Elementos de la Teoría de la Cadena de Suministro

Este elemento es una ampliación de los cursos y guías de Lawi. Ofrece hechos, comentarios y análisis sobre este tema. [aioseo_breadcrumbs] Este texto presenta la metodología y los principales elementos que conforman los fundamentos de la gestión de la cadena de suministro y también demuestra cómo los desarrollos recientes se basan en modelos clásicos. El contenido se centra en los aspectos estratégicos, tácticos y operativos de la gestión de la cadena de suministro y cubren una amplia gama de temas, desde el pronóstico, la gestión de inventarios y la ubicación de las instalaciones hasta el transporte, la flexibilidad de los procesos y las subastas.

Se explora el transporte (vendedores ambulantes y problemas de enrutamiento de vehículos), modelos de cadenas de suministro integradas y aplicaciones de la teoría de la cadena de suministro. También temas como los modelos de aprendizaje de máquinas para el pronóstico, la optimización cónica para la ubicación de instalaciones, un modelo de múltiples proveedores para la incertidumbre de la oferta, y un análisis teórico de las subastas.

Subastas

Las subastas existen desde hace siglos y el análisis matemático de las subastas se remonta a décadas atrás. Las subastas para consumidores como eBay se han convertido en nombres muy conocidos, pero las subastas entre empresas han crecido aún más rápidamente.Entre las Líneas En una subasta inglesa, hay un conjunto de licitadores, cada uno de los cuales puja por un solo artículo.Entre las Líneas En la subasta combinatoria, el vendedor asigna paquetes para maximizar sus ingresos basándose en las pujas. Este tema trata sobre un mecanismo de subasta en el que resulta beneficioso para los agentes pujar de forma veraz. La subasta se llama la subasta Vickrey-Clarke-Groves (VCG), en honor a los investigadores que la propusieron y la estudiaron. El tema introduce una condición de submodularidad que garantiza que el vector de pago de VCG se encuentra en el núcleo, y por lo tanto toda la coalición no se romperá. Finalmente, el tema discute brevemente una condición sobre las preferencias de los oferentes que asegura que la condición de submodularidad se mantenga, y por lo tanto que las debilidades discutidas en el tema nunca ocurran. Ver más información sobre las subastas en esta plataforma digital.

Modelos de inventario determinantes

Como todos los modelos matemáticos, los modelos de inventario deben equilibrar dos factores que compiten entre sí: el realismo y la trazabilidad. Este tema discute los modelos deterministas, primero un modelo de revisión continua, el modelo de cantidad de orden económico (EOQ), tal vez el modelo matemático de inventario más antiguo y conocido, y algunas de sus extensiones; y luego un modelo de revisión periódica, el modelo de Wagner-Whitin. El problema de la EOQ es uno de los modelos de inventario más antiguos y fundamentales; fue introducido por primera vez por Harris. El tema trata sobre las políticas de potencia de dos, en las que se requiere que el intervalo de orden sea un múltiplo de potencia de dos de algún período base. También se discute una variante del modelo de EOQ que permite que la tasa de producción sea finita y, por lo tanto, es más aplicable a los ajustes de fabricación. (Tal vez sea de interés más investigación sobre el concepto). Se conoce como el modelo de cantidad de producción económica. De manera similar al modelo EOQ, el modelo de Wagner-Whitin asume que la demanda es determinante, que hay un costo (o coste, como se emplea mayoritariamente en España) fijo para hacer un pedido, y que no se permiten los desabastecimientos. Vea más información sobre los Modelos de Inventario Determinístico en esta plataforma digital.

Introducción

La gestión de la cadena de abastecimiento cuesta a las empresas cerca de 1,5 billones de dólares al año solo en los Estados Unidos, lo que representa cerca del 8% del producto interno bruto. Estas prácticas incluyen una gran variedad de tareas, como la previsión, la planificación (véase más en esta plataforma general) de la producción, la gestión del inventario, la ubicación del almacén, la selección de proveedores, la adquisición y el envío. Se han desarrollado modelos matemáticos para analizar y optimizar cada una de estas prácticas. El modelo ideal de gestión de la cadena de suministro optimizaría globalmente cada aspecto de la cadena de suministro, pero tal modelo es imposible tanto por las dificultades de modelar matemáticamente algunos aspectos de la cadena de suministro como por el hecho de que el modelo resultante sería demasiado grande y complejo de resolver.

Indicaciones

En cambio, los modelos de la cadena de suministro se centran típicamente en la optimización local de un elemento de la cadena de suministro o en la integración de dos o más aspectos de la cadena de suministro, generalmente con menos detalle. Es conveniente pensar en tres niveles de decisiones de gestión de la cadena de suministro: estratégico, táctico y operativo. Ver más información sobre Introducción en esta plataforma digital.

Aplicaciones de la Teoría de la Cadena de Suministro

La gestión de la cadena de suministro es uno de los dominios en los que las herramientas de investigación operativa (IO) se aplican más ampliamente y con mayor éxito.

Puntualización

Sin embargo, en las últimas décadas, la teoría de la gestión de la cadena de suministro ha madurado hasta el punto de que ahora se aplica a otras industrias y áreas de aplicación, incluyendo la energía, la atención sanitaria, la ayuda en caso de desastre, el medio ambiente y las operaciones sin fines de lucro.Entre las Líneas En este tema se analizan algunas de las formas en que los instrumentos de la teoría de la cadena de suministro se han aplicado a algunas de estas áreas. Históricamente, las redes eléctricas han funcionado como las últimas cadenas de suministro justo a tiempo, sin inventario y con una entrega casi instantánea de los bienes. El sistema de atención sanitaria está formado por un gran número de partes individuales: hospitales, médicos, aseguradoras, empresas farmacéuticas y de dispositivos, pacientes, etc., con objetivos a menudo contradictorios. El socorro en casos de desastre, la seguridad nacional, la planificación (véase más en esta plataforma general) de los servicios públicos y otros tipos de operaciones del sector público se han convertido en importantes aplicaciones de la teoría de la organización y de la cadena de suministro en particular. Ver más información sobre Aplicaciones de la Teoría de la Cadena de Suministro en esta plataforma digital.

Contratos de la Cadena de Suministro

Las cadenas de suministro están típicamente compuestas por múltiples actores, cada uno con objetivos en competencia. Este tema introduce algunos tipos de contratos que coordinan el modelo de proveedor de noticias, y revisa algunos conceptos importantes de la teoría de juegos. La literatura sobre la coordinación de la cadena de suministro se basa en gran medida en la teoría del juego. El objetivo de la coordinación de la cadena de suministro es cambiar la estructura de los pagos para que el equilibrio de Nash sea también óptimo para Pareto. Los contratos de la cadena de suministro son un tipo de juego diferente, a saber, un juego de Stackelberg, en el que un jugador elige una estrategia primero y luego el otro jugador elige una.Entre las Líneas En este tema se examinan los problemas de optimización del minorista y del proveedor y se analiza lo cerca que está el contrato de precio al por mayor de coordinar la cadena de suministro. También discute el contrato de flexibilidad de cantidad. El contrato de flexibilidad de cantidad coordina la cadena de suministro desde el extremo del minorista. [rtbs name=”minorista”] Vea más información sobre los contratos de la cadena de suministro en esta plataforma digital.

Pooling y flexibilidad

Los modelos de inventario estocástico asumen que el inventario es la única herramienta para mitigar la incertidumbre.Entre las Líneas En contraste, este tema examina la mitigación de la incertidumbre utilizando otros medios. El tema trata sobre la agrupación de riesgos, en la que las personas combinan físicamente los inventarios utilizados para satisfacer múltiples flujos de demanda, almacenándolos juntos en el mismo almacén. Se discute una estrategia llamada posposición, en la cual las personas diferencian los productos más tarde en su proceso de manufactura. El tema también analiza un modelo para decidir cuánto inventario se debe mantener en un minorista determinado, anticipando que los transbordos hacia o desde ese minorista pueden ocurrir más tarde en el período. La flexibilidad puede proporcionar a una empresa una ventaja competitiva al permitirle reaccionar rápidamente a los cambios en los patrones de demanda y en las condiciones de la oferta. El tema describe un algoritmo de relajación de Lagrange para resolver el modelo de diseño de flexibilidad del proceso. Vea más información sobre Pooling y Flexibilidad en esta plataforma digital.

El problema de enrutamiento de vehículos

El problema de enrutamiento de vehículos (VRP) tiene que ver con la optimización de un conjunto de rutas, todas empezando y terminando en un nodo dado (llamado el depósito), para servir a un conjunto determinado de clientes. Este tema discute varias heurísticas de construcción para el VRP, y heurísticas de mejora. La heurística (aprender del descubrimiento, y la experimentación; a veces se utiliza un concepto abstracto) de ahorro de Clarke?Wright es una de las heurísticas más conocidas para el VRP. El VRP se utiliza para modelar entregas de menos de un camión, en las que un solo vehículo entrega mercancías a múltiples nodos del cliente antes de volver al depósito. Eilon et al. proponen un algoritmo de programación dinámica para el VRP. El PRV es un problema de optimización combinatoria particularmente difícil, debido a la necesidad de tomar decisiones simultáneas sobre la agrupación y el enrutamiento. El tema considera los límites que relacionan el valor objetivo óptimo de la función para una instancia de VRP con el de la correspondiente instancia del problema del vendedor ambulante. También se comentan algunas de las extensiones de la planificación (véase más en esta plataforma general) de necesidades más importantes que se han desarrollado. Véase más información sobre El problema de las rutas de vehículos en esta plataforma digital.

Modelos de localización de instalaciones

Este tema comienza discutiendo un modelo clásico de localización de instalaciones, el problema de localización de cargas fijas sin capacidad (UFLP). El UFLP y sus descendientes se han desplegado más ampliamente en la gestión de la cadena de suministro que quizás cualquier otro modelo de localización. (Tal vez sea de interés más investigación sobre el concepto). Una de las razones de ello es que el UFLP es muy flexible y, aunque es difícil de manejar, se presta a una variedad de métodos de solución efectivos. Otra razón es que el UFLP incluye costos (o costes, como se emplea mayoritariamente en España) explícitos tanto para los elementos clave del problema – instalaciones y servicio al cliente – y por lo tanto es muy adecuado para las aplicaciones de la cadena de suministro.Entre las Líneas En este tema se analizan otros modelos denominados “minisum” (en particular, el problema p-mediano y una versión capacitada de la UFLP), y se examinan los modelos de cobertura (incluidos el p-centro, la cobertura de conjuntos y los problemas de cobertura máxima). También se examinan brevemente una variedad de otros problemas de localización de instalaciones deterministas y se introducen modelos estocásticos y robustos para la localización de instalaciones en condiciones de incertidumbre. El tema luego discute los modelos para el diseño de redes. Vea más información sobre los modelos de ubicación de instalaciones en esta plataforma digital.

Modelos de Inventario Estocásticos: Revisión continua

Este tema considera un ajuste similar al modelo de cantidad de orden económico (EOQ) pero con demanda estocástica. La demanda media por año es de ?. La posición del inventario es monitoreada continuamente, y los pedidos pueden ser hechos en cualquier momento. El tema se centra en el caso en el que las demandas tienen una distribución continua. Se discute un modelo exacto para este problema, varias aproximaciones comunes, y el modelo exacto para probar algunas propiedades importantes de la solución óptima y su relación con la cantidad de pedidos económicos con pedidos atrasados (EOQB). La EOQB proporciona una aproximación de una política (r, Q). El tema considera la EOQB como un caso especial de una política (r, Q) obtenida asumiendo que la demanda de los plazos de entrega es determinante. Utiliza esta relación para comparar los parámetros óptimos (r, Q) y su costo (o coste, como se emplea mayoritariamente en España) esperado resultante con los del modelo de EOQB. El tema también discute un modelo exacto con demandas discretas. Vea más información sobre los modelos de inventario estocástico: Revisión continua en esta plataforma digital.

Modelos de Inventario Estocástico: Revisión periódica

Modelos de Inventario Estocástico: Revisión Periódica

Este tema considera los modelos de inventario en los que la demanda es estocástica. Se centra en los modelos de revisión periódica. El tema considera primero los problemas con costos (o costes, como se emplea mayoritariamente en España) fijos no nulos y luego los problemas con costos (o costes, como se emplea mayoritariamente en España) fijos no nulos. Se asume que las demandas no satisfechas están atrasadas. El tema discute la suposición de ventas perdidas. Introduce dos conceptos importantes en la teoría del inventario estocástico: stock cíclico y stock de seguridad. Una política de stock base es óptima para el problema de período único sin costes (o costos, como se emplea mayoritariamente en América) fijos. El tema examina cómo determinar las s y S óptimas para los casos de período único, horizonte finito y horizonte infinito por separado. El modelo de horizonte finito con costos (o costes, como se emplea mayoritariamente en España) fijos no nulos puede resolverse mediante una modificación directa del modelo de programación dinámica para el caso de costo (o coste, como se emplea mayoritariamente en España) fijo nulo. El tema presenta pruebas formales para los casos de período único y de horizonte finito, pero solo indica el resultado sin pruebas para el caso de horizonte infinito. Vea más información sobre los Modelos de Inventario Estocástico: Revisión periódica en esta plataforma digital.

El Problema del Vendedor Viajero

Este tema cubre un aspecto importante de las decisiones relacionadas con el transporte que una empresa debe tomar, a saber, el enrutamiento de los vehículos entre los lugares que deben visitar. Se discute el famoso problema del vendedor viajero (TSP). El TSP es quizás el problema de optimización combinatoria más conocido y ha sido estudiado intensamente por investigadores en gestión de la cadena de suministro, investigación de operaciones, informática y otros campos. El tema también discute los algoritmos exactos para el TSP, y la heurística (aprender del descubrimiento, y la experimentación; a veces se utiliza un concepto abstracto) de construcción para el TSP. El tema considera heurísticas de mejora para el TSP que comienzan con un recorrido completo y realizan operaciones en él para tratar de hacerlo más corto. El primer algoritmo de ramificación para el TSP fue el algoritmo de ramificación y unión propuesto por Little et al; de hecho, su trabajo fue el primero en introducir el término de ramificación y unión. (Tal vez sea de interés más investigación sobre el concepto). La heurística (aprender del descubrimiento, y la experimentación; a veces se utiliza un concepto abstracto) encuentra un recorrido euleriano y lo convierte en un recorrido del TSP mediante un atajo, exactamente como en la heurística (aprender del descubrimiento, y la experimentación; a veces se utiliza un concepto abstracto) del árbol de expansión mínima. Vea más información sobre el Problema del Vendedor Viajero en esta plataforma digital.

Previsión y Modelado de la Demanda

Este tema examina las técnicas de modelado de la demanda que pueden utilizarse para predecir la demanda de nuevos productos o de productos que no tienen muchos datos históricos. Se introducen algunas de las principales técnicas de aprendizaje de máquinas para la predicción de la demanda. Los métodos clásicos de predicción utilizan el historial de demanda anterior para generar un pronóstico. Algunos de los métodos, como la media móvil y el suavizado exponencial, suponen que los patrones de demanda del pasado continuarán en el futuro, es decir, que no hay ninguna tendencia presente. El alisamiento exponencial triple puede utilizarse para pronosticar demandas que exhiben tanto una tendencia como una estacionalidad. La medida más básica de la precisión del pronóstico es el error de pronóstico. La reacción del equipo de pronósticos fue bastante diferente cuando el autor discutió el modelo de difusión de Bass, el método del indicador de plomo, y los modelos de elección, que están diseñados para tener en cuenta los ciclos de vida cortos y otros factores importantes. Vea más información sobre el pronóstico y el modelado de la demanda en esta plataforma digital.

El Efecto Bullwhip

Este tema explica las cuatro causas del efecto bullwhip (BWE): el procesamiento de la señal de demanda (cuando se desconocen los parámetros de la demanda y, por lo tanto, se deben utilizar técnicas de predicción para estimarlos), el juego del racionamiento (cuando la oferta es limitada), la agrupación de pedidos (cuando hay un coste (o costo, como se emplea mayoritariamente en América) fijo por el pedido) y la especulación de precios (cuando el precio de compra puede cambiar con el tiempo). Se discuten modelos matemáticos que explican estas causas y demuestran que se producen incluso cuando cada jugador de la cadena de suministro es un “optimizador” racional. El tema modela la agrupación de pedidos asumiendo que un minorista determinado no hará un pedido en cada período de tiempo. A continuación, se discuten las estrategias para reducir el BWE. El tema también sugiere que compartir la información sobre la demanda en el punto de venta con los miembros de la cadena de suministro ascendente reduce la EBA. Examina además la medida en que compartir la información sobre la demanda con los miembros de la cadena de suministro ascendente puede reducir o eliminar las EMP. Véase más información sobre el Efecto Bullwhip en esta plataforma digital.

Modelos de Cadena de Suministro Integrada

Este tema explora tres tipos de modelos de cadena de suministro integrada: ubicación-inventario, ubicación-ruta, y ubicación-ruta. Cubre un modelo de localización-inventario de forma exhaustiva, incluyendo detalles sobre las formulaciones matemáticas, los enfoques de solución y las propiedades analíticas, y considera algunas formulaciones básicas y posibles variaciones de los problemas de localización-ruta e inventario-ruta. Las decisiones de localización y enrutamiento están estrechamente relacionadas, ya que ambas dependen de las relaciones espaciales entre las instalaciones y los clientes. El tema considera el diseño de una cadena de suministro de tres quilates que consiste en uno o más proveedores, centros de distribución (DC) y minoristas. [rtbs name=”minorista”] La solución basada en el problema de la ubicación de carga fija no capacitada (UFLP) incluye ocho minoristas asignados a centros de distribución que no son su centro de distribución abierto más cercano. El modelo de ubicación de la hoja de ruta combina elementos del UFLP y del problema de la hoja de ruta del vehículo (VRP). Los problemas de hoja de ruta para inventario combinan la planificación (véase más en esta plataforma general) de necesidades de material con los problemas de gestión de stocks. Véase más información sobre los modelos de cadena de suministro integrada en esta plataforma digital.

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

Modelos de Inventario Multiechelon

En este tema se revisan los modelos de optimización de inventario para sistemas multiechelon con envíos realizados entre las etapas. Las redes multiechelon pueden estructurarse de varias maneras, y la topología de la red juega un papel importante en la determinación de cómo se analiza y optimiza el sistema.Entre las Líneas En un sistema de montaje, cada etapa tiene como máximo un sucesor. La interpretación es más común en los sistemas de montaje. Se han desarrollado dos tipos principales de modelos para manejar (gestionar) en los sistemas de base multiechelon: modelos de servicio estocástico y modelos de servicio garantizado. El tipo más simple de sistema de distribución es el sistema de multi-mercado de un solo almacén, un sistema de dosechelones con una etapa previa y varias etapas posteriores. La cadena de suministro opera en un horizonte infinito, con revisiones periódicas, y cada etapa sigue una política de existencias básicas. Cada etapa cita un tiempo de entrega, o tiempo de servicio comprometido, a su(s) etapa(s) descendente(s) dentro de la cual se compromete a entregar cada pedido. Una forma de modelar la demanda es simplemente truncar la cola derecha de la distribución de la demanda. Consulte más información sobre los modelos de inventario de Multiechelon en esta plataforma digital.

Incertidumbre de la oferta

En este tema se revisan los modelos que consideran la incertidumbre de la oferta; es decir, lo que sucede cuando los proveedores de una empresa, o las propias instalaciones de la empresa, no son fiables. Se discute el efecto de diversificación de riesgos, una versión de la incertidumbre en la oferta del efecto de compartir el riesgo. El tema también analiza los modelos para establecer los niveles de inventario en presencia de interrupciones y en presencia de incertidumbre en el rendimiento. Cubre modelos que son análogos a los modelos clásicos de cantidad de orden económico (EOQ) y los modelos de horizonte infinito de los proveedores de noticias. El tema examina un modelo de tipo newsvendor con un proceso de suministro más general. Considera un modelo de ubicación de instalaciones con incertidumbre de suministro en forma de interrupciones. El tema también considera tanto un ajuste de revisión continua, basado en el modelo EOQ, como un ajuste de revisión periódica, basado en el problema del proveedor de noticias. El tema explora un modelo de Dada et al. en el cual un proveedor de noticias hace pedidos a múltiples proveedores, algunos de los cuales pueden estar sujetos a la incertidumbre del suministro. Véase más información sobre la Incertidumbre del suministro en esta plataforma digital.

Revisor: Lawrence

Recursos

Véase También

• sistema de ensamblaje
• mecanismo de subasta
• Modelo de difusión de los bajos
• algoritmo de ramificación
• efecto de torbellino
• subastas interempresariales
• modelos de elección
• La heurística (aprender del descubrimiento, y la experimentación; a veces se utiliza un concepto abstracto) del ahorro de Clarke-Wright
• subasta combinatoria
• problema de optimización combinatoria
• heurística de construcción
• subastas de consumidores
• distribución continua de la demanda
• modelo de revisión continua
• ajuste de revisión continua
• modelos de recubrimiento
• inventario cíclico
• distribución de la demanda
• previsión de demanda
• técnicas de modelado de demanda
• procesamiento de señales de demanda
• problemas de localización de instalaciones determinantes
• modelos de inventario determinístico
• ayuda en casos de catástrofe
• distribución discreta
• centros de distribución
• algoritmo de programación dinámica
• modelo de programación dinámico
• cantidad de pedido económico
• modelo económico de cantidad de pedidos
• cantidad de pedido económica con pedidos atrasados
• modelo económico de cantidad de producción
• sistemas eléctricos
• Subasta inglesa
• Gira Euleriana
• modelo de localización de instalaciones
• horizonte finito
• modelo de diseño flexible
• precisión de pronóstico
• error de pronóstico
• teoría del juego
• modelos de garantía de servicio
• sistema de sanidad
• Horizonte infinito
• modelos integrados de la cadena de suministro
• establecimiento del nivel de inventario
• administración de inventarios
• modelo de inventario y ruta
• Algoritmo de relajación de Lagrange
• método del indicador de dirección
• entregas de menos de un camión
• modelo de localización-inventario
• modelo de localización y enrutamiento
• técnicas de aprendizaje automático
• ajustes de fabricación
• modelos matemáticos
• Modelos de minisuministros
• método de promedio móvil
• modelos de inventario multiechelón
• Equilibrio de Nash
• diseño de redes
• topología de red
• modelo de proveedor de noticias
• modelo de negocio
• sistema de multi-mercado de un solo almacén
• decisiones operacionales
• agrupación de pedidos
• modelo de revisión periódica
• modelos de revisión periódica
• ajuste de revisión periódica
• Aplazamiento
• políticas de poder de dos
• especulación de precios
• transbordos proactivos
• flexibilidad de proceso
• planificación de la producción
• operaciones del sector público
• juego de racionamiento
• agrupación de riesgos
• efecto de diversificación del riesgo
• stock de seguridad
• modelo de período único
• Juego de Stackelberg
• modelos de inventario estocásticos
• teoría de inventario estocástico
• modelos de servicio estocástico
• decisiones estratégicas
• selección de proveedores
• cadena de abastecimiento
• contratos en cadena
• coordinación de la cadena de suministro
• gestión de la cadena de suministro
• teoría de la cadena de suministro
• incertidumbre de suministro
• decisiones tácticas
• problema de vendedor ambulante
• triple alisamiento exponencial
• problema de localización de cargas fijas no capacitadas
• mitigación de incertidumbre
• problema de ruteo de vehículos
• Subasta de Vickrey-Clarke-Groves
• Modelo Wagner-Whitin
• ubicación del almacén
• contrato de precio mayorista

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