Categoría: Gestión de la Cadena de Suministro

Gestión de la Cadena de Suministro en la Gestión de Operaciones o Supply Chain Management (SCM). Efecto Látigo. Problemas de Distribución y Logística.

Optimización de una Red Logística de Transporte y Localización de Centros de Distribución

Los problemas de optimización que modelan el desempeño de una red logística o cadena de suministro admiten distintas extensiones que permiten representar la particularidad de distintos escenarios. Es así como en el Blog hemos abordado anteriormente el Problema de Transporte que simplemente aborda el transporte de productos desde oferentes a demandantes al mínimo costo y una extensión al mismo como el Problema de Transporte con Transbordo que incorpora intermediarios en dicho proceso con un objetivo similar. En el siguiente artículo se propone un problema de transporte con transbordo que incorpora adicionalmente la decisión de utilizar centros de distribución que operan como intermediarios entre los oferentes (plantas) y los demandantes (mercados).

Una compañía tiene una red logística que consta de dos plantas y dos centros de distribución (CD). Una de las plantas tiene una capacidad de producción de 150.000 unidades semanales y la otra de sólo 95.000 unidades semanales. Por otra parte la capacidad de despacho en cada ruta es de 65.000 unidades semanales (por ejemplo de la primera planta al segundo CD no se pueden enviar más de 65.000 unidades, lo mismo ocurre desde cualquier CD a cualquier mercado).

La compañía debe entregar sus productos semanalmente en tres mercados diferentes con demandas de 50.000, 80.000 y 45.000, respectivamente (no considerar el valor de demanda de 35.000 para el Mercado 2 que se observa en la imagen a continuación). El siguiente diagrama muestra los costos unitarios de transporte entre las distintas ubicaciones (por ejemplo el costo de transportar una unidad de la planta 1 al centro de distribución 2 cuesta $5).

diagrama-red-logistica

Existe un costo fijo semanal por concepto de arriendo asociado a utilizar un centro de distribución correspondiente a $2.000 y $3.000, para el centro de distribución 1 y 2, respectivamente. El pago de dicho costo fijo habilita al centro de distribución para recibir productos de las plantas y despachar productos a los mercados (en caso de no asumir el costo fijo de un centro de distribución, éste no se podrá utilizar).

Formule y resuelva un modelo de optimización que permita escoger la política de producción y transporte de los productos, además del arriendo de centros de distribución que minimice los costos totales.

Variables de Decisión:

variables-red-logistica

Parámetros:

parametros-red-logistica

Función Objetivo: Se desea minimizar los costos totales asociados a la logística de transporte desde las plantas a los centros de distribución, como de éstos hacia los mercados. Adicionalmente los costos de arriendo de los centros de distribución que se decidan utilizar.

funcion-red-logistica

Restricciones:

Capacidad de Producción de las Plantas (Semanal): la cantidad de unidades que puede enviar cada planta a los distintos centros de distribución no puede superar la capacidad de producción de la respectiva planta.

capacidad-de-las-plantas-lo

Disponibilidad de los Centros de Distribución: un centro de distribución puede recibir unidades desde las plantas en la medida que se decida su utilización (arriendo). En dicho caso se podrá recibir como máximo 130.000 unidades (2*M), en caso contrario no recibe nada.

disponibilidad-de-los-centr

Demanda de los Mercados: cada mercado debe recibir las unidades que demanda semanalmente desde los centros de distribución.

demanda-mercados-red-logist

Máximo a Despachar en cada Ruta: en cada ruta (combinación de transporte de una planta a un centro de distribución o de un centro de distribución a un mercado) no se podrá enviar más de 65.000 unidades (representado por el parámetro M).

capacidad-ruta

Balance en los Centros de Distribución: la cantidad de unidades que recibe un centro de distribución desde las plantas debe ser igual a las unidades que éste envíe a los mercados.

balance-centros-de-distribu

No Negatividad: se debe respetar las no negatividad para las variables de decisión continuas que representan la logística de transporte (eventualmente se podría exigir adicionalmente que adopten valores enteros)

no-negatividad-logistica

La implementación del problema anterior haciendo uso de OpenSolver, permite alcanzar los resultados que se observan a continuación:

opensolver-red-logistica

En la solución óptima de este problema de red logística de transporte y localización de centros de distribución se deben arrendar los 2 centros de distribución. La planta 1 produce 110.000 unidades semanales de las cuales envía 65.000 al centro de distribución 1 y 45.000 unidades al centro de distribución 2. Por otra parte la planta 2 produce sólo 65.000 unidades las cuales envía en su totalidad al centro de distribución 2. El centro de distribución 1 envía 50.000 unidades al mercado 1 y 15.000 unidades al mercado 2 (en el caso del centro de distribución 2, éste envía 65.000 y 45.000 unidades al mercado 2 y 3, respectivamente). Se puede apreciar que se satisfacen las condiciones anteriormente expuestas y se minimiza el costo total semanal que corresponde a $790.000 (valor óptimo).

¿Quieres tener el archivo Excel con la implementación computacional en Solver de este ejemplo?

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Qué es el Efecto Látigo o Bullwhip Effect en la Gestión de la Cadena de Suministro (SCM)

El Efecto Látigo conocido también como Bullwhip Effect es el fenómeno en el cual pequeñas variaciones en la demanda inducen progresivamente hacia mayores variaciones cuando se avanza hacia atrás en la Cadena de Abastecimiento. Dichas variaciones se amplifican cuando nos vamos alejando del consumidor final. El Efecto Látigo ha sido bien documentado desde la década del 50, donde Jay Forrester, padre de la dinámica de sistemas, ilustro el efecto en una serie de casos mediante simulación, en los que concluyo que las políticas y prácticas que adopta una empresa pueden tener efectos indeseables que se propagan a través del tiempo.

En la actualidad el Efecto Látigo es elemento de análisis en cursos de pregrado y postgrado en carreras de Ingeniería Industrial, Ingeniería Comercial, MBA y otros programas afines. En este contexto para poder explicar estos conceptos desde una perspectiva práctica se suele realizar una actividad denominada el «Juego de la Cerveza» en el cual se simula una cadena de suministro con un fabricante, un mayorista, un distribuidor y un detallista, donde cada uno vende cerveza. Cada eslabón o participante de la cadena de suministro toma decisiones de qué y cuánto comprar sin consultar a los demás participantes, confiando exclusivamente de la información que recibe de sus respectivos clientes. Lo anterior constituye un supuesto razonable dado que frecuentemente la única forma de comunicación de un cliente con su proveedor es a través de la emisión de un pedido o nota de pedido.

Ejemplo del Efecto Látigo o Bullwhip Effect

El equipo de fútbol de una pequeña ciudad ha ganado el prestigioso campeonato regional que se juega mensualmente frente a equipos de otras ciudades cercanas. Para celebrar esta importante victoria realizaran una fiesta para la cual requieren comprar cervezas, para ello se dirigen a la tienda del detallista y compran todas las cervezas que éste tenia (que sólo eran 10). Como lo anterior no fue suficiente el equipo se dirige a otros detallistas y compraron todas las cervezas que pudieron. Averiguando entre ellos los detallistas estimaron que la cantidad de cerveza que se compraron en total para la fiesta eran 100 unidades, luego cada uno de ellos pensó que sería una buena estrategia pedir 100 unidades al mayorista para el próximo mes dado que de esta forma si el equipo de fútbol requiere cervezas nuevamente no deberían tener problemas en poder abastecerlos de forma exclusiva.

Como consecuencia el mayorista recibió pedidos abultados de cervezas: antes pedían 10 unidades al mes, ahora 100. Si 10 comerciantes detallistas pedían 10 al mes, entonces el requerimiento es de 100 unidades, por el contrario si ahora piden 100 unidades al mes se necesitan 1.000 unidades!. Por ello el mayorista se ve tentado a realizar un pedido de 1.500 cervezas al distribuidor.

El distribuidor se sorprende de este pedido por parte del mayorista. Piensa que sería una buena estrategia aumentar su pedido al fabricante para evitar tener quiebres de stock y satisfacer de esta forma íntegramente la demanda del mayorista, para ello pide 3.000 cervezas a la fábrica.

Finalmente en la fábrica reciben el pedido de 3.000 cervezas. La cerveza es uno de los productos que tiene el mayor margen de comercialización para la fábrica. El Gerente de Operaciones determina que será necesario producir 5.000 cervezas para enfrentar el pedido del distribuidor con el objetivo de tener capacidad de respuesta si los requerimientos por parte de éste se incrementan.

Las varianzas en los pedidos se amplifican a medida que se retrocede en la cadena de suministro. Es decir, pequeñas variaciones al comienzo de la cadena (por ejemplo minorista o detallista) se transforman en grandes variaciones al final (fabricante).

efecto látigo

¿Por qué ocurre el Efecto Látigo?. Existen varias opiniones al respecto. Algunos autores como Sterman explican el fenómeno como un comportamiento irracional por parte de los actores de la cadena, lo cual estaría gatillado por erróneas percepciones del feedback. En contraste Hau Lee postula que cada actor intenta optimizar su parte, pero en perspectiva de la cadena lo único que logra es un óptimo local.

¿Cómo mitigar el Efecto Látigo?. No es una pregunta de simple respuesta. Existen diversos enfoques que se pueden utilizar de forma complementaria para dicho propósito, a saber:

  1. Reducir la variación, tratando de eliminar factores ajenos a la demanda de los clientes.
  2. Diferenciar entre stock de reposición, stock de seguridad y stock para pedidos especiales.
  3. Limitar la cantidad de actores que pueden hacer pedidos.
  4. Construir capacidad de respuesta.