[ES] Las ontologías son artefactos computacionales con una amplia gama de aplicaciones. Estos artefactos representan el conocimiento con la mayor precisión posible y brindan a los humanos un marco para representar y aclarar el conocimiento. Además, las ontologías se pueden implementar y procesar agregando semántica a los datos que deben intercambiarse entre sistemas. En los sistemas, los datos transportan información y deben seguir los Principios FAIR para cumplir su propósito. Sin embargo, los dominios del conocimiento pueden ser vastos, complejos y sensibles, lo que hace que la interoperabilidad sea un desafío. Además, el diseño y desarrollo de ontologías no es una tarea sencilla, y debe seguir metodologías y estándares, además de cumplir una serie de requisitos. De hecho, las ontologías se han utilizado para producir FAIRness de datos debido a sus características, aplicaciones y competencias semánticas. Con la creciente necesidad de interoperar datos surgió la necesidad de interoperar ontologías para garantizar la correcta transmisión e intercambio de información. Para satisfacer esta demanda de ontologías interoperativas y, al mismo tiempo, conceptualizar dominios amplios y complejos, surgieron las Redes de Ontologías. Además, las ontologías comenzaron a presentar conceptualizaciones a través de la fragmentación del conocimiento de diferentes maneras, dependiendo de requisitos como el alcance de la ontología, su propósito, si es procesable o para uso humano, su contexto, entre otros aspectos formales, haciendo que la Ingeniería Ontológica sea también un dominio complejo. El problema es que en el Proceso de Ingeniería de Ontologías, las personas responsables toman diferentes perspectivas sobre las conceptualizaciones, provocando que las ontologías tengan sesgos a veces más ontológicos y otras más relacionados con el dominio. Estos problemas dan como resultado ontologías que carecen de fundamento o bien implementaciones de ontologías sin un modelo de referencia previo. Proponemos una (meta)ontología basada en la Ontología Fundacional Unicada (UFO, del inglés, Unified Foundational Ontology) y respaldada por estándares de clasificación ontológica reconocidos, guías y principios FAIR para resolver este problema de falta de consenso en las conceptualizaciones. La Ontología para el Análisis Ontológico (O4OA, del inglés, Ontology for Ontological Analysis) considera perspectivas, conocimientos, características y compromisos, que son necesarios para que la ontología y el dominio faciliten el proceso de Análisis Ontológico, incluyendo el análisis de las ontologías que conforman una red de ontologías. Utilizando O4OA, proponemos el Marco para la Caracterización Ontológica (F4OC, del inglés, Framework for Ontology Characterization) para proporcionar pautas y mejores prácticas a los responsables, a la luz de O4OA. F4OC proporciona un entorno estable y homogéneo para facilitar el análisis ontológico, abordando simultáneamente las perspectivas ontológicas y de dominio de los involucrados. Además, aplicamos O4OA y F4OC a varios estudios de casos en el Dominio de Ciberseguridad, el cual es complejo, extremadamente regulado y sensible, y propenso a dañar a personas y organizaciones. El principal objetivo de esta tesis doctoral es proporcionar un entorno sistemático y reproducible para ingenieros en ontologías y expertos en dominios, responsables de garantizar ontologías desarrolladas de acuerdo con los Principios FAIR. Aspiramos a que O4OA y F4OC sean contribuciones valiosas para la comunidad de modelado conceptual, así como resultados adicionales para la comunidad de ciberseguridad a través del análisis ontológico de nuestros estudios de caso. / [CA] Les ontologies són artefactes computacionals amb una àmplia gamma d'aplicacions. Aquests artefactes representen el coneixement amb la major precisió possible i brinden als humans un marc per a representar i aclarir el coneixement. A més, les ontologies es poden implementar i processar agregant semàntica a les dades que han d'intercanviar-se entre sistemes. En els sistemes, les dades transporten informació i han de seguir els Principis FAIR per a complir el seu propòsit. No obstant això, els dominis del coneixement poden ser vastos, complexos i sensibles, la qual cosa fa que la interoperabilitat siga un desafiament. A més, el disseny i desenvolupament d'ontologies no és una tasca senzilla, i ha de seguir metodologies i estàndards, a més de complir una sèrie de requisits. De fet, les ontologies s'han utilitzat per a produir FAIRness de dades a causa de les seues característiques, aplicacions i competències semàntiques. Amb la creixent necessitat de inter operar dades va sorgir la necessitat de inter operar ontologies per a garantir la correcta transmissió i intercanvi d'informació. Per a satisfer aquesta demanda d'ontologies inter operatives i, al mateix temps, conceptualitzar dominis amplis i complexos, van sorgir Xarxes d'Ontologies. A més, les ontologies van començar a presentar conceptualitzacions a través de la fragmentació del coneixement de diferents maneres, depenent de requisits com l'abast de l'ontologia, el seu propòsit, si és procesable o per a ús humà, el seu context i diversos altres aspectes formals, fent que el Enginyeria Ontològica també és un domini complex. El problema és que en Procés d'Enginyeria d'Ontologies, les persones responsables prenen diferents perspectives sobre les conceptualitzacions, provocant que les ontologies tinguen biaixos a vegades més ontològics i altres més relacionats amb el domini. Aquests problemes donen com a resultat ontologies que manquen de fonament i implementacions d'ontologies sense un model de referència previ. Proposem una (meta)ontologia basada en la Ontologia Fundacional Unificada (UFO, de le inglés, Unified Foundational Ontology) i recolzada per coneguts estàndard de classificació ontològica, guies i principis FAIR per a resoldre aquest problema de falta de consens en les conceptualitzacions. La Ontologia per a l'Anàlisi Ontològica (O4OA, de le inglés, Ontology for Ontological Analysis) considera perspectives, coneixements, característiques i compromisos, que són necessaris perquè l'ontologia i el domini faciliten el procés de Anàlisi Ontològica, incloent-hi l'anàlisi de les ontologies que conformen una xarxa d'ontologies. Utilitzant O4OA, proposem el Marco per a la Caracterització Ontològica (F4OC, de le inglés, Framework for Ontology Characterization) per a proporcionar pautes i millors pràctiques als responsables, a la llum d'O4OA. F4OC proporciona un entorn estable i homogeni per a facilitar l'anàlisi ontològica, abordant simultàniament les perspectives ontològiques i de domini dels involucrades. A més, apliquem O4OA i F4OC a diversos estudis de casos en el Domini de Seguretat Cibernètica, que és complex, extremadament regulat i sensible, i propens a danyar a persones i organitzacions. L'objectiu principal d'aquesta tesi és proporcionar un entorn sistemàtic, reproduïble i escalable per a engineers en ontologies i experts in dominis encarregats de garantir les ontologies desenvolupades d'acord amb els Principis FAIR. Aspirem a fer que O4OA i F4OC aportin valuoses contribucions a la comunitat de modelització conceptual, així com resultats addicionals per a la comunitat de ciberseguretat mitjançant l'anàlisi ontològica dels nostres estudis de cas. / [EN] Ontologies are computational artifacts with a wide range of applications. They represent knowledge as accurately as possible and provide humans with a framework for knowledge representation and clarification. Additionally, ontologies can be implemented and processed by adding semantics to data that needs to be exchanged between systems. In systems, data is the carrier of information and needs to comply with the FAIR Principles to fulfill its purpose. However, knowledge domains can be vast, complex, and sensitive, making interoperability challenging. Moreover, ontology design and development are not easy tasks; they must follow methodologies and standards and comply with a set of requirements. Indeed, ontologies have been used to provide data FAIRness due to their characteristics, applications, and semantic competencies. With the growing need to interoperate data came the need to interoperate ontologies to guarantee the correct transmission and exchange of information. To meet the need to interoperate ontologies and at the same time conceptualize complex and vast domains, Ontology Networks emerged. Moreover, ontologies began to carry out conceptualizations, fragmenting knowledge in different ways depending on requirements, such as the ontology scope, purpose, whether it is processable or for human use, its context, and several other formal aspects, making Ontology Engineering also a complex domain. The problem is that in the Ontology Engineering Process, stakeholders take different perspectives of the conceptualizations, and this causes ontologies to have biases that are sometimes more ontological and sometimes more related to the domain. These problems result in ontologies that lack grounding and ontology implementations without a previous reference model. We propose a (meta)ontology grounded over the Unified Foundational Ontology (UFO) and supported by well-known ontological classification standards, guides, and FAIR Principles to address this problem of lack of consensual conceptualization. The Ontology for Ontological Analysis (O4OA) considers ontological-related and domain-related perspectives, knowledge, characteristics, and commitment that are needed to facilitate the process of Ontological Analysis, including the analysis of ontologies composing an ontology network. Using O4OA we propose the Framework for Ontology Characterization (F4OC) to provide guidelines and best practices in the light of O4OA for stakeholders. The F4OC fosters a stable and uniform environment for ontological analysis, integrating stakeholder perspectives. Moreover, we applied O4OA and F4OC to several case studies in the Cybersecurity Domain, which is intricate, highly regulated, and sensitive to causing harm to people and organizations. The main objective of this doctoral thesis is to provide a systematic and reproducible environment for ontology engineers and domain specialists responsible for ensuring ontologies developed according to the FAIR Principles. We aspire that O4OA and F4OC be valuable contributions to the conceptual modeling community as well as the additional outcomes for the cybersecurity community through the ontological analysis in our case studies. / Franco Martins Souza, B. (2024). A Framework for Conceptual Characterization of Ontologies and its Application in the Cybersecurity Domain [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/204584

Tesis por compendio / [ES] La Realidad Aumentada (Augmented Reality, AR) y su capacidad para integrar contenido sintético sobre una imagen real proporciona un valor incalculable en diversos campos; no obstante, la industria es uno de estos campos que más se puede aprovechar de ello. Como tecnología clave en la evolución hacia la Industria 4.0 y 5.0, la AR no solo complementa sino que también potencia la interacción humana con los procesos industriales. En este contexto, la AR se convierte en una herramienta esencial que no sustituye al factor humano, sino que lo enriquece, ampliando sus capacidades y facilitando una colaboración más efectiva entre humanos y tecnología. Esta integración de la AR en entornos industriales no solo mejora la eficiencia y precisión de las tareas, sino que también abre nuevas posibilidades para la expansión del potencial humano. Existen numerosas formas en las que el ser humano interactúa con la tecnología, siendo la AR uno de los paradigmas más innovadores respecto a cómo los usuarios acceden a la información; sin embargo, es crucial reconocer que la AR, por sí misma, tiene limitaciones en cuanto a la interpretación del contenido que visualiza. Aunque en la actualidad podemos acceder a diferentes librerías que utilizan algoritmos para realizar una detección de imágenes, objetos, o incluso entornos, surge una pregunta fundamental: ¿hasta qué punto puede la AR comprender el contexto de lo que ve? Esta cuestión se vuelve especialmente relevante en entornos industriales. ¿Puede la AR discernir si una máquina está funcionando correctamente, o su rol se limita a la presentación de indicadores digitales superpuestos? La respuesta a estas cuestiones subrayan tanto el potencial como los límites de la AR, impulsando la búsqueda de innovaciones que permitan una mayor comprensión contextual y adaptabilidad a situaciones específicas dentro de la industria. En el núcleo de esta tesis yace el objetivo de no solo dotar a la AR de una "inteligencia semántica" capaz de interpretar y adaptarse al contexto, sino también de ampliar y enriquecer las formas en que los usuarios interactúan con esta tecnología. Este enfoque se orienta particularmente a mejorar la accesibilidad y la eficiencia de las aplicaciones de AR en entornos industriales, que son por naturaleza restringidos y complejos. La intención es ir un paso más allá de los límites tradicionales de la AR, proporcionando herramientas más intuitivas y adaptativas para los operadores en dichos entornos. La investigación se despliega a través de tres artículos de investigación, donde se ha desarrollado y evaluado una arquitectura multimodal progresiva. Esta arquitectura integra diversas modalidades de interacción usuario-tecnología, como el control por voz, la manipulación directa y el feedback visual en AR. Además, se incorporan tecnologías avanzadas basadas en modelos de aprendizaje automática (Machine Learning, ML) y aprendizaje profundo (Deep Learning, DL) para extraer y procesar información semántica del entorno. Cada artículo construye sobre el anterior, demostrando una evolución en la capacidad de la AR para interactuar de manera más inteligente y contextual con su entorno, y resaltando la aplicación práctica y los beneficios de estas innovaciones en la industria. / [CA] La Realitat Augmentada (Augmented Reality, AR) i la seua capacitat per integrar contingut sintètic sobre una imatge real ofereix un valor incalculable en diversos camps; no obstant això, la indústria és un d'aquests camps que més pot aprofitar-se'n. Com a tecnologia clau en l'evolució cap a la Indústria 4.0 i 5.0, l'AR no només complementa sinó que també potencia la interacció humana amb els processos industrials. En aquest context, l'AR es converteix en una eina essencial que no substitueix al factor humà, sinó que l'enriqueix, ampliant les seues capacitats i facilitant una col·laboració més efectiva entre humans i tecnologia. Esta integració de l'AR en entorns industrials no solament millora l'eficiència i precisió de les tasques, sinó que també obri noves possibilitats per a l'expansió del potencial humà. Existeixen nombroses formes en què l'ésser humà interactua amb la tecnologia, sent l'AR un dels paradigmes més innovadors respecte a com els usuaris accedeixen a la informació; no obstant això, és crucial reconéixer que l'AR, per si mateixa, té limitacions quant a la interpretació del contingut que visualitza. Encara que en l'actualitat podem accedir a diferents llibreries que utilitzen algoritmes per a realitzar una detecció d'imatges, objectes, o fins i tot entorns, sorgeix una pregunta fonamental: fins a quin punt pot l'AR comprendre el context d'allò veu? Esta qüestió esdevé especialment rellevant en entorns industrials. Pot l'AR discernir si una màquina està funcionant correctament, o el seu rol es limita a la presentació d'indicadors digitals superposats? La resposta a estes qüestions subratllen tant el potencial com els límits de l'AR, impulsant la recerca d'innovacions que permeten una major comprensió contextual i adaptabilitat a situacions específiques dins de la indústria. En el nucli d'esta tesi jau l'objectiu de no solament dotar a l'AR d'una "intel·ligència semàntica" capaç d'interpretar i adaptar-se al context, sinó també d'ampliar i enriquir les formes en què els usuaris interactuen amb esta tecnologia. Aquest enfocament s'orienta particularment a millorar l'accessibilitat i l'eficiència de les aplicacions d'AR en entorns industrials, que són de naturalesa restringida i complexos. La intenció és anar un pas més enllà dels límits tradicionals de l'AR, proporcionant eines més intuïtives i adaptatives per als operaris en els entorns esmentats. La recerca es desplega a través de tres articles d'investigació, on s'ha desenvolupat i avaluat una arquitectura multimodal progressiva. Esta arquitectura integra diverses modalitats d'interacció usuari-tecnologia, com el control per veu, la manipulació directa i el feedback visual en AR. A més, s'incorporen tecnologies avançades basades en models d'aprenentatge automàtic (ML) i aprenentatge profund (DL) per a extreure i processar informació semàntica de l'entorn. Cada article construeix sobre l'anterior, demostrant una evolució en la capacitat de l'AR per a interactuar de manera més intel·ligent i contextual amb el seu entorn, i ressaltant l'aplicació pràctica i els beneficis d'estes innovacions en la indústria. / [EN] Augmented Reality (AR) and its ability to integrate synthetic content over a real image provides invaluable value in various fields; however, the industry is one of these fields that can benefit most from it. As a key technology in the evolution towards Industry 4.0 and 5.0, AR not only complements but also enhances human interaction with industrial processes. In this context, AR becomes an essential tool that does not replace the human factor but enriches it, expanding its capabilities and facilitating more effective collaboration between humans and technology. This integration of AR in industrial environments not only improves the efficiency and precision of tasks but also opens new possibilities for expanding human potential. There are numerous ways in which humans interact with technology, with AR being one of the most innovative paradigms in how users access information; however, it is crucial to recognize that AR, by itself, has limitations in terms of interpreting the content it visualizes. Although today we can access different libraries that use algorithms for image, object, or even environment detection, a fundamental question arises: To what extent can AR understand the context of what it sees? This question becomes especially relevant in industrial environments. Can AR discern if a machine functions correctly, or is its role limited to presenting superimposed digital indicators? The answer to these questions underscores both the potential and the limits of AR, driving the search for innovations that allow for greater contextual understanding and adaptability to specific situations within the industry. At the core of this thesis lies the objective of not only endowing AR with "semantic intelligence" capable of interpreting and adapting to context, but also of expanding and enriching the ways users interact with this technology. This approach mainly aims to improve the accessibility and efficiency of AR applications in industrial environments, which are by nature restricted and complex. The intention is to go beyond the traditional limits of AR, providing more intuitive and adaptive tools for operators in these environments. The research unfolds through three articles, where a progressive multimodal architecture has been developed and evaluated. This architecture integrates various user-technology interaction modalities, such as voice control, direct manipulation, and visual feedback in AR. In addition, advanced technologies based on Machine Learning (ML) and Deep Learning (DL) models are incorporated to extract and process semantic information from the environment. Each article builds upon the previous one, demonstrating an evolution in AR's ability to interact more intelligently and contextually with its environment, and highlighting the practical application and benefits of these innovations in the industry. / Izquierdo Doménech, JJ. (2024). Enhancing Industrial Process Interaction Using Deep Learning, Semantic Layers, and Augmented Reality [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/205523 / Compendio

The increasing complexity of software systems has led to the development of sophisticated formal Methodologies for verifying and correcting data and programs. In general, establishing whether a program behaves correctly w.r.t. the original programmer s intention or checking the consistency and the correctness of a large set of data are not trivial tasks as witnessed by many case studies which occur in the literature. In this dissertation, we face two challenging problems of verification and correction. Specifically, verification and correction of declarative programs, and the verification and correction of Web sites (i.e. large collections of semistructured data). Firstly, we propose a general correction scheme for automatically correcting declarative, rule-based programs which exploits a combination of bottom-up as well as topdown inductive learning techniques. Our hybrid hodology is able to infer program corrections that are hard, or even impossible, to obtain with a simpler,automatic top-down or bottom-up learner. Moreover, the scheme will be also particularized to some well-known declarative programming paradigm: that is, the functional logic and the functional programming paradigm. Secondly, we formalize a framework for the automated verification of Web sites which can be used to specify integrity conditions for a given Web site, and then automatically check whether these conditions are fulfilled. We provide a rule-based, formal specification language which allows us to define syntactic as well as semantic properties of the Web site. Then, we formalize a verification technique which detects both incorrect/forbidden patterns as well as lack of information, that is, incomplete/missing Web pages. Useful information is gathered during the verification process which can be used to repair the Web site. So, after a verification phase, one can also infer semi-automatically some possible corrections in order to fix theWeb site. The methodology is based on a novel rewrit / Ballis, D. (2005). Rule-Based Software Verification and Correction [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1948 / Palancia

[ES] El proceso de ciencia de datos es esencial para extraer valor de los datos. Sin embargo, la parte más tediosa del proceso, la preparación de los datos, implica una serie de formateos, limpieza e identificación de problemas que principalmente son tareas manuales. La preparación de datos todavía se resiste a la automatización en parte porque el problema depende en gran medida de la información del dominio, que se convierte en un cuello de botella para los sistemas de última generación a medida que aumenta la diversidad de dominios, formatos y estructuras de los datos. En esta tesis nos enfocamos en generar algoritmos que aprovechen el conocimiento del dominio para la automatización de partes del proceso de preparación de datos. Mostramos la forma en que las técnicas generales de inducción de programas, en lugar de los lenguajes específicos del dominio, se pueden aplicar de manera flexible a problemas donde el conocimiento es importante, mediante el uso dinámico de conocimiento específico del dominio. De manera más general, sostenemos que una combinación de enfoques de aprendizaje dinámicos y basados en conocimiento puede conducir a buenas soluciones. Proponemos varias estrategias para seleccionar o construir automáticamente el conocimiento previo apropiado en varios escenarios de preparación de datos. La idea principal se basa en elegir las mejores primitivas especializadas de acuerdo con el contexto del problema particular a resolver. Abordamos dos escenarios. En el primero, manejamos datos personales (nombres, fechas, teléfonos, etc.) que se presentan en formatos de cadena de texto muy diferentes y deben ser transformados a un formato unificado. El problema es cómo construir una transformación compositiva a partir de un gran conjunto de primitivas en el dominio (por ejemplo, manejar meses, años, días de la semana, etc.). Desarrollamos un sistema (BK-ADAPT) que guía la búsqueda a través del conocimiento previo extrayendo varias meta-características de los ejemplos que caracterizan el dominio de la columna. En el segundo escenario, nos enfrentamos a la transformación de matrices de datos en lenguajes de programación genéricos como R, utilizando como ejemplos una matriz de entrada y algunas celdas de la matriz de salida. También desarrollamos un sistema guiado por una búsqueda basada en árboles (AUTOMAT[R]IX) que usa varias restricciones, probabilidades previas para las primitivas y sugerencias textuales, para aprender eficientemente las transformaciones. Con estos sistemas, mostramos que la combinación de programación inductiva, con la selección dinámica de las primitivas apropiadas a partir del conocimiento previo, es capaz de mejorar los resultados de otras herramientas actuales específicas para la preparación de datos. / [CA] El procés de ciència de dades és essencial per extraure valor de les dades. No obstant això, la part més tediosa del procés, la preparació de les dades, implica una sèrie de transformacions, neteja i identificació de problemes que principalment són tasques manuals. La preparació de dades encara es resisteix a l'automatització en part perquè el problema depén en gran manera de la informació del domini, que es converteix en un coll de botella per als sistemes d'última generació a mesura que augmenta la diversitat de dominis, formats i estructures de les dades. En aquesta tesi ens enfoquem a generar algorismes que aprofiten el coneixement del domini per a l'automatització de parts del procés de preparació de dades. Mostrem la forma en què les tècniques generals d'inducció de programes, en lloc dels llenguatges específics del domini, es poden aplicar de manera flexible a problemes on el coneixement és important, mitjançant l'ús dinàmic de coneixement específic del domini. De manera més general, sostenim que una combinació d'enfocaments d'aprenentatge dinàmics i basats en coneixement pot conduir a les bones solucions. Proposem diverses estratègies per seleccionar o construir automàticament el coneixement previ apropiat en diversos escenaris de preparació de dades. La idea principal es basa a triar les millors primitives especialitzades d'acord amb el context del problema particular a resoldre. Abordem dos escenaris. En el primer, manegem dades personals (noms, dates, telèfons, etc.) que es presenten en formats de cadena de text molt diferents i han de ser transformats a un format unificat. El problema és com construir una transformació compositiva a partir d'un gran conjunt de primitives en el domini (per exemple, manejar mesos, anys, dies de la setmana, etc.). Desenvolupem un sistema (BK-ADAPT) que guia la cerca a través del coneixement previ extraient diverses meta-característiques dels exemples que caracteritzen el domini de la columna. En el segon escenari, ens enfrontem a la transformació de matrius de dades en llenguatges de programació genèrics com a R, utilitzant com a exemples una matriu d'entrada i algunes dades de la matriu d'eixida. També desenvolupem un sistema guiat per una cerca basada en arbres (AUTOMAT[R]IX) que usa diverses restriccions, probabilitats prèvies per a les primitives i suggeriments textuals, per aprendre eficientment les transformacions. Amb aquests sistemes, mostrem que la combinació de programació inductiva amb la selecció dinàmica de les primitives apropiades a partir del coneixement previ, és capaç de millorar els resultats d'altres enfocaments de preparació de dades d'última generació i més específics. / [EN] Data science is essential for the extraction of value from data. However, the most tedious part of the process, data wrangling, implies a range of mostly manual formatting, identification and cleansing manipulations. Data wrangling still resists automation partly because the problem strongly depends on domain information, which becomes a bottleneck for state-of-the-art systems as the diversity of domains, formats and structures of the data increases. In this thesis we focus on generating algorithms that take advantage of the domain knowledge for the automation of parts of the data wrangling process. We illustrate the way in which general program induction techniques, instead of domain-specific languages, can be applied flexibly to problems where knowledge is important, through the dynamic use of domain-specific knowledge. More generally, we argue that a combination of knowledge-based and dynamic learning approaches leads to successful solutions. We propose several strategies to automatically select or construct the appropriate background knowledge for several data wrangling scenarios. The key idea is based on choosing the best specialised background primitives according to the context of the particular problem to solve. We address two scenarios. In the first one, we handle personal data (names, dates, telephone numbers, etc.) that are presented in very different string formats and have to be transformed into a unified format. The problem is how to build a compositional transformation from a large set of primitives in the domain (e.g., handling months, years, days of the week, etc.). We develop a system (BK-ADAPT) that guides the search through the background knowledge by extracting several meta-features from the examples characterising the column domain. In the second scenario, we face the transformation of data matrices in generic programming languages such as R, using an input matrix and some cells of the output matrix as examples. We also develop a system guided by a tree-based search (AUTOMAT[R]IX) that uses several constraints, prior primitive probabilities and textual hints to efficiently learn the transformations. With these systems, we show that the combination of inductive programming with the dynamic selection of the appropriate primitives from the background knowledge is able to improve the results of other state-of-the-art and more specific data wrangling approaches. / This research was supported by the Spanish MECD Grant FPU15/03219;and partially by the Spanish MINECO TIN2015-69175-C4-1-R (Lobass) and RTI2018-094403-B-C32-AR (FreeTech) in Spain; and by the ERC Advanced Grant Synthesising Inductive Data Models (Synth) in Belgium. / Contreras Ochando, L. (2020). Towards Data Wrangling Automation through Dynamically-Selected Background Knowledge [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/160724 / TESIS

En esta Tesis, se ha desarrollado el Modelo MEDiNA, que simula la circulación oceánica tridimensional del Atlántico Norte y del Mar Mediterráneo y da como resultado series temporales de salinidad, temperatura y componente u, v y w de la velocidad. Mediante la ejecución de dicho modelo, se han generado 46 años de datos que se han validado mediante la comparación de los mismos con una base de datos de climatologías (GDP), además de mediante el cálculo del transporte en los principales canales y estrechos de la cuenca occidental mediterránea y del Golfo de México. Una vez que se han validado los resultados se ha demostrado además, la capacidad que tiene el modelo MEDiNA para simular la formación y la propagación de la masa de agua MOW (Mediterranean Overflow Water) y se ha conseguido demostrar que los modelos-z, como el modelo MEDiNA, son capaces de simular adecuadamente las corrientes de densidad, como por ejemplo la MOW (Dietrich et al., 2008). Por último se han aplicado dos herramientas estadísticas para el análisis de los resultados; la primera de ellas es la técnica estadística estándar, análisis de Componentes Principales, también denominada análisis de Funciones Ortogonales Empíricas (Empirical Orthogonal Function, EOF), y la segunda son las Redes Neuronales Auto-Organizativas (Self Organizing Maps, SOM). Se ha demostrado que tanto los EOF como las SOM, además de ser potentes herramientas estadísticas, son adecuadas para estudiar en este caso, las series temporales de variables oceanográficas obtenidas a partir del modelo MEDiNA, con el fin de obtener patrones de circulación, así como la relación de éstos con los patrones atmosféricos. / In this thesis, it has developed the MEDiNA model, which simulates three-dimensional ocean circulation in the North Atlantic and the Mediterranean Sea and results time series of salinity, temperature and component u, v and w of the velocity. By implementing this model it has generated 46 years of data that it has been validated by comparing with a climatology database (GDP), and by calculating the main transport in the narrow channels Western Mediterranean basin and the Gulf of Mexico. Once it has validated the results also demonstrated the ability of the Medina model to simulate the formation and spread of the water body MOW (Mediterranean Overflow Water) and has succeeded in demonstrating that the z-models, as MEDINA model, are able to adequately simulate density currents, such as the MOW (Dietrich et al., 2008). Finally, it has applied two statistical tools for analyzing the results, the first of these is the standard statistical technique, principal component analysis, also called Empirical Orthogonal Function analysis (Empirical Orthogonal Function, EOF) and the second is Self-Organizing Neural Networks (Self Organizing Maps, SOM). Its have been shown that both, SOM and EOF, as well as being powerful statistical tools are adequate to study in this case, the time series of oceanographic variables of the model obtained from Medina, to obtain ocean patterns and their relationship to atmospheric patterns.

This thesis defines a generic framework that allows building high level services, of both data search and content distribution, for structured peer-to-peer networks (SPN). We consider a twofold genericity: (i) Extensible framework for services and applications, with a dynamic deploy over other P2P systems; and (ii) generic and portable framework over most of the SPNs. / Esta tesis construye un marco de trabajo genérico que permite construir servicios de alto nivel, tanto de gestión de datos como de distribución de contenidos, para redes peer-to-peer estructradas (RPE). Consideramos que la genericidad proporcionada es doble: (i) Marco de trabajo extensible para servicios y aplicaciones, con un despliegue dinámico sobre diferentes sistemas peer-to-peer; (ii) Marco de trabajo genérico y portable de la mayoría de RPEs.

El propósito de esta Tesis es llevar a cabo un proceso en el que se aplique la práctica de la integración continua en un desarrollo de software dirigido por modelos de forma eficiente, mediante el cual los desarrollos de software puedan beneficiarse conjuntamente de las mejoras y ventajas que proporcionan la aproximación de desarrollo de la ingeniería dirigida por modelos y la práctica de la integración continua. La aproximación de la ingeniería dirigida por modelos es el último salto natural de la ingeniería del software en cuanto a la búsqueda de métodos de desarrollo que elevan el nivel de abstracción hasta el punto en el que los expertos de un dominio de conocimiento, ajenos al mundo informático, son capaces de guiar y cambiar la lógica de los sistemas informáticos. La práctica de la integración continua es una recomendación de las principales metodologías de desarrollo, que tiene como objetivo la realización de integraciones automáticas del software en etapas tempranas del desarrollo, ofreciendo ventajas como la reducción del riesgo intrínseco que, dado su carácter temporal y único, tienen todos los proyectos. Con la unión de la ingeniería dirigida por modelos y de la práctica de la integración continua se busca ofrecer, a los equipos de desarrollo que trabajan utilizando algún tipo de iniciativa de la ingeniería dirigida por modelos, la posibilidad de integrar de forma continua y distribuida sus desarrollos. Al mismo tiempo, los clientes, verdaderos expertos del dominio de conocimiento en su ámbito de negocio, se benefician del aumento del nivel de abstracción de las técnicas de desarrollo para que ellos mismos, y de forma transparente, sean capaces de modificar su propio sistema informático sin la ayuda de personal técnico ajeno a su negocio, ahorrando así tiempo y costes. Para cumplir con el objetivo de esta Tesis doctoral se construye un prototipo que salva los impedimentos actuales que no permiten la unión entre estos dos nuevos activos de la ingeniería del software. Los principales problemas encontrados están relacionados con la selección de una iniciativa de desarrollo apropiada, los sistemas de control de versiones especialmente adaptados para trabajar con modelos, la generación incremental de artefactos a partir de modelos y la adaptación a las herramientas actuales de integración continua de forma optimizada. La separación del trabajo realizado en diferentes bloques permite ofrecer soluciones de forma tanto aislada como en conjunto, dando lugar a un trabajo iterativo e incremental de comienzo a fin. Para analizar las ventajas que ofrece la propuesta de este trabajo frente a otras posibilidades de desarrollo, se realiza una evaluación mediante la creación de diferentes casos de prueba en los que la medición de diferentes parámetros ofrecen una estimación numérica de las ventajas reales obtenidas. El análisis descriptivo, el contraste de hipótesis y las técnicas de regresión permiten una mejor interpretación de los resultados. Finalmente, se define el proceso, objetivo último de este trabajo, mediante la respuesta a diferentes preguntas planteadas, que facilitan su comprensión y entendimiento. / The purpose of this Thesis is to create a process in which the continuous integration practice can be applied to a model-driven software development in an e ective way, through which software developments can bene t jointly and simultaneously from the improvements and advantages provided by the model-driven engineering development approach and the continuous integration practice. The model-driven engineering approach is the last natural step of software engineering in the search for development approaches that raise the level of abstraction to the point that experts in a domain of knowledge, outside the computer world, are able to guide and change the logic of computer systems. The continuous integration practice is a recommendation of the most widely accepted development methodologies that aims to carry out automatic software integrations in early stages of development, o ering bene ts such as reducing the inherent risk that, given its unique nature, every project has. By merging the model-driven engineering and the continuous integration practice, the aim is to provide to development teams that work using some kind of model-driven engineering initiative, the possibility to integrate their developments in a continuous and distributed way. At the same time, customers, the real experts in the domain of knowledge in their eld of business, can bene t from the increased level of abstraction in developing techniques. Thus, they, in a transparent manner, are able to modify their own computer system without the help of external technical sta , so saving time and costs. To meet the objective of this Thesis, a prototype which saves all the current constraints that do not allow the union between these two new tools of software engineering is build. The main problems found were related to the selection of an appropriate development initiative, the version control systems specially adapted to working with models, the incremental generation of artifacts from models, and the optimized adaptation to existing continuous integration tools. The separation of work in di erent blocks can provide solutions, both in isolation or in conjunction, resulting in an iterative and incremental work from beginning to end. To analyze the bene ts of the proposal in this work compared to other development possibilities, an evaluation is performed by creating di erent test cases in which the measurement of di erent parameters can give a numerical estimate of the real bene ts obtained. The descriptive analysis, the hypothesis testing, and regression techniques allow a better interpretation of results. Finally, the process, the main objective of this work, is de ned by answering various questions posed to facilitate its comprehension and understanding.

[EN] Software development projects are diverse in nature. For this reason, software companies are often forced to define their methods in-house. In order to define methods efficiently and effectively, software companies require systematic solutions that are built upon sound methodical foundations. Providing these solutions is the main goal of the Method Engineering discipline. Method Engineering is the discipline to design, construct, and adapt methods, techniques, and tools for the development of information systems. Over the last two decades, a lot of research work has been performed in this area. However, despite its potential benefits, Method Engineering is not widely used in industrial settings. Some of the causes of this reality are the high theoretical complexity of Method Engineering and the lack of adequate software support. In this thesis, we aim to mitigate some of the problems that affect Method Engineering by providing a novel methodological approach that is built upon Model-Driven Engineering (MDE) foundations. The use of MDE enables a rise in abstraction, automation, and reuse that allows us to alleviate the complexity of our Method Engineering approach. Furthermore, by leveraging MDE techniques (such as metamodeling, model transformations, and models at runtime), our approach supports three phases of the Method Engineering lifecycle: design, implementation, and execution. This is unlike traditional Method Engineering approaches, which, in general, only support one of these phases. In order to provide software support for our proposal, we developed a Computer-Aided Method Engineering (CAME) environment that is called MOSKitt4ME. To ensure that MOSKitt4ME offered the necessary functionality, we identified a set of functional requirements prior to developing the tool. Then, after these requirements were identified, we defined the architecture of our CAME environment, and, finally, we implemented the architecture in the context of Eclipse. The thesis work was evaluated by means of a study that involved the participation of end users. In this study, MOSKitt4ME was assessed by means of the Technology Acceptance Model (TAM) and the Think Aloud method. While the TAM allowed us to measure usefulness and ease of use in a subjective manner, the Think Aloud method allowed us to analyze these measures objectively. Overall, the results were favorable. MOSKitt4ME was highly rated in perceived usefulness and ease of use; we also obtained positive results with respect to the users' actual performance and the difficulty experienced. / [ES] Los proyectos de desarrollo de software son diversos por naturaleza. Por este motivo, las compañías de software se ven forzadas frecuentemente a definir sus métodos de manera interna. Para poder definir métodos de forma efectiva y eficiente, las compañías necesitan soluciones sistemáticas que estén definidas sobre unos fundamentos metodológicos sólidos. Proporcionar estas soluciones es el principal objetivo de la Ingeniería de Métodos. La Ingeniería de Métodos es la disciplina que aborda el diseño, la construcción y la adaptación de métodos, técnicas y herramientas para el desarrollo de sistemas de información. Durante las dos últimas décadas, se ha llevado a cabo mucho trabajo de investigación en esta área. Sin embargo, pese a sus potenciales beneficios, la Ingeniería de Métodos no se aplica ampliamente en contextos industriales. Algunas de las principales causas de esta situación son la alta complejidad teórica de la Ingeniería de Métodos y la falta de un apropiado soporte software. En esta tesis, pretendemos mitigar algunos de los problemas que afectan a la Ingeniería de Métodos proporcionando una propuesta metodológica innovadora que está basada en la Ingeniería Dirigida por Modelos (MDE). El uso de MDE permite elevar el nivel de abstracción, automatización y reuso, lo que posibilita una reducción de la complejidad de nuestra propuesta. Además, aprovechando técnicas de MDE (como por ejemplo el metamodelado, las transformaciones de modelos y los modelos en tiempo de ejecución), nuestra aproximación da soporte a tres fases del ciclo de vida de la Ingeniería de Métodos: diseño, implementación y ejecución. Esto es a diferencia de las propuestas existentes, las cuales, por lo general, sólo dan soporte a una de estas fases. Con el objetivo de proporcionar soporte software para nuestra propuesta, implementamos una herramienta CAME (Computer-Aided Method Engineering) llamada MOSKitt4ME. Para garantizar que MOSKitt4ME proporcionaba la funcionalidad necesaria, definimos un conjunto de requisitos funcionales como paso previo al desarrollo de la herramienta. Tras la definción de estos requisitos, definimos la arquitectura de la herramienta CAME y, finalmente, implementamos la arquitectura en el contexto de Eclipse. El trabajo desarrollado en esta tesis se evaluó por medio de un estudio donde participaron usuarios finales. En este estudio, MOSKitt4ME se evaluó por medio del Technology Acceptance Model (TAM) y del método Think Aloud. Mientras que el TAM permitió medir utilidad y facilidad de uso de forma subjetiva, el método Think Aloud permitió analizar estas medidas objetivamente. En general, los resultados obtenidos fueron favorables. MOSKitt4ME fue valorado de forma positiva en cuanto a utilidad y facilidad de uso percibida; además, obtuvimos resultados positivos en cuanto al rendimiento objetivo de los usuarios y la dificultad experimentada. / [CAT] Els projectes de desenvolupament de programari són diversos per naturalesa. Per aquest motiu, les companyies es veuen forçades freqüenment a definir els seus mètodes de manera interna. Per poder definir mètodes de forma efectiva i eficient, les companyies necessiten solucions sistemàtiques que estiguin definides sobre uns fundaments metodològics sòlids. Proporcionar aquestes solucions és el principal objectiu de l'Enginyeria de Mètodes. L'Enginyeria de Mètodes és la disciplina que aborda el diseny, la construcció i l'adaptació de mètodes, tècniques i eines per al desenvolupament de sistemes d'informació. Durant les dues últimes dècades, s'ha dut a terme molt de treball de recerca en aquesta àrea. No obstant, malgrat els seus potencials beneficis, l'Enginyeria de Mètodes no s'aplica àmpliament en contextes industrials. Algunes de les principals causes d'aquesta situació són l'alta complexitat teòrica de l'Enginyeria de Mètodes i la falta d'un apropiat suport de programari. En aquesta tesi, pretenem mitigar alguns dels problemes que afecten a l'Enginyeria de Mètodes proporcionant una proposta metodològica innovadora que està basada en l'Enginyeria Dirigida per Models (MDE). L'ús de MDE ens permet elevar el nivell d'abstracció, automatització i reutilització, possibilitant una reducció de la complexitat de la nostra proposta. A més a més, aprofitant tècniques de MDE (com per exemple el metamodelat, les transformacions de models i els models en temps d'execució), la nostra aproximació suporta tres fases del cicle de vida de l'Enginyeria de Mètodes: diseny, implementació i execució. Açò és a diferència de les propostes existents, les quals, en general, només suporten una d'aquestes fases. Amb l'objectiu de proporcionar suport de programari per a la nostra proposta, implementàrem una eina CAME (Computer-Aided Method Engineering) anomenada MOSKitt4ME. Per garantir que MOSKitt4ME oferia la funcionalitat necessària, definírem un conjunt de requisits funcionals com a pas previ al desenvolupament de l'eina. Després de la definició d'aquests requisits, definírem la arquitectura de l'eina CAME i, finalment, implementàrem l'arquitectura en el contexte d'Eclipse. El treball desenvolupat en aquesta tesi es va avaluar per mitjà d'un estudi on van participar usuaris finals. En aquest estudi, MOSKitt4ME es va avaluar per mitjà del Technology Acceptance Model (TAM) i el mètode Think Aloud. Mentre que el TAM va permetre mesurar utilitat i facilitat d'ús de manera subjectiva, el mètode Think Aloud va permetre analitzar aquestes mesures objectivament. En general, els resultats obtinguts van ser favorables. MOSKitt4ME va ser valorat de forma positiva pel que fa a utilitat i facilitat d'ús percebuda; a més a més, vam obtenir resultats positius pel que fa al rendiment objectiu dels usuaris i a la dificultat experimentada. / Cervera Úbeda, M. (2015). A Model-Driven Approach for the Design, Implementation, and Execution of Software Development Methods [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/53931 / TESIS

[EN] In recent years, on-line multimedia repositories have experiencied a strong growth that have made them consolidated as essential knowledge assets, especially in the area of education, where large repositories of video lectures have been built in order to complement or even replace traditional teaching methods. However, most of these video lectures are neither transcribed nor translated due to a lack of cost-effective solutions to do so in a way that gives accurate enough results. Solutions of this kind are clearly necessary in order to make these lectures accessible to speakers of different languages and to people with hearing disabilities. They would also facilitate lecture searchability and analysis functions, such as classification, recommendation or plagiarism detection, as well as the development of advanced educational functionalities like content summarisation to assist student note-taking. For this reason, the main aim of this thesis is to develop a cost-effective solution capable of transcribing and translating video lectures to a reasonable degree of accuracy. More specifically, we address the integration of state-of-the-art techniques in Automatic Speech Recognition and Machine Translation into large video lecture repositories to generate high-quality multilingual video subtitles without human intervention and at a reduced computational cost. Also, we explore the potential benefits of the exploitation of the information that we know a priori about these repositories, that is, lecture-specific knowledge such as speaker, topic or slides, to create specialised, in-domain transcription and translation systems by means of massive adaptation techniques. The proposed solutions have been tested in real-life scenarios by carrying out several objective and subjective evaluations, obtaining very positive results. The main outcome derived from this thesis, The transLectures-UPV Platform, has been publicly released as an open-source software, and, at the time of writing, it is serving automatic transcriptions and translations for several thousands of video lectures in many Spanish and European universities and institutions. / [ES] Durante estos últimos años, los repositorios multimedia on-line han experimentado un gran crecimiento que les ha hecho establecerse como fuentes fundamentales de conocimiento, especialmente en el área de la educación, donde se han creado grandes repositorios de vídeo charlas educativas para complementar e incluso reemplazar los métodos de enseñanza tradicionales. No obstante, la mayoría de estas charlas no están transcritas ni traducidas debido a la ausencia de soluciones de bajo coste que sean capaces de hacerlo garantizando una calidad mínima aceptable. Soluciones de este tipo son claramente necesarias para hacer que las vídeo charlas sean más accesibles para hablantes de otras lenguas o para personas con discapacidades auditivas. Además, dichas soluciones podrían facilitar la aplicación de funciones de búsqueda y de análisis tales como clasificación, recomendación o detección de plagios, así como el desarrollo de funcionalidades educativas avanzadas, como por ejemplo la generación de resúmenes automáticos de contenidos para ayudar al estudiante a tomar apuntes. Por este motivo, el principal objetivo de esta tesis es desarrollar una solución de bajo coste capaz de transcribir y traducir vídeo charlas con un nivel de calidad razonable. Más específicamente, abordamos la integración de técnicas estado del arte de Reconocimiento del Habla Automático y Traducción Automática en grandes repositorios de vídeo charlas educativas para la generación de subtítulos multilingües de alta calidad sin requerir intervención humana y con un reducido coste computacional. Además, también exploramos los beneficios potenciales que conllevaría la explotación de la información de la que disponemos a priori sobre estos repositorios, es decir, conocimientos específicos sobre las charlas tales como el locutor, la temática o las transparencias, para crear sistemas de transcripción y traducción especializados mediante técnicas de adaptación masiva. Las soluciones propuestas en esta tesis han sido testeadas en escenarios reales llevando a cabo nombrosas evaluaciones objetivas y subjetivas, obteniendo muy buenos resultados. El principal legado de esta tesis, The transLectures-UPV Platform, ha sido liberado públicamente como software de código abierto, y, en el momento de escribir estas líneas, está sirviendo transcripciones y traducciones automáticas para diversos miles de vídeo charlas educativas en nombrosas universidades e instituciones Españolas y Europeas. / [CAT] Durant aquests darrers anys, els repositoris multimèdia on-line han experimentat un gran creixement que els ha fet consolidar-se com a fonts fonamentals de coneixement, especialment a l'àrea de l'educació, on s'han creat grans repositoris de vídeo xarrades educatives per tal de complementar o inclús reemplaçar els mètodes d'ensenyament tradicionals. No obstant això, la majoria d'aquestes xarrades no estan transcrites ni traduïdes degut a l'absència de solucions de baix cost capaces de fer-ho garantint una qualitat mínima acceptable. Solucions d'aquest tipus són clarament necessàries per a fer que les vídeo xarres siguen més accessibles per a parlants d'altres llengües o per a persones amb discapacitats auditives. A més, aquestes solucions podrien facilitar l'aplicació de funcions de cerca i d'anàlisi tals com classificació, recomanació o detecció de plagis, així com el desenvolupament de funcionalitats educatives avançades, com per exemple la generació de resums automàtics de continguts per ajudar a l'estudiant a prendre anotacions. Per aquest motiu, el principal objectiu d'aquesta tesi és desenvolupar una solució de baix cost capaç de transcriure i traduir vídeo xarrades amb un nivell de qualitat raonable. Més específicament, abordem la integració de tècniques estat de l'art de Reconeixement de la Parla Automàtic i Traducció Automàtica en grans repositoris de vídeo xarrades educatives per a la generació de subtítols multilingües d'alta qualitat sense requerir intervenció humana i amb un reduït cost computacional. A més, també explorem els beneficis potencials que comportaria l'explotació de la informació de la que disposem a priori sobre aquests repositoris, és a dir, coneixements específics sobre les xarrades tals com el locutor, la temàtica o les transparències, per a crear sistemes de transcripció i traducció especialitzats mitjançant tècniques d'adaptació massiva. Les solucions proposades en aquesta tesi han estat testejades en escenaris reals duent a terme nombroses avaluacions objectives i subjectives, obtenint molt bons resultats. El principal llegat d'aquesta tesi, The transLectures-UPV Platform, ha sigut alliberat públicament com a programari de codi obert, i, en el moment d'escriure aquestes línies, està servint transcripcions i traduccions automàtiques per a diversos milers de vídeo xarrades educatives en nombroses universitats i institucions Espanyoles i Europees. / Silvestre Cerdà, JA. (2016). Different Contributions to Cost-Effective Transcription and Translation of Video Lectures [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62194 / TESIS

[EN] Many industrial problems can be modelled as a scheduling problem where some resources are assigned to tasks so as to minimize the completion time, to reduce the use of resources, idle time, etc. There are several scheduling problems which try to represent different kind of situations that can appear in real world problems. Job Shop Scheduling Problem (JSP) is the most used problem. In JSP there are different jobs, every job has different tasks and these tasks have to be executed by different machines. JSP can be extended to other problems in order to simulate more real problems. In this work we have used the problem job shop with operators JSO(n,p) where each task must also be assisted by one operator from a limited set of them. Additionally, we have extended the classical JSP to a job-shop scheduling problem where machines can consume different amounts of energy to process tasks at different rates (JSMS). In JSMS operation has to be executed by a machine that has the possibility to work at different speeds. Scheduling problems consider optimization indicators such as processing time, quality and cost. However, governments and companies are also interested in energy-consumption due to the rising demand and price of fuel, the reduction in energy commodity reserves and growing concern about global warming. In this thesis, we have developed new metaheuristic search techniques to model and solve the JSMS problem. Robustness is a common feature in real life problems. A system persists if it remains running and maintains his main features despite continuous perturbations, changes or incidences. We have developed a technique to solve the $JSO(n,p)$ problem with the aim of obtaining optimized and robust solutions. We have developed a dual model to relate optimality criteria with energy consumption and robustness/stability in the JSMS problem. This model is committed to protect dynamic tasks against further incidences in order to obtain robust and energy-aware solutions. The proposed dual model has been evaluated with a memetic algorithm to compare the behaviour against the original model. In the JSMS problem there are a relationship between Energy-efficiency, Robustness and Makespan. Therefore, the relationship between these three objectives is studied. Analytical formulas are proposed to analyse the relationship between these objectives. The results show the trade-off between makespan and robustness, and the direct relationship between robustness and energy-efficiency. To reduce the makespan and to process the tasks faster, energy consumption has to be increased. When the energy consumption is low it is because the machines are not working at highest speed. So, if an incidence appears, the speed of these machines can be increased in order to recover the time lost by the incidence. Hence robustness is directly related with energy consumption. Additionally, robustness is also directly related with makespan because, when makespan increases, there are more gaps in the solution, these incidences can be absorbed by these natural buffers. The combination of robustness and stability gives the proposal an added value due to since an incidence cannot be directly absorbed by the disrupted task and it can be repaired by involving only a small number of tasks. In this work we propose two different techniques to manage rescheduling over the JSMS problem. This work represents a breakthrough in the state of the art of scheduling problems and in particular the problem where energy consumption can be controlled by the rate of the machines. / [ES] Muchos de los problemas industriales se pueden modelar como un problema de scheduling donde algunos recursos son asignados a tareas a fin de minimizar el tiempo de finalización, para reducir el uso de los recursos, el tiempo de inactividad, etc. Job-Shop scheduling (JSP) es el problema más utilizado. En JSP hay diferentes trabajos, cada trabajo tiene diferentes tareas y estas tareas tienen que ser ejecutadas por diferentes máquinas. JSP puede ser extendido a otros problemas con el fin de simular una mayor cantidad de problemas reales. En este trabajo se ha utilizado el problema job shop scheduling con operadores JSO(n, p), donde cada tarea también debe ser asistida por un operador de un conjunto limitado de ellos. Además, hemos ampliado el clásico problema JSP a un problema donde las máquinas pueden consumir diferentes cantidades de energía al procesar tareas a diferentes velocidades (JSMS). En JSMS las operaciones tiene que ser ejecutadas por una máquina que tiene la posibilidad de trabajar a diferentes velocidades. Los problemas de scheduling consideran indicadores de optimización tales como: el procesamiento de tiempo, la calidad y el coste. Sin embargo, hoy en día los gobiernos y los empresarios están interesados también en el control del consumo de energía debido al aumento de la demanda y del precio de los combustibles, la reducción de las reservas de materias primas energéticas y la creciente preocupación por el calentamiento global. En esta tesis, hemos desarrollado nuevas técnicas de búsqueda metaheurística para modelar y resolver el problema JSMS. La robustez es una característica común en los problemas de la vida real. Un sistema persiste si permanece en funcionamiento y mantiene sus principales características a pesar de las perturbaciones continuas, cambios o incidencias. Hemos desarrollado una técnica para resolver el problema JSO(n, p) con el objetivo de obtener soluciones robustas y optimizadas. Hemos desarrollado un modelo dual para relacionar los criterios de optimalidad con el consumo de energía y la robustez/estabilidad en el problema JSMS. Este modelo se ha desarrollado para proteger a las tareas dinámicas contra incidencias, con el fin de obtener soluciones sólidas y que tengan en cuenta el consumo de la energía. El modelo dual propuesto ha sido evaluado con un algoritmo memético para comparar el comportamiento frente al modelo original. En el problema JSMS hay una relación entre la eficiencia energética, la robustez y el makespan. Por lo tanto, se estudia la relación entre estos tres objetivos. Se desarrollan fórmulas analíticas para representar la relación estimada entre estos objetivos. Los resultados muestran el equilibrio entre makespan y robustez, y la relación directa entre la robustez y eficiencia energética. Para reducir el makespan, el consumo de energía tiene que ser aumentado para poder procesar las tareas más rápido. Cuando el consumo de energía es bajo, debido a que las máquinas no están trabajando a la velocidad más alta, si una incidencia aparece, la velocidad de estas máquinas puede ser aumentada con el fin de recuperar el tiempo perdido por la incidencia. Por lo tanto la robustez está directamente relacionada con el consumo de energía. Además, la robustez también está directamente relacionada con el makespan porque, cuando el makespan aumenta hay más huecos en la solución, que en caso de surgir incidencias, estas pueden ser absorbidas por estos buffers naturales. La combinación de robustez y estabilidad da un valor añadido debido a que si una incidencia no puede ser absorbida directamente por la tarea interrumpida, esta puede ser reparada mediante la participación un pequeño número de tareas.En este trabajo se proponen dos técnicas diferentes para gestionar el rescheduling sobre el problema JSMS. Este trabajo representa un avance en el estado del arte en los problemas de scheduling y en el problema donde el consumo de energía p / [CAT] Molts dels problemes industrials es poden modelar com un problema de scheduling on alguns recursos són assignats a tasques a fi de minimitzar el temps de finalització, per a reduir l'ús dels recursos, el temps d'inactivitat, etc. Existeixen diversos tipus de problemes de scheduling que intenten representar diferents situacions que poden aparèixer en els problemes del món real. Job-Shop scheduling (JSP) és el problema més utilitzat. En JSP hi ha diferents treballs, cada treball té diferents tasques i aquestes tasques han de ser executades per diferents màquines. JSP pot ser estès a altres problemes amb la finalitat de simular una major quantitat de problemes reals. En aquest treball s'ha utilitzat el problema job shop scheduling amb operadors JSO(n, p), on cada tasca també ha de ser assistida per un operador d'un conjunt limitat d'ells. A més, hem ampliat el clàssic problema JSP a un problema on les màquines poden consumir diferents quantitats d'energia per a processar tasques a diferents velocitats (JSMS). Els problemes de scheduling consideren indicadors d'optimització tals com: el processament de temps, la qualitat i el cost. No obstant açò, avui en dia els governs i els empresaris estan interessats també amb el control del consum d'energia a causa de l'augment de la demanda i del preu dels combustibles, la reducció de les reserves de matèries primeres energètiques i la creixent preocupació per l'escalfament global. En aquesta tesi, hem desenvolupat noves tècniques de cerca metaheurística per a modelar i resoldre el problema JSMS. La robustesa és una característica comuna en els problemes de la vida real. Un sistema persisteix si continua en funcionament i manté les seues principals característiques malgrat les pertorbacions contínues, canvis o incidències. Hem desenvolupat una tècnica per a resoldre el problema JSO(n, p) amb l'objectiu d'obtenir solucions robustes i optimitzades. Hem desenvolupat un model dual per a relacionar els criteris de optimalidad amb el consum d'energia i la robustesa/estabilitat en el problema JSMS. Aquest model s'ha desenvolupat per a protegir a les tasques dinàmiques contra incidències, amb la finalitat d'obtenir solucions sòlides i que tinguen en compte el consum de l'energia. El model dual proposat ha sigut evaluat amb un algorisme memético per a comparar el comportament front un model original. En el problema JSMS hi ha una relació entre l'eficiència energètica, la robustesa i el makespan. Per tant, s'estudia la relació entre aquests tres objectius. Es desenvolupen fórmules analítiques per a representar la relació estimada entre aquests objectius. Els resultats mostren l'equilibri entre makespan i robustesa, i la relació directa entre la robustesa i l'eficiència energètica. Per a reduir el makespan, el consum d'energia ha de ser augmentat per a poder processar les tasques més ràpid. Quan el consum d'energia és baix, a causa que les màquines no estan treballant a la velocitat més alta, si una incidència apareix, la velocitat d'aquestes màquines pot ser augmentada amb la finalitat de recuperar el temps perdut per la incidència. Per tant la robustesa està directament relacionada amb el consum d'energia. A més, la robustesa també està directament relacionada amb el makespan perquè, quan el makespan augmenta hi ha més buits en la solució, que en cas de sorgir incidències, aquestes poden ser absorbides per els buffers naturals. La combinació de robustesa i estabilitat dóna un valor afegit a causa de que si una incidència no pot ser absorbida directament per la tasca interrompuda, aquesta pot ser reparada mitjançant la participació d'un xicotet nombre de tasques. En aquest treball es proposen dues tècniques diferents per a gestionar el rescheduling sobre el problema JSMS. Aquest treball representa un avanç en l'estat de l'art en els problemes de scheduling i, en particular, en el problema on el consum d'energia pot ser controlat per / Escamilla Fuster, J. (2016). Eficiencia Energética y Robustez en Problemas de Scheduling [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/64062 / TESIS