An analysis of the economic lot-sizing problem with return options focused on the remanufacturing plan
El Problema del Tamaño del Lote Económico (ELSP por sus siglas en inglés) puede ser definido como el problema de determinar los períodos y las cantidades a producir en cada período para satisfacer los requerimientos de demanda de un cierto artículo sobre un horizonte de planificación finito, minimiz...
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| Автор: | |
|---|---|
| Формат: | doctoralThesis |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
2014
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| Предмети: | |
| Онлайн доступ: | http://hdl.handle.net/20.500.12008/2910 |
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| Резюме: | El Problema del Tamaño del Lote Económico (ELSP por sus siglas en inglés) puede ser definido como el problema de determinar los períodos y las cantidades a producir en cada período para satisfacer los requerimientos de demanda de un cierto artículo sobre un horizonte de planificación finito, minimizando la suma de todos los costos involucrados. Los valores de demanda se asumen conocidos y pueden ser diferentes para cada período, es decir, demanda determinística y dinámica. Hay costos fijos y variables por producir en cada período, y por unidad almacenada en inventario de un período a otro siguiente. El ELSP es un problema bien conocido en la literatura y varias extensiones han sido planteadas para atender de una mejor manera las necesidades de la industria. Una de las más recientes y relevantes extensiones del ELSP es cuando se incluye el retorno de artículos usados, los cuales pueden ser remanufacturados para satisfacer la demanda. También debe tenerse en cuenta que los artículos usados y retornados (o retornos simplemente) puedan ser descartados de una manera adecuada, como por ejemplo, cuando los mismos no satisfacen ciertos requerimientos mínimos para ser remanufacturados. La remanufacturación es un proceso de recuperación de artículos usados mediante la cual se puede asegurar que los productos remanufacturados ofrecen la misma calidad y funcionalidad que los artículos nuevos. Ejemplos de productos remanufacturados son: autopartes, motores, neumáticos, equipamiento de aviones, cámaras fotográficas, instrumentos médicos, muebles, cartuchos, fotocopiadoras, computadoras y equipo de telecomunicaciones. La remanufacturación ofrece beneficios para todas las partes involucradas. El consumidor puede obtener productos de la misma calidad a un precio generalmente inferior que el de uno nuevo. El fabricante se ve beneficiado ya que la remanufacturación necesita menos la energía y de las materias primas, y además la remanufacturación tiende a reducir el número total de artículos puestos en el mercado al extender la vida útil de los mismos. En esta tesis consideramos la extensión del ELSP en la cual la demanda puede ser también satisfecha mediante la remanufacturación de artículos usados y retornados al origen, además de con artículos nuevos. Nos referiremos a este problema como el Problema del Tamaño del Lote Económico con Retornos (ELSR por sus siglas en inglés). Teniendo en cuenta que el ELSR es un problema NP-difícil en general e incluso para casos particulares de funciones de costos, decidimos analizar el ELSR desde el enfoque \201Cdivide y reinaras\201D, aplicado a la actividad de remanufacturación. Esta decisión está basada en el hecho de que la actividad de remanufacturación juega un rol fundamental en la resolución del ELSR ya que los planes de producción y de disposición final óptimos pueden ser determinados eficientemente y de forma independiente si el plan de remanufacturación es conocido, ya que ambos pueden ser formulados como problemas ELSP independientes. Por lo tanto en esta tesis nos enfocaremos en el problema de determinar la remanufacturación de una solución óptima del ELSR, el cual referiremos como el problema de obtener el Plan de Remanufacturación de Costo Perfecto. Se debe tener en cuenta que resolver este último problema es equivalente a resolver el ELSR, y por lo tanto es NP-difícil para los mismos casos. Considerando esta dificultad, analizaremos el problema de determinar las cantidades óptimas de remanufacturación suponiendo que el conjunto de períodos en donde la remanufacturación es posible ha sido definido con anterioridad, o en otras palabras el ESLR con Períodos Fijos para la Remanufacturación. Este supuesto está soportado tanto por motivos académicos como de la vida real, como por ejemplo: razones operativas si los operarios y las máquinas son los mismos para la producción y la remanufacturación; disponibilidad de artículos usados solo en ciertos períodos; o razones económicas causadas por remanufacturación a bajo costo en ciertos períodos. Asumiendo que la cantidad a remanufacturar en los períodos permitidos es estrictamente positiva, y que los costos son no especulativos (es decir que es conveniente producir o remanufacturar lo más tarde posible) pudimos demostrar que la cantidad total de remanufacturación de una solución óptima puede ser obtenida de manera eficiente a través de un procedimiento de tiempo lineal en el número de períodos. Entre otras implicaciones, este resultado sirve como sustento teórico para una regla de remanufacturación simple pero efectiva, utilizada para resolver el ELSR con períodos fijos de remanufacturación. La regla establece que la cantidad a remanufacturar en un cierto período fijado debe ser el mínimo entre la cantidad de retornos disponibles en le período y la demanda acumulada desde el período en cuestión hasta el período inmediatamente anterior al próximo periodo fijado como de remanufacturación positiva. En esta tesis se muestra además que esta regla puede ser aplicada con muy buenos resultados para el caso del ELSR con Sustitución en Una Vía, es decir, los productos nuevos pueden utilizarse para satisfacer al demanda de artículos remanufacturados pero no viceversa. Esta clase de problemas ocurre en la práctica cuando hay segmentos de mercado diferentes para los productos nuevos y los remanufacturados. El análisis del ELSR centrado en la remanufacturación se completa demostrando que el problema de cantidades óptimas para cada uno de los períodos fijados es NP-difícil en general, aún en el caso en que el número de períodos que se han fijado como de remanufacturación positiva, es menor que el número total de períodos. Considerando este resultado para el caso general, se provee un algoritmo recursivo de orden pseudopolinomial que puede resultar efectivo en los casos en que la cantidad de períodos fijados es pequeña en relación al largo del horizonte de planificación, o la cantidad total de retornos es pequeña en comparación con la cantidad de demanda total. Finalmente, teniendo en cuenta los buenos resultados obtenidos para el ELSR bajo el supuesto de costos no especulativos, decidimos analizar la extensión del ELSP en la cual existen restricciones de capacidad en la producción (CLSP por sus siglas en inglés) bajo este supuesto en los costos. Para este problema fuimos capaces de mejorar el orden del reconocido algoritmo de Florian y Klein (1974) de O(T 4) a O(T 3) para el caso de costos cóncavos y no especulativos y capacidad de producción estacionaria. Hasta donde sabemos, este tipo de estructura de costos incluye casos de interés que no son abarcados por trabajos previos en la literatura. |
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