Magíster en Gestión de Operaciones / Ingeniero Civil Industrial / El Aeropuerto Internacional Arturo Merino Benítez superó en el año 2010 la capacidad de pasajeros para el que fue diseñado, provocando que los sistemas del terminal deban operar bajo un nivel de estrés sin precedentes. Este fenómeno ha perjudicado la calidad del servicio ofrecida, por lo que ha sido necesario implementar medidas de contingencia. Una de las actividades que se ha visto más afectada es el manejo del equipaje de los pasajeros. Un manejo inadecuado puede provocar desde equipajes no cargados al avión, o peor aún extraviados, hasta retrasos en la salida de los vuelos, con el impacto que esto trae sobre pasajeros y los costos económicos para la línea aérea. La empresa Andes Airport Services Ltd., es el principal operador de tierra del aeropuerto, siendo responsable de la gestión de más del 85% de los equipajes del terminal. El objetivo de esta tesis consiste en estudiar las operaciones que se realizan en el patio de equipajes por parte Airport Services Ltd. y proponer medidas de corto y mediano plazo que apunten a mejorar el funcionamiento del sistema de manejo de equipaje. Específicamente se abordan dos temas: el estudio integral del sistema de equipajes mediante simulación y la proposición de un modelo de asignación de personal para la operación. El modelo de simulación implementado abarca desde la llegada de pasajeros a los counters hasta la carga de equipajes en los aviones. Mediante el uso del simulador se han realizado numerosos estudios, destacando la demostración de que la capacidad de ingreso de equipajes está dada por el ingreso a la cinta y no por su velocidad; mediante una segregación adecuada de los vuelos en el patio se comprueba que es posible disminuir en un 21% el tiempo en que los carruseles operan en estado de alta congestión. Respecto del problema de asignación de personal, se propone la utilización de dos modelos de programación lineal entera resueltos de manera sucesiva. El primer modelo consiste en determinar la necesidad de personal utilizando la demanda histórica y considerando las restricciones espaciales de la operación. El segundo modelo utiliza dicha necesidad y realiza una asignación diaria de tareas para los operarios basada en el uso de patrones factibles generados previamente. Utilizando los modelos de personal propuestos es posible encontrar asignaciones más eficientes que las existentes para los operarios del patio de equipajes, incorporando además los periodos de descanso en la planificación de los turnos.

Ingeniero Civil en Computación / Mientras los programas se vuelven más complejos, nacen nuevos problemas. Uno de ellos es la poca modularidad que se tiene con las llamadas funcionalidades transversales. Estas funcionalidades están dispersas por toda la aplicación y no pueden separarse mediante el paradigma de la programación orientada a objetos. Para solucionar este problema nace el paradigma de la programación orientada a aspectos. En la programación orientada a aspectos se modularizan las funcionalidades trans- versales en una entidad llamada aspecto. El aspecto se ejecuta donde corresponde gracias a que, conceptualmente, el programa se está monitoreando por el aspecto en toda su ejecución, decidiendo cuando se debe ejecutar una acción provista por el aspecto. La- mentablemente, el monitoreo de la aplicación conlleva a un sobrecosto que, muchas veces, los desarrolladores no están dispuestos a pagar. En este trabajo se presenta Casper, un lenguaje orientado a aspectos construido sobre Pharo Smalltalk. Las características más importantes buscadas por Casper son la simplicidad de uso, la explicitud de lo que sucede con los aspectos y bajar el sobrecosto de la ejecución de los programas que utilicen Casper. Casper basa sus funcionalidades en PHANtom. PHANtom es un lenguaje de aspectos construidos sobre Pharo Smalltalk. Ambos lenguajes tienen sintaxis similares, pero las implementaciones son muy diferentes. Casper busca mejorar los sobrecostos generados al usar PHANtom. Para ello Casper propone compilar las funcionalidades dadas por los aspectos junto con los métodos originales. Gracias a la compilación, Casper expone las funcionalidades al desarrollador, en cambio, PHANtom esconde las funcionalidades y nunca muestra de forma explícita donde se ejecuta una funcionalidad transversal. Se comprobó el uso de Casper refactorizando SPY. SPY es un framework para el aná- lisis dinámico de programas. SPY instrumentaliza los métodos que se quieren analizar. Casper provee la instrumentalización de SPY con aspectos. Se realizaron pruebas sobre SPY versus SPY con Casper versus SPY con PHANtom. Se tomaron los tiempos sobre la preparación de la aplicación misma y lo que demora en ejecutar. Estos resultados comprueban un sobrecosto del uso de aspectos en la aplicación. Sin embargo, también demuestra que la ejecución de la refactorización de SPY con Casper es mucho menos costosa que la refactorización de SPY usando PHANtom.

Ingeniero Civil Matemático / En el presente trabajo se propone una metodología para evaluar un proyecto minero de cobre de largo plazo. Para tales propósitos, se considera la aleatoriedad del precio del cobre, el cual es modelado como un proceso estocástico a tiempo continuo con reversión a la media. Según prácticas tradicionales en la minería, se modela la mina como una serie de bloques cuya distribución espacial es conocida. Éstos poseen características como cantidad de mineral, ley promedio y costo marginal de producción. Dado esto, el planificador debe decidir cuándo es el momento adecuado (timing) para la explotación de cada bloque, de modo que el valor presente neto del proyecto sea maximizado. Para resolver el problema se plantea, utilizando una formulación de programación dinámica estocástica, un modelo general, el cual considera las opciones de inicio de extracción, detención de extracción y cierre del proyecto minero. Además, el modelo general admite flexibilidad en la secuencia de extracción de los bloques y la capacidad de producción. Si bien éstas dos últimas opciones son consideradas en la formulación general, esta memoria no alcanza a analizarlas y solamente se restringe al estudio del timing de explotación de bloques, considerando una secuencia de extracción y capacidad de producción fijas. Utilizando técnicas de Parada Óptima, se resuelven aproximaciones al problema y se obtiene una serie de umbrales (thresholds) que indican, en términos del precio del cobre, cuándo realizar una de las siguientes opciones: extraer, detener o cerrar. Estas aproximaciones son problemas de la misma naturaleza que el problema original, al cual acotan inferior y superiormente. En relación a la calidad de las aproximaciones, los valores obtenidos para éstas son comparados con el valor real del problema, obteniéndose que, en general, la aproximación inferior tiene el menor error. A partir de ésta, se propone una nueva aproximación (lineal) cuya calidad es tan buena como la anterior. Luego, esta última aproximación es aplicada a una instancia real: sector El Diablo de la división El Teniente perteneciente a CODELCO. Los resultados obtenidos a partir de la metodología propuesta muestran una mejora con respecto a la planificación inicial sugerida para la extracción del sector El diablo.

Ingeniero Civil Mecánico / Dentro de los métodos de simulación numérica para resolución de ecuaciones diferenciales parciales (EDP's), los métodos sin malla han sido desarrollados desde hace aproximadamente veinte años. A diferencia del método de elementos finitos, los métodos sin malla no necesitan una malla definida para la construcción de sus funciones de base, las que se crean únicamente por la distribución de los nodos en el dominio. Esta característica hace a este método más atractivo en problemas donde exista distorsión de la malla, sin embargo, requieren un tiempo extra en su cálculo y un esfuerzo mayor en su programación. El presente trabajo tiene por objetivo realizar un algoritmo numérico eficiente mediante programación en paralelo, para la resolución de problemas en la mecánica de sólidos mediante el método sin malla Galerkiano con funciones de base de máxima entropía. La motivación de este trabajo es suplir uno de los principales defectos de los métodos sin malla, ser computacionalmente costosos. Son abordados los antecedentes del método sin malla, elasticidad lineal y la programación en paralelo. Se utiliza el método sin malla Galerkiano basado en la forma débil, con funciones de base de máxima entropía. Se trabaja con el software computacional MATLAB y la librería Parallel Computing Toolbox en la implementación de la programación en paralelo para tres problemas específicos y se analiza el error numérico, convergencia, tiempo de cómputo, e indicadores de desempeño para la programación en paralelo, como lo son Speedup y Eficiencia paralela. Se obtienen errores numéricos aceptables, entregados por las normas relativas L^2 y H^1, obteniendo convergencia en los tres problemas. Los tiempos de cómputo se reducen al implementar la programación paralela en todos los casos. La convergencia del problema es independiente del número de procesadores utilizados. Se obtienen los mejores resultados de Speedup y Eficiencia paralela para problemas por sobre los 5000 grados de libertad. Se recomienda trabajar problemas por sobre esta cifra en la implementación de la programación en paralelo para la resolución de problemas en la mecánica de sólidos mediante el método sin malla Galerkiano. Se cumple objetivo principal, logrando realizar algoritmo numérico mediante programación en paralelo, para la resolución de problemas en la mecánica de sólidos mediante el método sin malla Galerkiano con funciones de base de máxima entropía.

Ingeniero Civil / El presente trabajo de memoria busca acercar a las empresas constructoras y consultoras a desarrollar las programaciones de obras civiles, en específico, túneles en roca, con mayor conciencia sobre los índices de confianza asociados a los plazos durante la etapa de construcción. Existen diversos métodos para la programación de la construcción de un túnel. Hoy en día las empresas constructoras utilizan uno determinístico, únicamente basado en la experiencia de los expertos en obras subterráneas y sin una noción respaldada de los posibles atrasos durante la construcción. Si bien la tarea es llevada a cabo de manera competente, la retención del conocimiento resulta ser un problema cada vez más frecuente. Debido a esto, este trabajo de memoria propone realizar la programación de túneles a través de un método probabilístico, particularmente una simulación de Monte Carlo, haciendo uso de registros de obras subterráneas ya realizadas. Esto se aplicará para el túnel del proyecto en etapa de construcción denominado Embalse Valle Hermoso . Para llevar a cabo la simulación de Monte Carlo es necesario contar con un conjunto de registros de avance que permitan desarrollar las distribuciones de probabilidades pertinentes. Para esto se utilizaron los datos de un túnel de similares características ya finalizado. Es importante destacar que la comunicación entre los departamentos de estudios y obra se hace muy compleja debido a que en obra se controlan únicamente los avances lineales diarios, mientras que los estudios de los plazos o programas preliminares, son habitualmente realizados estimando el tiempo de ciclo constructivo propio del túnel. Entonces se propone para un siguiente estudio, registrar durante la construcción los tiempos de cada actividad que conformen los ciclos constructivos del túnel, con esto se podrá acceder a mejores estimaciones de los plazos y sus variaciones asociadas. Se concluye que el método de Monte Carlo utilizando datos empíricos es bastante funcional si se cuenta con proyectos análogos al que se quiera estudiar.

Doctor en Sistemas de Ingeniería / En esta tesis se presentan los resultados del trabajo desarrollado por el autor durante el periodo en que fue estudiante de doctorado en el Departamento de Industrias de la Universidad de Chile. El trabajo se centra en la aplicación de técnicas de optimización entera-mixtas a problemas de planificación estratégica del sector eléctrico, donde el problema de corto plazo correspondiente al predespacho de unidades de generación en sistemas térmicos es el tema central en estudio. En lo relativo al modelamiento del problema de predespacho de unidades, se considera el análisis de las distintas formulaciones entera-mixtas disponibles en la literatura junto con una nueva basada en un formulaciones extendidas tipo red. Se investiga su desempeño sobre un conjunto de instancias reales desde el punto de vista de su eficiencia computacional al ser resueltas con softwares comerciales. Lo anterior incluye análisis de tiempos de solución, nodos utilizados e iteraciones de simplex realizadas para distintas tolerancias requeridas. Los experimentos muestran la calidad de la aproximación propuesta, siendo esta completamente competitiva respecto a las ya documentadas. Este resultado era esperable, dada la estructura totalmente unimodular de gran parte de la formulación propuesta, pero para nada justificable debido al tamaño de la misma. Lo anterior muestra que el efecto del preproceso de los softwares comerciales puede ser fundamental en algunas formulaciones. Por otro lado, respecto a la función objetivo del problema de predespacho de unidades, que por lo general se representa como una función cuadrática de la generación, se presenta una nueva manera de linealizar su comportamiento de modo que su inclusión en una formulación entera-mixta lineal tradicional sea eficiente. Esto último debe entenderse a partir de la necesidad que el tamaño de la aproximación no crezca de manera desmedida si el error requerido para la misma decrece. Si bien ya existía la posibilidad de hacer esto mediante la aplicación de la aproximación desarrollada por Ben-Tal y Nemirovsky para conos de segundo orden [2], acá se presenta un método alternativo, con mejores propiedades numéricas, un orden de magnitud mejor en calidad de aproximación, y cuya aplicación a problemas reales de predespacho de unidades genera mejores resultados respecto de las aproximaciones tradicionales. Por último, con el fin de mejorar el desempeño de la formulación entera-mixta presentada, se realiza el análisis poliedral de una de sus subestructuras esperando identificar desigualdades válidas que permitan mejorar su cota dual. Esta subestructura corresponde al knapsack semicontinuo con restricciones adicionales del tipo generalized upper bound. Se demuestra que bajo supuestos simples es posible identificar facetas tipo generalized flow cover en espacios restringidos de dimensión inferior. Luego se llevan estas desigualdades al espacio original utilizando procedimientos de lifting multidimensional independiente de la secuencia [38, 27, 16, 17] y se iii prueba que con supuestos adicionales también son facetas allí. Experimentos computacionales en instancias derivadas de problemas de UC muestran su eficiencia, donde más de un 50% del gap integral del nodo raíz se reduce aplicando en promedio solo tres de estos cortes. Además, en este contexto, también se ha implementado un solver ad-hoc para la solución eficiente de las relajaciones lineales de la formulación tipo red, con un speed-up del orden de 4x a 8x respecto a CPLEX barrier optimizer, pero que aún no está documentado.

Presenta el método balance de línea de producción, utilizado actualmente en los procesos de asignación de personal a las diferentes operaciones de ensamblaje de las prendas de vestir. Se desarrolla un método de balance de línea de producción específico para los procesos de asignación de personal para las diferentes operaciones de producción, basado en la programación lineal, y se compara la eficiencia de ambos, mostrando que el modelo propuesto aporta un ahorro significativo en la reducción del número de operarios necesarios en una jornada de trabajo. Se desarrolla y generaliza un modelo matemático de programación lineal para poder optimizar un proceso de balance de línea en una empresa textil. Se desarrolla un caso de aplicación para validar el modelo de asignación utilizando el software Lingo 9.0 versión DEMO. / Trabajo de suficiencia profesional

El presente plan de negocio muestra la viabilidad de la Implementación de un Programa de Bienestar nutricional para la pequeña y mediana empresa de la Provincia Constitucional del Callao, donde las empresas que tomen el servicio brindarán a sus trabajadores la posibilidad de acceder a herramientas que les permitirán mejorar su salud, así también a la organización en el incremento de su productividad. Para analizar la viabilidad de su ejecución se llevó a cabo una investigación de mercado que evidencio en nuestro segmento un mayor número de empresas en el rubro de manufactura, transporte y almacenamiento, así también nos muestra el interés por mejorar la alimentación de sus trabajadores pues consideran su influencia con la productividad. La empresa Salud Laboral SRL brindará el servicio de “Programa de Bienestar Nutricional en las pequeñas y medianas empresas de la Provincia Constitucional del Callao”, el mismo que consiste en consulta nutricional, talleres educativos aplicando la técnica de Programación Neuro Lingüística(PNL) y la Inspección a lugares de expendio de alimentos. El servicio estará a cargo de nutricionistas y psicólogos; quienes adaptaran la metodología de acuerdo al requerimiento de las empresas contratantes y del presupuesto que los mismos dispongan, realizando las actividades en sus instalaciones. Con ello aportaremos en la mejorar de la salud de los beneficiarios desarrollando un enfoque de fidelización, productividad y seguridad. Finalmente, el análisis financiero encontró una tasa interna de retorno y un valor actual neto favorable lo que permite recomendar la inversión en este proyecto. / This business plan shows the viability of implementing a Nutritional Wellness Program for small and medium enterprises in the Constitutional Province of Callao. The companies that take the service will offer their workers the possibility to access tools that will allow them to improve their health, as well as the organization in increasing their productivity. To analyze the viability we made a market investigation that evidenced in our segment a greater number of companies in the field of manufacturing, transport and storage, as well as the interest to improve the food supply of its workers because they consider it is importaht to improve the productivity. The company Salud Laboral SRL will offer the service of "Nutritional Wellness Program” in small and medium enterprises of the Constitutional Province of Callao, this program consists of nutritional assesment, educational workshops applying the Neuro Linguistic Programming Technique (NLP) and the Inspection of places that sell food. The service will be in charge of nutritionists and psychologists who will adapt the methodology according to the requirements of the contracting companies and the budget that they have, carrying out the activities in their facilities. With this we will contribute in improving the health of the beneficiaries by developing a loyalty, productivity and safety approach. Finally, the financial analysis found an internal rate of return and a net present value favorable which allows us to recommend the investment in this Project. / Tesis

Ingeniero Civil Matemático / Este trabajo es una primera aproximación a la inclusión de costos asociados a la reducción de CO2 en el subproceso de descarga y mezcla de crudos. En este subproceso la cantidad de CO2 liberado a la atmósfera crece en función del volumen de crudo que se procesa en cada unidad de destilación. El modelo matemático del subproceso de descarga y mezcla de crudos expuesto en esta memoria corresponde a un problema no lineal mixto (PNLM), donde la no linealidad proviene de restricciones asociadas a la composición de la mezcla de los crudos en los estanques. Desde un punto de vista matemático el modelo presentado contiene considerables simetrías, lo que se traduce en grandes tiempos de ejecución. Lo anterior fue abordado introduciendo restricciones en la formulación para reducir el espacio de búsqueda. En este aspecto la técnica más interesante y de mejores resultados proviene del modelamiento del orden de las operaciones de una refinería como una palabra perteneciente a un lenguaje regular. Existen tecnologías capaces de capturar alguna fracción del CO2 liberado, pero el uso de éstas se traduce en costos económicos para la refinería. Se tiene como primera novedad una modificación del modelo anterior para que este incluya los costos asociados a la reducción de CO2. Naturalmente existe un tradeoff entre las emisiones capturadas y las ganancias de la refinería. Esta memoria propone una manera de cuantificar este tradeoff. Para lo anterior se desarrolla un modelo multiperiodo del proceso de descarga y mezcla de crudos, el cual considera a la vez las ganancias de la refinería y las emisiones de CO2. Utilizando el concepto de pareto eficiencia se plantea un esquema numérico para encontrar las mejores decisiones de calendarización.

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