Dynamic performance evaluation of a spatially-distributed network

Abstract

The operational environment of non-profit organizations is affected significantly by changes in population demographics such as births, migration, community wealth, etc. Our interest is in demonstrating how the performance of a networked service organization is affected by these external elements, by modeling the direct impact these factors have on the organization’s revenue generation capacity. One might think that the overall performance goal is that all service points are efficient at the same time, so the whole network can be efficient as well. But, is that even possible? A dynamic model that describes this organization operating under a network structure has been developed and an optimization algorithm has been incorporated into this model with a pre-calculated desired state of the system to be achieved. The desired state was defined by an efficient frontier calculated from the production possibility set using Data Envelopment Analysis. By executing the model we explored whether the network can reach that state when all the external factors are changing over time. The results suggest that this desired state is achievable but the length of time required by the system to accomplish this state is questionable. Also, we demonstrated that once the desired state is reached by a unit this unit not necessarily would maintain this state until the whole system finds equilibrium. This research contributes to three bodies of knowledge: to the performance measurement field through the identification of the efficient hyperplanes of a production possibility set and by analyzing the system’s behavior over time using the targets recommended by DEA; to service science through the development of the dynamic service delivery axioms; and to complex systems analysis by modeling a large service network organization using the system dynamics simulation paradigm with a spatial component seeking to optimize the network.

Las organizaciones sin fines de lucro son afectadas significativamente por elementos externos a estas. Estos elementos definen su ambiente operacional y, a su vez, son influenciados por cambios demográficos como lo son la población, ingreso familiar promedio, o migración, entre otros. Estamos interesados en demostrar como el desempeño de estas organizaciones es afectado por estos elementos externos al modelar el impacto directo que tienen sobre las actividades de generación de ingreso y la capacidad de estas entidades en transformar sus ingresos en servicios. La influencia del ambiente es particularmente notoria si la organización tiene varios puntos de servicios estructurados en forma de red. En una organización en forma de red, podríamos pensar que el objetivo para considerarse operando eficientemente es que todo nodo en la red o punto de servicio deben ser eficiente al mismo tiempo, así la red puede ser denominada como una organización eficiente. ¿Pero es esto posible? Un modelo de simulación dinámica que describe el funcionamiento de una organización sin fines de lucro que opera bajo una estructura de red ha sido desarrollado y un algoritmo de optimización que describe el estado deseado de eficiencia ha sido incorporado al modelo. Este estado deseado del sistema está definido por una frontera eficiente calculada de un grupo de unidades decisión que fueron evaluadas utilizando el método envolvente de datos. Al ejecutar el modelo se determinaría si es posible alcanzar un estado en el sistema donde todos los nodos de la red sean eficientes al mismo tiempo en un ambiente donde elementos externos e influyentes al sistema van cambiando significativamente con el pasar el tiempo. Los resultados obtenidos sugieren que es posible el alcanzar este estado de eficiencia óptima, pero es debatible el largo del período de tiempo necesario en que este estado deseado es alcanzado. También encontramos que no necesariamente una unidad de la red que alcanza el estado deseado de funcionamiento se mantendrá en dicho estado hasta que todas las unidades de la red sean también parte del estado de equilibrio.