Thesis (master's)--Dalhousie University (Canada), 2003. / Adviser: Uday Venkatadri. Includes bibliographical references.

Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência do ambiente competitivo na solução de problemas de localização de instalações e desenho da cadeia desenvolvendo um modelo matemático que captasse simultaneamente muitos dos aspectos práticos que impactam no funcionamento da cadeia de suprimentos. A seleção destes aspectos foi baseada nos comentários e sugestões que autores desta linha de pesquisa propuseram para aprofundamento da literatura da área. Foi desenvolvido um modelo de programação linear inteira mista (PLIM) aplicando-o em um problema exemplo para avaliar a hipótese de que a configuração de menor custo da cadeia não necessariamente proporciona maior acessibilidade ao mercado e, em seguida, o mesmo modelo foi aplicado a um problema real, de maior porte, no setor de fertilizantes. / The goal of this study was to evaluate the influence of a competitive environment in solving facility location and network design problems by developing a mathematical model that could capture several of the practical aspects that influence both decisions and operations of the supply chain. The selection of these aspects was based on the comments and suggestions proposed by several authors of this field of the literature. The mathematical program developed is based on mixed integer linear programming (MILP) and is firstly applied on an example problem to evaluate the hypothesis that the chain configuration that provides the lowest cost not necessarily also provides the greatest accessibility to the market. Afterwards, the same optimization model is applied to a larger real problem in the fertilizer industry.

[pt] O trabalho tem como objetivo desenvolver uma formulação matemática para o problema de projeto de redes logísticas que seja integrado e flexível de modo a contemplar escolhas de localização de instalações, transporte, produção e estoques. O projeto de redes considera seleção de fornecedores, plantas e armazéns e de opções de transportes, com alocação de produtos para plantas de manufatura e armazéns, e ainda consideram questões de estocagem na rede logística como custos de manutenção e de obtenção de estoques. A formulação resultante é um modelo de programação não linear inteira mista, feita para um único período com a demanda estocástica. Por ser um problema NP-Difícil, para a resolução do problema proposto foi utilizado o algoritmo Outer-Approximation, que foi testando por meio do dimensionamento de três classes distintas. / [en] This thesis aims to develop a mathematical formulation to an integrated and flexible logistics network design that include choices of facility locations, transportation, production and inventories. The network designs consider vendors, plants, warehouses and transportation modes choices. The proposed model considers products assignment to plants and warehouses, inventory holding and procurement costs. The mathematical formulation of the model is a Mixer Integer Non Linear Program (MINLP) problem, referring to a single period with stochastic demand. The problem is NP-Hard and we used the Outer-Approximation algorithmic as the method to resolve the model proposed. We tested the algorithmic for three different instances (scenarios).

Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência do ambiente competitivo na solução de problemas de localização de instalações e desenho da cadeia desenvolvendo um modelo matemático que captasse simultaneamente muitos dos aspectos práticos que impactam no funcionamento da cadeia de suprimentos. A seleção destes aspectos foi baseada nos comentários e sugestões que autores desta linha de pesquisa propuseram para aprofundamento da literatura da área. Foi desenvolvido um modelo de programação linear inteira mista (PLIM) aplicando-o em um problema exemplo para avaliar a hipótese de que a configuração de menor custo da cadeia não necessariamente proporciona maior acessibilidade ao mercado e, em seguida, o mesmo modelo foi aplicado a um problema real, de maior porte, no setor de fertilizantes. / The goal of this study was to evaluate the influence of a competitive environment in solving facility location and network design problems by developing a mathematical model that could capture several of the practical aspects that influence both decisions and operations of the supply chain. The selection of these aspects was based on the comments and suggestions proposed by several authors of this field of the literature. The mathematical program developed is based on mixed integer linear programming (MILP) and is firstly applied on an example problem to evaluate the hypothesis that the chain configuration that provides the lowest cost not necessarily also provides the greatest accessibility to the market. Afterwards, the same optimization model is applied to a larger real problem in the fertilizer industry.

In the environment of network economy is current problem of logistics management area an question of collaborative planning of serial manufacturing in small and medium enterprises. Present progressive production systems with connection in complex and extensiveness of network environment is put increasing requirements on the area of design and execution of logistics plans, which could be realised on condition of excellent knowledge and evaluation of network environment. On the basis of thesis research is constitute initial categorization of basic logistics terms definition and comparation i. e. network, collaboration and production systems. The main framework of dissertation is based on survey of planning in present progressive forms of production systems up to the present agile forms of manufacturing systems. In dissertation thesis is designed and verified a new methodology of logistics network evaluation, which pay attention on collaborative planning procedure in logistics network in connection with external environment of network. A new logistics network methodology contains element supplier evaluation, time and product structure attributes of collaborative plans fulfilment and subsequent logistics controlling.

Este trabalho analisa o impacto do Imposto sobre Circulação de Mercadorias e Serviços (ICMS) e do Imposto de Importação (II), assim como a influência dos estoques operacionais e de segurança, na solução de problemas de localização em âmbito global, envolvendo vários elos da cadeia de suprimentos. Foi proposta uma metodologia e um modelo de Programação Linear Inteira Mista que minimiza os custos operacionais, levando em conta o melhor aproveitamento do benefício fiscal drawback, os créditos referentes ao ICMS e o custo de estoque total da cadeia. As conclusões obtidas após a implantação do método e do modelo matemático em quatro grandes empresas transnacionais do segmento agrícola, com altos volumes de crédito de ICMS, mostram que os impostos são mais representativos do que os custos logísticos na definição de uma rede logística para esse tipo de empresa e que os estoques de segurança afetam diretamente o resultado da otimização. Os resultados mostram, ainda, a necessidade de se considerar pelo menos quatro elos da cadeia para problemas do tipo aqui analisado e que o estoque operacional, as restrições de capacidade de armazenagem e o custo financeiro estão fortemente correlacionados com a quantidade de Centros de Distribuição. Conclui-se que a legislação do ICMS impõe, para uma melhoria no fluxo de caixa, um aumento significativo nos custos logísticos. As principais contribuições da metodologia adotada são (1) o tratamento dos custos do estoque operacional e de segurança, (2) a inclusão da capacidade de armazenagem, (3) a avaliação do impacto do crédito de ICMS não utilizado sobre o custo total e sobre o fluxo de caixa das empresas e (4) o processo de concorrência para coleta de preços. O modelo desenvolvido é principalmente útil para empresas que operam no segmento de agronegócio e/ou são exportadoras, por conta da influência dos créditos de ICMS não aproveitados. A metodologia permitiu melhorias no fluxo de caixa da ordem de US$ 22 milhões em uma das empresas, equivalentes a 5% de seu custo total. / This work studies the impact of taxes and the influence of cycle and safety stocks on a global network design with several echelons. The proposed methodology and Mixed Integer Linear Programming model aimed to minimize the operational costs, taking into consideration the taxes involved and the chain inventory value. The approach has been implemented in four large agribusiness transnational companies with high level of credit of a State tax showing that, for this type of company, taxes are more significant than logistic cost for facility location decisions. Another conclusion is that the supply chain must be modeled with four echelons at least for problems such as the ones herein studied and that cycle stock, storage capacity and the financial cost have a high correlation with the amount of Distribution Centers. The results show also the direct impact of safety stock on the network design optimization. It is concluded that tax legislation imposes a significant increase in the logistics costs for a cash flow gain. The main contributions of this methodology are (1) the treatment of total inventory cost and (2) storage capacity, (3) the analysis of these factors and tax on companies cash flow management and (4) the bidding approach to gather logistic costs. The math model is especially useful for agribusiness and/or exporting companies that have a high level of tax credit. The methodology has brought cash flow improvements of about US$ 22 million in one of the companies, or 5% of its total cost.

Este trabalho analisa o impacto do Imposto sobre Circulação de Mercadorias e Serviços (ICMS) e do Imposto de Importação (II), assim como a influência dos estoques operacionais e de segurança, na solução de problemas de localização em âmbito global, envolvendo vários elos da cadeia de suprimentos. Foi proposta uma metodologia e um modelo de Programação Linear Inteira Mista que minimiza os custos operacionais, levando em conta o melhor aproveitamento do benefício fiscal drawback, os créditos referentes ao ICMS e o custo de estoque total da cadeia. As conclusões obtidas após a implantação do método e do modelo matemático em quatro grandes empresas transnacionais do segmento agrícola, com altos volumes de crédito de ICMS, mostram que os impostos são mais representativos do que os custos logísticos na definição de uma rede logística para esse tipo de empresa e que os estoques de segurança afetam diretamente o resultado da otimização. Os resultados mostram, ainda, a necessidade de se considerar pelo menos quatro elos da cadeia para problemas do tipo aqui analisado e que o estoque operacional, as restrições de capacidade de armazenagem e o custo financeiro estão fortemente correlacionados com a quantidade de Centros de Distribuição. Conclui-se que a legislação do ICMS impõe, para uma melhoria no fluxo de caixa, um aumento significativo nos custos logísticos. As principais contribuições da metodologia adotada são (1) o tratamento dos custos do estoque operacional e de segurança, (2) a inclusão da capacidade de armazenagem, (3) a avaliação do impacto do crédito de ICMS não utilizado sobre o custo total e sobre o fluxo de caixa das empresas e (4) o processo de concorrência para coleta de preços. O modelo desenvolvido é principalmente útil para empresas que operam no segmento de agronegócio e/ou são exportadoras, por conta da influência dos créditos de ICMS não aproveitados. A metodologia permitiu melhorias no fluxo de caixa da ordem de US$ 22 milhões em uma das empresas, equivalentes a 5% de seu custo total. / This work studies the impact of taxes and the influence of cycle and safety stocks on a global network design with several echelons. The proposed methodology and Mixed Integer Linear Programming model aimed to minimize the operational costs, taking into consideration the taxes involved and the chain inventory value. The approach has been implemented in four large agribusiness transnational companies with high level of credit of a State tax showing that, for this type of company, taxes are more significant than logistic cost for facility location decisions. Another conclusion is that the supply chain must be modeled with four echelons at least for problems such as the ones herein studied and that cycle stock, storage capacity and the financial cost have a high correlation with the amount of Distribution Centers. The results show also the direct impact of safety stock on the network design optimization. It is concluded that tax legislation imposes a significant increase in the logistics costs for a cash flow gain. The main contributions of this methodology are (1) the treatment of total inventory cost and (2) storage capacity, (3) the analysis of these factors and tax on companies cash flow management and (4) the bidding approach to gather logistic costs. The math model is especially useful for agribusiness and/or exporting companies that have a high level of tax credit. The methodology has brought cash flow improvements of about US$ 22 million in one of the companies, or 5% of its total cost.

逆物流(reverse logistics)代表了將使用過的產品從消費者手上收回、並將此資源重新在市場上再利用的一連串物流活動。其配送成本往往比正向物流高，對於回送之產品，在運送、儲存、處理、管理方面亦無規律通路，較正向供應鏈增加許多的複雜性和不確定性，企業往往選擇將逆向物流之活動外包給專業物流服務商。 / 對逆向物流服務商來說，既以營利為目標，便有營運範疇內法規、利潤、運輸成本、營運成之考量。過去逆向物流方面之研究主題，多以逆向供應鏈上的廠址設置為主，本研究針對同時具有多個處理廠的逆物流服務供應商進行探討，建立適合的營運模式，考慮多時期、多個逆物流處理廠、多種型態的退回商品，建立一數量決策模式，以逆物流服務商的最大營運利潤為目標，探討逆物流之下的最適合再生物料接受訂單數量、以及個別逆物流處理中心之最適合當期處理量，考慮可能因退回商品回收量之不確定性、處理產出比率的不確定性影響處理廠之中再生物料的實際產量。對於模式當中的不確定因子，本研究建構以情境為基礎的穩健最佳化之模式求得穩健解。 / Reverse logistics reflects a serial of activities including collecting return products from consumers, recycling, reusing, and reducing the amount of materials used. Implementing reverse logistics is complicated and costs more than forward logistics to a firm. Furthermore, there is not a regular way to handle those transportation, storage, processing and management process. In order to reduce cost and focus on core business, industries choose to outsource those processes to third-party reverse logistics provider. / Previous literatures used to focus on the topic of facility location allocation or designing the infrastructure of reverse logistics distribution channels. From a reverse logistics provider perspective, this research concerned about the operational profit of the reverse logistics service provider who has multiple collection sites and refurbishing processing facilities. This research attempts to maximum the net-profit and presents a multi-period, multiple processing facilities, and multi-type return products to optimize the solution of the quantity of processing return products in each refurbishing processing facilities and the quantity of used material ordered by industries. The formulation uses a scenario-based robust optimization approach to solve those uncertainty factors such as the volume of product collection, the usage rate of return product in this model.

[pt] Apesar de existir na literatura modelos propostos para gestão de estoques, as premissas consideradas por tais modelos podem inviabilizar suas aplicações. Este trabalho propõe uma metodologia de programação estocástica para reposição e controle de estoques de produto único numa rede logística de duas camadas. O enfoque revisão periódica proposto pode considerar tanto atendimentos à demanda em atraso (backorders) como vendas perdidas (lost sales) sem restrição de pedidos pendentes. Além disso, a fim de alcançar um melhor nível de serviço para o cliente, é introduzida uma regra de rateio proporcional a quantidade faltante do item em estoque no centro de distribuição para atender simultaneamente a demanda de todos os varejistas, a qual é capaz de lidar com as alocações negativas da falta. A periodicidade e o nível alvo da posição dos estoques são determinados através de modelos de programação estocástica de dois estágios e de uma técnica baseada em simulação de Monte Carlo, conhecida como Sample Average Approximation, que levam em conta a natureza incerta dos níveis de demanda pelo item por meio da geração de conjuntos finitos de cenários. Os equivalentes determinísticos são apresentados como modelos de programação não-linear inteira mista e em seguida linearizados. Experimentos numéricos com a metodologia proposta para instâncias do problema geradas aleatoriamente demonstram seu potencial ao obter resultados com erros de aproximadamente 1 por cento. / [en] Although several methods for inventory management are proposed in the literature, the required assumptions can hinder their application in practice. This work proposes a methodology for stock replenishment in two-echelon logistic networks through stochastic programming, considering a single item, periodic review and uncertain demands. The proposed approach is flexible enough to consider backlogs and lost sales cases without limitations on the number of outstanding orders. Also, in order to achieve better customer service, we introduce a variable rationing rule for quantities of the item in short at the distribution center to meet simultaneously all the demands of the retailers, dealing with imbalances or negative allocations of quantities of the item in short. The optimal review periodicity and the target level for inventory position are determined through two-stage stochastic programming models and a Monte Carlo simulation based-technique, known as Sample Average Approximation, which takes into account the uncertain nature of the item demand levels through the generation of finite sets of scenarios. The deterministic equivalent models are presented as mixed-integer non-linear programming models, which are then linearized. Numerical experiments with the proposed approach for instances of the problem randomly generated shows its potential, as the errors of the obtained results are around 1 percent.

Kompetenzzellenbasierte (regionale) Netze stellen besondere Anforderungen an die Modellierung, Planung und Gestaltung der Logistikstrukturen. Für die Logistikstrukturmodellierung werden ein generischer Beschreibungsrahmen für produktionslogistische soziotechnische Systeme, Definitionen u.a. zum zentralen Begriff Logistikstruktur sowie ein 3-Ebenen-Modell und Strukturtypen für eine vertiefende Materialflussanalyse und -synthese bereitgestellt. Für die Logistikstrukturplanung wird darauf aufbauend mit der Methode der Integrativen Prozess- und Systemstrukturierung (IPSS) eine Methode zur Behandlung von Strukturierungsproblemen konzipiert, die sowohl speziell für kompetenzzellenbasierte Netze als auch allgemein für Produktions- und Logistiksysteme angewandt werden kann. Für die Logistikstrukturgestaltung werden unter Modell- und Methodenverwendung Szenarien sowie Gestaltungs- und Vorzugslösungen für den Materialfluss abgeleitet. / Competence-cell based (regional) networks put special requirements on the modelling, planning and design of logistics structures. For the modelling of logistics structures, a generic description framework for production logistic sociotechnical systems, definitions for, amongst others, the central term logistics structure as well as a 3-layer-model and structure types for a more detailed material flow analysis and synthesis are provided. For the planning of logistics structures, the Method of Integrative Process and System Structuring (IPSS) is developed as a method for handling structuring problems. It can be applied especially to Competence-cell based networks as well as generally to production and logistics systems. For the design of logistics structures, scenarios as well as design and preference solutions for the material flow are derived.