En la investigación se analizó la eficiencia del proceso de gestión de inventarios en un sistema multinivel con M-proveedores, una bodega central (BC), y cuatro minoristas para la cadena de abastecimiento de medicamentos del Hospital Universitario de la Samaritana, con el objetivo de determinar las cantidades adecuadas de pedido desde la bodega central hacia sus proveedores y desde las farmacias auxiliares hacia la bodega central, minimizando el costo total de inversión en inventario y a su vez el porcentaje del número de días con unidades faltantes. De los resultados computacionales obtenidos en la validación inicial se concluye, que la aplicación del modelo propuesto genera un ahorro del 50% en los costos totales de inversión y 95% en el número de días con faltantes para las farmacias auxiliares.