Exploring Opportunities for Circular Supply Chains Arising from Renewable Chemical Feedstocks

The aim of this research is to provide an integrated framework for supporting the design of commercially viable supply chains (SCs) towards delivering value-added intermediates or end-products based on renewable chemical feedstocks. To that end, we first provide the inclusive hierarchical decision-making process that applies to all stakeholders involved in the design and management of circular SCs arising from renewable chemical feedstock platform technologies. We then propose a framework that captures SC configuration opportunities based on four essential pillars including: (i) renewable chemical feedstocks, (ii) production process technologies, (iii) markets, and (iv) value and viability. We conclude by identifying key elements that need to be considered for ensuring the viability of the defined circular supply networks

Diseño de una cadena de suministro de biocombustible a partir de residuos de café considerando la disponibilidad estacional de la materia prima

En el desarrollo de la presente investigación se propone el modelo para el diseño de una cadena de suministro para la producción en Colombia de biocombustible, usando como materia prima para la generación de bioetanol residuos y subproductos del café. Teniendo en cuenta que el diseño de la cadena de suministro se identifica como un factor clave para la reducción de costos operativos y sostenimiento confiable del flujo de materia prima dentro del proceso de producción y satisfacción de la demanda, se consideran las características de disponibilidad estacional de los residuos de café según la posición geográfica de las zonas de producción dentro del territorio nacional, de forma que se logre la decisión óptima de la ubicación de instalaciones para el acopio y procesamiento de la materia prima. El modelo propuesto es resuelto usando GAMS obteniendo resultados en bajos tiempos computacionales y los cuales muestran que la ubicación óptima de las instalaciones puede variar el en tiempo debido a que la materia prima fluye desde lugares diferentes. Bajo estas consideraciones se propone una solución global y se presentan ideas para trabajos futuros

Metodología para la localización de instalaciones de producción de biocombustibles con enfoque de cadenas de suministro. Aplicaciones en el contexto colombiano

El problema de localización de las instalaciones está orientado a minimizar los costos de las operaciones de suministro, fabricación y distribución. Por lo tanto, la solución de estos problemas requiere de un análisis completo, con enfoque de cadena de abastecimiento, que involucre todos los factores influyentes (económico, ambiental y social). Por otro lado, un tema de preocupación mundial se centra en la reducción del consumo de combustibles fósiles a través del incremento de la producción de biocombustibles. Aunque existen numerosas investigaciones orientadas al diseño de sistemas de producción de biocombustibles, pocos estudios que involucren el problema de la localización de instalaciones de este tipo fueron identificados en la literatura, desde la perspectiva de cadenas de abastecimiento. Aunque buena parte de la producción mundial de biocombustibles se genera a partir de biomasas comestibles (biocombustibles de primera generación), afectando los precios mundiales de los alimentos, una alternativa se presenta a partir del diseño de procesos que se nutran de materias primas que no compitan con la alimentación de seres humanos y animales. No obstante, esta alternativa denominada de segunda generación, presenta menores rendimientos desde la perspectiva del sistema productivo. Otra problemática de relevancia asociada a la producción y consumo de combustibles gira en torno a los impactos ambientales y sociales que subyacen a lo largo de toda la cadena de abastecimiento. En atención a la problemática descrita, la presente investigación doctoral expone el desarrollo de una metodología integral para orientar las decisiones de localización de instalaciones de biocombustibles, a partir de un enfoque de cadena de abastecimiento. La metodología diseñada en cuatro sendas fases involucra, por un lado, un modelo de optimización que integra las decisiones de proceso y capacidad con las operaciones de abastecimiento (upstream) y distribución (downstream) con miras a definir la macro localización de la planta de biocombustibles (midstream) que maximiza el beneficio económico en equilibrio con el impacto ambiental (huella de carbono). Por otro lado, esta decisión se refina a partir de la inclusión de un conjunto de factores influyentes de tipo cualitativo (micro localización), de los cuales, varios de ellos se relacionan con la dimensión social. Los resultados del estudio mostraron que existe viabilidad en las decisiones de localización debido a que al considerar factores de tipo económico, ambiental y social, sobre el diseño de la cadena de abastecimiento, se obtienen costos de producción competitivos en el contexto Colombiano así como en comparación con biocombustibles obtenidos a partir de otro tipo de materias primas. Igualmente, mostraron que existe viabilidad y un beneficio económico competitivo frente a la localización de una planta de producción de biodiesel a partir de palma (primera generación) y de bioetanol a partir de zoca de café (segunda generación)Abstract : The problem of locating facilities is geared to minimize cost of operations of supply, manufacturing and distribution. Therefore, the solution of these problems requires a complete analysis, supply chain approach, involving all influential factors (economic, environmental and social). On the other hand, an issue of global concern is the consumption reducing of fossil fuel through the increased biofuels production. Although, many research are oriented to biofuel production technology, few studies considered facility location problems with supply chain perspective. Although, the majority global production of biofuels is from edible biomass (first generation biofuels) affecting the food prices, one alternative for reduce this phenomenal is the development of production process that use agricultural waste. This alternative called second generation has lower yields from the perspective of the productive system, however, its use can mitigate the environmental and social impact of this type of chains. The present doctoral research describes the development of an integral methodology for decisions making of biofuels facility location from a supply chain approach. The methodology designed has four phases. For one, an optimization model was developed; this integrates process and capacity decisions, and upstream and downstream levels of supply chain. The goal of mathematical model is define the biofuel plants location (midstream) under macro perspective, which maximizes the economic benefit in balance with the environmental impact (carbon footprint). On the other hand, this decision is refined from the inclusion of qualitative factors that influence the micro-location decision, of which several of them relate to the social dimension. The study results showed that you can get a competitive product in terms of total chain cost (US $ / l) to locate a production of biodiesel from palm (first generation) and bioethanol from coffee cut stem (second generation). Likewise, the proposed methodology, involved the use of social and environmental factors on the total profit of the chain in the Colombian context, making it cost effective compared to biofuels made from other raw materialsDoctorad

Otimização na reconfiguração de cadeias de suprimentos de quatro níveis :o caso da soja no Brasil

In this thesis a new method of decomposing a four-level supply chain is developed to optimize reconfiguration in soybean grain export chains in Brazil. The decomposition method solves a large and complex problem in infrastructure and operational logistics in a four-level supply chain with two decision makers. The decomposition method is based in three subproblems, two being bi-level mathematical programing models and the other is mono-level mathematical programing model. There are two interested parties in this problem: the investor (usually but not necessarily the government) and the user (the producer). Both parties benefit as a result of the competitive position of the reconfiguration of the soybean grain supply chains in Brazil.Nesta tese é desenvolvido um novo método de decomposição de uma cadeia de suprimentos de quatro níveis para otimizar a reconfiguração em cadeias de exportação de grão sendo nosso foco de aplicação a exportação da soja no Brasil. O método de decomposição resolve um problema grande e complexo em infraestrutura e logística operacional para uma cadeia de suprimentos de quatro níveis com dois tomadores de decisões. A decomposição é feita em três subproblemas, dois dos quais são de programação matemática binível e o outro é de programação matemática mononível. Existem duas partes interessadas nesta reconfiguração: o investidor (usualmente, mas não necessariamente o governo) e o usuário (o produtor). Ambos têm a ganhar com o reforço esperado resultante da posição competitiva na reconfiguração da cadeia de suprimentos para exportação de grão de soja do Brasil