Quality by Design through multivariate latent structures

Abstract

La presente tesis doctoral surge ante la necesidad creciente por parte de la mayoria de empresas, y en especial (pero no unicamente) aquellas dentro de los sectores farmaceu-tico, quimico, alimentacion y bioprocesos, de aumentar la flexibilidad en su rango ope-rativo para reducir los costes de fabricacion, manteniendo o mejorando la calidad del producto final obtenido. Para ello, esta tesis se centra en la aplicacion de los conceptos del Quality by Design para la aplicacion y extension de distintas metodologias ya exis-tentes y el desarrollo de nuevos algoritmos que permitan la implementacion de herra-mientas adecuadas para el diseno de experimentos, el analisis multivariante de datos y la optimizacion de procesos en el ambito del diseno de mezclas, pero sin limitarse ex-clusivamente a este tipo de problemas. Parte I - Prefacio, donde se presenta un resumen del trabajo de investigacion realiza-do y los objetivos principales que pretende abordar y su justificacion, asi como una introduccion a los conceptos mas importantes relativos a los temas tratados en partes posteriores de la tesis, tales como el diseno de experimentos o diversas herramientas estadisticas de analisis multivariado. Parte II - Optimizacion en el diseno de mezclas, donde se lleva a cabo una recapitu-lacion de las diversas herramientas existentes para el diseno de experimentos y analisis de datos por medios tradicionales relativos al diseno de mezclas, asi como de algunas herramientas basadas en variables latentes, tales como la Regresion en Minimos Cua-drados Parciales (PLS). En esta parte de la tesis tambien se propone una extension del PLS basada en kernels para el analisis de datos de disenos de mezclas, y se hace una comparativa de las distintas metodologias presentadas. Finalmente, se incluye una breve presentacion del programa MiDAs, desarrollado con la finalidad de ofrecer a sus usuarios la posibilidad de comparar de forma sencilla diversas metodologias para el diseno de experimentos y analisis de datos para problemas de mezclas. Parte III - Espacio de diseno y optimizacion a traves del espacio latente, donde se aborda el problema fundamental dentro de la filosofia del Quality by Design asociado a la definicion del llamado 'espacio de diseno', que comprenderia todo el conjunto de posibles combinaciones de condiciones de proceso, materias primas, etc. que garanti-zan la obtencion de un producto con la calidad deseada. En esta parte tambien se trata el problema de la definicion del problema de optimizacion como herramienta para la mejora de la calidad, pero tambien para la exploracion y flexibilizacion de los procesos productivos, con el objeto de definir un procedimiento eficiente y robusto de optimiza-cion que se adapte a los diversos problemas que exigen recurrir a dicha optimizacion. Parte IV - Epilogo, donde se presentan las conclusiones finales, la consecucion de objetivos y posibles lineas futuras de investigacion. En esta parte se incluyen ademas los anexos.; Aquesta tesi doctoral sorgeix davant la necessitat creixent per part de la…