Heurística eficiente y efectiva para el problema de dimensionamiento de lotes coordinado con capacidad restringida

Producción, manufactura y logística

HEURÍSTICA EFICIENTE Y EFECTIVA PARA EL PROBLEMA DE DIMENSIONAMIENTO DE LOTES COORDINADO CON CAPACIDAD RESTRINGIDA

Arunachalam Narayanan, Powell Robinson

RESUMEN
La coordinación de las decisiones de compra para una familia de productos que comparten un recurso limitado, como un contenedor de transporte marítimo, es un problema de gestión importante.Sin embargo debido a las dificultades presentadas por las propiedades matemáticas, soluciones efectivas y eficientes para el problema han eludido a los investigadores. Este trabajo propone dos heurísticas, para el problema de dimensionamiento de lotes con restricción en la capacidad de la demanda dinámica coordinada pero con demanda variable en el tiempo. Además del manejo de inventario de costos,el problema supone un costo de preparación conjunto, cada vez que cualquier miembro de la familia de productos se repone y un costo de alistamiento individual para cada tipo de artículos repuesto. El objetivo es satisfacer todas las demandas de los clientes sin pedidos pendientes a un costo mínimo total. Se propone una heurística de seis fases (SPH) y una meta-heurísticas de recocido simulado(SAM). El SPH comienza suponiendo que cada demanda de los clientes se encuentra con una reposición única y entonces interactivamente trata de maximizar el ahorro neto asociado con la consolidación de la orden. La SPH es usada para encontrar el inicio de una solución, la SAM coordina el escape de las soluciones locales y la exploración de otras áreas del espacio de estado de las soluciones que songeneradas aleatoriamente en un proceso de búsqueda por recocido. Los resultados de extensos experimentos computacionales documentan la efectividad y la eficiencia de las heurísticas. En un amplio rango de valores de los parámetros del problema, la SPH y SAM encuentran soluciones con una brecha de optimalidad promedio de 1,53% y del 0,47% en un tiempo promedio de 0,023 y 0,32 segundos de la CPU,respectivamente. Las heurísticas son fuertes candidatos para su aplicación como solucionador independiente o como un procedimiento de delimitación superior dentro de un algoritmo basado en la optimización. Los procedimientos se están probando actualmente como un solucionador en un conjunto de programas de contratación de un proveedor de software de contratación reconocido a nivel nacional.
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1. Introducción
El problema de dimensionamiento de lotes coordinado con capacidad restringida (CCLSP) (o con capacidad delimitada), determina el programa de reposición por etapas que minimiza el total de costos de orden e inventario sujetos a restricciones de capacidad. Se incurre en unos costos de alistamiento de una familia cada vez que uno o más artículos dela familia de productos son repuestos, y un costo menor de alistamiento es cobrado por cada artículo repuesto, la demanda de artículos, la cual debe ser satisfecha sin pedidos pendientes es dinámica pero determinística sobre el horizonte de planeación. Como es señalado por Silver (1979), Shapiro et al. (2002) y Robinson y Lawrence (2004), los problemas de dimensionamiento de lotes coordinados sonencontrados usualmente cuando se dirigen los procesos de manufactura, transporte y contratación. La necesidad de coordinar las decisiones de contratación para una familia de productos que comparten una fuente de transporte restringida, como un contenedor de embarque marítimo, motiva esta investigación en particular.

Debido a su importancia en la industria y a su complejidad matemática,los problemas de dimensionamiento de lotes coordinado son estudiados frecuentemente en la literatura sobre la gestión de la cadena de abasto. Sin embargo, mientras existen algoritmos heurísticos y exactos efectivos para la variante del problema incapacitado, el problema con capacidad restringida, que es matemáticamente más retador, permanece virtualmente sin resolverse. Sólo Erenguc y Mercan...