MÉTODOS DETERMINÍSTICOS DE LA PRODUCCIÓN Estufa solar

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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE CIENCIAS ADMINISTRATIVAS

MÉTODOS DETERMINÍSTICOS DE LA PRODUCCIÓN

RETO FINAL

CARLOS ANDRÉS CANTUÑA MONAR

SEPTIEMBRE 2020

1.- INTRODUCCIÓN

La energía solar para cocinar ofrece a las familias rurales y semiurbanas de bajos ingresos una alternativa a sus métodos tradicionales de cocción (generalmente leña o gas). La adopción de esta tecnología verde reduce algunos de los principales efectos negativos del uso de métodos tradicionales como la cocina tradicional. En particular, varios estudios afirman que la cocción solar reduce la cantidad de infecciones respiratorias agudas en mujeres y niños, mitiga la degradación ambiental relacionada con las emisiones de carbono y la deforestación, y promueve la igualdad de género al empoderar a las mujeres, ya que se necesitan menos horas al día para la recolección de leña y se requieren menores ingresos para comprar combustible.

Este estudio de caso es una simplificación de un problema de la vida real que enfrenta una organización sin fines de lucro que distribuye estufas solares. Los líderes de esta organización tienen como objetivo hacer que su sistema de producción y distribución fuese más eficiente y localmente beneficioso para las comunidades a las que sirven, reduciendo los costos de envío y permitiendo cierta producción local. Los datos proporcionados se aproximan a la situación de la vida real que se estaba investigando, pero no deben tomarse como una representación exacta del problema real.

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Fig. 1 Estufa solar en uso

2.- DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

Una organización sin fines de lucro (NPO) que distribuye estufas solares en países de bajos ingresos está observando ineficiencias en la forma en que administran su cadena de suministro. Actualmente, una empresa privada produce los productos terminados en México. Desde este sitio de producción, la organización sin fines de lucro envía el número asignado de estufas solares ensambladas directamente a los beneficiarios de cada país. Por lo tanto, la distribución actual se realiza por país en el que cada envío va desde México directamente al país de destino.

La organización identifica los costos como el principal factor de decisión, mientras que el tiempo no es crítico. Por esta razón, el transporte por agua es el medio de transporte preferido para las estufas solares entre México y los países africanos involucrados en este proyecto. Una vez que la carga llega al puerto de entrada de los países de destino final, el resto del transporte de la estufa solar se realiza con camiones u otro tipo de vehículos terrestres.

Si bien los modos de transporte siguen siendo los mismos, la organización se pregunta si podría haber otras formas de distribuir las estufas solares que sean menos costosas. Uno de los principales componentes del costo es el costo del envío de contenedores por mar. Cada contenedor tiene una capacidad máxima de 2000 estufas solares. En el pasado, los contenedores se enviaban por debajo de su capacidad porque estaban asignados a un solo país. La organización quiere incorporar la posibilidad de consolidar envíos para diferentes países en un mismo contenedor.

La estufa solar se compone de cuatro componentes principales: el reflector, la tapa de vidrio, la olla de acero negro y olla de vidrio (representados de arriba a abajo en la Figura 2). Los requisitos técnicos para la fabricación del vidrio templado y los componentes de acero lacados en esmalte han impedido la producción local en cualquiera de los países de destino y en estos países sólo se puede fabricar el reflector en la versión fabricada con cartón pesado recubierto con lámina de aluminio. A pesar del alto costo inicial de instalación de la producción de reflectores y plantas de montaje de estufas solares, la organización se esfuerza por fomentar la producción local con el objetivo a largo plazo de lograr un crecimiento orgánico autosostenido de la industria de la cocina solar en cada país. Por esta razón, el nuevo diseño de la cadena de suministro debe incluir la posibilidad de enviar un conjunto de componentes desde la planta en México, fabricar localmente un reflector y ensamblar el producto final en el destino o en un país africano intermedio.

Un contenedor que transporta conjuntos de componentes, donde cada conjunto está compuesto por la tapa, bol de vidrio y la olla de acero negro, tiene una capacidad máxima de 6000 unidades ya que se requiere menos espacio por unidad. La producción local en los países africanos también reduciría los impuestos a la importación, ya que los gobiernos están abiertos a aplicar reducciones de derechos de importación o incluso exoneraciones cuando se importan componentes y no el producto final.

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Fig. 2 Componentes de la estufa solar de arriba hacia abajo: reflector, tapa, olla de acero, olla de vidrio

Estamos estudiando el diseño de una cadena de suministro compuesta por tres niveles: la planta de producción en México, un país intermedio (que es el destino del buque portacontenedores) y el país de destino final. Sólo un subconjunto de los países de destino final serán países candidatos intermedios, ya que necesitan tener un puerto de entrada marítimo para recibir un buque portacontenedores. Por lo tanto, habrá casos en los que los países intermedios y finales serán los mismos. Según estos niveles, definimos tres tipos de flujos (que también se muestran en la Fig. 3):

• El primer flujo consiste en estufas solares ensambladas que se envían desde la planta en México al país intermedio y de allí a sus destinos finales.

• El segundo flujo consta de conjuntos de componentes que se envían desde la planta en México al país intermedio, donde se realiza la producción del reflector y el ensamblaje final. Desde este país se envía el producto final a su destino final.

• El tercer flujo consiste en conjuntos de componentes que se envían desde la planta en México al país intermedio y luego se envían a sus destinos finales, donde tiene lugar la producción del reflector y el montaje final.

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Fig. 3 Configuraciones de flujo para cada país de destino final y cada país candidato intermedio, donde los triángulos representan plantas de ensamblaje establecidas

Tener en cuenta que al asignar un país intermedio estamos permitiendo la agrupación de envíos con diferentes destinos finales. Esto brindará la opción de llenar fácilmente contenedores desde México a los países intermedios y así ahorrar en costos de envío. Cada contenedor debe llenarse con un tipo único de producto, ya sea estufas solares ensambladas o conjuntos de componentes.

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