Técnicas de optimización basadas en lógica para problemas discretos/continuos en ingeniería de procesos

Abstract

La abstracción del comportamiento de un proceso en un modelo matemático requiere un profundo entendimiento de los fenómenos fisicoquímicos que ocurren en el mismo como de los objetivos perseguidos con la aplicación del modelo. La resolución de modelos matemáticos de optimización, ya sea en Ingeniería de Procesos como en otras áreas comprende, en una primera etapa, la abstracción de los hechos de la vida real en ecuaciones matemáticas que formulen el objetivo perseguido y las restricciones a las que está sujeto el problema. Una alternativa para la representación modelos de optimización discretos-continuos que se presentan habitualmente en Ingeniería de Procesos, es el empleo de lógica. El empleo de lógica en los problemas de programación matemática y de optimización se ha incrementado en los últimos años. La principal razón se debe a que en muchos presenta una manera mas natural, directa y sistemática de modelar un problema. La Programación Disyuntiva y la Programación con Restricciones Lógicas son dos áreas del conocimiento que hacen uso de este recurso en el modelado de sus problemas. Ambas han evolucionado de manera independiente. En esta tesis se aborda la caracterización y el estudio de los algoritmos y técnicas de optimización basadas en lógica para resolver problemas de Ingeniería de Procesos, también se presentarán las implementaciones computacionales efectuadas durante el desarrollo de la tesis.

The abstraction about a process behavior in a mathematical model requires a deep knowledge in its physicochemical phenomena and also in the objectives pursued in the model application. The solution of optimization mathematical models in Process Engineering and also in other areas involves, in a first step, the abstraction of real life facts in mathematical equations to formulate the objective and constraints to which the problem is subjected. One alternative for the formulation of discrete-continuous optimization models, which are very common in Process Engineering, is the use of logic. The use of logic in mathematical program problems has been increased in the last years. The main reason is because in many cases, logic presents a more natural, direct and systematic way to model a problem. Disjunctive Programming and Constraint Logic Programming are two areas that use that resource when modeling optimization problems. Both have evolved independently of each other. This thesis deals with the characterization and the study of optimization algorithms and techniques based on logic to solve Process Engineering problems, the computational implementations performed during the thesis development are also presented.