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PROPUESTA PARA LA MEJORA EN LOS TIEMPOS DE ENTREGA A NIVEL NACIONAL E INTERNACIONAL EN LA EMPRESA SERVICIO POSTALES

NACIONALES S.A.

LORENA ARROYAVE GRAJALES CÓDIGO: 945230

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE OPERACIONES Y SISTEMAS PROGRAMA INGENIERÍA INDUSTRIAL

SANTIAGO DE CALI 2020

PROPUESTA PARA LA MEJORA EN LOS TIEMPOS DE ENTREGA A NIVEL NACIONAL E INTERNACIONAL EN LA EMPRESA SERVICIO POSTALES

NACIONALES S.A.

LORENA ARROYAVE GRAJALES

Proyecto de grado para optar al título de Ingeniero Industrial

Director JUAN CAMILO GARCIA JIMENEZ

Magister en Ingeniería industrial y Administración

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE OPERACIONES Y SISTEMAS PROGRAMA INGENIERÍA INDUSTRIAL

SANTIAGO DE CALI 2020

Nota de aceptación:

Aprobado por el Comité de Grado en cumplimiento de los requisitos exigidos por la Universidad Autónoma de Occidente para optar al título de Ingeniero Industrial MARITZA CORREA VAENCIA Jurado

JORGE EDUARDO CALA OLIVA Jurado

Santiago de Cali, 05 de junio de 2020

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El presente trabajo investigativo lo dedico principalmente a Dios, por ser el inspirador y darme la fuerza para continuar en este proceso de obtener uno de los anhelos más deseados.

A mi esposo Luis Carlos por su amor, trabajo y sacrificio en todos estos años, a nuestros hijos Isabella y Luis Daniel por la paciencia y espera, a mis padres Manuel y Fabiola porque con su amor, paciencia y esfuerzo me han permitido llegar a cumplir hoy un sueño más, gracias por inculcar en mí el ejemplo de esfuerzo y valentía, de no temer las adversidades porque Dios está conmigo siempre, a mis hermanas Lluly y Sandra por su cariño y apoyo incondicional, durante todo este proceso, por estar conmigo en todo momento gracias.

A mis sobrinos, a mi cuñada, a toda mi familia porque con sus oraciones, consejos y palabras de aliento hicieron de mí una mejor persona y de una u otra forma me acompañan en todos mis sueños y metas.

De igual forma, agradezco a mi Director de Tesis Juan Camilo, que gracias a sus consejos y correcciones hoy puedo culminar este trabajo. A los Profesores que me han visto crecer como persona, y gracias a sus conocimientos hoy puedo sentirme dichosa y contenta.

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CONTENIDO pág.

RESUMEN 10

INTRODUCCIÓN 12

1. PLANTAMIENTO DEL PROBLEMA 14

2. JUSTIFICACIÓN 16

3. OBJETIVOS 17

3.1 OBJETIVO GENERAL 17

3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 17

4. ANTECEDENTES 18

5. MARCO TEÓRICO 22

5.1 CONCEPTOS SOBRE METODOLOGÍA PARA LA LOGÍSTICA DE DISTRIBUCIÓN 23

6. METODOLOGÍA 26

6.1 DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE SERVICIOS POSTALES NACIONALES S.A. 26

6.2 SELECCIÓN DEL ALGORITMO HEURÍSTICO O APROXIMADO 29

6.2.1 Comparativo entre los modelos propuestos. 29

6.2.2 Elección del algoritmo aplicable. 32

6.2.3 Simulación para la aplicación del modelo en la empresa Servicios Postales Nacionales S.A. (4/72). 39

6.3 ACCIONES DE MEJORA PARA EL PROCESO DE DISTRIBUCIÓN SEGÚN LA METODOLOGÍA SELECCIONADA 44

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6.4 PLAN PARA LA MEJORA CONTIUA EN LOS TIEMPOS DE ENTREGA EN LA EMPRESA SERVICIOS POSTALES NACIONALES S.A. 47

7. CONCLUSIONES 50

REFERENCIAS 51

ANEXOS 56

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LISTA DE FIGURAS pág.

Figura 1. Documentos por año 19

Figura 2. Documentos generados por país 19

Figura 3. Esquema de distancias. 33

Figura 4. Plantilla para aplicar el modelo “Diseño de un método heurístico para la elaboración de rutas de distribución y recolección mezcladas con restricción de capacidad de vehículos”. 36

Figura 5. Simulación cambiando y ajustando dos parámetros del modelo. 40

Figura 6. Simulación cambiando el parámetro: Entrega física. 41

Figura 7. Simulación cambiando el parámetro: Tiempo en llegar y volver a la zona. 42

Figura 8. Simulación para entregas en bicicleta. 43

Figura 9. Situación para la capacidad máxima instalada en Centro operativo de la Flora Cali. 46

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LISTA DE TABLAS

pág.

Tabla 1. Comparativo del sistema de distribución en empresas del sector de envío de documentos y paquetes. 27

Tabla 2. Comparativo en porcentaje de resultados de encuesta a los usuarios sobre tiempos de entrega. 28

Tabla 3. Comparativo entre modelos propuestos como soluciones por medio de algoritmos heurísticos o aproximados para el sistema de distribución. 29

Tabla 4. Acciones de mejora frente a parámetros del modelo de distribución. 44

Tabla 5. Plan de mejoramiento continuo formato P-H-V-A 48

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LISTA DE TABLAS

pág.

Anexo A. Plantilla ModeloDistribucion.xls (Ver en archivo adjunto). 56

Anexo B. ProcesaEncuesta.xls (Ver en archivo adjunto). 56

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RESUMEN

Teniendo como referente el proceso de distribución y entrega de envíos a través de la empresa Servicios Postales Nacionales S.A. de Colombia, se realiza este trabajo de investigación en busca de diseñar un plan de mejoramiento continuo, que logre atacar el problema de bajo resultado en este compromiso de la Empresa. Se parte de conocer cómo es el funcionamiento de dicho proceso y buscar modelos heurísticos que puedan servir de orientación y se facilite lograr lo propuesto. Así, se llega a la aplicación de un desarrollo extrapolado del trabajo identificado como “Diseño de un método heurístico para la elaboración de rutas de distribución y recolección mezcladas con restricción de capacidad de vehículos” (Guadamarra, 1995).

Durante el desarrollo del trabajo y mediante el procesamiento de datos de encuesta obtenida en el sitio Web “enviatodo.com.co” (2020), se encontró que sólo en el 27.3%, la Empresa cumple con la puntualidad en sus entregas a ella encomendadas. También se encontró, que comparativamente se ubica en el penúltimo lugar de nueve empresas del sector revisadas.

De acuerdo con los parámetros tenidos en cuenta en el reconocimiento que se hace del proceso de distribución y entrega, se aplica el desarrollo heurístico o aproximado seleccionado, con el apoyo de una plantilla en Excel utilizada para sus cálculos. Se plantean diferentes acciones de mejora para que sean aplicadas en la Empresa, para la correspondiente toma de decisiones, con miras a lograr el mejoramiento en los tiempos de entrega. Así, se configura el plan de mejoramiento continuo orientado hacia tres aspectos determinantes: Estudio de tiempos del proceso de distribución, cálculos para el modelo heurístico y reorganización de zonas de distribución.

Para el desarrollo y aplicación del modelo heurístico logrado, se trabaja inicialmente con los datos de la ciudad de Cali; se aclara, que esto es un parámetro más, el cual puede ser cambiado para efectos de ejecución del modelo.

Palabras clave: Proceso de distribución y entrega postal, Algoritmos heurísticos.

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ABSTRACT

Taking as a reference the process of distribution and delivery of shipments through the company Servicios Postales Nacionales S.A. From Colombia, this research work is carried out in search of designing a continuous improvement plan that manages to attack the problem of low results in this commitment of the Company. It starts with knowing how the process works and looking for heuristic models that can serve as an orientation and help achieve what is proposed. Thus, the application of an extrapolated development of the work identified as "Design of a heuristic method for the development of distribution and collection routes mixed with restriction of vehicle capacity" is reached (Guadamarra, 1995).

During the development of the work and by means of the processing of survey data obtained on the website “emistodo.com.co” (2020), it was found that only in 27.3%, the Company complies with the punctuality in its deliveries entrusted to it . It was also found that comparatively ranks second to last among nine companies in the sector reviewed.

According to the parameters taken into account in the recognition that is made of the distribution and delivery process, the heuristic or approximate development selected is applied, supported by an Excel template used for its calculations. Different improvement actions are proposed to be applied in the Company, for the corresponding decision-making, with a view to achieving improvement in delivery times. Thus, the continuous improvement plan is configured, oriented towards three determining aspects: Study of the timing of the distribution process, calculations for the heuristic model and reorganization of distribution areas.

For the development and application of the heuristic model achieved, we initially work with the data from the city of Cali; it is clarified that this is one more parameter, which can be changed for the purposes of model execution.

Keywords: Distribution process and postal delivery, Heuristic algorithms.

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INTRODUCCIÓN

Este trabajo de Proyecto de Grado se realizó bajo la modalidad de investigación básica y se tiene como referente a la empresa Servicios Postales Nacionales S.A. de Colombia, la cual es una sociedad pública, vinculada al Ministerio de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones, creada bajo la forma de sociedad anónima. Los servicios que ofrece esta Organización son muy amplios y variados dentro de las comunicaciones, tanto físicas como informáticas (Los servicios de envío de Colombia, 2017), pero el estudio en concreto que se presenta se centra en la distribución y entrega física y más exactamente en lo reconocido como paquetería, donde la Empresa utiliza vehículos motorizados (motos y camiones), aunque los datos mediante los cuales se trabaja en este proyecto, se toman inicialmente para las motos; también, se tiene las bicicletas que las dedican a la entrega de sobres en la zona céntrica de la ciudad.

Para el estudio se toma como referente la ciudad de Cali, que según la clasificación que se tiene en la Empresa pertenece al Tipo 1; es decir, las capitales más grandes de Colombia.

El trabajo de investigación se inicia con el planteamiento del problema que está centrado en los tiempos de entrega; se trabaja para conformar un modelo con fundamento en la heurística, cuya aplicación en el proceso de distribución y entrega, significará para la empresa Servicios Postales Nacionales S.A. un mejoramiento continuo en el tiempo y por ende, mejorar el indicador correspondiente a quejas por incumplimiento en las fechas de entrega establecidas. El modelo heurístico queda soportado con una plantilla en Excel, que permite realizar simulaciones diversas mediante el cambio en diferentes parámetros; esto significa un apoyo para la toma de decisiones ya sea de manera diaria o programada.

Para llegar al logro descrito, metodológicamente se inició con el reconocimiento de los aspectos generales y particulares, mediante los cuales la Empresa realiza la distribución y entrega de los envíos a ella encomendados; para esto, ella se orienta mediante el proceso misional Gestión de la Operación y más específicamente en el subproceso de Transporte. Se determinaron unos aspectos que sirvieran de parámetros comparativos entre diferentes empresas del sector, donde resultó que el tiempo de entrega es el que permite ubicarse apropiadamente para marcar diferencia entre ellas; aquí se encontró un resultado muy bajo para la empresa en cuestión (27.3% de cumplimiento).

Se encontró también que los parámetros de comparación utilizados están presentes en todas las empresas del sector; entonces, en principio se tiene que en general los

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algoritmos aplicados para cualquier estudio del sistema de distribución de mensajería y paquetes, deben de tener en cuenta a cada uno de ellos; a saber: Tiempo de entrega, tipos de regiones, servicio de entrega/recepción, diseño de rutas y entrega física. Con lo anterior; se visualizó que la aplicación práctica de los modelos más desarrollados teóricamente como son Problema de Agente Viajero (TSP) y Problema de Ruteo con Vehículo (VRP), no tiene una aplicación amplia en el sector postal. Bajo este resultado, se tomó como referente una aplicación heurística de otro sector, pero que permitió acoger con precisión los diferentes aspectos presentes en la Empresa Servicios Postales Nacionales S.A. El algoritmo seleccionado ha sido el heurístico que desarrolló Guadamarra Raúl Bernardo (1995) en su trabajo de tesis “Diseño de un método heurístico para la elaboración de rutas de distribución y recolección mezcladas con restricción de capacidad de vehículos”.

Se caracteriza el heurístico de Guadamarra (1995), porque resuelve de una manera sencilla el problema de visitar un conjunto de puntos con cierto número de vehículos bajo restricciones de capacidad o de tiempo, minimizando el recorrido total de los vehículos sobre regiones con diferente geometría. Sólo es necesario conocer la densidad de clientes más no su localización exacta, eliminando la necesidad de especificar y evaluar una red con arreglos detallados de rutas; el método se basa en la estrategia “agrupar primero y determinar rutas después”.

Con base en los parámetros de comparación utilizados, se reconoce como necesario realizar acciones sobre: tiempo de entrega y diseño de rutas, fundamentalmente. Como se utiliza el modelo heurístico escogido, como soporte para realizar diferentes simulaciones para la toma de decisiones, esto se configura entonces como un tercer aspecto para tener en cuenta en la determinación del plan de mejoramiento continuo que al final se plantea para la Empresa, quedado este plan con tres orientaciones precisas: Estudio de tiempos, cálculos para el modelo y reorganización de zonas de distribución.

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1. PLANTAMIENTO DEL PROBLEMA

La empresa Servicio Postales Nacionales S.A., presenta alta variabilidad en los tiempos de entrega de los paquetes a nivel nacional e internacional. En un mercado altamente competitivo, esto es un elemento de alto impacto frente a los clientes, quienes han expresado de manera explícita quejas por los largos tiempos de espera para la llegada de los paquetes y lo cual ha causado pérdida de confianza por parte de ellos.

La empresa define sus dos procesos representativos como: Entrega y Recolección de paquetes, los cuales se divide en Nacional e Internacional. Estos procesos no tienen una estandarización clara dentro de la Empresa, dando espacio a situaciones de criterio personal en la utilización de formularios o registros, e incluso en las metodologías para entrega de información. En la actualidad solo se cuenta con el cumplimiento de la documentación exigida por ley y la solicitada por las empresas responsables del proceso logístico internacional.

Además, se presentan situaciones externas de riesgo frente al proceso logístico de entrega que no han sido claramente tenidas en cuenta por la Empresa; tampoco, los tiempos mínimos y máximos que se pueden dar de acuerdo con dichas situaciones; no se tiene un análisis desde la perspectiva de la ingeniería, para lograr una caracterización de estos elementos.

La mayoría de los inconvenientes se presentan en los procesos de admisión, específicamente por la no utilización por parte de los clientes del sistema SIPOST (Sistema Integrado de Información Postal). Este soporte computacional está disponible para los clientes corporativos de la Empresa; permite cargar como archivos digitales, los diferentes envíos que el cliente necesita realizar; automáticamente le genera la orden de servicio, con su respectivo respaldo impreso. Esta orden de servicio con su contenido, será entregado al transportista para que proceda a su entrega física. (El servicio de envíos de Colombia, 2016).

En el proceso de distribución, se presentan las siguientes falencias: Demoras en las entregas de última milla; tercerización de la operación de entrega, liquidación y digitalización, lo cual genera retrasos operativos y fallas en las conexiones aéreas y terrestres que generan arribos del material en horarios extemporáneos y afectan el indicador; falta de capacidad instalada en distribución y transporte.

La empresa ha considerado que el problema de mayor importancia está centrado en el proceso de entrega de correspondencia y paquetería, para obtener impacto

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con una imagen positiva de ella, disminuir las quejas de los clientes y dar cumplimiento a las fechas de entrega establecidas. De esta situación se plantea la siguiente pregunta:

¿Cómo mejorar los procesos de entrega de correspondencia y paquetería que se despacha hacia los diferentes destinos de la empresa Servicios Postales Nacionales S.A.?

¿Cómo funciona el sistema de distribución de correspondencia y paquetería en la empresa Servicios Postales Nacionales S.A.?

¿Cuál es la metodología bajo la cual la empresa Servicios Postales Nacionales S.A. desarrollará mejor su sistema de distribución?

¿Cuáles son las acciones de mejora a seguir por la empresa Servicios Postales Nacionales S.A. en su sistema de distribución?

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2. JUSTIFICACIÓN

El desarrollo del anteproyecto para elaborar una propuesta en la mejora en los tiempos de entrega a nivel nacional e internacional para la empresa Servicios Postales Nacionales S.A., proporciona un estudio con fundamento en planteamientos investigativos sobre el tema en concreto de entrega de paquetería. Se limita el trabajo de investigación sólo a este tópico, atendiendo lo expresado por Vera López (2017, párr.1) cuando asegura que:

En la actualidad los servicios postales están sufriendo una transformación sin precedentes debido al cambio de las cartas en papel por los correos electrónicos, ya que éstos presentan mayor rapidez que los tradicionales al ser el tiempo de entrega inmediato. También se está produciendo un cambio en el tipo de envío, debido a que en la red postal se incrementa progresivamente el uso de la paquetería, provocado por la implantación de los comercios electrónicos, donde desde casa se puede comprar de todo.

Con lo anterior, se logra desarrollar un modelo cuya aplicación en el tiempo, significará para la empresa Servicios Postales Nacionales S.A. un mejoramiento continuo y por ende, mejorar el indicador correspondiente a quejas por incumplimiento en las fechas de entrega establecidas. De la misma forma, el seguimiento del modelo permitirá la clara estandarización dentro de la Empresa, para evitar las situaciones de criterio personal en la utilización de formularios, registros y/o metodologías.

Se plantea también, que aunque el estudio está centrado en la distribución de paquetes, el modelo que resulte puede ser ajustado y aplicado para cualquier otra entrega física que realice la Empresa; además, significa una contribución en la solución de la problemática en general que se tiene para cualquier otra organización que requiera de este tipo de entregas. Así mismo, como el fundamento del trabajo está centrado en investigaciones realizadas sobre diversas metodologías de resolución de este tipo de problemas, proporcionará un aporte investigativo bajo el paradigma que se trata.

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3. OBJETIVOS

3.1 OBJETIVO GENERAL

Diseñar un plan de mejora continua, que permita mejorar los tiempos de entrega de correspondencia y paquetería, hacia los diferentes destinos de la empresa Servicios Postales Nacionales S.A.

3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Diagnosticar el funcionamiento del sistema de distribución de Servicios Postales Nacionales S.A.

Seleccionar un modelo heurístico o aproximado acorde a las características del sistema de distribución de la empresa Servicios Postales Nacionales S.A., para la distribución y entrega de correspondencia y paquetería.

Definir las acciones de mejora para el proceso de distribución, según el modelo heurístico seleccionado.

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4. ANTECEDENTES

De acuerdo con lo expresado en la justificación del proyecto en la referencia de Vera López (2017), se limita la búsqueda de estudios previos relacionados con el problema planteado, para el tema específico: Logística de distribución de paquetes (package distribution logistics); esto se hace en diferentes bases de datos y sitios especializados en Internet, tales como: ScienceDirect, Scopus, Informe académico, Ebesco, Google Scholar, otras, mediante una ventana de observación de 6 años a partir del año 2019 hacia atrás y se consideró una tesis del año 2007 (Estrada Romeu). Esta búsqueda permitió evidenciar que son pocos los estudios que hasta el momento se tienen al respecto, aunque son numerosas las empresas que en el mundo y obviamente también en Colombia, se dedican al envío de correspondencia y paquetes tanto a nivel nacional como internacional.

Lo anterior se evidencia en varios artículos como “The Amazon Flex Wars”, donde se explica el manejo y estrategias de la empresa Amazon para el envío de sus paquetes a través de “courriers” particulares o “Flex”, imitando un servicio similar al de plataformas digitales como Uber; sin embargo, no se presenta un documento científico sobre el estudio de cargas o capacidad de paquetes. (Glum, 2019).

También se encuentra un artículo de Khazabi, M. (2017) titulado: Postal service markets: an international comparison analysis, donde se realiza una comparación de los mercados, se encuentran las empresas postales o de distribución de paquetes en diferentes países como: España, Suecia, Nueva Zelanda, Francia, Japón, Italia, Argentina, Estados Unidos, China, Canadá, Brasil, Turquía, India, Australia, Alemania; entre otros. En el artículo se concluye, que los mercados públicos no libres proveen un nivel óptimo de servicio universal; en mercados privados se ofrece mayor competitividad y los mercados privados no libres, son los menos eficientes. Esto permite tener una visión de las ventajas y desventajas de cada mercado postal y comprender el mercado colombiano, en el cual la empresa Servicio Postales Nacionales S.A. se encuentra.

Utilizando la base de datos “Scopus” y la herramienta “Analyze search results” a través de los recursos electrónicos de la Universidad Autónoma de Occidente, se realiza una búsqueda con las palabras clave “logistics distribution” y “package”, obteniendo como resultado la figura 1 y la figura 2 respectivamente.

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Figura 1. Documentos por año

Tomado de la base de datos (Scopus, 2019) con una ventana de observación de 2012 a 2018.

Como se observa en la figura 1, la producción de documentos científicos sobre el tema de logística y distribución, ha aumentado en los últimos años; además, en la ventana de búsqueda se encontraron 142 artículos, 31 “papers”, 1 “erratum” o corrección científica y un artículo de prensa; se tiene entonces que el 80.7% de la documentación encontrada son artículos científicos.

Figura 2. Documentos generados por país

Tomado de la en base de datos (Scopus, 2019) con una ventana de observación de 2003 a 2019.

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Como se observa en la figura 2, el país que más ha producido documentos científicos sobre el tema “package” es China. En esta búsqueda se obtuvieron 8 resultados, siendo el 77,8% artículos científicos y el 22,2% “papers” de conferencia, evidenciado lo poco que se ha escrito sobre el tema.

En los estudios en concreto encontrados, se resaltan temas tales como:

• “…la red de distribución capilar de una empresa de paquetería industrial va a ser modelada mediante técnicas estocásticas…” (Rioja San Martín, 2014, p. 5).

Resultado:

La herramienta desarrollada en esta investigación proporciona un modelo estocástico para la red de distribución capilar. Más específicamente, la forma en que se obtienen los costos de cada área de distribución. El diseño de la red capilar se hace mediante análisis de regresión. Para predecir la carga de trabajo de cada área de distribución, el número de entregas y colecciones, y el peso de cada uno, un modelo es creado por las funciones de distribución de probabilidad. (Rioja San Martín, 2014, p. 335).

• “…propone una nueva metodología de optimización del problema de diseño de rutas de distribución de muchos orígenes a muchos destinos en paquetería. La optimización minimiza los costes de transporte del sistema y combina algoritmos heurísticos con el metaheurístico Búsqueda Tabú.” (Estrada Romeu, 2007, p. 8).

Resultado:

La distribución de mercancías de muchos orígenes a muchos destinos constituye un problema de optimización combinatoria de elevada complejidad. La eficiencia exigida al servicio de las empresas de transporte justifica el desarrollo de herramientas matemáticas que permitan encontrar una solución operacional de mínimos costes y de nivel de servicio adecuado con unos requerimientos computacionales abordables. (Estrada Romeu, 2007, p. 209).

• “…Aquí es donde entran los drones, vehículos no tripulados que pueden enviar paquetes a cualquier parte, con sus limitaciones, pero con mayor seguridad

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y rapidez que una persona, en lugares antes mencionados…” (González y Soler, 2017).

Resultado:

En coherencia con el tema tratado en la metodología, aún hay muchos inconvenientes para abordar una producción en masa de drones destinados a la distribución de productos. No es sencillo que, a corto plazo, este sistema esté implantado en las empresas de distribución de productos. Por otra parte, los problemas legislativos, económicos y de seguridad, parecen subsanables. Con inversiones en estas materias, la aparición de drones en nuestras vidas sería más probable a corto/medio plazo. (González y Soler, 2017, p.114).

Lo anterior, permite observar como las propuestas investigativas revisten grados de profundización considerables: Técnicas estocásticas, algoritmos heurísticos, drones, etc.

Así también, Cuesta Nuin (2017, pp. 38-17) expresa que “…El presente y futuro de la logística en Correos requiere el desarrollo de soluciones innovadoras adaptadas al entorno moderno y una marcada por el crecimiento en los servicios de envío de paquetes derivados del comercio electrónico.”

González, Calderón y Flórez (2014) aseguran que son muchas las entidades que han entrado a revisar el concepto estratégico de la distribución capilar para el tema de gestión logística urbana; mencionan de manera especial al Instituto Cerda (2013) quien propone una recopilación de pautas para la logística de distribución urbana.

Echeverry Soto (2013, p.32) para la construcción del modelo de ruteo, evaluó diferentes algoritmos heurísticos y determinó el uso del método de ahorros de Clark-Wrigth, ya que tiene una gran flexibilidad para manejar las restricciones y no demanda muchos recursos computacionales.

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5. MARCO TEÓRICO

Logística: “logística es una decisión estratégica que determina de forma sustancial la relación entre coste-servicio del sistema logístico global. En esta decisión se determina el número (¿cuánto?), la localización (¿dónde?) y el tamaño (ligado al número)” (Robussté, 2015).

Además el mismo Robussté afirma que “Los fabricantes adoptan estrategias logísticas globales buscando la optimización de los flujos de mercancías de su empresa para hacer frente al nuevo entorno: los compromisos que deben adoptar afectan al mismo tiempo a los agentes internos de la empresa productora y a los externos, como a transportistas, distribuidores, almacenistas, etc.”

Es por lo anterior, que se debe considerar estrategias que buscan la optimización, como en el estudio realizado por Estrada Romeu (2007, pp. 35-36) en el cual asegura que la producción científica para la resolución de este tipo de problemas se puede dividir en tres familias de metodologías de resolución: Aproximaciones continuas, Programación matemática y Algoritmos heurísticos y meta-heuristicos.

Para el desarrollo del proyecto se estudiarán las soluciones por medio de algoritmos heurísticos o aproximaciones que permitan encontrar una solución óptima o la más cercana a esta, entendiéndose que “…una solución óptima puede ser definida como el máximo o el mínimo costo de las soluciones factibles. El problema de optimización puede ser de maximización o minimización…”, donde el “…Algoritmo Heurístico es: Procedimiento que puede producir una solución buena, no muy alejada de la óptima, o incluso la óptima…” y “…Algoritmo aproximado: Procedimiento que proporciona una solución aproximada, que si bien no es la óptima, se puede “medir” cuán cerca está de la óptima”. (UNICEN, 2009).

Sin embargo, cada una de las diferentes metodologías mencionadas (Aproximaciones continuas, Programación matemática y Algoritmos heurísticos y meta-heuristicos), serán revisadas a continuación ya que pueden presentar posibles relaciones y permite aproximarse más a la problemática planteada de mejorar los procesos de entrega de correspondencia y paquetería ó en general, de distribución de paquetes. En este orden de ideas se hacen referencias teóricas de cada una de ellas, así:

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5.1 CONCEPTOS SOBRE METODOLOGÍA PARA LA LOGÍSTICA DE DISTRIBUCIÓN

Aproximaciones continuas. Para este tema en concreto se encuentra gran cantidad de referencias; una búsqueda en Internet (Google Scholar, 2019), arrojó alrededor de 145 resultados; de ellas se resalta lo asegurado por Robusté (2005, p.13) en el sentido que “…una de las mayores contribuciones realizadas en la generación de guías de diseño de sistemas logísticos eficientes, parte de aplicar aproximaciones continuas a los problemas discretos…”. Adicionalmente, Robusté, Estrada y López (s.f.) aseguran que:

Una de las contribuciones relevantes en el análisis científico de los sistemas logísticos es la determinación de la distancia esperada en circuitos del tipo Traveling Salesman Problem (TSP) antes de diseñar tales circuitos. Daganzo (1984) formaliza mediante aproximaciones continuas de la distribución de los puntos a visitar la deducción de unas expresiones simples y cerradas para el TSP cuya justificación empírica ya se conocía con anterioridad.

Así mismo, Escobar, Bravo y Vidal (2013) presentan la metodología Sample Average Aproximation (SAA), como estrategia que usa un esquema de aproximación por promedios muestrales para la solución de problemas estocásticos, en redes de suministro de gran escala.

De todas maneras, para el trabajo de investigación que se plantea, se podría considera un análisis sobre estos estudios de las aproximaciones continuas, para poder aprovechar aquellos que puedan relacionarse con la temática y aplicarse en la logística de distribución de paquetes en futuras implementaciones para la empresa.

Programación matemática. Para mantener el hilo de investigación en este marco teórico, se realiza una búsqueda en Internet (Google Scholar, 2019a), específicamente relacionada con el planteamiento de Robusté (2005); lo cual arrojó alrededor de 161 resultados.

Algoritmos heurísticos y meta-heuristicos. De la misma forma anterior y para mantener la metodología en este marco teórico, se realiza una nueva búsqueda en Internet (Google Scholar, 2019b), específicamente relacionada con el planteamiento de Estrada Romeu (2007); lo cual arrojó 6 resultados. Estos resultados presentan relaciones con los anteriores, ya que como se evidenció en los Antecedentes, hay

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tendencias, semejanzas y correlación con ellas, de tal manera que se pueda tratar en la logística de distribución de paquetes.

Problema de Localización y Ruteo con Restricciones de Capacidad: Revisión de la Literatura / The capacitated location routing problem: review of literature. “En este artículo se hace una revisión exhaustiva del estado del arte de las metodologías de solución existentes para el problema combinado de localización y ruteo con restricciones de capacidad (CLRP). El problema de CLRP tiene una gran cantidad de aplicaciones prácticas en temas relacionados con transporte. Se ha propuesto el siguiente esquema de clasificación de acuerdo al método de solución: (1) Algoritmos Heurísticos Constructivos, (2) Algoritmos Heurísticos Basados en Clústeres, (3) Algoritmos Heurísticos Basados en Trayectoria, (4) Algoritmos Heurísticos Basados en Población, (5) Algoritmos Heurísticos Combinados, (6) Métodos Exactos. Se hace especial énfasis en fortalezas y debilidades de cada metodología publicada, identificando oportunidades de investigación y desarrollo en el área, en el contexto de la aplicación práctica de la problemática.” (Escobar et al., 2015).

(UNICEN, 2009) asegura que “Los algoritmos heurísticos y los aproximados no garantizan encontrar la solución óptima. Los algoritmos aproximados establecen una cota de error”. Frente a los posibles tipos de algoritmos a utilizar, se debe tener claridad entre problemas de decisión y problemas de optimización. “La clasificación de problemas de decisión puede basarse en modelos de procedimientos más simples que los que requeriría una clasificación de problemas de optimización. Para todo problema de optimización se puede construir una versión de un problema de decisión del mismo grado de dificultad”. Esto quiere decir que en la búsqueda de la solución óptima del problema planteado, se parte de un problema de optimización soluble a través de un algoritmo el cual tendrá una cota de error.

Por lo anterior, la importancia del planteamiento del problema actual presentado en este documento, ya que permite partir de la hipótesis de su clasificación como un problema de optimización y no un problema de decisión; que a su vez, es soluble mediante un algoritmo. Estos problemas de optimización de los algoritmos heurísticos presentan varios casos tradicionales como lo son: Problema del viajante, Problema de la mochila, Ordenamiento de tareas con penalidades, entre muchos otros.

No se puede afirmar que todo problema en P-tiempo tiene una solución eficiente “para ciertas instancias y en función de restricciones al tiempo de ejecución un problema en P-tiempo puede ser ineficiente. Puede estar en P-tiempo y el orden del polinomio alto”. Como tampoco que todo problema NP-Hard es ineficiente. “Un problema en NP-Hard puede ser tratable para ciertas instancias. Sin embargo hay muy buenas razones para buscar soluciones que estén en P-tiempo dado que un

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problema que no está en P-tiempo será, en general, muy costoso y probablemente intratable” (UNICEN, 2009). Es por ello, que en la metodología de este trabajo se presentará una etapa de análisis y selección mediante una tabla comparativa, la cual permita relacionar los diferentes algoritmos y parámetros; logrando así, plantear un modelo guía para la Empresa, tal como se describe más adelante en la sección de metodología del proyecto.

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6. METODOLOGÍA

6.1 DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE SERVICIOS POSTALES NACIONALES S.A.

Según los datos que reposan en la documentación de la Empresa, se encuentra que su sistema de distribución se ubica como un subproceso del proceso misional identificado como Gestión de la Operación, con el siguiente objetivo y alcance:

Objetivo: Garantizar el alistamiento, la admisión, el despacho y la distribución al destinatario de los envíos recibidos, dando cumplimiento a lo establecido por las características de cada servicio en el portafolio.

Alcance: Aplica para las actividades asociadas a la recepción de piezas postales y a la admisión de envíos masivos, la gestión de entrega de los envíos, retorno de pruebas de entrega, digitalización, devoluciones, realización de informes para envíos masivos y atención de requerimientos solicitados por Servicio al Cliente.

La lectura del objetivo y el alcance presentado, permite visualizar que se trata de la distribución y entrega de los envíos, después de la respectiva recepción. Entre la recepción de piezas postales y su correspondiente entrega, media el subproceso de Transporte, el cual presenta el siguiente objetivo y alcance:

Objetivo: Realizar el transporte y entrega de los envíos entre los centros operativos, clientes corporativos y destinatarios, garantizando la seguridad, calidad y tiempos de entrega.

Alcance: Aplica para el transporte de envío de documentos y paquetería a nivel nacional, regional y urbano desde la recolección en todos los centros operativos, clientes, centros operativos regionales de Servicios Postales Nacionales S.A., hasta la entrega al subproceso de admisión, distribución, clientes corporativos y/o destinatarios finales.

Como se puede ver en el objetivo presentado, en el subproceso de transporte recae de manera explícita, la garantía del cumplimiento en los tiempos de entrega. Obviamente, se sobre entiende que para poder asumir dicha garantía, los demás subprocesos también deben cumplir con los tiempos que se tenga estipulados para ellos.

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Por otro lado, mediante diversas búsquedas en Internet, se logró encontrar documentos que permiten reconocer diferentes aspectos relacionados con la distribución y entrega en empresas semejantes, ubicadas en el sector de servicios postales; esto se muestra en la siguiente tabla de manera comparativa:

Tabla 1. Comparativo del sistema de distribución en empresas del sector de envío de documentos y paquetes.

EMPRESA ASPECTOS COMPARATIVOS

Tiempo entrega

Tipo de regiones

Servicio E/R

Diseño de rutas (Varios vehículos)

Entrega física (Sitios no fijos)

Servientrega 26,3% Variado X X X

DHL 55,6% Variado X X X

4/72 Red postal

27,3% Variado X X X

Envía Colvanes

22,1% Variado X X X

Coordinadora mercantil

45,5% Variado X X X

TCC 33,3% Variado X X X

Ups Sucursal Colombia

66,7% Variado X X X

Inter rapidísimo

28,5% Variado X X X

Fedex Colombia

66,7% Variado X X X

Nota: E = Entrega; R = Recolección; X = Significa que se presenta el aspecto.

En la columna “Tiempo entrega” se ha colocado el resultado que se tiene de las entregas realizadas en el día y hora programada, más el mismo día horas después, más el día antes; esto según la Tabla 2 que se muestra más adelante. También se aclara que estos datos se toman sólo como un referente de aspecto comparativo, pero no determina el funcionamiento de las organizaciones tratadas, puesto que las frecuencias de utilización de ellas según la muestra, es muy diversa.

La tabla anterior muestra de manera resumida, los aspectos considerados para la comparación entre las principales empresas que operan en Colombia. Se relacionan manteniendo el orden presentado en “Ranking 2018 líderes mensajería y correo de Colombia” (2019, 26 de Julio).

28

Los parámetros de comparación presentados, permiten apreciar la similitud en el servicio que presta cada una de las empresas de mensajería tratadas; lo que realmente puede hacer la diferencia entre ellas, es la percepción que tenga el usuario respecto a los tiempos de entrega, ya que cualquier sistema de distribución es transparente para él, frente a que sus paquetes o sobres lleguen de acuerdo con los tiempos ofrecidos.

El análisis cruzado que se realiza de la Tabla 1, permite tener una vista comparativa del sistema de distribución de la empresa Servicios Postales Nacionales S.A. (4/72) y los principales parámetros a tener en cuenta para el diseño del modelo. Se aprecia que la empresa en referencia tiene uno de los resultados más bajos respecto al tiempo de entrega; esto sustenta la necesidad de plantear algún cambio en la forma que se realiza su proceso de distribución, de acuerdo con los demás parámetros presentados.

La siguiente tabla muestra en porcentaje los datos publicados en la página Web “enviatodo.com.co” (2020), respecto a la puntualidad en la entrega.

Tabla 2. Comparativo en porcentaje de resultados de encuesta a los usuarios sobre tiempos de entrega.

Nota: Comparativo de porcentajes con base en los datos que se encuentran en el sitio Web “enviatodo.com.co” (2020), las fórmulas de cálculo se pueden ver en el archivo anexo “ProcesaEncuesta.xls”.

Cantidad % Cantidad % Cantidad % Cantidad % Cantidad %Servientrega 342 77 22,5 5 1,5 8 2,3 42 12,3 210 61,4DHL 9 4 44,4 0 0,0 1 11,1 0 0,0 4 44,44/72 Redpostal 33 6 18,2 2 6,1 1 3,0 1 3,0 23 69,7Envía Colvanes 2.240 447 20,0 19 0,8 30 1,3 255 11,4 1.489 66,5Coordinadora mercantil 11 4 36,4 0 0,0 1 9,1 1 9,1 5 45,5TCC 3 0 0,0 0 0,0 1 33,3 0 0,0 2 66,7

Ups SucursalColombia

3 1 33,3 0 0,0 1 33,3 0 0,0 1 33,3Inter rapidísimo 263 69 26,2 4 1,5 2 0,8 36 13,7 152 57,8Fedex Colombia 12 2 16,7 4 33,3 2 16,7 1 8,3 3 25,0

PUNTUALIDAD

EMPRESATotal

encuesta

Al día y hora

programada

El mismo día

una(s) hora(s)

más tarde

Un día antesMás de un día

después

No se ha

entregado

Total encuestas

29

Como se mencionó antes, se hace notar que el total de encuestas realizadas es diferente para cada empresa.

6.2 SELECCIÓN DEL ALGORITMO HEURÍSTICO O APROXIMADO

6.2.1 Comparativo entre los modelos propuestos.

De acuerdo con los resultados del apartado anterior de este proyecto, donde se encontró que los parámetros tenidos en cuenta como aspectos comparativos están presentes en todas las empresas revisadas, se tiene entonces en principio que en general los algoritmos utilizados para cualquier estudio del sistema de distribución de mensajería y paquetes tiene en cuenta a cada uno de ellos, a saber: Tiempo de entrega, Tipos de regiones, Servicio de entrega/recepción, Diseño de rutas y entrega física. Por lo anterior, en lugar de buscar metodologías para cada uno de los parámetros, como inicialmente estaba planteado para este proyecto, se presentan diferentes referencias prácticas sobre modelos tratados tanto en el sector de la mensajería como en otros que traten el sistema de distribución.

Tabla 3. Comparativo entre modelos propuestos como soluciones por medio de algoritmos heurísticos o aproximados para el sistema de distribución.

Modelo Algoritmo heurístico base

Empresa

Modelo de ruteo para las empresas de logística de distribución de paquetes (Echeverry, 2013).

VRP (Vehicle Routing Problem)

Servientrega

…clasificación y distribución de envíos postales (Hidalgo, 2016).

No referencia DHL Guayaquil

Problema del agente viajero en la empresa Postal Express S.S. Ltda (Cardona, Marín, Rayo, sf)

Problema de Agente Viajero (TSP)

Postal Express S.S. Ltda

Método de dos fases para el problema de ruteo de mensajeros en motocicleta con ventanas de tiempo (Arboleda, Heredia, Orejuela, 2018).

Ruteo de vehículos con ventanas de tiempo (VRPTW).

Un centro de servicios compartidos de Cali,

Diseño del proceso del sistema de distribución de la compañía industrias químicas la granja ltda por medio de la gestión logística, para optimizar los tiempos de entrega (Cuadros, 2017).

* Problema de Ruteo de Vehículos con capacidad (CVRP). * Problema de la Mochila o Knapsack.

Industrias químicas La Granja. (No sector mensajería)

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Tabla 3. (Continuación)

Modelo Algoritmo heurístico base

Empresa

Algoritmo del agente viajero para minimizar el recorrido de visitas programadas en una empresa de seguros (Quiñonez, Villar, Gutiérrez, sf).

Modelo matemático agente viajero (TSP)

empresa de seguros (No sector mensajería)

Aplicación del problema de agente viajero a los principales hoteles de la ciudad de Barranquilla (Orellano, 2017).

Problema de Agente Viajero (TSP)

hoteles de Barranquilla (No sector mensajería)

Diseño de un método heurístico para la elaboración de rutas de distribución y recolección mezcladas con restricción de capacidad de vehículos (Guadarrama, 1995).

No referencia Santa Clara Productos Lácteos, S.A de C.V. (No sector mensajería)

Nota: Comparativo que permite ver que la aplicación práctica de los modelos encontrados en las teorías, tales como el TSP y el VRP con sus diferentes extensiones, actualmente no tienen un rango alto de utilización en las empresas del sector postal.

Esta afirmación se hace ya que para la construcción de la tabla en mención, se realizó un recorrido documental por todas las empresas tomadas como referentes y que están listadas en la Tabla 1 y de ellas sólo dos aparecen en la Tabla 3. Por tal motivo, se procedió a explorar otros sectores no de mensajería, pero que de todas maneras tratan el tema de distribución con entrega final al usuario.

Ahora se entra a conocer el sistema de distribución de la Empresa Servicios Postales Nacionales S.A. (4/72), para luego tomar de la tabla anterior el modelo cuyo algoritmo heurístico se elige para su aplicación.

6.2.2 Sistema de distribución de la Empresa.

La empresa 4/72 tiene configurada la recepción de paquetes y mensajería, con base en “Oficinas” donde están sus puntos de atención (1.274), que se distinguen así:

Puntos de venta (PDV). Son puntos operados por personal de 4/72, donde se realiza la admisión de los servicios de 4/72 y la distribución de envíos publicados en lista de correo (167).

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Expendio SPU. Son puntos operados por terceros, donde se realiza la admisión de los servicios correo de 4/72 y la distribución de envíos publicados en lista de correo. (1.019)

Aliados comerciales. Son puntos operados por terceros, donde se realiza la admisión de los servicios de 4/72. (88).

La entrega de mensajería y paquetes se realiza desde sus Centros operativos, los cuales se categorizan por Tipología, de la siguiente forma:

Municipios Tipo I. Barranquilla, Bogotá, Bucaramanga, Cali, Ibagué, Manizales, Medellín.

Municipios Tipo II. Todas las ciudades capitales de departamento, distintas a las de Tipología I y que son consideradas de difícil acceso.

Municipios Tipo III. Todos los municipios del territorio que no estén incluidos en las categorías anteriores.

Municipios Tipo IV. Todos los municipios considerados de difícil acceso.

Inicialmente se trata el problema de distribución para la ciudad de Cali; esto para ilustrar el procedimiento de construcción. Aplicando la misma metodología, se puede estructurar para cualquier otra ciudad, teniendo en cuenta los diferentes tipos de municipios clasificados en la Empresa.

Todos los envíos a nivel urbano en Cali, se distribuyen desde un Centro operativo denominado P.V. La Flora; para realizar la distribución, se clasifica los envíos por sectores de la ciudad para ser entregados. La distribución se realiza con personal en moto que entregan paquetes de menos de 2 kg; en bicicleta entregan sobres en entidades gubernamentales y en vehículos (furgones) paquetes mayores a 2kg, pero el transporte en los furgones es tercerizado.

Las motos tienen la capacidad de entregar 180 documentos al día y paquetes menores a 2 kilos. Las bicicletas entregan entre 200 y 250 documentos diarios dado que hacen entidades y entregan varios sobres en una misma parada. Los carros son de dos toneladas y están en la capacidad de entregar entre 100 y 120 cajas por

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día en un sector. La capacidad de los distribuidores en el Barrio La Flora (Cali – Valle del Cauca), es de entregar 7000 envíos por día.

Los paquetes o sobres llegan de dos formas, una es cuando el cliente los trae a los puntos de venta y la otra es cuando son clientes de la Empresa a quienes se les recogen los envíos.

Cuando los envíos llegan a la planta se reciben en el área de admisión, donde los ingresan al sistema, luego pasa al área de tratamiento donde se clasifican los envíos de acuerdo a su destino y tamaño y por último de acuerdo a la clasificación, pasan al área de distribución donde se le entregan los envíos a los mensajeros o a paquetería si son paquetes mayores a 2 kg.

6.2.2 Elección del algoritmo aplicable.

Ya conocidos los parámetros que utiliza la Empresa para la distribución de sus entregas y teniendo en cuenta, que para el desarrollo del proyecto se estudian las soluciones para algoritmos heurísticos o aproximaciones, que permitan encontrar una solución óptima o la más cercana a esta, se analizaron las diferentes opciones; esto, partiendo del hecho que los modelos matemáticos exactos utilizados para distribución de paquetería, tales como “los métodos de asignación, como los métodos de programación lineal, sólo son útiles para resolver problemas muy pequeños en forma óptima, tal vez hasta 15 puntos” (Guadarrama, 1995, p 16); para el caso de estudio, se realizan entregas que en números de puntos a visitar son muy superiores (posibilidad de entregar alrededor de 7.000 al día).

Otro aspecto que se tiene en cuenta ya en el análisis del algoritmo heurístico, es el asunto de la métrica utilizada, teniendo en cuenta que “…si para diseñar una ruta en una zona donde haya edificios usamos la línea recta para unir el origen y el destino de la misma, nos encontraremos con el pequeño inconveniente de que nuestra ruta debe atravesar algún inmueble…” (Grima Clara, 2017). Por eso “…para un problema de distribución de mensajería en el área metropolitana, las distancias se manejan con la métrica de Manhattan y no con la métrica Euclidiana…” (Guadarrama, 1995, p 20).

Si los puntos que se deben conectar con el camino más corto están cada uno de ellos en un lateral de una manzana de edificios, el camino más corto entre ellos vendrá dado por la suma de los dos catetos de un triángulo rectángulo. Es a esta suma de longitudes a lo que se llama «distancia Manhattan» (o más formalmente, distancia L1). Es mayor que la distancia euclídea pero también es más real en la práctica. De hecho, la distancia Manhattan entre dos puntos

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se calcula como la longitud de cualquier camino que los una mediante segmentos verticales y horizontales; todos miden lo mismo (Grima Clara, 2017).

Figura 3. Esquema de distancias.

Tomado de (Grima Clara, 2017).

Para el presente proyecto, se ha elegido la aplicación del algoritmo heurístico elaborado en el trabajo de tesis por Guadarrama Raúl Bernardo (1995): Diseño de un método heurístico para la elaboración de rutas de distribución y recolección mezcladas con restricción de capacidad de vehículos. Esta decisión se toma, ya que el sistema de distribución de la Empresa presenta las condiciones precisas para dicha aplicación; además, de tener características de sencillez y adaptabilidad. Los principales aspectos tenidos en cuenta para esta selección fueron (Guadarrama, 1995, p 21):

Resuelve de una manera sencilla y distinta el problema de conocer la forma de visitar un conjunto de puntos con cierto número de vehículos disponibles bajo restricciones de capacidad o de tiempo minimizando el recorrido total de los vehículos sobre regiones con diferente geometría.

Sólo es necesario conocer la densidad de clientes más no su localización exacta, eliminando la necesidad de especificar y evaluar una red con arreglos detallados de rutas. Además, su análisis usa muy pocos parámetros, dándole rapidez a la obtención de respuestas y la solución que se obtiene es buena y se aproxima a la óptima. De esta manera, mejoran la eficiencia del proceso de decisiones en la planeación y operación de la distribución.

El método se basa en la estrategia "agrupar primero y determinar rutas después", constando de dos fases, que son: zonificación y determinación de rutas.

34

La zonificación consiste en particionar las entregas en grupos; esto es, partir la región en zonas, cada una asignada a un vehículo. Aquí se determina la forma y la orientación de las zonas, de tal manera que sea minimizado el recorrido en línea total (recorrido de la fuente a la zona o de la zona a la fuente) de los vehículos. Para la zonificación se toman en cuenta la rapidez del vehículo y la lejanía de la fuente, por medio del uso de contornos de recorrido. La zonificación y la determinación de rutas, proporcionan un sistema que minimiza (aproximadamente) la distancia total recorrida por todos los vehículos dentro de la región.

La determinación de rutas consiste en conocer el orden de recorrido de los puntos dentro de cada zona, minimizando el recorrido local. En cada zona existe un problema simple del agente viajero (pav), porque se debe partir de un origen, recorrer una serie de puntos y regresar al mismo origen.

En el Problema del Agente Viajero – TSP (Travelling Salesman Problem), el objetivo es encontrar un recorrido completo que conecte todos los nodos de una red, visitándolos tan solo una vez y volviendo al punto de partida, y que además minimice la distancia total de la ruta, o el tiempo total del recorrido (Salazar López Bryan, 2016).

Se aclara que para este proyecto no se entra a determinar la ruta dentro de cada zona, ya que el modelo heurístico aplicado asegura un “…método …sencillo, rápido y además permite diseñar las rutas y estimar las distancias aún antes de conocer las posiciones exactas de los puntos de distribución y recolección, con lo cual se comprobó su utilidad para realizar decisiones rápidas y acertadas en un mundo cambiante” (Guadarrama, 1995, p 71). Se deja para que el encargado de las entregas físicas determine la mejor ruta dentro de la zona, puesto que el interés para llegar a plantear las acciones de mejora se centra en estimar las distancias a recorrer por los vehículos utilizados y en consecuencia, el tiempo que se necesitará para tal fin, lo cual está garantizado con la aplicación del modelo tal como se desarrolla en este trabajo.

El objetivo será encontrar el conjunto de rutas para cada uno de los vehículos con la menor distancia total recorrida. Para lo anterior se recurre a la siguiente clasificación, según el servicio que presta la empresa de correos (Guadarrama, 1995, p 6-13):

Servicios que se brinda: Distribución. Sólo se hace recolección a los clientes y esto es de manera puntual. Cantidad de vehículos: Múltiples.

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Existencia de lugares registrados: Ninguno. (Para los llamados clientes, la entrega se hace de manera puntual). Forma de recorrer los puntos: Se requiere llegar sólo a algunos puntos de la totalidad de predios que presente la zona. Restricciones de tiempo: Horario de distribución. Cantidad de productos: Múltiple; es decir, un vehículo transporta una cantidad de entregas. Tipo de entrega: Definida. Restricciones de capacidad: Con límite. Para aplicar el modelo elegido, en este trabajo se elabora una plantilla en Excel que permite el procesamiento de los datos requeridos; en la Figura 4 que se muestra a continuación, se aprecia el uso de la plantilla con los datos iniciales proporcionados por la Empresa:

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Figura 4. Plantilla para aplicar el modelo “Diseño de un método heurístico para la elaboración de rutas de distribución y recolección mezcladas con restricción de capacidad de vehículos”.

Para aplicar el algoritmo definido, se relacionan los siguientes datos:

- A: Área de la región a recorrer. Para el caso es de 561.7 Km2. (Cali en cifras 2018-2019, 2019, p.21). En términos generales es una red compleja de calles y avenidas y de forma irregular.

Porcentaje de predios visitar: 2,50% (Supuesto)

Número de predios: 691.815 Ciudad de Cali

Area: 561,7 Kms2

Ciudad de Cali

Numero puntos visitar N: 2.883 Mínimo diarios ( 6 días semana)

Capacidad vehículo C: 180 Entregas diarias.

Densidad: 5 Puntos por Km cuadrado

Ancho de banda: 2,774 Km 2.774 Mts

Largo: 0,006320995 Km 6 Mts

Zonas: 16

Distancia local promedio: 1,0 Km 959,9 Mts

(recorrida por punto)

Minutos Km

40 Km/hora 60 40

Distancia local promedio: 1,0 Km 1,4 1,0

Tiempo por entrega: 1,4 Minutos

Entrega física: 1,0 Minuto (supuesto)

Tiempo calculado entregas: 439,2 Minutos

Tiempo en llegar y volver a zona: 40 Minutos (supuesto)

Tiempo total (Horas): 8,0 Horas

MODELO HEURÍSTICO PARA CÁLCULOS DISTRIBUCIÓN DE ENVÍOS

Servicios Postales Nacionales S.A (4/72)

Cálculos para el modelo

Cálculo para el tiempo utilizado por el vehículo

Velocidad promedio:

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- N: Número de puntos a visitar. Para el caso el número de predios es de 691.815 . (Cali en cifras 2018-2019, 2019, p.32). Se estima en el 2.5% del total de predios de la ciudad; este estimado se toma del modelo elegido, pero queda a disposición de la Empresa cambiarlo, según sus propios criterios.

Según el estimado anterior, esto equivale a 2.883 puntos a visitar diarios. (Número de predios * Porcentaje de predios a visitar /6 días a la semana).

- C: Capacidad del vehículo. Motos: 150-180. Camiones: 100-120. Bicicletas: 200-250. Para desarrollar el caso se toman las motos con 180 entregas.

- : Densidad de los puntos de distribución. = N/A. 2.883/561,7 = 5 Puntos por Km2

Con estos datos se calcula el tamaño de las zonas, de la siguiente forma:

Se calcula el ancho de banda y el largo de la zona óptima:

- w: Ancho de banda. [3 / 2 ]1/2. Se toma la fórmula de (Guadarrama, 1995, p 64).

w = 2.774 Metros.

- L: Largo de la zona. C / 2wSe toma la fórmula de (Guadarrama, 1995, p 64).

L = 6 Metros.

El número de zonas es N/C.

Zonas = 16

Por lo tanto, la región debe ser dividida, en zonas aproximadamente rectangulares de ancho de 2.774 mts (w) y largo de 6 mts (L).

Las zonas no tendrán las mismas direcciones de la retícula de calles locales, pero su orientación será un ángulo entre la normal a las líneas de contorno y la dirección más cercana a la retícula, y estarán dirigidas hacia la vía próxima más rápida.

Si los puntos están distribuidos aleatoriamente en el espacio, se puede evaluar la distancia total esperada de la ruta en el rectángulo por cualquier métrica; pero de acuerdo a lo comentado se utilizará la métrica Manhattan, con caminos orientados hacia la dirección de los ejes del rectángulo.

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Así, para las regiones rectangulares descritas, el recorrido longitudinal necesario para cruzar la zona será ahora solo la distancia que hay del centro de la zona al extremo más alejado y regresar. Para este cálculo, el modelo presenta la siguiente fórmula: L /C = 1/2w. De aquí se llega entonces que la distancia local promedio recorrida por punto en el rectángulo es: w/3 + 1/ 2w (Guadarrama, 1995, pp 32-33). Aplicando la fórmula anterior, para el caso en estudio la distancia local promedio recorrida por punto a visitar es de 959.9 metros. Este dato se obtiene al realizar el siguiente cálculo: [Ancho de banda/3 + 1/ (2*Ancho de banda * Densidad)]. Notas sobre la aplicación del modelo: Cómo en la aplicación del modelo se toman algunos estimados, se puede realizar análisis de sensibilidad de acuerdo con ellos, así:

Para el número de puntos a visitar se ha tomado el 2.5% del total de predios de la ciudad, pero de acuerdo con la experiencia que se tenga en la Empresa este porcentaje será objeto de ajustes.

Para el resultado del largo de la zona, por los números que se manejan puede resultar menor de una cuadra; entonces, simplemente se ajusta para que en la zona se tenga un largo de 80 metros como mínimo; este ajuste se puede realizar, ya que el largo en los cálculos es totalmente independiente y ningún otro valor depende de él.

Con el cálculo de la distancia local promedio recorrida por punto a visitar y conociendo la velocidad del vehículo utilizado, se posibilita el cálculo del tiempo utilizado para las entregas asignadas. Esto para el caso se presenta así:

Velocidad promedio de la moto utilizada en las entregas: 40 km/hora. Como la distancia local promedio por punto es de 1 Km, se tiene entonces que por entrega se demora 1.4 minutos aproximadamente y a esto se le suma, el tiempo invertido en el trámite de la entrega física (se supone en promedio 1 minuto/entrega); se multiplica este total de tiempo 2.4 minutos por la capacidad del vehículo (180 entregas) obteniéndose 439 minutos. A este valor se le suma el tiempo que tarde en llegar desde la base a la zona de distribución y volver; para el caso se supone 40 minutos en promedio. Entonces, en total se tienen 480 minutos gastados por el vehículo para sus entregas asignadas.

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Con los cálculos anteriores, se necesitan aproximadamente 8 horas por cada vehículo para realizar sus entregas.

6.2.3 Simulación para la aplicación del modelo en la empresa Servicios Postales Nacionales S.A. (4/72).

En el aparte anterior se presentó la simulación con los datos iniciales entregados por la Empresa, para de su Centro operativo ubicado en el barrio la Flora en la ciudad de Cali. En la plantilla utilizada se pueden colocar diferentes datos y simular el comportamiento del modelo, para la correspondiente toma de decisiones. Por ejemplo, en un día lluvioso puede tomarse la decisión de no cargar al mensajero con 180 entregas, sino con 150; el resultado final sería que el tiempo total es de 6.8 horas; pero como la velocidad del vehículo también debe cambiar (supuesto de 40 km/hora a 30 km/hora), entonces, el tiempo total sería de las 8 horas laborales. Esta situación se puede observar en la Figura 5 que se muestra a continuación:

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Figura 5. Simulación cambiando y ajustando dos parámetros del modelo.

Respecto a la Figura 4, se han cambiado los valores resaltados.

Cualquier otra simulación puede realizarse cambiando los parámetros de la plantilla, de acuerdo a las condiciones reales que se presenten en el Centro operativo de la Empresa o el tipo de transporte que se vaya a utilizar, ya sea camión o bicicleta.

En las figuras siguientes se muestran varias simulaciones:



Area: 561,7 Kms2

Ciudad de Cali





Largo: 0,005267495 Km 5 Mts

Zonas: 19



Minutos Km

30 Km/hora 60 30




Tiempo calculado entregas: 438 Minutos







Velocidad promedio:

41

Figura 6. Simulación cambiando el parámetro: Entrega física.

Respecto a la Figura 4, se ha cambiado el valor resaltado.

Obsérvese que el tiempo total cambia a 9.5 horas. Para ajustar a 8.0 horas laborales diarias, tendría que modificarse en principio el número de entregas diarias a 150.



Area: 561,7 Kms2

Ciudad de Cali





Largo: 0,006320995 Km 6 Mts

Zonas: 16



Minutos Km

40 Km/hora 60 40











Velocidad promedio:

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Figura 7. Simulación cambiando el parámetro: Tiempo en llegar y volver a la zona.


Obsérvese que el tiempo total cambia a 8.3 horas; o sea que el impacto es pequeño. Para ajustar a 8.0 horas laborales diarias, tendría que modificarse en principio el número de entregas diarias a 173.

Una simulación para las bicicletas se muestra en la Figura 8.



Area: 561,7 Kms2

Ciudad de Cali





Largo: 0,006320995 Km 6 Mts

Zonas: 16



Minutos Km

40 Km/hora 60 40











Velocidad promedio:

43

Figura 8. Simulación para entregas en bicicleta.


Obsérvese que al colocar una velocidad promedio de 5 km/hora, se debe ajustar el número de entregas a 30, para poder mantener un tiempo total aproximado a las 8.0 horas laborales diarias. El área a considerar es sólo la correspondiente a la zona céntrica de la ciudad de Cali.



Area: 340 Kms2

Ciudad de Cali





Largo: 0,00049613 Km 0 Mts

Zonas: 96



Minutos Km

5 Km/hora 60 5











Velocidad promedio:

44

6.3 ACCIONES DE MEJORA PARA EL PROCESO DE DISTRIBUCIÓN SEGÚN LA METODOLOGÍA SELECCIONADA

Se toma como base el modelo elaborado para la distribución y entrega, y se compara frente al diagnóstico del funcionamiento encontrado para la Empresa; esto de acuerdo con los parámetros comparativos que se tuvieron para la escogencia del modelo, a saber: Tiempo de entrega, tipo de regiones, servicio de entrega/recibo, diseño de rutas y entrega física, tal como se muestra a continuación en la Tabla 4.

Tabla 4. Acciones de mejora frente a parámetros del modelo de distribución.

PARÁMETRO DEFICIENCIA EN LA EMPRESA

ACCIÓN A REALIZAR

Tiempo entrega Se cumple a tiempo sólo en el 27.3% de los envíos.

Realizar estudio de tiempos para el proceso de distribución y entrega y todos aquellos que se relacionen directamente.

Tipo regiones No se presenta.

Servicio E/R No se presenta.

Diseño de rutas Se tienen considerados demasiados sectores (43).

Realizar un trabajo de resectorización.

Entrega física No se presenta.

Las deficiencias en la Empresa ya se tienen identificadas en este estudio y se han mencionado en el aparte correspondiente al planteamiento del problema; se resalta que el tiempo de entrega es considerado por la Empresa como la mayor importancia a tener en cuenta. Tal como se aprecia en la tabla anterior, las entregas se cumplen sólo en el 27.3%.

El otro parámetro que se resalta, es el hecho que actualmente la Empresa para el caso de estudio tiene definidas 43 rutas, que resultan elevadas; en el modelo que se desarrolla y de acuerdo con las condiciones que presenta el Centro operativo inicialmente estudiado (La Flora Cali), ellas se pueden reducir a 16.

En general, se observa que hubo parámetros de los cuales no se detecta la presencia de deficiencias, con el estudio del modelo realizado. Los problemas se identifican en dos parámetros fundamentalmente, que como ya se resaltó, ellos son: Tiempo de entrega y diseño de rutas.

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Para tratar el tiempo de entrega, es fundamental para la Empresa que realice un estudio de tiempos en el proceso de distribución y entrega y todos aquellos que se relacionen directamente; esto, porque la aplicación del algoritmo seleccionado no arroja problemas graves de tiempo en la entrega física de los envíos, por lo menos con la asignación que se tiene para las motos; es decir, se tiene problemas en el tiempo de entrega a los destinatarios, pero no se detecta que ello obedezca al proceso de distribución en su parte de entrega final (último tramo). La Empresa debe realizar la simulación del modelo con las otras modalidades de entrega; esto es, camiones y bicicletas; ella lo hará, de acuerdo con las necesidades de cada Centro operativo; para tal efecto, como resultado de este trabajo se hace entrega de una plantilla en Excel (“Plantilla ModeloDistribucion.xls”).

Los cálculos efectuados para el algoritmo heurístico seleccionado, se realizó en principio con la asignación máxima de envíos a quienes están encargados de las entregas físicas; con esto, se trabaja con tiempos límites. Un cambio de condiciones como aumento de predios por ejemplo, podría llegar a agravar aún más el resultado negativo que actualmente se tiene en tiempo de entrega; también, cualquier otro inconveniente en la ruta por pequeño que sea; es decir, se está trabajando sin holguras para posibles imprevistos. De todas maneras, como actualmente se tiene un rango en las asignaciones de las entregas para las motos que está entre 150-180, mantener este rango de asignación y de acuerdo con las condiciones particulares que se tengan para el día a día, decidir la cantidad de entregas; para ello, resultaría muy conveniente realizar simulaciones en la plantilla de Excel; por ejemplo: Con 180 entregas asignadas a la moto, se calcula un tiempo total de 8 horas en el día; si cambia a 150 entregas, se tiene un resultado de 6.8 horas.

En cuanto al diseño de rutas, actualmente la Empresa tiene organizados para la ciudad de Cali 43 sectores, mientras que el modelo arroja como necesario determinar sólo 16 zonas. Esta redistribución permitiría orientar con más precisión el trabajo de entrega física de los envíos. Después de tomar la decisión de revisar la zonificación actual, la empresa debe valerse de personas que conozcan muy bien la ciudad para volver a delimitar los contornos de las zonas, cuidando que cualquiera de ellas incluya dentro o muy cerca una ruta arteria como avenida o calle principal; también en lo posible, lograr que se tenga una buena mezcla de calles principales y secundarias a lo ancho de la zona.

Para los cálculos realizados en principio, se toma el 2.5% de los predios de la ciudad, como posibles puntos a visitar; con este parámetro resulta una cantidad de 2.883 y las 16 zonas mencionadas; en otras palabras, se necesitan la disponibilidad de 16 motos diarias. Queda para que en la Empresa se verifique si este porcentaje es el adecuado, teniendo en cuenta el número de predios de la ciudad. De todas maneras, la recomendación para la acción de mejora sería revisar la capacidad

46

instalada, ya que en este momento se tiene posibilidad de entregar 7.000 envíos por día y para llegar a ese número, según cálculos que se realizan en la “Plantilla ModeloDistribucion.xls”, se tendría que tomar el 6,071% de los predios y las zonas serían 39 con un tiempo total por moto con 180 entregas de 10.2 horas; es decir, se necesitarían más de 39 motos diarias.

Lo anterior se puede apreciar en la Figura 9 que se muestra a continuación:

Figura 9. Situación para la capacidad máxima instalada en Centro operativo de la Flora Cali.

En este aparte se han mencionado posibles acciones de mejora para que la Empresa decida su aplicación, todo con base en los resultados alcanzados con la



Area: 561,7 Kms2

Ciudad de Cali





Largo: 0,001670341 Km 2 Mts

Zonas: 39



Minutos Km

40 Km/hora 60 40











Velocidad promedio:

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aplicación del modelo heurístico seleccionado. Se hace un llamado en general, para que se utilice la plantilla elaborada como soporte, ya que ella permitiría plantear diferentes soluciones a situaciones que se están presentando respecto al proceso de entrega de envíos o las que puedan llegar a darse y que el modelo tenga consideradas en sus cálculos; además de los ya mencionados, otros tales como: Porcentaje de predios a visitar, número de predios de la ciudad, área de la ciudad, número de puntos a visitar, capacidad del vehículo, cantidad de zonas, etc.

6.4 PLAN PARA LA MEJORA CONTIUA EN LOS TIEMPOS DE ENTREGA EN LA EMPRESA SERVICIOS POSTALES NACIONALES S.A.

Tomando como base las consideraciones descritas en el aparte anterior, se plantea un plan de mejoramiento continuo para el sistema de distribución, que le permita a la Empresa analizar su logística y operación, respecto a los tiempos de entrega al usuario final. El análisis de su logística y operación se fundamenta en la aplicación del modelo algorítmico heurístico escogido, cuyos cálculos paramétricos se facilitan con la ayuda de la plantilla en Excel mostrada en Figura 4.

Metodológicamente el plan de mejoramiento continuo se presenta siguiendo el esquema: Planear-Hacer-Verificar-Actuar, para tres aspectos determinantes, a saber: Estudio de tiempos, cálculos para el modelo y reorganización de zonas de distribución.

La Tabla 5, muestra la estructura del plan.

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Tabla 5. Plan de mejoramiento continuo formato P-H-V-A

PLANEAR HACER VERIFICAR ACTUAR

Estudio de tiempos.

Realizar un estudio de tiempos en el proceso de distribución y entrega y todos aquellos que se relacionen directamente con él.

De acuerdo con el mapa de procesos de la empresa y su correspondiente caracterización y despliegue, proceder a la medición de tiempos en cada una de las actividades o tareas. Esto para todos los procesos que tienen relación directa con la distribución y entrega y para el mismo.

Los procesos a estudiar fundamentalmente son: Distribución, Transporte.

Comparar el tiempo total del proceso versus los tiempos comprometidos por la empresa para realizar la entrega (“enviatodo.com.co, 2020a).

Los parámetros a tener en cuenta para el tiempo máximo a cumplir del proceso de distribución y entrega, estarán determinados por el compromiso que la Empresa tenga según el ofrecimiento que realice a sus usuarios; estos tiempos deben estar acorde con los cálculos efectuados según el algoritmo heurístico

Tomar medidas correctivas sobre las actividades o tareas críticas: Revisar estrategias de optimización del proceso; Revisar la clasificación y despacho de los envíos, ajustar el cargue de los envíos por sectores; revisar la planificación de rutas, ajustar la entrega de piezas postales a destinatarios.

Cálculos para el modelo. Darle a conocer a cada Director de Centro de Operaciones, la “Plantilla Modelo Distribución” (Anexo A), para ser utilizada en su propia oficina.

Programar la realización de diferentes simulaciones del modelo escogido, mediante la utilización de la “Plantilla Modelo Distribucion”

Inicialmente, cada Director de Centro de Operaciones debe montar la “Plantilla Modelo Distribución” en su oficina y determinar el tiempo real máximo en el cual se puede cumplir el compromiso de entrega; esto, de acuerdo con los recursos disponibles para tal efecto y otras condiciones particulares.

El Director de Oficina revisará los resultados que se hayan dado respecto a los tiempos reales.

En caso que el tiempo real no esté acorde con el tiempo de entrega ofrecido a sus usuarios, entonces tomar acciones inmediatas sobre los parámetros que están evitando que ello se cumpla: Cambiar la cantidad de entregas por vehículo / cambiar el porcentaje de predios a visitar / Reconsiderar el tiempo de entrega física / Reconsiderar el tiempo en llegar y volver a zona.

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Tabla (Continuación)

PLANEAR HACER VERIFICAR ACTUAR

Diarias: Cantidad de entregas por cada vehículo y velocidad promedio. Responsable Coordinador de distribución. (Ver Figura 5 y Figura 8.). Mensuales: Revisar y simular el parámetro: Porcentaje de predios a visitar. Responsable Director de Oficina. (Ver Figura 9.). Semestrales: Revisar y simular los parámetros: Tiempo de entrega física, tiempo en llegar y volver a zona. (Ver Figura 6. Y Figura 7.). Responsable Director de Oficina.

Reorganización de zonas de distribución.

Reconocer de acuerdo con las condiciones actuales, el número de zonas en las cuales estará distribuida la zona a cubrir por el Centro de operaciones respectivo.

De acuerdo con las condiciones que se vayan presentando en el día a día de la operación, se tendrán que ajustar los parámetros que conllevan a un nuevo número de zonas. Los parámetros que al cambiar conllevan a un nuevo número de zonas, son: Porcentaje de predios a visitar, número de predios, capacidad del vehículo.

Comprobar que el número de zonas ha cambiado después de cambiar alguno de los parámetros determinados anteriormente.

En el caso de presentarse cambios en el número de zonas, proceder a la actualización y darla a conocer a los encargados de las entregas.

Aquí se resalta que la aplicación del plan de mejoramiento continúo descrito, denota una dinámica de cambio constante y ajustes determinados por las condiciones reales que se estén presentado.

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7. CONCLUSIONES

La Empresa Servicio Postales Nacionales S.A. presenta un resultado muy bajo respecto al tiempo de entrega de los envíos realizados a través de ella; sólo alcanza a satisfacer a sus usuarios en un 27.3%, según encuesta independiente publicada a través de un portal web (enviatodo.com.co, 2020).

El funcionamiento del proceso de distribución y entrega, se maneja muy al límite en cuanto a la asignación que se tiene para los vehículos y el tiempo de trabajo. No se tiene un margen para imprevistos en las vías, lluvias, etc.

Se logró identificar y aplicar convenientemente un algoritmo heurístico o aproximado, acorde a las características del sistema de distribución de la empresa Servicios Postales Nacionales S.A. para el análisis de su gestión logística y operacional que corresponda al estudio realizado. Además, también se deja como un valor agregado una plantilla en Excel que soporta el modelo y permite efectuar diversas simulaciones para la toma de decisiones de manera inmediata o programada, según necesidades.

Aquí se aclara que se logró diseñar una plantilla como soporte computacional de muy fácil aplicación y esto es precisamente lo buscado, teniendo en cuenta lo planteado por Estrada Romeu (2007, p 209) “…encontrar una solución operacional de mínimos costes y de nivel de servicio adecuado con unos requerimientos computacionales abordables”.

Se logró plantear diferentes acciones de mejora para el proceso de distribución y entrega de los envíos que se hacen a través de la empresa Servicios Postales Nacionales S.A., con fundamento en la aplicación y simulación del algoritmo heurístico seleccionado.

Se determina un plan de mejora continua mediante la aplicación del ciclo Planear-Hacer-Verificar-Actuar, con las siguientes orientaciones particulares: Estudio de tiempos, cálculos para el modelo y reorganización de zonas de distribución.

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ANEXOS

Anexo A. Plantilla ModeloDistribucion.xls (Ver en archivo adjunto).

Anexo B. ProcesaEncuesta.xls (Ver en archivo adjunto).

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