Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Forestal / El presente trabajo tiene como propósito crear un nexo entre las tecnologías de información actuales y las técnicas de planificación forestal para la ordenación sustentable de bosques. Es imperante y creciente la necesidad, de los entes planificadores y gestores del bosque, de disponer con programas informáticos que apoyen la toma de decisiones, y a la vez permitan agilizar y facilitar el proceso de resolución de estos problemas de ingeniería, de manera más precisa y oportuna. El objetivo general consiste en: “Diseñar y aplicar un software de automatización para un modelo de Ordenación forestal de bosques coetáneos en Chile”. El software fue diseñado y construido para formular, resolver y evaluar automáticamente el Modelo Estratégico Lineal o MELI (Gilchrist, 2006), basado en optimización lineal, el cual es capaz de modelar el bosque incluyendo cosechas, raleos, reforestación, distintas calidades de sitio forestal, estructura de la masa forestal, aplicaciones de tratamientos silvícolas, ciclos de corta y diferentes rotaciones. Además, es posible regular el patrimonio forestal por flujos de volumen, flujos financieros u otro objetivo o combinaciones de estos, según sea el criterio del tomador de decisiones.

Doctor en Ingeniería Eléctrica / El paradigma del aprendizaje reforzado (RL \footnote{Por sus siglas en inglés: Reinforcement Learning}) está siendo recurrentemente utilizado para aprender tareas complejas en contextos aplicativos como la robótica. No obstante, muchas aplicaciones en el mundo real manejan un espacio de acciones multi-dimensional, en donde las acciones individuales trabajan juntas para que el agente ejecute un comportamiento deseado. En tales aplicaciones, el RL presenta de una explosión en la complejidad computacional, que ocurre cuando se usan esquemas con RL Centralizado (CRL). Esto genera problemas como el consumo excesivo de memoria o de tiempo de entrenamiento, sin embargo, el uso del RL Descentralizado (DRL) ayuda a solucionar tales problemas. En esta tesis, se usará el termino DRL para referirse a aquellos métodos descentralizados usados para el aprendizaje de tareas ejecutadas por una entidad individual, por ejemplo, un robot. En esta tesis, se propone una metodología para modelar el DRL de comportamientos individuales en problemas con espacios de acciones multi-dimensionales. Cada sub-problema (ej., las acciones de un efector o actuador) es aprendido por agentes independientes que trabajan en paralelo. Dado que la mayoría de los estudios reportados sobre Sistemas Multi-Agente (MAS) no validan los métodos propuestos en problemas estocásticos-multiestado y del mundo real, uno de los objetivos de la presente tesis es demostrar empíricamente que los beneficios de los MAS son extensibles a problemas complejos como son las plataformas robóticas, si estos son modelados e implementados con sistemas DRL. Para ello, varios esquemas de DRL basados en algoritmos multi-agente y métodos de transferencia de conocimiento son presentados, validados y analizados, a través de un extenso estudio experimental, en donde diferentes problemas son modelados e implementados, siguiendo la metodología propuesta. Los resultados de la validación empírica muestran que las implementaciones con DRL mejoran el desempeño de su análogo CRL, usando además menos recursos computacionales. Además, aquellos esquemas de DRL implementados con mecanismos de coordinación, muestran mejores desempeños y/o tiempos de entrenamiento que los esquemas de DRL que no usan coordinación directa.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Forestal / Los planes de intervenciones forestales dan solución al cuestionamiento de dónde, cuándo y cuánto intervenir para lograr un objetivo establecido. Sin embargo, esto se vuelve realmente complejo cuando se combinan variables como: distintos sitios, edades, superficies y comportamiento del volumen entre otras. La solución corriente, es optimizar sitio a sitio individualmente para obtener un resultado global a nivel patrimonial, sin embargo, existen pocas alternativas para este tipo de problema. Por consiguiente, el objetivo de este trabajo es: “Proponer un método para maximizar financieramente el rendimiento de plantaciones de Pinus radiata D. Don de un conjunto de sitios, bajo una rotación común”, es decir, se propone un plan de intervenciones patrimonial bajo una sola rotación para el bosque regulado, para ello se utilizaron sistemas de información geográfico (SIG) y un modelo de programación lineal como herramientas de planificación forestal en el desarrollo de este estudio.

Magíster en Gestión de Operaciones. Ingeniero Civil Industrial / Eventos como la Copa Mundial de Fútbol de la FIFA o la Champions League son vistos por millones de personas en todo el mundo y mueven millones de dólares tanto en premios como en auspiciadores. Motivado por la gran popularidad de este deporte, los resultados de los partidos de fútbol han sido muy estudiados y se han desarrollado diversos modelos que permiten obtener una distribución de probabilidad sobre los posibles resultados. Adicionalmente, las apuestas deportivas son una tendencia cada vez más en alza. En este trabajo se busca aplicar un modelo de programación dinámica para una serie de ida y vuelta de un campeonato de fútbol. Se definen conceptos de estrategia y se identifican estrategias óptimas que les permitan a los equipos mejorar sus probabilidades de resultar triunfadores de una determinada serie dependiendo de sus características y las de sus rivales, lo cual no se ha estudiado en trabajos previos. La metodología de esta tesis se divide en diversas etapas. En primer lugar, la recolección de datos, que incluye información sobre los partidos de fútbol de la UEFA Champions League y la Europa League. Esta incluye datos como los goles, formaciones, tarjetas, cambios, asistencias, etc. Luego, se realiza una exploración de los datos obtenidos, la cual permite sacar conclusiones estadísticas sobre las series de los campeonatos europeos, como por ejemplo, que en general los equipos que parten la serie jugando como visita, terminan ganando el enfrentamiento. A continuación se elabora un modelo de programación dinámica que permite evaluar cómo influye el factor estratégico en los resultados de los partidos. Por último, se realiza un análisis de los resultados obtenidos tanto del modelo como de los datos. Una de las principales conclusiones es que pese a que el principal factor que determinar qué equipo será el triunfador en una serie de ida y vuelta es la fortaleza de los equipos, hay evidencia tanto empírica como experimental de que la estrategia utilizada por los equipos puede afectar los resultados finales de la serie, en especial entre los equipos que tienen una diferencia en el ranking UEFA de menos de cien posiciones. Para los equipos con peor posición en el ranking, la flexibilidad aumenta considerablemente las probabilidades de avanzar si parten la serie jugando en condición de local. Se determina que estos equipos se ven favorecidos al jugar defensivamente el primer partido cuando son sorteados para jugarlo de local. De esta manera, la estrategia óptima en estas situaciones es que no les hagan goles cuando juegan de local y luego ganar el partido de vuelta o ganar por goles de visita.

Ingeniero Civil en Computación / El lenguaje de programación R es muy popular para desarrollar programas estadísticos y de análisis de datos, gracias a sus numerosas librerías y amplia comunidad, su sintaxis concisa y expresiva, así como soporte para su uso interactivo. Aún así, su semántica es bastante compleja y contiene numerosos casos de borde, y no está formalmente especificada, lo que hace difícil confiar plenamente en los programas desarrollados en R. Esto tiene como consecuencia que, en el año 2017, se inicie el proyecto CoqR, que busca formalizar la semántica de R, definiendo para ello una semántica natural en la forma de un intérprete implementado en el asistente de pruebas Coq. Como primera fuente de confianza, para validar la formalización, se utiliza una codificación monádica, que permite establecer una correspondencia visual directa entre el código en Coq y el intérprete de referencia implementado en C, GNU R, de tal forma que una o dos líneas de CoqR equivalen a una o dos de GNU R. El sistema desarrollado en esta memoria sirve como infraestructura para ejecutar bancos de pruebas y poder comparar, de manera sistemática, el comportamiento de CoqR y GNU R, proporcionando una segunda fuente de confianza para validar la formalización. Además, pro- porciona herramientas para apoyar el proceso iterativo de desarrollo, permitiendo identificar y detectar tanto las funcionalidades más relevantes a implementar, como los errores que puedan surgir durante esta fase. De esta manera, el sistema se integra directamente al proceso de desarrollo y a la validación de CoqR, logrando que, en su versión actual, cubra cerca del 30 % de los casos de pruebas, tanto de GNU R como de otro proyecto relevante, FastR.

Doctor en Sistemas de Ingeniería en cotutela con Ecole Normale Supérieure / Convex optimization has been a powerful tool for designing algorithms. In practice is a widely used in areas such as operations research and machine learning, but also in many fundamental combinatorial problems they yield to the best know approximations algorithms providing unconditional guarantees over the solution quality. In the first part of this work we study the effect of constructing convex relaxations to a packing problem, based on applying lift & project methods. We exhibit a weakness of this relaxations when they are obtained from the natural formulations of this problem, by showing the impossibility of reducing the gap even when this relaxations are very large. We provide a way of combining symmetry breaking procedures and lift & project methods to obtain arbitrarily good gaps. In the second part of this thesis we study online selection problems, that is, elements arrive over time and we have to select some of them, irrevocably, in order to meet some combinatorial constraints, but also trying to maximize the quality of the selection. Usually this quality in measured in terms of weight, but we consider a stronger variant in which weights are not necessarily known because of information availability. Instead, as long as we can rank the elements, we can provide a general framework to obtain approximation algorithms with good competitive ratios in many contexts.

Tesis para optar al grado de Doctor en Ciencias, Mención Computación / Han habido muchos enfoques para integrar tipado estático y dinámico. Uno de los enfoques más notables es el del tipado gradual. El enfoque clásico para diseñar lenguajes graduales es usualmente ad-hoc, pero existen metodologías que sistematizan este proceso. Una de ellas es la Abstracting Gradual Typing (AGT), que ayuda a construir sistemáticamente lenguajes graduales a partir de lenguajes estáticamente tipados usando interpretación abstracta al nivel de tipos. A pesar que se a mostrado que AGT a sido efectiva en diferentes contextos, hay aún muchas preguntas abiertas: ¿AGT escala a mecanismos de lenguaje y disciplinas de tipos complejos? ¿Que lenguajes obtienen al usar abstracciones más ricas, o al introducir imprecisión de una manera poco convencional? ¿Cómo se compara el lenguaje gradual resultante con lo existente en la literatura? ¿Que propiedades AGT garantiza de preservar por construcción? ¿Podemos aplicar AGT a un lenguaje gradual derivado con AGT? En esta tesis se trata de responder a estas preguntas, aplicando AGT a disciplinas de tipos y mecanismos de lenguaje complejos. Primero, se aplica AGT a un cálculo lambda con tipado simple y referencias mutables, donde se muestra que una directa aplicación de AGT no garantiza una semántica eficiente respecto al espacio. Se prueba equivalencia contextual con uno de los lenguajes graduales con referencias encontrados en la literatura. Segundo, se aplica AGT a un lenguaje con tipado de seguridad y referencias, introduciendo imprecisión solo en las etiquetas de seguridad de los tipos. Se aprende que una aplicación directa de AGT sólo garantiza preservar por construcción la seguridad de tipos y los criterios refinados de lenguajes graduales. En orden de satisfacer no-interferencia, la propiedad semántica crucial del lenguaje estático, se deben refinar las abstracciones usadas en la semántica dinámica. Pero debido a las referencias mutables, se agrega un chequeo extra en la regla de reducción de asignaciones para prevenir flujos implícitos de información a través de la memoria. Este chequeo extra rompe la garantía gradual dinámica, la cual es parte de los criterios refinados de los lenguajes graduales. Tercero, se aplica AGT para introducir una nueva forma de imprecisión en los tipos, llamada unión gradual, un diseño original de tipos de unión que combina ambos beneficios de uniones etiquetadas y no etiquetadas. Se descubre que las uniones graduales interactúan con el tipo desconocido en una forma que exige un enfoque estratificado para AGT, dependiendo de la composición de dos interpretaciones de abstracción distintas en orden de recuperar optimalidad. Cuarto, se aplica AGT a System F, un lenguaje que soporta polimorfismo paramétrico. Se descubre que una aplicación directa de AGT rompe parametricidad, una propiedad semántica crucial de System F. En orden de recuperar parametricidad, se refinan las abstracciones (y se personalizan ciertas operaciones) usadas en la semántica dinámica. Esta personalización ayuda a preservar parametricidad pero a costa de la violar la garantía gradual dinámica. Esta garantía fue dejada como una conjetura en todos los trabajos previos; aquí se prueba que es simplemente incompatible con la noción clásica de parametricidad. Sin embargo, se establece una propiedad más débil que permite refutar varias afirmaciones acerca de teoremas graduales gratis, clarificando el tipo de razonamiento soportado por la parametricidad gradual. / CONICYT-PCHA/Doctorado Nacional/2015-21150510

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

Magíster en Tecnologías de la Información / El presente trabajo de tesis se realiza en el marco de una empresa chilena, de desarrollo y consultoría de software, con presencia en el mercado nacional, que al tener un incremento en el número de proyectos que se ejecutan como parte de sus operaciones diarias, empezó a tener problemas en el manejo de dichos proyectos, principalmente en asignación de personal, a múltiples proyectos en paralelo, lo que a su vez ha derivado en problemas, que se manifiestan de cara al cliente, en la calidad y tiempos de entrega e internamente en un incremento de rotación de personal. Han existido varias propuestas ejecutadas para mejorar estos problemas, entre ellos la definición de procesos, sin embargo, la falta de conocimientos y experiencia del personal han provocado que no puedan llevarse a cabo correctamente. Al mismo tiempo se han llevado algunos proyectos bajo metodologías ágiles, con buenos resultados, principalmente en calidad del producto desarrollado, sin embargo, no se ha podido replicar el proceso, debido a la falta de documentación del mismo. De esta manera, se propone la implementación de una Oficina de Gestión de Proyectos, PMO Ágil, que permita administrar el portafolio y los propios proyectos, de una manera que sea compatible con las metodologías ágiles y al mismo tiempo permita llevar un control de acuerdo a las exigencias de la Gerencia de la empresa. Se realizó una revisión de varios marcos ágiles, con principal interés en aquellos de escalamiento, para tener una visión de cómo se aborda el manejo de la PMO. Una vez revisado, se realizó la propuesta de los procesos y otras definiciones para la PMO Ágil. Mediante la ejecución de un piloto que permitió la implementación de los procesos, aplicados a tres proyectos, se logró evaluar la validez de la nueva PMO, al mismo tiempo que se determinó si la propuesta era realmente ágil o no. Mediante la aplicación de encuestas a los clientes, se determinó si la implementación de la PMO Ágil trajo consigo las mejoras esperadas para la empresa, en relación a la situación previa y acorde a los objetivos estratégicos de la empresa. Este trabajo permite contar con el conocimiento que permita continuar con las mejoras para una PMO que permita compatibilizar los requerimientos de Gerencia y llevar el desarrollo de los proyectos bajo metodologías ágiles.

Tesis para optar al grado de Magíster en Gestión de Operaciones / Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Industrial / En el marco de una extinción global de especies y de recursos limitados disponibles para la conservación ecológica, emerge la urgente necesidad de priorizar tanto la selección de sitios como los esfuerzos de gestión de las intervenciones para hacer frente a las amenazas. Con la finalidad de asegurar la persistencia de aquellas especies en peligro de extinción, se toman acciones específicas para disminuir las amenazas que las afectan. Normalmente, se utiliza un enfoque binario, en donde se efectúa una acción específica y se asume que ésta elimina la amenaza. Por lo tanto se considera que, para reducir los costos, no es necesario tomar acciones en su valor total, pues se puede considerar una curva que relaciona la intensidad de la amenaza existente y la probabilidad de persistencia de las especies. De igual forma, se tiene en cuenta el efecto de minimizar la fragmentación espacial y los costos totales. Dicho modelo se pone a prueba en un caso de estudio de la cuenca del río Mitchell, al norte de Australia. Este modelo consiste en el intento de asignar un esfuerzo óptimo para aumentar la probabilidad de persistencia de 45 especies nativas de peces de agua dulce. Se comparan los resultados obtenidos para cuatro curvas de respuestas continuas de las especies, con un escenario base de respuestas binarias. Para representar especies sensibles a las amenazas, se utiliza una curva convexa, y para las menos sensibles se utiliza una curva cóncava. Cabe destacar que se mide la eficiencia como una relación entre el área protegida y los costos totales incurridos. Se demuestra que no hay diferencias significativas en los resultados cuando las respuestas a las acciones son convexas y lineales, como es de esperarse. Por el contrario, se logra percibir que existen beneficios en la eficiencia cuando se considera una curva sigmoidal, y aún más cuando se considera una curva cóncava, lo cual hace que esta propuesta se vuelva más atractiva que los métodos tradicionales. Por otro lado, cuando se exige un mayor nivel de conectividad para las acciones, los niveles de eficiencia se mantienen prácticamente iguales, y las respuestas continuas logran soluciones mejor conectadas que aquellas logradas por la respuesta binaria. Al considerar este modelo, se puede identificar de manera eficiente el nivel de esfuerzo óptimo que será asignado a múltiples intervenciones, tal como el dónde realizarlas para combatir las amenazas existentes. / SuFoRun y ISCI por medio del programa Marie Sklodowska-Curie