Browsing by Author "Vera Andreo, Jorge"

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    Achieving a proactive policy for patient flow management in a complex hospital network through reinforcement learning
    (2024) De Geyter Messina, Matías; Vera Andreo, Jorge; Larraín Izquierdo, Homero; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La toma de decisiones en el cuidado de la salud es un problema complejo debido a la incertidumbre y la realidad dinámica. Un tema muy importante está relacionado con las decisiones sobre admisiones de pacientes. En una red de atención médica compuesta por varios hospitales, debería ser conveniente considerar la capacidad combinada de todo el sistema. Por lo tanto, además de las admisiones a un hospital, también es posible transferir pacientes a otros. Estas decisiones dependen no solo de la condición médica del paciente, sino también de la capacidad actual de las diferentes áreas de los hospitales. En este trabajo, hemos formulado el problema como un Proceso de Decisión de Markov, y lo abordamos utilizando un enfoque de Aprendizaje por Refuerzo donde se estima el costo futuro esperado utilizando un modelo XGBoost, combinado con simulación, basado en la metodología de Q-learning. Basándonos en la política obtenida a traves del aprendizaje por refuerzo y en nociones de la literatura, se proponen pautas generales de gestión hospitalaria, que resultan en una política simplificada y fácil de implementar con resultados prometedores, incluída una reducción en el tiempo de servicio promedio en un 13.38% y una reducción del tamaño de la lista de espera del 65.86%. En comparación con el escenario base, hay una reducción en los costos totales del 71.44%, donde los costos sociales (debidos a los tiempos de espera y los costos de oportunidad de las camas para pacientes) se reducen en un 87.30%.
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    Admission planning in health care : stochastic and hierarchical approaches
    (2020) Germán, Ana Batista; Vera Andreo, Jorge; Pozo, David; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    El sistema de salud es una industria de servicios que requiere planificación de calidad debido a la relevancia en sus operaciones. En particular, los hospitales públicos enfrentan presión constante para ser eficientes. Un proceso clave que gestiona las operaciones hospitalarias es la planificación de admisiones, que tiene como objetivo garantizar acceso oportuno y uso eficiente de los recursos. Sin embargo, varias fuentes de incertidumbre y limitaciones de recursos desafían el logro de esos objetivos. Además, similar a muchas industrias, las decisiones de largo plazo del hospital se basan en planes agregados que deben cumplirse en el corto plazo, el cual está sujeto a incertidumbre. Dado que no se garantiza coordinación temporal, pueden surgir varias inconsistencias, como tiempos de espera innecesarios, rechazos e incluso muerte prematura de los pacientes. Esta tesis evalúa el problema de consistencia temporal en el problema de planificación de admisiones, el cual está sujeto a incertidumbre y limitado por la capacidad de camas. El problema radica en cómo desarrollar un plan táctico que considere el impacto de las decisiones operativas mientras que garantice su viabilidad. El objetivo principal es modelar y resolver un proceso jerárquico de toma de decisiones que integre los niveles táctico y operativo para mejorar la calidad del servicio y el uso eficiente de los recursos. La investigación contribuye a proporcionar marcos de decisión efectivos para resolver el problema de planificación de admisiones. Consideramos métodos de optimización bajo incertidumbre en múltiples etapas para mejorar la consistencia y coordinación de la planificación. Se desarrolla un enfoque bi-objetivo estocástico en dos etapas para estudiar las decisiones de asignación, considerando incertidumbre de la demanda y disponibilidad de camas y evaluar el trade-off entre la perspectiva del paciente y la del hospital. Dado que el acceso a información es limitado, también se propone un enfoque de optimización robusta distribucional adaptativa para estudiar decisiones de asignación y programación. Se considera información parcial distribucional del tiempo de estadía, modelado a través de una formulación mejorada para restricciones de tipo de tiempo de servicio. El enfoque permite evaluar la relación entre robustez y consistencia. Mediante extensos estudios numéricos y validaciones con datos reales, demostramos que se obtiene una planificación eficiente adoptando un marco de decisión estocástico jerárquico. El marco es capaz de minimizar las inconsistencias implicadas en la planificación de admisión. Se proporcionan lineamientos de gestión para planificación táctica-operativa.
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    Aplicación de optimización robusta ajustable a la planificación de cosecha de viñedos bajo incertidumbre en la capacidad de procesamiento
    (2018) Cofré Ramírez, Rodrigo; Vera Andreo, Jorge; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    Este trabajo presenta la implementación del modelo de adaptabilidad finita robusta propuesto por Bertsimas y Dunning (2016) aplicado a la planificación de cosecha de viñas con incertidumbre en la capacidad de procesamiento de la uva y su comparación con otros modelos de optimización, a través del uso de medidas geométricas calculadas a partir de sus conjuntos de soluciones factibles. Primero se muestra el problema de planificación de cosechas desarrollado por Ferrer et al. (2008). Luego, se exponen los modelos de optimización que se utilizarán en el análisis que corresponden a modelos estocástico de dos etapas, robusto con conjunto de incertidumbre poliedral, robusto ajustable utilizando reglas lineales afines y el modelo de adaptabilidad finita. Además, se establece el efecto de la variabilidad de los datos en la función objetivo de un problema de optimización como se muestra en Vera (2014), donde se muestra un indicador de robustez construido a partir de medidas geométricas del conjunto de soluciones factibles del problema. Junto con lo anterior, se muestra cómo se realizarán las estimaciones de estas medidas. En este trabajo se probó la factibilidad de usar modelos robustos ajustables en la planificación de cosechas de vino. Además, el nuevo modelo muestra mayor robustez con respecto a todos los demás modelos de acuerdo a las medidas geométricas propuestas. Esta mayor robustez es cuantificada al analizar el comportamiento de los dos modelos adaptables ante variaciones de los datos. Este análisis evidencia, tal como indican las medidas geométricas, que el modelo de Bertsimas y Dunning presenta menos variaciones en su valor objetivo que su par ajustable afín ante las mismas perturbaciones de los datos, lo que da indicios de la utilidad de estas medidas como un indicador de robustez.
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    Application of Robust Optimization to the Sawmill Planning Problem
    (2014) Álvarez Marambio, Pamela Paz; Vera Andreo, Jorge
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    Aproximación a la política de número crítico óptima para un sistema de inventario de un producto perecible
    (2013) Villavicencio Bolívar, Alfredo Alejandro; Vera Andreo, Jorge; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La gestión de inventarios es una función de gran importancia dentro de los planes operativos y estratégicos de una organización. En la literatura existen varios modelos de inventario que suponen que el producto puede ser almacenado por un tiempo ilimitado, lo que no es válido para productos perecibles. Un claro ejemplo de esto es el mercado de los alimentos, el que excede fácilmente el billón de dólares en ventas mundiales anuales y en que más de un tercio de estas ventas la constituyen productos frescos, lácteos y carnes. En este trabajo estudiamos la aplicación de una Política de Número Crítico, como política de ordenamiento, en un sistema de inventario de revisión periódica para un producto perecible, sujeto a una estructura de costos lineales. Bajo ciertos supuestos y consideraciones, este sistema corresponde a una cadena de Markov en tiempo discreto. Determinar el número crítico óptimo es un problema de gran complejidad computacional, debido a lo difícil que resulta calcular la cantidad esperada de vencimientos. En la literatura existen cotas a esta cantidad que permiten plantear un problema de optimización que aproxime el número críico óptimo. El objetivo de este trabajo fue desarrollar una nueva aproximación, más simple, sin sacrificar (mayormente) el desempeño obtenido. Nuestro enfoque fue (1) utilizar las cotas existentes para estimar la cantidad esperada de vencimientos y (2) realizar simplificaciones que permitieran llevar el problema original a uno con la estructura del conocido Problema del Vendedor de Periódicos, de manera de aprovechar la simpleza de su resolución; logrando determinar una expresión cerrada. Un intenso estudio computacional reveló que el desempeño de nuestra aproximación es totalmente comparable con lo existente en la literatura, teniendo costos muy cercanos a los de la Política de Número Crítico óptima y a los de la política óptima, con una diferencia siempre menor al 0.3% y al 2 %, respectivamente. Así, pasamos de un problema de optimización que se debe resolver, a una expresión cerrada que solo se debe evaluar.
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    Estimation of commodity futures prices at RiskAmerica SpA
    (2021) Vega Bastías, Matías Alex; Vera Andreo, Jorge; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    En la economía mundial, los precios de los commodities sufren una variación continua e impredecible de acuerdo a los niveles de oferta, demanda e inventarios. Los agentes económicos se esfuerzan por comprender el comportamiento estocástico del precio de los commodities para la toma de decisiones de proyectos de inversión, valorización de derivados financieros, entre otros. En este contexto, la empresa RiskAmerica SpA pone a disposición de sus clientes información histórica de transacciones y una estimación del precio de los contratos futuros de ciertos commodities relevantes en el mercado financiero. La compañía desea mejorar estas estimaciones, lo cual da origen al trabajo presentado en esta tesis; actualizar y recalibrar la estimación de precios futuros del petróleo West Texas Intermediate (WTI), el cobre y el oro. La metodología consiste en utilizar un modelo gaussiano multifactorial de precios de commodities sin arbitraje. El modelo es calibrado usando el filtro de Kalman, a partir de contratos futuros provenientes de la New York Mercantile Exchange y la New York Commodity Exchange. Finalmente, gracias a la aplicación de diversas técnicas analíticas, se mejoró el ajuste realizado por el modelo de RiskAmerica a las transacciones de contratos futuros de estos commodities y su estructura de volatilidad empírica. Para el petróleo WTI, el cobre y el oro, se redujo el error absoluto medio porcentual en todo el período de la muestra en un 36%, 12% y 51% respectivamente. Estos resultados ya se encuentran reflejados en el sitio oficial de RiskAmerica SpA y disponibles para sus clientes.
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    Improving consistency in hierarchical tactical and operational planning using Robust Optimization
    (2020) Alvarez, PP; Espinoza, A; Maturana Valderrama, Sergio; Vera Andreo, Jorge
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    Intertemporal stochastic sawmill planning : modeling and managerial insights
    (2015) Lobos Ruiz, Alfonso Andrés; Vera Andreo, Jorge; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    Los modelos de optimización y simulación han sido usados por más de cincuenta años en la industria forestal. En esta área, al igual que en otras, estos modelos han apoyado la toma de decisiones en problemas de planificación de distinta índole y que involucran distintos períodos de tiempo. Una complejidad inherente a tomar decisiones que involucran períodos distintos de tiempo es el cómo garantizar la consistencia de las decisiones, es decir, que cuando sean llevadas a la práctica no impliquen grandes costos extras a la empresa y que está pueda garantizar un nivel de servicio adecuado. En este trabajo se estudiará un problema de aserradero donde se deben encargar troncos para ser usados en los próximos cuatro meses de producción, los que luego serán cortados para cumplir con las demandas semanales por tablas que tenga agendadas la empresa. El problema de consistencia está en que los troncos encargados diferirán de los que serán recibidos, y sin importar este hecho la empresa deberá satisfacer las demandas incurridas, ya sea pidiendo insumos extras, externalizando trabajo o negociando un atraso en la entrega de parte de las demandas.Este trabajo presenta distintos modelos de optimización estocástica de dos etapas que resuelven el problema de aserradero y que se diferencian en cómo modelan la interacción de inventarios, y en los diversos patrones de cortes que pueden usar en un tronco para producir distintas tablas. Para comparar como las diferencias entre los modelos afectarían en una operación real se utilizó un modelo de horizonte rodante con el que se pudo simular años de operación y para el cuál fue necesario crear escenarios de demandas de tablas y de incertidumbre en el suministro de troncos. Los resultados muestran como disminuye el costo de la operación al estar disponibles más patrones de corte para cada tronco y las diferencias en el comportamiento de compra de los troncos al usarse distintas formas de modelar la interacción de inventarios.
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    Modelo de agentes para evaluar políticas de inventario y gradualidad en ventas de concentrado de minerales en mercados futuros y cortos
    (2020) Castro Olmos, Matías Nicolás; Vera Andreo, Jorge; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La minería es el motor principal de la economía en Chile, mayoritariamente por el cobre, y ha sido la principal fuente de ingreso económico durante décadas, y se sigue proyectando como eje fundamental para el desarrollo de la nación a futuro. Actualmente la demanda por el mineral de cobre va en alza, principalmente por el requerimiento de uso de energías más limpias y la electromovilidad, donde el mineral rojo es parte fundamental. Actualmente existen proyectos de nuevos yacimientos y expansión de los ya existentes con tal de poder aumentar la oferta de cobre para los años 2020, pero la puesta en marcha de estos presentaría un escenario de déficit del mineral en el período 2020 - 2025. La situación plantea la necesidad de tener estrategias apropiadas de distribución de las cantidades previamente acordadas no limitando las ventas sin previos acuerdos, manteniendo un alto nivel de servicio y ser un proveedor atractivo en todo momento de la nueva década. Esta tesis busca construir un modelo de agentes, los que permiten aproximar interacciones de entes mediante reglas definidas y representar ambientes a través de simulación, con el objetivo que pueda orientar a los productores del mineral acerca de qué política, basada en inventarios de seguridad y gradualidad de ventas sin acuerdos previos, es apropiada considerar. Se trabajó junto a expertos de un grupo minero para discutir supuestos de construcción y validación respectiva. Los resultados finales permiten establecer un conjunto de políticas a través de un problema de optimización multiobjetivo que busca orientar la decisión final acerca de qué estrategia emplear.
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    Multi-objective admission planning problem : a two-stage stochastic approach
    (2020) Germán, Ana Batista; Vera Andreo, Jorge; Pozo, David
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    Multi-stages Stackelberg inspection games
    (2020) Riffo Torres, Javiera Paz; Vera Andreo, Jorge; Guzmán Paredes, Cristóbal; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    Esta tesis estudia un juego de inspección multi-etapas líder-seguidor. En este juego, el líder es un inspector cuyas acciones son una secuencia ordenada de n nodos. Los seguidores en este juego son los nodos, cada uno de los cuales representa un operador. Al inicio del juego, el inspector se compromete a una inspección aleatoria de ruteo. Cada operador puede decidir en cualquier etapa si se prepara: si el operador se prepara, incurre en un costo independiente de la acción del inspector. Si no se prepara, incurre en un costo si el inspector lo visita. En este modelo, el objetivo del líder es maximizar la recaudación total de multas a través de las k etapas del juego. El concepto de solución que proponemos para abordar este problema es un equilibrio secuencial de Stackelberg fuerte. Esta solución se puede encontrar realizando inducción reversa. Como principales contribuciones de este trabajo, mostramos la equivalencia de la solución de inducción reversa con un programa lineal de tamaño O(n), para el caso de k = 2 etapas. Dicha reducción se alcanza mediante la aplicación del teorema de Ore en la existencia de f-factors on multi-grafos bipartitos. Los valores de las ganancias de los jugadores y la estrategia mixta del inspector se obtienen a través de un algoritmo glotón. Además, se lleva a cabo un modelo de equilibrio de Stackelberg fuerte para k etapas. Se concluye evaluando este modelo para un estudio de caso real asociado con una cadena de tiendas de restaurantes, cuyos indicadores productivos permiten entregar una ruta de visita para el inspector.Esta tesis estudia un juego de inspección multi-etapas líder-seguidor. En este juego, el líder es un inspector cuyas acciones son una secuencia ordenada de n nodos. Los seguidores en este juego son los nodos, cada uno de los cuales representa un operador. Al inicio del juego, el inspector se compromete a una inspección aleatoria de ruteo. Cada operador puede decidir en cualquier etapa si se prepara: si el operador se prepara, incurre en un costo independiente de la acción del inspector. Si no se prepara, incurre en un costo si el inspector lo visita. En este modelo, el objetivo del líder es maximizar la recaudación total de multas a través de las k etapas del juego. El concepto de solución que proponemos para abordar este problema es un equilibrio secuencial de Stackelberg fuerte. Esta solución se puede encontrar realizando inducción reversa. Como principales contribuciones de este trabajo, mostramos la equivalencia de la solución de inducción reversa con un programa lineal de tamaño O(n), para el caso de k = 2 etapas. Dicha reducción se alcanza mediante la aplicación del teorema de Ore en la existencia de f-factors on multi-grafos bipartitos. Los valores de las ganancias de los jugadores y la estrategia mixta del inspector se obtienen a través de un algoritmo glotón. Además, se lleva a cabo un modelo de equilibrio de Stackelberg fuerte para k etapas. Se concluye evaluando este modelo para un estudio de caso real asociado con una cadena de tiendas de restaurantes, cuyos indicadores productivos permiten entregar una ruta de visita para el inspector.Esta tesis estudia un juego de inspección multi-etapas líder-seguidor. En este juego, el líder es un inspector cuyas acciones son una secuencia ordenada de n nodos. Los seguidores en este juego son los nodos, cada uno de los cuales representa un operador. Al inicio del juego, el inspector se compromete a una inspección aleatoria de ruteo. Cada operador puede decidir en cualquier etapa si se prepara: si el operador se prepara, incurre en un costo independiente de la acción del inspector. Si no se prepara, incurre en un costo si el inspector lo visita. En este modelo, el objetivo del líder es maximizar la recaudación total de multas a través de las k etapas del juego. El concepto de solución que proponemos para abordar este problema es un equilibrio secuencial de Stackelberg fuerte. Esta solución se puede encontrar realizando inducción reversa. Como principales contribuciones de este trabajo, mostramos la equivalencia de la solución de inducción reversa con un programa lineal de tamaño O(n), para el caso de k = 2 etapas. Dicha reducción se alcanza mediante la aplicación del teorema de Ore en la existencia de f-factors on multi-grafos bipartitos. Los valores de las ganancias de los jugadores y la estrategia mixta del inspector se obtienen a través de un algoritmo glotón. Además, se lleva a cabo un modelo de equilibrio de Stackelberg fuerte para k etapas. Se concluye evaluando este modelo para un estudio de caso real asociado con una cadena de tiendas de restaurantes, cuyos indicadores productivos permiten entregar una ruta de visita para el inspector.
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    Multiskilling with closed chains in a service industry : a robust optimization approach
    (2016) Henao, C.; Ferrer Ortiz, Juan Carlos; Muñoz Abogabir, Juan Carlos; Vera Andreo, Jorge
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    Multistage stochastic programming as flexibility source in highly uncertain environments : its value in an agriculture application
    (2022) Avanzini, Elbio; Vera Andreo, Jorge; Mac Cawley Vergara, Alejandro Francisco; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    En este trabajo, nos hemos enfrentado a un problema crítico en la elaboracion del vino, la labor de vendimia caracterizada por su alta incertidumbre. Esta tesis se centra en el proceso de toma de decisiones desde el punto de vista de la investigación operativa, contribuyendo a acortar el vacío de la literatura, donde la estocasticidad no se ha abordado de forma directa. Introducimos la programación estocástica multietapa para el proceso de vendimia mediante, considerando diferentes calidades de uva, con curvas de degradación que dependen del tiempo y las condiciones climáticas, que es el evento variable. Las decisiones son sobre mano de obra y su asignación a distintos lotes para avanzar en la tarea. La mano de obra puede tener distinta flexibilidad para enfrentar la lluvia, manteniendo parcialmente su productividad de periodos secos. Los modelos multietapa estocástico, también presenta una forma de flexibilidad, correspondiente a la época en la que se toman las decisiones. Ambas flexibilidades son evaluadas a través del impacto que generan sobre el desempeño económico. Los modelos que soportan las decisiones y son comparados son la programación estocástica de varias etapas y el problema del valor esperado tradicional. Todo esto es evaluado para diversas condiciones de incertidumbre. El esfuerzo computacional, medido como el tiempo de optimización, aparece como un obstáculo para implementar el modelo multiperíodo,. Para enfrentar este problema, propusimos el algoritmo de árbol rodante, que resultó en una herramienta competitiva. Repasamos diferentes configuraciones en la estructura temporal y llegamos a algunas conclusiones que arrojan luz sobre los pesos relativos en la brecha esperada frente a la opción multiperíodo estocásticas, tanto en términos de tiempo como económicos. También analizamos una noción de riesgo para la aproximación de árbol rodante. Esta tesis contribuye a llenar el vacío de la literatura sobre el enfoque estocástico en productos frescos, especialmente en agricultura y en uva de vinificación. También determinamos el impacto de diferentes tipos de flexibilidad en condiciones de incertidumbre, encontrando patrones que ayudan en la elección de los modelos para apoyo a la gestión, enfocándonos en el desempeño económico. Este tipo de conclusiones son bienvenidas, dado que, por el carácter multidimensional de la flexibilidad y su dificultad para ser mensurable, son difíciles de alcanzar. En la misma línea, la propuesta del enfoque rolling tree ofrece un nuevo modelo que mantiene las ventajas de multiperíodo estocástico, pero con menor esfuerzo computacional, dando mayor versatilidad al modelado estocástico.
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    Optimal repairable spare-parts procurement policy under total business volume discount environment
    (2017) Pascual Jiménez, Rodrigo; Santelices, G.; Luer, A.; Vera Andreo, Jorge; Mac Cawley Vergara, Alejandro Francisco
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    Optimización robusta aplicada al manejo de inventario en la producción de vinos bajo condiciones de incertidumbre en los tiempos de fermentación
    (2013) Cuadrado Labra, Raimundo Jaime; Vera Andreo, Jorge; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    El presente trabajo busca generar una planificación robusta al proceso de cosechas de una viña productora de vinos, en donde se asume que los parámetros sujetos a incertidumbre son los relacionados con los tiempos totales de los períodos de fermentación de las uvas. En primer lugar, ser realiza una introducción a la problemática a tratar, revisando los modelos desarrollados anteriormente por MacCawley (2008), Toloza (2008) y Bohle (2010).
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    Preface : Introducing operations research trends at CLAIO XVIII
    (2020) Maturana Valderrama, Sergio; Ríos-Mercado, R. Z.; Vera Andreo, Jorge
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    Premio por riesgo de corto plazo en el mercado de seguros de inflación chileno
    (2021) Carrasco Reyes, Daniel Francisco; Vera Andreo, Jorge; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La economía chilena posee un alto grado de indexación a inflación a través de la unidad reajustable UF, dicha característica se transmite al mercado financiero a través de, por ejemplo, préstamos bancarios en moneda reajustable. Esta situación da lugar a que distintas instituciones, por la naturaleza de sus negocios, posean de forma natural una posición no neutra en UF, lo que da lugar a la implementación de instrumentos de traspaso de riesgo de inflación, donde el instrumento por excelencia en el corto plazo es el seguro de inflación, que no es más que un forward sobre el valor de la UF. No existe mucha literatura sobre el mercado de seguros de inflación ni, en particular, sobre las primas por riesgo que pueden estar presentes por, por ejemplo, problemas de liquidez. Es importante el estudio de este mercado y sus eventuales primas, pues estas pueden provocar diferencias entre los valores implícitos para la inflación en los instrumentos y la correspondiente a las expectativas del mercado de los mismos operadores. Esta tesis estudia las primas por riesgo asociadas al primer plazo del mercado de seguros de inflación chileno, usando para ello datos históricos desde diciembre de 2011 a diciembre de 2020, con los que se contrasta la inflación implícita con la inflación efectiva mediante el uso de medias móviles de 12 meses, estimando así primas por riesgo. Se estima para el periodo en estudio una prima promedio de -4,30 pb con un máximo de 5,90 y un mínimo de -19,95, siguiendo una trayectoria inversa a la inflación efectiva. El valor no nulo del promedio de las primas por riesgo del periodo analizado es indicio de un mercado en un equilibrio no eficiente, motivo por el que se evaluó el potencial del mercado chileno para dar lugar ineficiencias, concluyéndose que el alto grado de indexación junto a las características del mercado local, tales como su baja liquidez y cantidad de participantes, son propicias para un escenario de ineficiencias, destacando lo identificado en la literatura como comportamiento de rebaño como potencial explicación de las primas o sesgos.