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Programación Matemática para Optimizar la Mantención de Mallas de Cultivo Experiencia en SALMONES MULTIEXPORT Cristian Polgatiz, Francisco Cisternas, Guillermo.

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1 Programación Matemática para Optimizar la Mantención de Mallas de Cultivo Experiencia en SALMONES MULTIEXPORT Cristian Polgatiz, Francisco Cisternas, Guillermo Durán, Andrés Weintraub y Alejandro Baranek 09 de Septiembre del 2008 Departamento de Ingeniería Civil Industrial Magister en Gestión de Operaciones

2 La Industria del Salmon Chile es el segundo productor de salmon a nivel mundial, con un 37% de la producción en 2007, siendo superado solo por Noruega. Fuente: SalmonChile Mantención de Mallas de Cultivo En la última década esta industria se expandió a una tasa anual promedio del 22%, representando actualmente alrededor del 4% de las exportaciones del país.

3 Multiexport Foods Multiexport Foods es una empresa dedicada a la acuicultura, siendo el salmon uno de sus principales productos. Salmones Multiexport esta integrada verticalmente, operando desde la reproducción hasta la distribución al cliente, y es una de las mayores productoras nacionales de salmón. Mantención de Mallas de Cultivo

4 El Cultivo de Salmones El cultivo del salmón se divide en tres etapas: 1. Reproducción: cada empresa cuenta con centros especializados de reproducción y genética, donde se producen las ovas (1 a 2 meses) 2. Crianza en agua dulce: en esta etapa los peces son criados en pisciculturas, hasta alcanzar los pesos requeridos para su traspaso a centros en agua dulce, donde se smoltifican (adaptación natural de los peces para condiciones de mayor salinidad)(10 a 14) 3. Engorda en agua de mar: es la etapa más larga, en ella los peces son trasladados a los centros de cultivo ubicados en el mar, donde concluirán su desarrollo (16 a 20) Mantención de Mallas de Cultivo

5 Mallas de Cultivo En los centros de cultivo los salmones son depositados en jaulas de cultivo, estas jaulas utilizan mallas para contener a los salmones. Las mallas se deterioran con el paso del tiempo y deben ser reparadas o cambiadas, también pueden ser pintadas para prolongar su duración, sin embargo este proceso resulta bastante costoso. Mantención de Mallas de Cultivo

6 Deterioro de Mallas El deterioro de las mallas puede causar grandes perdidas a la empresa, debido principalmente a: –Ruptura de la malla (por la cual se puede perder la cosecha completa de peces) –Problemas de crecimiento de los peces al crecer algas en las mallas y ensuciar su habitat. Para evitar estos problemas la empresa realiza mantenimiento constante a las jaulas, lo que tambien trae múltiples costos asociados. Mantención de Mallas de Cultivo

7 El Problema Actualmente estas decisiones son tomadas por los encargados de la empresa en base solo a su experiencia, sin contar con ningun soporte tecnológico. Tomando en cuenta la gran cantidad de combinaciones existentes como posibles soluciones (sobre 900 jaulas y 6 meses de planificación) resulta muy difícil tomar decisiones eficientes en forma manual, lo que abre las puertas a la aplicación exitosa de herramientas de gestión de operaciones. Mantención de Mallas de Cultivo

8 El Problema Las principales decisiones que deben ser tomadas en el mantenimiento de las mallas son: –¿Cuando realizar un cambio de mallas? –¿Que mallas deben ser cambiadas? –¿Que mallas que se reparan deben ser pintadas? –¿Cuantas mallas se deben comprar? Esto tomando en cuenta restricciones de: –Capacidad de los talleres donde se realizan las reparaciones –Capacidad de los barcos (cantidad de actividades que pueden –ser realizadas) –Tipo de mallas requeridas –Restricciones Mantención de Mallas de Cultivo

9 Modelo Matemático –Variables de Decisión Mantención de Mallas de Cultivo

10 Modelo Matemático –Función Objetivo Mantención + Compras + Transporte Mantención de Mallas de Cultivo

11 –Restricciones 1. Satisfacción de la demanda 2. Mallas tipo k que están siendo utilizadas este periodo 3. Máximo numero de mallas tipo k que están siendo utilizadas 4. Utilización de transporte desde o hacia el centro c 5. No se puede realizar mas de una cantidad máxima de cambios en cada periodo 6. Dejar los barcos disponibles para cambio de loberas en periodos determinados 7. Calculo del numero de mallas que se deben comprar Mantención de Mallas de Cultivo

12 Técnicas Utilizadas La resolución del problema se hizo utilizando Programación Matemática Lineal Entera, obteniéndose resultados óptimos en pocos minutos. Para calibrar los parámetros del modelo como, por ejemplo, los costos de permanencia de las redes en el agua, se recurrió al juicio experto de los actuales encargados de la empresa. Mantención de Mallas de Cultivo

13 Resultados Obtenidos El modelo entrega la programacion semanal, para un horizonte de planeacion de 6 meses, de los cambios y decisiones de pintado de mallas de cultivo para una zona determinada. La herramienta está empezando a ser utilizada actualmente Permite negociar con los proveedores de barcos e insumos, ya que se sabe con anticipación y certeza cuantos barcos se utilizaran y cuando serán ocupados Los resultados son entregados en alrededor de 15 minutos de manera exacta, lo cual permite analizar distintos escenarios cada vez que es utilizado Con la informacion entregada se puede determinar el número optimo de barcos a ser utilizados en cada zona de cultivo Mantención de Mallas de Cultivo

14 Resultados Obtenidos Mantención de Mallas de Cultivo

15 Resultados Obtenidos Mantención de Mallas de Cultivo

16 Impacto La herramienta ha tenido buena aceptacion por los tomadores de decisiones: –Rapidez de ejecución y planificación –Comparar distintas proyecciones de demanda –Decisiones sobre pintar mallas Ahorros proyectables de US$ –Penalizaciones por rendimiento de trabajo de los barcos de redes Mantención de Mallas de Cultivo

17 Modelo Matemático

18 Mantención de Mallas de Cultivo

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