How to optimally prioritize the delivery of procurement orders for multiple vaccines when distribution capacity is interrupted

Abstract

La pandemia sufrida en 2020 debido al virus Covid-19, o el conflicto entre Rusia y Ucrania son ejemplos de situaciones en las que de repente la capacidad de transporte aéreo se ve drásticamente reducida. Estos eventos han afectado considerablemente la red de abastecimiento de vacunas para países en vías de desarrollo, forzando a organizaciones como UNICEF priorizar las órdenes de ciertos países para maximizar la usabilidad de la limitada capacidad de distribución.

El resultado de esta investigación es la propuesta de un modelo enfocado a mitigar los efectos de disrupciones en la cadena de suministro internacional de vacunas dirigida por UNICEF. El modelo está compuesto por dos etapas, la primera, basada en el Proceso analítico jerárquico (AHP) y la segunda, en programación lineal. El desempeño del modelo fue estudiado mediante una simulación de Montecarlo basado en datos sintéticos. La solución propuesta obtuvo una mejora de calidad en términos de la demanda satisfecha de 158\% a expensas de un incremento de coste en un 163\%.

The Covid-19 2020 outbreak and the Ukrainian-Russian conflict led to a sudden reduction of air freight distribution capacity and high uncertainty of the future air distribution capacity. These events stressed the Immunization Supply chain for Low and Low-Middle Income countries, forcing decision-makers to rank vaccines and countries, so the scarce distribution capacity is used wisely. This investigation focuses on handling the effect of supply disruptions on the global vaccine procurement system managed by UNICEF. The proposed solution is a two-stage decision-making model based on Analytic Hierarchy Process and Linear programming. The model performance was tested in a Montecarlo simulation. The annual demand for three vaccines from 15 countries was routed. The results were an improvement in the "Value" of the fulfilled orders by 158\% compared to a baseline model.