La detección de anomalías en procesos industriales es un tema de alto impacto que ha sido analizado y estudiado en diversas áreas de la ingeniería e investigación. La mayor parte de los métodos de detección actualmente disponibles posibilitan el estudio de las irregularidades encontradas en el historial de un proceso, ayudando a extraer información significativa (y a veces crítica) en una amplia variedad de aplicaciones, y convirtiéndose de este modo en parta fundamental e integral de esquemas de reducción de costos tanto humanos como económicos en la industria contemporánea. El objetivo general de este trabajo es desarrollar e implementar un enfoque modular de detección de anomalías, aplicable a procesos industriales multivariados y fundado en el análisis de residuos generados a partir de modelos no paramétricos basados en similitud (similarity-based modeling, SBM). La herramienta consiste principalmente de un sistema de generación automática de modelos SBM, una metodología de estudio de eventos y un algoritmo estadístico de detección. El trabajo realizado se enmarca en un proyecto de colaboración conjunta entre las empresas CONTAC, INGENIEROS LTDA. y ENDESA-CHILE. Gracias a esto, ha sido posible evaluar el sistema propuesto utilizando datos de operación correspondientes a una central termoeléctrica de ciclo combinado perteneciente a la segunda empresa ya mencionada. Las comparaciones en cuanto al desempeño del sistema de modelación implementado permiten concluir que el algoritmo es capaz de generar una representación más apropiada del proceso, basado en el error obtenido con la técnica de modelación SBM, la cual es cercana al 25% del error obtenido con la técnica de modelación lineal en los parámetros. Además, la metodología de estudio de eventos permite detectar correctamente las variables que no aportan al objetivo de detección de un evento en particular, así como también identifica las variables más significativas para lograr tal propósito, reduciendo el número de variables analizadas y con esto, los requerimientos de cómputo de operación en línea. La validación de los resultados entregados por el método de detección de anomalías desarrollado, permite aseverar que la utilización de modelos no-paramétricos tipo SBM, en combinación con la metodología de estudio de eventos y el algoritmo estadístico de detección, resultan eficaces a la hora de generar alarmas y detectar las anomalías estudiadas.

Magíster en Gestión de Operaciones. Ingeniera Civil Industrial / El apelotonamiento de Buses (caso extremo de irregularidad de intervalo entre buses consecutivos) es un fenómeno conocido y relevante para operadores, usuarios y reguladores de servicios de buses de alta frecuencia. El efecto de este fenómeno es tal que los buses tienden a agruparse en dos o más, lo cual afecta la calidad del servicio y la eficiencia operacional. En este trabajo se describe el fenómeno apelotonamiento de buses mediante un indicador de tipo continuo y otro de tipo discreto. Usando datos disponibles de la operación del sistema de transporte público, en específico del sistema de localización automática de vehículos (AVL por sus siglas en inglés) y del sistema de cobro automático de tarifa (AFC por sus siglas en inglés) de la ciudad de Santiago (Chile) y Gatineau (Canadá), se construyeron mapas de apelotonamiento de buses y se calibraron modelos de regresión lineal para explicar el fenómeno. Se aplicó una transformación de Box-Cox a los indicadores continuo y discreto para obtener variables con distribución de probabilidad normal y así generar estimaciones más certeras de los modelos, dicha transformación es una función inversa de los indicadores, por lo que las variables dependientes miden la regularidad de los buses. Luego se desarrollaron dos tipos de modelos: uno con el indicador continuo transformado y otro con el indicador discreto transformado como variable dependiente. Las variables independientes corresponden a los factores que han sido detectados como aquellos que incrementan o disminuyen la intensidad del apelotonamiento de buses. Estos factores se pueden agrupar en los que están relacionados a semáforos, infraestructura de la vía, operación de los buses y entorno de los buses. El resultado de estimaciones de los modelos permite concluir que los factores que aumentan la irregularidad de los intervalos entre buses son: el largo de la ruta, frecuencia programada alta, despacho irregular de buses, flota no homogénea (combinación de buses articulados y no articulados), alta demanda y variabilidad de ésta, buses desviados, demora uniforme vehicular en semáforos, intersecciones con bloqueo de tráfico, distancia entre paraderos alta, vía con vehículos estacionados. Por otro lado aquellos factores que resultaron disminuir el apelotonamiento de buses son: presencia de vía exclusiva, presencia de corredor segregado, actividad (detenerse o no detenerse) homogénea entre buses consecutivos y coordinación de semáforos. Luego de obtener resultados coherentes con los registrados en la literatura se puede decir que los indicadores utilizados en este trabajo permiten medir el problema de apelotonamiento de buses en diferentes sistemas de transporte público y además los sistemas de tecnología AVL y AFC permiten la utilización de un gran volumen de datos a bajo costo para el estudio de la regularidad de buses.

Ingeniero Civil Eléctrico / Desde hace algunos años que la disciplina especializada en el diagnóstico de fallas en sistemas y el pronóstico de eventos que pudieran afectar la salud de éstos, denominada Prognostics and Health Management (PHM), ha ido tomando cada vez más fuerza y ha empezado a consolidarse como una nueva área de la ingeniería. Esta disciplina tiene como eje principal la caracterización del estado de salud de los sistemas dinámicos, ya sea a través de enfoques probabilísticos, posibilísticos, o epistémicos, por nombrar algunos; siendo el enfoque probabilístico el adoptado en la presente Tesis. Dado que la mayoría de los sistemas se conciben mediante complejas relaciones que suelen establecerse en base a no linealidades e incertidumbre no necesariamente Gaussiana, el empleo de métodos secuenciales de Monte Carlo -también llamados filtros de partículas- ha tomado gran relevancia para el diagnóstico de la salud de los sistemas. Los filtros de partículas proveen una distribución empírica de probabilidad para los estados del sistema siguiendo un enfoque Bayesiano. Es muy frecuente que en rutinas de estimación, y en especial al usar filtro de partículas, algunas de las mediciones que debiesen proporcionar los sensores se pierdan de manera parcial o total. En el caso de una pérdida parcial, se propone una estrategia basada en la Teoría de Imputaciones Múltiples desarrollada en los años 60' que permite incorporar la incertidumbre que hay al perder solo parte de la información. Por otra parte, cuando se pierde acceso a la totalidad de las mediciones se puede hablar de un problema análogo al de pronóstico. Se propone un algoritmo que recibe como entrada una distribución empírica producto del final de una etapa de estimación basada en filtro de partículas, en la cual se propaga incertidumbre haciendo uso de sigma-points y del ajuste paramétrico de mezclas de Gaussianas para la aproximación de distribuciones de probabilidad. Además de los algoritmos anteriormente mencionados, en esta Tesis se presenta la deducción y demostración de una nueva medida de probabilidad de falla de sistemas en el contexto de monitoreo en línea, la cual modifica el estado-del-arte y abre nuevas ramas de investigación que pueden influir fuertemente en el desarrollo de nuevos sistemas de toma de decisiones. Los desarrollos presentados en esta Tesis abordan principalmente el caso del problema de estimación y pronóstico del Estado-de-Carga de baterías de ion-litio para el análisis y validación de los algoritmos que se proponen dada su relevancia en la autonomía de los dispositivos electrónicos que requieren procesamiento de información en tiempo real; tales como tablets, celulares, vehículos o micro-redes, por nombrar algunos ejemplos.

Magíster en Tecnologías de la Información / Telefónica Móviles de Chile lanza un servicio de localización en conjunto con una empresa local de mapas, este servicio permitía a los dueños de números de telefonía móvil localizar los teléfonos contratados mediante el uso de una página web donde se mostraba en un mapa la ubicación aproximada en la que ese móvil se encontraba. Con el pasar del tiempo otros proveedores de servicios de localización quisieron entrar en el mercado en asociación con Telefónica, sin embargo no se les pudo integrar porque no se disponía de una plataforma que permitiera una rápida integración. Esto da origen a la necesidad de desarrollar un Gateway de localización basado en los estándares de la industria. Al asumir la tarea de desarrollar se determinó que se implementaría las funciones básicas que permitieran prestar el servicio comercialmente usando la información disponible en la red sin tener que hacer inversiones en infraestructura. Para ello se determinó que se usaría la información de Cell-id disponible en la red y se complementaría con la información de ubicación de las antenas y el ángulo respecto del norte que define el centro del arco de cobertura de la celda. Además se definiría una arquitectura donde se usaría un servidor de localización que se encargaría de entregar la información y un Gateway de localización que se encargaría de integrar a los proveedores y clientes de localización. Esta tesis documenta y describe desde el punto de vista de la tecnología de la información las características del desarrollo realizado para disponer de un Gateway de Localización en Telefónica. Estas características tienen que ver con las partes de la arquitectura estándar que se implementan, las funciones y mensajes implementados. Además ilustra las mejoras y ventajas que se logran al implementar una solución estándar respecto de la solución inicial que al ser tan particular no permitía integrar a los nuevos proveedores de servicio de localización

Magíster en Tecnologías de la Información / Este trabajo se desarrolla bajo el contexto de estudiar la incorporación de equipamiento de navegación Garmin nüvi a la plataforma de gestión de flota de la empresa Citymovil S.A. y así proponer una solución que permita integrar y expandir las funcionalidades globales del sistema. La problemática que se quiere abordar es apoyar el proceso de gestión de visitas a clientes, en empresas que realicen principalmente operaciones en terreno. El cumplir eficientemente con un itinerario se hace complejo, debido a la incertidumbre en los tiempos de traslado y atención. Además, la comunicación entre despachadores y conductores puede generar desviaciones por diversos motivos. El incumplimiento recurrente de los horarios de visita programados genera al corto plazo una mala percepción de la empresa con sus clientes. La solución propuesta se basa en la construcción e implementación de varios módulos de software que faciliten la comunicación del itinerario de visitas entre los tres roles de usuarios identificados para este problema: Despachador, Conductor y Administrador. Técnicamente, el núcleo del desarrollo está enfocado en aprovechar las funcionalidades de gestión de georreferencias de equipos de navegación, que se utilizan como interfaz visual a bordo de los vehículos, lo que implica implementar instrucciones del protocolo propietario del fabricante. Parte importante del esfuerzo dedicado está en el análisis y diseño de la integración de los componentes del sistema, siendo un aspecto muy útil para esta tarea el trabajar sobre una arquitectura de micro servicios. La evaluación de la solución se basa en medir los niveles de satisfacción de los usuarios antes y después de la realización de una prueba piloto. Estos usuarios pertenecen al área de soporte y a técnicos en terreno de la compañía. Luego de finalizar este trabajo, se puede concluir que el objetivo general de construir un sistema que integre equipamiento a bordo de vehículos, se logró de forma efectiva. No obstante, desde el punto de vista de los objetivos secundarios, es decir, el incremento en la satisfacción de los usuarios del sistema, el cumplimiento fue parcial. Esto se puede explicar debido al bajo nivel de madurez del área, lo que dificulta el sacarle un mayor provecho a intentos de incorporar nuevas tecnologías en el proceso de despacho. Queda como trabajo posterior realizar un estudio más específico y ver cómo mejorar el proceso de gestión de las visitas a terreno en el área de soporte.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica. Ingeniero Civil Eléctrico / La creciente penetración de energías de carácter variable en los últimos años permite prever que los sistemas eléctricos de potencia requerirán la incorporación de nuevas tecnologías que flexibilicen su operación. Entre estas tecnologías, una de las más importantes son los sistemas de almacenamiento basados en baterías (BESS) los que han demostrado tener la capacidad de entregar un amplio abanico de servicios a los SEP. En particular, en la bibliografía se menciona que los BESS tienen capacidad de aportar a la estabilidad transitoria de ángulo de los SEP, pero pocos trabajos profundizan en esto. Más aún, la incorporación de BESS en el sistema abre el problema de localizarlos óptimamente, lo que ha sido abordado principalmente desde perspectivas de operación económica, reducción de pérdidas o regulación de tensión. En este trabajo se estudia como la interacción de los BESS con los sistemas eléctricos permite mejorar su desempeño dinámico en términos de estabilidad transitoria. Comprendido esto, se diseña una metodología de localización óptima de módulos BESS, considerando criterios de estabilidad transitoria. El estudio demuestra que el intercambio de potencia de los BESS permite elevar la capacidad de transferencia de potencia activa de las máquinas del sistema durante una perturbación. Esto reduce la aceleración de los ángulos de rotor durante y después de la contingencia, aumentando la capacidad del sistema de mantener una operación estable. Se estudia además que este aporte del BESS se puede ver manifestado en el criterio de las áreas iguales, que determina el margen de estabilidad del sistema como la diferencia entre el área desacelerante y el área acelerante. Este margen de estabilidad para sistemas de varias máquinas se puede determinar según el equivalente SIME del sistema (single machine equivalent) el cual condensa la dinámica de los ángulos de todas las máquinas en la dinámica de una máquina equivalente. Por otra parte, el problema de localización óptima es un problema discreto, combinatorial, no lineal, por lo que se utilizan algoritmos genéticos (GA) para explorar el espacio de soluciones factibles. Si bien los GA no garantizan la obtención de optimalidad global, se ha demostrado que tienen una notable capacidad para encontrar soluciones cercanas al óptimo en tiempos de computo reducidos. Para evaluar el desempeño dinámico de una distribución de BESS, el algoritmo evalúa el margen de estabilidad del equivalente SIME del sistema. La metodología se implementa en el IEEE 39 bus system, modificado para representar un escenario de alta penetración renovable. La metodología permite la obtención de una distribución de módulos BESS que mejora el desempeño transitorio del sistema, focalizando el aporte de los BESS en torno a aquellas contingencias con peores desempeños dinámicos. Se comprueba además la capacidad del GA de encontrar buenas soluciones en tiempos de cómputos razonables, requiriendo la exploración de una ínfima porción del espacio de soluciones factibles para encontrar una buena distribución. Se verifica también la pertinencia del margen de estabilidad del equivalente SIME como una buena medida del desempeño dinámico del sistema.

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En las últimas dos décadas, las cargas de enfermedad (medidas en “Años de Vida Saludable Perdidos”, AVISA) posiblemente relacionadas a los problemas de salud mental (PSM) lideran las listas de cargas de enfermedad por categorías de enfermedades en Perú, porque representan al menos 12.56% los AVISA por todas las causas con un componente discapacitante significativo de al menos 87.98%. El Ministerio de Salud en el Perú (MINSA) planea enfrentar esta situación con el modelo comunitario de atención a la salud mental (respaldado por la Organización Mundial de la Salud y los Objetivo de Desarrollo Sostenible 2015-2030) como política de salud pública. Este modelo se operativiza a través de las Redes de Atención Comunitaria a la Salud Mental (RACSM), las cuales se caracterizan por priorizar la accesibilidad e integrar los servicios de salud mental en el primer nivel de salud. Por estas razones, esta tesis presenta la formulación de un modelo de localización-asignación entera jerárquica con cuatro distintos niveles de atención y capacidades ilimitadas para mejorar la accesibilidad a las RACSM. Los cuatro niveles se definen como (1) la atención ambulatoria de primer acceso a la RACSM para todo paciente con PSM, (2) la atención ambulatoria de pacientes con PSM moderados y severos, (3) el internamiento de pacientes con PSM severos sin condición de desamparo y (4) el internamiento de pacientes con PSM severos con condición de desamparo; la interconexión entre ellas ocurre por el envío de pacientes desde una hacia otra instalación que prestan los servicios en dichos niveles. En el modelo un aspecto relevante es la accesibilidad, la cual se define como el producto entre la magnitud de un flujo de pacientes con PSM y la distancia que este recorre hacia un establecimiento de salud (recorrido ponderado). En la fase de solución del modelo, se presentan dos modificaciones sobre la formulación inicial (“formulación relajada” y “formulación extendida”) para encontrar soluciones factibles y con dos propiedades del óptimo (sin “consumos inútiles” de establecimientos de salud y sin flujos no únicos). La formulación extendida se resuelve con CPLEX (branch and cut). Además, se definen criterios de parada de búsqueda de soluciones relative MIP gap y tiempo de ejecución total iguales a 0.0001% y diez minutos debido a que el modelo es NP-Hard y probablemente se requiera demasiado tiempo de computación. Los resultados para la mejor solución a la formulación extendida (relative MIP gap, 89.15%; tiempo total de ejecución, 601.2 segundos) indican que las accesibilidades considerando las distancias hacia los niveles de servicio 1, 2, 3 y 4 tienen respectivamente como promedio 0.65, 3.18, 13.32 y 0.99 km; mediana 0.17, 2.08, 13.84 y 0 km; y rangos [0, 4.28], [0, 25.62], [4.52, 20.39] y [0, 9.86] km. La cantidad de pacientes atendidos es 388 871. Las cantidades de establecimientos localizados son respectivamente 50 de primer nivel no especializados, 10 centros de salud mental comunitarios, 1 unidad de hospitalización y 10 hogares protegidos.

La presente tesis tiene como finalidad la investigación sobre la viabilidad en el desarrollo de un modelo de optimización que permita maximizar la cobertura del sistema de abastecimiento de agua contra incendios. Esto mediante la óptima localización de hidrantes en un distrito de Lima, lo cual permitiría reducir el tiempo de atención a emergencias del Cuerpo General de Bomberos Voluntarios del Perú ante tales siniestros. Para ello, se buscará definir los factores más importantes y los antecedentes existentes a la localización de hidrantes de manera estratégica. Actualmente, el Cuerpo General de Bomberos Voluntarios del Perú se enfrenta a diversas dificultades en su labor como la falta de instrumentos o personal. De estas dificultades, destaca la inaccesibilidad y deficiente localización de hidrantes en Lima Metropolitana, en donde un 34% de los mismos se encuentran inoperativos según datos de la Defensoría del Pueblo para el año 2016. Dicha carencia genera un aumento significativo en el tiempo de atención a emergencias y con ello en el número de víctimas en cada siniestro. La investigación se realiza considerando un potencial modelo futuro que localice los hidrantes teniendo en consideración las normas básicas correspondientes del Reglamento Nacional de Edificaciones, tal como la máxima distancia entre hidrantes y la cercanía a los edificios con alto riesgo de incendio. Así mismo, se desarrolla el diagnóstico de una de las zonas más vulnerables ante incendios urbanos con el fin de que esta sea una muestra representativa de las actuales condiciones del sistema de distribución de agua contra incendios. Finalmente, se brindan conclusiones con respecto a la situación actual diagnosticada y a la información teórica recopilada en los subsiguientes capítulos. Se culmina la investigación bosquejando de manera literal un potencial modelo matemático de localización de hidrantes. Así también, se brindan sugerencias para ampliar el alcance de la presente investigación.

Los retos en materia de sostenibilidad a los que se enfrentan las empresas en la actualidad se han convertido en uno de los objetivos prioritarios a la hora de determinar su orientación estratégica. El entorno actual se encuentra repleto de prácticas nocivas hacia el medio ambiente y la sociedad, pese a los esfuerzos continuados que diversos organismos institucionales han llevado a cabo durante las últimas décadas para poder paliarlos. El cumplimiento de los objetivos o metas sostenibles que se han establecido a través de los diversos tratados y declaraciones requiere de una implicación más activa y protagonista por parte de las empresas, cuyo compromiso hacia la Responsabilidad Social Corporativa (RSC) es clave para que la aportación y cumplimiento de las metas sostenibles establecidas sean efectivos y tengan un impacto significativo. Las empresas, que constituyen los principales agentes de desarrollo económico, deben alinear la búsqueda de creación de valor con el desarrollo de acciones respetuosas con la sociedad y la naturaleza para su consecución. Por este motivo, la RSC se ha convertido en una estrategia clave para el cumplimiento de las exigencias de los grupos de interés y, consecuentemente, para alcanzar el éxito empresarial. Para poder formular e implantar una estrategia adecuada de RSC, ha de tenerse en cuenta el contexto en el que se desarrolla, lo que se encuentra íntimamente ligado al sector de actividad. En este sentido, el sector turístico constituye uno de los más relevantes donde poder aplicar un análisis exhaustivo de la RSC debido a su importancia relativa internacional como principal motor económico de gran cantidad de países, entre los que se encuentra España, pero también debido a la gran cantidad de externalidades negativas que ha generado durante las últimas décadas y a su vulnerabilidad frente a períodos de inestabilidad, la cual ha quedado evidenciada durante la pandemia derivada de la COVID-19. En este sentido, el objetivo principal de la tesis se centra en demostrar que la RSC (en su triple dimensión) es una estrategia clave para los alojamientos turísticos de la costa española. Además, se establecen una serie de objetivos específicos, a través de los que se demuestran los impactos de la RSC así como los antecedentes a tener en consideración para poder desarrollarla de forma exitosa. Para poder cumplir los objetivos establecidos, se desarrolla un modelo teórico basado en una revisión profunda de la literatura de la RSC donde, inicialmente, se analiza la relación entre la RSC y el desempeño empresarial. Adicionalmente, se considera el efecto de influencia que ejercen la innovación, la resiliencia y la orientación estratégica hacia la RSC en dicha relación principal, en forma de efectos de mediación y moderación. Por otro lado, se desarrollan las hipótesis relacionadas con los factores antecedentes necesarios para su adecuado desarrollo para así poder aportar un enfoque adecuado que permita superar algunas de las barreras tradicionales a las que se han enfrentado las empresas, especialmente las PYMEs a la hora de desarrollar la RSC, conformando el modelo teórico completo. Para ello, se analiza la relación entre la localización (a través del análisis del grado de aglomeración de los distritos turísticos) y la RSC, además de los efectos de mediación del capital social y la ambidestreza interorganizativa (capacidades favorecidas por la cooperación existente en este tipo de entornos) así como el efecto moderador de una variable interna como es la cultura organizativa. En términos metodológicos, se aplican dos análisis cuantitativos principales (uno para la identificación de los distritos turísticos en la costa española y el otro para el análisis del modelo teórico). En relación con el análisis del modelo teórico, se ha empleado la técnica de modelos de ecuaciones estructurales basados en la varianza a través del paquete PLS en su versión 3.3.6. Para la obtención de información, se han empleado fuentes de información tanto secundarias (mediante la base de datos Camerdata para cálculo del grado de aglomeración) como primarias, mediante la elaboración de una encuesta, a través de escalas validadas, distribuida mediante el software online QualtricsXL a los directivos de la población objeto de estudio, obteniendo un total de 202 respuestas válidas que conforman la muestra. Los resultados demuestran la existencia de una relación directa y positiva entre la RSC y la performance, así como un efecto de mediación ejercido en dicha relación por la innovación y la resiliencia. Además, la relación se encuentra moderada por la orientación estratégica de RSC. Al mismo tiempo, se demuestra que el grado de aglomeración ejerce un efecto indirecto sobre la RSC mediado por la ambidestreza interorganizativa y que la cultura modera dicha relación de forma positiva. A estos efectos se suma la influencia del capital social sobre la RSC. Las conclusiones extraídas a través de la tesis resultan de gran utilidad tanto para los académicos como para los profesionales del sector privado ya que, por un lado, les aporta una evidencia epírica robusta sobre el impacto que la RSC ejerce en la creación de valor, provocando que centren sus objetivos estratégicos en el desarrollo de prácticas de RSC innovadoras y enfocando sus esfuerzos en cumplir las metas sostenibles que son necesarias para alcanzar un entorno empresarial turístico respetuoso con la sociedad y el medio donde se desarrolla. Además, se aportan soluciones sobre cómo potenciar dicha creación de valor sostenible, mediante un enfoque innovador y resiliente e integrando debidamente las prácticas de RSC en la estrategia corporativa de las empresas. Sumado a lo anterior, se otorgan soluciones de utilidad que permitan superar las dificultades para desarrollar la RSC, demostrando que determinados factores externos a la organización como la ambidestreza o el capital social pueden ser clave en el desarrollo de la RSC así como factores internos como el establecimiento de una cultura que presente los valores adecuados y una clara orientación hacia los grupos de interés.