Planificación integral de cadenas de suministro basadas en producción de biocombustibles

Abstract

The present work address the optimal planning of supply chains focused to the biofuels production considering important aspects as the dynamic behavior, the response time of the supply chain, as well as the uncertainty associated to the supply chain. The first part consists of a case study for the optimal planning of the supply chain and the modelling for the dynamic behavior through a robust approach; which involves differential equations solved within the orthogonal collocation under finite elements. Results show that the inventory levels can be adjusted in order to satisfy the maximum demand; however, the product requirements cannot be satisfied completely because of the response time is not sufficient and the availability of raw material depends significantly of the horizon of the time. On the other hand, it is presented an approach to consider the uncertainty associated to the raw material price considering the net annual profit and the environmental objectives. This methodology is able to identify the main parts of the supply chain to select the topology with a minor number of changes in these stages. Additionally, it was identified that some raw materials can affect seriously the economic objective function. Finally, this work develops a systematic method to assess the financial risk for supply chains subject to uncertain raw material price. This method illustrates the cumulative probability for the net annual profit as well as a Pareto curve; which shows the tradeoff between the maximization of the expected value and the worst price.

El presente trabajo aborda la planificación óptima de cadenas de suministro enfocadas a la producción de biocombustibles considerando aspectos importantes como el comportamiento dinámico, el tiempo de respuesta de la cadena de suministro, así como la incertidumbre asociada a la cadena productiva. En un primer caso de estudio se aborda la planificación óptima de la cadena de valor y el modelado del comportamiento dinámico de una manera robusta mediante la solución de ecuaciones diferenciales por medio del método de colocación ortogonal sobre elementos finitos. Los resultados muestran que los niveles de inventario pueden ajustarse para satisfacer la máxima demanda posible; sin embargo, los requerimientos de producto no pueden ser cubiertos totalmente debido a que el tiempo de respuesta del sistema no es suficiente y la disponibilidad de materia prima depende fuertemente del valor del horizonte de tiempo considerado. Por otro lado, se presenta una metodología para tomar en cuenta la incertidumbre asociada al precio de la materia prima en la cadena de suministro considerando la ganancia anual y el impacto ambiental como funciones objetivo. Mediante ésta metodología fue posible identificar las etapas críticas de la cadena de valor con el fin de seleccionar la topología con un menor número de variaciones en éstas etapas críticas. Además, se identificaron las materias primas con mayor influencia en la función objetivo económica. Finalmente, se desarrolla un método sistemático para la evaluación del riesgo financiero en las cadenas de suministro bajo un precio de materia prima incierto. Durante éste método se muestran las curvas de probabilidad acumulada para la ganancia neta anual así como una curva Pareto que muestra el compromiso entre la maximización del valor esperado de ganancia y el peor valor dicha ganancia.