Hojas de Cálculo del Curso SUMAN

Aqui se encuentra una breve descripción de las 30 hojas de cálculo de interés para el curso SUMAN del año 2002. Las hojas están organizadas según la sección del curso en la que son relevantes. Cada hoja de cálculo de describe brevemente y se dan algunas indicaciones sobre su uso.

General

1.- FuncionesIf.xls Una serie de funciones que se usaran en varios ejercicios y que conviene tener juntas y a mano.

2.- Operaciones.xls El calculador de colas y analizador de Capacidades. El libro básico de DO-I, y que usaremos a lo largo de todo el curso. Está en zip. Hay una pagina que proporciona las instrucciones para el uso del calculador de colas.

Sección Planes de Producción

1. -BOM2.xls Presenta una estructura típica para el cálculo de las necesidades de materiales. La hoja proporciona dos macros, una para el cálculo del índice topológico y otra para la expansión de una determinada cantidad de producto acabado en sus componentes. La hoja incluye estructura para el cálculo de rutas y cargas en centros de trabajo, por lo que engarza con el cálculo de capacidades.

2. -Masteriense.xls Hoja de cálculo para este caso. Proporciona una estructura de datos para el ensayo de planes de producción y una página en la que puede aplicarse la PL para obtener una solución optima usando el Solver.

3. -ConfeccionesPunto.xls Programa lineal para el caso del mismo nombre. Permite calcular las condiciones de negociación con proveedores de capacidad ocasional usando PL. Usa el Solver de Excel. El workbook tiene una hoja hidden, que puede verse entrando un código. El código será sumnistrado por el instructor.

3.bis.- ConfeccionesPuntoSubc.xls Cálculos para la empresa subcontratista de Punto.S.A Hay una hoja escondida (hidden) que se puede ver tras entrar un código suministrado por el instructor.

4. -HMMS.xls Macros para el cálculo de reglas lineales de decisión, según el clásico enfoque HMMS. Las macros incluidas implementan el cálculo por medio de la ecuación de Ricatti, en lugar del viejo enfoque en HMMS. Los datos corresponden a la famosa fabrica de pinturas y permiten comprobar como HMMS solo cometieron pequeños errores de redondeo, ¡a pesar de hacer los cálculos a mano!. Es adecuado para usarlo conjuntamente con el estudio del modelo HMMS. Es de notar que el método de Ricatti puede tratar problemas con cualquier numero de productos, o incluso con restricciones (usando un método de señalización).

5. -LotesSCNegocia.xls Hoja sencilla que calcula lotes para un único centro en función de la demanda que a su vez se presenta en lotes. En tiempo continuo, permite examinar el efecto de los lotes y de las economías de escala en el stock.

6. - WagnerWhitinLP.xls. Formula y resuelve un programa de producción con costes fijos de lanzamiento, usando el enfoque de Dzielinsky y Gomory, que genera columnas del PL por medio de la reexcursión de Wagner y Whitin. Requiere Whats Best, version student. Contiene macros y botones que automatizan el proceso.

7.- MultiperiodMultiplantMasteriense.xls La optimizacion de una SC globalizada, que opera factorias tipo Masteriense. La empresa tiene inicialmente 15 mercados repartidos por todo el globo, y 5 factorias ubicadas en Alemania, España, Corea, Peru y China. Suministra los mercados a traves de cuatro almacenes ubicados en distintos lugares del mundo. Los costes de produccion y transporte son variables en las distintas regiones. La hoja permite utilizar WBest para optimizar la SC. Requiere una version de WB capaz de tratar 2000 variables y 1000 ecuaciones. ¡El motor de optimizacion no se suministra con la hoja!

8.-MultiperiodMultiplanMasterienseCompras.xls. Añade al caso anterior la compra de dos materias primas. La compra se realizaa a dos proveedores que suministran la materia a pie de sus fabicas. Cada proveedor tiene una unica fabrica y el trasporte desde la fabrica al lugar de consumo corre a cargo del comprador. Por supuesto requiere un WB de tamaño 2000x1000 que no se incluye en la hoja. A peticion de puede suministrar una version adecuada para su optimizacion en LPL, un paquete de optimizacion disponible sin coste.

 

Sección Optimización

1. -Transporte.xls. Formula y resuelve el problema de transporte bajo diferentes hipótesis sobre la forma de los costes. Ilustra el comportamiento de los algoritmos de optimización con diferentes tipos de funciones, lineales, convexas y cóncavas. Sirve para alertar al usuario de los posibles comportamientos inesperados del Solver.

2. -Multicommodity.xls. Permite analizar el caso de un trasiego de varios productos (10) en una red arbitraria(20 nudos en el ejemplo). Usa el Whats Best ya que el LP tiene mas de 400 variables. Ilustra la formulación en la forma arco-actividad. Esta forma de plantear un problema de optimización es de gran importancia teórica. En este caso es, además, necesaria por la no disponibilidad de ciertas funciones (en concreto de sumif) en el solver de Excel.


Sección Stocks en la Supply Chain

Esta sección introduce las ideas centrales de los stocks de seguridad y lote. Tras presentar el caso más sencillo, se entra en los stocks de una cadena general. La idea esencial es presentar un método aproximado que calcula rápidamente una buena aproximación a las propiedades de una SC general. El método se fundamenta en las reexcursiones de Zipkin que son necesarias para la comprensión del material.

1. - ContabilidadStocks. Una hoja muy simple permite reconstruir los cálculos de la nota del mismo titulo

2. - Cisne.xls análisis estadístico de los datos del caso del mismo nombre y simulación del stock del mismo. Hay dos simulaciones, una de ellas hecha completamente en Excel y la otra preparada para el uso de Crystal Ball. En estas simulaciones se analiza el riesgo de rotura de stock en varias formas. La primera es la probabilidad de rotura en un ciclo de aprovisionamiento. La segunda es el stock medio retrasado. La simulación permite el cálculo del stock de seguridad y lote a largo plazo.

3.- SCSeqNota.xls Ejercicio detallado, incluyendo nota técnica, para el cálculo de los stocks de seguridad en una SC secuencial. El lector es guiado paso a paso en la lógica de la situación, presentando de forma intuitiva la deducción de las reexcursiones de Zipkin. Para ello se introduce el tiempo total de obtención, que se calcula al mismo tiempo que los stocks. La hoja sustituye, con ventaja, una presentación teórica de las reexcursiones.

4. - SCTimeReductionOpt.xls análisis de un ejemplo de reducción del tiempo en la SC. para una cadena general. Se basa en la aproximación a las recursiones de Zipkin presentada en [J.Riverola: La reducción tiempo en una SC. Harvard-Deusto BR Diciembre 2001]. En una de las hojas el lector puede experimentar, mientras que la otra esta preparada para optimizar stocks y tiempos de proceso, usando el Solver.

5.- SCchainLineal.xls. Hoja de cálculo que permite el análisis general de cualquier red de operaciones. El cálculo esta contenido en dos hojas. La primera analiza los stocks de seguridad por el mismo procedimiento que el de la hoja anterior. La segunda obtiene una política "potencia de dos" para el sistema, utilizando el método de Roundy y usando el solver. El ejemplo concreto es de una supply chain lineal, lo que introduce de forma más sencilla al análisis completo. Incluye el cálculo de aproximaciones Newsboy, validas solo para una cadena secuencial. No es adecuada para una introducción al tema puesto que carece de nota explicativa.

6.- SCchainComplete.xls La culminación del análisis. Una hoja análoga a la anterior, que permite el cálculo de cualquier red de operaciones. El usuario especifica la red y las distintas hojas calculan los stocks de seguridad, los lotes y una amplia variedad de parámetros relacionados, stocks y costes principalmente. La parte relacionada con el stock de seguridad se trata por el mismo análisis aproximado que en las hojas anteriores, haciendo la hipótesis de distribución normal de los stocks. Como la anterior, no esta pensada para auto estudio. Necesita ir acompañada de una presentación verbal que instruya sobre su funcionamiento y uso.

7.- Tocsin.xls Especialización del modelo anterior al caso del mismo nombre, limitado a los stock de seguridad y en unidades monetarias. Usa el solver para optimizar el sistema sujeto a condiciones sobre el plazo de entrega a los diferentes tipos de clientes. Se puede usar para realizar un análisis paramétrico del caso de cara a la ubicación del nuevo almacén propuesto

Sección Simulaciones Supply Chain

Estas simulaciones permiten contrastar el enfoque causal con el enfoque de las ecuaciones limite de Zipkin. El primer par de hojas expone como optimizar una SC con demanda aleatoria, usando solo relaciones causales. De esta forma se pueden tratar de forma unificada los costes variables y los fijos. Estas hojas no requieren el conocimiento de las reexcursiones de Zipkin. En las hojas 3 y 4, se usan la reexcursiones en régimen estacionario para realizar simulaciones que permiten avanzar un paso mas sobre el análisis de las secciones anteriores, proporcionando las distribuciones de las magnitudes relevantes.

1.- SimulConsistente.xls simulación detallada de un bloque logístico fundamental general. Las dos decisiones fundamentales se aíslan cuidadosamente, calculando los diferentes niveles antes y después de cada una. Para simular se usan las relaciones causales entre magnitudes derivadas de la estructura física del bloque. La hoja debe ser usada para l estudio del BLF.

2.- SimulOptMuestra.xls. Utilización de la simulación para obtener el stock optimo en un caso secuencial general con economías de escala y lotes. Se toma una muestra y se usa el Solver para optimizar el valor del stock de seguridad. En la simulación se usan las ecuaciones causales básicas de los stocks Adicionalmente, la hoja proporciona la oportunidad de experimentar con una variedad de recocido simulado. Con este procedimiento se generan valores alrededor del valor actual con menos dispersión a medida que el tiempo pasa.

3.- SimulSeq.xls. Simulación Crystal Ball de una SC secuencial. Muestra la simplificación obtenible por el uso de las ecuaciones de Zipkin (en este caso exactas, por tratarse del caso secuencial) permite la simulación rápida usando Crystal Ball, para obtener las distribuciones de probabilidad de todas las magnitudes involucradas. Solo considera el caso sin economías de escala, y por tanto el cálculo de los stocks de seguridad.

4.- SimulAnyScAprox.xls Presenta una técnica para la simulación en régimen permanente de una SC cualquiera, basada en la forma temporal aproximada de las reexcursiones de Zipkin, tal como se trato en la hoja SCTimeReductionOpt.xls , y no en la estructura causal. Esto permite usar Crystal Ball para la simulación. y obtener las distribuciones probabilidad de los niveles de stock en régimen permanente. El uso de las reexcursiones es posible porque no hay economías de escala. Útil para la verificación de los cálculos de una SC, en especial tras el uso de la hoja SCChainComplete.xls.

6.- SimulaOptMuestraEjercicio.xls Presenta el ejercicio práctico de simulación de una Cadena Secuencial de BLFs que se utilizara en el Laboratorio correspondiente. NEW MATERIAL 20/2/02


Sección ubicación

En esta sección se incluyen diferentes modelos para la ubicación de almacenes y plantas, con costes fijos y variables asociados con la ubicación. Los modelos consideran también la incidencia de la ubicación sobre los costes de transporte, tanto unitarios como por cargas fraccionarias o completas.

1.-Location.xls. Un simple ejemplo en el que hay que ubicar un numero de almacenes para servir 20 mercados. Se dan las demandas y los costes tanto de transporte como de apertura. La hoja formula el problema como un modelo de programación binaria que se resuelve con Whats Best.

2.-EjercicioUbicacion.xls. ubicación de tres almacenes en España. Se dan datos reales de una empresa y se plantea la mejor ubicación de los almacenes y su numero mas adecuado. Se dan los costes de transporte unitarios que en este caso dependen de la distancia. El propósito de la hoja es hacer ver las aproximaciones y análisis de datos necesarios para formular un modelo como el del caso anterior.

3.-UbicacionDepots2.xls. Un ejemplo simple con dos niveles, que usa el Solver. El primer nivel asigna los centros a puntos de servicio. El segundo nivel asigna los almacenes a puntos y los centros a los almacenes que deben servirlos. Hay un numero máximo de puntos que pueden asignarse a un centro y de centros que pueden asignarse a un almacén. El conjunto se formula como un programa en variables binarias. No se consideran demandas en los puntos ya que solo se trata de asignar centros.

4.-TwoLevelLocation.xls. Una versión realista del caso anterior, con demandas en las ubicaciones y capacidades en los diferentes componentes del sistema logístico. Se resuelve usando Whats Best y es la culminación del modelo de dos niveles.

5.- Gsiete.xcl. Caso real de ubicación de un almacén en Iberia. El caso proporciona todos los datos para hacer el análisis de la situación. Las complicaciones adicionales aparecen de la presencia de diferentes objetivos y flujos multicomodidad en el sistema.

6.-Tama.xls. Caso completo en el que se trata el nivel optimo de stocks combinado con la ubicación optima en España de un único almacén para una empresa de material eléctrico. La complejidad de la situación aparece en el elevado numero de productos (unos 500) y en la necesidad de una sistemática para el análisis. La hoja presenta la metodología paso a paso, incluyendo la previsión de la demanda, la estimación de los stocks, los costes de transporte etc.


Sección TSP&QAP

Esta sección contiene hojas que obtienen soluciones aproximadas al problema del Viajante de comercio y al problema de asignación cuadrática. El objetivo ultimo es presentar algunos ejemplos de heurísticas que funcionan razonablemente pero que no obtienen la solución optima. Estos prototipos pueden adaptarse a muchas otras situaciones con estructura combinatoria compleja, y por tanto son verdaderos prototipos de metodologías muy generales.

1.-TSP.xls resuelve problemas del tipo Viajante de Comercio, rutas circulares que no visitan mas de una vez la misma ciudad. Se usa el método de Lin, que parte de una permutación de las ciudades y trata de mejorarla por un procedimiento de exploración de un entorno local de la solución en curso. El método realiza intercambios de dos y tres ciudades, partiendo de una permutación, y se detiene cuando no hay mejora alguna. Puede empezarse desde una permutación aleatoria que se genera por una macro al efecto. El método se aplica a varios ejemplos, entre otros un recorrido por las capitales de provincia de España.

2.-QAP.xls. El problema de asignación cuadrática es un problema de asignación con la función de coste cuadrática, que aparece en muchos problemas de diseño de edificios o instalaciones físicas. La heurística empleada es la búsqueda Taboo. La búsqueda Taboo realiza intercambios locales, como la técnica anterior, pero permite que las diferentes movidas no siempre disminuyan el valor del coste. Para evitar la posibilidad de volver a una solución ya contemplada, la búsqueda mantiene una lista de soluciones obtenidas que se consulta antes de realizar una movida .


Sección VLP

Finalmente esta sección presenta procedimientos aproximados para la solución del problema de la creación de rutas de reparto capilar, con demandas distintas por parte de los clientes. Este problema se conoce como Variable Loading Problem o VLP. Se aprovecha la oportunidad para introducir otras heurísticas de tipo menos general que las anteriores, mas adaptadas al problema, que ilustran como pueden combinarse varios enfoques en una heurística eficiente. Las tres hojas trabajan sobre los mismos datos, lo que proporciona la posibilidad de comparar los tres enfoques

1.-VLPImproveHeuristic.xls. Es una heurística de combinación de soluciones que hace crecer una solución a partir de una ordenación fija de los arcos a incluir en un recorrido. Es por tanto un ejemplo de heurística constructiva de una sola pasada, no de ascenso como las de la sección anterior. Inicialmente se parte de una asignación elemental y se evalúan los ahorros posibles por la combinación de asignaciones. A continuación se asignan arcos a las rutas mientras se cumplan las restricciones.

2.-VLPAngleHeuristic.xls. Se trata de una heurística de partición, que parte el conjunto de soluciones de acuerdo con unos criterios. En este caso, se consideran las ubicaciones de clientes de acuerdo con el Angulo que forman con el centro de distribución, y se toman ordenadamente preservando la factibilidad hasta completar una solución. A diferencia del caso anterior que construye una sola solución, aquí se construyen n soluciones, eligiendo finalmente la mejor.

3.-VLPILPHeuristic.xls. Esta heurística realiza la partición de los nudos en clusters, utilizando un procedimiento de programación binaria. Es un ejemplo de heurística de relajamiento, que usa un algoritmo iterativo para construir una solución parcial, en la que se relaja la condición de que la ruta debe ser un recorrido TSP. Tras obtener los clusters, estos se pueden reorganizar usando un algoritmo heurístico combinatoria para el TSP, como los de la sección anterior.