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Localización de Infraestructura

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Localización de Infraestructura. La experiencia enseña que los hombres están tan acostumbrado a su visiones y practicas. Que las modificaciones o mejoramiento mas leves se adoptan con temor y dificultad y en forma gradual Alexander Hamilton, 1791. Capitulo 13.

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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Localización de Infraestructura

La experiencia enseña que los hombres están tan acostumbrado a su visiones y practicas. Que las modificaciones o mejoramiento mas leves se adoptan con temor y dificultad y en forma gradual Alexander Hamilton, 1791

Capitulo 13

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide2

Inventory Strategy

Inventory Strategy

Forecasting

Forecasting

Transport Strategy

Transport Strategy

Inventory decisions

Inventory decisions

Transport fundamentals

Transport fundamentals

Purchasing and supply

Purchasing and supply

Transport decisions

Transport decisions

Customer

Customer

scheduling decisions

scheduling decisions

service goals

service goals

PLANEAMIENTO

Storage fundamentals

Storage fundamentals

ORGANIZACION

ORGANIZING

The product

The product

CONTROLLING

Storage decisions

Storage decisions

PLANNING

Logistics service

Logistics service

Ord

Ord

. proc. & info. sys.

. proc. & info. sys.

CONTROL

Estrategias de localización

Location Strategy

Ecisiones de Localización

Location decisions

El proceso de planeamiento de la red

The network planning process

Estrategia de Localización de Infraestructura

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

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Localización

  • ¿Que localización?
  • Puntos de suministro oferta
    • Plantas
    • Vendedores
    • Puertos
  • Puntos intermedios
    • Almacenes
    • Terminales
    • Infraestructura Pública (bombero, policia, y ambulancias)
    • Centros de servicios
  • Puntos sumideros Demanda
    • Almacenes de detalle
    • Cliente /Usarios

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

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Localización

      • Preguntas Claves
      • ¿Cuantas infraestructura o plantas?
      • ¿ Donde deben estar localizadas?
      • ¿ Que tamaño deben tener?
  • Porque la localización es importante
      • Dada la Estructura de la red
        • Afecta significativamente los costos de inventario y transporte
        • Impacta los niveles de servicio al cliente a alcanzar

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

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Localización

  • Mètodos de Solución
  • Localización de una solo almacen
    • Gráfico
    • Grilla , o enfoque del centro de gravedad
  • Localización de múltiples almacenes
    • Simulación
    • Optimización
    • Heurísticas

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide6

Naturaleza del Anàlisis de localización

Manufactura (plantas & almacenes )

Decisiones se manejan por consideraciones económicas. Costos relevantes como los de transporte , Inventario , mano de obra, e impuestos se balancean para las distintas localizaciones

Ventas

Las Decisiones se manejan por los ingresos. Flujo de tráfico y los ingresos resultantes son los factores de localización más importantes después viene los costos.

Servicio

Las Decisiones se manejan por los factors de servicios . Respuesta a tiempo , axcecibilidad y disponibilidad, son las variables claves para la localización de los sevicios.

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

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Teorias/Practicas de localización

  • Anàlisis economico inicial
    • Curva de renta – oferta
    • Clasificación de Industrias de Weber
    • Tarifas de transportanción graduales de Hoover
    • Aglomeración
  • Enfoque matemáticos
    • Análisis simple
      • Cartas, compas, reglas de técnicas
      • Planillas
      • Lista de chequeo
    • Métodos continuos de localización
    • Programación matemática

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

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Curvas de Renta Oferta

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

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El espaciamiento entre variable se puede deber a costos no lineales de transporte

Crvas Isodapanes de Weber

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

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Clasificación de Industrias de Weber

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

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Curvas de transporte de Hoover

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide12

Aglomeraciones

Basados en las observaciones que el output de una empresa es el input de otra. Los clientes de una industria son los trabajadores de otra.Por lo tanto proveedores, fabricante y clientes deben trabajar en conjunto especialmente cuando los costos de transporte son altos. Historicamente el crecimiento de la industria automotriz muestra esa estructura. Hoy dia la electrònica también a pesar que los costos de transporte en este caso no son tan altos

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide13

Método Centro de Gravedad Ponderado CGP

  • Características generales
  • Un método de localización continua
  • Localiza en base de solo los costos de transporte
  • El método CGP comprende
  • Determina los volumenes de flujo por fuente y por destino
  • Determina los costos de transporte basados en $/unidad/milla.
  • Desarrolla una grilla para determinar las coordenados de los puntos fuentes y destinos
  • Encuentra el centro de gravedad ponderado de los flujos del grafico

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide14

Nota

El método del centro de gravedad aproximado no

es la respuestas óptimas, pero da buenas respuestas si hay

un gran número de puntos en el problema (>30) y el

volumen para cada punto no es una alta proporción del

volumen total . El método del centro de gravedad exacto

permite soluciones óptimas

å

å

V

R

X

/d

V

R

Y

/d

n

n

i

i

i

i

i

i

i

i

=

=

X

,

Y

i

i

å

å

V

R

/d

V

R

/d

i

i

i

i

i

i

i

i

donde

n

n

=

-

+

-

2

2

d

(X

X

)

(Y

Y

)

i

i

i

y

n

es el número de iteraciones.

Método CGP

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide15

Método CGP aproximado

donde

Vi = volumen del flujo en el punto i

Ri = Tarifa de transportanción al punto

al punto i

Xi,Yi = coordenadas del punto i

= coordenadas de instalación posible

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide16

Volumen

Tasa,

Punto

Prod-

anual,

$/

cwt/

i

uctos

Locacion

cwt.

mi.

X

Y

i

i

1 S

A

Seattle

8,000

0.02

0.6

7.3

1

2 S

B

Atlanta

10,000

0.02

8.6

3.0

2

3 H

A & B

Los

5,000

0.05

2.0

3.0

1

Angeles

4 H

A & B

Dallas

3,000

0.05

5.5

2.4

2

5 H

A & B

Chicago

4,000

0.05

7.9

5.5

3

6 H

A & B

New York

6,000

0.05

10.6

5.2

4

Método CGP

Ejemplo Suponga una red servicios médicos para servir un conjunto de hospitales de veteranos de guerra a traves del pais. Los suministro se originan en S1y S2 y son destinados a los hospitales H1 a H4. Las localizaciones relativas se muestran en el mapa y los datos son:

Nota costo de cwta

por milla

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide17

Método CGP

factor de escala del mapa , K

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

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i

X

Y

V

R

V

R

V

R

X

V

R

Y

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

1

0.6

7.3

8,000

0.02

160

96

1,168

2

8.6

3.0

10,000

0.02

200

1,720

600

3

2.0

3.0

5,000

0.05

250

500

750

4

5.5

2.4

3,000

0.05

150

825

360

5

7.9

5.5

4,000

0.05

200

1,580

1,100

6

10.6

5.2

6,000

0.05

300

3,180

1,560

1,260

7,901

5,538

Método CGP

Resuelva el método CGP mediante la tabla

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide19

X

Y

Método CGP

Ahora ,

= 7,901/1,260 = 6.27

= 5,538/1,260 = 4.40

Es aproximadamente Columbia, MO.

El costo total de esta localización será:

donde

K

es el factor de escala corregido del mapa

de coordenadas en millas.

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide20

Método CGP

CGP

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide21

Calcule el costo total en total CGP

i

Xi

Yi

Vi

Ri

TC

1

0.6

7.3

8,000

0.02

509,482

2

8.6

3.0

10,000

0.02

271,825

3

2.0

3.0

5,000

0.05

561,706

4

5.5

2.4

3,000

0.05

160,733

5

7.9

5.5

4,000

0.05

196,644

6

10.6

5.2

6,000

0.05

660,492

Método CGP

2,360,882

Total

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slide22

Método CGP exacto

Procedimiento de solución exacto para CGP

  • Resuelva el CGP
  • Use para encontrar di
  • Re-suelva para usando la formulación exacta
  • Use el valor revisado para encontar di
  • Repita las etapas 3 a 5 hasta que se estabilizan los valores
  • Calcule el costo total usando las coordenadas finales.

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Método de localizaciones Múltiples

  • Los problemas mas complejo que tiene todas las Empresas
  • Requiere de la transacción de los siguientes costos

Transportación hacia adentro o afuera de la infraestructura

-

Costos de Almacenamiento e inventario

-

Costos de mantención de Inventorio

-

Costo de producción/ Compra

-

Costos fijos de Infraestructura

-

  • Subjeto a :

Restricciones del servicio a cliente

-

Restricciones de capacidad de las infraestructura

-

  • Métodos matematicos populares

que:

Buscan la mejor combinación a minimizar

-

Lo hacen dentro de tiempos razonables

-

No requieren de un enorme cantidad de anàlisis de datos

-

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slide24

Costo Total

Costos fijos

Costo

Almacen

ICostos de mantención

De inventario

Costos de Producion/compra

Y procesamiento de ordenes

Transportación

Adentro y afuera

0

0

Numero de almacenes

Transacciones de los costos de localización

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slide25

Múltiples CGP

  • Se formulan igual que el problema CGP simple
  • Buscan las mejores localizaciones de un número seleccionado de lugares.
  • La consolidación de los costos fijos y de inventario ocurren fuera del modelo.
  • Procedimiento CGP múltiple
  • Ranquear los puntos de demanda del mayor valor al menor valor
  • Use el mayor M como locación inicial y asigne los restante centro de demanda a esta localizaciones
  • Compute el CGP de las M localizaciones
  • Reasigne todos los centro de demandas a los M CGP sobre las bases de proximidad
  • Recompute los CGP y repita la asignación del el centro de demanda,pare cuando el proceso iterartivo no permita mejoramientos adicionales por nuevas asignaciones

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide26

Ejemplo de uso pràctico del Modelo CGP

  • Localización de un terminal de reparaciones de camiones
  • Localización de infraestructura pública como oficinas, policia y bomberos
  • Localización de facilidades médicas
  • Localización de toda infraestructura donde el costo de transporte y los costos fijos son los motores de la localización
  • Como un sugerencia de posibles localizacioanes

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide27

Un método usado comercialmente

-

Tiene un buen rango de aplicación

-

Puede ser implementada en un PC

  • Los tiempo de operación y de memoria
  • pueden ser enormes

Los costos fijo pueden ser grandes

-

Los inventarios no lineales no se

-

manejan bien

  • pueden usarse procedimiento de solución tipo prgramación lineal mediante (MIPROG en LOGWARE)

Programación mixta entera

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide28

Ejemplo

La base de datos necesaria para el problema se da como archivo

ILP02.DAT in

MIPROG. La forma la determina el problema

formulación de la técnica en capitulos suplementarios .

La solución de abrir un solo almacen (W2) resulta en los siguientes

Costos

Categoria

Costos

Producóon

$1,020,000

Transportacion

1,220,000

Almacen

Manipulacion

310,000

Costos fijos almacen

500,000

Totales

$3,050,000

PME

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide29

La situación

PME

Diseño de una red de múltiples productos

slide30

Menos complicado que el ejemplo previo, pero

basdo en la programación entera

  • Localiza basado en los costos de transporte y los

costos fijos de las infraestructura

  • Localizaciones se restringen a los nodos (e.g.,

demandas) puntos en el problema

  • Los métodos encuentran el óptimo de la localización de M infraestructura a la vez

Método de localización de la P-Mediana

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide31

Ejemplo

Cinco incineradores se deben localizar para evitar

reclamos por productos tóxicos . El costo de mover un quimico de

12 áreas de mercado a los incineradores es de $0.0867/cwt./mi. Lasl

areas el volumen de los quimicos, y los costos fijos de operación

para operar el incinerador son

Volumen

Costos

Volumen

Costos

Anual,

Fijos de

Annual

Fijos de

Mercado

cwt.

Operac $

Mercado

cwt.

Operac , $

Boston MA

30,000

3,100,000

Chicago IL

240,000

2,900,000

New York NY

50,000

3,700,000

Minneapolis MN

140,000

--

Atlanta GA

170,000

1,400,000

Phoenix AZ

230,000

1,100,000

Baltimore MD

120,000

--

Denver CO

300,000

1,500,000

Cincinnati OH

100,000

1,700,000

Los Angeles CA

40,000

2,500,000

Memphis TN

90,000

--

Seattle WA

20,000

1,250,000

P-Mediana

13-31

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide32

Volumen Número nodo

No. Nombre Infraest.

asignado

1 New York NY 200,000 1 2 4

2 Atlanta GA 260,000 3 6

3 Chicago IL 480,000 5 7 8

4 Phoenix AZ 270,000 9 11

5 Denver CO

320,000

10 12

Total 1,530,000

Costo Total:

$24,739,040.00

P-Mediana

PMED02.DAT en

La base de datos de este problema es

LOGWARE.

Respuesta

graficamente mostrados

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide33

P-Mediana

Repitiendo el anàlisis para diferente número de incineradores se encuentra su número óptimo.

13-33

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide34

Ejemplo

Usuario selecciona la localización a ser evaluada. Anàlisis se repite hasta encontrar un óptimo

.valor del inventario puede facilmente añadirse como en eñlsiguiente problema donde

=

I

$6

,

000

,

000

N

. Al 25% por

año, el costo de mantener inventario es CC =

O,25

.

T

T

Numero de

Costo de

Cpsto Fijo

Costo inventario

Costo Total

Almacenes

Transporte $

$

, $

, $

1

41,409,628

2,000,000

1,500,000

44,909,628

2

25,989,764

4,000,000

2,121,320

32,111,084

3

16,586,090

6,000,000

2,598,076

25,184,166

4

11,368,330

8,000,000

3,000,000

22,368,330

5

9,418,329

10,000,000

3,354,102

22,772,431

6

8,032,399

12,000,000

3,674,235

23,706,634

7

7,478,425

14,000,000

3,968,627

25,447,052

8

2,260,661

16,000,000

4,242,641

22,503,302

9

948,686

18,000,000

4,500,000

23,448,686

10

0

20,000,000

4,743,416

24,743,416

Nota

: Costo de transporte

Nota

: Costos fijods y

declina con mas almacenes

Variable de inventario

Aumentan con el

Número de almacenes

Evaluación selectiva usando CGP

13-34

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide35

Curva de costo total para evaluación selectiva To

Optimo local

Óptimo Global

Muestra el efecto del inventario en la politica de localización. La presencia de óptimps locales hace mas dificil encontrar el óptimo global del problema

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide36

Programación Lineal guiada

las mejores soluciones.

Busca

Un problema tipico se muestra en la pròxima figura configurado como

un problema de transportaciòn lineal siguiente

costos.

·

-

Los costos fijos y de inventario se computan por unidad de flujo total

Y se añaden como costos unitraio de transporte del problema

.

Se resuelve el programa lineal y se recalculan los costos por volumen

·

De flujo asignado a los almacenes . Algunos de ellos pueden no presentar

cambios. Se encuentra la soluciòn òptima cuando se estabilizan los valores

.

·

Los costos fijos y de inventario finales se recalculan y se revisa resultados

.

·

Pare.

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide37

Programación Lineal guiada

El problema

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide38

Programación Lineal guiada

Ejemplo

Use datos de la figura anterior . Asigne los costos fijos, bajo el supuesto que

·

·

cada almacen intermedio procesa toda la demanda por lo tanto

,

Almacen 1

100,000/200,000 = $0.50/cwt.

Almacen 2

400,000/200,000 = $2.00/cwt.

Alsigne los costos de inventario. Auma que el flujo de productos se reparte

·

.

Igualitariamente entre los distintos almecenes

Demnda total de clientes

Cada almacen

0.7

100{[200,000/2

)

]/(200,000/2)} = $3.2

No.

of

Almacenes

Construya la matriz de costos del problema de trnsporte y vea su estructura

·

.

13-38

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide39

Matriz de Costos Inicial y soluciones de la primera iteraciòn del Problema

Capacidad

Almacenes

Clientes

Almacenes

Y Plantas

W

W

C

C

C

2

1

2

3

1

a

b

4

9

99

99

99

60,000

60,000

P

1

Plantas

8

6

99

99

99

c

140,000

999,999

P

2

d

0

99

9.7

8.7

10.7

W

60,000

60,000

Almacenes

1

e

b

99

0

8.2

7.2

8.2

c

50,000

999,999

W

40,000

50,000

2

Capacida

Almacenes

demanda

c

60,000

999,999

50,000

100,000

50,000

13-39

slide40

Almacen

Costo fijos/unidad,

Costo de inventario/unidad ,

$/cwt.

$/cwt.

0.7

W

$100,000/60,000 cwt.

$100(60,000 cwt

.)

/60,000 cwt.

1

= 1.67

= 3.69

0.7

W

$400,000/140,000 cwt.

$100(140,000 cwt

.)

/140,000 cwt.

2

= 2.86

= 2.86

Coloque estos costos unitarios en la matriz de transporte

·

TLa porción de la matriz que se revisa es:

C

C

C

1

2

3

a

W

11.36

10.36

12.36

1

b

W

8.72

7.72

8.72

2

a

2 + 4 + 1.67 + 3.69 = 11.36

b

Resuelva el problema de transporte .Anote los resultados en la matriz

·

.

Recompute los costos fijos y de inventarios de la primera soluciòn

·

resultados.

1 + 2 + 3.57 + 2.86 = 9.43

13-40

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide41

Almacen 1

Almecen 2

Tipo de costo

0 cwt.

200,000 cwt.

Producción

$0

200,000

4 = $800,000

´

transporte interno

0

200,000

2 = 400,000

´

Transportate externo

50,000

2 = 100,000

´

100,000

1 = 100,000

´

0

50,000

2 = 100,000

´

Fijo

0

400,000

0.7

Costo inventario

0

100(200,000)

= 513,714

Manipulación

0

200,000

1 = 200,000

´

Subtotal

$0

$2,613,714

Total

$2,613,714

Programación Lineal guiada

slide42

Localización por simulación

  • Puede incluir mas variable y los tipico métodos algorítmicos
  • Las representaciones de costos pueden se exactas de forma tal que estas son mas precisas que los métodos algiritmicos
  • La optimización matemática no se puede garantizar siempre, al contrario los métodos heuristicos pueden siempre conducir a los soluciones satisfactorias
  • Los requerimientos de datos es extensiva
  • Tiene uso práctico limitado

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide43

Shycon/Maffei Simulation

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide44

Modelos Comerciales de Localización

  • Caracteristicas
  • Incluye los costos mas relevantes de localización
  • Restringe a capacidades especificas de los clientes y niveles de servicios
  • Replica los costos de los diseños especificos
  • Maneja localizaciones múltiples en múltiples escalones
  • Maneja múltiples categorias de productos
  • Busca las mejores redes de diseño

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide45

Modelos Commerciales

13-45

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide46

Modelos Comerciales)

13-46

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide47

·

En general el problema de localización es de gran tamaño

-

Las configuraciones de redes no se configuran de inmediato

-

Existen costos fijos asociados al moverse a nuevas configuraciones

·

Se busca encontar redes que minmicen las presentes configuraciones en

un horizonte dado de tiempo

Localización del Retail

·

Contrasta con la localización de la planta y el almacen

-

Orientados a los retornos mas que a los costos

-

Factores adicioanles como los cosatos de estacionamiento ,competitive

Cercanias a centros competitivos son dominantes

Métodos

·

Lista ponderada de chequeo

-

Buena cuando hay muchos factores sibjetivos envueltos

-

Cuantoifica la comparación entre localizaciones alternativas

Localización Dinámica

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide48

Lista de chequeo poderada para la localización de un Retail

(1)

(2)

´

(3)=(1)

(2)

Factor

Ponderación

factor

ponderación

Puntaje ponderado

a

b

(1 to 10)

Factor Localización

(1 to 10)

Score

8

Proximidad a otros almacenes

5

40

5

Consideraciones

Renta/lease del espacio

15

3

8

Espacio de estacionamiento

10

80

7

Proximidad a almacenes

56

8

Complementarios

6

Modernidad del espacio

9

54

9

Accesibilidad de clientes

8

72

3

Impuestos locales

2

6

3

Sevicios comunitarios

4

12

8

Proximidad a transportes

56

7

Masivos

Indice Total

391

13-48

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide49

·

Modelo de gravedad de Huff

-

Similar a la ley de gravedad de Newton

-

-

"Masa" o variedad del retail atrae clientes, y la distancias los repele

El modelo básico es: .

-

a

/

S

T

j

ij

=

=

E

P

C

C

å

ij

ij

i

i

a

/

S

T

j

ij

j

donde

=

expected demand from population cen

ter

that will be attracted to

E

i

ij

retail location

j

=

probability of customers from point

traveling to retail location

P

i

j

ij

=

customer demand at point

C

i

i

=

size of retail location

S

j

j

=

travel time between customer location

and retail locati

on

T

i

j

ij

=

number of competing locations

n

j

=

an empirically estimated parameter

a

Localización del Retail

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide50

=

E

P

C

ij

ij

i

Localización del Retail

Matriz de Solucion

2

S

/

T

Timpo del

j

ij

=

P

2

S

/

T

å

2

T

Cliente

-

Cliente a la

ij

i

2

S

/

T

j

ij

ij

j

ij

j

Localización

i

A

B

A

B

A

B

A

B

A

B

C

30.0

56.6

900

320

0

555

313

0.64

0.36

$6.4

$3.6

1

C

44.7

30.0

2000

900

250

1111

0.18

0.82

0.9

4.1

2

C

36.0

28.3

1300

800

385

1250

0.24

0.76

1.7

5.3

3

$9.0

$13.0

Ventas totales del centro de venta ($ million)

13-50

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide51

Localización del Retail

80

Y

70

C

R

2

B

60

50

C

Timpo (minutos)

3

40

30

C

R

1

A

20

10

0

0 10 20 30 40 50 60 70 80

X

Timpo (minutos)

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

slide52

Analisis de regresión

·

Modelos de la forma:

-

Ventas =

b

+

b

(

F

) +

b

(

F

) + … +

b

(

F

)

0

1

1

2

2

n

n

y

F

s son factores en realación ala localización

Localización del Retail

Factores tales como (1) no. hay lugares de estacionamiento , (2) tamaño del almacen, (3) numero de items en almacen

CR (2004) Prentice Hall, Inc.

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