El desarrollo de gran parte de los modelos y métodos estadísticos que conocemos y utilizamos en la actualidad ha ido ligado al estudio de aplicaciones específicas dentro de diversos ámbitos científicos.Nuestra motivación al empezar a trabajar con datos perimétricos, fue la de construir un modelo espacio temporal que nos permitiera modelizar la evolución, tanto espacial (en la retina) como en el tiempo (evolución temporal), de las lesiones que aparecen en la retina del paciente debidas al glaucoma. Nuestro objetivo a lo largo de la tesis, ha sido el resolver diversos problemas ligados al estudio del glaucoma, enfermedad ocular muy extendida, que se caracteriza por producir una pérdida de visión gradual en el paciente, pudiendo llegar a producirle ceguera. Para diagnosticar y evaluar el glaucoma, los oftalmólogos se basan principalmente en el análisis de campos visuales (mapas numéricos que les informan de la intensidad de visión del paciente en un conjunto de puntos de su retina). Nosotros hemos trabajado con bases de datos de campos visuales de un conjunto de pacientes, obtenidos en la consulta oftalmológica.En este trabajo hemos analizado los campos visuales bajo dos perspectivas distintas. En la primera parte de la tesis, utilizamos la metodología Geoestadística para modelizar la distribución espacio temporal de campos visuales de pacientes sanos y de pacientes con glaucoma. El objetivo de la modelización, además de describir el proceso, es la de poder realizar simulaciones y predicciones a partir de ella. En la segunda parte de la tesis, trabajamos con los métodos propios de las series temporales multivariantes, desde el punto de vista clásico.Tras hacer una revisión teórica de los métodos a utilizar, planteamos un problema bajo un enfoque bayesiano, en el que pretendemos estimar si cada posición de un campo visual observado está sana o enferma, y otro problema en el que pretendemos construir un modelo espacio temporal conjunto para caracterizar la distribución espacio temporal de campos visuales de pacientes que sufren glaucoma, y utilizar el modelo obtenido para realizar predicciones.

L'estudi inclou una anàlisi d'eficiència de les universitats del sistema públic espanyol usant la tècnica no paramètrica d'anàlisi de fronteres coneguda com a Data Envelopment Analysis (DEA). Mitjançant una tria d'inputs i outputs vinculats a la docència i a la recerca, s'obté una classificació de les universitats en eficients i no eficients, indicant per aquestes últimes el grau o nivell d'ineficiència. Usant una tècnica desenvolupada a partir del DEA, s'aborda l'estudi de les unitats eficients per tal de determinar-ne aquelles que presenten un comportament atípic i, per a la resta, obtenir-ne una ordenació segons els nivells del que es coneix com eficiència robusta o supereficiència. En una segona part, s'analitza la possible influència de variables o factors ambientals -inputs no controlables- sobre els resultats d'eficiència obtinguts, usant, per tal de comparar resultats, una tècnica paramètrica basada en una análisi de regressió, i una no paramètrica coneguda com a model de valors ajustats.

La asignación de los conductores es la cuarta y última fase de las cuatro etapas en que se suele dividir el complejo problema de la organización de servicios en una empresa de transporte terrestre regular.Se encuadra dentro de lo que se conoce como problema de rostering ya que se concreta en la elaboración de turnos de trabajo rotativo.Así como las tres etapas que preceden al rostering son problemas ampliamente estudiados y mecanizados en la mayor parte de las grandes compañías de trasporte, el problema de rostering plantea peculiaridades debidas a los usos de cada país y a los convenios laborales de cada empresa que hace prácticamente imposible una solución universal.La tesis presenta un acercamiento a los requisitos impuestos en algunas de las principales compañías españolas y ratifica este hecho mediante la constatación de que existen restricciones no sólo distintas sino contradictorias entre compañías.En muchos casos las restricciones impuestas son fruto de unos derechos adquiridos históricamente y en consecuencia difíciles de cambiar, cabe no obstante preguntarse si es posible mejorar la asignación que se está haciendo actualmente sin violar ninguno de los requisitos impuestos. Como respuesta, el presente trabajo plantea el cómo mejorar una situación concreta, para ello elabora un procedimiento que apoyado en técnicas de programación lineal y una heurística greedy mejora la actual asignación notablemente.Por último plantea un problema genérico donde sólo se imponen criterios de equidad en el sentido de tratar de buscar aquellas soluciones que mejor repartan la carga de trabajo y los días libres. Para resolverlo aporta un nuevo procedimiento que se divide en dos fases: construcción de patrones y construcción de listas de tareas.En la construcción de los patrones se exige que estos sean de ciclo corto, lo cual lleva a la innovación de un procedimiento que concretado en dos estrategias alternativas modifica de forma dinámica un programa lineal entero y va presentando las distintas soluciones o patrones de ciclo corto que cubren perfectamente la demanda de conductores solicitada.La elaboración de listas de tareas se aborda y resuelve satisfactoriamente mediante una heurística GRASP, la cual plantea una secuencia de programas lineales mixtos que dan la cota inferior de las asignaciones planteadas, con dicha información se van construyendo las distintas soluciones a partir de las cuales, posteriormente se lleva a cabo la búsqueda local.Se han procesado ejemplos con datos reales facilitados por algunas compañías y los resultados obtenidos reducen espectacularmente el desequilibrio observado en la carga laboral actual entre conductores. / The complex problem of assigning duties to public transport drivers is the fourth and last phase in which the problem is usually divided.It is a scheduling problem well known in the business world, due to the fact that crews work in rotating shifts.The three phases that precede the above mentioned problem are widely studied and mechanized by the majority of the large transport companies. However, the rostering problem is complicated by each country's use of this phase and to the labour agreements of each company. It makes a universal solution practically impossible.This thesis presents an approach to the requirements imposed by some of the main Spanish companies. It confirms this fact by establishing that distinct and contradictory restrictions exist among companies.In many cases the imposed restrictions are the result of historically acquired rights and are difficult to change. Nevertheless, it is feasible to improve the assignment without violating any of the imposed requirements. In short the present thesis raises the question of how to improve the situation. It details a procedure that is supported in lineal programming techniques and a greedy heuristic.Finally the thesis presents a general problem where only criteria of equity are imposed in the sense of seeking solutions that better distribute the workload and the days-off. Seeking to solve the problem has led to a new procedure that is divided into two phases: constructions of patterns and roster construction.The construction of the patterns requires short cycles, leading to an innovation that summarizes two alternative strategies that dynamically modify an Integer lineal program and displays the different solutions, or short cycle patterns that cover perfectly the drivers' demands.The roster elaboration is approached and solved satisfactorily by means of a GRASP algorithm, which raises a mixed lineal programs sequence that give the lower band of the assignments presented. With this information one arrives at different solutions from which the local search is carried out.Examples with real data have been processed, the data coming from existing companies. The results spectacularly reduce the differences observed in the present driver workload distribution.

Com a primera part del treball de tesis doctoral, s'ha presentat la descripció, implementació i estudi computacional d'un nou algorisme de resolució del problema de fluxos no lineals amb constriccions a banda lineals. L'algorisme s'ha desenvolupat a partir d'un esquema de conjunt de constriccions actives segons la estratègia de Murtagh i Saunders del conjunt de variables superbàsics amb explotació de la estructura de xarxa amb tècniques de particionament primal. Aquest algorisme s'ha implementat, donant com a resultat el codi NOXCB 9.0, i la seva eficiència ha estat comprovada mitjançant una amplia bateria de tests computacionals. En la segona part del treball de tesis, s'ha formulat un model acoblat de coordinació hidro-tèrmica, on el parc tèrmic es descriu mitjançant un nou model de fluxos en xarxa basat en el concepte de xarxa tèrmica equivalent. S'ha descrit i programat un mètode de resolució d'aquest model acoblat basat en el paquet NOXCB 9.0, comprovant-se computacionalment el seu grau d'eficiència i precisió. / Como primera parte del trabajo de tesis doctoral, se ha presentado la descripción, implementación y estudio computacional de un nuevo algoritmo de resolución del problema de flujos no lineales con constricciones a banda lineales. El algoritmo se ha desarrollado a partir de un esquema de conjunto de constricciones activas según la estrategia de Murtagh y Saunders del conjunto de variables superbásicos con explotación de la estructura de red con técnicas de particionamiento primal. Este algoritmo se ha implementado, dando como resultado el código NOXCB 9.0, cuya eficiencia ha estado comprobada mediante una amplia batería de tests computacionales. Como segunda parte del trabajo de tesis, se ha formulado un modelo acoblado de coordinación hidro-térmica donde el parque térmico se describe mediante un nuevo modelo de flujos en redes basado en el concepto de red térmica equivalente. se ha descrito y programado un método de resolución de este modelo acoblado basado en el paquete NOXCB 9.0, comprobándose computacionalmente su grado de eficiencia y precisión.

Esta tesis analiza el conjunto de operaciones que se realizan en una Terminal de Contenedores Marítima para crear un modelo que optimice el volumen de producción en función de costes, precios, estructura y recursos.Para ello se analizan todos los procesos, en especial el rendimiento de explanada y su influencia en la productividad de operaciones de transferencia en muelle (buque) y tierra (camiones y ferrocarril). En base al rendimiento de explanada, costes y precios se determinan los umbrales de producción. Definimos una Terminal de Contenedores como una interfaz o conexión entre varios modos de transporte (carretera, ferrocarril, marítimo y aguas interiores). Sus funciones son la transferencia de contenedores entre los diferentes modos y hacer de almacenamiento temporal (buffer) en el ínterin. No confundir con una función de almacenaje, la Terminal solo amortigua la conexión entre los diferentes modos de transporte. El Sistema Operativo es el conjunto de procesos que optimizan la transferencia y almacenamiento temporal de los contenedores. Generalizando las operaciones se pueden dividir en dos tipos, operaciones de muelle y operaciones de tierra. Siguiendo otro criterio también podríamos clasificarlos en procesos dinámicos, que serían los de transferencia y en procesos estáticos como el almacenamiento y estiba de la explanada. El Capítulo Primero, describe la evolución histórica de los procedimientos de carga y descarga en los puertos hasta la aparición del contenedor. Continuamos con una introducción de las premisas para el diseño de una Terminal de contenedores. Para finalizar se definen objetivos y metodología del trabajo.El Capítulo Segundo, describe la evolución de las Terminales de Contenedores Marítimas. Antecedentes y normalización del Contenedor, Transporte Combinado, Infraestructuras, la Investigación de Operaciones como herramienta para la creación de modelos y los diferentes estudios realizados sobre terminales de contenedores en función del método, alcance y objetivo. El Capítulo Tercero es una introducción de los diferentes procesos tanto a nivel de transferencia o dinámicos como de planificación o estáticos. Se analizan las operaciones y los principales subprocesos relacionados como ciclos de máquina, planificación de explanada, tráfico, asignación de medios (humanos y mecánicos), asignación de atraques y análisis del flujo de camiones en puertas. El Capítulo Cuarto es un estudio del rendimiento de explanada, se analizan las remociones, rotación del inventario y su relación con la ocupación y la productividad de las operaciones.En el Capítulo Quinto, se definen, analizan y calculan los umbrales de producción y punto de equilibrio. El rendimiento de explanada combinado con los costes y precios de mercado determina los diferentes puntos a partir de los cuales la Terminal amortiza sus costes y maximiza el beneficio.En el Capítulo Sexto concluye con la necesidad de aplicar modelos conjuntos en la operativa de terminales para obtener mejoras en su productividad y costes. Básicamente se trata de equilibrar la función dinámica con relación a la función estática. En el Capítulo Séptimo finalmente se concluye que el grado de homogenización y la estancia de los containers conjuntamente con su layout son los factores determinantes que maximizan su rendimiento conjunto. Económicamente podemos llegar a saturar el nivel de producción pero es el cliente quien pone límite y obliga a optimizar rendimientos operativos, es por ello que la terminal debe buscar sus umbrales de producción siempre y cuando sus rendimientos operativos entren dentro de los márgenes del sector. Por último en los anexos, se relacionan las características de las principales terminales del mundo, para finalizar con un análisis de las tendencias del sector. / In this thesis we analyze the whole Terminal Operating Processes being conducted in a Marine Container Terminal, to create a model that optimizes the production volume in terms of costs, price, structure and resources.It analyzes all the processes, especially yard performance and its influence on the productivity of transfer operations on berthing line (ships) and land (truck and rail). Based on the yard performance, prices and costs we determine the production thresholds.We define a container terminal as an interface or connection between various modes of transport (road, rail, maritime and inland waters). Its functions include the transfer of containers between different modes and make temporary storage (buffer) in the meantime. Not to be confused with a storage terminal or warehouse as it only dampens the connection between different modes.The operating system is the set of processes that optimize the transfer and temporary storage of containers. Generalizing operations can be divided into two types dock operations and ground operations. Following another approach could also classify them in dynamic processes, which would be the transfer and static processes such as yard storage and stowage.The First Chapter describes the historic development of procedures for loading and unloading at ports until the emergence of the container. We continue with an introduction of the premises for the design of a container terminal. Finally we define objectives and methodology of work. The Second Chapter describes the evolution of Marine Container Terminals. Background and standardization of Container, Combined Transport, Infrastructures and Operations Research as a tool for creating models and different studies on container terminals depending on the method, scope and objective. The Third Chapter is an introduction of different processes both at the level of transfer or dynamic as planning or static. We analyze the operations and the main related sub processes as machine cycles, yard planning, traffic, allocation of resources (human and mechanical), berth allocation and analysis of the flow of trucks at terminal gates. The Fourth Chapter is a study of yard performance, thus we analyze the yard container shiftings (container removals), the rotation of inventory and its relationship to the occupancy and productivity of operations.In the Fifth Chapter we define, analyze and calculate the thresholds of production and break-even point. Yard performance combined with the costs and market prices, determines different points from which the Terminal depreciates their costs and maximizes profit.The Sixth Chapter concludes with the need to improve the combined operational models of terminal processes to obtain improvements in its productivity and costs. Basically it comes to balancing the dynamic role with regard to its static role.In Chapter Seventh finally concluded that the degree of homogenization and container dwell times in conjunction with its layout are the determinants that maximize their overall performance. Economically we can reach saturation level of production but is the costumer who limits and obliges to optimize the operational performance, thus the Terminal must find their thresholds of production bearing in mind that its performance falls within the industry limits.Finally in the annexes there are related the characteristics of the main terminals in the world, to finish with an analysis of the industry trends.

Tal i com indica el seu títol, la present memòria de tesi té com objecte d'estudi el desenvolupament d'algorismes i implementacions eficients per resoldre el problema conegut dins del món de l'Optimització i Investigació Operativa com a problema de fluxos multiarticle en xarxa. Com es desprèn del seu nom, és un problema d'optimització en xarxa on, a diferència del problema clàssic uniarticle, diversos productes (els articles) comparteixen el mateix canal físic (la xarxa) sense poder ser combinats entre ells. Això provoca que sigui necessària una replicació de les variables -fluxos en cada arc- de la xarxa original, tantes vegades com articles hi ha, el qual incrementa considerablement el nombre de variables i constriccions a ser tractades.L'optimització de fluxos en xarxes multiarticle és un problema ben conegut, i durant anys diverses aplicacions reals han estat modelitzades mitjançant aquesta tècnica. Alhora, és un problema molt costós des d'un punt de vista computacional, donat el gran nombre de variables i equacions que intervenen com abans s'ha esmentat. Aquest doble fet (el seu interès per solucionar problemes reals i el seu elevat cost) ha motivat l'estudi i desenvolupament de tècniques per tractar-lo de forma específica. Sovint, però, aquest esforç ha conduït a la formulació de diversos algorismes però rarament ha donat lloc a implementacions de caràcter pràctic. Amb això que acabem de dir queda clar que suposarem que hi ha una clara distinció entre el que és algorisme i el que és implementació, tot i que sovint és difícil decidir on hi ha la frontera entre un i altre concepte. En general, per algorisme entendrem la seqüència de processos que s'han de seguir per tal d'aconseguir un cert objectiu, mentre que la implementació fa referència a com, en última instància, s'han dut a la pràctica. Des d'aquest punt de vista es podria dir que un algorisme té moltes implementacions, però que una implementació només respon a un únic algorisme. S'ha cregut convenient fer una breu discussió sobre els conceptes d'algorisme i implementació, donat que al treball aquí presentat ambdós tenen un pes específic. Al treball desenvolupat no s'ha pretès només detallar com modificar, ampliar o obtenir algorismes per solucionar el problema de fluxos multiarticle, sinó que a més s'ha plantejat com objectiu prioritari l'obtenció d'implementacions el més eficients i robustes possibles. Vista així, la tasca desenvolupada es troba a cavall entre dos camps com ara la Investigació Operativa i la Informàtica. També cal tenir present que en aquesta memòria es presentarà detalladament tot el que faci referència a la part algorísmica però no tant a nivell d'implementació. Això implicaria haver de descriure una gran quantitat d'estructures de dades i una gran quantitat de rutines desenvolupades i altres usades de llibreries numèriques estàndard. Tanmateix, això no ha de fer oblidar que la major part de l'esforç necessari ha estat dedicat a l'obtenció i disseny d'aquestes rutines i estructures de dades. I el fet de que tot aquest treball quedi plasmat en només l'obtenció d'una sèrie de taules amb valors numèrics no ha de fer oblidar la gran quantitat de feina no descrita que hi ha darrera d'aquests resultats.Un cop s'ha definit el marc on es troba el treball realitzat, procedirem a definir amb més detall els objectius que s'han perseguit i les aportacions que representa respecte el que fins ara s'havia fet. Finalitzarem la introducció amb una breu descripció sobre com ha estat estructurada aquesta memòria.

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En el estudio de las cadenas de Markov la clasificación de los estados es una de lascaracterísticas más importantes ya que de ella van a depender otras propiedades comoson por ejemplo la convergencia de la sucesión formada por las potencias n-ésimas dela matriz de transición asociada y por lo tanto su comportamiento asintótico. Este problema se ha abordado desde el campo de la computación natural mediante dosalgoritmos biológicos basados en ADN y mediante el diseño de dos P sistemas. Ambasmetodologías de computación natural son aleatorias si bien mientras que con ADN seobtienen resultados aleatorios, estimaciones, con los P sistemas se obtienencálculos exactos. Por el contrario, la ventaja que presentan los algoritmos basadosen ADN es que hoy en día ya pueden llevarse a la práctica si bien cabe perfeccionarde manera substancial las técnicas de laboratorio. Finalmente remarcar que lacomputación natural abre la puerta a un nuevo e interesante modelo de computación que exige un cambio en la forma de pensar.

En els últims anys s'ha observat un canvi radical en l'estructura del sector porcí.Les explotacions porcines estan sent cada vegada més especialitzades i la grandàriade les seves operacions ha anat en augment. A més, les explotacions porcinesmodernes estan tendint a integrar i coordinar les seves operacions en Cadenes desubministrament del sector porcí (PSC en anglès). L'objectiu general de la tesi vaser formular un conjunt de models per a donar suport a la gestió del ramat de trugesreproductores i la producció de garrins dintre d'un context de cadena desubministrament, donant respostes pràctiques a preguntes rellevants sovintpreguntades per qui prenen les decisions. Així les principals decisions estratègiquesi tàctiques relacionades amb la gestió del ramat de truges reproductores i laproducció de garrins en un context de cadena de subministrament (PSC) van serconsiderades.Bàsicament quatre models sota incertesa van ser desenvolupats. El primer va ser laformulació d'un programa lineal d'un model semi-Markovià per al disseny de lesinstal·lacions de granges. Es va mostrar que la distribució del ramat basada enestats fisiològics i moviments entre instal·lacions fou útil pel càlcul dels espaisnecessaris per a cada instal·lació. La formulació va considerar les recentsregulacions de la Unió Europea relacionades amb el benestar animal i el cost de lesinstal·lacions. Continuant amb aspectes relacionats amb el benestar animal, es vadesenvolupar un marc per a la integració dels senyals clínics dintre d'un model dereemplaçament. Aquest model correspon a un procèss Markovià jeràrquic multinivell,que a més realitza una actualització de dades a través de xarxes Bayesianas.Els resultats van mostrar com la incorporació dels senyals clínics en els models dereemplaçament ha dut a millors polítiques de selecció a través d'una eficientdetecció de truges reproductores febles en el ramat. Els dos models següentsformulats sota un horitzó temporal finit han mostrat la distribució o estructura delramat evolutionant cap a l'estat estable. Variacions temporals en paràmetres opertorbacions transitòries van ser representades a través de models d'horitzó finiton diferents escenaris van capturar la incertesa del sistema. L'ús de Programació lineal va permetre explícitament incorporar restriccions de ramat més fàcilment queen una formulació amb Processos de decisió de Markov. Finalment el model deprogramació estocàstica de dues etapes amb recurs va mostrar ser una eina factibleper a tractar amb la incertesa del sistema a través d'escenaris. Beneficis addicionalsvan ser la compra de verres, la planificació de la producció i decisions dereemplaçament, tot sota un esquema d'horitzó de temps rodant.Avui dia, amb l'actual estructura del sector, és raonable pensar en models capaçosde resoldre amb major precisió els problemes que afecten a dos o més etapes de lacadena, i integrar-los a tots en algun sistema d'informació, amb la finalitat demillorar la gestió global de la cadena. Els models presentats en aquesta tesi sóneines adequades per a plantar cara a les principals decisions estratègiques itàctiques de la gestió del ramat de truges reproductores i la producció de garrins enun context de PSC / En los últimos años se ha observado un gran cambio en la estructura del sectorporcino. Las explotaciones porcinas están siendo cada vez más especializadasmientras que el tamaño de sus operaciones ha ido en aumento. Además, estántendiendo a integrar y coordinar sus operaciones en cadenas de suministro (PSC eninglés). Así, el objetivo general de la tesis fue formular un conjunto de modelospara apoyar la gestión del rebaño de cerdas reproductoras y la producción delechones dentro de un contexto de cadena de suministro, dando respuestas prácticasa preguntas relevantes a menudo questionadas por quienes toman las decisiones.De ahí que, las principales decisiones estratégicas y tácticas relacionadas con lagestión del rebaño en un contexto de cadena (PSC) fueron consideradas.Básicamente, cuatro modelos bajo incertidumbre fueron desarrollados. El primeroformula un programa lineal de un modelo semi-markoviano para el diseño de lasinstalaciones de granjas. Se mostró que la distribución de la manada basada enestados fisiológicos y movimientos entre instalaciones es útil para el cálculo de losespacios necesarios para cada instalación. La formulación consideró las recientesregulaciones de la Unión Europea relacionadas con el bienestar animal, además delcoste de las instalaciones. El segundo modelo desarrolló un marco para laintegración de las señales clínicas dentro de un modelo de reemplazamiento. Laformulación corresponde a un proceso Markoviano jerárquico multi-nivel, conactualización de datos a través de redes Bayesianas. Los resultados mostraroncómo la incorporación de las señales clínicas ha llevado a mejores políticas deselección a través de una eficiente detección de cerdas débiles en el rebaño. Lossiguientes dos modelos son formulados bajo un horizonte de tiempo finito ymuestran la distribución o estructura del rebaño moviéndose hacia el estadoestable. Las variaciones temporales en parámetros o perturbaciones transitoriasfueron incorporadas a través de modelos de horizonte finito donde diferentesescenarios representaron la incertidumbre del sistema. El uso de Programaciónlineal permitió explícitamente incorporar restricciones de rebaño más fácilmenterespecto a la formulación con Procesos de decisión de Markov. Finalmente el modelo de programación estocástica de dos etapas con recurso mostró ser unaherramienta factible para tratar con la incertidumbre del sistema a través deescenarios. Beneficios adicionales fueron la programación de cerdas jóvenes, laplaneación de la producción y decisiones de reemplazo, todo bajo un esquema dehorizonte de tiempo rodante.Hoy en día, con la actual estructura del sector, es razonable pensar en modeloscapaces de resolver con mayor precisión los problemas que afectan a dos o másetapas de la cadena, e integrarlos a todos en algún sistema de información, con elfin de mejorar la gestión global de la cadena. Por lo que los modelos presentadosen esta tesis son herramientas adecuadas para hacer frente a las principalesdecisiones estratégicas y tácticas de la gestión del rebaño de cerdas reproductoras yla producción de lechones en un contexto de cadena de suministro. / A noticeable change in the structure of the Spanish pork sector has been observedin recent years. Pig farms have become more and more specialized and the size oftheir operations has been increasing. Moreover, modern pig farms have tended tointegrate and coordinate their operations into Pork Supply Chain (PSC). Thus, theoverall aim of this thesis was to formulate a set of models to support sow herdmanagement and piglet production in a pork supply chain context, giving practicalanswers to relevant questions often asked by decision makers. Hence, the mainstrategic and tactical decisions regarding sow herds and piglet productionmanagement in a pork supply chain context were considered.Basically, four models under uncertainty were developed. The first one was a linearprogramming formulation of a semi-Markov model to design pig facilities. Itshowed that herd distribution based on physiological states and movementsbetween facilities were useful to calculate the room needs for each sow facility.The formulation considers recent EU regulations regarding animal welfare and theimpact on economic cost of housing facilities. Ongoing with animal welfare issues,a framework for the integration of clinical signs into a sow replacement model wasdeveloped. The sow replacement model used in the framework was a multi-levelhierarchical Markov process using Bayesian updating. The results showed how theincorporation of clinical signs in sow replacement models led to better cullingpolicies through more efficient detection of the weakest sows in the herd. The nexttwo models formulated under finite time horizon showed the herd distribution orstructure moving to the steady state. Temporary shocks in parameters or transitoryperturbations were better represented by finite time horizon models wherescenarios collected part of the uncertainty of the system. The use of LinearProgramming led to incorporate herd constraints more easily than in a MarkovDecision Process. Finally the two-stage stochastic programming model withrecourse showed to be a suitable tool to deal with the uncertainty of the systemthrough scenarios. Additional benefits for practical purpose were the scheduling of purchasing of gilts, planning piglet production and replacement policy, all under arolling time horizon scheme.Nowadays, with the current structure of the sector, it is reasonable to think aboutmodels capable of solving more accurately problems involving two or more stagesof the chain, and integrating them all together in some information system, in orderto improve the management of the PSC. Hence the models presented in this thesisare suitable tools to deal with main strategic and tactical decisions in sow herdsproducing piglets in a general PSC context.

En aquesta tesi, presentem una solució per a dos problemes rellevants en la teoria de control: el problema del cost quadràtic garantit i el problema del control H∞, per a un cert tipus de sistemes. Considerem els sistemes interconnectats lineals amb incerteses, sota la presència de fallades en els actuadors, i dissenyem controls descentralitzats que a més a més d'assegurar estabilitat, resolen aquests dos problemes. Treballem amb tres models diferents d'incerteses: incerteses normades o acotades, incerteses definides sobre un politop i incerteses que segueixen el model multiconvex. El model de fiabilitat emprat permet plantejar-se tant una fallada total en l'actuador com una fallada parcial. Els dos problemes tractats són:· Problema del control RGC. Sintetitzar el control fiable sota fallada en els actuadors, que assegura estabilitat i garanteix un cert nivell de rendiment o de cost, calculant una cota mínima per a la funció de cost.· Problema del control robust. Dissenyar el control que assegura estabilitat interna sota pertorbacions en el sistema, obtenint una cota per a la relació entre la pertorbació i la sortida controlable. Es considera la norma H∞ del sistema, que representa l'increment màxim en energia, entre l'entrada i la sortida del sistema..A l'hora de dissenyar ambdos controls, utilitzem les tècniques donades per les inequacions lineals matricials (LMI), que permeten una fàcil implementació numèrica. Així doncs, a part de tractar els problemes de la llei RGC i del control robust, hem determinat una relació general entre inequacions matricials lineals i no lineals, que permet obtenir caracteritzacions LMI per a un gran ventall de problemes de teoria de control. Les LMI que hem obtingut separen les dades del problema i les variables de disseny, permetent una resolució menys restrictiva. En particular, faciliten l'ús de funcions de Lyapunov paramètriques que asseguren l'estabilitat del sistema quan una funció no paramètrica no arriba a fer-ho. La formulació per mitjà de les tècniques LMI ens ha permès obtenir implementacions numèriques efectives, així com relaxacions en les condicions d'estabilitat. En el cas del problema del control RGC, trobem que quan es consideren fallades en el sistema, el model d'incerteses es veu reduït en certa manera, perdent també llibertat en la definició de la funció de cost. Un cop sintetitzat el control RGC, presentem dues maneres que permeten obtenir una cota òptima del cost garantit, així com treure'n la dependència respecte les condicions inicials. Hem dut a terme exemples numèrics que mostren l'eficiència dels mètodes enunciats, tractant els models d'incerteses normat i politòpic. Els resultats s'han obtingut usant el Toolbox LMI Control del programa Matlab.El segon problema que ens plantejem és el del control estàtic realimentat per l'estat, tal que la norma H∞ del sistema es troba acotada. Aquest fet assegura que l'efecte de pertorbacions en el sistema està dins de marges desitjats. A més a més, la síntesi obtinguda és independent del model de incerteses i, en el cas dels models normat i politòpic, hem obtingut una caracterització LMI. També fem un breu estudi del control robust realimentat per la sortida, obtenint una caracterització en termes LMI, en el cas que no se suposin errors en la medició de la sortida. / This thesis presents a design of a reliable decentralized state feedback control for a class of uncertain interconnected systems. We present a solution for two outstanding problems in the control theory: the problem of the guaranteed quadratic cost control and the H∞ problem. We have designed decentralized controls that besides assuring stability, they solve these two problems. We have considered three uncertainty models: born-normed model, polytopic model and multiconvex model. A model of failures in actuators is adopted which considers outages or partial degradation in independent actuators. The two treated problems are: · RGC Control. This problem is related to the decentralized reliable guaranteed cost control problem for interconnected systems. The presented reliable control shows that the admission of control failures imposes some restriction in the control weighting matrices in the performance criterion. Thus the designer can take some trade-off between control performance and admitted reliability.· Robust Control. The control problem considered is to design feedback controller, such that the closed loop structure is stable and has a specified performance. In the standard H problem, stability means internal stability and the performance is taken to be the H norm of the transfer function from the exogenous inputs and the regulators outputs. An estimation of worst-case H norm is required. A key point in the control design has been the formulation of a new linear matrix inequality (LMI) characterization, which uses parameter-dependent Lyapunov functions and slack variables. The obtained LMI separate the unknown variables from the system parameter data, which smoothes the numerical solution. This characterization can be useful for different classes of problems, such as guaranteed cost control, H2 or H∞ control design.We use this type of LMI to proof that the proposed decentralized control scheme guarantees the quadratic stability and a cost bound, for RGC control problem, and a H∞ norm bound for a robust control problem, for a class of failure model which considers outage or partial degradation of any independent specific actuator. We make this for the three uncertainties models. A numerical example has been included to illustrate the proposed decentralized control approach. Computations have been made by using standard Matlab's LMI Control Toolbox.