Optimization of cooperative production schemes based on incentive mechanisms in an agro-business model

Abstract

"Efficient and fair agriculture is key to food security, sustainable growth and poverty reduction in developing countries. This research addresses decision processes in a multi-agent agro-industrial problem in the context of the Colombian post-war development. The challenge is to design production schemes that account for the individual interests of farmers, the shared interest of the farmer's cooperative, and the efficiency of the overall supply chain, considering prices that depend on production levels, which lead to a need for efficient coordination. We propose an optimization-based methodology, in which Mixed Integer Linear Programming (MILP) models are implemented to: first, satisfy scenarios that pursue individual farmer's interests (i.e., maximizing profits); second, design incentive schemes that exploit efficiency to incentivize farmers to adopt collectively beneficial policies without deterring individual benefits; third, include logistic cost savings due to cooperative work."-- Tomado del Formato de Documento de Grado

"Una agricultura eficiente y justa es clave para obtener seguridad alimentaria, el crecimiento sostenible y la reducción de la pobreza en los países en desarrollo. Esta investigación aborda los procesos de toma de decisiones para un problema agroindustrial con múltiples agentes en el contexto del desarrollo post-conflicto colombiano. El desafío es diseñar esquemas de producción que tengan en cuenta los intereses individuales de los agricultores, el interés compartido de la cooperativa de agricultores y la eficiencia de la cadena de suministro, considerando precios que dependen de los niveles de producción, lo que lleva a una necesidad de coordinación eficiente. Proponemos una metodología basada en optimización, en la que se implementan los modelos de Programación lineal en enteros mixta (MILP) para: primero, satisfacer los escenarios que consideran los intereses individuales de los agricultores (i.e., maximizar los beneficios); segundo, diseñar esquemas de incentivos que aseguren la eficiencia para incentivar a los agricultores a adoptar políticas que consideren beneficios colectivos sin afectar los beneficios individuales; tercero, incluir el ahorro de costos logísticos debido al trabajo cooperativo."-- Tomado del Formato de Documento de Grado