Managing uncertainty in agroforestry problems : applications of operation research models and methodologies in the wine and forestry industries.
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2016
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Abstract
Esta investigación se centra principalmente en la aplicación de modelos y metodologías de investigación operativa a problemas que surgen en la industria forestal y de la agricultura. A pesar que los modelos desarrollados difieren tanto en su naturaleza como en el ámbito de aplicación, ´estos comparten el mismo objetivo: incrementar la efectividad de los procesos productivos modelados al incorporar la incertidumbre que afecta su desempeño.En el segundo capítulo de esta tesis se considera el problema de programación de la producción en aserraderos sujeto a incertidumbre. En particular, el modelo propuesto por Maturana et al. (2010) es reformulado con el fin de hacer frente a la incertidumbre tanto en el abastecimiento de materias primas como en las órdenes de los productos. A través de la aplicación del enfoque de optimización robusta propuesto por Bertsimas & Sim (2004), se desarrollan tres modelos robustos: en el primero, sólo se toma en cuenta la incertidumbre en la demanda; en el segundo, sólo incertidumbre en elabastecimiento; y en el tercero, ambas fuentes de incertidumbre son consideradas. En cada uno de ellos, varios experimentos son realizados con el fin de evaluar la robustez de las soluciones, el efecto del nivel de conservatismo en la función de costos y en impacto de la incertidumbre en la programación del aserrado. Además, y mediante simulación de Monte Carlo, se plantean varias estrategias para seleccionar un adecuado nivel de conservatismo con implicancias en la toma de decisiones. En el tercer capítulo se considera la problemática asociada a la gestión de vinos premium y se desarrolla una heurística de dos etapas con el fin de establecer niveles adecuados de inventarios cuando una política (s-1, s) se emplea para la gestión de stock. Se asume que las órdenes por productos llegan de acuerdo a procesos de Poisson independientes; que los inventarios de vinos etiquetados son revisados en forma continua; que hay sólo una máquina que etiqueta; y que el proceso de etiquetado se realiza sólo si existen órdenes por productos. Considerando la minimización de la suma de los costos estacionarios de productos en proceso, en inventario y faltantes por unidad de tiempo, la heurística opera como sigue: en la primera etapa, el proceso de etiquetado es modelado como un sistema polling asimétrico que opera bajo una política de servicio exahustiva y se emplea el enfoque de Winands et al. (2006) para obtener los tiempos medios de espera por producto. Luego,en la segunda etapa se aplica el teorema de Palm (Palm, 1938) que reduce el problema global a la resolución de un problema del vendedor de diarios por cada tipo de etiqueta. La heurística se expone en forma sucinta mediante ejemplos numéricos y también se evalúa su precisión a través de un modelo de simulación. En el cuarto capítulo se analiza la estrategia de postponement como herramienta para hacer frente a la incertidumbre en las órdenes por productos en las viñas. El objetivo de este trabajo, que se basa en el desarrollado por Cholette (2009), es evaluar bajo qué condiciones operacionales un modelo de planificación de la producción (táctico) que opera desacoplando las líneas de etiquetado y embotellado, entrega mejores planes de producción que otro, el cual sólo considera inventario de productos etiquetados. Ambos modelos de programación entera mixta son analizados bajo un marco de horizonte rodante considerando diversas condiciones de holgura en la capacidad productiva, longitud del horizonte y grados de incertidumbre por los productos. Con significancia estad´ıstica semuestra que el nivel de beneficios derivados del uso de postponement son significantes, especialmente,cuando la holgura productiva es baja, el horizonte de planificación es extenso y el grado de incertidumbre es alto.Finalmente, en el quinto capítulo se presentan las conclusiones de esta tesis donde se describen los hallazgos, las debilidades de las formulaciones y propuestas para trabajo futuro.
Description
Tesis (Doctor in Engineering Sciences)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2016