) Interactive Simulations de la Universidad de Colorado. PhET ofrece simulaciones divertidas, gratuitas e interactivas en Matemáticas, Biología, Química, Ciencias de la Tierra y Física que se basan en la investigación. Tiene un total de 83 simulaciones desarrolladas en HTML5, 57 aplicaciones en Java vía CheerpJ, 63 simulaciones desarrolladas en Java, y 12 aplicaciones en Flash. Las aplicaciones pueden ser ejecutadas en línea o descargadas a un ordenador. Todas las simulaciones incluyen el código fuente HTML5 y Javascript de PhET, que se encuentra en la página GitHub de PhET. Esta investigación puede servir como guía para que los diseñadores y desarrolladores de juegos serios apliquen las WCAG 2.1 con un nivel aceptable de accesibilidad; además, este estudio puede aportar referencias para futuros trabajos relacionados con la accesibilidad en los juegos serios basados en la web. En la primera fase se realizó una revisión de la literatura que permitió identificar el estado actual de los juegos serios basados en la web y la accesibilidad, esto posibilitó identificar los estudios que aplican las WCAG 2.1 y los estudios de juegos serios relacionados con las discapacidades sensoriales, motoras y cognitivas. En la segunda fase, en la evaluación de la accesibilidad de los juegos serios, se aplicó un método combinado de accesibilidad que permitió comprobar los estándares de la WCAG 2.1. El método combinado fue aplicado a un caso de estudio para probar que se puede replicar a cualquier juego serio basado en la web, en esta fase, se contó con el aporte de dos expertos en accesibilidad web. Finalmente, en la tercera fase se implementó la evaluación heurística de accesibilidad para juegos serios; en la cual se aplicó tres modificaciones al método de Barrier Walkthrough (BW) propuesto por Brajnik. Los resultados de la presente investigación fueron publicados durante los años 2016 y 2020, después de pasar por procesos de revisión ciega por pares, en revistas y congresos indexados en Web Of Science (WOS) y Scopus. Se han realizado un total de siete publicaciones principales: tres artículos en revistas de alto impacto con cuartil Q2 con índice Journal Citation Reports (JCR) impact factor, y cuatro artículos en memorias de congreso. Los artículos publicados se presentan en orden cronológico: Producción de videojuegos orientados a la enseñanza mediante lenguajes de programación por bloques aplicables a aulas virtuales mediante SCORM. Capítulo de libro. Octaedro. 2016. Juego serio móvil de cálculo binario para personas con discapacidad visual. Conferencia ATICA. 2017. A Serious Game Accessible to People with Visual Impairments. Conferencia ACM. Indexada en Scopus. 2017. Accessibility Evaluation of Video Games for Users with Cognitive Disabilities. Conferencia IHSI. Indexada en Scopus. SJR Q3. 2020. Combined Method for Evaluating Accessibility in Serious Games. Revista Applied Sciences. JCR IF= 2.474. Q2. SJR Q1. 2020. Web-Based Serious Games and Accessibility: A Systematic Literature Review. Revista Applied Sciences. JCR IF= 2.474. Q2. SJR Q1. 2020. A Heuristic Method for Evaluating Accessibility in Web-based Serious Games for Users with Low Vision. Revista Applied Sciences. JCR IF= 2.474. Q2. SJR Q1. 2020. Los artículos uno, dos, tres y cuatro fueron trabajos previos en los que se estudió el desarrollo de juegos serios y sus problemas de accesibilidad, para las personas con problemas de visión y problemas cognitivos. En paralelo, se trabajó en el análisis de la literatura; nunca se paró de revisar la literatura existente; que se plasmó en el trabajo seis, que fue publicado después del artículo cinco. Se propuso el método combinado en el trabajo cinco; y posterior a este, un método heurístico para evaluar la accesibilidad de las personas con baja visión que se plasma en el siete. La comprobación de la accesibilidad de un juego serio basado en la web es un reto esencial para los expertos y no expertos en accesibilidad. Los usuarios que sufren cambios relacionados con la edad, como la baja visión, mala audición y disminución de la motricidad, entre otros, presentan barreras para acceder a los juegos serios. Los principales resultados que se han obtenido de este trabajo son: 1) caracterizar la accesibilidad de los juegos serios educativos considerando las discapacidades sensoriales, motrices y cognitivas; 2) proponer un método combinado para la evaluación de la accesibilidad aplicando las WCAG 2.1; 3) probar un método heurístico para evaluar la accesibilidad en juegos serios, caso específico usuarios con baja visión; 4) compartir los datos de los experimentos en repositorios abiertos para la réplica y difusión de la investigación en accesibilidad en juegos serios. En este estudio se encontró que varios de los juegos serios evaluados no cumplen los requisitos de accesibilidad establecidos en las WCAG 2.1. El mayor número de los problemas identificados con relación a la accesibilidad de los juegos serios indican que es esencial robustecer las políticas de accesibilidad en cada país y difundir los lineamientos para que los juegos serios sean más accesibles e inclusivos. Los futuros trabajos deberían seguir analizando la evolución de la accesibilidad de los juegos serios, al compartir datos abiertos que permitan identificar el mayor número de barreras de accesibilidad de tal forma que se apliquen los correctivos del caso. Se recomienda analizar los errores más frecuentes y aplicar las mejores prácticas para lograr juegos serios más inclusivos que cumplan con las WCAG 2.1. Durante el proceso de revisión de literatura en un filtrado de cuatro fases con el método PRISMA se encontró que no existen herramientas automáticas para la revisión de la accesibilidad en juegos serios. Tampoco se encontraron métodos de evaluación de la accesibilidad para los juegos serios basados en la web. También se identificaron que varias soluciones de accesibilidad se logran con la aplicación de tecnologías de asistencia o rampas digitales especialmente para la discapacidad motora. Esta investigación presenta como propuesta un método combinado y un método heurístico para ayudar en la evaluación de la accesibilidad de cualquier juego serio basado en la web. La propuesta incluye una nueva heurística con rangos de persistencia que ayudan a los evaluadores a tener una aproximación más realista de la severidad de una barrera o impedimento de accesibilidad entre el juego serio y los usuarios. Se sugiere replicar estos métodos propuestos para diversos tipos de usuarios considerando las respectivas barreras de discapacidad. Como resultado de la investigación se encontró que ninguno de los juegos seleccionados en la muestra alcanzó un nivel aceptable de accesibilidad. Por lo tanto, los desarrolladores de los juegos serios y las empresas que están a la vanguardia de aplicaciones de juegos serios deben realizar esfuerzos significativos para perfeccionar la accesibilidad en los juegos serios. Por último, se anima a los diseñadores y programadores de juegos serios a aplicar y difundir los lineamientos establecidos en las WCAG 2.0 y 2.1 como punto de partida a la hora de construir aplicaciones inclusivas y accesibles.

El transporte de mercadería es una actividad muy importante para las empresas dedicadas al comercio de productos. Por lo general las entregas se programan en fechas exactas para cumplir con las solicitudes del cliente. No obstante, hay varios riesgos asociados a esta actividad (como asaltos, desastres naturales y tráfico), los cuales generan demora que pueden afectar negativamente el nivel de satisfacción de los clientes. El presente trabajo de fin de carrera busca brindar una herramienta de soporte a la actividad de transporte de mercadería. Con el fin de reducir el tiempo de las entregas realizadas por cada unidad, se plantea utilizar un algoritmo metaheurístico que asigne adecuadamente las órdenes de despacho a los vehículos de transporte. Asimismo se propone proveer al chofer de una ruta óptima para su desplazamiento, buscando minimizar el tiempo entre cada punto de entrega. Finalmente, también se propone monitorear la ubicación de los vehículos de transporte durante su trayecto, lo que hace posible detectar rápidamente cualquier desvío de la unidad sobre la ruta establecida. Para lograr las funcionalidades mencionadas se integrará la solución en un sistema web y un aplicativo móvil. El sistema web se utilizará para administrar las órdenes de despacho y para mostrar la ubicación de las unidades de transporte. El aplicativo móvil registrará la ubicación de la unidad de transporte y mostrará al chofer la mejor ruta para llegar a su destino.

Due to the current trends in business as the necessity to have a large catalogue of products, orders that increase in frequency but not in size, globalisation and a market that is increasingly competitive, the production sector faces an ever harder economical environment. All this raises the need for production scheduling with maximum efficiency and effectiveness. The first scientific publications on production scheduling appeared more than half a century ago. However, many authors have recognised a gap between the literature and the industrial problems. Most of the research concentrates on optimisation problems that are actually a very simplified version of reality. This allows for the use of sophisticated approaches and guarantees in many cases that optimal solutions are obtained. Yet, the exclusion of real-world restrictions harms the applicability of those methods. What the industry needs are systems for optimised production scheduling that adjust exactly to the conditions in the production plant and that generates good solutions in very little time. This is exactly the objective in this thesis, that is, to treat more realistic scheduling problems and to help closing the gap between the literature and practice. The considered scheduling problem is called the hybrid flowshop problem, which consists in a set of jobs that flow through a number of production stages. At each of the stages, one of the machines that belong to the stage is visited. A series of restriction is considered that include the possibility to skip stages, non-eligible machines, precedence constraints, positive and negative time lags and sequence dependent setup times. In the literature, such a large number of restrictions has not been considered simultaneously before. Briefly, in this thesis a very realistic production scheduling problem is studied. Various optimisation methods are presented for the described scheduling problem. A mixed integer programming model is proposed, in order to obtai / Urlings ., T. (2010). Heuristics and metaheuristics for heavily constrained hybrid flowshop problems [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8439

El objetivo de la tesis doctoral "MODELOS Y MÉTODOS PARA EL PROBLEMA DE PROGRAMACIÓN DEL LOTE ECONÓMICO CON COPRODUCCIÓN DELIBERADA Y CONTROLADA (DCC-ELSP)", realizada por Dña. Pilar Isabel Vidal Carreras y dirigida por Dr. D. Jose Pedro García Sabater, es analizar y modelar el problema de programación de producción con coproducción controlada y deliberada, en el contexto del sector de los proveedores del automóvil, que se asimila al problema ELSP - Economic Lot Scheduling Problem (Problema de Programación del Lote Económico). Para esto, se requiere la definición de diferentes metodologías y algoritmos que permitan resolverlo de manera satisfactoria. Interés del Problema El origen del problema de esta tesis surge como resultado del continuo y extenso contacto del director de la tesis, Dr. D. José P. García Sabater y más reciente de la doctoranda, Dña. Pilar I. Vidal Carreras, con las empresas suministradoras del sector del automóvil (Garcia-Sabater et al., 2006a; Garcia-Sabater y Marin-Garcia, 2009; Garcia-Sabater et al., 1999; Garcia-Sabater, 2000; Garcia-Sabater y Vidal-Carreras, 2010; Garcia-Sabater et al., 2006b; Miralles et al., 2005; Vidal-Carreras y Garcia-Sabater, 2005). La coproducción deliberada y controlada (DCC - Deliberate Controlled Coproduction), esto es, la opción de fabricar o no (deliberación) dos productos simultáneamente de manera controlada, en este entorno aparece con frecuencia. Para citar un ejemplo comentar como los automóviles contienen muchas partes simétricas para el lado izquierdo y derecha del vehículo (retrovisores, puertas, faros, etc). Estos procesos de producción son a menudo diseñados para producir la parte izquierda y la parte derecha al mismo tiempo. Esta situación no parece ser un problema cuando se producen piezas para un coche nuevo. Sin embargo, las mismas instalaciones de fabricación se utilizan para producir piezas de repuesto para reemplazar las piezas dañadas. / Vidal Carreras, PI. (2011). Modelos y métodos para el problema de programación del lote económico con coproducción deliberada y controlada (DCC-ELSP) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/9919

The partition of Water Supply Networks (WSNs) into sectors can be considered as a management strategy that entails its subdivision into homogeneous subgroups. This subdivision aims to enhance the management in each sub-area (sector) carried out by permanently monitoring the inlet flows of each sector This thesis presents a series of innovative sectorization methodologies where the sectors are previously defined by means of social networks community detection algorithms. In a second step, the arrangement boundary valves/sector entrance is optimized based upon optimization heuristic techniques. Such techniques include the benefits of sectorization in terms of both, leakage reduction, as a result of reducing pressure, and increasing the capacity to detect new leakage events. To tackle the later, the Monte Carlo technique is used to simulate the occurrence of new leakage events. WSNs subdivision strategies, must take into account their network topology. In networks dependent on a main conduction network, also called trunk network, any sectorization strategy should avoid closure of its pipes in order to preserve the reliability of the system. The herein proposed trunk network identification method, is based on the concept of Shortest Path from the graph theory, in combination with an analysis of the flows (and their directions) circulating through the network in the pick-demand scenario. As a result, the pipes are graded, and the range of pipes belonging to the trunk network can be selected. Once the trunk network is identified, it is isolated from the distribution network and sectors are defined on the later, based on three social network based community detection algorithms, namely: Hierarchical Clustering, Multilevel Detection Algorithm or Louvaine Method and Random Walk community detection. After defining the area corresponding to each sector, the arrangement entrance / boundary valves must be established. To this end, heuristic-based optimization algorithms (Genetic Algorithms, Particle Swarm Optimization and Agent Swarm Optimization) are implemented. The first procedure not only takes into account the benefit of sectorization in terms of reduction of flows associated with background leakage as a result of reducing pressure, but also considers other effects of great relevance. This leads to a more realistic cost-benefit analysis than the one that could be carried out if only the reduction of background leakage flows was considered. In the second method, multilevel optimization is implemented to optimize the arrangement of boundary valves / sector entrance, in the first level, and to determine the set point of pressure reducing valves located at the entrance of each sector, in the second level. In the third optimization method, only the boundary valves/sector entrance arrangement is optimized based on an economic analysis that does not take into account the effect on the occurrence of new leakages. For the application of the proposed methodologies, it is mandatory to count on an appropriately calibrated hydraulic model. Thus, a WSN calibration method which considers emitter coefficients at the nodes was developed. For exemplification purposes, the proposed methodologies are implemented on a section of the WSN of Managua city, capital of Nicaragua. As a result of the implementation, a net profit of 104,764 $ (American dollars)/year is reported. / La sectorización de las Redes de Abastecimiento de Agua Potable (RDAPs) se puede considerar como una estrategia de gestión que implica su subdivisión en subgrupos homogéneos a fin poder gestionar de mejor manera cada sub-área (sector) mediante el monitoreo permanente de los caudales que ingresan a cada sector. En esta tesis se plantea una serie de metodologías de sectorización innovadoras en que primero se definen los sectores basados en algoritmos de detección de comunidades en grafos de redes sociales. En un segundo paso, se optimiza el conjunto de entradas y válvulas de cierre (CEVC) de cada sector utilizando técnicas heurísticas de optimización. En dicha optimización se incluyen los beneficios de la sectorización en términos de reducción de fugas producto de la reducción de presión y de la capacidad aumentada para detectar nuevos eventos de fugas. Para el abordaje del segundo aspecto se hace uso de la técnica de Monte Carlo para representar eventos de fugas en cada sector basados en una distribución de probabilidades dada. Las estrategias empleadas para subdividir RDAPs deben tener en cuenta la topología de las mismas. En redes dependientes de una red de conducción principal, cualquier estrategia de sectorización que se plantee deberá evitar cierres en la misma, a fin de preservar la fiabilidad del sistema. Es por esta razón que dentro de las metodologías que se plantean en este trabajo, se lleva a cabo un proceso de identificación y segregación de la red de conducción principal. El método de identificación de la red troncal propuesto en este trabajo se basa en el concepto de Caminos más Cortos, propio de la teoría de grafos, en combinación con un análisis de los caudales (y direcciones de los mismos) que circulan por la red en el escenario de mayor demanda. Como resultado, se obtiene un ranking de tuberías, a partir del cual se puede seleccionar el alcance de la red de conducción principal. Una vez identificada la red troncal, la misma se aísla de la red distribución y, sobre esta última, se definen los sectores utilizando tres algoritmos de detección de comunidades en redes sociales: Clústering Jerárquico, Algoritmo de Detección Multinivel y Detección de Comunidades a través de Caminos Aleatorios. Tras definir el área que corresponde a cada sector, se debe establecer el conjunto de válvulas cerradas y el punto de abastecimiento del sector. Para tal fin, se implementan procedimientos de optimización basados en los algoritmos de optimización heurística: Algoritmos Genéticos (Genetic Algorithms), Optimización de Enjambres de Partículas (Particle Swarm Optimization) y Optimización de Enjambres de Agentes (Agent Swarm Optimization). En el primer procedimiento, no sólo se toma en cuenta el beneficio de la sectorización en términos de reducción de caudales asociados a fugas de fondo, como consecuencia de reducir la presión, sino que también se tienen en cuenta otros efectos de gran relevancia. Esto permite que el análisis coste/beneficio de la sectorización sea más realista que el que se podría realizar si sólo se tuviera en cuenta la reducción de caudales de fugas de fondo. En el segundo método se emplea optimización multinivel para, además de optimizar el conjunto de válvulas cerradas/entrada de sectores, determinar el punto de ajuste de válvulas reductoras de presión en la entrada de los sectores. En el tercer método de optimización sólo se optimiza el CEVC mediante un análisis económico que no tiene en cuenta el efecto sobre la aparición de nuevas fugas. Para la aplicación de las metodologías propuestas es importante contar con un modelo hidráulico correctamente calibrado. Para ello, se desarrolló un método de calibración de RDAPs que tiene en cuenta los coeficientes de emisor en los nodos. Las metodologías propuestas se implementan sobre una sección de la RDAP de la ciudad de Managua, Nicaragua. Como resultado de la impleme / La sectorització de les Xarxes d'Abastament d'Aigua Potable (XAAPs) es pot considerar com una estratègia de gestió que implica la seva subdivisió en subgrups homogenis. Aquesta subdivisió té com a finalitat poder gestionar de millor manera en cada subàrea (sector) aspectes com ara: fuites, reparacions, aspectes de qualitat, entre d'altres, mitjançant el monitoratge permanent dels cabals que ingressen a cada sector. En aquesta tesi es planteja una sèrie de metodologies de sectorització innovadores en que primer es defineixen els sectors basats en algoritmes de detecció de comunitats en grafs de xarxes socials. En un segon pas, s'optimitza el conjunt d'entrades i vàlvules de tancament (CEVT) de cada sector utilitzant tècniques heurístiques d'optimització. En aquesta optimització s'inclouen els beneficis de la sectorització en termes de reducció de fuites producte de la reducció de pressió i de la capacitat augmentada per detectar nous esdeveniments de fuites. Per l'abordatge del segon aspecte es fa ús de la tècnica de Monte Carlo per representar esdeveniments de fuites en cada sector basats en una distribució de probabilitats donada. Les estratègies emprades per subdividir XAAPs han de tenir en compte la topologia de les mateixes. En xarxa depenent d'una xarxa de conducció principal o xarxa troncal (d'aquest punt en endavant els termes són intercanviables), qualsevol estratègia de sectorització que es plantegi d'evitar tancaments en la mateixa, a fi de preservar la fiabilitat del sistema. El mètode d'identificació de la xarxa troncal proposat en aquest treball es basa en el concepte de camins més curts, propi de la teoria de grafs, en combinació amb una anàlisi dels cabals (i direccions dels mateixos) que circulen per la xarxa en l'escenari de major demanda. Com a resultat, s'obté un rànquing de canonades, a partir del qual es pot seleccionar l'abast de la xarxa de conducció principal. Una vegada identificada la xarxa troncal, la mateixa s'aïlla de la xarxa de distribució i, a aquesta última, es defineixen els sectors utilitzant tres algoritmes de detecció de comunitats en xarxes socials: Clustering jeràrquic, Algorisme de Detecció Multinivell o Mètode Louvain i Detecció de Comunitats a través de Camins Aleatoris. Després de definir l'àrea que correspon a cada sector, s'ha d'establir el conjunt de vàlvules tancades i el punt d'abastament del sector. Per a tal fi, s'implementen procediments d'optimització basats en els algoritmes d'optimització heurística: Algorismes Genètics (Genetic Algorithms), Optimització de Eixams de Partícules (Particle Swarm Optimization) i Optimització de Eixams d'Agents (Agent Swarm Optimization). En el primer procediment, no només es té en compte el benefici de la sectorització en termes de reducció de cabals associats a fuites de fons, com a conseqüència de reduir la pressió, sinó que també es tenen en compte altres efectes de gran rellevància. Això permet que l'anàlisi cost / benefici de la sectorització sigui més realista que el que es podria fer si només es tingués en compte la reducció de cabals de fuites de fons. En el segon mètode s'empra optimització multinivell per, a més d'optimitzar el conjunt de vàlvules tancades / entrada de sectors, determinar el punt d'ajust de vàlvules reductores de pressió a l'entrada dels sectors. En el tercer mètode d'optimització només s'optimitza el CEVT mitjançant una anàlisi econòmica que no té en compte l'efecte sobre l'aparició de noves fuites. Per a l'aplicació de les metodologies proposades és important comptar amb un model hidràulic correctament calibrat. Per a això, es va desenvolupar un mètode de calibratge de XAAPs que té en compte els coeficients d'emissor en els nodes. Per a fins d'exemplificació, les metodologies proposades s'implementen sobre una secció de la XAAP de la ciutat de Managua, Nicaragua. Com a resultat de la implementació es reporta / Campbell Gonzalez, E. (2017). Sectorización de redes de abastecimiento de agua potable basada en detección de comunidades en redes sociales y optimización heurística [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/86206 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

[ES] Las maquinas industriales están fabricadas bajo unas especificaciones y tolerancias para cumplir sus funciones dentro del proceso productivo. Las maquinas producen vibraciones desde el inicio de su vida útil inherentes a las tolerancias e imperfecciones del proceso de fabricación de sus componentes, y que se incrementan por el desgaste de su uso. Las vibraciones provienen de las cargas dinámicas que producen las máquinas en su operación. Estas se transmiten a la cimentación y finalmente al suelo que lo soporta en forma de radiación. Un diseño de la cimentación y de los elementos de conexión entre la máquina y la cimentación (impedancias) reduce las vibraciones que transmite la máquina a su entorno. En el diseño de cimentaciones sometidas a fuerzas dinámicas hay muy pocas aportaciones dedicadas a la optimización, y no existen investigaciones sobre el transitorio de arranque de la máquina, momento en el que se producen las mayores vibraciones. El estado del arte concluye que los autores siempre han optimizado cimentaciones con un grado de libertad y en régimen de operación permanente. El cálculo dinámico de cimentaciones está orientado a reducir las vibraciones que se producen en el régimen permanente de operación. El diseño de las cimentaciones está basado en la aplicación de un conjunto de "Reglas de Oro" que conducen todas ellas a reducir las vibraciones aumentando la masa de la cimentación, es decir, su tamaño y en consecuencia su coste. En esta tesis se plantea un modelo de cimentación de 3 masas y 9 grados de libertad. Se determinan las ecuaciones del movimiento de las masas que componen el modelo a partir de la formulación de D'Alambert. Se integran en el tiempo empleando el método ß de Newmark. Esta metodología permite analizar además del régimen permanente de operación, el régimen transitorio de arranque de la máquina, limitando así el posible paso del conjunto por la zona de resonancia, no siendo necesario ya hacer el análisis modal en busca de la frecuencia de resonancia. El modelo contempla el movimiento vertical, el desplazamiento horizontal y el balanceo de la máquina, 3 grados de libertad para cada una de las masas que componen el modelo, considerando desplazamientos, velocidades y aceleraciones de cada una de las tres masas, habiendo por tanto 27 variables "solución" a analizar en cada caso. Una vez propuesto el modelo de cimentación, se han aplicado tres metaheurísticas diferentes para determinar la cimentación optima a partir de una función coste, sometida a las restricciones geométricas y las mecánicas que imponen las normas ISO 10816 y VDI 2056. El plan experimental se basa en la búsqueda aleatoria de soluciones factibles apli-cando métodos de vecindad, que cumplan las restricciones impuestas. El modelo contempla un vector solución de 37 variables que dan lugar a unos 8,12 1037 posibles configuraciones. Previo a la optimización metaheurística se estudia el espacio de soluciones apli-cando un proceso de Random Walk(paseo aleatorio) y obteniendo un conjunto de 2.000 posibles soluciones. La optimización se hace a partir de un mecanismo de búsqueda optima por entornos empleando tres metaheurísticas: Descent Local Search (DLS), Simulated Annealing (S.A.) y Late Acceptance Hill Climbing (L.A.H.C.). Se analiza comparativamente los resultados obtenidos, así como el comportamiento dinámico de las cimentaciones optimas calculadas. Como resultado se obtiene una reducción del coste de la cimentación de un 29% respecto al mejor valor obtenido aleatoriamente durante el Random Walk, que cumple las restricciones impuestas, tanto en régimen permanente de operación como en el régimen transitorio de arranque. Se concluye que las restricciones de vibración en el régimen transitorio de arranque garantizan el cumplimiento de las restricciones de vibración en el régimen permanente de operación. / [CA] Les maquines industrials estan fabricades sota unes especificacions i toleràncies per a complir les seues funcions dins del procés productiu. Les maquines produeixen vibracions des de l'inici de la seua vida útil inherents a les toleràncies i imperfeccions del procés de fabricació dels seus components, i que s'incrementen pel desgast del seu ús. Les vibracions provenen de les càrregues dinàmiques que produeixen les màquines en la seua operació. Aquestes es transmeten en forma de radiació a la fona-mentació i finalment al sòl que el suporta. Un disseny del model de fonamentació i dels elements de connexió entre la màquina i la fonamentació (impedàncies) redueix les vibracions que pateix la màquina i el seu entorn. En el disseny de fo-namentacions sotmeses a esforços dinàmics hi ha molt pocs investigació dedicada a l'optimització, i no existeixen investigacions sobre el transitori d'arrancada de la màquina, moment en el qual es produeixen les majors vibracions. L'estat de l'art conclou que els autors sempre han optimitzat fonamentacions amb un grau de llibertat i en règim d'operació permanent. El càlcul dinàmic de fonamentacions està orientat a reduir les vibracions que es produeixen en el règim permanent d'operació. El disseny de les fonamentacions està basat en l'aplicació d'una sèrie de "Regles d'Or" que condueixen totes elles a reduir les vibracions augmentant la massa de la fonamentació, és a dir, la seua grandària i en conseqüència el seu cost. En aquesta tesi es planteja un model de fonamentació de 3 masses. Es determinen les equacions de moviment de les masses a partir de la formulació de D'Alambert de la fonamentació. S'integren en el temps emprant el mètode ß de Newmark. Aquesta metodologia permet analitzar a més del règim permanent d'operació, el règim transitori d'arrancada de la màquina limitant així el possible pas del conjunt per la zona de ressonància, no sent per tant necessari ja fer l'anàlisi modal a la recerca de la freqüència de ressonància i el seu pas durant l'arrancada. El model contempla el moviment vertical, el desplaçament horitzontal y el balanç de la màquina. 3 graus de llibertat per cada una de les masses que compungeixen el model, considerant desplaçament, velocitat y acceleracions de cada una de las masses, finalment hi han 27 variables "solució" a analitzar cada vegada. Una vegada proposat el model de fonamentació, s'han aplicat tres metaheurísti-ques diferents per a determinar la fonamentació optima a partir d'una funció cost, somes a les restriccions geomètriques i mecàniques que imposan les normes ISO 10816 i VDI 2056. El pla experimental es basa en la cerca aleatòria de solucions factibles que com-plisca les restriccions imposades. El model contempla un total de 37 variables que donen lloc a uns 8,12 1037 possibles configuracions. Primerament, s'estudia l'espai de solucions mitjançant un procés de Random Walk analitzant un conjunt de 2.000 possibles solucions. L'optimització es fa a partir d'experiments de cerca optima per entorns emprant tres metaheurístiques: Descent Local Search (DLS), el Simulated Annealing (S.A.) i el Last Acceptance Hill Climbing (L.A.H.C.). S'analitza comparativament els resultats obtinguts, així com el comportament dinàmic de les fonamentacions optimes calculades. Com a resultat s'obté una reducció del cost de la fonamentació d'un 29% respecte al millor valor obtingut aleatòriament durant el Random Walk, que compleix tots els requeriments imposats, tant en règim permanent d'operació com en el règim transitori d'arrancada. Es conclou que les restriccions del regim transitori garan-teixen el compliment de les restriccions en règim permanent. / [EN] Industrial machines are made under specifications and tolerances to meet the requirements of the production process. Machines produces vibrations since the starting of its lifetime that are increased due to the wearing between the its parts. A suitable foundation reduces vibrations and its transmission to the environ. Vibrations are produced because of the dynamics loads produced by the ma-chines. These loads vary with time. These are transmitted as vibrations to the foundation and finally to ground. The design of the foundation and connection elements between the machines and the foundations (impedance) reduces the vibrations that the machines transmit to its environ. In the design of foundations under dynamic charges there are a few studies devoted to optimization, and there are not research on the transient starting, the moment when there are the major vibrations. The study of the art concludes that the authors always have optimized foundations with one degree of freedom and in permanent operation. The dynamic calculation of foundations always has been directed to reduce the vibrations in the permanent operation mode. The design of the foundations is under "rules of thumbs" that as results increases the mass of the foundation and its cost. In this thesis a model of 3 masses and 9 freedom degrees is proposed. The D'Alambert movement equations of the foundations are obtained and integrated using the Newmark's ß methodology. This methodology permits analysing the starting operation mode restricting its vibrations during the crossing of the reso-nance frequency. Model calculates the vertical movement, sliding and rocking, 3 degrees of free-dom for each one of the masses of the model, analysing displacements, speeds and accelerations of each one of the masses, in total 27 variable solution for each solution. Once the foundations model is proposed, optimization with three metaheuristics the foundation using a cost function, under mechanical and geometrical con-strains, proposed by the ISO 10816 y VDI 2056 Norms. The experimental plan is based in the searching of feasible solutions under the constrains. The foundation model depends on 37 variables, making 8,12 1037 pos-sible sets of configurations. Firstly, the space of solutions is analysed with the technique of Radom Walk. A set of 2000 solutions was calculated. For searching the optimal solution three metaheuristics are used: Descent Local Search (DLS), Simulated Annealing (SA) and Last Acceptance Hill Climbing methodologies were selected and the results are compared, and the dynamic behaviour of the foundations calculated. As a result, a reduction of the 29% of the cost of the foundation is obtained in relation with the best cost obtained randomly during the Random Walk that achieves the constrains applied in transient and permanent operation mode. It's concluded that the constrains of transient mode guarantees the compliance of the constrains in permanent operation mode. / Terrádez Marco, JL. (2024). Optimización de un modelo de cimentación de una máquina industrial rotativa [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/211831

Orientador: Ruben Augusto Romero Lazaro / Resumo: Este trabalho apresenta uma proposta baseada na meta-heurística Busca Tabu, chamada de Busca Tabu Reformulada para resolver o problema de operação ótima dos sistemas de distribuição, utilizando uma estratégia integrada de reconfiguração e alocação de bancos de capacitores fixos e chaveados para obter a topologia radial que apresente o menor custo de operação. Para encontrar a topologia radial inicial foi aplicado o algoritmo de Prim, em que foi obtida uma solução reconfigurada, e essa solução encontrada foi submetida à uma heurística para alocação de capacitores fixos e chaveados. A proposta de solução inicial é submetida ao algoritmo de Busca Tabu Reformulada que utiliza uma vizinhança que considera como solução vizinha uma topologia vizinha da topologia radial corrente e com a proposta de alocação de bancos de capacitores modificada. Como proposta da metodologia Busca Tabu Reformulada o procedimento é repetido até um critério de parada definido. Todos os programas foram escritos em linguagem FORTRAN 77. Os algoritmos propostos foram testados com os sistemas de 33, 70, 84 e 136 barras. / Abstract: This paper presents a proposal based on the Tabu Search metaheuristic called Tabu Search Reformulated to solve the problem of optimal operation of the distribution systems, using an integrated strategy of reconfiguration and allocation of fixed and switched capacitor banks to obtain the radial topology which presents the lowest operating cost. To find the initial radial topology the Prim algorithm was applied, in which a reconfigured solution was obtained, and this solution was submitted to a heuristic for the allocation of fixed and switched capacitors. The initial solution proposal is submitted to the Reformulated Tabu Search algorithm that uses a neighborhood that considers as neighbor solution a neighboring topology of the current radial topology and with the proposed allocation of modified capacitor banks. As a proposal of the Tabu Search Reformulated methodology, the procedure is repeated up to a defined stop criterion. All the programs were written in FORTRAN 77 language. The proposed algorithms were tested with the 33, 70, 84 and 136-node systems. / Mestre