Inzendingen VVS-scriptieprijs voor Statistiek en Operationele Research 2008

De jury heeft de volgende inzendingen ontvangen.


Deelnemer: Nan van Geloven
Titel scriptie: Statistical evaluation and design of virus validation robustness studies

Voordat producten afkomstig van donorbloed bij patiënten terechtkomen, worden er verschillende controlestappen uitgevoerd. Zo wordt onder andere het productieproces getest op virus-reducerend vermogen. Men wil hierbij niet alleen weten of potentieel aanwezige virussen verwijderd worden gedurende het proces, maar ook hoe robuust deze reductie is ten aanzien van procesparameters als temperatuur en pH-waarde.
Sanquin voert hiervoor testen uit in haar onderzoekslaboratorium. Om een hoeveelheid virus aan te tonen wordt hierbij gebruik gemaakt van verdunningsreeksen. De robuustheidanalyse op data afkomstig van deze reeksen herbergt drie moeilijkheden: data is schaars, vaak gecensureerd en bevat meetinprecisies. In dit masteronderzoek zijn twee grote stappen gezet om toch de robuustheid van virus-reducerende stappen te kunnen analyseren.
Ten eerste zijn in een nieuw validatie-experiment de verschillende ruistermen geïdentificeerd en gekwantificeerd. Ten tweede is er een nieuwe analysemethode ontwikkeld waarbij de robuustheid van het proces beoordeeld wordt aan de hand van de ruwe data-uitkomsten van de verdunningsreeksen. Hierdoor is de analyse niet meer gehinderd door gecensureerde uitkomsten en meetfouten van tussenuitkomsten. Bovendien kunnen de geëliciteerde ruistermen op een natuurlijke wijze worden meegenomen in de analyse. Door het meenemen van alle datapunten heeft de methode ook meer `kracht’ om de robuustheid van het proces te beoordelen.

Terug naar boven


Deelnemer: Joost Göttgens
Titel scriptie: Voorraadoptimalisatie bij een Nederlandse Apotheek

De afgelopen jaren zijn de winstmarges van de Nederlandse apotheken steeds sterker onder druk komen te staan. Om de beste zorg te kunnen blijven bieden en de winstgevendheid op lange termijn te kunnen waarborgen is efficiëntere bedrijfsvoering een noodzaak. In andere sectoren is er tegenwoordig veel aandacht voor besparingen door middel van een efficiënter voorraadbeheer. De vraag is dan ook of dit ook mogelijk is bij Nederlandse apotheken. Om na te gaan in hoeverre besparingen mogelijk zijn door middel van een effici&emlnter voorraadbeheer, wordt een proefstudie uitgevoerd bij een Nederlandse apotheek. Uit de resultaten van dit onderzoek kan worden geconcludeerd dat het voorraadbeheer in deze apotheek aanmerkelijk verbeterd kan worden door de toepassing van econometrische technieken.

Terug naar boven


Deelnemer: Bart Grievink
Titel scriptie: LOFAR onder de Loep

LOFAR1 is een innovatieve radiotelescoop die in staat zal zijn waarnemingen met grote resolutie en gevoeligheid te doen op lage frequenties. De telescoop wordt ontwikkeld door een consortium onder leiding van ASTRON2. De telescoop zal bestaan uit 25.000 antennes, die groepsgewijs zullen worden geplaatst langs denkbeeldige spiraalvormige armen op een min of meer cirkelvormig grondgebied met een diameter van ongeveer 350 kilometer, waarvan het centrum in Exloo, Drenthe ligt. Via een glasvezelnetwerk zullen de antennes met een centrale computer worden verbonden. Het signaal van de antennes wordt door de computer gecombineerd tot één signaal. Op basis van dit signaal wordt een beeld gevormd van de bron die de straling heeft uitgezonden.
De kwaliteit van de beelden is ondermeer afhankelijk van het aantal antenneclusters en hun locaties ten opzichte van elkaar: hoe meer verschillende onderlinge liggingen van clusters, hoe beter de kwaliteit van de beelden. Het is derhalve noodzakelijk LOFAR zodanig te ontwerpen, dat de kwaliteit van het beeld van de bron wordt gemaximaliseerd. Voor de omgekeerde benadering van dit ontwerpprobleem, waarbij het ontwerp wordt afgeleid van een gewenste beeldkwaliteit, bestaat voor telescopen zoals LOFAR geen oplossing. Daarom is het noodzakelijk met behulp van benaderingstechnieken een goed ontwerp te bepalen.
In ons onderzoek zijn een aantal ontwerpen voor LOFAR onder de loep genomen met de bedoeling de beeldkwaliteit ervan te bepalen. De kwaliteit van een beeld kan worden vastgesteld aan de hand van UV-verdelingen en Point Spread Functions (PSF). Deze twee functies worden afgeleid van de onderlinge liggingen van antenneclusters. In ons onderzoek zijn maatstaven ontwikkeld, waarmee de kwaliteit van UV-verdelingen en PSF’s wordt beoordeeld. Vervolgens is met ‘trial and error’ technieken gezocht naar een ontwerp voor LOFAR dat beelden van hoge kwaliteit oplevert bij snapshot waarnemingen gericht in zenit.
Hoewel het ontwerp van LOFAR grotendeels is bepaald, is de bouw van de telescoop in de beginfase. Het doel van ons onderzoek is derhalve tweeledig. Enerzijds zoeken we naar een optimaal ontwerp voor LOFAR binnen de flexibiliteit die het verschil tussen ontwerp en daadwerkelijke bouw biedt. Anderzijds voeren we een contra-expertise uit, waarvan de kennis kan worden meegenomen in de ontwikkeling van opvolgers van LOFAR.

1 LOFAR is de afkorting van Low Frequency Array (lage frequentie telescoop).
2 ASTRON is de afkorting van Stichting Astronomisch Onderzoek in Nederland.

Terug naar boven


Deelnemer: Laurence Groot Bruinderink
Titel scriptie: Dagbehandelcentra: Wachtrijprobleem opgelost?

Vroeger maakte men in ziekenhuizen nauwelijks onderscheid tussen patiënten en werden verschillende typen patiënten door elkaar in de beschikbare operatiekamers (OK's) behandeld. De laatste jaren is het dagbehandelcentrum echter sterk in opkomst. Dit is een apart deel van het ziekenhuis waar patiënten alleen relatief eenvoudige ingrepen met weinig kans op complicaties of andere onvoorzienheden kunnen ondergaan. Ziekenhuizen die een dagbehandelcentrum hebben opgericht zijn erg enthousiast over het concept en boeken er goede resultaten mee. De wachttijden van hun patiënten zijn drastisch gedaald, de kosten zijn lager en ook het medisch personeel ervaart het werken in een dagbehandelcentrum als erg prettig.
Het fenomeen dagbehandelcentrum is echter nog nauwelijks op een wiskundige manier onderzocht. In deze bacheloropdracht proberen wij hier inzichten in te vergaren. We hebben twee situaties met elkaar vergeleken, met als criterium de gemiddelde (verwachte) wachttijd: een situatie waarin een ziekenhuis een deel van haar capaciteit specifiek inricht als dagbehandelcentrum, en een situatie waarin datzelfde ziekenhuis dit niet doet. In beide situaties hebben we zowel analytisch als met behulp van simulaties de gemiddelde wachttijd van patiënten bepaald en deze met elkaar vergeleken.

Terug naar boven


Deelnemer: Sjoerd van den Hauwe
Titel scriptie: Investigating U.S. Philips curve stability

A Philips curve model that links the rate of price inflation to aggregate real economic activity is both theoretically and practically of much interest. It plays a key role in many theoretical macroeconomic models and it has turned out a beneficial forecasting tool in practice. Especially for forecasting purposes it is relevant, maybe even crucial, to know whether the Philips curve relation is stable in time. To check this time-stability, the relation of interest is modeled by dynamic mixture models. These models assume that the parameters linking the economic activity to the rate of inflation behave according to some latent process. These processes presume that at any point in time, the parameter breaks with a particular probability, or it remains constant. It is more straightforward to deal with the hierarchical model structure with the unobserved processes for the model parameters in a Bayesian statistical world than in a frequentist. Therefore, a sampling scheme to sample from the posterior distribution is proposed and applied to a data-set for the United States for the period 1958Q2-2005Q4. This range contains interesting events like the oil crises in the seventies and last decade’s economic stabilization. It turns out that long run inflation expectations are liable to considerable shifts and in the most recent 10-15 years inflation has become far less volatile, maybe as a result of successful monetary policy.

Terug naar boven


Deelnemer: Nikky Kortbeek
Titel scriptie:De interactie tussen IC en OK

Intensive care units (ICUs) and operating theaters (OTs) are critical components within hospitals. As these components are most expensive, hospitals aim to keep these resources highly utilized. The drawback of a high ICU occupancy, however, is its accessibility. The size of an ICU thus needs to be dimensioned carefully.
At an ICU patients are admitted for intensive care, such as monitoring and artificial ventilation. Patients may also require an ICU bed for postoperative care after a heavy operation. However, due to various uncertainties and the limited capacity (the finite number of beds), a request for an ICU bed may be rejected.
For patients a rejection may lead to further delay in a critical situation. Particularly, surgeries which require postoperative ICU care are generally severe and a delay or even cancellation may include a serious risk of health damage (physical and emotional).
For the hospital (or public health) a rejection may lead or to an idle operating room and thus a loss of precious resource capacity and to extra costs, such as due to a transfer (possibly of a less critical patient) to another location.
A careful estimation of the ICU rejection probability is thus required. In this thesis an analytic model is obtained to provide formal justification for an analytic approximation of the ICU-rejection probability.

Terug naar boven


Deelnemer: Maaike Meulenberg
Titel scriptie: Rubik's cube

In this thesis the puzzle, Rubik’s cube, will be subjected to an extensive analysis. First of all the essential problem will be sketched and the magnitude will be emphasized. Before a solution to the original problem is presented a notation is introduced, such that the solution can be written down efficiently. We then proceed to show that the assumptions made in the solution method are true and therefore there exist twelve orbits in Rubik’s cube. The proof for this is given in an elementary way. The proof is based on some ideas of group theory. Some formal concepts in group theory will also be explained in a section of the thesis.
Rubik’s cube can also be represented as a graph. From this point of view we will look at Cayley graphs and shortest paths as well as boundaries for those shortest paths. We will end this thesis with some variations on Rubik’s cube, to clarify the concepts already treated.

Terug naar boven


Deelnemer: Remy Spliet
Titel scriptie: Robust planning in distribution networks

A distribution network is often designed to be of use for a longer period of time. However as demand that is supposed to be distributed often behaves stochastically, it is hard to design a schedule that is applicable during the entire period. When demand turns out higher than expected at a certain point in time the original schedule is no longer valid. This problem is an instance of the stochastic vehicle routing problem that can often not be solved to optimality, or at least not within acceptable computing time. To increase the robustness of a network, thus lowering the number of deviations from the schedule made throughout a period, three strategies are suggested in this paper. First of all the manner of rescheduling when a schedule turns out to be infeasible is a crucial factor in the total number of deviations from the original schedule. A protocol is proposed that minimizes this.
Secondly several methods to allocate a buffer into every transportation vehicle are proposed. When demand turns out too high a buffer will accommodate for the increase. Using these buffering strategies turns a complex SVRP into a less complex VRP. Finally it is suggested to use multiple plannings in a period where the structure of demand alternates. This lowers the level of fluctuation from the expected level of demand and adds to the robustness of a network.

Terug naar boven


Deelnemer: Arno Weber
Titel scriptie: Portfolio Opportunity Distributions

In de scriptie onderzoek ik een nieuwe methode voor Performance Evaluatie van beleggingsmanagers. Het uitgangspunt is een manager die de opdracht heeft gekregen om een portefeuille, over een bepaalde periode, te beheren, en daarbij de nodige beperkingen op de samenstelling (mandaatregels) in acht moet nemen. Aan het einde van de periode levert dit een rendement op en vragen we ons af: is dit een goede prestatie of juist niet?
Om deze vraag te beantwoorden genereert de methode door middel van computersimulatie een groot aantal willekeurige portefeuilles die voldoen aan de mandaatregels, en worden de rendementen van de gesimuleerde portefeuilles berekend. Deze rendementen vormen een schatting van een kansverdeling: de Portfolio Opportunity Distribution (POD). Dit is de verdeling van het rendement, indien de manager de portefeuille volgens een willekeurige strategie zou beheren. Vervolgens gebruikt de methode de statistiek om het rendement dat de manager daadwerkelijk heeft behaald, te vergelijken met de POD.
In de scriptie besteed ik ook aandacht aan de traditionele methodes voor Performance Evaluatie. Deze zijn onderhevig aan diverse knelpunten waarvan de voornaamste zijn:

De POD methode elimineert al deze knelpunten. Immers, alle mandaatregels wegen mee, en met een snelle computer kunnen duizenden tot miljoenen datapunten worden getrokken.
Verder gaat een groot gedeelte van de scriptie in op de vraag hoe de simulatie uitgevoerd kan worden. Ik bespreek drie algoritmes voor dit probleem. Eén van deze algoritmes maakt gebruik van Markov-keten Monte Carlo, waarbij een stochastische wandeling op het toegelaten gebied (begrensd door de mandaatregels) zo is ontworpen, dat de limietverdeling de gewenste verdeling voor een random portefeuille oplevert. Tot slot pas ik de POD methode toe op een aantal reële portefeuilles, die beheerd worden door een grote Nederlandse vermogensbeheerinstelling.
De volledige scriptie is te lezen op: www.arnoweber.nl

Terug naar boven