establecimiento de una red de distribuciìn eficiente en terminos

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)
INGENIERO INDUSTRIAL
ESTABLECIMIENTO DE UNA RED DE DISTRIBUCIÓN EFICIENTE
EN TERMINOS DE COSTES OPERACIONALES.
Autor: Castillo Pérez-Aubá, Javier
Director: Chien, Steven
Entidad colaboradora: NJIT.-New Jersey Institute of Technology
RESUMEN DEL PROYECTO.
El Proyecto pretende ser una propuesta de máxima practicidad acerca de qué pasos
afrontar a la hora de establecer una red de distribución eficiente en un área geográfica
determinada. El sistema seguido consiste en determinar una metodología general y
demostrar su practicidad con un caso: El área seleccionada ha sido el área comercial
entre las ciudades de Newark y New York (EE.UU.)
Una red de distribución normal consta de una red troncal que da servicio a otras redes
denominadas capilares. Dicha red troncal consta de diferentes rutas delimitadas por
nodos de inicio y fin. Cada nodo final sirve luego como foco de distribución a destinos
finales a través de la red capilar.
Los costes que toda empresa incurre a la hora de dirigir una red de distribución son
conocidos como los costes operacionales de dicha red de distribución, y principalmente
pueden agruparse en dos: costes asociados a la mano de obra y costes asociados al
consumo de carburante. La posibilidad de hacer rentable la red de distribución, y de
poder ofrecer precios competitivos, depende ampliamente de poder reducir dichos
costes.
En la primera parte del proyecto se ofrece una metodología para determinar la
localización óptima de los nodos que definen las rutas de la red de distribución troncal.
Se considerará óptima la localización desde la cual la distancia media de acceso a los
principales destinos finales de la red capilar sea mínima. Se considerá que dicho lugar
se encuentra en el centroide del lugar geométrico definido por los principales destinos.
La segunda parte del proyecto ofrece unas metodologías que permiten determinar la
estrategia óptima de asignación de rutas a vehículos con el objetivo de minimizar dichos
costes operacionales.
Se trata de problemas de optimización combinatoria para los que comúnmente se ha
recurrido a dos tipos de algoritmos para su resolución: Algoritmos Exactos y
Algoritmos Heurísticos. La conveniencia de uso de uno u otro se justifica a partir del
tiempo computacional requerido para su resolución.
Por regla general, las líneas de distribución troncales son fijas en el tiempo, mientras
que las líneas de distribución capilares varían constantemente ya que la demanda de
destinos finales nunca es constante. Basándose en este hecho, el autor se decanta por un
algoritmo exacto para la resolución de la red troncal, y por un algoritmo heurístico para
la resolución de la red capilar.
Un algoritmo exacto es un algoritmo que consiste en encontrar la solución exacta a un
problema perfectamente definido. En problemas de optimización combinatoria esto
implica encontrar la solución óptima. Por el contrario, un algoritmo heurístico consiste
en aproximarse a través de un proceso iterativo a la solución final, sin tener que ser la
solución encontrada la solución óptima. Lógicamente, la solución encontrada mediante
el algoritmo exacto es la más adecuada, pero el mayor tiempo de computación necesario
para llegar a esta solución hace que decantarse por un algoritmo heurístico cobre sentido
según el caso.
A través del algoritmo exacto se estudiarán dos escenarios reales, y la solución será el
número mínimo de vehículos necesarios para hacer frente a la demanda, y la asignación
de rutas en el tiempo a dichos vehículos.
A través del algoritmo heurístico se plantea el problema de estrategia más común en las
redes de distribución capilares. Este problema es: Dados X destinos próximos entre
ellos, donde todos los destinos deben ser visitados una vez, ¿qué orden de visitas debe
seguir el vehículo para poder minimizar los costes operacionales?
Dada la practicidad pretendida por el autor, en esta segunda parte se ofrecen propuestas
acerca de cómo definir las variables y constantes que luego son necesarias en la
resolución de los algoritmos. Algunas de estas variables o constantes son: obtención de
datos de tiempo y distancia, obtención de costes, cómo elegir el modelo de vehículo
más apropiado para el desempeño de la red,...
Los resultados obtenidos verifican la conveniencia de resolver el asunto de la
coordinación de vehículos en una línea de distribución a través de un algoritmo exacto
cuando se trata de una línea de distribución troncal, y sin embargo, la mayor utilidad de
utilizar un algoritmo heurístico cuando se trata de una red de distribución capilar.
Como conclusión, destacar que la gran practicidad pretendida por el autor se cumple a
lo largo de todo el proyecto. Una empresa que desea implantar una nueva línea de
distribución en un área geográfica dada, tiene en este proyecto una guía que puede
resultar muy útil para afrontar los siguientes pasos de una manera eficaz en término de
costes operacionales.
UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)
INDUSTRIAL ENGINEERING
ESTABLECIMIENTO DE UNA RED DE DISTRIBUCIÓN EFICIENTE
EN TERMINOS DE COSTES OPERACIONALES.
Author: Castillo Pérez-Aubá, Javier
Director: Chien, Steven
Entity participant: NJIT.-New Jersey Institute of Technology
SUMMARY OF THE PROJECT.
The Project intends to be a proposal of maximal practicity that suggests which are the
key steps to be taken when establishing an entire distribution network in a given
geographic area.
For every issue analized, a general methodology is proposed, and its practicity is shown
through a case study: The area selected along the entire project is the commercial area
between Newark and New York City (EE.UU.).
A general distribution network consists of a Main Network upon which other Capillary
Networks are focused. The Main Network is defined by different routes delimited by
starting and ending nodes. Every node is a load/unload terminal and therefore comes up
to be a focus of distribution for the final destinations through the Capillary Network.
The costs incurred by a company when performing a distribution work are known as the
operational costs of the given distribution network, and can be generally gathered into
two groups: costs associated to the labour required, and costs associated to the fuel
consumption. Making profitable a distribution network and being able to offer
competitive prices, strongly depends on the possibility of reducing the operational costs
incurred.
Along the first part of the project, a methodology is suggested to determine the optimal
location of the nodes that define the routes of the Main distribution Network.
It is considered as optimal that location from which the average access distance to the
main final destinations is minimal. That place is considered to be the centroid of the
geometric place defined by the main final destinations.
The second part of the project intends to provide a methodology to find out which
optimal strategy of routes assignments minimizes the total operational costs.
These are problems classified as Combinatory Optimization problems and the are two
sorts of algorithms frequently used for their resolutions: Exact Algorithms and Heuristic
Algorithms. The convenience is justified by analizing the computational time required
by each one.
As a general rule, the Main distribution Networks are fixed over the time, whereas the
Capillary distribution networks vary continually since the demand is never fixed over
the time.
Considering this fact, the author applies an exact algorithm for the resolution of the
Main distribution Network and an heuristic algorithm for the resolution of the Capillary
distribution Network.
Through the exact algorithm, two real scenarios will be studied, and the solution
requested is the minimum number of vehicles required to perform the jobs, and the
optimal match routes-vehicles over the time.
Through the heuristic algorithm, the author solves the most common strategy problem
faced by the capillary networks. This problem is: Given X final destinations that have to
be visited once, which is the the proper order that must be followed by the vehicle in
order to minimize the operational costs?
Due to the practicity sought by the autor, some proposals are suggested about how to
define those variables and constants needed to solve the assignation problem.
Some of these variables and constants are: time and distance data collection, costs
calculations, selection of the model of vevicle most appropiate according to the network
given, ...
The results obtained verify that though both the exact algorithm and the heuristic
algorithm are very useful for combinatory optimization problems, applying the exact
algorithm is more convenient when a Main distribution network is being studied
whereas the application of the heuristic algorithm is more convenient when a capillary
network is being studied due to the fact that the strategy of coordination of vehicles for
a Main distribution network is fixed whereas the strategy for a capillary network is
extremly variable.
To conclude, it is important to highlight that the practicity sought by the author is
achieved all along the project. A company that intends to establish a new distribution
network would find this project a very useful guide to take the followinf steps in a more
efficient way.