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Magíster en Gestión de Operaciones / Ingeniero Civil Industrial / El sistema MUCH, desarrollado en conjunto por la Universidad de Chile y la empresa CODELCO, es una herramienta de optimización y evaluación de proyectos mineros cuyo motor es un modelo de programación entera mixta que describe las operaciones mineras de largo plazo. El módulo Minería a Rajo Abierto del sistema es utilizado activamente en el proceso de planificación de proyectos de minería a cielo abierto de gran envergadura, por lo que su desarrollo y mejora continua son fundamentales para que la herramienta responda a las complejidades que involucra su aplicación. El objetivo del presente trabajo de tesis es producir una mejora sustancial en el proceso de construcción de soluciones del módulo Minería a Rajo Abierto del sistema MUCH. Se establecen dos frentes de mejora. Como primer frente, se considera extender la formulación del modelo matemático actual, permitiendo la existencia de bancos que pueden ser extraídos en más de un periodo. Como segundo frente, se considera desarrollar un método heurístico automatizable que permita la generación de soluciones enteras con un rendimiento superior, en términos de la calidad de la función objetivo y el tiempo de ejecución, al de las heurísticas actualmente utilizadas en el sistema. El problema se aborda en tres etapas. Primero, se realiza una investigación donde se recopila información para definir el problema y las posibles fuentes de mejora. Segundo, se diseña una solución considerando los antecedentes reunidos y los objetivos establecidos. Por último, se valida la solución mediante un set de experimentos. Los resultados obtenidos son un modelo de programación entera mixta que describe de manera más fidedigna las operaciones de extracción de rajo abierto, y un método de solución para la construcción de planes mineros que constituye una mejora sustantiva al motor de optimización del módulo Minería a Rajo Abierto del sistema MUCH.

Magíster en Gestión de Operaciones. Ingeniero Civil Industrial / En el contexto del cambio de instalaciones del Hospital Exequiel González Cortés, la lógica de atención médica cambia considerablemente desde un uso de box mayoritariamente exclusivo por un solo médico hacia un modelo de gestión de uso de box de carácter indiferenciado, es decir, aptos para ser usados indistintamente inter e intra especialidad por su personal médico presente, aumentando así la eficiencia en el uso de box y de la capacidad instalada. En función de lo anterior, se formula el problema de la distribución de los box indiferenciados a especialidades para su uso preferente, abordando conjuntamente la definición de la agenda médica y consideración las relaciones además de las sinergias e incompatibilidades entre especialidades, expresados en la proximidad espacial entre box buscando mantener y potenciar la lógica de trabajo por área. Se incorpora así, una valoración sobre 'efecto vecindario' que se genera entre box-especialidades afines. Además, se incorpora la diferenciación de labores médicas, específicamente entre consultas y procedimientos para un horizonte de una semana que es replicada de manera cíclica durante un año, la cual está en directa relación con la asignación preferencial de los box para las especialidades. El problema presenta gran dificultad para su resolución debido a la naturaleza entera y al gran tamaño de la instancia, no pudiendo ser abordado directamente por algoritmos de solución exactos. Por ello, se desarrolla una heurística que separa el problema, permitiendo un algoritmo de rápida ejecución para la primera etapa y un modelo MIP para la segunda etapa, reduciendo considerablemente el tamaño de la instancia al problema MIP a resolver y que permite entregar soluciones factibles en tiempo razonable para las dimensiones del problema y la urgencia impuesta al proyecto debido al deadline del traslado al nuevo hospital. La heurística fue implementada y se diseñaron dos enfoques para medir la calidad de la solución: 1) el gap de optimalidad, donde se compara el resultado heurístico con relajaciones lineales y lagrangeanas ante la imposibilidad -en tiempo- de resolver el problema original y 2) un enfoque basado en la cuantificación de los match correctos entre médicos y box de la misma especialidad y en caso contrario, en la cuantificación de match que implican un traslado espacial del médico hacia box ubicados en otros pasillos o pisos distintos de su asignación preferencial. El modelo pudo ser resuelto en un tiempo de ejecución aproximado de 1,5 horas y la solución obtenida se encuentra a una proyección estimada del 10% del valor óptimo. Finalmente, los resultados fueron utilizados por el HEGC para la planificación definitiva de los recursos del nuevo hospital y se encuentra en uso -con leves variaciones posteriores desde 15 de Noviembre de 2017, correspondiente al traslado definitivo del personal, recursos y atención a pacientes a las nuevas dependencias.

El presente trabajo de investigación tiene como objetivo saber la incidencia de la exoneración del IGV de la leche cruda entera en los costos de producción y precio de venta de las empresas del sector ganadero lechero de Lima, año 2019. Para ello se ha dividido la investigación en 5 capítulos. En el capítulo I se encuentra el marco teórico, que nos permite conocer las opiniones y posturas de diversos autores y expertos en el tema que nos proporciona la base teórica de la investigación. En el capítulo II, tenemos el plan de investigación donde se detalla el problema principal, la justificación, los objetivos e hipótesis generales y específicas que se validan en el presente trabajo. En el capítulo III, se presenta la metodología de la investigación, también se define la muestra y los instrumentos a utilizar de acuerdo a la metodología elegida. En el capítulo IV, se realiza el caso práctico que busca mejorar la comprensión del tema, mostrando la realidad de una empresa que goza del beneficio de la exoneración. Asimismo, se desarrolla y presenta los resultados obtenidos de los instrumentos elegidos según la metodología empleada, en el caso de la presente investigación, las entrevistas a profundidad y las encuestas. Finalmente, en el capítulo V, se analiza los resultados obtenidos de los instrumentos cualitativos y cuantitativos utilizados, así como del caso práctico, con la finalidad de concluir con la validación de las hipótesis presentadas y establecer recomendaciones a las empresas del sector. / The objective of this research work is to know the incidence of the exemption of the IGV of the whole raw milk in the production costs and sale price of the companies of the dairy sector of Lima, year 2019. To this end, the research has been divided in 5 chapters Chapter I contains the theoretical framework, which allows us to know the opinions and positions of various authors and experts on the subject that provides us with the theoretical basis of the research. In Chapter II, we have the research plan detailing the main problem, the justification, the general and specific objectives and hypotheses that are validated in this work. In Chapter III, the research methodology is presented, the sample and the instruments to be used are also defined according to the chosen methodology. In Chapter IV, the case study is carried out that seeks to improve the understanding of the subject, showing the reality of a company that enjoys the benefit of exoneration. Likewise, the results obtained from the instruments chosen according to the methodology used are developed and presented, in the case of this research, in-depth interviews and surveys. Finally, in chapter V, the results obtained from the qualitative and quantitative instruments used, as well as the case study, are analyzed in order to conclude with the validation of the hypotheses presented and establish recommendations to the companies in the sector. / Tesis

El precontrol es una herramienta para el control de la calidad que tiene como objeto evaluar la aptitud de un proceso para producir piezas dentro de unas especificaciones dadas. Es usada, entre otros contextos, en la validación de la puesta a punto de procesos con ciclos de ejecución cortos. Basa su funcionamiento en la comparación de las sucesivas observaciones individuales muestreadas frente a los límites de tolerancia y los llamados límites de precontrol, y utiliza conteos acumulados para emitir un juicio sobre la validez del proceso. Es una técnica sencilla, rápida y fácil de aplicar. El hecho de que, en su versión original, la técnica del precontrol no tenga en cuenta la variabilidad natural del proceso objeto de monitorización, unido a la sencillez de su diseño, provocan que, bajo ciertas circunstancias, su comportamiento no sea tan eficaz como sería deseable, en términos de la tasa de falsa alarma y de la potencia para detectar desviaciones inaceptables, hasta el punto de que algunos autores rechazan su uso. En este sentido, existen en la literatura diversas propuestas encaminadas a mejorar el comportamiento de la técnica original mediante la modificación, en mayor o menor medida, de sus reglas de funcionamiento. En esta tesis doctoral se aborda la mejora del precontrol como herramienta para la cualificación de procesos, a través de la determinación óptima de los parámetros que rigen su comportamiento, utilizando técnicas de programación no lineal entera mixta. El objetivo es desarrollar una metodología para automatizar el proceso de elección del valor de los parámetros del precontrol, de manera que éste se ajuste lo mejor posible a los requerimientos del usuario. Este enfoque de Optimización, inédito en el precontrol, ha sido aplicado con éxito a otras técnicas de control de la calidad en las últimas décadas, permitiendo obtener mejores herramientas para la toma de decisiones. Para ello, en primer lugar se realiza una revisión exhaustiva de las diferentes propuestas existentes en la literatura en torno al precontrol. Posteriormente, se define el problema a resolver y se desarrolla un modelo de programación matemática específico para la obtención de los denominados planes de precontrol óptimos. Se realiza una completa experiencia numérica con software de optimización de propósito general, mediante la que se evidencia la eficacia del modelo propuesto y, al mismo tiempo, se pone de manifiesto la existencia de diferencias significativas entre los resultados proporcionados por los diferentes algoritmos tomados en consideración, debidas en parte a la doble naturaleza no lineal y entera del problema, así como la incapacidad de dichos algoritmos para garantizar la convergencia a un óptimo global, a causa de la existencia de no convexidades. Todo ello justifica el diseño de algoritmos específicos para la obtención de planes de precontrol óptimos, tarea que también se aborda en la presente tesis doctoral. Previamente, se realiza un estudio de las propiedades matemáticas del modelo de optimización construido, que permite ampliar el conocimiento sobre el problema del precontrol óptimo. Este conocimiento es empleado en la elaboración de un algoritmo exacto para la resolución de dicho problema, denominado OPCenum, el cual combina una estrategia enumerativa implícita con una búsqueda local basada en métodos de búsqueda de raíces sin uso de derivadas. El algoritmo es implementado y probado sobre la misma batería de ejemplos que conformaban la experiencia numérica anterior. Las pruebas revelan la eficacia y eficiencia del algoritmo OPCenum como método para la obtención de planes de precontrol óptimos a partir de unos requerimientos dados. La elaboración de una interfaz gráfica para hacer más accesible el algoritmo al usuario final, la adaptación del problema a funciones de distribución asimétricas y a ámbitos como el de la fiabilidad, así como el desarrollo de un enfoque paralelo al acometido aquí en el que se considere el precontrol como herramienta para validar la capacidad del proceso destacan como líneas futuras de investigación que surgen a partir de los resultados obtenidos en la presente tesis doctoral. / Giner Bosch, V. (2014). Precontrol óptimo. Caracterización, análisis y técnicas de resolución [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/46373 / TESIS

En los últimos años la Logística Inversa se ha hecho relevante no solo para el mundo académico sino también para el empresarial. Las empresas dan cada día más importancia a esta área, debido a los factores medioambientales y a los beneficios derivados del mejoramiento de su proceso de devoluciones. Así mismo, para tener unos procesos de Logística Inversa eficientes y exitosos, es necesaria la colaboración entre los miembros de la cadena de suministro. Esta tesis se concentra en ambos aspectos, Colaboración y Logística Inversa.El propósito de esta tesis es doble; primero, analizar los problemas que sufren hoy en día las empresas en esta área, partiendo de una perspectiva general, y posteriormente analizando la industria editorial española. En segundo lugar, nosotros proponemos cuatro modelos matemáticos concernientes a los problemas de planificación que presentan las empresas cuando incorporan las devoluciones, y finalmente proponemos unas metodologías para solucionarlos. / During last years Reverse Logistics has become a relevant topic not only for academics but also for the business world. Companies are giving each day more and more importance to this field, because the environmental issues and the benefits that the company can obtain by the improvement of their return's processes. To obtain a successful and efficient Reverse Logistics processes there exist the need to collaborate along the supply chain. This thesis focuses on both of these two topics, Collaboration and Reverse Logistics. The aim of this thesis is twofold; first, we try to understand the returns processes' problems that companies are facing today from the management point of view, from a general perspective and afterwards on the editorial industry. Secondly, we propose some mathematical models and solution methods related to real planning problems faced by the companies when the returns are incorporated.

Nowadays, enterprises operate in environments characterized by high dynamism what makes them to be exposed to many adverse situations, changes and disruptive events that alter their normal level of operation. Many enterprises cannot guarantee a quick, effective and efficient response to such unexpected situations. For this reason, tools are needed to enhance the preparedness to quickly react to these critical events and efficiently recover from them in case of occurrence. Enterprise resilience is defined as the ability of enterprises to anticipate and respond to disruptive events. The consequences of limited enterprise resilience have a negative impact on the accomplishment of enterprises objectives, reducing their performance levels, making them vulnerable and diminishing their competitiveness. Although the concept of resilience has been studied and analyzed in many disciplines, it is necessary to address the study of resilience applied to enterprise world, since the current approaches that try to analyze and improve the resilient capacity of enterprises are in a very incipient and conceptual state. Therefore, the main objective of this thesis is to provide enterprises with the appropriate mechanisms to analyze their enterprise resilience capacity and offer them relevant information about the guidelines to be followed in order to improve this capacity to guarantee their long-term continuity. The present thesis proposes a complete, practical and enterprise-oriented, which consists of the definition of the SATIER tool (Self-Assessment Tool to Improve Enterprise Resilience) and a methodology that supports enterprises to undertake a project of analysis and improvement of their enterprise resilience. The SATIER tool builds on the fact that enterprise resilience is a function of the two pre- and post-disruptive capabilities: the enterprises' preparedness to anticipate the threat of disruptive events materialization and the recovery capability, as the response capacity to a disruptive event that has already occurred. Moreover, the tool has been also defined based on the conceptual framework of analysis and improvement of enterprise resilience, which includes the definition of 71 disruptive events with their corresponding preventive actions. Through a self-assessment questionnaire, enterprises provide the input datasets to the SATIER tool in order to calculate the current enterprise resilience index, which is function of the indices of their constituent capabilities. SATIER also calculates the future enterprise resilience index based on the definition of a series of improvements that facilitate the transition from the current state to the future ideal one. This transition is determined by: (i) the preparedness capability, characterized by the implementation of a set of preventive actions that increase the capacity of anticipation and preparation through the formulation of a mathematical programming model that offers an optimal solution for the activation of preventive actions and (ii) the recovery capability, based on the efficient knowledge management about the disruptive events historical. SATIER offers a knowledge registration module that allows enterprises to be able to create their own knowledge base to improve its response to disruptive events. The SATIER tool has been tested and validated in three enterprises of different sectors such as textile, automotive and construction. The validation has demonstrated the suitability of the SATIER tool to calculate the current enterprise resilience index and to provide guidelines on which preventive actions enterprises should implement to improve their preparedness capability as well as offer the design of the knowledge registration module to improve its recovery capability and thus improve the future enterprise resilience index. / En la actualidad, las empresas operan en entornos caracterizados por un gran dinamismo lo que provoca que estén expuestas a gran cantidad de situaciones adversas, cambios y eventos disruptivos. Muchas empresas no pueden garantizar una reacción rápida, eficaz y eficiente ante situaciones inesperadas, por ello se precisa de herramientas que les permitan poseer la habilidad necesaria para prepararse de forma temprana ante eventos críticos y recuperarse de ellos eficientemente en el caso de acontecimiento. La resiliencia empresarial se define como la capacidad que tienen las empresas para anticiparse y responder ante eventos disruptivos. Las consecuencias derivadas de una capacidad limitada de resiliencia empresarial afectan a la consecución de sus objetivos, reduciendo sus niveles de rendimiento, haciéndolas vulnerables y disminuyendo su competitividad. A pesar de que el concepto de resiliencia ha sido estudiado y analizado en numerosas disciplinas, existe la necesidad de abordar el estudio de la resiliencia aplicada al ámbito empresarial, pues los enfoques actuales que tratan de analizar y mejorar la capacidad resiliente de las empresas se encuentran en un estado muy incipiente y conceptual. Por ello, el objetivo principal de la presente tesis es proporcionar a las empresas los mecanismos adecuados para poder analizar su capacidad de resiliencia empresarial y ofrecerles información relevante acerca de las pautas a seguir para mejorar dicha capacidad. La presente tesis propone un enfoque completo, práctico y orientado al tejido empresarial, que consiste en la definición de la herramienta SATIER (Self-Assessment Tool to Improve Enterprise Resilience) y de una metodología que asista a las empresas a emprender un proyecto de análisis y mejora de su resiliencia empresarial. La herramienta SATIER se basa en que la capacidad de resiliencia empresarial es función de las dos capacidades pre- y post- evento disruptivo: la capacidad de preparación que posee la empresa para anticiparse ante la amenaza de que se materialicen eventos disruptivos, y la capacidad de recuperación, como respuesta ante un evento disruptivo que ya ha acontecido. Asimismo, la herramienta está definida en base al marco conceptual de análisis y mejora de la resiliencia empresarial que engloba la definición de un total de 71 eventos disruptivos con sus correspondientes 312 acciones preventivas. A través de un cuestionario de autoevaluación, las empresas proporcionan la información de entrada a la herramienta SATIER para calcular el índice actual de resiliencia empresarial, que es función de los índices de sus capacidades constituyentes. SATIER también calcula el índice de resiliencia futuro basándose en la definición de una serie de mejoras que facilitan la transición del estado actual al estado ideal futuro. Dicha transición viene determinada por: (i) la capacidad de preparación, caracterizada por la implementación de un conjunto de acciones preventivas que incrementaran la habilidad de anticiparse y prepararse a través de la formulación de un modelo matemático de programación lineal mixta entera y (ii) la capacidad de recuperación, basada en la gestión eficiente del conocimiento sobre el histórico de eventos disruptivos. SATIER ofrece un módulo de registro del conocimiento que servirá para que las empresas sean capaces de crear su propia base de conocimiento que mejore la respuesta ante eventos disruptivos. La herramienta SATIER ha sido testeada y validada en tres empresas de diferentes sectores tales como textil, automoción y construcción. La validación ha demostrado la idoneidad de la herramienta SATIER para calcular el índice de resiliencia empresarial actual y proporcionar las pautas acerca de qué acciones preventivas deberían implementar las empresas para mejorar su capacidad de preparación así como ofrecer el diseño del módulo de registro del conocimiento para mejorar su capacidad de recuperación y de este mod / Avui en dia, les empreses operen en entorns caracteritzats per un gran dinamisme que els fa estar exposats a moltes situacions adverses, canvis i esdeveniments disruptius que alteren el seu nivell normal d'operació. Moltes empreses no poden garantir una reacció ràpida, eficaç i eficient davant de situacions inesperades, per la qual cosa necessiten eines per preparar-se davant a esdeveniments crítics i recuperar-se eficientment d'ells. La resiliència empresarial es defineix com la capacitat de les empreses per anticipar i respondre als esdeveniments disruptius. Les conseqüències derivades d'una capacitat de resiliència empresarial limitada afecten a l'assoliment dels seus objectius, reduint els nivells de rendiment, fent-les vulnerables i disminuint la seva competitivitat. Encara que el concepte de resiliència ha estat estudiat i analitzat en moltes disciplines, cal abordar l'estudi de la resiliència aplicada al món empresarial, ja que les propostes actuals que tracten d'analitzar i millorar la capacitat resilient de les empreses es troben desenvolupades d'una manera molt incipient i en un estat molt conceptual. Per tant, l'objectiu principal d'aquesta tesi és proporcionar a les empreses els mecanismes adequats per analitzar la seva capacitat de resiliència empresarial i proporcionar-les informació rellevant sobre les pautes a seguir per millorar aquesta capacitat a fi de garantir la seva continuïtat a llarg terme. La present tesi presenta una proposta completa, pràctica i orientada al teixit empresarial, que consisteix en la definició de l'eina SATIER (Self-Assessment Tool to Improve Enterprise Resilience) i una metodologia que assisteix a les empreses a emprendre un projecte d'anàlisi i millora de la seva resiliència empresarial. L'eina SATIER es basa en el fet que la resiliència empresarial és funció de les dues capacitats pre- i post-esdeveniment disruptiu: la capacitat de preparació de l'empresa per anticipar-se a l'amenaça de que es materialitzen esdeveniments disruptius i la capacitat de recuperació, com a resposta a un esdeveniment disruptiu que ja ha passat. L'eina està definida a partir del marc conceptual d'anàlisi i millora de la resiliència empresarial, que inclou la definició d'un total de 71 esdeveniments disruptius amb les seves corresponents accions preventives. A través d'un qüestionari d'autoavaluació, les empreses proporcionen la informació d'entrada a l'eina SATIER per calcular l'índex actual de capacitat de resiliència empresarial, que és funció dels índexs de les seves capacitats constituents. SATIER també calcula l'índex de resiliència futur basant-se en la definició d'una sèrie de millores que faciliten la transició de l'estat actual a l'estat ideal futur. Aquesta transició està determinada per: (i) la capacitat de preparació, caracteritzada per la implementació d'un conjunt d'accions preventives que augmenten la capacitat d'anticipació i preparació a través de la formulació d'un model de programació matemàtica que ofereix una solució òptima per a la activació d'accions preventives i (ii) la capacitat de recuperació, basada en la gestió eficient del coneixement sobre l'històric dels esdeveniments disruptius. SATIER ofereix un mòdul de registre de coneixement que permetrà a les empreses ser capaços de crear la seva pròpia base de coneixements per millorar la resposta a esdeveniments disruptius. L'eina SATIER ha estat testejada i validada en tres empreses de diferents sectors com el tèxtil, automoció i construcció. La validació ha demostrat la idoneïtat de l'eina SATIER per calcular l'actual índex de resiliència empresarial i proporcionar directrius sobre quines accions preventives les empreses han d'implementar per millorar la seva capacitat de preparació, així com proporcionar el disseny del mòdul de registre de coneixements per millorar la seva capacitat de recuperació i així aconseguir una un índex de resiliència futur mil / Sanchis Gisbert, R. (2017). Propuesta de una Herramienta y Metodología para el Análisis y Mejora de la Resiliencia Empresarial [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/80225 / TESIS

La presente tesis doctoral aborda el análisis y modelización de los problemas de programación en el corte de perfiles estructurales de acero, así como la propuesta de diferentes metodologías y algoritmos basados en técnicas heurísticas que permiten resolverlos de manera óptima. En concreto se profundiza en los siguientes temas: - Se estudia la problemática concreta en el corte de vigas estructurales en una empresa de transformados metalúrgicos. Dicho estudio motiva y justifica todo el trabajo posterior, a la vez que proporciona un contexto concreto en el que aplicar de forma práctica los resultados obtenidos con los algoritmos desarrollados. - Se modeliza matemáticamente el Problema del Corte de vigas a partir de perfiles estructurales. - Se presenta una metodología que resuelve de manera eficiente, mediante el uso de patrones, el Problema del Corte para satisfacer la demanda de vigas en un periodo concreto. A tal efecto se desarrolla: un primer algoritmo genético que genera patrones de corte idóneos (fase 1); un segundo algoritmo genético que determina las frecuencias de uso de cada patrón para minimizar tanto el desperdicio como la sobreproducción (fase 2); y cuatro algoritmos adicionales que mejoran la solución obtenida en la fase anterior (fase 3). - A fin de evaluar la metodología propuesta, se desarrolla un generador de problemas que a partir de unos parámetros de instancia obtiene distintos problemas de test. - Se propone otro algoritmo genético para resolver el Problema multiobjetivo de Secuenciación de Patrones optimizando dos objetivos: minimizar las necesidades de espacio para el apilamiento de pedidos en curso y minimizar la extensión temporal requerida para procesar los pedidos. - Finalmente se propone una metodología para la resolución del Problema Global de Corte y Secuenciación. / Gracia Calandin, CP. (2010). Métodos y Algoritmos para resolver problemas de Corte unidimensional en entronos realistas. Aplicación a una empresa del sector Siderúrgico [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/7530 / Palancia

Tesis por compendio / [ES] Los sistemas de drenaje urbano, también conocidos como sistemas de alcantarillado, tienen el propósito de drenar tanto las aguas lluvias como las aguas residuales de nuestras ciudades. Estos sistemas son una de las diferentes infraestructuras civiles que permiten el correcto funcionamiento de las ciudades actuales. Los sistemas de alcantarillados pluviales se encargan de mover las aguas lluvias que caen en la ciudad en forma segura y en un tiempo razonable, sin permitir inundaciones, hacia los cuerpos receptores naturales localizados aguas abajo. Los sistemas de alcantarillado sanitario, por otra parte, tienen el objetivo de recolectar las aguas servidas, de origen domiciliario, industrial y comercial, y trasportarlas en forma segura hacia una planta de tratamiento de aguas residuales antes de enviarlas en forma definitiva hacia un cuerpo receptor o hacia un sistema de reuso, en caso de que este exista. Ambos tipos de alcantarillado, pero particularmente los sanitarios, tienen un profundo impacto sobre la salud pública con implicaciones sobre la viabilidad de una ciudad. La infraestructura de drenaje urbano existente plantea nuevos retos a la ingeniería hidráulica urbana. Por un lado, los sistemas de drenaje de aguas lluvias, además de verse sometidos a problemas de envejecimiento con deterioros de materiales y asentamientos de suelos, se están enfrentando a serios problemas causados por el Cambio Climático. En muchas ciudades este fenómeno está implicando cambios radicales en la hidrología urbana; en muchas ciudades las intensidades y frecuencias de los eventos de lluvia están aumentando con lo cual los sistemas existentes, que fueron diseñados para hidrologías diferentes, se quedan sin capacidad aumentando la frecuencia de las inundaciones urbanas con sus consecuencias sobre la seguridad y salud humana. Por otro lado, los sistemas sanitarios también presentan retos a la ingeniería por problemas de aumento de la densidad poblacional de las ciudades, la falta de resiliencia ante eventos externos como sismos, y a problemas de calidad de agua en los cuerpos receptores al interior de las zonas urbanas, en las aguas freáticas y las corrientes naturales de agua. Estos sistemas también se ven afectados por el deterioro de los materiales y los problemas de asentamiento de los suelos. Ahora, un problema diferente es la no existencia de sistemas de drenaje urbano en muchas ciudades de nuestro mundo, particularmente en aquellas localizadas en países en vías de desarrollo. En la gran mayoría de esos casos, esa falta de alcantarillados es causada por el alto costo de esa infraestructura cuya construcción hace inviable para los gobiernos locales. Además, el crecimiento de las zonas urbanas en esos países agrava el problema. No solamente la infraestructura necesaria se hace más grande y compleja, sino que aumentan los problemas de salud pública asociados con la falta de sanidad ambiental. Por consiguiente, el reto para la ingeniería hidráulica urbana moderna es lograr un mayor acceso a ese servicio esencial. Una de las formas de resolverlo es bajando los costos de construcción y operación de los sistemas de drenaje, haciéndolos financieramente viables a la vez que se mantienen su resiliencia y seguridad. De esta manera se ayudará a cumplir con el Objetivo de Desarrollo Sostenible No. 6 Agua Limpia y Saneamiento. Teniendo en cuenta lo anterior, el objetivo de esta tesis fue proponer una metodología que llevara al diseño de mínimo costo de redes de alcantarillado convencionales, manteniendo su resiliencia y facilidad de operación, a la vez que se cumplieran todas las restricciones hidráulicas, constructivas y de operación que, de acuerdo con la experiencia empírica internacional, son las apropiadas para garantizar un correcto comportamiento del sistema de drenaje. El diseño optimizado de una red de alcantarillado está compuesto por dos partes mutuamente dependientes: la selección del árbol y el diseño hidráulico. En esta tesis se resolvieron / [CA] Els sistemes de drenatge urbà, també coneguts com a sistemes de clavegueram, tenen el propòsit de drenar tant les aigües pluges com les aigües residuals de les nostres ciutats. Aquests sistemes són una de les diferents infraestructures civils que permeten el correcte funcionament de les ciutats actuals. Els sistemes de claveguerams pluvials s'encarreguen de moure les aigües pluges que cauen a la ciutat en forma segura i en un temps raonable, sense permetre inundacions, cap als cossos receptors naturals localitzats aigües avall. Els sistemes de clavegueram sanitari, d'altra banda, tenen l'objectiu de recol·lectar les aigües servides, d'origen domiciliari, industrial i comercial, i transportar-les en forma segura cap a una planta de tractament d'aigües residuals abans d'enviar-les en forma definitiva cap a un cos receptor o cap a un sistema de reuse, en cas que aquest existisca. Tots dos tipus de clavegueram, però particularment els sanitaris, tenen un profund impacte sobre la salut pública amb implicacions sobre la viabilitat d'una ciutat. La infraestructura de drenatge urbà existent planteja nous reptes a l'enginyeria hidràulica urbana. D'una banda, els sistemes de drenatge d'aigües pluges, a més de veure's sotmesos a problemes d'envelliment amb deterioracions de materials i assentaments de sòls, s'estan enfrontant a seriosos problemes causats pel Canvi Climàtic. En moltes ciutats aquest fenomen està implicant canvis radicals en la hidrologia urbana; en moltes ciutats les intensitats i freqüències dels esdeveniments de pluja estan augmentant amb la qual cosa els sistemes existents, que van ser dissenyats per a hidrologies diferents, es queden sense capacitat augmentant la freqüència de les inundacions urbanes amb les seues conseqüències sobre la seguretat i salut humana. D'altra banda, els sistemes sanitaris també presenten reptes a l'enginyeria per problemes d'augment de la densitat poblacional de les ciutats, la falta de resiliència davant esdeveniments externs com a sismes, i a problemes de qualitat d'aigua en els cossos receptors a l'interior de les zones urbanes, en les aigües freàtiques i els corrents naturals d'aigua. Aquests sistemes també es veuen afectats per la deterioració dels materials i els problemes d'assentament dels sòls. Ara, un problema diferent és la no existència de sistemes de drenatge urbà en moltes ciutats del nostre món, particularment en aquelles localitzades en països en vies de desenvolupament. En la gran majoria d'aqueixos casos, aqueixa falta de claveguerams és causada per l'alt cost d'aqueixa infraestructura la construcció de la qual fa inviable per als governs locals. A més, el creixement de les zones urbanes en aqueixos països agreuja el problema. No solament la infraestructura necessària es fa més gran i complexa, sinó que augmenten els problemes de salut pública associats amb la falta de sanitat ambiental. Per consegüent, el repte per a l'enginyeria hidràulica urbana moderna és aconseguir un major accés a aqueix servei essencial. Una de les maneres de resoldre-ho és baixant els costos de construcció i operació dels sistemes de drenatge, fent-los financerament viables alhora que es mantenen la seua resiliència i seguretat. D'aquesta manera s'ajudarà a complir amb l'Objectiu de Desenvolupament Sostenible No. 6 Aigua Neta i Sanejament. Tenint en compte l'anterior, l'objectiu d'aquesta tesi va ser proposar una metodologia que portara al disseny de mínim cost de xarxes de clavegueram convencionals, mantenint la seua resiliència i facilitat d'operació, alhora que es compliren totes les restriccions hidràuliques, constructives i d'operació que, d'acord amb l'experiència empírica internacional, són les apropiades per a garantir un correcte comportament del sistema de drenatge. El disseny optimitzat d'una xarxa de clavegueram està compost per dues parts mútuament dependents: la selecció de l'arbre i el disseny hidràulic. En aquesta tesi es van resoldre els dos problemes en forma separada des del punt / [EN] Urban drainage systems, also known as sewer systems, have the purpose of draining both rainwater and wastewater from our cities. These systems are one of the different civil infrastructures that allow the proper functioning of modern cities. Stormwater systems are responsible for moving the rainwater that falls in the city safely and in a reasonable time, without allowing flooding, to the natural receiving bodies located downstream. On the other hand, wastewater systems are designed to collect sewage from domestic, industrial, and commercial sources and transport it safely to a wastewater treatment plant before sending it definitively to a receiving body or to a reuse system, if available. Both types of sewer systems, but particularly wastewater systems, have an extensive impact on public health with implications for the viability of a city. The existing urban drainage infrastructure presents new challenges to urban hydraulic engineering. On the one hand, stormwater systems, in addition to being subjected to aging problems with deterioration of materials and soil settlement, are facing serious problems caused by climate change. In many cities this phenomenon is implying radical changes in urban hydrology; intensities and frequencies of rainfall events are increasing so that the existing systems, which were designed for different hydrological conditions, are running out of capacity, increasing the frequency of urban flooding with its consequences on safety and human health. On the other hand, wastewater systems also present engineering challenges due to problems of increasing population density in cities, lack of resilience to external events such as earthquakes, and water quality problems in receiving waters within urban areas, in groundwater, and natural water currents. These systems are also affected by the deterioration of materials and soil settlement problems. Now, a different problem is the non-existence of urban drainage systems in many cities of the world, particularly in those located in developing countries. In the vast majority of these cases, the lack of sewers is caused by the high cost of this infrastructure, making its construction unfeasible for local governments. In addition, the growth of urban areas in these countries exacerbates the problem. Not only does the necessary infrastructure become larger and more complex, but the public health problems associated with the lack of environmental sanitation increase. Therefore, the challenge for modern urban water engineering is to achieve greater access to this essential service. One way to solve this is by lowering the construction and operating costs of drainage systems, making them financially viable while maintaining their resilience and safety. This will help meet Sustainable Development Goal No. 6 Clean Water and Sanitation. Considering the above, the aim of this thesis was to propose a methodology that would lead to the minimum cost design of conventional sewer networks, maintaining their resilience and ease of operation, while complying with all the hydraulic, constructive, and operational restrictions that, according to international empirical experience, are appropriate to guarantee a correct behavior of the drainage system. The optimized design of a sewer network is composed of two mutually dependent parts: the layout selection and the hydraulic design. In this thesis, the two problems were solved separately from a mathematical point of view, maintaining their interdependence through an iterative process. For a given layout, which could be random for a first iteration, the hydraulic design problem was solved as a shortest path problem using the Bellman-Ford algorithm that guarantees the global minimum cost for that layout. The problem is model as a directed graph in which the nodes represent the combination of diameters and invert elevations at every manhole, and the arcs represent the diameter and upstream and downstream invert elevation of a specific pi / Saldarriaga, J. (2024). OPTIMAL DESIGN OF URBAN SEWER SYSTEMS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/202962 / Compendio

[ES] La planificación de la distribución espacial en plantas industriales (FLP) es una de las decisiones más importantes en el contexto de la dirección de operaciones, y uno de los problemas de mayor discusión en la literatura científica enmarcada en el campo amplio de la ingeniería industrial. Sin embargo, el uso generalizado del enfoque de solución top-down tradicional, que se inicia con el diseño de la distribución del conjunto de los departamentos o celdas de trabajo que conforman el sistema de producción y prosigue con la distribución detallada al interior de éstos, parte de asunciones poco compatibles con la realidad operacional industrial que implican ciertas limitaciones para su adopción en la práctica. Esto, unido al hecho de que los modelos matemáticos empleados en la generación de alternativas de layout utilizan en su mayoría el coste de manejo de materiales como una función monoobjetivo de carácter cuantitativo, desvirtuando la naturaleza multiobjetiva del problema, acentúa un vacío que genera oportunidades de mejora en la toma de decisiones de planificación del layout en la práctica industrial. En este contexto, esta tesis doctoral, respaldada por un estudio minucioso del estado del arte y el análisis de modelos de optimización matemática de referencia, presenta un marco conceptual para la toma de decisiones de planificación del FLP desde una perspectiva multiobjetivo, y un nuevo modelo de optimización multiobjetivo no lineal entero mixto (MOMINLP) para facilitar la toma de decisiones de distribución espacial en plantas industriales metalmecánicas en entornos de demanda dinámicos mediante un enfoque de planificación bottom-up, teniendo en cuenta criterios cuantitativos y cualitativos. El modelo propuesto, denominado bottom-up mDFLP, considera tres funciones objetivo que pretenden: (1) minimizar el coste total de manejo de materiales y el coste total de reorganización, (2) maximizar el rating de proximidad subjetiva entre departamentos, y (3) maximizar el ratio de utilización de área. El modelo bottom-up mDFLP ha sido validado en una empresa del sector metalmecánico, confirmando un mejor desempeño en los valores de las funciones objetivo respecto a los obtenidos en la distribución en planta actual. / [CA] La planificació de la distribució espacial en plantes industrials (FLP) és una de les decisions més importants en el context de la direcció d'operacions, i un dels problemes de major discussió en la literatura científica emmarcada en el camp ampli de l'enginyeria industrial. No obstant això, l'ús generalitzat de l'enfocament de solució top-down tradicional, que s'inicia amb el disseny de la distribució del conjunt dels departaments o cel·les de treball que conformen el sistema de producció i prossegueix amb la distribució detallada a l'interior d'aquests, part d'assumpcions poc compatibles amb la realitat operacional industrial que impliquen unes certes limitacions per a la seua adopció en la pràctica. Això, unit al fet que els models matemàtics emprats en la generació d'alternatives de layout utilitzen en la seua majoria el cost de maneig de materials com una funció monoobjetivo de caràcter quantitatiu, desvirtuant la naturalesa multiobjectiva del problema, accentua un buit que genera oportunitats de millora en la presa de decisions de planificació del layout en la pràctica industrial. En aquest context, aquesta tesi doctoral, recolzada per un estudi minuciós de l'estat de l'art i l'anàlisi de models d'optimització matemàtica de referència, presenta un marc conceptual per a la presa de decisions de planificació del FLP des d'una perspectiva multiobjectiu, i un nou model d'optimització multiobjectiu no lineal enter mixt (MOMINLP) per a facilitar la presa de decisions de distribució espacial en plantes industrials metallmecàniques en entorns de demanda dinàmics mitjançant un enfocament de planificació bottom-up, tenint en compte criteris quantitatius i qualitatius. El model proposat, denominat bottom-up mDFLP, considera tres funcions objectiu que pretenen: (1) minimitzar el cost total de maneig de materials i el cost total de reorganització, (2) maximitzar el rating de proximitat subjectiva entre departaments, i (3) maximitzar el ràtio d'utilització d'àrea. El model bottom-up mDFLP ha sigut validat en una empresa del sector metallmecànic, confirmant un millor acompliment en els valors de les funcions objectiu respecte als obtinguts en la distribució en planta actual. / [EN] Facility layout planning (FLP) is one of the most critical decisions in operations management and one of the most discussed problems in the scientific literature framed in the broad field of industrial engineering. However, the widespread use of the traditional top-down solution approach, which starts with a block layout design phase and continues with the detailed layout within each work cell making up the production system, is based on assumptions that are not very compatible with the industrial operational reality, which implies certain limitations for its adoption in practice. This issue, together with the fact that the mathematical models used in the generation of layout alternatives mostly use the cost of material handling as a single objective function of a quantitative nature, distorting the multi-objective nature of the problem, accentuates a gap that generates opportunities for improvement in the FLP decision making process in industrial practice. In this context, this doctoral thesis, supported by a thorough study of state of the art and the analysis of benchmark mathematical optimisation models, presents a conceptual framework for FLP planning decision making from a multi-objective perspective and also a new multi-objective mixed-integer non-linear optimisation model (MOMINLP) to facilitate FLP decision making for metal-mechanical industrial plants in dynamic demand environments through a bottom-up planning approach, taking into account quantitative and qualitative criteria. The proposed model, called bottom-up mDFLP, considers three objective functions that aim to: (1) minimising the total material handling cost and the total rearrangement cost, (2) maximising the subjective closeness rating between departments, (3) maximising the area utilisation ratio. The bottom-up mDFLP model has been validated in a company from the metal-mechanical sector, confirming a better performance in the values of the objective functions than those obtained in the current plant layout. / Pérez Gosende, PA. (2022). Enfoque multiobjetivo bottom-up para la planificación dinámica de la distribución espacial en plantas industriales [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/185800 / TESIS