Mathematical model for supply chain design with time postponement

Abstract

Designing a supply chain is a major strategic issue due to its impact on efficiency and responsiveness. The design becomes more complex when the goal is to reduce distribution costs and use the time postponement in the supply chain. The mathematical models currently studied in the literature consider various actors involved in the network. However, in real problems there are different combinations of actors, creating own transportation flows and increasing the complexity of a supply chain. This paper proposes a model for designing supply chains with time postponement from a mixed integer non-linear programming formulation to minimize the total costs, considering the transportation, facilities opening and operational costs. The model allows the possibility of a hybrid facility, that is, two kinds of facilities opened in the same place, an important opportunity to saving costs. Some sets of instances were simulated to find the optimal solution of that model and analyze the supply chain behavior in different instances sizes. These scenarios were solved by a commercial solver and its performance was assessed. The model presents feasibility of use for small and medium-sized instances with enough computing time to aid in management decision making.Projetar cadeia de suprimentos é uma importante decisão estratégica e seu impacto influencia diretamente na eficiência e no nível de serviço. O projeto se torna mais complexo quando o objetivo é minimizar o custo de distribuição e utilizar a postergação de tempo na cadeia de suprimentos. Os modelos matemáticos atualmente estudados na literatura de cadeia de suprimentos consideram vários atores. Entretanto, em problemas reais existem diferentes combinações desses atores, criando fluxos próprios de transportes e aumentando a complexidade da cadeia de suprimentos. Este artigo propõe um modelo matemático para projetar a cadeia de suprimentos com postergação de tempo a partir da programação não linear inteira mista para minimizar o custo total, considerando os custos de transportes, abertura de instalações e operacionais. O modelo permite a possibilidade de uma instalação híbrida, ou seja, dois tipos de instalações abertas no mesmo local, sendo uma importante oportunidade de redução de custos. Diferentes conjuntos de instâncias foram simulados para buscar a solução ótima e analisar o comportamento da cadeia de suprimentos em diferentes tamanhos de cenários, os quais foram resolvidos usando um solver comercial e suas performances foram estudadas. O modelo proposto apresenta viabilidade em seu uso para instâncias pequenas e médias com tempo computacional suficiente para auxílio no processo de tomada de decisão.