En esta tesis doctoral se presenta un modelo de distribución urbana de mercancías que responde al problema de la falta de colaboración, coordinación en integración entre los múltiples actores y sus procesos de comunicación para responder a la incertidumbre y comportamiento dinámico de los procesos de recolección y entrega de mercancía en entornos urbanos. Como parte de la solución se incluyen el proceso de colaboración descentralizada para el manejo de la información en múltiples variables de demanda y de tiempo. Con relación a la demanda se incluyen llegada de órdenes nuevas, cambio de cantidades, cancelación de órdenes de los clientes, ventanas de tiempo para la prestación del servicio y con relación al tiempo se consideran los cambios en los tiempos de viaje y de servicio; los cambios en estas variables pueden afectar los tiempos de ruta de los vehículos y con ello el cumplimiento de las ventanas de tiempo. El modelo propuesto utiliza la integración entre la microsimulación y los sistemas multi-agente para representar los procesos de colaboración descentralizada para la gestión de la información y de coordinación e integración entre los actores para dar respuesta a los diferentes cambios en las variables analizadas y evaluar el impacto de estos cambios en el desempeño final del proceso de distribución en términos de costos y de nivel de servicio; adicionalmente, la inferencia difusa es utilizada en los comportamientos de los vehículos ante los diferentes cambios que suceden en la operación en las variables de tiempo de viaje, tiempo de servicio, ventanas de tiempo para decidir la respuesta a estos cambios de manera que se logre un equilibrio entre servicio al cliente y costo de operación.