Coordinated inventory planning for humanitarian relief agencies

Abstract

Pre-positioning relief supplies in strategic locations around the world is essential for effective disaster response, especially during the critical 72 hours immediately following the disaster. Most of the existing studies that use quantitative models to determine pre-positioning decisions focus on a single relief agency and assume that the agency makes stock pre-positioning decisions independently of other agencies; that is, the possibility of sharing inventory among different agencies is not considered. In this study, we aim to investigate the potential benefits of making stock pre-positioning decisions collaboratively among multiple agencies. In particular, we consider two agencies that stock relief supplies in a joint depot owned and operated by a separate coordinator (such as the United Nations Humanitarian Response Depot). We assume that these agencies have several operating regions throughout the world. Each operating region may be served by a single agency or by several different agencies depending on its location. Once a disaster occurs in an agency's operating region, the agency aims to satisfy demand as much as possible. Also, other agencies may share their excess inventory with the responding agency. The amount of supplies that can be sent to the disaster region is affected by the uncertain post-disaster funding level of the responding agency. We consider a finite set of scenarios to characterize the uncertainties in disaster locations, impacts and post-disaster funding levels and develop a two-stage stochastic programming model to determine the amount of inventory to be pre-positioned at the joint depot by each agency. We perform a numerical analysis to establish when collaborative action would be beneficial for different types of agencies in different settings.İnsani yardım malzemelerinin afet öncesinde ön konumlandırılması, etkin bir afet müdahelesi gerçekleştirmek için gereklidir. Ön konumlandırma kararlarını vermek için matematiksel modeller sunan mevcut çalışmaların çoğu tek bir insani yardım kuruluşuna odaklanmış ve kuruluşun ön konumlandırma kararlarını diğer kuruluşlardan bağımsız olarak aldığını kabul etmiştir; yani, farklı kuruluşlar arasında envanter paylaşma olanağı ele alınmamıştır. Bu çalışma, farklı kuruluşlar arasında iş birliği ile verilebilecek ön konumlandırma kararlarının potansiyel faydalarını incelemeyi amaçlamaktadır. Bir koordinatör tarafından yönetilen ortak bir depoda (Birleşmiş Milletler İnsani Yardım Deposu gibi) yardım malzemesi stoklayan iki kuruluş düşünülmüştür. Bu kuruluşların dünya üzerinde faaliyetlerini yürüttükleri farklı bölgeler olduğu varsayılmıştır. Bir kuruluşun faaliyet yürüttüğü bölgede bir afet meydana gelirse, o kuruluş karşılayabildiği kadar talebi kendi stoğundan karşılar. Ayrıca, kuruluşlar afet sonrasında envanter paylaşımı yapabilirler. Afet sonrası belirsiz olan fon miktarı afet bölgesine gönderilecek malzeme miktarını etkilemektedir. Bu çalışmada afet lokasyonları, afetin etkileri ve afet sonrası fon seviyesindeki belirsizlikler sonlu bir senaryolar kümesi kullanılarak tanımlanmıştır. Her kuruluş tarafından ortak depoda ön konumlandırılacak malzeme miktarını saptamak için iki aşamalı stokastik programlama modeli geliştirilmiştir. Farklı tipte kuruluşlar için iş birliği yapmanın faydalı olduğu durumları analiz eden sayısal çalışmalar sunulmuştur.