Diseño de recorridos óptimos para el proceso de recolección y transporte de leche

Abstract

En la actualidad, vivimos en un mundo dinámico y acelerado, donde la tecnología nos posibilita mejorar diversos aspectos de la vida cotidiana. Prácticamente ningún ámbito o actividad escapa de su influencia transformadora y sus continuos avances. Como consecuencia, la tecnología se ha consolidado como un pilar esencial en el progreso y desarrollo tanto de las personas como de las empresas. Desde la forma en que nos comunicamos y accedemos a la información hasta cómo trabajamos, aprendemos, nos entretenemos, la tecnología ha construido una red en donde todas nuestras interacciones cotidianas son atravesadas e interconectadas por la misma, redefiniendo así la forma en que vivimos. En este contexto, la aplicación de la tecnología a los distintos eslabones productivos de una empresa puede jugar un papel fundamental en el desempeño y desarrollo de la misma. Las herramientas tecnológicas actuales, aplicadas de la forma correcta, son capaces de generar un impacto global en la empresa, generando mejoras significativas en la distribución y utilización de los recursos e impactando así en los resultados obtenidos por la misma. En Argentina, la industria láctea ocupa un lugar de gran relevancia en la economía del país, siendo uno de los pilares en la agroindustria. Existen más de nueve mil tambos que abastecen a 685 plantas industriales, donde se procesan en promedio 25,8 millones de litros de leche al día (Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca, 2019). La producción de leche y sus derivados no sólo genera 14.000 puestos de trabajo fabril en el país, sino también permite introducirse en el mercado internacional. En Santa Fe, se encuentran localizadas 100 plantas representando el 15% de los establecimientos a nivel nacional, dentro de este grupo 5 se consideran grandes, procesan más de 250.000 litros por día, otras 12 se encuentran en la franja entre los 100.000 y 250.000 litros diarios, los 83 restantes producen menos de 100.000 (Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca, 2019). Gracias al contacto con personas en distintas áreas de la industria lechera, entre las cuales se encuentran producción primaria, recepción de materia prima y logística, se pudo relevar información sobre las tecnologías utilizadas hoy en día. Concretamente, la industria láctea en general, aplica la tecnología en muchos de sus sectores. La automatización y robótica en los sistemas de ordeñe de vacas, transporte de productos dentro de la planta, el envasado y etiquetado de productos, son muy importantes para aumentar la eficiencia y reducir los costos operativos. La tecnología utilizada para mantener la cadena de frío y las innovaciones en el procesamiento de la leche son fundamentales para garantizar y mejorar la calidad de los productos obtenidos. La gestión de datos y el análisis de los mismos permiten optimizar la producción y mejorar la toma de decisiones. La lista sigue, y las aplicaciones de tecnología de vanguardia en la planta de producción o en los centros de producción de leche son frecuentes y cada vez más populares, incluso en la Argentina, teniendo en cuenta la situación socioeconómica actual del país. Los avances mencionados anteriormente permiten, gracias a los datos obtenidos, facilitar la toma de decisiones con una adaptación más ágil y dinámica. Durante este proyecto final, se desarrollará la posibilidad de aplicar la tecnología en uno de los eslabones primarios de la industria láctea, la recolección y el transporte de la leche cruda desde los tambos hasta la industria donde posteriormente será procesada. Más precisamente, se hará foco en el diseño de recorridos óptimos de recolección y transporte de la leche. En el ámbito del transporte se enfrentan diversas dificultades que merecen ser mencionadas. Una de ellas es la extensión considerable de los recorridos, tanto en términos de distancia como de tiempo. Esta extensión conlleva a un uso ineficiente de los camiones, los cuales operan con una capacidad ociosa elevada. La ineficiencia del proceso se agrava debido a que los recorridos son tercerizados y se gestionan de manera independiente. Estos recorridos se asignan manualmente y se mantienen estáticos en el tiempo, lo que limita la flexibilidad y optimización de las rutas, siendo solo modificados ante un aumento o disminución de la producción. Esta rigidez a la hora de planificar las rutas y gestionar una flota de camiones tiene una gran incidencia en la eficiencia de los recorridos, así como en la calidad de la leche y los costos operativos. Factores que repercuten considerablemente en el producto final y su costo para el consumidor. Para abordar esta problemática, idealmente, es necesario un cambio de paradigma en la logística, un enfoque que ya está siendo adoptado en otros países y que está transformando la forma de trabajar (Paredes-Belmar, 2016, 2022). En este nuevo paradigma, los camiones no operan de manera independiente, sino que son gestionados de manera coordinada y colaborativa, los recorridos no son diagramados de manera individual sino que se optimiza la asignación de tambos a recolectar por cada camión, como también los recorridos realizados por cada transporte. Esta estrategia tiene como objetivo disminuir los costos operativos, reducir el tiempo de recorrido y, en consecuencia, minimizar la huella de carbono asociada con el transporte de leche cruda. Esta gestión más eficiente no solo beneficia a las empresas en términos económicos, sino que también contribuye significativamente a la sostenibilidad ambiental y a una logística más inteligente, adaptativa y en lineamiento con los requerimientos ambientales futuros. Ante la imposibilidad de publicar información precisa de las empresas entrevistadas sobre la ubicación de los tambos y recorridos realizados, el caso de estudio será una representación fidedigna de los datos obtenidos en las entrevistas. La solución inicial del modelo se construyó mediante la modalidad de clusters, agrupando los tambos en distintos grupos en base a su cercanía geográfica. Replicando la forma en que las empresas trabajan en la actualidad de la manera más precisa posible. Para llevar a cabo la optimización de los recorridos se utilizará un algoritmo metaheurístico de optimización combinatoria y continua, conocido como recocido simulado. El objetivo de este algoritmo es encontrar la solución óptima o una aproximación cercana en un espacio de búsqueda grande y posiblemente complejo. El mismo simula el proceso de enfriamiento gradual de los metales en su búsqueda de soluciones, lo que permite escapar de los óptimos locales y explorar más a fondo el espacio de búsqueda. Este algoritmo, centrado en la resolución de problemas combinatorios, buscará asignar de manera óptima las rutas de los camiones, minimizando los costos operativos y reduciendo los tiempos de recorrido. La selección del recocido simulado entre todos los algoritmos metaheurísticos disponibles se debe a el proyecto de investigación realizado dentro del Laboratorio de Métodos y Simulaciones Computacionales de la regional. Este proyecto cuenta, en el marco del mismo, con un área de aplicación bajo la mentoría de profesionales con años de experiencia en su implementación. El profundo conocimiento del algoritmo posibilitó adaptarlo de manera precisa a las características específicas de este problema de optimización, asegurando su eficacia y eficiencia. Posteriormente, se llevará a cabo una comparación exhaustiva de los resultados obtenidos por este algoritmo. Este análisis permitirá evaluar la efectividad del método en términos de eficiencia operativa, costos y reducción de la huella de carbono. La combinación de una metodología de agrupamiento por cercanía y un algoritmo metaheurístico ofrecerá una visión integral y rigurosa de las posibles mejoras en la gestión logística, brindando así una base sólida para la toma de decisiones informada en la implementación de este nuevo paradigma El modelo, sobre el cual se aplicarán los algoritmos, se creará en base a datos e información provista por las empresas lácteas de la zona y busca representar, de la forma más cercana posible, la situación actual de estas compañías. Contando con la flexibilidad suficiente para poder reemplazar los datos actuales por datos proporcionados por una industria de una forma muy simple. En el mismo se tendrá en cuenta la cantidad de tambos que hay que visitar, incluyendo su ubicación, los litros diarios de producción. También se parametrizan los camiones que se tendrá a disposición, tanto la cantidad como la capacidad de los mismos, y los requerimientos y ubicaciones de las plantas procesadoras. Con la aplicación de este algoritmo se buscará disminuir el valor de kilómetros recorridos que se realizan a diario, con los objetivos de disminuir los costos y satisfacer los requerimientos productivos. Otra meta es disminuir la huella de carbono provocada por los camiones que transportan la leche en su operación diaria. Ambos factores, las largas distancias y la subutilización de los vehículos, tienen un impacto directo en el incremento de la misma. En la actualidad, se está realizando un esfuerzo global por enfrentar el problema del cambio climático y reducir la huella de carbono. Principalmente en el “primer mundo” se están abordando estas problemáticas en todos los ámbitos que sean posibles, y uno muy importante es el transporte, ya que la utilización de vehículos generadores de gases de efecto invernadero tienen un gran impacto en la huella de carbono. En un contexto global cada vez más centrado en la sostenibilidad, las empresas lácteas de la región que dependen de capital extranjero, están enfrentando nuevos desafíos impuestos por sus dueños para reducir la huella de carbono. Esto implica la necesidad de adoptar medidas concretas para mitigar la emisión de gases de efecto invernadero asociadas con sus operaciones, implementación de tecnologías limpias y promover prácticas comerciales más sostenibles, alineándose con las expectativas cambiantes tanto a nivel local como global.