Diseño y Validación de una Herramienta de Optimización para el Diseño de Redes Agroalimentarias

Abstract

[ES] Las volátiles condiciones del mercado en cuanto a precios y demanda, así como el carácter perecedero de los productos agrícolas y la seguridad alimentaria entre otras características, complica enormemente el Diseño y Gestión de Redes Agroalimentarias. Un diseño inadecuado de la Red condicionará enormemente la posterior gestión de la misma en relación, por ejemplo, a la calidad y frescura de los productos entregados al cliente final, el desperdicio y la contaminación medioambiental. En este TFG se ha desarrollado una herramienta de optimización basada en un Modelo de Programación Lineal Entera Mixta para el Diseño de Redes Agroalimentarias de manera realista al considerar algunas de las características propias del sector que habitualmente no se modelan de forma conjunta, como la perecibilidad del producto, la consideración de varios tipos de producto, un horizonte de tiempo extenso y varios niveles en la Cadena de Suministro. El modelo se ha validado a través de su aplicación a una Red de Suministro del tomate y su ejecución ante condiciones extremas. Para evaluar el impacto de la vida útil sobre el diseño de la Red de Suministro Agroalimentaria, se han definido los siguientes escenarios: i) tres productos con vida útil corta, ii) tres productos con vida útil larga, iii) dos productos vida útil corta y dos de vida útil larga, iv) tres productos con vida útil corta y uno con vida útil larga, v) tres productos con vida útil larga y uno con vida útil corta, vi) multiobjetivo con tres productos de vida útil corta. En el escenario multiobjetivo se añade a la función objetivo la maximización de la frescura del producto en el momento de su venta. Los resultados reafirman que la perecibilidad es uno de los factores clave a tener en cuenta, siendo responsable de la gran parte de las ineficiencias y desperdicios producidos.

[EN] The volatile market conditions in terms of prices and demand, as well as the perishable nature of agricultural products and food security, among other characteristics, greatly complicate the design and management of agri-food networks. An inadequate design of the network will condition considerably its subsequent management in relation, for example, to the quality and freshness of the products delivered to the end customer, waste and environmental pollution. In this TFG, an optimization tool based on a Mixed Linear Programming Model for the Design of Agrifood Networks has been developed in a realistic way, considering some of the characteristics of the sector that are not usually modeled jointly, such as the perishability of the product, the consideration of several types of product, an extensive time horizon and several levels in the Supply Chain. The model has been validated through its application to a Tomato Supply Network and its execution under extreme conditions. To evaluate the impact of the shelf life on the design of the Agrifood Supply Network, the following scenarios have been defined: i) three products with short shelf life, ii) three products with long shelf life, iii) two products with short shelf life and two with long shelf life, iv) three products with short shelfl life and one with a long shelf life, v) three products with a long shelf life and one with a short shelf life, vi) multi-objective with three short shelf life products. In the multi-objective scenario, the maximization of product freshness at the time of sale is added to the objective function. The results reaffirm that the perishability is one of the key factors to take into account, being responsible for the great part of the inefficiencies and waste produced.

[CA] Les volàtils condicions del mercat quant a preus i demanda, així com el caràcter perible dels productes agrícoles i la seguretat alimentària entre altres característiques, complica enormement el Disseny i Gestió de Xarxes Agroalimentàries. Un disseny inadequat de la Xarxa condicionarà enormement la posterior gestió de la mateixa en relació, per exemple, a la qualitat i frescor dels productes entregats al client final, el desaprofitament i la contaminació mediambiental. En aquest TFG s'ha desenvolupat una eina d'optimització basada en un Model de Programació Lineal Sencera Mixta per al Disseny de Xarxes Agroalimentàries de manera realista en considerar algunes de les característiques pròpies del sector que habitualment no es modelen de forma conjunta, com la peribilitat del producte, la consideració de diversos tipus de producte, un horitzó de temps extens i diversos nivells en la Cadena de Subministrament. El model s'ha validat a través de la seua aplicació a una Xarxa de Subministrament de la tomaca i la seua execució davant condicions extremes. Per a avaluar l'impacte de la vida útil sobre el disseny de la Xarxa de Subministrament Agroalimentària, s'han definit els següents escenaris: i) tres productes amb vida útil curta, ii) tres productes amb vida útil llarga, iii) dos productes vida útil curta i dues de vida útil llarga, iv) tres productes amb vida útil curta i un amb vida útil llarga, v) tres productes amb vida útil llarga i un amb vida útil curta, vi) multiobjectiu amb tres productes de vida útil curta. En l'escenari multiobjectiu s'afig a la funció objectiu la maximització de la frescor del producte en el moment de la seua venda. Els resultats reafirmen que la peribilitat és un dels factors claus a tindre en compte, sent responsable de la gran part de les ineficiències i desaprofitaments produïts.