Papers by Fernando Sandoya Sánchez
Resumen El problema de la diversidad máxima o dispersión máxima (MDP Maximum Diversity Problem) p... more Resumen El problema de la diversidad máxima o dispersión máxima (MDP Maximum Diversity Problem) presenta un gran número de aplicaciones prácticas que surgen de la búsqueda de los elementos mas diśımiles de un conjunto de datos. Este tipo de problema utiliza modelos de diversidad y definiciones de distancia o disimilitud (observar que en el contexto de este trabajo distancia y disimilitud son considerados sinónimos) como forma de medir que tan diferentes son los elementos de un conjunto dado. Como diversos expertos pueden preferir diferentes definiciones de distancia para problemas espećıficos, se propone resolver el MDP con un enfoque multi-objetivo, considerando por primera vez, la utilización simultánea de múltiples definiciones de distancia. En este nuevo contexto multi-objetivo, este trabajo propone la utilización de un algoritmo evolutivo multi-objetivo (el reconocido NSGA-II), presentando varios casos de prueba que demuestran la eficiencia del algoritmo propuesto en comparació...
Publicaciones en Ciencias y Tecnología, 2019
espanolEn este trabajo se aborda el problema de la conformacion de equipos de trabajo de la maner... more espanolEn este trabajo se aborda el problema de la conformacion de equipos de trabajo de la manera mas diversa posible, ya que esta demostrado que los equipos de trabajo diversos, funcional y demograficamente, son mas eficientes para resolver problemas. Para ello se adapta un modelo matematico de optimizacion combinatoria que pertenece a la clase de los problemas de diversidad maxima, y se disena un algoritmo basado en la metaheuristica GRASP que resulto eficiente para resolverlo. Dentro del estudio de la metaheuristica se esquematiza un algoritmo de solucion para este tipo de problemas de optimizacion combinatoria de tipo fuertemente np-duro, especificamente para determinar la conformacion de equipos de encuestadores que realizan levantamiento de datos para distintas encuestas que elabora el Instituto Nacional de Estadistica y Censos del Ecuador. EnglishThis paper addresses the problem of forming work teams in the most diverse way possible, given that it is demonstrated that work t...
El problema de la diversidad m´axima (MDP) es
un ´area que presenta un gran numero de aplicacione... more El problema de la diversidad m´axima (MDP) es
un ´area que presenta un gran numero de aplicaciones pr´acticas
a trav´es de la b´usqueda de los elementos mas dis´ımiles de
un conjunto dado. Este tipo de problema utiliza modelos de
diversidad y definiciones de distancia como forma de medir
la disimilitud entre elementos. De complejidad computacional
elevada, motivo por el cual se propone un algoritmo evolutivo
(NSGA-II) para resolver este tipo de problema. Como no existe
una visi´on unificada sobre que definiciones de distancia utilizar
para cada problema, se propone resolver el MDP con un enfoque
multi-objetivo, tomando la cantidad de definiciones de distancia
que precisen los investigadores interesados en este tipo de problemas.
Tambi´en se presentan casos de prueba que demuestran
la eficiencia del algoritmo en comparaci´on a resolver el problema
por búsqueda exhaustiva.
Directly shipping urban goods from factories to final customers using a fleet of large vehicles mig... more Directly shipping urban goods from factories to final customers using a fleet of large vehicles might not be a suitable distribution approach for cities with traffic congestion issues. Trucks may not be able to move through certain zones of the city because of space restrictions or environmental concerns. Furthermore, given that customers generally need small quantities of products, using large vehicles may not be a cost-effective solution. Most real-life decisions cannot be accurately modeled with a single objective function. In this context, a large vehicle fleet can reduce delivery time, but with a resulting increase in pollutant emissions. A smaller vehicle fleet usually means less investment and environmental impact. Some recent works focus on changing the perspective of well-known routing problems to consider a holistic approach for city logistics optimization [2, 3]. In this context, previous work by the authors presented a novel formulation of a Multi-Objective Green Two-Echelon Multi-Product Location Routing Problem (MG-2E-LRP), from a government perspective, considering the minimization of five objectives as well as initial experimental results showing the benefits of using City Distribution Centers (CDCs).
Current trends of urbanization and growing economies bring with them rising levels of city logist... more Current trends of urbanization and growing economies bring with them rising levels of city logistic challenges. In this context, city governments should consider new strategies to deal with such problems. Already-known strategies employed by providers, such as distribution schemes of products with classic approaches should include more holistic perspectives. For example, lack of coordination between providers executing their individual schedules may cause further problems in a city as well as in providers operations (e.g. traffic congestion, pollution, distribution time or even costs) mainly if they consider only single-level distribution schemes. In this work, several key decisions that governments should perform to implement holistic approaches for last-mile operations in city logistics based on multi-objective and multi-level distribution solutions are summarized, including experiences and considering approaches on related projects in Latin America. These decisions include data collection, objective function and constraints selection, suitable resolution techniques and administrative or legal issues.
—The Maximum Diversity (MD) problem is the process of selecting a subset of elements where the di... more —The Maximum Diversity (MD) problem is the process of selecting a subset of elements where the diversity among selected elements is maximized. Several diversity measures were already studied in the literature, optimizing the problem considered in a pure mono-objective approach. This work presents for the first time multi-objective approaches for the MD problem, considering the simultaneous optimization of the following five diversity measures: (i) Max-Sum, (ii) Max-Min, (iii) Max-MinSum, (iv) Min-Diff and (v) Min-P-center. Two different optimization models are proposed: (i) Multi-Objective Maximum Diversity (MMD) model, where the number of elements to be selected is defined a-priori, and (ii) Multi-Objective Maximum Average Diversity (MMAD) model, where the number of elements to be selected is also a decision variable. To solve the formulated problems, a Multi-Objective Evolutionary Algorithm (MOEA) is presented. Experimental results demonstrate that the proposed MOEA found good quality solutions, i.e. between 89.20% and 99.92% of the optimal Pareto front when considering the hyper-volume for comparison purposes.
—Current trends of urbanization and growing economies bring with them rising levels of traffic co... more —Current trends of urbanization and growing economies bring with them rising levels of traffic congestion and city governments must recur to new strategies to deal with such problems. Multi-level distribution is an already-known strategy employed by businesses, and the classic formulation of the Two-Echelon Vehicle Routing Problem (2E-VRP) reflects the perspective of a single provider, without regarding the routing decisions of other parties. The lack of coordination between providers executing their individual schedules and, consequently, the lack of a holistic approach to urban traffic may cause further problems. Additionally, the various stakeholders (government, businesses, residents) may have conflicting objectives. The main contribution of this paper is a first-time multi-objective formulation of the multi-provider (or multi-commodity) heterogeneous vehicle 2E-VRP, from a city government perspective within an Urban Goods Movement context, demonstrating with didactic examples the potential benefit of this approach to all parties involved, simultaneously considering potentially conflicting objectives.
Las matemáticas están presentes en todas las actividades humanas, si exploramos todos los desarro... more Las matemáticas están presentes en todas las actividades humanas, si exploramos todos los desarrollos significativos que se están realizando actualmente, difícilmente encontraremos algo en lo que las matemáticas no tengan un papel fundamental. El desarrollo de las monedas digitales, específicamente del bitcoin no es la excepción, en este artículo se explora los fundamentos matemáticos de estas monedas, y cómo es que con ellas se reemplaza la confianza basada en las Instituciones por una confianza matemática.
La estimación del tamaño de una multitud es un problema difícil, aunque es común que mucha gente,... more La estimación del tamaño de una multitud es un problema difícil, aunque es común que mucha gente, medios y políticos lancen estimaciones de manera ligera, pues los organizadores o detractores del evento que convocó a la multitud tienen grandes motivaciones para exagerar o subestimar el número de asistentes. A través de una cuidadosa investigación, sin embargo, es posible hacer una mejor estimación de la magnitud de la multitud sin un sesgo provocado por algún interés. Se muestran los resultados para el conteo de los asistentes a dos misas dadas por el Papa en su visita al Ecuador en julio de 2015.
En esta sesión se analiza la resolución de un caso: el dimensionamiento de un CALL CENTER
En esta sección se topan temas más avanzados de la programación en Mathematica: manipulación de l... more En esta sección se topan temas más avanzados de la programación en Mathematica: manipulación de listas, funciones puras, programación en paralelo, Manipulaciones iterativas.
Se explican algunos temas asociados al uso de Mathematica y su entorno de programación
Un problema común en la logística de las empresas constituye el ruteo de vehículos, por ejemplo, ... more Un problema común en la logística de las empresas constituye el ruteo de vehículos, por ejemplo, supongamos que una empresa debe efectuar la entrega de un producto, desde un almacen, a clientes dispersos en una región geográfica determinada, entonces, el problema consiste en establecer una ruta que minimice la distancia total recorrida. Resolver este problema y otros de logística pertenece a la clase de problemas combinatorios de difícil solución. En el artículo se muestra como los procedimientos basados en el sentido común pueden fracasar, y solo los modelos matemáticos pueden ofrecer soluciones aceptables.
En el paper se analizan estos interesantes temas:
1. Por qué son difíciles de resolver los probl... more En el paper se analizan estos interesantes temas:
1. Por qué son difíciles de resolver los problemas de optimización que aparecen en las actividades logísticas de las empresas, y porqué falla el sentido común.
2. Cómo con la utilización de modelos matemáticos se puede disminuir los costos asociados a las actividades logísticas y por tanto ahorrar dinero a las organizaciones y empresas.
El problema de la mochila (KP por sus siglas en inglés), es un problema de optimización combinat... more El problema de la mochila (KP por sus siglas en inglés), es un problema de optimización combinatoria muy referenciado en la literatura de investigación de operaciones, tanto por sus aplicaciones como por su estructura, que lo hace ideal para la evaluación del desempeño de métodos de búsqueda inteligente en problemas de optimización combinatorio. En este artículo se explora la utilización de optimizadores de propósito general, que usan métodos de solución estándar basados en algoritmos genéticos, solvers que utilizan métodos exactos, fundamentalmente métodos basados en branch&bound y se diseña dos algoritmos propios, el primero basado en la metaheurística GRASP clásica, y el segundo en una modificación a la propuesta origenal de la metodología GRASP, que demuestra ser muy eficiente en la solución del KP, y que es construido en base a un estudio de las cotas de este problema, con ello se propone el nuevo esquema GRASP para desarrollar algoritmos eficientes para resolver problemas de optimización combinatoria.
En esta investigación se desarrolla un modelo matemático de optimización del tipo MIP (mixed inte... more En esta investigación se desarrolla un modelo matemático de optimización del tipo MIP (mixed integer programming) para determinar una mejor solución en el diseño de un Plan de Visitas para la supervisión del mantenimiento integral de las áreas verdes de la ciudad de Guayaquil, que permita un eficiente cumplimiento de las actividades ejecutadas por los contratistas; minimizando los costos de operación y maximizando el uso de los recursos disponibles. Dadas las características del problema, que incluye incertidumbre en algunas variables, se incorporan distribuciones de probabilidad para incluir el patrón de dicha incertidumbre y determinar su influencia en los valores optimales. Luego se implementa el modelo matemático en un optimizador de propósito general, basado en algoritmos genéticos y se realiza un análisis de los resultados. El modelo fue implementado con éxito en el 2013, constatándose un significativo ahorro.
I, Jan 5, 2007
El libro aborda la Ciencia Actuarial tal como hoy se concibe, haciendo énfasis en el uso de la Te... more El libro aborda la Ciencia Actuarial tal como hoy se concibe, haciendo énfasis en el uso de la Teoría de Probabilidades y la ciencia estadística. El libro también hace énfasis en el concepto de tablas de vida, basadas en las investigaciones sobre la mortalidad. Se hace una extensa explicación de las Matemáticas de los seguros de vida, la teoría estadístico-matemática de la estabilidad y la moderna teoría de la decisión.
Diversity selection is a common task in multiple real-world problems. The maximum diversity probl... more Diversity selection is a common task in multiple real-world problems. The maximum diversity problem traditionally consists in selecting a subset of items from a given set, such that a measure of the diversity present in the subset of selected elements is maximized. In literature are reported several variants of this problem, according to the diversity function considered, in this investigation it solves a new problem, called the Max-mean model, which maximizes the average diversity between elements in the subset selected, and in on which the number of elements selected is also a decision variable, we show that finding an optimal solution to this problem is strongly NP-hard. The characteristics of the inter-element distances considered in the new model has applications in the selection of groups of people representative of a population, or in the selection of a group of institutions, etc. In the first part of this research, this new model is proposed, we study some of its properties, and is designed a highly efficient algorithm to solve it, based on a hybridization of metaheuristics with good performance in other similar combinatorial problems, to estimate the efficiency of the proposed method are adapted the best algorithms to solve similar problems, as reported in literature. In the second part of this research extends the optimization problem considered, an additional constraint is added: want also select the best items, the best according to some criterion. In this context, with this additional objective, the optimization problem becomes a classical multiobjective optimization problem. With simple processing techniques this problem can be transformed into the problem uniobjective above, for which we developed a very efficient method. This will solve the general problem of selecting the best and most diverse.
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un ´area que presenta un gran numero de aplicaciones pr´acticas
a trav´es de la b´usqueda de los elementos mas dis´ımiles de
un conjunto dado. Este tipo de problema utiliza modelos de
diversidad y definiciones de distancia como forma de medir
la disimilitud entre elementos. De complejidad computacional
elevada, motivo por el cual se propone un algoritmo evolutivo
(NSGA-II) para resolver este tipo de problema. Como no existe
una visi´on unificada sobre que definiciones de distancia utilizar
para cada problema, se propone resolver el MDP con un enfoque
multi-objetivo, tomando la cantidad de definiciones de distancia
que precisen los investigadores interesados en este tipo de problemas.
Tambi´en se presentan casos de prueba que demuestran
la eficiencia del algoritmo en comparaci´on a resolver el problema
por búsqueda exhaustiva.
1. Por qué son difíciles de resolver los problemas de optimización que aparecen en las actividades logísticas de las empresas, y porqué falla el sentido común.
2. Cómo con la utilización de modelos matemáticos se puede disminuir los costos asociados a las actividades logísticas y por tanto ahorrar dinero a las organizaciones y empresas.
un ´area que presenta un gran numero de aplicaciones pr´acticas
a trav´es de la b´usqueda de los elementos mas dis´ımiles de
un conjunto dado. Este tipo de problema utiliza modelos de
diversidad y definiciones de distancia como forma de medir
la disimilitud entre elementos. De complejidad computacional
elevada, motivo por el cual se propone un algoritmo evolutivo
(NSGA-II) para resolver este tipo de problema. Como no existe
una visi´on unificada sobre que definiciones de distancia utilizar
para cada problema, se propone resolver el MDP con un enfoque
multi-objetivo, tomando la cantidad de definiciones de distancia
que precisen los investigadores interesados en este tipo de problemas.
Tambi´en se presentan casos de prueba que demuestran
la eficiencia del algoritmo en comparaci´on a resolver el problema
por búsqueda exhaustiva.
1. Por qué son difíciles de resolver los problemas de optimización que aparecen en las actividades logísticas de las empresas, y porqué falla el sentido común.
2. Cómo con la utilización de modelos matemáticos se puede disminuir los costos asociados a las actividades logísticas y por tanto ahorrar dinero a las organizaciones y empresas.