Aprèn - Departament d'Estadística i Investigació Operativa

Departament d'Estadística i Investigació Operativa

Nom

Departament d'Estadística i Investigació Operativa

Tipus

Departament

Sigles

EIO

Adreça

Campus Diagonal Sud. Edifici H. Av. Diagonal, 647. 08028 Barcelona

Localitat

Barcelona

URL

http://www.eio.upc.edu/

RSS

Professorat participant

Contingut docent

Anàlisis per la millora de processos per una entitat pública

Treball Final de Grau

Coll Miquel, Biel

Tutor/a - Director/a: Gual De Torrella Arbex, Alex; Tort-Martorell Llabrés, Xavier

Data de publicació: 2025

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Compendium of Lab. Assignments

Exercici de pràctiques

Codina Sancho, Esteve

Data de publicació: 2025

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Camins, Canals i Ports de Barcelona (ETSECCPB)

MODELS D'OPTIMITZACIÓ PER A XARXES DE TRANSPORT - 250MUM017

Accés al text complet

Compendium of Class Notes

Apunts

Codina Sancho, Esteve

Data de publicació: 2025

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Camins, Canals i Ports de Barcelona (ETSECCPB)

MODELS D'OPTIMITZACIÓ PER A XARXES DE TRANSPORT - 250MUM017

Accés al text complet

Estudi: anàlisi i implementació d'un sistema de gestió d'anàlisi de mesura aplicable a la indústria automotriu (Tèxtil Tècnic)

Treball Final de Grau

Bonet García, Ona Jie

Tutor/a - Director/a: Algaba Joaquín, Inés María

Data de publicació: 2025

Escola Superior d'Enginyeries Industrial, Aeroespacial i Audiovisual de Terrassa (ESEIAAT)

Accés al text complet

Development and validation of prognostic models in phase I oncology clinical trials

Projecte Final de Màster Oficial

Lee Alcober, Maria

Tutor/a - Director/a: Villacampa Javierre, Guillermo-Urbez; Langohr, Klaus

Data de publicació: 2025

Facultat de Matemàtiques i Estadística (FME)

Veure detall Accés al text complet

Els assajos oncològics de fase I requereixen una selecció acurada del pacient, equilibrant els riscos potencials de toxicitat amb possibles beneficis. Aquest estudi té com a objectiu desenvolupar i validar models estadístics per identificar els pacients que més podrien beneficiar-se. Utilitzant dades de 921 pacients, els mètodes inclouen models estratificats de Cox, espines cúbiques restringides i tècniques d'aprenentatge automàtic com els boscos de supervivència aleatòria. Aquests models produeixen puntuacions de risc interpretables per a ús clínic pràctic. La validació de models inclou mètodes interns com el bootstrap i la validació creuada, i la validació externa amb dades independents. El rendiment s'avalua a través de la discriminació, la calibració, el rendiment general i la utilitat clínica. La validació interna va mostrar millors resultats que l'externa, amb boscos de supervivència aleatoris que aconsegueixen la major discriminació, mentre que els splines cúbics restringits ofereixen una millora limitada. L'estudi proporciona un marc per construir models pronòstics robustos per millorar la selecció del pacient en assajos de fase I, amb treballs futurs centrats en mètodes de calibració millorats i comparacions amb les eines existents.

Los ensayos oncológicos de fase I requieren una cuidadosa selección de pacientes, equilibrando los posibles riesgos de toxicidad con los posibles beneficios. El objetivo de este estudio es desarrollar y validar modelos estadísticos para identificar a los pacientes más beneficiados. Utilizando datos de 921 pacientes, los métodos incluyen modelos de Cox estratificados, splines cúbicos restringidos y técnicas de aprendizaje automático como los bosques de supervivencia aleatorios. Estos modelos producen puntuaciones de riesgo interpretables para su uso clínico práctico. La validación de los modelos incluye métodos internos como bootstrapping y validación cruzada, y validación externa con datos independientes. El rendimiento se evalua mediante la discriminación, la calibración, el rendimiento general y la utilidad clínica. La validación interna muestra mejores resultados que la externa, y los bosques de supervivencia aleatorios logran la mayor discriminación, mientras que los splines cúbicos restringidos ofrecen una mejora limitada. El estudio proporciona un marco para la construcción de modelos de pronóstico robustos para mejorar la selección de pacientes en ensayos de fase temprana, con el trabajo futuro centrado en la mejora de los métodos de calibración y las comparaciones con las herramientas existentes.

Phase I oncology trials require careful patient selection, balancing potential toxicity risks with possible benefits. This study aimed to develop and validate statistical models to identify patients who could benefit most. Using data from 921 patients, methods included stratified Cox models, restricted cubic splines, and machine learning techniques like random survival forests. These models produced interpretable risk scores for practical clinical use. Model validation included internal methods like bootstrapping and cross-validation, and external validation with independent data. Performance was assessed through discrimination, calibration, overall performance, and clinical utility. Internal validation showed better results than external, with random survival forests achieving the highest discrimination, while restricted cubic splines offered limited improvement. The study provides a framework for building robust prognostic models to enhance patient selection in early-phase trials, with future work focusing on improved calibration methods and comparisons with existing tools.

Multi-objective constrained optimization for physician scheduling

Projecte Final de Màster Oficial

Arduengo García, Ana

Tutor/a - Director/a: Linares Herreros, María Paz; Diví i Cuesta, Víctor

Data de publicació: 2025

Facultat de Matemàtiques i Estadística (FME)

Veure detall Accés al text complet

Aquest treball presenta el desenvolupament d'un sistema d'optimització multiobjectiu destinat a assignar guàrdies en un entorn hospitalari, centrant-se en dos objectius principals: respectar les preferències personals dels metges i garantir una distribució homogènia de la càrrega de treball. Aquests dos objectius, que no sempre són compatibles, poden entrar en conflicte. Per aquest motiu, s'estableixen restriccions específiques per satisfer tant les necessitats de l'hospital com les dels professionals mèdics, generant solucions factibles. Posteriorment, mitjançant un algorisme iteratiu, es milloren les mètriques que defineixen una solució d'alta qualitat. L'enfocament proposat no només augmenta la satisfacció de les preferències personals dins dels límits d'aquestes restriccions, sinó que també assegura una distribució equitativa dels torns entre el personal mèdic. El sistema es construeix utilitzant metaheurístiques multiobjectiu. L'objectiu principal d'aquest projecte és reduir el temps i l'esforç dedicats a la programació manual, millorar la qualitat general dels horaris de torns i minimitzar el risc d'errors. A través d'experiments, el mètode ha demostrat millores significatives i una menor dependència de planificadors experts, permetent al personal administratiu —format en l'ús de les eines d'optimització— generar horaris d'alta qualitat de manera eficient. A més, el sistema és capaç de gestionar un conjunt més gran de restriccions simultàniament, donant lloc a solucions que compleixen més condicions crítiques que les gestionades habitualment pels planificadors humans. Com a resultat, el mètode aconsegueix resultats comparables en el compliment dels llindars desitjats i les prioritats institucionals, oferint una solució més robusta al complex repte de la programació de metges.

Este trabajo presenta el desarrollo de un sistema de optimización multiobjetivo destinado a asignar guardias en un entorno hospitalario, centrándose en dos objetivos principales: acomodar las preferencias personales de los médicos y garantizar una distribución homogénea de la carga de trabajo. Ambos objetivos, no siempre van de la mano y pueden entrar en conflicto. Se establecen restricciones específicas para cumplir las necesidades tanto del hospital como de los profesionales médicos y se generan soluciones factibles. Luego, a partir de un algoritmo iterativo, se mejoran las métricas que definen una solución de alta calidad. El enfoque propuesto no solo mejora la satisfacción de las preferencias personales dentro de los límites de estas restricciones, sino que también garantiza una distribución equitativa de los turnos entre el personal médico. El sistema se construye utilizando técnicas avanzadas de metaheurísticas multiobjetivo. El objetivo principal de este proyecto es reducir el tiempo y el esfuerzo dedicados a la programación manual, mejorar la calidad general de los horarios de turnos y minimizar el riesgo de errores. A través de experimentos, el método ha demostrado mejoras significativas y una menor dependencia de planificadores expertos, permitiendo al personal administrativo —capacitado en el uso de las herramientas de optimización— generar horarios de alta calidad de manera eficiente. Además, el sistema es capaz de manejar un mayor conjunto de restricciones simultáneamente, lo que da lugar a soluciones que satisfacen más condiciones críticas que las típicamente gestionadas por los planificadores humanos. Como resultado, el método logra resultados comparables en el cumplimiento de los umbrales deseados y las prioridades institucionales, ofreciendo una solución más robusta al complejo desafío de la programación de médicos.

This work presents the development of a multi-objective optimization system aimed at assigning shifts to physicians, focusing on two primary objectives: accommodating personal preferences and ensuring fairness in the distribution of medical services among staff. Given the inherent conflict between individual preferences and institutional fairness, specific constraints are established to define acceptable margins, enabling the generation of feasible solutions that align both institutional requirements and personal needs. The proposed approach not only improves the satisfaction of personal preferences within the boundaries of these constraints, but also guarantees an equitable distribution of shifts among medical personnel. The system is built using advanced multi-objective meta-heuristic techniques. The main goal of this project is to reduce the time and effort spent on manual scheduling, improve the overall quality of shift schedules, and minimize the risk of errors. Through experimentation, the method has demonstrated significant improvements and reduced dependency on expert planners, allowing administrative staff —trained in using the optimization tool - to efficiently generate high-quality schedules. Furthermore, the system is capable of handling a larger set of constraints simultaneously, resulting in solutions that satisfy more critical conditions than those typically managed by human planners. As a result, the method achieves comparable outcomes in meeting desired thresholds and institutional priorities, while offering a more robust solution to the complex challenge of physician scheduling.

Simplificació del treball manual repetitiu : aplicació de la IA per resumir la documentació tècnica dels dispositius mèdics de diagnòstic in vitro en preparació per a la seva presentació reguladora

Treball Final de Grau

Monte Talavera, Pol

Tutor/a - Director/a: Puig de Dou, Ignacio; Tort-Martorell Llabrés, Xavier

Data de publicació: 2025

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Clustering methods for mixed-type datasets: a systematic review

Projecte Final de Màster Oficial

Segarra Fàbregas, Oriol

Tutor/a - Director/a: Pérez Álvarez, Nuria; Fernández Martínez, Daniel

Data de publicació: 2025

Facultat de Matemàtiques i Estadística (FME)

Accés al text complet

Final Exam Restricted access to the UPC academic community

Examen

Montero Mercadé, Lídia; Franquet, Josep

Data de publicació: 2025

Facultat d'Informàtica de Barcelona (FIB)

INFERÈNCIA ESTADÍSTICA I MODELITZACIÓ - 270950

Accés al text complet

Examen Final Restricted access to the UPC academic community

Examen

Montero Mercadé, Lídia; Franquet, Josep

Data de publicació: 2025

Facultat d'Informàtica de Barcelona (FIB)

INFERÈNCIA ESTADÍSTICA I MODELITZACIÓ - 270950

Accés al text complet

Midterm Exam Restricted access to the UPC academic community

Examen

Montero Mercadé, Lídia

Data de publicació: 2024

Facultat d'Informàtica de Barcelona (FIB)

INFERÈNCIA ESTADÍSTICA I MODELITZACIÓ - 270950

Accés al text complet

Midterm Exam Restricted access to the UPC academic community

Examen

Montero Mercadé, Lídia; Franquet, Josep

Data de publicació: 2024

Facultat d'Informàtica de Barcelona (FIB)

INFERÈNCIA ESTADÍSTICA I MODELITZACIÓ - 270950

Accés al text complet

Examen Final Restricted access to the UPC academic community

Examen

Castro Pérez, Jordi

Data de publicació: 2024

Facultat d'Informàtica de Barcelona (FIB)

OPTIMITZACIÓ MATEMÀTICA - 270214

Accés al text complet

Exploring the impact of gender and family structure on mobility patterns: an activity-based perspective

Projecte Final de Màster Oficial

D'Alessandro, Francesca

Tutor/a - Director/a: Montero Mercadé, Lídia; Martínez Díaz, Margarita; Barceló Bugeda, Jaime

Data de publicació: 2024

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Camins, Canals i Ports de Barcelona (ETSECCPB)

Veure detall Accés al text complet

Entendre la relació entre les seqüències d'activitats diàries i els patrons de mobilitat individuals és crucial per desenvolupar polítiques efectives de planificació del transport. La següent Tesi de Màster investiga aquesta connexió mitjançant l'ús de l'anàlisi de seqüències com a eina robusta per descobrir els factors subjacents que donen forma als comportaments de mobilitat de les persones en el cas de l'Àrea Metropolitana de Barcelona. L'estudi utilitza dades de les Enquestes de Mobilitat en Dia Laborable (EMEF) proporcionades per l'Autoritat del Transport Metropolità (ATM) i realitzades entre el 2018 i el 2022. Es posa especial èmfasi en comprendre com la estructura familiar, en particular les dinàmiques de gènere, influeix en els patrons de mobilitat. Mitjançant l'anàlisi de les seqüències d'activitats, aquesta investigació pretén: identificar perfils de mobilitat diferents associats a diferents estructures familiars i rols de gènere; explicar les raons subjacents d'aquests patrons de viatge diversos; avaluar l'eficàcia de les polítiques de transport actuals per atendre les necessitats diverses dels habitants de Barcelona. Un dels resultats d'aquesta investigació és que la distribució de les activitats de les dones canvia considerablement en diferents etapes de la vida, segons les responsabilitats de cura i l'estructura del llar. Això demostra que tenint en compte no només l'aspecte tècnic del transport, sinó també integrant el gènere, el cicle de vida de les persones i la dinàmica familiar, es poden implementar millors polítiques de mobilitat.

La comprensión del vinculo entre las secuencias de actividades diarias y los patrones de movilidad individuales es crucial para desarrollar políticas efectivas de planificación del transporte. La siguiente tesis de master investiga esta conexión mediante el empleo del análisis de secuencias como una herramienta sólida para desentrañar los factores subyacentes que dan forma a los comportamientos de movilidad de las personas en el caso de la Región Metropolitana de Barcelona. El estudio utiliza datos de la Encuesta de Movilidad en Día Laborable (EMEF) proporcionadas por la Autoridad del Transporte Metropolitano de Barcelona (ATM) y realizadas entre el 2018 y el 2022. Se hace hincapié en comprender cómo la estructura familiar, particularmente las dinámicas de género, influye en los patrones de movilidad. Mediante el análisis de las secuencias de actividades, esta investigación: identifica perfiles de movilidad distintos asociados a diferentes estructuras familiares y roles de género; explica las razones subyacentes a estos patrones de viaje diversos; evalúa la eficacia de las políticas de transporte actuales para atender las necesidades diversas de los habitantes de Barcelona. Entre los hallazgos de esta investigación se encuentra que la distribución de las actividades de las mujeres cambia considerablemente en diferentes etapas de la vida, dependiendo de las responsabilidades de cuidado y la estructura del hogar. Esto demuestra que al considerar no solo el aspecto técnico del transporte, sino también integrar el género, el ciclo de vida individual y la dinámica familiar, se pueden implementar mejores políticas de movilidad.

Understanding the link between daily activity sequences and individual mobility patterns is crucial to develop effective transportation planning policies. This Master Thesis investigates this connection by the use of sequence analysis as a robust tool to unravel the underlying factors shaping individuals' mobility behaviours in the case of the Barcelona Metropolitan Region. The study utilizes data from the Working Day Mobility Surveys (EMEFs) provided by the Barcelona Metropolitan Transport Authority (ATM) and conducted between 2018 and 2022. Emphasis is placed on understanding how family structure, particularly gender dynamics, influences mobility patters. By analysing sequential patterns of activities, this research: identifies distinct mobility profiles associated with different age groups and gender roles; explains the underlying reasons for these diverse travel patterns and evaluate the impact of family's structure on the diverse needs of Barcelona's inhabitants. Among this research's findings is that women activities' distribution greatly changes in different life periods, depending on the caring responsibilities and household structure. It goes to show that by taking into account not only technical transport aspect, but also integrating gender, the individuals life cycle and family dynamics, better mobility policies can be implemented.

Aplicació per a la distribució de mercaderies amb regles de producció

Treball Final de Grau

González García, Ferran

Tutor/a - Director/a: Montero García, Jordi; Linares Herreros, Mari Paz

Data de publicació: 2024

Facultat d'Informàtica de Barcelona (FIB)

Veure detall Accés al text complet

Aquest projecte d'Enginyeria del Software intentarà resoldre el problema d'enrutament de vehicles a partir de regles de producció. Són moltes les solucions disponibles en un mercat immens que resol aquest problema amb totes les seves variants, però l'enfocament d'aquest Treball de Fi de Grau, posant les regles de producció al centre de l'algoritme, buscarà investigar l'obtenció d'un nou mecanisme que pugui fer competència als mètodes actuals. El projecte construirà una aplicació completa llesta per a l'ús d'usuaris que necessitin el servei de planificació de rutes. El projecte proporcionarà una aplicació web fàcil d'utilitzar per a usuaris no experts, per tal que puguin gestionar les seves instàncies de problemes logístics, amb un nombre de comandes il·limitat, de manera segura, amb un sistema d'autenticació fet a mida per a l'aplicació. També tindran la possibilitat de gestionar la seva flota de vehicles. L'aplicació serà desenvolupada de tal manera que la part visual i la part funcional estiguin completament desacoblades. Els usuaris tindran a la seva disposició una API amb una sèrie de punts d'entrada definits per tal que puguin fer ús del servei sense la necessitat d'accedir a la interfície gràfica. Això permetrà que el sistema s'acobli sense gran cost a altres sistemes ja usats. Una aplicació fàcil d'utilitzar per a tots els usuaris, amb la possibilitat d'utilitzar-la directament a través d'una API i amb un mètode innovador per a la resolució del problema d'enrutament de vehicles doten aquest projecte d'una versatilitat i eficiència que el fan altament competitiu i adaptat a les necessitats reals del mercat logístic actual.

This Software Engineering project aims to solve the vehicle routing problem using production rules. There are many solutions available in a vast market that address this problem with all its variations, but the focus of this Final Degree Project, by placing production rules at the center of the algorithm, seeks to investigate the development of a new mechanism that can compete with current methods. The project will build a complete application ready for use by users who need route planning services. The project will provide an easy-to-use web application for non-expert users, so they can manage their instances of logistical problems, with an unlimited number of orders, securely, with a custom authentication system tailored for the application. They will also have the ability to manage their fleet of vehicles. The application will be developed in such a way that the visual part and the functional part are completely decoupled. Users will have access to an API with a series of defined entry points so they can use the service without needing to access the graphical interface. This will allow the system to integrate seamlessly and at low cost with other systems already in use. An easy-to-use application for all users, with the ability to be used directly through an API and with an innovative method for solving the vehicle routing problem, endows this project with a versatility and efficiency that makes it highly competitive and suited to the real needs of the current logistics market.

PROGRAMACIÓ MATEMÀTICA | PARCIAL Restricted access to the UPC academic community

Examen

Castro Pérez, Jordi

Data de publicació: 2024

Facultat de Matemàtiques i Estadística (FME)

PROGRAMACIÓ MATEMÀTICA - 200152

Accés al text complet

Desenvolupament de l'automatització del Model de Metainformació

Treball Final de Grau

Vázquez González, Joan

Tutor/a - Director/a: Angerri Torredeflot, Xavier; Gibert, Karina

Data de publicació: 2024

Facultat d'Informàtica de Barcelona (FIB)

Veure detall Accés al text complet

En l'àmbit de l'anàlisi intel·ligent de dades un dels reptes recau en l'obtenció de la meta-informació que permet un informe intel·ligent per a per preprocessar i tractar correctament dades procedents de qualsevol tipus de qüestionari, independentment del nombre de variables i tipus de variables implicades. La metodologia INSESS utilitzada per primera vegada en un projecte de la COVID-19 \fullcite{angerri2023metodologia} és un sistema intel·ligent especialitzat en l'obtenció d'informes intel·ligents automàtics per a un qüestionari parametritzat amb diferents tipus de variables. INSESS és formada per un conjunt de processos que eleven la seva complexitat. En aquest projecte es presenta una automatització sobre un d'aquests processos (l'obtenció del fitxer de meta-informació) amb l'objectiu de millorar i potenciar la metodologia INSESS. Es busca progressar la generació automàtica del fitxer, convertint-lo en la font principal per a la creació automàtica de formularis de Google Forms mitjançant una API que trasllada el formulari a una app. Aquesta millora ha estat acceptada en un abstract de congrés i serà presentada \textit{ International Congres on Enviromental Modeling and Software}, celebrat a la Universitat de l'estat de Michigan entre els dies 23 i 27 de juny de 2024.

In the field of analytics and intelligent data analytics one of the open challenges regards metainformation model that allows an intelligent reporting system to preprocess and process correctly data coming from any kind of questionnaire, independently from the number of variables, typesof variables, types of variables involved, including multiple response variables or other complex structures like compositional variables or temporal variables among others. INSESS is an intelligent system designed and used for the first time in INSESS-COVID19 project, specialized in automatic intelligent reporting for a parameterized questionnaire that includes different types of variables. INSESS is formed by a set of processes that increase its complexity. This project presents an automation on one of these processes (obtaining the meta-information file) that improves the INSESS methodology. The main idea is to automate automatic the generation of the \gls{metadata} file, making it the main source for the automatic creation of Google Forms through an API that transfers the form to an app. This improvement has been accepted in a congress abstract and will be presented at the International Congres on Enviromental Modeling and Software that takes place in Michigan between 23 and 27 June 2024.

Transformers architecture in large clinical models for metabolic syndrome risk diseases prediction

Treball Final de Grau

Llull Riera, Lluis

Tutor/a - Director/a: Muria Portillo, Jordi; Gibert, Karina

Data de publicació: 2024

Facultat d'Informàtica de Barcelona (FIB)

Veure detall Accés al text complet

Teoria de Colas y CTMC

Apunts

Codina Sancho, Esteve

Data de publicació: 2024

Facultat de Matemàtiques i Estadística (FME)

SIMULACIÓ - 200608

Accés al text complet

PDE-constrained optimization for metamaterial design under uncertainty

Projecte Final de Màster Oficial

Simó Muñoz, Irene

Tutor/a - Director/a: Chen, Peng; Castro Pérez, Jordi

Data de publicació: 2024

Facultat d'Informàtica de Barcelona (FIB)

Veure detall Accés al text complet

The goal of this work is to explore computational strategies for solving a topology optimization problem for a metamaterial that acts as a cloak for acoustic or electromagnetic waves. The design variable is defined as a spatially varying field that represents the material density. The minimized quantity of the optimization problem is the scattered wave resulting from the reflection of the incident signal on the obstacle's surface. We extend the vanilla mathematical formulation and algorithmic implementation of this PDE-constrained optimization problem to obtain more realistic results, focusing on the definition of material surfaces, the structural integrity, and the design's manufacturability. We implement a decoupled Newton solver and an optimization continuation scheme to ensure numerical convergence of the algorithm. Both enhance the capabilities of the optimization algorithm to deal with nonlinearities and numerical instabilities, which allow for a deeper exploration of the solution space. In the formulation, incorporating the Helmholtz filter and a density projection promotes the homogeneization and definition of the material design. We fine-tune these objects and apply a coordinate descent algorithm to ensure the imposition of both techniques. Additionally, we include uncertainty in the formulation to obtain more realistic designs that contemplate real-life inaccuracies. An additive Gaussian random field is added to the parameters to represent the fluctuations of the material property or the manufacturing error. We study the mean-variance and Conditional Value at Risk risk measures under Monte Carlo simulations. We formulate and solve the optimal design under uncertainty problem for the circular obstacle, susceptible to both single-direction single-frequency incident waves and multiple-direction multiple-frequency incident waves, and encircled by a ring-shaped cloaking region, for both two and three-dimensional settings. Our numerical results show an improvement in the designs with respect to the state-of-the-art, obtaining well-defined binary materials.