12 minute read
Ph. D in Industrial Engineering
Doctorado en Ingeniería Industrial
Ph. D. In industrial engineering
Advertisement
Desarrollo e Implementación de un Sistema Comunitario Portuario en Economías Emergentes: el caso de Barranquilla, Colombia …..............08 Development and Implementation of a Port Community System in Emergent Economies: the case of Barranquilla, Colombia …….....……..10 Evaluación de la reposición conjunta del inventario: un enfoque mediante Juegos Cooperativos …………………………………………………………12 Assessment of joint inventory replenishment: A Cooperative Games approach...................................................................................................14
Autor: Adriana Milena Moros Daza Tutor: Dr. René Amaya Mier y Dra. Guisselle García Llinas
La siguiente investigación se centra en el desarrollo logístico de la comunidad portuaria de la región del Caribe colombiano, cuyos alcance y objetivos se exponen a continuación. La presente tesis consiste en el análisis de las comunidades portuarias en países con economías emergentes, a través de escenarios colaborativos y no colaborativos, basados en la aplicación de una plataforma Port Community System (PCS), especialmente para la región del Caribe colombiano. Este tipo de sistemas se basa en aplicaciones web que integran los diferentes sistemas de información de múltiples actores de la comunidad portuaria bajo un esquema de arquitectura de servicios. El alcance de esta investigación contiene: (a) La creación de escenarios colaborativos y no colaborativos para industrias portuarias emergentes, basado en un enfoque de optimización que tiene en cuenta factores económicos y ambientales para la creación de un servicio de valor agregado para el PCS; (b) El diseño prototípico de un PCS basado en la automatización de procesos, usando el lenguaje Business Process Management (BPM) para diferentes tipos de carga y para economías emergentes; (c) La identificación de barreras asociadas a la implementación y adopción de un PCS y el diseño de políticas de colaboración, para superar las barreras socioeconómicas iniciales de resistencia al cambio en la aplicación de tecnologías colaborativas. El objetivo principal perseguido por esta iniciativa es modelar y cuantificar el impacto de la incorporación de un PCS en economías emergentes utilizando a Barranquilla, Colombia como un caso de estudio, mediante el desarrollo de un PCS. De esta manera, las contribuciones de esta disertación son: (1) Percepciones (implicaciones), brechas y futuras líneas de investigación sobre los PCS, extraídas de una revisión de literatura sobre la evolución de la literatura, la
ubicación, la distribución de temas y la distribución económica de las investigaciones sobre PCS, las cuales ayudan a cerrar la brecha entre la industria y academia (puntos de vista académicos y prácticos). (2) Un inventario detallado y actual de PCS en todo el mundo, basado en un marco evolutivo de PCS propuesto en olas, el cual incluye la categorización e identificación de conductos motivadores para la creación de los PCS en la industria portuaria. (3) El diseño de los PCS para economías emergentes, verificado con el caso de estudio de la ciudad-puerto de Barranquilla, Colombia. (4) La asignación de ganancias, mientras se crean alianzas entre tres tipos diferentes de partes interesadas (actores de la comunidad portuaria) para garantizar la adopción de un PCS. (5) La creación de un sistema de enrutamiento de transporte multimodal, como un servicio de valor agregado para PCS, teniendo en cuenta la optimización de costos y las emisiones ambientales. Estas contribuciones están justificadas por varios estudios diagnósticos sobre el desarrollo logístico y el desempeño de la región del Caribe colombiano. Muchos de ellos son los realizados por el Banco Mundial, el cual se basa en el desarrollo y análisis de diferentes índices de comercio exterior como: Doing Business y el Logistics Performance Index (LPI (Indice de desempeño logístico)), que respaldan las tareas que deben realizarse en relación con la falta de competitividad logística en términos de costo, tiempos y procedimientos en la región del Caribe colombiano. En total, se encontró que el 23% del PIB (producto interno bruto o ingles GDP en inglés) dentro de la economía colombiana son costos logísticos. Así mismo, un diagnóstico previo realizado en las cadenas de comercio exterior de Barranquilla, Colombia informa que existe una falta de colaboración entre los interesados de las cadenas de comercio exterior. Además, existe una gran cantidad de procesos y operaciones requeridas para completar una actividad de comercio exterior, con ausencia de tecnología que sólo aumenta el tiempo y los costos de dichas actividades. Como contribución a mis instituciones, la Universidad del Norte y la Universidad de Hamburgo, mi investigación y doctorado implican más capacitación de alto nivel en el campo de la logística portuaria y el desarrollo de la investigación. Además, considerando que mi tema de estudio es de gran interés para la región y para mi país, Colombia, este trabajo proporciona contribuciones innovadoras a la comunidad.
Autor: Adriana Milena Moros Daza Tutor: Dr. René Amaya Mier y Dra. Guisselle García Llinas
The following research is focused on the logistical development of the port community of the Colombian Caribbean region, for which scope and objectives are set out below. The present thesis consists of the analysis of Port Communities through collaborative and noncollaborative scenarios, based on the application of a Port Community System (PCS) platform, for countries with emerging economies, particularly for the Colombian Caribbean region. This kind of system is a web application that integrates the different information systems of multiple stakeholders for foreign trade activities with a service architecture scheme. The scope of this research includes: (a) The creation of collaborative and non-collaborative scenarios for the incorporation of an added value service for a PCS in emerging port industries, based on an optimization approach that takes into account both economic and environmental objectives; (b) The design of a prototype version of a Port Community System based on process automation using a Business Process Management (BPM) language for different types of cargo and for underdeveloped countries; (c) The identification of barriers for adopting a PCS in emerging economies and the design of policies to overcome the initial socio-economic barriers when applying collaborative technologies. The main objective pursued by this initiative is to model and quantify the impact of the incorporation of a PCS in emerging economies using Barranquilla, Colombia as a case study with the development of a functional prototype. In this way, the contributions of this dissertation are: 1. Distinctions (insights-implications), gaps and future research lines of PCS related research, drew from a literature survey on the evolution of the literature, location
and economy distribution of the papers, and themes distribution of PCS research, which help to bridge the gap between industry solutions and academic works (academic and practical standpoints). 2. A detailed and current inventory of PCS around the world, based on a proposed evolution framework of PCS featured in waves, which include a categorization and identification of drivers for the creation of PCS in the port industry. 3. The PCS design for emerging economies, verified in the case study of the cityport of Barranquilla, Colombia. 4. The allocation of payoff, while creating alliances between three types of stakeholder to ensure the adoption of a PCS. 5. The creation of a hinterland intermodal transport routing system, as an added value service for PCS, which takes into account the optimization of cost and environmental emissions. These contributions are motivated by various diagnoses on the logistic poor development and underperformance of the Colombian Caribbean region. Several main diagnoses are made by the World Bank by using the Doing Business indexes and the Logistics Performance Index (LPI), which document the lack of logistic competitiveness in terms of cost and lengthy procedures in the Colombian Caribbean region. It was found that 23% of Gross Domestic Product (GDP) within the Colombian economy are logistic costs. Along these lines, a previous diagnosis on the foreign trade chains in Barranquilla, Colombia, reports that there is lack of collaboration between the stakeholders of the foreign trade chains. There are numerous manual operations required to complete a foreign trade activity, lacking technology which only increases the time and the costs of foreign trade activities. Among several main findings, there is inadequate infrastructure to meet the needs of users, ranging from technological tools to the training of personnel which is pervasive in most logistics chain’s echelons; corruption and inefficient practices within government entities are also reported, which are hampering processes and creating delays that translate into increased costs for businesses. As a contribution to my alma mater institutions, Universidad del Norte and Hamburg University, my research and doctoral studies entail advanced high-level training in the field of port logistics and research development. Considering the topic of my study being of great interest to the region and for the country of Colombia, this work provides as well innovative contributions to the community.
Autor: Carlos J. Otero Palencia Ph.D. Tutor: René Amaya Mier Ph.D. y Jairo R. Montoya Torres Ph.D.
Esta investigación aborda el diseño de una estrategia logística con enfoque colaborativo entre empresas no competidoras, que mediante la coordinación conjunta de la reposición de sus inventarios reducen sus costos, gracias a la explotación de economías de escala. La propuesta parte de la hipótesis de que dicha asociación interempresarial permite reducir los costos individuales inherentes al inventario ante limitaciones de capacidad y demanda estocástica. El reabastecimiento de varios artículos es conveniente en presencia de altos costos fijos de ordenar y mantener inventarios, por lo que el costo unitario total para la gestión de inventarios podría reducirse en contraste con el reabastecimiento de un solo artículo. Esta situación se reconoce en la literatura como el problema de reposición conjunta (JRP). El JRP se basa, sin embargo, en supuestos controvertidos, como considerar la demanda como una variable determinística, desconsiderar leadtimes, asumir capacidades ilimitadas de almacenamiento y transporte, entre otros. En concordancia, se propone un modelo que el autor denominó: Problema de Reabastecimiento Conjunto Colaborativo Estocástico (S-CJRP), como una extensión del JRP, para múltiples compradores y proveedores, restringido por capacidad y con demanda estocástica. Por otro lado, el funcionamiento de acuerdos colaborativos tiene como finalidad generar ciertos excedentes o beneficios para los jugadores, pero las aportaciones de los jugadores podrían ser asimétricas. Esta situación supone un desafío importante a la hora de compartir los beneficios en común, ya que una potencial no conformidad podría generar desequilibrios que perjudicarían la formación de los acuerdos. Por lo tanto, se propone el uso de los principios y técnicas de la Teoría de Juegos Colaborativos para asignar dichos beneficios. El logro general de esta investigación es el desarrollo de un procedimiento ecléctico basado en heurísticas y metaheurísticas que integra sucesivamente técnicas de optimización y teoría de juegos bajo demanda estocástica, restricciones de capacidad, múltiples compradores y para una coalición fija de empresas no competidoras. La investigación tiene como objetivo aumentar los elementos prácticos en el problema de la reposición de inventarios y evaluar en qué medida la
colaboración en la reposición de inventarios y el intercambio de recursos logísticos podría reducir los costos de inventario. A modo de ilustración, se incluye el caso de las características de la actividad logística en Colombia, pero bien podría extenderse el modelo a casi cualquier otra latitud. Además, para una instancia práctica desarrollada en California, EE. UU., El trabajo muestra el potencial de los modelos JRP para ayudar a los tomadores de decisiones a comprender mejor los impactos de la renovación de la flota de transporte y las decisiones de reabastecimiento de inventario sobre el costo y las emisiones de CO2. Para ello, se introduce una extensión multiobjetivo del JRP. En general, los resultados del S-CJRP muestran que el modelo propuesto podría ser una alternativa viable para reducir los costos de logística (alrededor de un 31% menos según los escenarios probados) y demostraron cómo el modelo puede ser una alternativa económicamente preferida a las inversiones individuales para apalancar expansiones de capacidad de recursos. El trabajo demuestra que la estrategia es sólida y / o deseable ante cambios inesperados en los tiempos de entrega y los costos de reposición. Adicionalmente, se proporcionan direcciones para mejorar la comprensión sobre cómo aprovechar los beneficios de la estrategia y sobre cómo anticipar acuerdos para permitir la llegada de nuevos jugadores. También se proporciona una estructura de costos validada que permite la estimación del modelo S-CJRP y extensiones relacionadas en la práctica.
Author: Carlos J. Otero Palencia Ph.D. Advisor: René Amaya Mier Ph.D. and Jairo R. Montoya Torres Ph.D.
This research deals with the design of a logistics strategy with a collaborative approach between non-competing companies, who through joint coordination of the replenishment of their inventories reduce their costs thanks to the exploitation of economies of scale. The proposal is based on the hypothesis that such an interbusiness association allows reducing the individual costs inherent in the inventory when capacity limitations and stochastic demand are faced. Multi-item replenishment is feasible in the presence of high fixed costs for ordering and holding inventories, thus the total unit cost for inventory management might be reduced in contrast to the replenishment of a single item. This situation is recognized in the literature as the joint replenishment problem (JRP). The JRP is based, however, on contentious assumptions, such as to consider demand as a deterministic variable, to neglect lead times, to assume unlimited storage and transport capacities, among others. Consequently, it is proposed a model that the author named the Stochastic Collaborative Joint Replenishment Problem (S-CJRP), as an extension of the JRP, for multiple buyers and suppliers, restricted by capacity and stochastic demand. On another hand, the operation of the collaborative agreements has the purpose of generating certain surpluses or benefits for the players, but the contributions of the players could be asymmetric. This situation supposes an important challenge when it comes to sharing the common benefits since a potential nonconformity could generate imbalances that would harm the formation of the agreements. Therefore, the use of Collaborative Game Theory’s principles and techniques is proposed to assign such benefits. The overall achievement of this research is the development of an eclectic procedure based on heuristics and meta-heuristics that successively integrates techniques of optimization and Game Theory under stochastic demand, capacity constraints, multiple buyers, and for a fixed coalition of non-competing companies. The present research aims for increasing practical elements into the inventory replenishment problem and to assess to what extent collaboration in inventory replenishment and logistics resources sharing might reduce the inventory costs. It includes as a study the logistics activity features of Colombia for illustration, but it may be extended to almost any other latitude. Furthermore, for a practical instance developed in California, U.S., the work shows the potential of JRP models to help decision-makers to better understand the impacts of fleet renewal and inventory replenishment
decisions over the cost and CO2 emissions. For this purpose, a multi-objective extension of the JRP is introduced. In overall, results showed that the proposed model could be a viable alternative to reduce logistics costs (around 31% less according to the tested scenarios) and demonstrated how the model can be a financially preferred alternative than individual investments to leverage resources capacity expansions. In addition, it is shown that the strategy is robust and/or desirable on the face of unexpected changes in lead times and replenishment costs. Directions are as well provided so as to improve understanding on how to exploit the benefits of the strategy, and on how to anticipate agreements to allow for the arrival of new players. It is also provided a validated cost structure that enables the estimation of the S-CJRP model and related extensions in the practice.
