Tesis y Trabajos de Investigación PUCP

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    Ruteo de ambulancias en caso de un sismo de gran magnitud en Lima Metropolitana y Callao: un enfoque de programación lineal entera mixta y heurística para su resolución
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-06-10) Heredia León, Ivonne Rocío; Cornejo Sánchez, Christian Santos
    Esta tesis se desarrolla en un escenario sísmico de 8.0Mw de magnitud en Lima Metropolitana y Callao y posterior ocurrencia de un tsunami, se estima que ese evento natural ocasionaría cerca de 110 000 fallecidos, 2 000 000 heridos y 900 000 viviendas afectadas (Instituto Nacional de Defensa Civil [INDECI], 2017). Asimismo, se presentan los planes del gobierno relacionados con la respuesta ante un desastre natural de esta magnitud, el Plan de Contingencia Nacional, el Plan de Operaciones de Emergencia de Lima y Callao y el Plan de Contingencia del sector salud en casos de sismos en las regiones de Lima y Callao. Posteriormente, se infiere la necesidad de un plan de traslado de heridos desde los puestos médicos de avanzada hacia los hospitales de campaña, con base en los sucesos del terremoto del 2007 en Pisco y se toma un escenario sísmico de magnitud 8.8 Mw en Lima Metropolitana y Callao con características similares al pronosticado por INDECI (2017), Centro de Estudios y Prevención de Desastres (PREDES, 2009) y Centro Nacional de Estimación, Prevención y Reducción del Riesgo de Desastres (CENEPRED, 2017). Se propone un modelo de programación lineal entera basado en el modelo “Vehicle Routing Problem with Time Windows” (VRPTW) para el traslado de los pacientes en el escenario sísmico presentado. Este modelo maximiza la cantidad de pacientes atendidos y toma en cuenta las restricciones de capacidad de las ambulancias, capacidad de camas hospitalarias y el tiempo máximo que puede esperar un paciente antes de fallecer. Asimismo, como no se conoce a priori la cantidad de ambulancias, se determina esa cifra experimentalmente maximizando la cantidad de pacientes atendidos. Debido a las limitaciones de cómputo que presenta el modelo al aumentar la cantidad de nodos, ya que VRPTW resulta en un problema NP-difícil, se propone una metaheurística inspirada en “Large Neighbourhood Search” (LNS) para hallar la solución al modelo, en donde se utilizan dos heurísticas para construir la solución inicial, ya sea una heurística de construcción de rutas u otra de inserción de rutas; así como la heurística “Variable Neighbourhood Descend” (VND) para la búsqueda local de la optimalidad. Finalmente, se aplica esta heurística a los seis clústeres dentro de la ventana de tiempo con las capacidades al 20%, 50% y 70% de los hospitales. Se observa que el modelo propuesto logra trasladar a una cantidad de pacientes igual a la capacidad total de los hospitales para los tres casos y el tiempo máximo de llegada del último paciente es menor a cuatro horas.
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    Localización de almacenes de ayuda humanitaria en caso de terremotos en Cercado de Lima utilizando programación entera
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-10-10) Uribe Patiño, Gustavo Andrés; Cornejo Sánchez, Christian Santos
    Esta tesis empieza con una revisión de la literatura acerca de la ocurrencia de terremotos, sus causas y el impacto que pueden generar. Asimismo, se realiza un análisis de vulnerabilidad en Lima que muestra características que permiten determinar el nivel de vulnerabilidad física, como el tipo de suelo y la calidad de la infraestructura. Además, se explora el nivel de ingresos y la densidad poblacional de la metrópoli que son características que determinan el nivel de vulnerabilidad socioeconómica. El análisis de la vulnerabilidad revela que, frente a la ocurrencia de un sismo de gran magnitud en Lima, el distrito del Cercado de Lima es vulnerable debido a la calidad de su infraestructura en el Centro Histórico de Lima y al nivel de ingresos per cápita por hogares. Se formula y resuelve un modelo de programación lineal entera que tiene como finalidad determinar los mejores lugares para localizar almacenes de bienes de ayuda humanitaria en el Cercado de Lima minimizando los costos de localización y transporte. Para esto, se consideran 10 nodos demandantes y 13 nodos ofertantes (almacenes). Además, se consideran parámetros de cobertura de demanda, costos y presupuestos de transporte y localización y cantidad de viajes por vehículo. El análisis parte con valores iniciales para estos parámetros que se irán aumentando en 10 corridas distintas para observar el comportamiento del modelo y determinar los valores en los que los costos se minimizan. Al realizar todas las corridas, se aprecia que el valor de la cobertura es el que influye más en los resultados del modelo debido a que cuando su valor incrementa, el costo total se ve más reducido en comparación a cuando los otros parámetros aumentan su valor y la cobertura se mantiene constante. Finalmente, los resultados indican que con un presupuesto de transporte de S/ 20 por vehículo, una cobertura de 1 500 kits por cada almacén – nodo demandante y un viaje por vehículo se puede atender completamente la demanda total utilizando 7 almacenes provisionales y 63 vehículos, cuyo costo total seria de S/ 44 106.48, el cual es el menor costo obtenido en todas las corridas del modelo.
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    Localización-asignación entera jerárquica de instalaciones con varios niveles de servicio y capacidades ilimitadas para mejorar la accesibilidad a las redes de atención comunitaria a la salud mental en la Dirección de Redes Integradas de Salud Lima Sur
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-12-17) Muñoz Lopez, William Valentín; Cornejo Sánchez, Christian Santos
    En las últimas dos décadas, las cargas de enfermedad (medidas en “Años de Vida Saludable Perdidos”, AVISA) posiblemente relacionadas a los problemas de salud mental (PSM) lideran las listas de cargas de enfermedad por categorías de enfermedades en Perú, porque representan al menos 12.56% los AVISA por todas las causas con un componente discapacitante significativo de al menos 87.98%. El Ministerio de Salud en el Perú (MINSA) planea enfrentar esta situación con el modelo comunitario de atención a la salud mental (respaldado por la Organización Mundial de la Salud y los Objetivo de Desarrollo Sostenible 2015-2030) como política de salud pública. Este modelo se operativiza a través de las Redes de Atención Comunitaria a la Salud Mental (RACSM), las cuales se caracterizan por priorizar la accesibilidad e integrar los servicios de salud mental en el primer nivel de salud. Por estas razones, esta tesis presenta la formulación de un modelo de localización-asignación entera jerárquica con cuatro distintos niveles de atención y capacidades ilimitadas para mejorar la accesibilidad a las RACSM. Los cuatro niveles se definen como (1) la atención ambulatoria de primer acceso a la RACSM para todo paciente con PSM, (2) la atención ambulatoria de pacientes con PSM moderados y severos, (3) el internamiento de pacientes con PSM severos sin condición de desamparo y (4) el internamiento de pacientes con PSM severos con condición de desamparo; la interconexión entre ellas ocurre por el envío de pacientes desde una hacia otra instalación que prestan los servicios en dichos niveles. En el modelo un aspecto relevante es la accesibilidad, la cual se define como el producto entre la magnitud de un flujo de pacientes con PSM y la distancia que este recorre hacia un establecimiento de salud (recorrido ponderado). En la fase de solución del modelo, se presentan dos modificaciones sobre la formulación inicial (“formulación relajada” y “formulación extendida”) para encontrar soluciones factibles y con dos propiedades del óptimo (sin “consumos inútiles” de establecimientos de salud y sin flujos no únicos). La formulación extendida se resuelve con CPLEX (branch and cut). Además, se definen criterios de parada de búsqueda de soluciones relative MIP gap y tiempo de ejecución total iguales a 0.0001% y diez minutos debido a que el modelo es NP-Hard y probablemente se requiera demasiado tiempo de computación. Los resultados para la mejor solución a la formulación extendida (relative MIP gap, 89.15%; tiempo total de ejecución, 601.2 segundos) indican que las accesibilidades considerando las distancias hacia los niveles de servicio 1, 2, 3 y 4 tienen respectivamente como promedio 0.65, 3.18, 13.32 y 0.99 km; mediana 0.17, 2.08, 13.84 y 0 km; y rangos [0, 4.28], [0, 25.62], [4.52, 20.39] y [0, 9.86] km. La cantidad de pacientes atendidos es 388 871. Las cantidades de establecimientos localizados son respectivamente 50 de primer nivel no especializados, 10 centros de salud mental comunitarios, 1 unidad de hospitalización y 10 hogares protegidos.
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    Revisión de la literatura de logística humanitaria y de modelos matemáticos para el reparto de bienes de ayuda humanitaria
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-10-25) Heredia León, Ivonne Rocío; Cornejo Sánchez, Christian Santos
    La presente investigación se enfoca en la las características intrínsecas de la población y de su medio de vida, las cuales repercuten en el daño provocado por los desastres naturales hacia la misma, algunos indicadores como la vulnerabilidad, exposición y resiliencia. Este último toma un rol importante para desarrollar la fase de respuesta del desastre. Se presentarán las fases del manejo de desastres y se explicará el rol de la logística humanitaria en los eventos de desastre natural, así como las características de esta disciplina, las cuales resultarán en las diferencias más importantes con la logística convencional. Debido al entorno cambiante de la respuesta humanitaria el flujo de información y la coordinación entre las organizaciones que brindan ayuda humanitaria es esencial para el éxito de la respuesta, por lo que estas características se presentarán en este estudio. Además, se presentarán modelos matemáticos que optimizan situaciones importantes en la circunstancia del desastre natural. Se concluyó que las soluciones óptimas para escenarios complejos, como los que se obtienen en la logística humanitaria, se logran utilizando herramientas de diferentes disciplinas como los modelos exactos de programación lineal y las heurísticas del campo de la inteligencia artificial.
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    Revisión de la literatura del comercio electrónico, el aprendizaje automático y sus aplicaciones en la industria y tiendas por departamento en línea
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-10-25) Agama Espinoza, Aymar Sandro; Cornejo Sánchez, Christian Santos
    Este trabajo de investigación reseña los hallazgos más recientes acerca del comercio electrónico y el aprendizaje automático aplicado a ese ámbito. En los últimos años, el comercio electrónico se ha expandido, en particular, en el contexto de la pandemia del COVID-19 ha tenido un importante rol para mitigar las restricciones de las ventas de los negocios que han tenido que enfrentar en varios periodos de tiempo la suspensión de sus operaciones presenciales. Al respecto, la United Nations Conference on Trade and Develpment (UNCTAD, 2020) informa que en el año 2020, si bien los resultados de las empresas líderes a nivel mundial de ventas online B2C ha sido diverso, el resultado global en ese grupo fue un incremento del 20.5%; asimismo, en un grupo de países seleccionados el aumento fue 22% a pesar de la caída de 1% en el total de ventas del año 2020. En dicho escenario, se observa el crecimiento de esta nueva industria que ofrece la digitalización de los mercados en toda forma de actividad económica, facilitando la compraventa de bienes, servicios e información a través de canales online. De acuerdo con la literatura, el comercio electrónico brinda diversas ventajas a las empresas tales como la reducción de costos operativos, el incremento del intercambio de información, reducción del tiempo de comercialización, aumento de la eficiencia en la cadena de suministro, mejora de la retención de cliente, creación de canales eficientes de bajo costo, entre otras. Las ventajas también se observan en el ámbito de los consumidores, como la facilidad de acceso a bienes y servicios, interacción social para validar sus preferencias y alta disponibilidad para escoger vendedores, productos e información. Asimismo, la investigación sobre el comercio electrónico revela que sus ventajas se pueden reforzar con las cualidades tecnológicas de la industria 4.0 y en particular, con las que ofrece la aplicación del aprendizaje automático. Uno de los hallazgos de la literatura es la necesidad de que los negocios se enfoquen en el cliente, y que construyan relaciones sostenibles y de largo plazo. De esta manera, se puede obtener información relevante sobre sus hábitos de consumo, preferencias y el comportamiento mediante algoritmos y programas de aprendizaje automático. Sobre el aprendizaje automático, diversos estudios han revelado un incremento de las aplicaciones predictivas y prescriptivas que buscan la optimización en la toma de decisiones. Asimismo, para implementarlas, la industria está invirtiendo vastamente en inteligencia artificial teniendo como impulsor a la gran cantidad de información que recopilan. Esto es visible en muchos campos de aplicación de la vida diaria desde el cuidado de la salud, turismo y fabricación hasta el comercio electrónico con el potencial de impactar favorablemente y de manera significativa en la economía. Finalmente, en relación con lo expuesto, la revisión de la literatura revela que las ventajas que ofrece el comercio electrónico pueden generar posibilidades de crear nuevas oportunidades comerciales y así contribuir a fortalecer la ventaja competitiva del negocio en un entorno cambiante
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    Marco conceptual sobre logística humanitaria
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-10-06) Uribe Patiño, Gustavo Andrés; Cornejo Sánchez, Christian Santos
    Esta investigación tiene como finalidad resaltar la importancia de la logística humanitaria y los modelos matemáticos aplicados a esta. Por ello, se realiza una revisión de la literatura sobre la logística humanitaria que empieza discutiendo la diferencia entre fenómeno y desastre natural para resaltar que no todo fenómeno natural necesariamente desencadena un desastre, ya que existen otros factores como la vulnerabilidad de los sistemas socioeconómicos y la exposición del sistema que deben ser tomados en cuenta para que un desastre ocurra. Asimismo, se efectúa una comparación entre la logística humanitaria y su contraparte comercial para identificar las principales diferencias en sus objetivos y clientes principales. Posteriormente, se estudian aspectos relacionados con la investigación de la logística humanitaria en los que se analizan los principales retos, dificultades e indicadores de desempeño. Se realiza un análisis y explicación de los modelos matemáticos aplicados a este ámbito y se encuentra que algunos de estos toman como base al modelo de la máxima cobertura propuesto por Church y ReVelle (1974); sin embargo, teniendo en cuenta que la finalidad de la logística humanitaria es salvar vidas, se concluye que para que el modelo sea realmente efectivo se debe ajustar su función objetivo a una que maximice la cantidad de personas atendidas incluyendo restricciones que tomen en cuenta aspectos como la distancia entre puntos, disponibilidad de recursos, peso o volumen de los recursos, presupuesto asignado o cantidad y tipo de vehículos disponibles.
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    Planificación de rutas accesibles para personas con discapacidad visual utilizando programación lineal entera y el algoritmo de Dijkstra
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-09-28) Aragón Loza, Marco Antonio; Cornejo Sánchez, Christian Santos
    Esta investigación revela que los factores que caracteriza la situación de exclusión que afrontan las personas con discapacidad en el entorno urbano son las barreras físicas como los obstáculos en las veredas y el diseño urbanístico inadecuado de las vías de tránsito. Asimismo, según el Banco Mundial (2018) esta situación de exclusión no les permite acceder a un empleo, lo que origina tasas altas de pobreza y privación. Según el INEI (2018c), las personas con discapacidad en el Perú integran una parte de la población vulnerable y se caracteriza por una alta tasa de pobreza (22.8%). En el Perú hay 3 051 612 de personas que sufren de alguna discapacidad (el 10.4% de la población total) donde la discapacidad más frecuente es la discapacidad visual con 1 473 583 personas (INEI, 2018b). La revisión de la literatura de este trabajo de investigación revela las diversas soluciones que se han planteado utilizando algoritmos de optimización de rutas. Estos algoritmos no se encargan de resolver el clásico problema de la ruta de caminos mínimo, sino de encontrar una ruta que sea accesible para un peatón con discapacidad visual. Esta tesis usa el algoritmo Dijkstra para minimizar una función de costos que incluye parámetros valorados por las personas con discapacidad visual como la cantidad de esquinas en la ruta, cantidad de barreras, cantidad de claves ambientales y cantidad de puntos de ayuda. El modelo obtiene rutas que permiten una mejor accesibilidad en el tránsito de las personas con discapacidad visual. Estas rutas incluyeron más elementos de apoyo (hasta seis esquinas, tres claves ambientales y cuatro puntos de ayuda adicionales) que la ruta más corta, lo cual permite al peatón invidente una mejor orientación. Además, se evitaron obstáculos que las personas con discapacidad visual consideran peligrosos: hasta ocho barreras menos que en la ruta corta. Por otro lado, las rutas accesibles resultan más largas que la ruta más corta (hasta 596 metros adicionales en total). Por último, estos resultados demuestran que los parámetros incluidos en el modelo generan rutas óptimas en términos de accesibilidad para un peatón invidente.
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    Revisión de la literatura de la administración de servicios y el uso de machine learning y data mining en el sector retail
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-07-02) Marco Alonso, Jorge Wong; Cornejo Sánchez, Christian Santos
    Este trabajo de investigación tiene dos objetivos: constatar que los servicios y el sector retail son campos de investigación relevantes en la actualidad a través de una revisión de la literatura y por su participación en la economía peruana y mundial; así como preparar el marco teórico necesario para el desarrollo de la tesis. En esta línea, primero se desarrolla el concepto del retail y los tipos de empresas que participan en este sector; para ello, se describe la adición de valor que las compañías de este rubro proporcionan dentro de sus servicios. Luego, se presenta la definición de los servicios, su aporte al PBI mundial y peruano, y también la descripción desde el enfoque de proceso. Se realiza una comparación entre la producción de un bien manufacturado versus la prestación de un servicio que resulta en una serie de diferencias donde destaca el rol altamente participativo del cliente dentro de los servicios. Por ello, se presenta también, el concepto de CRM (Customer Relationship Management) que busca generar relaciones de valor con los clientes. Además, se desarrollan las herramientas de diagnóstico que luego serán utilizadas en la tesis para definir la situación actual de la empresa a estudiar. Después, se describen los conceptos de Machinle laerning (ML) y Data mining (DM) y, en particular, el método de aprendizaje no supervisado: clustering (agrupamiento). Estas definiciones luego serán utilizadas en planteamiento del modelo de la tesis, junto con los softwares de aplicación cuyo detalle se desarrolla también en este trabajo de investigación. En el estado del arte se revisa la literatura relacionada con los servicios y el retail, que según la revisión efectuada son campos de estudio de interés tanto por su impacto en la economía, como por las investigaciones realizadas. Además, durante los últimos años, los servicios han localizado al cliente en el centro de sus operaciones y buscan generar una entrega de valor bilateral a través de estrategias de CRM. Dichas estrategias son: adquisición, retención y fidelización de clientes, las cuales pueden mejorar sus resultados al implementarse con herramientas analíticas como DM y ML. Finalmente, la conclusión del trabajo de investigación se resume en que, en la actualidad, las personas están expuestos a variadas y abundantes ofertas de distintas empresas que buscan convertirlo en su cliente. En este sentido, las empresas han reaccionado frente a un mercado mucho más competitivo, a través de herramientas que puedan mejorar la gestión de sus clientes, como el CRM, y algunas han complementado las estrategias de esta metodología con las técnicas analíticas de DM y ML. En particular, en el contexto peruano, hay precedentes de la utilización de todas las técnicas mencionadas en el sector retail que han generado beneficios sustanciales para la gestión de la clientela.
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    Estudio estratégico para una planta de producción de derivados del jengibre peruano en Lima Metropolitana
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-29) Lazo Fiestas, Juan Alexander; Cornejo Sánchez, Christian Santos
    En el Perú, el virus COVID-19 está afectando tanto el desarrollo de la economía como el comportamiento de los consumidores, una de las tendencias que ganarán popularidad en el consumidor poscovid es la búsqueda de seguridad y bienestar en términos de salud y familia. (Gestión, 2020a). Asimismo, uno de los productos que ha ampliado su oferta y que ha demostrado aportar diversos beneficios al sistema inmune como antitrombótico, antioxidante y anticancerígeno es el jengibre. (Gestión, 2019). Así, se propone desarrollar una línea miel y una de infusiones como alternativa saludable, debido a los beneficios para la salud que aportaría el jengibre a estos productos. Asimismo, se combinará con frutas para darle un sabor más agradable y diferenciarse de otros tipos de infusiones y mieles existentes en el mercado. En el capítulo 1, se expone que el factor cultural influye en los hábitos de consumo de los peruanos, ya que la mayoría de estos prefiere un producto natural; además, en el capítulo 2 se menciona que el sector de miel se encuentra fragmentado y que los productores tienen poca cultura organizativa; por otro lado, el sector de las infusiones se encuentra concentrado por tres marcas, lo que dificultará el acceso a este mercado ya que existe el riesgo de que los competidores usen la economía de escala para reducir sus precios; así, será necesaria una inversión moderada en capital para impulsar la marca y obtener un porcentaje significativo del mercado. Finalmente, se concluye que las principales oportunidades del proyecto son el crecimiento del comercio electrónico y la transición hacia una alimentación saludable; además, dichas oportunidades son reforzadas por un marco legal favorable y un factor cultural de los peruanos que inclina su consumo por alimentos de origen natural. Así, la estrategia que debe seguir el proyecto es la penetración de mercado; para ello, es indispensable tener un equipo especializado de comercio electrónico que gestione eficientemente el posicionamiento de la marca en los medios digitales.
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    Revisión de la literatura de modelos matemáticos para el tránsito de personas con discapacidad visual a través de rutas accesibles y seguras
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-01) Aragón Loza, Marco Antonio; Cornejo Sánchez, Christian Santos
    Esta investigación parte del análisis de los problemas de accesibilidad que tienen las personas con discapacidad para transitar a través de la ciudad. En particular, para las personas con discapacidad visual transitar, navegar y orientarse resulta un reto particularmente difícil porque sus sentidos no perciben la misma información que un peatón sin discapacidad visual. En el Perú un 61.7% de las personas con discapacidad visual no utiliza ningún elemento de apoyo para movilizarse, además presentan dificultades para adquirirlos por su elevado costo. El principal elemento de apoyo para el tránsito de personas con discapacidad visual es el bastón blanco; sin embargo, ese objeto tiene un rango limitado de acción. Por esta razón se han desarrollado soluciones que permitan que dichas personas transiten de manera segura a través de la ciudad. Entre estas soluciones se encuentran los dispositivos electrónicos que sirven para detectar obstáculos, los dispositivos para navegación mediante radio señales, algoritmos de optimización para encontrar rutas seguras y accesibles y los sistemas de apoyo para navegación que incluye tecnología de inteligencia artificial, Big Data e Internet of Things (IoT). La revisión de la literatura de este trabajo de investigación revela que la solución que utiliza el IoT es la que cubre la mayoría de aspectos de la problemática de tránsito para personas invidentes (detección de obstáculos, navegación y accesibilidad). Asimismo, que en dicha solución también se utilizan algoritmos de optimización que permiten a los usuarios acceder a distintos destinos y que han presentado indicadores de rendimiento que sugieren que estas herramientas de optimización benefician a las personas con discapacidad visual en su movilidad e independencia. Por último, se debe considerar que estas herramientas de optimización deben utilizarse considerando las limitaciones o preferencias de las personas con discapacidad visual, no solo consiste en encontrar la ruta más corta, sino en la medida de los posible encontrar la ruta más segura y accesible.