Quality by Design through multivariate latent structures

La presente tesis doctoral surge ante la necesidad creciente por parte de la mayoría de empresas, y en especial (pero no únicamente) aquellas dentro de los sectores farmacéu-tico, químico, alimentación y bioprocesos, de aumentar la flexibilidad en su rango ope-rativo para reducir los costes de fabricación, manteniendo o mejorando la calidad del producto final obtenido. Para ello, esta tesis se centra en la aplicación de los conceptos del Quality by Design para la aplicación y extensión de distintas metodologías ya exis-tentes y el desarrollo de nuevos algoritmos que permitan la implementación de herra-mientas adecuadas para el diseño de experimentos, el análisis multivariante de datos y la optimización de procesos en el ámbito del diseño de mezclas, pero sin limitarse ex-clusivamente a este tipo de problemas. Parte I - Prefacio, donde se presenta un resumen del trabajo de investigación realiza-do y los objetivos principales que pretende abordar y su justificación, así como una introducción a los conceptos más importantes relativos a los temas tratados en partes posteriores de la tesis, tales como el diseño de experimentos o diversas herramientas estadísticas de análisis multivariado. Parte II - Optimización en el diseño de mezclas, donde se lleva a cabo una recapitu-lación de las diversas herramientas existentes para el diseño de experimentos y análisis de datos por medios tradicionales relativos al diseño de mezclas, así como de algunas herramientas basadas en variables latentes, tales como la Regresión en Mínimos Cua-drados Parciales (PLS). En esta parte de la tesis también se propone una extensión del PLS basada en kernels para el análisis de datos de diseños de mezclas, y se hace una comparativa de las distintas metodologías presentadas. Finalmente, se incluye una breve presentación del programa MiDAs, desarrollado con la finalidad de ofrecer a sus usuarios la posibilidad de comparar de forma sencilla diversas metodologías para el diseño de experimentos y análisis de datos para problemas de mezclas. Parte III - Espacio de diseño y optimización a través del espacio latente, donde se aborda el problema fundamental dentro de la filosofía del Quality by Design asociado a la definición del llamado 'espacio de diseño', que comprendería todo el conjunto de posibles combinaciones de condiciones de proceso, materias primas, etc. que garanti-zan la obtención de un producto con la calidad deseada. En esta parte también se trata el problema de la definición del problema de optimización como herramienta para la mejora de la calidad, pero también para la exploración y flexibilización de los procesos productivos, con el objeto de definir un procedimiento eficiente y robusto de optimiza-ción que se adapte a los diversos problemas que exigen recurrir a dicha optimización. Parte IV - Epílogo, donde se presentan las conclusiones finales, la consecución de objetivos y posibles líneas futuras de investigación. En esta parte se incluyen además los anexos.Aquesta tesi doctoral sorgeix davant la necessitat creixent per part de la majoria d'em-preses, i especialment (però no únicament) d'aquelles dins dels sectors farmacèutic, químic, alimentari i de bioprocessos, d'augmentar la flexibilitat en el seu rang operatiu per tal de reduir els costos de fabricació, mantenint o millorant la qualitat del producte final obtingut. La tesi se centra en l'aplicació dels conceptes del Quality by Design per a l'aplicació i extensió de diferents metodologies ja existents i el desenvolupament de nous algorismes que permeten la implementació d'eines adequades per al disseny d'ex-periments, l'anàlisi multivariada de dades i l'optimització de processos en l'àmbit del disseny de mescles, però sense limitar-se exclusivament a aquest tipus de problemes. Part I- Prefaci, en què es presenta un resum del treball de recerca realitzat i els objec-tius principals que pretén abordar i la seua justificació, així com una introducció als conceptes més importants relatius als temes tractats en parts posteriors de la tesi, com ara el disseny d'experiments o diverses eines estadístiques d'anàlisi multivariada. Part II - Optimització en el disseny de mescles, on es duu a terme una recapitulació de les diverses eines existents per al disseny d'experiments i anàlisi de dades per mit-jans tradicionals relatius al disseny de mescles, així com d'algunes eines basades en variables latents, tals com la Regressió en Mínims Quadrats Parcials (PLS). En aquesta part de la tesi també es proposa una extensió del PLS basada en kernels per a l'anàlisi de dades de dissenys de mescles, i es fa una comparativa de les diferents metodologies presentades. Finalment, s'inclou una breu presentació del programari MiDAs, que ofe-reix la possibilitat als usuaris de comparar de forma senzilla diverses metodologies per al disseny d'experiments i l'anàlisi de dades per a problemes de mescles. Part III- Espai de disseny i optimització a través de l'espai latent, on s'aborda el problema fonamental dins de la filosofia del Quality by Design associat a la definició de l'anomenat 'espai de disseny', que comprendria tot el conjunt de possibles combina-cions de condicions de procés, matèries primeres, etc. que garanteixen l'obtenció d'un producte amb la qualitat desitjada. En aquesta part també es tracta el problema de la definició del problema d'optimització com a eina per a la millora de la qualitat, però també per a l'exploració i flexibilització dels processos productius, amb l'objecte de definir un procediment eficient i robust d'optimització que s'adapti als diversos pro-blemes que exigeixen recórrer a aquesta optimització. Part IV- Epíleg, on es presenten les conclusions finals i la consecució d'objectius i es plantegen possibles línies futures de recerca arran dels resultats de la tesi. En aquesta part s'inclouen a més els annexos.The present Ph.D. thesis is motivated by the growing need in most companies, and specially (but not solely) those in the pharmaceutical, chemical, food and bioprocess fields, to increase the flexibility in their operating conditions in order to reduce production costs while maintaining or even improving the quality of their products. To this end, this thesis focuses on the application of the concepts of the Quality by Design for the exploitation and development of already existing methodologies, and the development of new algorithms aimed at the proper implementation of tools for the design of experiments, multivariate data analysis and process optimization, specially (but not only) in the context of mixture design. Part I - Preface, where a summary of the research work done, the main goals it aimed at and their justification, are presented. Some of the most relevant concepts related to the developed work in subsequent chapters are also introduced, such as those regarding design of experiments or latent variable-based multivariate data analysis techniques. Part II - Mixture design optimization, in which a review of existing mixture design tools for the design of experiments and data analysis via traditional approaches, as well as some latent variable-based techniques, such as Partial Least Squares (PLS), is provided. A kernel-based extension of PLS for mixture design data analysis is also proposed, and the different available methods are compared to each other. Finally, a brief presentation of the software MiDAs is done. MiDAs has been developed in order to provide users with a tool to easily approach mixture design problems for the construction of Designs of Experiments and data analysis with different methods and compare them. Part III - Design Space and optimization through the latent space, where one of the fundamental issues within the Quality by Design philosophy, the definition of the so-called 'design space' (i.e. the subspace comprised by all possible combinations of process operating conditions, raw materials, etc. that guarantee obtaining a product meeting a required quality standard), is addressed. The problem of properly defining the optimization problem is also tackled, not only as a tool for quality improvement but also when it is to be used for exploration of process flexibilisation purposes, in order to establish an efficient and robust optimization method in accordance with the nature of the different problems that may require such optimization to be resorted to. Part IV - Epilogue, where final conclusions are drawn, future perspectives suggested, and annexes are included.Palací López, DG. (2018). Quality by Design through multivariate latent structures [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/115489TESI

Disminución del rendimiento académico con el Plan Bolonia respecto al plan anterior en España

The incorporation of the European Credit Transfer System (ECTS) will pay off soon with the release of the first labor market new-plan graduates. In this study an initial assessment of the results is done by analyzing whether the curriculum (new-plan degree or old-plan degree) and the use of new teaching methodologies have led to significant differences in academic performance or if, on the contrary, they did not. These results suggest that this performance is higher for old-plan graduates, and also for those who have benefited from a new pedagogical tool (students from both the old and new plan). Data used corresponds to that from two different classes, one of them from an old-plan double degree and another from a new-plan double degree. Potentially important inputs such as pre-university level and secondary school option were discarded as causes affecting their performance and the implantation of new-plan degrees with virtually no investment is seen as the cause of the performance drop, which would have meant that students lacked the reduction of physical presence required for proper academic selfmanagement.La incorporación del Sistema Europeo de Transferencia de Créditos (ECTS) verá sus frutos en breve con la salida al mercado laboral de los primeros egresados. En este estudio se realiza una primera valoración de los resultados obtenidos, analizando si el plan de estudios (grado o licenciatura) y el uso de las nuevas metodologías docentes han marcado diferencias significativas en el rendimiento académico. Los resultados indican que éste es mayor  en los licenciados y para los alumnos que se han beneficiado de una nueva herramienta pedagógica. Se han considerado los datos de dos promociones de doble licenciatura y doble grado. Descartadas, como causas, inputs potencialmente importantes como nivel preuniversitario y opción de bachillerato se plantea, como causa de la disminución del rendimiento, la implantación de los grados con una inversión prácticamente nula, lo que habría supuesto que el alumnado carezca de la disminución de presencialidad requerida para la correcta autogestión académic

Evaluación y autoevaluación de los estudiantes mediante la gaminifación y el uso de recursos tecnológicos

[ES] La reestructuración de los contenidos impartidos en las asignaturas que forman los actuales planes de estudio ha dificultado, en buena medida, la forma en que debería enfocarse el proceso de enseñanza-aprendizaje. A esto se suma el hecho de que muchos alumnos acceden a la universidad con un nivel de conocimientos inadecuado para el nivel requerido en diversas asignaturas. El uso de herramientas eficientes para la evaluación de los conocimientos adquiridos por los estudiantes es, por tanto, de gran relevancia, ya que permite adaptar el nivel o el ritmo al que se imparte cada asignatura para mejorar la asimilación de la materia. En esta línea se propone, mediante la gamificación, una actividad por equipos de no más de 8 alumnos en la que, haciendo uso de “Plickers”, el profesorado adquiere información sobre el aprendizaje de los estudiantes a la vez que éstos puedan „autoevaluarse‟ en tiempo real. También se plantea una actividad voluntaria, de carácter individual, evaluable tanto por el profesorado como por los compañeros de aula, cuya finalidad es analizar si se han adquirido las competencias básicas. De este modo se propicia el trabajo equipo y el individual, posibilitando que tanto el profesor como los estudiantes revisan los conceptos trabajados y evalúan los resultados de aprendizaje adquiridos.Expresamos nuestro agradecimiento al Servei de Formació Permanent i Innovació Educativa así como a los Vicerrectorats d'Estudis de Grau i Política Lingüística i de Polítiques de Formació i Qualitat Educativa de la Universitat de València por la concesión del proyecto de innovación educativa UV-SFPIE_GER18-849069 que ha financiado parcialmente esta comunicación.Palací López, DG.; Palací López, J. (2020). Evaluación y autoevaluación de los estudiantes mediante la gaminifación y el uso de recursos tecnológicos. Editorial Universitat Politècnica de València. 691-699. https://doi.org/10.4995/INN2019.2019.10154OCS69169

Uso de la gamificación para trabajar paradojas estadísticas y mejorar el espíritu crítico de los estudiantes

[ES] Una de las mayores dificultades encontradas por los estudiantes en asignaturas de tipo cuantitativo en diversas asignaturas a nivel universitario parece ser la asimilación y aplicación de conceptos matemáticos, así como el análisis crítico de los resultados obtenidos. Con objeto de mejorar la adquisición de este tipo de competencias esenciales para los estudiantes (correcta definición de un problema planteado, identificación y aplicación de las herramientas matemáticas apropiadas para su resolución, y análisis crítico de los resultados), en este trabajo se presenta una propuesta de planificación de actividades para una sesión práctica. Dichas actividades se programan para tener lugar tanto dentro como fuera del aula, previas, durante, y posteriores a la sesión presencial. A modo de actividad previa se plantea el visionado de material audiovisual que aborda dos paradojas estadísticas (de Simpson o de Yule- Simpson, y de Ellsberg) y el problema de Monty Hall, que servirán como preparación para las actividades posteriores y como preámbulo a una actividad de debate abierto dentro del aula (actividades de inicio y de desarrollo). Además, en las actividades de desarrollo durante la sesión presencial, y haciendo uso de la gamificación, en grupo de 3 o 4 estudiantes y, con ayuda de dados y cartas, los estudiantes se familiarizan de forma directa con los conceptos vistos y discutidos anteriormente, cuyos resultados se presentarán y discutirán en un debate posterior que se hace extensivo a todo al aula.Expresamos nuestro agradecimiento al Servei de Formació Permanent i Innovació Educativa así como a los Vicerrectorats d'Estudis de Grau i Política Lingüística i de Polítiques de Formació i Qualitat Educativa de la Universitat de València por la concesión del proyecto de innovación educativa UV-SFPIE_GER18-849069 que ha financiado parcialmente esta comunicación.Palací López, DG.; Palací López, J. (2020). Uso de la gamificación para trabajar paradojas estadísticas y mejorar el espíritu crítico de los estudiantes. Editorial Universitat Politècnica de València. 681-689. https://doi.org/10.4995/INN2019.2019.10153OCS68168

Docencia presencial, on-line o mixta: ¿Qué herramientas pedagógicas son mejor valoradas por el alumnado?

[EN] The implementation of the Bologna process in Spanish universities, which has been active for a decade as of this academic year, facilitated the implementation of multiple teaching methodologies where numerous Information and Communication Technologies (ICTs) and e-learning tools have had a place. Thus, at this point, an analysis ought to be carried out of the impact that their use may have had on the teaching-learning process for the students. The results from such study will allow selecting the tools that could potentially optimize the results of the aforementioned process. Once the best ones among them have been identified, and taking into account their face-to-face or online nature, it will be posible to make a proposal of which teaching methodologies will lead to the best results in three possible scenarios: face-to-face, online or mixed teaching. While most reaserach in this field focuses on the academic performance as the main output to optimize, measured through the student's qualification, the present work aims at taking the student’s opinion into consideration. Therefore, the perception of the students with regards to some pedagogical tools is assessed in this work. Specifically, two tools have been selected: one face-to-face tool (an Audience Response Tool, H.R.A.) and another e-learning one (a hypermedia container) that, logically, does not require attendance. The data collection required for its posterior analysis was carried out through an ad-hoc questionnaire presented to the students of a degree offered by the University of Valencia,. The first results reflect a better reception to H.R.A., with a higher average score (higher than 8), although e-learning is postulated useful for self-evaluation.[ES] La puesta en marcha del proceso Bolonia en las universidades españolas, del que en el presente curso académico se cumple una década, ha ido abriendo las puertas a múltiples metodologías docentes en las que han tenido cabida numerosa Tecnologías de la Información y la Comunicación (TICs) y herramientas e-learning. Parece, por tanto, el momento de realizar un análisis del impacto que su uso ha tenido en el proceso de enseñanzaaprendizaje del alumnado. Atendiendo al resultado del mismo, se dispondrá de la información que permita seleccionar aquellas herramientas que, potencialmente, optimizarían los resultados del proceso mencionado. Una vez detectadas las que mejor resultado proporcionan, y atendiendo a su carácter presencial u on-line, se estaría en disposición de proponer las metodologías docentes que podrían obtener los mejores resultados ante tres posibles escenarios: docencia presencial, on-line o mixta. Atendiendo a que las investigaciones en este campo han considerado, mayoritariamente, como output a optimizar el rendimiento académico, medido a través la calificación del estudiante, y con la finalidad de dar cabida a la opinión del mismo, en el presente trabajo se ha considera como output la percepción del alumnado, medida a través de la valoración que éste da a algunas herramientas pedagógicas. Concretamente se han seleccionado dos de ellas: una de carácter presencial (una Herramienta de Respuesta de Audiencia, H.R.A.) y otra e-learning (un contenedor hipermedia) que, lógicamente, no requiere de presencialidad. La recogida de datos que ha permitido el análisis se ha realizado a los alumnos de un grado ofertado por la Universitat de València, a través de un cuestionario ad-hoc. Los primeros resultados reflejan una mejor acogida a la H.R.A., con una mayor puntuación media (superior al 8), aunque la e-learning se postula útil para autoevaluarse.Expresamos nuestro agradecimiento al Servei de Formació Permanent i Innovació Educativa así como a los Vicerrectorats d'Estudis de Grau i Política Lingüística i de Polítiques de Formació i Qualitat Educativa de la Universitat de València por la concesión del proyecto de innovación educativa UV-SFPIE_PID19-1095774 que ha financiado parcialmente esta comunicación.Palací López, DG.; Palací López, J.; Lopez Rodriguez, MI. (2021). Docencia presencial, on-line o mixta: ¿Qué herramientas pedagógicas son mejor valoradas por el alumnado?. En Proceedings INNODOCT/20. International Conference on Innovation, Documentation and Education. Editorial Universitat Politècnica de València. 345-353. https://doi.org/10.4995/INN2020.2020.11799OCS34535

Kernel-Partial Least Squares regression coupled to pseudo-sample trajectories for the analysis of mixture designs of experiments

[EN] This article explores the potential of Kernel-Partial Least Squares (K-PLS) regression for the analysis of data proceeding from mixture designs of experiments. Gower's idea of pseudo-sample trajectories is exploited for interpretation purposes. The results show that, when the datasets under study are affected by severe nonlinearities and comprise few observations, the proposed approach can represent a feasible lternative to classical methodologies (i.e. Scheffe polynomial fitting by means of Ordinary Least Squares - OLS - and Cox polynomial fitting by means of Partial Least Squares - PLS). Furthermore, a way of recovering the parameters of a Scheffe model (provided that it holds and has the same complexity as the K-PLS one) from the trend of the aforementioned pseudo-sample trajectories is illustrated via a simulated case-study.This research work was partially supported by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness under the project DPI2014-55276-C5-1R and Shell Global Solutions International B.V. (Amsterdam, The Netherlands).Vitale, R.; Palací-López, DG.; Kerkenaar, H.; Postma, G.; Buydens, L.; Ferrer, A. (2018). Kernel-Partial Least Squares regression coupled to pseudo-sample trajectories for the analysis of mixture designs of experiments. Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems. 175:37-46. https://doi.org/10.1016/j.chemolab.2018.02.002S374617

Desarrollo de materiales porosos basados en estructuras metal-orgánicas para aplicaciones electroquímicas

Consulta en la Biblioteca ETSI Industriales (9226)[ES] El objeto principal del proyecto consiste en el desarrollo de materiales basados en estructuras metal-orgánicas (MOFs) con las características adecuadas para su aplicación en procesos electroquímicos, como pueden ser su uso en pilas de combustible a temperaturas intermedias (por encima de los 100ºC) o en membranas de separación de gases. Debido a la naturaleza de este tipo de materiales, este trabajo Fin de Carrera se centrará en la síntesis solvotermal de materiales del mismo tipo estructural con distintos metales divalentes, lo que permitirá: - Estrechar el rango de materiales de estudio. - Profundizar en mayor medida en el análisis de dichos materiales. Así pues, con este trabajo se pretende: ¿ Llevar a cabo una adecuada caracterización de los diferentes materiales metalorgánicos escogidos para posibilitar su correcta aplicación en las condiciones óptimas en aquellos ámbitos de interés antes mencionados. ¿ Analizar las mejores condiciones posibles para la aplicación de los mismos, considerando como mejores aquellas condiciones que favorecen la conductividad protónica de cada uno de los materiales, que será la característica de los mismos de mayor interés para las aplicaciones en que se espera puedan mostrar mayor utilidad. Mediante el cumplimiento de los objetivos antes mencionados se pretende adquirir la información necesaria para una correcta comprensión de los procesos que gobiernan la conductividad protónica en los materiales estudiados, lo que permitirá el desarrollo de una nueva generación de materiales tipo MOF para su aplicación en procesos electroquímicos.Palací López, DG. (2012). Desarrollo de materiales porosos basados en estructuras metal-orgánicas para aplicaciones electroquímicas. http://hdl.handle.net/10251/28336.Archivo delegad

Desarrollo de un programa en Matlab de diseño y análisis de mezclas. Comparativa de la metodología clásica con PLS

[EN] A software for the design and analysis of mixtures, with both classical methods (MLR) and PLS, will be developed by using Matlab. Then, this software will be used to solve some real examples of mixture problems using MLR and PLS. Finally, a comparison between the results obtained by each method will be undertaken[ES] Se desarrollará un programa en Matlab para el diseño y análisis de mezclas, tanto con métodos clásicos de análisis (MLR) como con PLS. Este programa será utilizado para la resolución de ejemplos reales aplicando ambas metodologías de análisis. Los resultados obtenidos se compararán con el fin de estudiar las diferencias entre ambos métodosPalací López, DG. (2013). Desarrollo de un programa en Matlab de diseño y análisis de mezclas. Comparativa de la metodología clásica con PLS. http://hdl.handle.net/10251/39188Archivo delegad

Revista complutense de educación

Resumen basado en el de la publicaciónLa incorporación del Sistema Europeo de Transferencia de Créditos (ECTS) verá los frutos en breve con la salida al mercado laboral de los primeros egresados. Se realiza una primera valoración de los resultados obtenidos, analizando si el plan de estudios (grado o licenciatura) y el uso de las nuevas metodologías docentes han marcado diferencias significativas en el rendimiento académico. Los resultados parecen indicar que es mayor en los licenciados, y para los alumnos que se han beneficiado de una nueva herramienta pedagógica. Se han considerado los datos de dos promociones, una de doble licenciatura y otra de doble grado. Descartadas, como causas, inputs potencialmente importantes como nivel preuniversitario y opción de bachillerato se plantea, como causa de la disminución del rendimiento, la implantación de los grados con una inversión prácticamente nula, lo que habría supuesto que el alumnado careciera de la disminución de presencialidad requerida para la correcta autogestión académica.ES

Disminución del rendimiento académico con el Plan Bolonia respecto al plan anterior en España

La incorporación del Sistema Europeo de Transferencia de Créditos (ECTS) verá sus frutos en breve con la salida al mercado laboral de los primeros egresados. En este estudio se realiza una primera valoración de los resultados obtenidos, analizando si el plan de estudios (grado o licenciatura) y el uso de las nuevas metodologías docentes han marcado diferencias significativas en el rendimiento académico. Los resultados indican que éste es mayor  en los licenciados y para los alumnos que se han beneficiado de una nueva herramienta pedagógica. Se han considerado los datos de dos promociones de doble licenciatura y doble grado. Descartadas, como causas, inputs potencialmente importantes como nivel preuniversitario y opción de bachillerato se plantea, como causa de la disminución del rendimiento, la implantación de los grados con una inversión prácticamente nula, lo que habría supuesto que el alumnado carezca de la disminución de presencialidad requerida para la correcta autogestión académic