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Propuesta metodológica para la evaluación integral de proyectos en el sector energético

Parodi de Camargo, Violeta del Rosario 25 June 2013 (has links)
Este trabajo tuvo como objeto el desarrollo de una metodología para la evaluación integral de proyectos en el sector energético. La comparación de diversos métodos de análisis multicriterio permitió seleccionar al Proceso de Jerarquías Analíticas de Saaty como la plataforma metodológica de referencia para la realización del trabajo. Una investigación sobre el sector energético proporcionó una visión de conjunto del mismo y de las características de cada uno de diecinueve tipos de recursos energéticos estudiados. Tomando como punto de partida tales características fue posible seleccionar un grupo de 76 aspectos diferenciadores que podían afectar la priorización de proyectos en el área; éstos fueron reducidos progresivamente a 59, 44 y 24 aspectos principales que se agruparon de acuerdo a su naturaleza, en seis dimensiones: técnica, económica, ambiental, social, estratégica y de riesgo. La reducción se realizó en base a rondas de consulta a expertos, reflexión y al análisis estadístico de las opiniones recabadas. A cada aspecto se asignó un objetivo y un criterio que guiase la evaluación del grado de cumplimiento del primero por parte de un proyecto bajo estudio. Los criterios seleccionados fueron agrupados en una estructura jerárquica de tres niveles y se diseñó un sistema de 24 indicadores de naturaleza cuantitativa y cualitativa, acorde con la misma. Para cada indicador se creó una ficha resumen contentiva de su definición, su unidad de medida, las posibles fuentes de información para su estimación y se creó una escala [1-5] para su medición. Todo el conjunto fue validado de nuevo por académicos y profesionales en una segunda ronda de entrevistas, donde se recogió además información sobre la importancia de cada criterio en comparaciones por pares entre criterios del mismo nivel. La información fue procesada con ayuda de la herramienta computacional Expert Choice¿ que además permitió verificar la consistencia de la data aportada por cada participante. El producto final de esta etapa del trabajo fue un modelo jerárquico de criterios para la evaluación de propuestas de inversión en el sector energético. En el modelo, la mayor importancia correspondió a la dimensión riesgo (24,3%) seguida de las dimensiones ambiental (20,5%) y económica (15,9%). Las dimensiones técnica (13.7%), estratégica (13.5%) y social (12.2%) tuvieron importancias relativas menores. El modelo de valor diseñado se utilizó conjuntamente con técnicas de programación lineal en la evaluación de posibles soluciones al suministro de energía eléctrica en Venezuela, ante la crisis que vive el país y que tuvo su máxima expresión en el año 2010. El objetivo a cumplir se estableció como el diseño de una matriz eléctrica a implementar a lo largo del período 2011- 2025, basada en los potenciales desarrollables de cada fuente energética que posee el país y en su demanda estimada; y sujeta a las limitaciones financieras de la nación y a los compromisos y convenios internacionales que la misma ha suscrito. Para su uso como insumo a la resolución del problema, se proyectó la demanda eléctrica del país al período señalado, en tres escenarios que difieren en el crecimiento económico esperado. Nueve opciones correspondientes respectivamente a la utilización de derivados de petróleo, gas, carbón, biomasa, energía nuclear y, potencial hidráulico, eólico, solar y geotérmico como insumo energético primario a la generación eléctrica, fueron evaluadas de acuerdo con el modelo de valor diseñado. La información de fuentes oficiales requerida para la estimación de los indicadores de índole cuantitativa para cada alternativa, resultó escasa y no consistente; de esta forma gran parte de la data utilizada fue obtenida de publicaciones internacionales y de expertos en el sector privado del país. Una tercera ronda de entrevistas a expertos en el sector público y privado, proporcionó la información necesaria para la estimación de los indicadores de índole cualitativa. La consolidación de la información en un coeficiente de robustez para cada alternativa permitió identificar a la opción eólica como la mejor opción, seguida de la generación hidráulica y de la generación basada en gas. La generación nuclear resultó por mucho, la peor opción. Los coeficientes de robustez obtenidos fueron insumo a un modelo de programación lineal cuya resolución permitió identificar la 'mejor combinación' de las potenciales opciones de generación a instalar entre las evaluadas en el paso anterior, que se ajustase a las condiciones existentes en el país. Un análisis de sensibilidad de los resultados a cambios en las restricciones impuestas al modelo, rindió dos soluciones que difieren sólo en la participación o no, de la opción nuclear en ellas. Ambas, incluyen la opción hidráulica mayoritariamente (>32%) y una contribución de un 15% de energía eólica, además de las opciones de petróleo, gas y carbón. Cada una de ellas, de implementarse, es capaz de añadir 120.000 GWh al suministro eléctrico al país, para el año 2025. La capacidad de generación a instalar durante el período 2013-2025, se acerca a 28 GW; y el presupuesto necesario para ejecutarla, a 65 mil millones de US$; y entre 1,5 y 2 veces esta cifra, si se incluye la adecuación de la red para distribuir la electricidad producida. La puesta en marcha de la matriz eléctrica total para el país producirá unos 260.000 GWh para el año 2025, tendrá una participación >45% de energía hidráulica y una contribución de un 6,9% de energía eólica. Se estima que se requiere un período de al menos 5 años para disponer de las primeras nuevas centrales eléctricas. Finalmente, se propuso una metodología combinada para la evaluación multicriterio de alternativas de inversión institucional, técnica, económica y ambientalmente viables en el sector energético. Sí las alternativas son excluyentes, resultará suficiente para su evaluación y ordenamiento la aplicación del modelo jerárquico diseñado; si no es así, esta primera etapa debe completarse con el planteamiento de un modelo de programación lineal que maximice la robustez de la solución y la acerque más a las circunstancias propias del país sede. / Parodi De Camargo, VDR. (2013). Propuesta metodológica para la evaluación integral de proyectos en el sector energético [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/30063 / TESIS
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Propuesta de una Herramienta y Metodología para el Análisis y Mejora de la Resiliencia Empresarial

Sanchis Gisbert, Raquel 28 April 2017 (has links)
Nowadays, enterprises operate in environments characterized by high dynamism what makes them to be exposed to many adverse situations, changes and disruptive events that alter their normal level of operation. Many enterprises cannot guarantee a quick, effective and efficient response to such unexpected situations. For this reason, tools are needed to enhance the preparedness to quickly react to these critical events and efficiently recover from them in case of occurrence. Enterprise resilience is defined as the ability of enterprises to anticipate and respond to disruptive events. The consequences of limited enterprise resilience have a negative impact on the accomplishment of enterprises objectives, reducing their performance levels, making them vulnerable and diminishing their competitiveness. Although the concept of resilience has been studied and analyzed in many disciplines, it is necessary to address the study of resilience applied to enterprise world, since the current approaches that try to analyze and improve the resilient capacity of enterprises are in a very incipient and conceptual state. Therefore, the main objective of this thesis is to provide enterprises with the appropriate mechanisms to analyze their enterprise resilience capacity and offer them relevant information about the guidelines to be followed in order to improve this capacity to guarantee their long-term continuity. The present thesis proposes a complete, practical and enterprise-oriented, which consists of the definition of the SATIER tool (Self-Assessment Tool to Improve Enterprise Resilience) and a methodology that supports enterprises to undertake a project of analysis and improvement of their enterprise resilience. The SATIER tool builds on the fact that enterprise resilience is a function of the two pre- and post-disruptive capabilities: the enterprises' preparedness to anticipate the threat of disruptive events materialization and the recovery capability, as the response capacity to a disruptive event that has already occurred. Moreover, the tool has been also defined based on the conceptual framework of analysis and improvement of enterprise resilience, which includes the definition of 71 disruptive events with their corresponding preventive actions. Through a self-assessment questionnaire, enterprises provide the input datasets to the SATIER tool in order to calculate the current enterprise resilience index, which is function of the indices of their constituent capabilities. SATIER also calculates the future enterprise resilience index based on the definition of a series of improvements that facilitate the transition from the current state to the future ideal one. This transition is determined by: (i) the preparedness capability, characterized by the implementation of a set of preventive actions that increase the capacity of anticipation and preparation through the formulation of a mathematical programming model that offers an optimal solution for the activation of preventive actions and (ii) the recovery capability, based on the efficient knowledge management about the disruptive events historical. SATIER offers a knowledge registration module that allows enterprises to be able to create their own knowledge base to improve its response to disruptive events. The SATIER tool has been tested and validated in three enterprises of different sectors such as textile, automotive and construction. The validation has demonstrated the suitability of the SATIER tool to calculate the current enterprise resilience index and to provide guidelines on which preventive actions enterprises should implement to improve their preparedness capability as well as offer the design of the knowledge registration module to improve its recovery capability and thus improve the future enterprise resilience index. / En la actualidad, las empresas operan en entornos caracterizados por un gran dinamismo lo que provoca que estén expuestas a gran cantidad de situaciones adversas, cambios y eventos disruptivos. Muchas empresas no pueden garantizar una reacción rápida, eficaz y eficiente ante situaciones inesperadas, por ello se precisa de herramientas que les permitan poseer la habilidad necesaria para prepararse de forma temprana ante eventos críticos y recuperarse de ellos eficientemente en el caso de acontecimiento. La resiliencia empresarial se define como la capacidad que tienen las empresas para anticiparse y responder ante eventos disruptivos. Las consecuencias derivadas de una capacidad limitada de resiliencia empresarial afectan a la consecución de sus objetivos, reduciendo sus niveles de rendimiento, haciéndolas vulnerables y disminuyendo su competitividad. A pesar de que el concepto de resiliencia ha sido estudiado y analizado en numerosas disciplinas, existe la necesidad de abordar el estudio de la resiliencia aplicada al ámbito empresarial, pues los enfoques actuales que tratan de analizar y mejorar la capacidad resiliente de las empresas se encuentran en un estado muy incipiente y conceptual. Por ello, el objetivo principal de la presente tesis es proporcionar a las empresas los mecanismos adecuados para poder analizar su capacidad de resiliencia empresarial y ofrecerles información relevante acerca de las pautas a seguir para mejorar dicha capacidad. La presente tesis propone un enfoque completo, práctico y orientado al tejido empresarial, que consiste en la definición de la herramienta SATIER (Self-Assessment Tool to Improve Enterprise Resilience) y de una metodología que asista a las empresas a emprender un proyecto de análisis y mejora de su resiliencia empresarial. La herramienta SATIER se basa en que la capacidad de resiliencia empresarial es función de las dos capacidades pre- y post- evento disruptivo: la capacidad de preparación que posee la empresa para anticiparse ante la amenaza de que se materialicen eventos disruptivos, y la capacidad de recuperación, como respuesta ante un evento disruptivo que ya ha acontecido. Asimismo, la herramienta está definida en base al marco conceptual de análisis y mejora de la resiliencia empresarial que engloba la definición de un total de 71 eventos disruptivos con sus correspondientes 312 acciones preventivas. A través de un cuestionario de autoevaluación, las empresas proporcionan la información de entrada a la herramienta SATIER para calcular el índice actual de resiliencia empresarial, que es función de los índices de sus capacidades constituyentes. SATIER también calcula el índice de resiliencia futuro basándose en la definición de una serie de mejoras que facilitan la transición del estado actual al estado ideal futuro. Dicha transición viene determinada por: (i) la capacidad de preparación, caracterizada por la implementación de un conjunto de acciones preventivas que incrementaran la habilidad de anticiparse y prepararse a través de la formulación de un modelo matemático de programación lineal mixta entera y (ii) la capacidad de recuperación, basada en la gestión eficiente del conocimiento sobre el histórico de eventos disruptivos. SATIER ofrece un módulo de registro del conocimiento que servirá para que las empresas sean capaces de crear su propia base de conocimiento que mejore la respuesta ante eventos disruptivos. La herramienta SATIER ha sido testeada y validada en tres empresas de diferentes sectores tales como textil, automoción y construcción. La validación ha demostrado la idoneidad de la herramienta SATIER para calcular el índice de resiliencia empresarial actual y proporcionar las pautas acerca de qué acciones preventivas deberían implementar las empresas para mejorar su capacidad de preparación así como ofrecer el diseño del módulo de registro del conocimiento para mejorar su capacidad de recuperación y de este mod / Avui en dia, les empreses operen en entorns caracteritzats per un gran dinamisme que els fa estar exposats a moltes situacions adverses, canvis i esdeveniments disruptius que alteren el seu nivell normal d'operació. Moltes empreses no poden garantir una reacció ràpida, eficaç i eficient davant de situacions inesperades, per la qual cosa necessiten eines per preparar-se davant a esdeveniments crítics i recuperar-se eficientment d'ells. La resiliència empresarial es defineix com la capacitat de les empreses per anticipar i respondre als esdeveniments disruptius. Les conseqüències derivades d'una capacitat de resiliència empresarial limitada afecten a l'assoliment dels seus objectius, reduint els nivells de rendiment, fent-les vulnerables i disminuint la seva competitivitat. Encara que el concepte de resiliència ha estat estudiat i analitzat en moltes disciplines, cal abordar l'estudi de la resiliència aplicada al món empresarial, ja que les propostes actuals que tracten d'analitzar i millorar la capacitat resilient de les empreses es troben desenvolupades d'una manera molt incipient i en un estat molt conceptual. Per tant, l'objectiu principal d'aquesta tesi és proporcionar a les empreses els mecanismes adequats per analitzar la seva capacitat de resiliència empresarial i proporcionar-les informació rellevant sobre les pautes a seguir per millorar aquesta capacitat a fi de garantir la seva continuïtat a llarg terme. La present tesi presenta una proposta completa, pràctica i orientada al teixit empresarial, que consisteix en la definició de l'eina SATIER (Self-Assessment Tool to Improve Enterprise Resilience) i una metodologia que assisteix a les empreses a emprendre un projecte d'anàlisi i millora de la seva resiliència empresarial. L'eina SATIER es basa en el fet que la resiliència empresarial és funció de les dues capacitats pre- i post-esdeveniment disruptiu: la capacitat de preparació de l'empresa per anticipar-se a l'amenaça de que es materialitzen esdeveniments disruptius i la capacitat de recuperació, com a resposta a un esdeveniment disruptiu que ja ha passat. L'eina està definida a partir del marc conceptual d'anàlisi i millora de la resiliència empresarial, que inclou la definició d'un total de 71 esdeveniments disruptius amb les seves corresponents accions preventives. A través d'un qüestionari d'autoavaluació, les empreses proporcionen la informació d'entrada a l'eina SATIER per calcular l'índex actual de capacitat de resiliència empresarial, que és funció dels índexs de les seves capacitats constituents. SATIER també calcula l'índex de resiliència futur basant-se en la definició d'una sèrie de millores que faciliten la transició de l'estat actual a l'estat ideal futur. Aquesta transició està determinada per: (i) la capacitat de preparació, caracteritzada per la implementació d'un conjunt d'accions preventives que augmenten la capacitat d'anticipació i preparació a través de la formulació d'un model de programació matemàtica que ofereix una solució òptima per a la activació d'accions preventives i (ii) la capacitat de recuperació, basada en la gestió eficient del coneixement sobre l'històric dels esdeveniments disruptius. SATIER ofereix un mòdul de registre de coneixement que permetrà a les empreses ser capaços de crear la seva pròpia base de coneixements per millorar la resposta a esdeveniments disruptius. L'eina SATIER ha estat testejada i validada en tres empreses de diferents sectors com el tèxtil, automoció i construcció. La validació ha demostrat la idoneïtat de l'eina SATIER per calcular l'actual índex de resiliència empresarial i proporcionar directrius sobre quines accions preventives les empreses han d'implementar per millorar la seva capacitat de preparació, així com proporcionar el disseny del mòdul de registre de coneixements per millorar la seva capacitat de recuperació i així aconseguir una un índex de resiliència futur mil / Sanchis Gisbert, R. (2017). Propuesta de una Herramienta y Metodología para el Análisis y Mejora de la Resiliencia Empresarial [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/80225 / TESIS
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Propuesta de mejora del proceso operativo y logístico en una empresa de transporte de carga a través de la integración de filosofía lean y programación lineal en Lima, Perú / Proposal for the improvement of the operational and logistical process in a cargo transportation company through the integration of lean philosophy and linear programming in Lima, Peru

Rodriguez Huarcaya, Carol Alexandra, Salazar Zapata, Juan Anibal 01 November 2020 (has links)
El presente proyecto diseña una metodología para mitigar los principales problemas operativos y logísticos en una empresa 3PL en chorrillos-Lima-Perú con el fin de reducir los costos y aumentar el margen de contribución. En la investigación se identificó oportunidades de mejora dentro del sector se servicios logísticos los cuales abarcaban costos de transporte y mejora de procesos. La información se obtuvo a través de análisis de mercado, benchmarking (entidades privadas), entidades públicas (estadística del MTC, Sutran), e información de estudios profesionales y científicos. La tesis se divide en 5 capítulos. En el primer capítulo, se explica el estado del arte, investigaciones anteriores y el marco conceptual-teórico. El segundo capítulo presenta los antecedentes y realidad problemática en una empresa del sector logístico peruano. Además, presenta los objetivos generales y específicos y las hipótesis del proyecto. El tercer capítulo diseña y desarrolla la propuesta de mejora para la optimización de costos. La propuesta de mejora integra 4 herramientas de la filosofía Lean (just in time, balance de línea, Kanban, 5s) y un modelo de programación lineal. El cuarto capítulo presenta la validación económica, funcional, ambiental y de riesgos. Por último, el capítulo cinco expone las conclusiones y recomendaciones generales y específicas. / This project designs a methodology to mitigate the main operational and logistical problems in a 3PL company in order to reduce costs and increase the contribution margin at Chorrillos-Lima-Peru The research identified opportunities for improvement within the logistics services sector which included transportation costs and process improvement. The information was obtained through market analysis, benchmarking (private entities), public entities (MTC statistics, Sutran), and information from professional and scientific studies. The thesis is divided into 5 chapters. In the first chapter, the state of the art, previous investigations and the conceptual-theoretical framework are explained. The second chapter presents the background and the problematic reality in a company in the Peruvian logistics sector. In addition, it presents the general and specific objectives and hypotheses of the project. The third chapter designs and develops the improvement proposal for cost optimization. The improvement proposal integrates 4 tools of the Lean philosophy (just in time, line balance, Kanban, 5s) and a lineal programming model. The fourth chapter presents economic, functional, environmental and risk validation. Finally, chapter five sets out the general and specific conclusions and recommendations. / Trabajo de Suficiencia Profesional
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Mejora en la percepción de seguridad ciudadana en los habitantes de un distrito de Lima Metropolitana, mediante la optimización en la asignación de serenos

Zevallos Murillo, Bradith Alexander 21 October 2019 (has links)
La seguridad ciudadana es uno de los temas más tocado a nivel político y social, además que son los factores que determinan la calidad de vida de las personas al igual que la salud y la alimentación, ya que las perturbaciones que generan los problemas de seguridad influyen negativamente en la salud de las personas, ya que incrementa a la par los cuadros de estrés. Durante el año 2017 el problema más importante para el país fue la seguridad además de ser el segundo con un mayor índice de victimización según un estudio realizado por el Barómetro de las Américas. Por otro lado, se tiene que en el distrito de San Miguel los robos a transeúntes fue el más significativo de las diversas categorías con un 52.86% correspondiente a 240 eventos del año 2018 según la Municipalidad de San Miguel. En el presente trabajo se busca elaborar una propuesta de mejora para el sistema de patrullaje para el distrito de San Miguel, ya que se considera un distrito bastante concurrido día a día, porque contiene parte de avenidas críticas como la Av. La marina, Av. Faucett y Av. Universitaria, además de poseer una gran cantidad de centros educativos.
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Revisión de la literatura de programación lineal entera y simulación de eventos discretos para el dimensionamiento de un Call Center

Villavicencio Billinghurst, Elizabeth 23 February 2021 (has links)
El crecimiento de los call center en el Perú, lo han convertido en una industria atractiva para las empresas extranjeras y para la oferta de trabajo local. Con la generación de aproximadamente 45 mil puestos y un crecimiento de 25% anual; los centros de contacto representan el enlace con el cliente de la manera más fácil y eficiente en la actualidad. El centro de contacto, al ser el representante de la empresa ante el cliente, debe generar la mejor experiencia y para lograrlo se tienen indicadores operativos (nivel de atención, servicio, conversión, y otros) que permiten controlar la gestión. Estos indicadores no solo monitorean la experiencia del cliente sino también la utilización del recuso más valioso para esta industria, el asesor telefónico. La contratación de agentes telefónicos representa el 70% de la estructura de costos de un call center y es un factor que impulsa a estas industrias a utilizar herramientas matemáticas que permitan encontrar el punto de equilibrio, generando ahorros y la mejor experiencia. Este punto de equilibrio es el dimensionamiento óptimo de agentes que permita cumplir con los estándares de la industria (95% de nivel de atención y 80% de nivel de servicio). En la revisión de la literatura se presentan tres herramientas matemáticas, la formulación Erlang-C para obtener los mínimos requeridos, la programación lineal entera para optimizar la función objetivo y la simulación de eventos discretos para confirmar los principales indicadores. Finalmente, se concluye que a través de las herramientas matemáticas mencionadas, se logra obtener el número de agentes telefónicos necesarios para lograr los objetivos de atención y minimizar la inversión en este recurso; potenciando una industria en crecimiento y que cubre las principales expectativas del cliente.
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Conceptual and optimisation modelling for lean supply chain planning in Industry 4.0

Reyes Vásquez, John Paul 25 March 2025 (has links)
Tesis por compendio / [ES] La innovación en los métodos de trabajo con nuevos sistemas de producción ajustados, sostenibles y resilientes, así como la gestión tecnológica eficaz son las tendencias actuales para mejorar el rendimiento en las organizaciones. Así, esta tesis doctoral investiga las contribuciones teóricas y formula un modelo conceptual con el uso de herramientas de fabricación ajustada o lean manufacturing (LM) y de la industria 4.0 (I4.0) para procesos de planificación de la producción en las cadenas de suministro. Además, se utiliza la optimización como tecnología facilitadora de la I4.0 para desarrollar la propuesta de solución. La metodología que se utiliza es bibliográfica, exploratoria y experimental; se aplican técnicas de investigación operativa, normalización de datos y casos de estudio en empresas industriales. Como punto de partida se revisa la literatura existente relacionada con la LM y las tecnologías de la I4.0 en el contexto de la cadena de suministro. Seguidamente, se diseña un modelo conceptual denominado LSCP 4.0 para facilitar la toma de decisiones en los niveles de decisión estratégico, táctico y operativo. Se trata de una relación estructurada entre los paradigmas lean, ágil, sostenible, resiliente y flexible para mejorar el rendimiento de las cadenas de suministro mediante la aplicación de las tecnologías facilitadoras de I4.0. Basado en esto, se propone un modelo matemático de optimización lineal entera-mixta, denominado LSCP 4.0, para maximizar los beneficios y planificar simultáneamente la producción, inventario de materiales y productos terminados satisfaciendo la demanda proveniente de previsiones y pedidos en firme en una cadena de suministro de cinco niveles. Novedosamente, se combinan enfoques de producción de just in time (JIT) y planificación de requerimientos de materiales (MRP). Ambos modelos para LSCP 4.0, i.e., conceptual y matemático, se validan en casos de estudio reales de la industria de calzado. Adicionalmente, se considera el uso de otra tecnología facilitadora de la I4.0 como la computación en nube para abordar el problema del intercambio de información entre los nodos de la cadena de suministro. Así, se propone un modelo de datos normalizado para la fabricación colaborativa en la nube aplicado a la industria del calzado. / [CA] La innovació en els mètodes de treball amb nous sistemes de producció ajustats, sostenibles i resilients, així com la gestió tecnològica eficaç són les tendències actuals per a millorar el rendiment en les organitzacions. Així, aquesta tesi doctoral investiga les contribucions teòriques i formula un model conceptual amb l'ús d'eines de fabricació ajustada o lean manufacturing (LM) i de la indústria 4.0 (I4.0) per a processos de planificació de la producció en les cadenes de subministrament. A més, s'utilitza l'optimització com a tecnologia facilitadora de la I4.0 per a desenvolupar la proposta de solució. La metodologia que s'utilitza és bibliogràfica, exploratòria i experimental; s'apliquen tècniques d'investigació operativa, normalització de dades i casos d'estudi en empreses industrials. Com a punt de partida es revisa la literatura existent relacionada amb laLM i les tecnologies de la I4.0 en el context de la cadena de subministrament. Seguidament, es dissenya un model conceptual denominat LSCP 4.0 per a facilitar la presa de decisions en els nivells de decisió estratègic, tàctic i operatiu. Es tracta d'una relació estructurada entre els paradigmes lean, àgil, sostenible, resilient i flexible per a millorar el rendiment de les cadenes de subministrament mitjançant l'aplicació de les tecnologies facilitadores d'I4.0. Basat en això, es proposa un model matemàtic d'optimització lineal entera-mixta, denominat LSCP 4.0, per a maximitzar els beneficis i planificar simultàniament la producció, inventari de materials i productes acabats satisfent la demanda provinent de previsions i comandes en ferma en una cadena de subministrament de cinc nivells. Novament, es combinen enfocaments de producció de just in time (JIT) i planificació de requeriments de materials (MRP). Tots dos models per a LSCP 4.0, i.e., conceptual i matemàtic, es validen en casos d'estudi reals de la indústria de calçat. Addicionalment, es considera l'ús d'una altra tecnologia facilitadora de la I4.0 com la computació en núvol per a abordar el problema de l'intercanvi d'informació entre els nodes de la cadena de subministrament. Així, es proposa un model de dades normalitzat per a la fabricació col·laborativa en el núvol aplicat a la indústria del calçat. / [EN] Innovation in working methods with new lean, sustainable and resilient production systems, as well as effective technology management, are current trends to improve performance in organisations. This PhD thesis investigates the theoretical contributions and formulates a conceptual model with the use of lean manufacturing (LM) and Industry 4.0 (I4.0) tools for production planning processes in supply chains (SCs). In addition, optimisation is employed as an enabling technology of I4.0 to develop the proposed solution. The applied methodology is bibliographic, exploratory and experimental; operational research techniques, data standardisation and case studies in industrial companies are applied. As a starting point, the existing literature related to LM and I4.0 technologies in the SC context is reviewed. Then a conceptual model, known as LSCP 4.0, is designed to facilitate decision making at the strategic, tactical and operational decision levels. It is a structured relation among lean, agile, sustainable, resilient and flexible paradigms to improve SCs' performance via the application of I4.0 enabling technologies. Based on this, an integer-mixed linear optimisation mathematical model, termed LSCP 4.0, is proposed to maximise profits and to simultaneously plan production, material inventory and finished goods by satisfying the demand from forecasts and firm orders in a five-tier SC. Novel just-in-time (JIT) production and material requirements planning (MRP) approaches are combined. Both models for LSCP 4.0, i.e., conceptual and mathematical, are validated in real case studies from the footwear industry. The use of another I4.0 enabling technology, such as cloud computing, is considered to address the problem of information exchange between SC nodes. Thus a standardised data model for collaborative manufacturing in the cloud applied to the footwear industry is proposed. / This thesis has been developed at the Research Centre on Production Management and Engineering (CIGIP) of the Universitat Politècnica de Valencia, within the framework of the projects: "Industrial Data Services for Quality Control in Smart Manufacturing (i4Q)" funded by the European Union H2020 Programme with grant agreement No. 958205; the MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and by European Union Next GenerationEU/PRTR with grant agreement PDC2022-133957-100); "Industrial production and loginics optimization in industry 4.0 (i40PT)" funded by the Generalitat Valenciana within the framework of the research groups of excellence project PROMETEO/2021/065; "Optimisation of zero-defects production technologies enabling supply chains 4.0 (CADS4.0)" funded by the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities with grant agreement RTI2018-101344-B-100; "Operational Programme of the European Regional Development Fund (ERDF) of the Autonomous Valencian Community 2014-2020" (Ref. IDIFEDER/2018/025); "Resilient, Sustainable and People-Oriented Supply Chain 5.0 Optimisation Using Hybrid Intelligence" (RESPECT) (Ref. CIGE/2021/159); and a PhD grant from the Technical University of Ambato. / Reyes Vásquez, JP. (2024). Conceptual and optimisation modelling for lean supply chain planning in Industry 4.0 [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/203818 / Compendio
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Enfoque multiobjetivo bottom-up para la planificación dinámica de la distribución espacial en plantas industriales

Pérez Gosende, Pablo Alberto 06 September 2022 (has links)
[ES] La planificación de la distribución espacial en plantas industriales (FLP) es una de las decisiones más importantes en el contexto de la dirección de operaciones, y uno de los problemas de mayor discusión en la literatura científica enmarcada en el campo amplio de la ingeniería industrial. Sin embargo, el uso generalizado del enfoque de solución top-down tradicional, que se inicia con el diseño de la distribución del conjunto de los departamentos o celdas de trabajo que conforman el sistema de producción y prosigue con la distribución detallada al interior de éstos, parte de asunciones poco compatibles con la realidad operacional industrial que implican ciertas limitaciones para su adopción en la práctica. Esto, unido al hecho de que los modelos matemáticos empleados en la generación de alternativas de layout utilizan en su mayoría el coste de manejo de materiales como una función monoobjetivo de carácter cuantitativo, desvirtuando la naturaleza multiobjetiva del problema, acentúa un vacío que genera oportunidades de mejora en la toma de decisiones de planificación del layout en la práctica industrial. En este contexto, esta tesis doctoral, respaldada por un estudio minucioso del estado del arte y el análisis de modelos de optimización matemática de referencia, presenta un marco conceptual para la toma de decisiones de planificación del FLP desde una perspectiva multiobjetivo, y un nuevo modelo de optimización multiobjetivo no lineal entero mixto (MOMINLP) para facilitar la toma de decisiones de distribución espacial en plantas industriales metalmecánicas en entornos de demanda dinámicos mediante un enfoque de planificación bottom-up, teniendo en cuenta criterios cuantitativos y cualitativos. El modelo propuesto, denominado bottom-up mDFLP, considera tres funciones objetivo que pretenden: (1) minimizar el coste total de manejo de materiales y el coste total de reorganización, (2) maximizar el rating de proximidad subjetiva entre departamentos, y (3) maximizar el ratio de utilización de área. El modelo bottom-up mDFLP ha sido validado en una empresa del sector metalmecánico, confirmando un mejor desempeño en los valores de las funciones objetivo respecto a los obtenidos en la distribución en planta actual. / [CA] La planificació de la distribució espacial en plantes industrials (FLP) és una de les decisions més importants en el context de la direcció d'operacions, i un dels problemes de major discussió en la literatura científica emmarcada en el camp ampli de l'enginyeria industrial. No obstant això, l'ús generalitzat de l'enfocament de solució top-down tradicional, que s'inicia amb el disseny de la distribució del conjunt dels departaments o cel·les de treball que conformen el sistema de producció i prossegueix amb la distribució detallada a l'interior d'aquests, part d'assumpcions poc compatibles amb la realitat operacional industrial que impliquen unes certes limitacions per a la seua adopció en la pràctica. Això, unit al fet que els models matemàtics emprats en la generació d'alternatives de layout utilitzen en la seua majoria el cost de maneig de materials com una funció monoobjetivo de caràcter quantitatiu, desvirtuant la naturalesa multiobjectiva del problema, accentua un buit que genera oportunitats de millora en la presa de decisions de planificació del layout en la pràctica industrial. En aquest context, aquesta tesi doctoral, recolzada per un estudi minuciós de l'estat de l'art i l'anàlisi de models d'optimització matemàtica de referència, presenta un marc conceptual per a la presa de decisions de planificació del FLP des d'una perspectiva multiobjectiu, i un nou model d'optimització multiobjectiu no lineal enter mixt (MOMINLP) per a facilitar la presa de decisions de distribució espacial en plantes industrials metallmecàniques en entorns de demanda dinàmics mitjançant un enfocament de planificació bottom-up, tenint en compte criteris quantitatius i qualitatius. El model proposat, denominat bottom-up mDFLP, considera tres funcions objectiu que pretenen: (1) minimitzar el cost total de maneig de materials i el cost total de reorganització, (2) maximitzar el rating de proximitat subjectiva entre departaments, i (3) maximitzar el ràtio d'utilització d'àrea. El model bottom-up mDFLP ha sigut validat en una empresa del sector metallmecànic, confirmant un millor acompliment en els valors de les funcions objectiu respecte als obtinguts en la distribució en planta actual. / [EN] Facility layout planning (FLP) is one of the most critical decisions in operations management and one of the most discussed problems in the scientific literature framed in the broad field of industrial engineering. However, the widespread use of the traditional top-down solution approach, which starts with a block layout design phase and continues with the detailed layout within each work cell making up the production system, is based on assumptions that are not very compatible with the industrial operational reality, which implies certain limitations for its adoption in practice. This issue, together with the fact that the mathematical models used in the generation of layout alternatives mostly use the cost of material handling as a single objective function of a quantitative nature, distorting the multi-objective nature of the problem, accentuates a gap that generates opportunities for improvement in the FLP decision making process in industrial practice. In this context, this doctoral thesis, supported by a thorough study of state of the art and the analysis of benchmark mathematical optimisation models, presents a conceptual framework for FLP planning decision making from a multi-objective perspective and also a new multi-objective mixed-integer non-linear optimisation model (MOMINLP) to facilitate FLP decision making for metal-mechanical industrial plants in dynamic demand environments through a bottom-up planning approach, taking into account quantitative and qualitative criteria. The proposed model, called bottom-up mDFLP, considers three objective functions that aim to: (1) minimising the total material handling cost and the total rearrangement cost, (2) maximising the subjective closeness rating between departments, (3) maximising the area utilisation ratio. The bottom-up mDFLP model has been validated in a company from the metal-mechanical sector, confirming a better performance in the values of the objective functions than those obtained in the current plant layout. / Pérez Gosende, PA. (2022). Enfoque multiobjetivo bottom-up para la planificación dinámica de la distribución espacial en plantas industriales [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/185800 / TESIS
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Modelizado para la planeación de la producción y la logística directa e inversa de una cadena de suministro cuyo abastecimiento depende parcialmente de los materiales de retorno

Parra Peña, Javier 10 November 2016 (has links)
[EN] In this Thesis, we analyze an industry type that has two basic features: Its products are distributed in a geographic level and it reuses material after that is consumed to made new products. Because of these features, it represents a logistics challenge. This kind of supply chains is characterized also by having various stages that permit to carry the products from facility plants to the final customer. First, it is analyzed the supply chain structure, from production, in facility plants to the final customer by retailers, downstream; and from the customer, when returnable materials are liberated, classification and transport upstream to facility plants , where are prepared and used many times, until the end of their usable life. The attention focus is the integration of two fundamental functions of the supply chain management, in this case, production planning and distribution planning including the collection of reusable materials. It is precise to plan the production to satisfy retailers demand and to the procurement of returnable materials which after being consumed return to the process. It is made a bibliographical review about production planning, reverse logistics and vehicle routing and, it is built mathematical programming models to make decisions in production planning (in facility plants), inventories planning (in all the supply chain), and the deliveries that should be done in both senses in their respective routes. As a result of this research, there are three models of Mixed Integer Linear Programming: -Production planning model: Mathematical model which represents all the facilities in each one of the levels of the supply chain and their geographical localization. It lets to determine production and stock levels and delivery quantities in order to satisfy the demands in a planning horizon of several periods. This model has capacity constraints for both production and storage, constraints of demand, compatibility between products and facilities because not all the products can be in all facilities, and constraints of direct deliveries among determinate nodes in the supply chain (particularly between plants and retailers), especially. -Vehicle routing model: mathematical model that represents products distribution from different source nodes to destine nodes, it use a heterogeneous fleet, in a time period. One of the model assumptions is that a node acts as product emitting or recipient (facility plants or retailers). However, an intermediate node can take one of these roles depending if is the origin or destine of goods. This model has fleet use constraints, volume, and mass capacity vehicle constraints, fluxes in the supply chain. A vehicle can visit several destine nodes after leave from a source node, and a node can be visited by one or more vehicles (because of compatibility conditions between products and nodes or by economical aspects) and there are soft and strong time windows. -Integrated logistics and production management model: It is a model that join the two previous models, because of it, it is possible to plan production, inventories, and vehicle routing for a horizon time of several periods. Three proposed models have the objective of minimizing the total cost and are evaluated with testing instances. The Models were built using Gurobi 6.5.1 optimization model and Python2.7 pro- gramming language. Moreover, it was built a constructive heuristics and a genetic algorithm using Python programming language and Pyevolve software, as an alternative to solving routing vehicles, to reduce execution time. / [ES] En esta tesis se analiza un tipo de industria en el que: sus productos son distribuidos ampliamente a nivel geográfico y emplean elementos que una vez usados regresan al proceso de fabricación para hacer parte de nuevos productos. Este tipo de cadena se caracteriza por la presencia de varios eslabones que permiten acercar el producto al consumidor final. Se hace un análisis de la estructura de la cadena de suministros, desde la producción, en las plantas hasta su llegada al cliente final por intermedio de los detallistas, en el sentido "aguas abajo", y desde el consumo del producto y la consecuente liberación de los materiales reutilizables que deben conducirse "aguas arriba" hasta las plantas de producción, donde son preparados y utilizados una y otra vez hasta el final de su vida útil. El foco de atención consiste en la integración de dos funciones fundamentales de la cadena de suministros: la planeación de la producción y la distribución del producto con la consecuente recolección de los materiales de retorno. Se precisa realizar la planeación de la producción de manera que dé satisfacción a la demanda que tiene lugar en los detallistas, y que se abastezca de los materiales de retorno que una vez consumido el producto se reincorporan al proceso. Se hace una revisión bibliográfica sobre planeación de la producción, logística inversa y ruteo de vehículos y; se construyen modelos de programación matemática que soportan la toma de decisiones en la planeación de la producción, de los inventarios (en toda la cadena de suministros), y de los envíos que deben realizarse en uno y otro sentido en las correspondientes rutas. Como resultado de la investigación se presentan tres modelos de programación lineal entera mixta (MILP), así: -Modelo de planeación de la producción: representa la cadena de suministros a partir de las instalaciones de cada uno de los niveles y su ubicación geográfica, y determina los volúmenes a producir, a almacenar y las cantidades que se deben enviar desde cada nodo de la cadena de suministros a los demás, de modo que se satisfaga la demanda en un horizonte de planeación compuesto por varios periodos. Este modelo presenta restricciones de capacidad tanto de producción como de almacenamiento, de demanda, de compatibilidad de productos con las instalaciones, y de envíos directos entre determinados nodos de la cadena de suministros. -Modelo de ruteo de vehículos: representa la forma en que se deben distribuir los productos desde los diferentes nodos fuente a los diferentes nodos destino, haciendo uso de una flota heterogénea de vehículos, en un periodo de tiempo. El modelo se hace bajo el supuesto de que los nodos son o emisores o receptores del producto, un nodo intermedio asume uno de estos roles según si es origen o destino de las mercancías. Presenta restricciones asociadas al uso de la flota, a su capacidad tanto en masa como en volumen, los flujos a lo largo de la cadena bajo la premisa de que un vehículo parte de un nodo fuente y puede visitar varios nodos destino antes de regresar, y de que un nodo puede ser visitado por varios vehículos (por condiciones de compatibilidad entre nodos y productos o porque resulta más económico), ante la presencia de ventanas de tiempo tanto rígidas como suaves. -Modelo integrado de gestión de producción y logística: reúne los dos modelos anteriores, es decir, permite la planeación de la producción, la gestión de los inventarios y el ruteo de vehículos para un horizonte de planeación determinado. Los tres modelos se proponen con el objetivo de minimizar los costes totales y son evaluados con instancias de prueba. Los modelos fueron implementados haciendo uso del software de optimización Gurobi y del lenguaje de programación Python. Además, se implementó una heurística constructiva y un algortimo genético utilizando Python y el software Pyevolve, como alternativa a la solución del VRP, para reducir el tiem / [CAT] Aquesta tesi s'analitza un tipus d'indústria que: els seus productes són distribuïts àmpliament a nivell geogràfic i fan ús d'elements que una vegada usats tornen al procés de fabricació per a fer part dels nous productes. Aquest tipus de cadenes es caracteritza per la presència de diversos eslavons que permeten acostar el producte des de les plantes de producció fins a arribar al consumidor final. Es fa una anàlisi de l'estructura de la cadena de subministraments, des de la producció, en les plantes fins a la seua arribada al client final per mitjà dels detallistes, en el sentit "aigües a baix", i des del consum del producte i el conseqüent alliberament dels materials reutilitzables que han de conduir-se "aigües a dalt" fins a les plantes de producció, on són preparats i utilitzats una vegada i una altra, fins al final de la seua vida útil. El focus d'atenció consisteix en la integració de dues funcions fonamentals de la cadena de subministraments: la planificació de la producció i la distribució del producte amb la conseqüent recol·lecció dels materials de tornada. Sobre aquest tema, es precisa realitzar la planificació de la producció de manera que done satisfacció a la demanda que té lloc en els detallistes, i que es proveïsca dels materials de tornada que, una vegada consumit el producte, es reincorporen al procés. Es fa una revisió bibliogràfica del relacionat amb planificació de la producció, logística inversa i enrutament de vehicles i es construeixen models de programació matemàtica que suporten la presa de decisions en la planificació de la producció, dels inventaris (tota la cadena de subministraments), i dels enviaments que han de realitzar-se en un i un altre sentit en les corresponents rutes. Com a resultat de la recerca es presenten tres models de Programació Lineal Sencera Mixta (MILP), així: -Model de planificació de la producció: representa la cadena de subministraments a partir de les instal·lacions de cadascun dels nivells i la seua ubicació geogràfica, i es determinen els volums a produir, a emmagatzemar i les quantitats que s'han d'enviar des de cada node de la cadena de subministraments als altres, de manera que se satisfaça la demanda en un horitzó de planificació compost per diversos períodes. Aquest model presenta restriccions de capacitat tant de producció com d'emmagatzematge, de demanda, de compatibilitat de productes amb les instal·lacions, i d'enviaments directes entre determinats nodes de la cadena de subministraments, entre altres aspectes. -Model de enrutament de vehicles: representa la forma en què s'han de distribuir els productes des dels diferents nodes font als diferents nodes destine, fent ús d'una flota heterogènia de vehicles, en un període de temps. Els nodes són o emissors o receptors del producte, encara que en la seua utilització un node intermedi pot assumir un d'aquests rols segons si és origen o destinació de les mercaderies. Per a aquest model es tenen en compte les restriccions associades a l'ús de la flota, a la seua capacitat tant en massa com en volum, els fluxos al llarg de la cadena sota la premissa que un vehicle parteix d'un node font i pot visitar diversos nodes destine abans de tornar, i que un node pot ser visitat per diversos vehicles, davant la presència de finestres de temps tant rígides com suaus. -Model integrat de gestió de producció i logística: reuneix els dos models anteriors, és a dir, permet la planificació de la producció, la gestió dels inventaris i el enrutament de vehicles per a un horitzó de planificació determinat. Els tres models es proposen amb l'objectiu de minimitzar els costos totals i són avaluats amb instàncies de prova, apropiades. Els models van ser implementats fent ús del programari d'optimització Gurobi i del llenguatge de programació Python. A més, es va implementar una heurística constructiva i un algortime genètic utilitzant Python i el programari Pye / Parra Peña, J. (2016). Modelizado para la planeación de la producción y la logística directa e inversa de una cadena de suministro cuyo abastecimiento depende parcialmente de los materiales de retorno [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/73726 / TESIS
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Models, Algorithms and Digital Technologies for the Automation and Collaboration of Connected Smart Factories in an Industry 4.0 Environment

Cañas Sánchez, Héctor Enrique 18 December 2025 (has links)
Tesis por compendio / [ES] Los sistemas tradicionales de planificación y control de la producción (PPC) se centran en producir lo que demanda el mercado, con la calidad, el calendario y los volúmenes previstos al mínimo coste, ajustándose al mismo tiempo a las disrupciones de la cadena de suministro. La exploración e implementación de nuevos avances tecnológicos en el marco de la industria 4.0 (I4.0), como sistemas ciberfísicos (CPS), fabricación en la nube (CMfg), fabricación aditiva (AM), big data, inteligencia artificial y la Internet de las cosas (IoT), podrían cambiar aspectos organizativos tales como las responsabilidades de PPC. En este contexto, no se identificaron estudios sobre un sistema para la toma de decisiones, arquitecturas y marcos conceptuales para los nuevos sistemas inteligentes de PPC e I4.0. En este contexto de nuevos cambios tecnológicos y organizativos a los que tienen que hacer frente las pequeñas y medianas empresas (PYMEs), surge el problema de diseñar herramientas de PPC que permitan la integración y colaboración de las operaciones de producción. Así, basándose en las nuevas tecnologías de producción digital y en las herramientas organizativas que darán soporte a las fábricas inteligentes conectadas del futuro, se identificó la falta de un sistema integrado de PPC e I4.0. Esta tesis doctoral es un compendio de artículos que abordan una amplia revisión bibliográfica sobre la PPC en un entorno de I4.0. También, se propone un marco conceptual y el diseño de modelos y algoritmos para la toma de decisiones y dar soporte a las funciones de PPC en un contexto digital I4.0 basado en las nuevas tecnologías de producción digital y herramientas organizativas que darán soporte a las fábricas inteligentes colaborativas y conectadas del futuro. Los modelos matemáticos y algoritmos propuestos se centran en resolver el problema del diseño y planificación de una cadena de suministro sostenible y resiliente en la que las decisiones estratégicas y tácticas se toman de forma integrada. Los modelos, algoritmos y método de resolución se han programado en Python. Los modelos han sido validados mediante un software que genera instancias de datos sintéticos y permite evaluar la complejidad computacional de los mismos. El desarrollo de este tipo de modelos y algoritmos supone una contribución al ámbito académico e investigador y, concretamente, en el área de PPC. / [CA] En l'actualitat, els sistemes tradicionals de planificació i control de la producció (PPC) se centren en produir el que demanda el mercat, amb la qualitat, el calendari i els volums previstos al mínim cost, ajustant-se al mateix temps a les pertorbacions. L'exploració i implementació de nous avanços tecnològics, com CPS, fabricació en el núvol (CMfg), fabricació additiva (AM), big data, intelligència artificial i el IoT, podrien canviar aspectes organitzatius, com les responsabilitats de PPC. En aquest context, no es van identificar estudis sobre un sistema per a la presa de decisions, arquitectures i marcs conceptuals per als nous sistemes intelligents de PPC i I4.0. En aquest context de nous canvis tecnològics i organitzatius als quals han de fer front les petites i mitjanes empreses (PIME), sorgeix el problema de dissenyar eines de PPC que permeten la integració i collaboració de les operacions de producció. Així, basant-se en les noves tecnologies de producció digital i en les eines organitzatives que donaran suport a les fàbriques intelligents connectades del futur, es va identificar la falta d'un sistema integrat de la PPC i I4.0. Aquesta investigació és un compendi d'articles que aborden una àmplia revisió bibliogràfica sobre la PPC en un entorn I4.0. També proposa un marc conceptual i el disseny de models i algorismes per a la presa de decisions i per a donar suport a les funcions de PPC en un context digital I4.0 basat en les noves tecnologies de producció digital i eines organitzatives que donaran suport a les fàbriques intelligents col·laboratives i connectades del futur. Els models matemàtics i algorismes proposats se centren en resoldre el problema del disseny d'una cadena de subministrament sostenible i resistent en la qual les decisions estratègiques i tàctiques es prenen de forma integrada. Els models, algorismes i mètode de resolució s'han programat en Python. Els models han sigut validats mitjançant un programari que genera instàncies de dades sintètiques i permet avaluar la complexitat computacional dels models. El desenvolupament d'aquesta mena de models i algorismes suposa una important contribució a l'àmbit acadèmic. / [EN] Currently, traditional production planning and control (PPC) systems focus on producing what the market demands with the expected quality, schedule and volumes at a minimum cost, while adjusting for disruption. The exploration and implementation of new technological advances, such as CPS, cloud manufacturing (CMfg), additive manufacturing (AM), big data, artificial intelligence and the Internet of Things (IoT), could change organisational aspects like PPC responsibilities. In this context, no studies on a system for decision making, architectures and conceptual frameworks for the new intelligent systems of PPC and industry 4.0 (I4.0) have been identified. In this context of new technological and organisational changes that small-and medium-sized enterprises (SMEs) have to face, the problem of designing PPC tools that enable the integration and collaboration of production operations arises. Thus, based on the new digital production technologies and organisational tools that will support the connected smart factories of the future, lack of an integrated PPC and I4.0 system was identified. The present doctoral thesis is a compendium of articles addressing a comprehensive literature review on PPC in an I4.0 environment. It also proposes a conceptual framework and the design of models and algorithms for decision making and to support PPC functions in a digital I4.0 context based on the new digital production technologies and organisational tools that will support the collaborative and connected smart factories of the future. The proposed mathematical models and algorithms focus on solving the problem of designing a sustainable and resilient supply chain where strategic and tactical decisions are made in an integrated way. The models, algorithms and resolution method have been programmed in Python. The models have been validated by means of software that generates synthetic data instances and allows the models' computational complexity to be evaluated. The development of this type of models and algorithms is a significant contribution to the academic field. / I would like to thank the following projects and universities for having financed the publications included in this doctoral thesis: • European Commission Horizon 2020 project entitled "Crop diversification and low-input farming cross Europe: From practitioners' engagement and ecosystems services to increased revenues and value chain organisation' (Diverfarming), grant agreement 728003. • Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities project entitled 'Optimization of zero-defect production technologies enabling supply chains 4.0 (CADS4.0)' (RTI2018-101344-B-I00). • European Union H2020 program with grant agreement no. 958205 "Industrial Data Services for Quality Control in Smart Manufacturing (i4Q)". • European Union H2020 Program with grant agreement nº 825631 "Zero- Defect Manufacturing Platform (ZDMP)". / Cañas Sánchez, HE. (2023). Models, Algorithms and Digital Technologies for the Automation and Collaboration of Connected Smart Factories in an Industry 4.0 Environment [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/202312 / Compendio
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Models and Algorithms for the Optimisation of Replenishment, Production and Distribution Plans in Industrial Enterprises

Guzmán Ortiz, Brunnel Eduardo 10 October 2022 (has links)
Tesis por compendio / [ES] La optimización en las empresas manufactureras es especialmente importante, debido a las grandes inversiones que realizan, ya que a veces estas inversiones no obtienen el rendimiento esperado porque los márgenes de beneficio de los productos son muy ajustados. Por ello, las empresas tratan de maximizar el uso de los recursos productivos y financieros minimizando el tiempo perdido y, al mismo tiempo, mejorando los flujos de los procesos y satisfaciendo las necesidades del mercado. El proceso de planificación es una actividad crítica para las empresas. Esta tarea implica grandes retos debido a los cambios del mercado, las alteraciones en los procesos de producción dentro de la empresa y en la cadena de suministro, y los cambios en la legislación, entre otros. La planificación del aprovisionamiento, la producción y la distribución desempeña un papel fundamental en el rendimiento de las empresas manufactureras, ya que una planificación ineficaz de los proveedores, los procesos de producción y los sistemas de distribución contribuye a aumentar los costes de los productos, a alargar los plazos de entrega y a reducir los beneficios. La planificación eficaz es un proceso complejo que abarca una amplia gama de actividades para garantizar que los equipos, los materiales y los recursos humanos estén disponibles en el momento y el lugar adecuados. Motivados por la complejidad de la planificación en las empresas manufactureras, esta tesis estudia y desarrolla herramientas cuantitativas para ayudar a los planificadores en los procesos de la planificación del aprovisionamiento, producción y distribución. Desde esta perspectiva, se proponen modelos realistas y métodos eficientes para apoyar la toma de decisiones en las empresas industriales, principalmente en las pequeñas y medianas empresas (PYMES). Las aportaciones de esta tesis suponen un avance científico basado en una exhaustiva revisión bibliográfica sobre la planificación del aprovisionamiento, la producción y la distribución que ayuda a comprender los principales modelos y algoritmos utilizados para resolver estos planes, y pone en relieve las tendencias y las futuras direcciones de investigación. También proporciona un marco holístico para caracterizar los modelos y algoritmos centrándose en la planificación de la producción, la programación y la secuenciación. Esta tesis también propone una herramienta de apoyo a la decisión para seleccionar un algoritmo o método de solución para resolver problemas concretos de la planificación del aprovisionamiento, producción y distribución en función de su complejidad, lo que permite a los planificadores no duplicar esfuerzos de modelización o programación de técnicas de solución. Por último, se desarrollan nuevos modelos matemáticos y enfoques de solución de última generación, como los algoritmos matheurísticos, que combinan la programación matemática y las técnicas metaheurísticas. Los nuevos modelos y algoritmos comprenden mejoras en términos de rendimiento computacional, e incluyen características realistas de los problemas del mundo real a los que se enfrentan las empresas de fabricación. Los modelos matemáticos han sido validados con un caso de una importante empresa del sector de la automoción en España, lo que ha permitido evaluar la relevancia práctica de estos novedosos modelos utilizando instancias de gran tamaño, similares a las existentes en la empresa objeto de estudio. Además, los algoritmos matheurísticos han sido probados utilizando herramientas libres y de código abierto. Esto también contribuye a la práctica de la investigación operativa, y proporciona una visión de cómo desplegar estos métodos de solución y el tiempo de cálculo y rendimiento de la brecha que se puede obtener mediante el uso de software libre o de código abierto. / [CA] L'optimització a les empreses manufactureres és especialment important, a causa de les grans inversions que realitzen, ja que de vegades aquestes inversions no obtenen el rendiment esperat perquè els marges de benefici dels productes són molt ajustats. Per això, les empreses intenten maximitzar l'ús dels recursos productius i financers minimitzant el temps perdut i, alhora, millorant els fluxos dels processos i satisfent les necessitats del mercat. El procés de planificació és una activitat crítica per a les empreses. Aquesta tasca implica grans reptes a causa dels canvis del mercat, les alteracions en els processos de producció dins de l'empresa i la cadena de subministrament, i els canvis en la legislació, entre altres. La planificació de l'aprovisionament, la producció i la distribució té un paper fonamental en el rendiment de les empreses manufactureres, ja que una planificació ineficaç dels proveïdors, els processos de producció i els sistemes de distribució contribueix a augmentar els costos dels productes, allargar els terminis de lliurament i reduir els beneficis. La planificació eficaç és un procés complex que abasta una àmplia gamma d'activitats per garantir que els equips, els materials i els recursos humans estiguen disponibles al moment i al lloc adequats. Motivats per la complexitat de la planificació a les empreses manufactureres, aquesta tesi estudia i desenvolupa eines quantitatives per ajudar als planificadors en els processos de la planificació de l'aprovisionament, producció i distribució. Des d'aquesta perspectiva, es proposen models realistes i mètodes eficients per donar suport a la presa de decisions a les empreses industrials, principalment a les petites i mitjanes empreses (PIMES). Les aportacions d'aquesta tesi suposen un avenç científic basat en una exhaustiva revisió bibliogràfica sobre la planificació de l'aprovisionament, la producció i la distribució que ajuda a comprendre els principals models i algorismes utilitzats per resoldre aquests plans, i posa de relleu les tendències i les futures direccions de recerca. També proporciona un marc holístic per caracteritzar els models i algorismes centrant-se en la planificació de la producció, la programació i la seqüenciació. Aquesta tesi també proposa una eina de suport a la decisió per seleccionar un algorisme o mètode de solució per resoldre problemes concrets de la planificació de l'aprovisionament, producció i distribució en funció de la seua complexitat, cosa que permet als planificadors no duplicar esforços de modelització o programació de tècniques de solució. Finalment, es desenvolupen nous models matemàtics i enfocaments de solució d'última generació, com ara els algoritmes matheurístics, que combinen la programació matemàtica i les tècniques metaheurístiques. Els nous models i algoritmes comprenen millores en termes de rendiment computacional, i inclouen característiques realistes dels problemes del món real a què s'enfronten les empreses de fabricació. Els models matemàtics han estat validats amb un cas d'una important empresa del sector de l'automoció a Espanya, cosa que ha permés avaluar la rellevància pràctica d'aquests nous models utilitzant instàncies grans, similars a les existents a l'empresa objecte d'estudi. A més, els algorismes matheurístics han estat provats utilitzant eines lliures i de codi obert. Això també contribueix a la pràctica de la investigació operativa, i proporciona una visió de com desplegar aquests mètodes de solució i el temps de càlcul i rendiment de la bretxa que es pot obtindre mitjançant l'ús de programari lliure o de codi obert. / [EN] Optimisation in manufacturing companies is especially important, due to the large investments they make, as sometimes these investments do not obtain the expected return because the profit margins of products are very tight. Therefore, companies seek to maximise the use of productive and financial resources by minimising lost time and, at the same time, improving process flows while meeting market needs. The planning process is a critical activity for companies. This task involves great challenges due to market changes, alterations in production processes within the company and in the supply chain, and changes in legislation, among others. Planning of replenishment, production and distribution plays a critical role in the performance of manufacturing companies because ineffective planning of suppliers, production processes and distribution systems contributes to higher product costs, longer lead times and less profits. Effective planning is a complex process that encompasses a wide range of activities to ensure that equipment, materials and human resources are available in the right time and the right place. Motivated by the complexity of planning in manufacturing companies, this thesis studies and develops quantitative tools to help planners in the replenishment, production and delivery planning processes. From this perspective, realistic models and efficient methods are proposed to support decision making in industrial companies, mainly in small- and medium-sized enterprises (SMEs). The contributions of this thesis represent a scientific breakthrough based on a comprehensive literature review about replenishment, production and distribution planning that helps to understand the main models and algorithms used to solve these plans, and highlights trends and future research directions. It also provides a holistic framework to characterise models and algorithms by focusing on production planning, scheduling and sequencing. This thesis also proposes a decision support tool for selecting an algorithm or solution method to solve concrete replenishment, production and distribution planning problems according to their complexity, which allows planners to not duplicate efforts modelling or programming solution techniques. Finally, new state-of-the-art mathematical models and solution approaches are developed, such as matheuristic algorithms, which combine mathematical programming and metaheuristic techniques. The new models and algorithms comprise improvements in computational performance terms, and include realistic features of real-world problems faced by manufacturing companies. The mathematical models have been validated with a case of an important company in the automotive sector in Spain, which allowed to evaluate the practical relevance of these novel models using large instances, similarly to those existing in the company under study. In addition, the matheuristic algorithms have been tested using free and open-source tools. This also helps to contribute to the practice of operations research, and provides insight into how to deploy these solution methods and the computational time and gap performance that can be obtained by using free or open-source software. / This work would not have been possible without the following funding sources: Conselleria de Educación, Investigación, Cultura y Deporte, Generalitat Valenciana for hiring predoctoral research staff with Grant (ACIF/2018/170) and the European Social Fund with the Grant Operational Programme of FSE 2014-2020. Conselleria de Educación, Investigación, Cultura y Deporte, Generalitat Valenciana for predoctoral contract students to stay in research centers outside the research centers outside the Valencian Community (BEFPI/2021/040) and the European Social Fund. / Guzmán Ortiz, BE. (2022). Models and Algorithms for the Optimisation of Replenishment, Production and Distribution Plans in Industrial Enterprises [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/187461 / TESIS / Compendio

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