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JDR Vol.14 No.4 pp. 649-666
(2019)
doi: 10.20965/jdr.2019.p0649

Paper:

Mathematical Model for Locating a Pre-Positioned Warehouse and for Calculating Inventory Levels

Erika Barojas-Payán, Diana Sánchez-Partida, José Luis Martínez-Flores, and Damián Emilio Gibaja-Romero

Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla
21 Sur 1103, Col. Santiago, Puebla 72410, México

Corresponding author

Received:
July 6, 2018
Accepted:
January 4, 2019
Published:
June 1, 2019
Keywords:
pre-positioned warehouse, humanitarian logistics, facilities localization problem, hydrometeorological event
Abstract

A mixed integer non-linear mathematical model is proposed to efficiently provision necessary supplies for the dignified survival of people affected by hydrometeorological disasters that are usually experienced in the state of Veracruz, Mexico. In the context of damages to property and infrastructure in the municipalities affected by such natural disasters and to develop resilience, a model that combines the problem of locating facilities with the problem of determining inventory levels for uncertain demand is developed, facilitating the timely supply of survival kits. The number of survival kits required is determined according to the needs of the affected people in terms of food products, equipment, water, and medicine. Requirements for food products and equipment are based on the human life cycle, from the stages of early childhood until old age; those for water and medicine on total demand. The model is tested in the Capital Region, one of the ten regions within Veracruz, because the municipalities that comprise the region have experienced numerous declarations of emergency registered in the Natural Disasters Fund. The Capital Region comprises 33 municipalities, 17 of which have experienced this type of declaration in 2016. Therefore, our model has been developed to determine the optimal location of a pre-positioned warehouse in the Naolinco municipality, including the optimal levels of inventory that would satisfy 99% of the affected population in this region. Our model can serve as a tool through which individuals involved in the decision-making process can select the locations that have not been impacted by the hydrometeorological events, including pre-positioned warehouses that in turn safely store the survival kits. This model can be utilized not only in Mexico but in any part of the world by individuals involved in the decision-making process associated with providing relief to affected people.

Cite this article as:
E. Barojas-Payán, D. Sánchez-Partida, J. Martínez-Flores, and D. Gibaja-Romero, “Mathematical Model for Locating a Pre-Positioned Warehouse and for Calculating Inventory Levels,” J. Disaster Res., Vol.14, No.4, pp. 649-666, 2019.
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References
  1. [1] R. Sánchez and T. Cavazos, “Amenazas naturales, sociedad y desastres,” ILCSA, México: REDESClim, México, pp.1-45, 2015.
  2. [2] Ayuntamiento de Mexicali, B.C., “Peligros Hidrometeorológicos, Atlas de riesgos del municipio de Mexicali, B.C,” 2011, http://www.mexicali.gob.mx/transparencia/administracion/atlas/pdf/0.pdf [accessed August 13, 2016]
  3. [3] R. E. Overstreet, D. Hall, J. B. Hanna, and R. K. Rainer, “Research in humanitarian logistics,” J. of Humanitarian Logistics and Supply Chain Management, Vol.1, Issue 2, pp.114-131, doi: 10.1108/20426741111158421, 2011.
  4. [4] Instituto de Ecología y cambio climático (INECC), “Adaptación al cambio climático en México,” 2012, http://www.adaptacion.inecc.gob.mx [accessed August 13, 2016]
  5. [5] Secretaria del Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT), Comisión Nacional del Agua (CONAGUA), “Atlas del Agua en México, 2015,” 2015, http://www.conagua.gob.mx/CONAGUA07/Publicaciones/Publicaciones/ATLAS2015.pdf [accessed August 13, 2016]
  6. [6] www.travelbymexico.com/estados/veracruz_edo [accessed August 12, 2016]
  7. [7] Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI), “México en cifras, Información nacional, por entidad federativa y municipios,” 2016, http://www3.inegi.org.mx/sistemas/mexicocifras/default.aspx?e=30 [accessed August 12, 2016]
  8. [8] Oficina del Programa del Gobierno y Consejería Jurídica del Gobierno del Estado de Veracruz Ignacio de la Llave (OPGCJ), “La Protección Civil como eje fundamental del Gobierno y objetivo prioritario del Plan Veracruzano de Desarrollo,” 2008, http://www.veracruz.gob.mx/agropecuario/files/2011/09/PROTECCION-CIVIL.pdf [accessed August 15, 2016]
  9. [9] M. C. Ochoa, R. C. Wilsh, J. Bonilla, and M. M. Morales, “Fuentes de información sobre eventos hidrometeorológicos extremos en Veracruz de Ignacio de la Llave Realidad, Datos y Espacio,” Revista Internacional de Estadística y Geográfica, pp. 69-70, 2013.
  10. [10] Gobierno del Estado de Veracruz (GOBVER), “Programa Preventivo de alertamiento y respuesta inmediata ante lluvias y ciclones tropicales en Veracruz,” 2011, http://www.espacioseducativos.gob.mx/wp-content/uploads/sites/10/2015/06/01-Programa-preventivo-de-alertamiento-y-respuesta-inmediata-ante-lluvias-y-ciclones-tropicales-en-Veracruz.pdf [accessed August 15, 2016]
  11. [11] Dirección de Investigación, Área de estudios económicos y sociales, “Características e impacto socioeconómico de los principales desastres ocurridos en la República Mexicana en el año 2007,” Serie, impacto socioeconómico de los desastres en México, Sistema Nacional de Protección Civil, Centro Nacional de Prevención de Desastres, 2007, http://www.proteccioncivil.gob.mx [accessed August 15, 2016]
  12. [12] Sistema Nacional de Protección Civil (SINAPROC), México: DDGR (FONDEN), “Insumos autorizados por declaratoria de emergencia,” 2006–2016, http://www.proteccioncivil.gob.mx/es/ProteccionCivil [accessed September 15, 2016]
  13. [13] Secretaria de Protección Civil del Estado de Veracruz (PC), “Ciclo de desastres,” 2015, http://www.veracruz.gob.mx/proteccioncivil/ciclo-de-los-desastres [accessed August 20, 2016]
  14. [14] Dirección General para la Gestión de Riesgos (DGGR), dirección de Análisis y Evaluación, “Fondo para la Atención de Emergencias FONDEN,” 2012, http://www.proteccioncivil.gob.mx/work/models/ProteccionCivil/Resource/21/12/images/Definicion%20del%20FAE.pdf [accessed August 20, 2016]
  15. [15] Sistema Nacional para el Desarrollo Integral de la Familia (SNDIF): Unidad de atención a la población vulnerable, Dirección General de Alimentación y Desarrollo Comunitario, “Manual Operativo, Atención a la Población en Riesgo o Condición de Emergencia APCE,” 2011, http://www.dif.gob.mx/dgadc/media/Manual%20de%20Operaci%C3%B3n%20APCE%202011.pdf [accessed August 20, 2016]
  16. [16] L. Van-Wassenhove and A. Pedraza, “Using OR to adapt supply chain management best practices to humanitarian logistics,” Int. Trans. in Operational Research, Vol.19, pp. 307-322, 2012.
  17. [17] R. Tomasini and L. Van Wassenhove, “ From preparedness to partnerships: case study research on humanitarian logistics,” Int. Trans. in Operational Research, Vol.16, Issue 5, pp. 549-559, doi: 10.1111/j.1475-3995.2009.00697.x, 2009.
  18. [18] N. Altay and W. Green, “OR/MS research in disaster operations management,” European J. of Operational Research, Vol.175, pp. 475-493, 2006.
  19. [19] R. Ballou, “Logística, Administración de la cadena de suministro,” p.4, 5a ed., Pearson Educación, 2004.
  20. [20] Organización Panamericana de la Salud (OPS) and Organización Mundial de la Salud, “Logística y gestión de suministros humanitarios en el sector salud,” 2011, http://reliefweb.int/sites/reliefweb.int/files/resources/Logistica%20y%20Gestion%20de%20suministros%20humanitarios%20en%20el%20sector%20salud.pdf [accessed August 15, 2016]
  21. [21] A. Thomas and L. Kopczack, “From logistics to supply chain management: The path forward in the humanitarian sector,” Fritz Institute, 2005.
  22. [22] Departamento de Emergencias y Acción Humanitaria, Desarrollo Sostenible y entornos Saludables, Organización Mundial de la Salud (OMS), “Manual para el manejo Logístico de Suministros Humanitarios (Pan American Health Organization (PAHO) / Organización Panamericana de la Salud (OPS),” 2000, http://www.nzdl.org [accessed September 24, 2016]
  23. [23] Sistema Nacional de Protección Civil (SINAPROC), México, “Centro de acopio,” 2012, http://sismos.gob.mx/en/sismos/Centro_de_acopio [accessed September 24, 2016]
  24. [24] M. Ortuño, P. Cristóbal, J. Ferrer, F. Martín-Campo, S. Muñoz, G. Tirado, and B. Vitoriano, “Decision Aid Models and Systems for Humanitarian Logistics,” B. Vitoriano et al. (Eds.), Decision Aid Models for Disaster Management and Emergencies, pp. 17-44, Springer, Atlantis Press, 2013.
  25. [25] J. Acimovic and J. Goentzel, “Models and metrics to assess humanitarian response capacity,” J. of Operations Management, Vol.45, pp. 11-29, 2016.
  26. [26] C. Hsieh and A. Laio, “A multiobjective Evolutionary Approach for an Integrated Location-Inventory Problem in Vendor-Managed Inventory Systems,” 40th Int. Conf. on Computers and Industrial Engineering (CIE), pp. 1-6, doi: 10.1109/ICCIE.2010.5668373, 2010.
  27. [27] A. Wenbing, “A Location-inventory Model With Echelon Stock Policy for Four-echelon Supply Chain Network Design,” 3rd Int. Conf. on Intelligent System Design and Engineering Applications (ISDEA), pp. 85-90, 2013.
  28. [28] C. Cornejo, J. Vargas, L. Aragón, and V. Serpa, “Localización de almacenes y distribución de ayuda humanitaria para atención de damnificados en caso de desastre natural,” in 11th LACCEI Latin American and Caribbean Conf. for Engineering and Technology (LACCEI’2013), pp. 1-10, 2013.
  29. [29] L. Aragón, W. Atoche, C. Cornejo, and J. Vargas, “Ubicación de almacenes para ayuda humanitaria posterior a un terremoto en una ciudad Latinoamericana,” 10th LACCEI Latín American and Caribbean Conf. (LACCEI’2012), pp. 1-9, 2012.
  30. [30] E. Garzón, J. Martínez, D. Cruz, and S. Caballero, “Localisation of first-aid centres in South-Eastern Mexico,” Supply Chain and Operations Resilience, Vol.2, No.2, pp. 166-180, doi: 10.1504/IJSCOR.2016.078185, 2016.
  31. [31] O. Viera, S. Moscatelli, and L. Tansini, “Logística humanitaria y su aplicación en Uruguay,” Gerencia Tecnológic Informatica (GTI), pp. 47-56, 2012.
  32. [32] Y. Lin, R. Batta, P. Rogerson, A. Blatt, and M. Flanigan, “Location of temporary depots to facilitate relief operations after an earthquake,” Socio-Economic Planning Sciences, Vol.46, pp. 112-123, 2012.
  33. [33] J. Camacho and J. González, “Un modelo para enviar, recibir y distribuir ayuda en especie después de haber ocurrido un desastre natural,” CELERINET, pp. 57-63, 2013.
  34. [34] N. Utami, D. Ika, and Y. Kurniawa, “Model of pre-positioning warehouse logistics for disaster eruption of Mount Merapi in Sleman Yogyakarta,” Electric Vehicular Technology and Industrial, Mechanical, Electrical and Chemical Engineering (ICEVT & IMECE), 2015 Joint Int. Conf., pp. 401-405, doi: 10.1109/ICEVTIMECE.2015.7496704, 2015.
  35. [35] X. Hong, M. Lejeune, and N. Noyan, “Stochastic netSPwork design for disaster preparedness,” IIE Trans., Vol.47, pp. 329-357, doi: 10.1080/0740817X.2014.919044, 2015.
  36. [36] J. Bemley, D. Lauren, and L. Brock, “Pre-positioning commodities to repair maritime navigational aids,” J. of Humanitaria Logistics and Supply Chain Management, Vol.3, Issue 1, pp. 65-89, doi: 10.1108/20426741311328529, 2013.
  37. [37] A. Campbell and P. Jones, “Prepositioning supplies in preparation for disasters,” European J. of Operational Research, Vol.209, pp. 156-165, doi: 10.1016/j.ejor.2010.08.029, 2011.
  38. [38] K. Moreno and L. González, “Relación entre recursos, eficiencia y tiempo de respuesta logístico de atención humanitaria desde un enfoque sistémico. La Dinámica de Sistemas. Un Paradigma del Pensamiento,” 9 Encuentro Colombiano de Dinámica de Sistemas, Bogotá, Colombia, 2011.
  39. [39] Sistema Nacional de Protección Civil (SINAPROC), México, “Preguntas frecuentes,” 2014, http://www.proteccioncivil.gob.mx/es/ProteccionCivil/Preguntas_Frecuentes [accessed September 24, 2016]
  40. [40] Secretaria de Defensa Nacional, ”Fases del Plan DN-III-E,” 2015, http://www.gob.mx/sedena/acciones-y-programas/fases-del-plan-dn-iii-e [accessed September 24, 2016]
  41. [41] D. De la Fuente, J. Parreño, I. Fernández, R. Pino, A. Gómez, and J. Puente, “Ingeniería de organización en la empresa: Dirección de Operaciones,” Universidad de Oviedo, Asturias, 2008.
  42. [42] S. Nahmias, “Análisis de la producción y las operaciones,” 6a Edición, McGraw W-Hill/Interamericana Editores, S.A. de C.V., México, p. 205, 2014.
  43. [43] Organización Mundial de la Salud (OMS). Biblioteca electrónica de documentación científica sobre medidas nutricionales (eLENA), “Ciclo de vida,” 2017, http://www.who.int/elena/life_course/es/ [accessed January 30, 2017]
  44. [44] Gobierno del Estado de Veracruz. Secretaría de Finanzas y Planeación. “Estudios Regionales para la planeación. Región Capital 2011,” 2011, http://www.veracruz.gob.mx/wp-content/uploads/sites/2/2012/01/tf07-er-07-capital-reg.pdf [accessed May 2, 2017]
  45. [45] Instituto Nacional para el Federalismo y Desarrollo Municipal, Secretaria de Gobernación, “Sistema Nacional de Información Municipal: Municipios en cifras,” 2010, http://www.snim.rami.gob.mx/ [accessed May 2, 2017]
  46. [46] Secretaria de Comunicaciones y Transportes (SCT), “Traza tu ruta,” 2016, http://app.sct.gob.mx/sibuac_internet/ControllerUI?action=cmdEscogeRuta [accessed May 2, 2017]
  47. [47] Secretaria de Desarrollo Social (SEDESOL), “Programa de abasto rural,” 2015, http://catalogo.datos.gob.mx/dataset/programa-de-abasto-rural-tiendas-2015 [accessed May 2, 2017]
  48. [48] Diario Oficial de la Federación (DOF), “Reglamento de la ley general de protección civil,” 2014, http://dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5344324&fecha=13/05/2014 [accessed August 12, 2017]
  49. [49] Consejo Nacional de Población (CONAPO), “Capítulo 1. El concepto y las dimensiones de la marginación,” 2015, https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/159052/01_Capitulo_1.pdf [accessed August 12, 2017]
  50. [50] Consejo Nacional de Población (CONAPO), “Índice de marginación por entidad federativa y municipio 2015, Colección índices sociodemográficos,” 2015, https://www.gob.mx/conapo/documentos/indice-de-marginacion-por-entidad-federativa-y-municipio-2015 [accessed August 12, 2017]
  51. [51] Dirección General para la Gestión de Riesgos (DGGR), Fondo de Desastres Naturales (FONDEN), “Insumos autorizados por declaratoria de emergencia,” 2017, http://www.proteccioncivil.gob.mx/es/ProteccionCivil/Insumos_autorizados_por_declaratoria_de_emergencia [accessed May 6, 2017]
  52. [52] Secretaria del trabajo y previsión social (STPS), “Salarios Mínimos,” 2018, https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/285013/TablaSalariosMinimos-01ene2018.pdf [accessed May 6, 2017]
  53. [53] Procuraduría Federal del Consumidor (PROFECO), Quién es quién en los precios, 2018, https://www.profeco.gob.mx/precios/canasta/home.aspx?th=1 [accessed May 13, 2018]
  54. [54] S. Gento, “Tratamiento educativo de la diversidad de personas mayors. Estudios de la UNED,” Editorial UNED, 2011.
  55. [55] Secretaría de Educación del Estado de Veracruz (SEV), “Anuario Estadístico 2016 – 2017,” 2017, http://www.sev.gob.mx/servicios/anuario/2017/regiones.php [accessed October 7, 2017]

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Last updated on Jul. 12, 2019