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Publicação
Redesign of a sustainable food bank supply chain
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Resumo(s)
Food rescue and delivery organizations target concurrently the environmental objective of reduc- ing food waste, and the social objective of supporting underprivileged segments of the population. They secure surplus and about-to-waste food items from producers, manufacturers and retailers, and redistribute them through charitable agencies and parish councils to support the population in need of food assistance. Inspired by the case of the Portuguese Federation of Food Banks, the study ad- dresses the redesign of a food bank supply chain from a multi-dimensional outlook on sustainability. Considering an initial network of food banks, strategic decisions include the opening and closing of food banks, as well as the installation or expansion of storage and transport resources, while tactical decisions comprise the selection of served charities and respective assignment to the operational food banks. Moreover, product flows across the network are also to be determined. The supply chain is formulated as a three-layer network involving the donors, the food banks, and the charities, where multiple products flow in vertical and lateral directions. Based on an extensive literature review, and supported by an in-depth field research, the problem is formulated as a dynamic and capacitated tri-objective mixed-integer linear programming model, accounting for environmental indicators such as the volume of food waste and CO2 emissions, and social metrics assessing, among others, equity, inclusion, and proximity. The tri-objective problem is studied for regional and national supply chain instances, developed to depict real-life based cases. Non-dominated solutions are obtained for the regional instances appealing to the lexicographic ordering method. Relevant managerial insights are derived from the analysis of the lexicographic solutions. Three decomposition based heuristics de- veloped in this study proved to be effective in solving the national instances. Trade-offs between the economic, environmental, and social objectives are discussed, and properties of the mathematical programming model are proven.
As organizações de resgate e distribuição "alimentar perseguem paralelamente o objetivo ambiental de redução do desperdício alimentar e o objetivo social de apoio à população carenciada. Estas entidades angariam excedentes alimentares e produtos em vias de deterioração de produtores, indústrias e do comércio a retalho que redistribuem, através de instituições de solidariedade e autarquias locais, a pessoas com carências alimentares. Inspirado no caso da Federação Portuguesa de Bancos Alimentares, este estudo aborda o redesenho de uma cadeia de abastecimento de bancos alimentares numa perspectiva de sustentabilidade multi-dimensional. Considerando uma rede inicial de bancos alimentares, as decisões estratégicas envolvem a abertura e o encerramento de bancos alimentares, bem como a instalação ou expansão da capacidade de armazenamento e de transporte, ao passo que as decisões táticas compreendem a seleção das instituições servidas e a sua afetação a algum dos bancos em operação. Adicionalmente, são também determinados os fluxos de produtos que circulam na rede. A cadeia de abastecimento é formulada como uma rede de três níveis envolvendo os doadores, os bancos alimentares e as instituições beneficiárias. Nesta rede existem fluxos verticais e laterais de produtos. Com base numa extensa revisão bibliográfica e apoiado por um aprofundado trabalho de campo, o problema é formulado como um modelo de programação linear inteira-mista, dinâmico, com capacidades e tri-objetivo. Este problema considera indicadores ambientais como o volume de desperdício alimentar e as emissões de CO2, e como métricas sociais a equidade, a inclusão e a proximidade, entre outros. O problema é estudado para instâncias de cadeias de abastecimento regionais e nacionais, as quais foram desenvolvidas com o objetivo de retratar casos baseados na realidade. São obtidas soluções não dominadas para as instâncias regionais recorrendo ao método lexicográfico, cuja análise revela conclusões relevantes para a gestão. Foram desenvolvidas três heurísticas baseadas em decomposição que provaram ser eficazes na resolução das instâncias nacionais. São discutidos os compromissos existentes entre os objetivos económico, ambiental e social, e provadas propriedades do modelo de programação matemática.
As organizações de resgate e distribuição "alimentar perseguem paralelamente o objetivo ambiental de redução do desperdício alimentar e o objetivo social de apoio à população carenciada. Estas entidades angariam excedentes alimentares e produtos em vias de deterioração de produtores, indústrias e do comércio a retalho que redistribuem, através de instituições de solidariedade e autarquias locais, a pessoas com carências alimentares. Inspirado no caso da Federação Portuguesa de Bancos Alimentares, este estudo aborda o redesenho de uma cadeia de abastecimento de bancos alimentares numa perspectiva de sustentabilidade multi-dimensional. Considerando uma rede inicial de bancos alimentares, as decisões estratégicas envolvem a abertura e o encerramento de bancos alimentares, bem como a instalação ou expansão da capacidade de armazenamento e de transporte, ao passo que as decisões táticas compreendem a seleção das instituições servidas e a sua afetação a algum dos bancos em operação. Adicionalmente, são também determinados os fluxos de produtos que circulam na rede. A cadeia de abastecimento é formulada como uma rede de três níveis envolvendo os doadores, os bancos alimentares e as instituições beneficiárias. Nesta rede existem fluxos verticais e laterais de produtos. Com base numa extensa revisão bibliográfica e apoiado por um aprofundado trabalho de campo, o problema é formulado como um modelo de programação linear inteira-mista, dinâmico, com capacidades e tri-objetivo. Este problema considera indicadores ambientais como o volume de desperdício alimentar e as emissões de CO2, e como métricas sociais a equidade, a inclusão e a proximidade, entre outros. O problema é estudado para instâncias de cadeias de abastecimento regionais e nacionais, as quais foram desenvolvidas com o objetivo de retratar casos baseados na realidade. São obtidas soluções não dominadas para as instâncias regionais recorrendo ao método lexicográfico, cuja análise revela conclusões relevantes para a gestão. Foram desenvolvidas três heurísticas baseadas em decomposição que provaram ser eficazes na resolução das instâncias nacionais. São discutidos os compromissos existentes entre os objetivos económico, ambiental e social, e provadas propriedades do modelo de programação matemática.
Descrição
Thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy in Mathematics Applied to Economics and Management.
Palavras-chave
Cadeia de abastecimento Sustentabilidade Bancos alimentares Desenho de rede Problema tri-objetivo Supply chain Sustainability food banks Network design Tri-objective
Contexto Educativo
Citação
Martins, Carlos José Lúcio, (2019). "Redesign of a sustainable food bank supply chain". Tese de Doutoramento. Universidade de Lisboa. Instituto Superior de Economia e Gestão.