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Título

Procedimiento fundamentado en la programación lineal para la selección de alternativas en proyectos de naturaleza compleja y con objetivos

AutorMunier, Nolberto
DirectorAragonés-Beltrán, Pablo ; Jiménez Sáez, Fernando
Fecha de publicación2011
EditorUniversidad Politécnica de Valencia
Resumen[ES]: Esta tesis está relacionada con la toma de decisiones en proyectos complejos en los cuales es necesario adoptar una alternativa de entre varias posibles y sujetas todas ellas a una serie de restricciones. Es éste un problema muy conocido y muy frecuente y que puede resolverse mediante Programación Lineal, técnica desarrollada a mediados del siglo pasado, la cual suministra, si existe, una solución óptima al problema, es decir halla un óptimo de Pareto, y que por lo tanto no puede mejorarse. Se han desarrollado muchas otras técnicas de tipo heurístico, basadas en distintos principios, para solucionar este problema de gran interés en la práctica, sin embargo todas ellas proveen soluciones que si bien pueden satisfacer al centro decisor y partes interesadas, no arrojan una solución óptima sino satisfaciente. El aporte de esta tesis es que aprovecha las características de optimización paretiana de la Programación Lineal, con su capacidad para tratar problemas de grandes dimensiones en cantidad de alternativas y en criterios de selección, que en general no son aptos para ser resueltos por técnicas heurísticas, y la potencialidad de la técnica para representar en forma matemática situaciones reales y muy complejas, como son la mayoría de los problemas que se presentan en la vida real. Esta capacidad de modelación está basada en la posibilidad de representar matemáticamente situaciones condicionantes, de restricciones de capital, de límites o umbrales que se establecen por diversas razones, tales como el máximo permitido de contaminación atmosférica, etc. Sin embargo, desgraciadamente, la PL puede trabajar sólo con un único objetivo, aunque se han hecho valiosos intentos para eliminar esta restricción. Este trabajo propone el empleo de la técnica SIMUS, la cual, basada en la PL posibilita ampliar su campo de acción al permitir no sólo trabajar con cualquier cantidad de objetivos, sean éstos de máxima, de mínima o mezclados, sino también el empleo de criterios subjetivos, que es otro aspecto limitante de la PL clásica. Es decir Simus permite ampliar el campo de aplicación - por cierto muy amplio de la PL – al facilitar la resolución, aunque no con un resultado optimo, sino satisfaciente, de situaciones muy complejas, con varios objetivos, cientos o miles de alternativas y criterios, y empleando mezclados, criterios objetivos y subjetivos. Una ventaja inherente de la PL es que no necesita que se determinen pesos o niveles de importancia y por lo tanto reduce considerablemente el riesgo de obtener soluciones satisfacientes que dependen en gran medida de la subjetividad del centro decisor. Simus se ha contrastado con una cantidad apreciable de problemas reales, resueltos por los métodos heurísticos y cuyo resultado arroja un gran porcentaje de coincidencia no solo en las alternativas elegidas sino también en su ordenamiento. Por lo tanto, se considera que Simus provee una herramienta que puede ser de gran utilidad en la resolución de complejos problemas de decisión que son cada día más frecuentes.
[CA]: Aquesta tesi està relacionada amb la presa de decisions en projectes complexos en els quals és necessari adoptar una alternativa d'entre diverses possibles i subjectes totes elles a una sèrie de restriccions. És aquest un problema molt conegut i molt freqüent i que pot resoldre's mitjançant Programació Lineal, tècnica desenvolupada a mitjan segle passat, la qual subministra, si existeix, una solució òptima al problema, és a dir troba un òptim de Pareto, i que per tant no pot millorar-se. S'han desenvolupat moltes altres tècniques de tipus heurístic, basades en diferents principis, per a solucionar aquest problema de gran interès en la pràctica, no obstant açò totes elles proveeixen solucions que si bé poden satisfer a l'ens decisor i parts interessades, no llancen una solució òptima sinó satisfaent. L'aportació d'aquesta tesi és que aprofita les característiques d'optimització paretiana de la Programació Lineal, amb la seua capacitat per a tractar problemes de grans dimensions en quantitat d'alternatives i en criteris de selecció, que en general no són aptes per a ser resolts per tècniques heurístiques, i la potencialitat de la tècnica per a representar en forma matemàtica situacions reals i molt complexes, com són la majoria dels problemes que es presenten en la vida real. Aquesta capacitat de modelació està basada en la possibilitat de representar matemàticament situacions condicionants, de restriccions de capital, de límits o llindars que s'estableixen per diverses raons, tals com el màxim permès de contaminació atmosfèrica, etc. No obstant açò, desgraciadament, la PL pot treballar només amb un únic objectiu, encara que s'han fet valuosos intents per a eliminar aquesta restricció. Aquest treball proposa l'ocupació de la tècnica SIMUS, la qual, basada en la PL possibilita ampliar el seu camp d'acció en permetre no solament treballar amb qualsevol quantitat d'objectius, siguen aquests de màxima, de mínima o barrejats, sinó també l'ocupació de criteris subjectius, que és un altre aspecte limitant de la PL clàssica. És a dir Simus permet ampliar el camp d'aplicació - per cert molt ampli - de la PL en facilitar la resolució, encara que no amb un resultat òptim, sinó satisfaent, de situacions molt complexes, amb diversos objectius, centenars o milers d'alternatives i criteris, i emprant barrejats, criteris quantitatius i qualitatius. Un avantatge inherent de la PL és que no necessita que es determinen pesos o nivells d'importància i per tant redueix considerablement el risc d'obtenir solucions satisfaents que depenen en gran mesura de la subjectivitat de l'ens decisor. Simus s'ha contrastat amb una quantitat apreciable de problemes reals, resolts pels mètodes heurístics i el resultat dels quals llança un gran percentatge de coincidència no solament en les alternatives triades sinó també en el seu ordenament. Per tant, es considera que Simus proveeix una eina que pot ser de gran utilitat en la resolució de complexos problemes de decisió que són cada dia més freqüents.
[EN]: This thesis is related with decision-making for complex problems, when it is necessary to choose an alternative or a project amongst many, and all of them subject to a series of restrictions. This is a very well known and frequent problem and which can be solved by Linear Programming, technique developed in the 1950's, and that delivers, if it exists, an optimal solution to the problem. This result is a Pareto optimum and consequently cannot be improved. In addition, many heuristic techniques have been developed - grounded on diverse principles - and considering different objectives to solve this problem, which has a great practical interest. Most of them supply solutions that can satisfy the decision-maker and stakeholders; however, they do not produce an optimal solution but a satisfying approach. The method proposed in this thesis takes advantage of the Paretian optimization of Linear Programming, related to its capacity to solve large problems (for instance for river basins), with a great number of projects or alternatives and selection criteria, which in general are not suitable to be cracked by heuristic techniques. In addition, it also takes advantage of the power of the tool to represent in a mathematical format actual and complex scenarios, as are most of the decision problems in real life. This capacity of modeling is based in the possibility of mathematically representing conditioning scenarios such as fund restrictions and cashflow, limits or thresholds established for different reasons, such as the maximum allowable contribution to atmospheric contamination, maximum extraction of water from wells considering natural refilling, etc. However, Linear Programming, unfortunately, only works with one objective, albeit many attempts have been made to overcome this disadvantage which is not present in heuristic methods. This work proposes using the Simus algorithm, which allows to greatly enhance Linear Programming applications since it permits working with any quantity of objectives, either of maximization, minimization or equality, and to employ qualitative restrictions, which is another limiting aspect of the classical Linear Programming. In conclusion Simus permits enlarging the field of application of this technique - certainly already very extensive – in order to reach a result, albeit not optimal, but satisfying to the decision-maker and stakeholders, regarding very complex scenarios, with several objectives, with hundreds or thousands of alternatives and criteria and mixing, if necessary, quantitative and qualitative constraints. An inherent advantage of Linear Programming rests in the fact that it does not need weights or levels to gauge importance of criteria, and consequently, the risk of obtaining satisfying solutions which depend on the decision-maker subjectivity is greatly reduced. Simus results have been contrasted with those of an appreciable number of actual problems, solved with different heuristic methods by diverse researchers, and the result shows a large percentage of coincidences not only in the alternatives chosen but in their ranking too. As a summary, it is considered that Simus supplies a tool which can be very useful in solving complex decision-making problems which are nowadays more frequent and increasing.
DescripciónTesis Doctoral presentada por Nolberto Munier en la Universitat Politècnica de València: "Programa de Doctorado en Diseño, Fabricación y Gestión de Proyectos Industriales"
URIhttp://hdl.handle.net/10261/132708
Aparece en las colecciones: (INGENIO) Tesis
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