Anàlisis multicriteri per a l’optimització de sistemes productius i logístics

AUTORS: Laia Ferrer-Martí*1,2, Rafael Pastor1,3, Bruno Domenech1,3, Alberto García-Villoria1,3, Antonin Ponsich1,3, Marc Juanpera1,3

1. Institut d’Organització i Control, Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech

2. Departament d’Enginyeria Mecànica, Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech

3. Department d’Organització d’Empreses, Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech

 

Aplicació a l’electrificació rural amb energies renovables i l’economia circular i social
 

Als sectors industrials i de serveis contínuament s’han de prendre decisions i escollir una d’entre diferents alternatives amb diferents característiques. Històricament, el cost ha estat el criteri de decisió més utilitzat, però actualment la tendència és incloure aspectes socials, mediambientals, institucionals, etc. En aquest context, els mètodes multicriteri de suport a la presa de decisions permeten comparar diverses alternatives sense requerir una monetarització arbitrària de l’avaluació dels criteris, essent adequats per a problemes de decisió complexos. El grup de recerca Supply Chain and Operations Management (SCOM) de la Universitat Politècnica de Catalunya treballa en la resolució de problemes multicriteri de sistemes productius i logístics, vinculats a empreses i entitats socials. A continuació es presenten breument els processos de decisió multicriteri i dos exemples d’aplicació amb caire social: l’electrificació rural amb energies renovables i l’economia circular i social.

L’estructura bàsica del procediment per a resoldre problemes multicriteri consta de tres etapes. A l’etapa 1 es defineixen els criteris, que han de respondre a les necessitats de totes les persones i organitzacions implicades i que han de permetre avaluar les diferències entre alternatives, per facilitar-ne la selecció. Els criteris d'avaluació han de ser mesurables i amb unes diferències ben marcades entre sí, per evitar redundàncies i permetre una anàlisi clara i concisa. A més, han de ser suficients per incloure l’opinió de tots els actors involucrats, però no ser excessius per no afegir una complexitat excessiva al procés d’avaluació.

A l’etapa 2 es ponderen els criteris i, així, s’estableix la importància de cadascun respecte als altres. El mètode de ponderació més senzill és l’assignació directa, en què es dóna un valor a cada criteri de forma independent. Alternativament, els mètodes d’assignació per parells intenten evitar incongruències i reduir la càrrega subjectiva de la resposta mitjançant l’avaluació comparativa de la importància dels criteris de dos en dos. En la ponderació han de participar experts dels diferents especialitats que intervinguin en el problema, per assegurar una avaluació adequada.

A l’etapa 3 s’avalua el compliment dels criteris per part de les alternatives, mitjançant la definició d’uns indicadors. Els indicadors poden ser quantitatius o qualitatius, i s’han de particularitzar en cada cas d’estudi segons la informació disponible. A continuació, es normalitzen les avaluacions dels indicadors i se n’agreguen els resultats (ponderant pels pesos dels criteris) per obtenir una classificació ordenada de les alternatives i seleccionar la més adequada.

D’entre els mètodes que permeten abordar l’etapa 3, destaquen els de nivell de referència, que comparen les alternatives respecte una solució ideal per a cada criteri. En concret, destaca la programació compromís: es calcula la distància de cada alternativa a la solució ideal, respecte cada criteri ponderat. En el càlcul, es poden considerar diferents mètriques p, de forma que a major valor de p, més importància s’assigna a la màxima desviació respecte un criteri. Així, la distància normalitzada d’una alternativa a la solució ideal, que inclou tots els criteris, té la següent expressió:

formula

 

  • n és el nombre de criteris del problema.
  • p és la mètrica utilitzada
  • Li,p és la distància de l’alternativa i a la solució ideal prenent la mètrica p
  • Wj és el pes assignat al criteri j
  • fij és el valor de l’alternativa i per l’indicador del criteri j
  • Fj* és el valor ideal del criteri j
  • fj* és el valor anti-ideal del criteri j

Un altre tema a considerar és que moltes avaluacions comporten inevitablement incertesa, principalment degut a la manca d’informació i/o la divergència d’opinions entre experts. Així, tant les avaluacions de les ponderacions Wj   com les valoracions de les alternatives fij  cal analitzar-les no com a nombres exactes sinó difusos. Els nombres difusos permeten, segons la incertesa existent, valorar cada quantificació (bé Wj o bé fij) amb diferents valors numèrics a la vegada que, a més, s’assignen amb major o menor intensitat a cada quantificació. D’aquesta manera, es poden calcular solucions més robustes que amb nombres exactes.

Electrificació rural amb energies renovables

Els sistemes d’electrificació amb energies renovables i microxarxes són una solució adient per a zones rurals amb sistemes autònoms per assolir l’Objectiu de Desenvolupament Sostenible (ODS) #7 (accés a l’energia). A més, es promouen altres ODS com: #1 eliminar la pobresa, #2 eliminar la fam, #4 educació de qualitat i #6 aigua neta i segura, entre d’altres. L'optimització del disseny detallat d'aquestes sistemes és un problema combinatori molt complex que ha de valorar una enorme quantitat d'alternatives de localització d'equips i d’estructures de distribució, considerant les microxarxes aïllades o connectades (inicialment o en un futur) a la xarxa principal, amb compra-venda d'energia, i tenint en compte la incertesa en les dades de generació i demanda. A més, la presa de decisions ha de considerar el caràcter multicriteri per garantir que les solucions siguin sostenibles en el temps: criteris tècnics (seguretat, fiabilitat), econòmics (inversió inicial, manteniment), socials (qualitat del subministrament), ambientals (emissions i residus) i de gestió (operació i manteniment).

La diversitat de criteris a considerar aconsella organitzar la presa de decisions per nivells, en funció de la importància i l’horitzó temporal de les decisions a prendre. Així, les decisions i els criteris es classifiquen segons si són: estratègics, a llarg termini; tècnics, a mig termini; o operatius, a curt termini. A més, la divisió per nivells redueix els criteris a considerar en cada decisió, de manera que l’avaluació i la ponderació resulten més senzilles i consistents. A cada nivell, es valoren diverses solucions alternatives, que representen diferents escenaris i nivells d’incertesa, i se n’escull una. La solució escollida en un nivell s’utilitza com a punt de partida pel nivell següent

 

Economia circular i social

En la societat global actual, els reptes socials estan altament interrelacionats i les iniciatives per abordar-los han de tenir un enfocament integral. En particular, hi ha entitats que promouen models d'economia circular de productes de primera necessitat que distribueixen entre la població vulnerable (roba, aliments, etc.). Alhora, aquestes entitats donen feina a treballadors/es fomentant la inclusió social, creant oportunitats de treball i proporcionant formació. Així, es contribueix a assolir ODSs com: #1 eliminar la pobresa, #2 educació de qualitat, #8 treball decent i #12 consum i producció responsables.

El procés logístic d'aquestes entitats també és un problema combinatori complex que implica: la definició de les rutes de recollida, la planificació de la producció i l’assignació de tasques a treballadors/es, considerant incertesa en la disponibilitat del personal, així com la distribució dels productes als beneficiaris. A més, cal desenvolupar itineraris de formació personalitzats pels empleats per promoure la seva integració socio-laboral de la manera més equilibrada, efectiva i positiva. En aquest context, la presa de decisions multicriteri ha d’optimitzar el problema global: minimitzar costos per a que l’activitat sigui econòmicament sostenible, maximitzar la capacitació dels treballadors/es i maximitzar la reutilització dels béns bàsics.

 

El contingut d'aquest camp es manté privat i no es mostrarà públicament.
CAPTCHA
This question is for testing whether or not you are a human visitor and to prevent automated spam submissions.