La simulación como herramienta para la edición de vídeos que afiancen los conocimientos de los alumnos: una experiencia

Proyecto de Innovación Docente en la asignatura Modelos Cuantitativos de Sistemas ProductivosEn la labor de un docente de enseñanzas técnicas es muy importante motivar a los alumnos para que, antes del examen, intenten resolver los ejercicios por su cuenta y que no esperen a verlos resueltos por el profesor; reduciéndose así las posibilidades de aprendizaje. La simulación es una herramienta muy útil que aporta una gran ayuda en la toma de decisiones en muchas especialidades de la ciencia: física, producción, etc. Ahora se plantea utilizar la simulación, en concreto el programa comercial Witness©, como herramienta que sirva para la elaboración de videos en los que se muestren los problemas que se estudian en el aula. Se han desarrollado un conjunto de videos en los que se simulen los problemas que se estudian en el módulo de Teoría de Colas de la asignatura Modelos Cuantitativos de Sistemas Productivos, optativa de 3º de Ingeniería Industrial. Con esta colección de videos se buscan dos objetivos: estimular la resolución de los mismos por parte de los alumnos y ayudar a su comprensión. Dichos videos pueden ser utilizados por el profesor en el aula y por los alumnos en sus casas de forma autónoma. En este documento se expone la experiencia que ha tenido el autor del mismo en el curso 2003/04 al llevar a cabo estas ideas enmarcado en un Proyecto de Innovación Docente en la Universidad Carlos III de Madri

Utilización de métodos cuantitativos para el análisis de problemas de localización en logística inversa

La Logística Inversa es uno de los aspectos de la logística que más interés está provocando en los profesionales e investigadores en las últimas décadas. Desde hace más de treinta años, las cadenas logísticas vienen siendo ajustadas diligentemente desde la materia prima hasta los clientes finales. Bajo diferentes enfoques, los gestores de las cadenas logísticas han venido pensando típicamente “hacia adelante” centrándose en el movimiento de productos aguas abajo. Actualmente se acepta que la logística inversa es una competencia clave en las cadenas logísticas modernas y, como tal, debe de ser gestionada de forma adecuada. La logística inversa hace referencia a todos los flujos de materiales en sentido inverso en la cadena logística. De todos estos flujos, esta tesis se centra en la recuperación de productos al final de su vida útil. En este sentido en los últimos años han aparecido en España (y en el resto de países) numerosos sistemas integrados de gestión (S.I.G.) que se ocupan de gestionar dicha recuperación. Aunque ha surgido este tipo de sistemas de logística inversa para numerosos sectores o productos, hay que señalar que existen casos en los que la red inversa no está gestionada por un S.I.G., como por ejemplo ocurre con los cartuchos de tinta o tóner de las impresoras y con la ropa usada. Uno de los problemas de diseño que aparecen en la gestión de las cadenas de suministro es la localización de las instalaciones clave de dicha cadena (plantas de producción, almacenes, etc.) En el área de la logística inversa este problema de diseño (muy común en las redes de recuperación de residuos gestionadas por un S.I.G.) se traduce en las decisiones acerca de la localización de los diferentes centros de recogida, centros de transferencia y plantas de tratamiento. Como en otros ámbitos de la ingeniería de organización existen modelos matemáticos que intentan facilitar la toma de decisiones a ese respecto, siendo en general modelos estáticos y deterministas. Es habitual que la cantidad de residuos generados y recuperados en distintos sectores vaya variando a lo largo del tiempo, como ha ocurrido y está ocurriendo en estos años. Este hecho se debe, entre otros factores, a que la concienciación de los habitantes o la habilidad para recuperar está aumentando. Si a esta circunstancia se añaden fenómenos migratorios o campañas de información promovidas por las administraciones, el carácter dinámico de estos tipos de problemas dificulta su enfoque cuantitativo. En este entorno es muy difícil estimar con precisión la evolución de los valores de todos los datos y parámetros de los modelos correspondientes. Este es el caso por ejemplo de la evolución de los costes de los combustibles o de la cantidad de residuo generado y recuperado a lo largo de los años. Esta tesis trata sobre la utilización de métodos cuantitativos, en concreto técnicas metaheurísticas, para analizar los problemas de localización en logística inversa en general y en particular, dos problemas propuestos por el autor. Se propone una metodología basada en la utilización de técnicas metaheurísticas, en la estructura de la solución del metaheurístico (compuesta por una matriz) y en una herramienta de resolución compuesta por un metaheurístico, un modelador y un solver que resuelva de forma rápida modelos lineales continuos. De las técnicas metaheurísticas existentes en la literatura se han seleccionado dos para probar la validez del enfoque propuesto: algoritmos genéticos y búsqueda dispersa. Como casos de aplicación, se han identificado dos problemas de localizaci ón especialmente interesantes: el problema de localización de instalaciones de recuperación del residuo ligero de fragmentación de los vehículos fuera de uso (con carácter dinámico) y el problema de localización de la planta de tratamiento y centros de transferencia en una región determinada (con carácter dinámico y estocástico). Ambos problemas son presentados junto a los modelos correspondientes: MPMCFLP (Multiple Period Multiple Capacitated Facility Location Problem) y STPNTCLP (Single Treatment Plant and Necessary Transfer Centers Location Problem). La metodología y las adaptaciones de las técnicas metaheurísticas propuestas se plasman en el desarrollo de una herramienta informática. Esta herramienta ha sido desarrollada mediante tres capas independientes: una aplicación desarrollada en Visual Basic 6.0 donde se configura y se ejecuta la técnica metaheurística, AIMMS 3.7 como modelador y el solver CPLEX. Los resultados obtenidos para distintas instancias del problema SPNTCLP sugieren la validez de este enfoque, sobre todo si la técnica metaheurística utilizada es la búsqueda dispersa. Abstract Reverse Logistics is a field within Logistics that has drawn ever more attention both from practitioners and from researchers over the last decades. For more than thirty years, logistics chains have been properly tuned regarding everything from the raw materials to the end users. With different approaches, logistic chain managers have typically been concerned with ‘forwardness’, focusing on the product downstream flow. Currently, Reverse Logistics is regarded as a key competency for modern logistic chains and, consequently, should be properly managed. Reverse Logistics refers to every backward flow of materials within the logistic chain. Among all these flows, this dissertation focuses in the recovery of products at the end of life. Over the last years, there many Integrated Management Systems (IMS) have been created, which control those recovery processes. Although a great number of reverse logistic system have arisen for some industries and products, it is noteworthy the fact that there still exist situations where the reverse logistic network is not managed by means of a IMS, as is the case for ink or toner printer cartridges or used clothes. One of the problems involved in managing supply chains is locating key facilities for that chain (production plants, warehouses, etc.)Within the area of reverse logistics, this design problem (very common for recovery networks managed with a IMS) entails deciding where locate the necessary recovery, transference centers and the treatment plants. As in other Industrial Engineering fields, there exist mathematical models whose aimm is to facilitate these decision making processes, being for the most part static and deterministic models. Generated and recovered waste quantities frequently vary over time, as has been the case over the last years. This is due, among other factors, to the evergrowing awareness of inhabitants and the ever more vast knowledge for recovering waste. Adding to those facts migratory movements or information campaings promoted by public institutions, the dynamic nature of this problems hinders its quantitative approach. Within this environment it is very difficult to accuralety forecast the values for every data and parameters for the corresponding models. This is the case, for example, of the evolution of fuel costs or the quantity of generated and recovered waste over the years. This dissertation deals with the use of quantitative methods (more specifically, metaheuristic techniques) for analysing locating problems in reverse logistics, in general, and two problems proposed by the author, in particular. A methodology is proposed, being based on the utilisation of metaheuristic techniques, the solutions structure for the metaheuristc (composed of arrays) and a solving tool which comprises a metaheuristic, a modeller and a solver to quickly solve continuous linnear models. Among the metaheuristic techniques that can be found in the literature, two of them have been chosen to test the validity of the proposed approach: the genetic algorithms and the scatter search. As a case study, two especially interesting problems have been identified. First, the problem consisting in locating plants for recoverying light fragmented waste from end of life vehicles (dynamic nature); and, second, the problem consisting in locating a single treatment plant and the necessary transfer centers for recoverying the waste from a particular region (dynamic and stochastic nature). Both problems are estated altoghether with their corresponding models:MPMCFLP (Multiple Period Multiple Capacitated Facility Location Problem) and SPNTCLP (Single Treatment Plant and Necessary Transfer Centers Location Problem). The metodology and the proposed metaheuristic techniques with their particular adaptations have been implemented in a software tool. This tool has been developed in three independent layers: a Visual Basic application to configure and run the metaheuristic technique, AIMMS as a modeler and the CPLEX solver. The results for different instances of the SPNTCLP problem suggest the validity of this approach, mainly for the case of the scatter search

Uso de algoritmos genéticos para resolver el modelo determinista y estocástico para el diseño de una red de recogida de residuos

Unos de los problemas que aparecen en la gestión de las cadenas de suministro inversas es el de las decisiones relativas a la localización de plantas de tratamiento, centros de recogida y de transferencia. En esta comunicación se presentan un modelo determinista MIP y el modelo estocástico derivado para ayudar a la decisión relativa a la localización de una planta de tratamiento y los centros de transferencias necesarios para reducir los costes totales de funcionamiento de un sistema de recogida de residuos. Estos modelos se intentan resolver de forma exacta con CPLEX 10.0 y dada la dificultad se plantea un enfoque distinto utilizando algoritmos genéticos y programación lineal continua

Características de la secuenciación de los automóviles en las plantas de los fabricantes localizados en España

El sector de la automoción es de gran importancia en España, tanto por el volumen de actividad que representa como por el hecho de que constituye un sector de referencia para muchos otros. Los fabricantes de automóviles localizados en España se enfrentan a diferentes retos, algunos de los cuales están relacionados con la eficacia y la eficiencia de sus procesos de producción. En este sentido, la secuenciación de los modelos que se producen en las líneas de montaje es uno de los factores relevantes. Se trata de un problema que se debe resolver con frecuencia y de cuyo resultado depende la productividad de la planta. En este trabajo se presentan los resultados de un estudio en el que se caracteriza la forma en la que realizan la secuenciación los fabricantes españole

A conceptual model for integrating strategic supply management into the supply chain

In this paper, a strategic supply management reference model for supplier integration in the supply chain is presented. The model developed is based on the comparative case study of two relevant industries – automotive and aircraft – and may be suitable for other industries. The survey and the subsequent analysis of these industries have confirmed the strategic importance of supplies and the need for an integrated approach of supply management, both in terms of internal processes and of external suppliers. Additionally, the study has proved that there is not a unique model for supply management, valid for all industries

Applying MILP/Heuristic algorithms to automated job-shop scheduling problems in aircraft-part manufacturing

This work presents efficient algorithms based on Mixed-Integer Linear Programming (MILP) and heuristic strategies for complex job-shop scheduling problems raised in Automated Manufacturing Systems. The aim of this work is to find alternative a solution approach of production and transportation operations in a multi-product multi-stage production system that can be used to solve industrial-scale problems with a reasonable computational effort. The MILP model developed must take into account; heterogeneous recipes, single unit per stage, possible recycle flows, sequence-dependent free transferring times and load transfer movements in a single automated material-handling device. In addition, heuristic-based strategies are proposed to iteratively find and improve the solutions generated over time. These approaches were tested in different real-world problems arising in the surface-treatment process of metal components in the aircraft manufacturing industry.Fil: Aguirre, Adrian Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química (i); Argentina. Universidad Nacional del Nordeste; ArgentinaFil: Mendez, Carlos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química (i); Argentina. Universidad Nacional del Nordeste; ArgentinaFil: García Sanchez, Alvaro. Universidad Politecnica de Madrid; EspañaFil: Ortega Mier, Miguel. Universidad Politecnica de Madrid; Españ

Red Eléctrica de España uses integer programming for annual salary revisions

In this paper, we present a mixed-integer linear programming model for determining salary-revision matrices for an organization based on that organization?s general strategies. The solution obtained from this model consists of salary increases for each employee; these increases consider the employee?s professional performance, salary level relative to peers within the organization, and professional group. In addition to budget constraints, we modeled other elements typical of compensation systems, such as equity and justice. Red Eléctrica de España (REE), the transmission agent and operator of the Spanish electricity system, used the model to revise its 2010 and 2011 salary policies, and achieved results that were aligned with the company strategy. REE incorporated the model into the salary management module within its information system, and plans to continue to use the model in revisions of the module

Managing daily surgery schedules in a teaching hospital: A mixed-integer optimization approach

This study examined the daily surgical scheduling problem in a teaching hospital. This problem relates to the use of multiple operating rooms and different types of surgeons in a typical surgical day with deterministic operation durations (preincision, incision, and postincision times). Teaching hospitals play a key role in the health-care system; however, existing models assume that the duration of surgery is independent of the surgeon?s skills. This problem has not been properly addressed in other studies. We analyze the case of a Spanish public hospital, in which continuous pressures and budgeting reductions entail the more efficient use of resources.Fil: Pulido, Raul. Politecnico Di Milano; Italia. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales; EspañaFil: Aguirre, Adrian Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química (i); ArgentinaFil: Ortega Mier, Miguel. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales; EspañaFil: García Sanchez, Alvaro. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales; EspañaFil: Mendez, Carlos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química (i); Argentin

Use a simulation tool for multi-commodity pipeline scheduling

Pipeline transport represents one of the most important means of moving oil derivatives to different locations. It is both a reliable and inexpensive means of transport, and it yields small variable costs along with a great degree of reliability. Pipeline scheduling is not a trivial task; it involves considerable time from schedulers. Discussed here is a real-application case of a tool that helps schedulers simulate pipeline performance as a means of creating a feasible schedule for a particular time span