la dinamica del flusso dei materiali nella supply chain...il beer game john sterman l'effetto...
Post on 15-Mar-2020
6 Views
Preview:
TRANSCRIPT
L'effetto Bullwhip 2
L’effetto bullwhip nella supply chain
0
200
400
600
800
1000
0 10 20 30 40 50 60 70 800
200
400
600
800
1000
0 10 20 30 40 50 60 70 800
200
400
600
800
1000
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Ord
ers
L'effetto Bullwhip 3
Misure dell’effetto bullwhip
)()(
2
2
DemandVarOrdersVar
Demand
Orders =σσ
)()(
DemandStdevOrdersStdev
Demand
Orders =σσ
Misure stocastiche Misure deterministiche
Demand
Orders
Demand
Demand
Orders
Orders
COVCOV
=
μσ
μσ
L'effetto Bullwhip 4
L’effetto bullwhip è importante in quanto causa
L’effetto bullwhip può essere responsabile di un valore fino al 30% dei costi
0
200
400
600
800
1000
0 10 20 30 40 50 60 70 800
200
400
600
800
1000
0 10 20 30 40 50 60 70 800
200
400
600
800
1000
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Ord
ers
Basso servizio al cliente a causa della non
disponibilità dei prodotti
Costi di trasporto e di stoccaggio fuori controlloEccessivi costi della manodopera
Schedulazioni instabiliMancanza o eccesso di capacitàLead time crescente
L'effetto Bullwhip 5
Come l’effetto bullwhip crea costi non necessari
VarianzaDomanda
Straordinario / Subappalto
+
Stock-out+
Costi+
+ +
+
Lead-time+
+
+ Obsolescenza+
Capacità+
Utilizzo
-
-
Giacenza
+
+ +
+ +
L'effetto Bullwhip 6
Rappresentazioni del tempo
Tempo discreto Vengono accertate le giacenze e gli ordini sono emessi ad istanti discreti di tempo
- Alla fine do ogni giorno o di ogni settimana, ad esempio
- Adatto alle modalità con cui operano un supermarket o una società di distribuzione
- Non si hanno informazioni sul sistema tra due momenti discreti
Vengono accertate le giacenze e l’intensità degli ordini va regolata a tutti gi istanti di tempo
- Idoneo per una raffineria o per un impianto chimico
- Lo stato del sistema è noto ad ogni istante di tempo
vs Tempo continuo
L'effetto Bullwhip 7
Approccio con tempo continuo
Funzione W di Lambert
WWeWf =)(
Johann Heinrich Lambert
Leonhard Euler
[ ] ∫ −≡t st dtetfstfL0
)()()(
Trasformata di LaplacePierre-Simon Laplace
Equazioni Differenziali
( ) ( ) ( ) ( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+= ∫
∞−
0
,, τμτ dtxtxtftxdtd
Aleksandr MikhailovichLyapunov
L'effetto Bullwhip 8
Approccio con tempo discretoprocessi stocastici / ARIMA
George Box
{
noise White
termsAverage Moving
1
termseIntegrativ
1
termsRegressive Auto
1t
q
kktk
d
jjt
p
iitit DDD εεθφ +++= ∑∑∑
=−
=−
=−
4342132143421
Trasformata -zYakov Zalmanovitch Tsypkin
[ ] ∑∞
=
−==0
)()()(t
tztftfZzF
L'effetto Bullwhip 9
Altri approcci utili
Jean Baptiste Joseph Trasformata di Fourier
( ) ( )∫∞
∞−
−= dxexfkF ikxπ2
Simulazione di sistemi dinamiciJay Forrester
Il beer gameJohn Sterman
L'effetto Bullwhip 10
Supply Chain tradizionaleDefinizione: ‘Tradizionale’ significa che ogni livello della supply chain emana ordini di produzione e di rifornimento senza considerare la situazione degli strati a monte e o valle. Tale situazione rappresenta la modalità con cui operano la maggioranza delle supply chain con assenza di collaborazione formale tra rivenditore e fornitore.
Il bullwhip aumenta geometricamente in una supply chain tradizionale
L'effetto Bullwhip 11
Supply chain con condivisione delle informazioni
Definizione: Condividere le informazioni significa che rivenditore e fornitore ordinavano ancora in maniera indipendente ma condividono informazioni sulla domanda in modo da allineare i propri ordini di rifornimenti e prevedere i fabbisogni di capacità per la pianificazione di lungo periodo.
Il bullwhip aumenta linearmente in supply chains con condivisione delle informazioni
L'effetto Bullwhip 12
Fornitura sincronizzata (VMI)Definizione: La fornitura sincronizzata elimina un punto di decisione e unifica la decisione relativa al rifornimento con la programmazione della produzione e la valutazione degli approvvigionamenti del fornitore. Il fornitore di prende cura del rifornimento del cliente e usa tale visibilità per pianificare le proprie operazioni di rifornimento.
Il bullwhip potrebbe non aumentare nelle supply chains VMI (Vendor Managed Inventory)
L'effetto Bullwhip 13
Integrazione di decisioni interne e esterne per supply chain con lead time elevato
Tecniche RFID permettono di monitorarela leva distributiva
L'effetto Bullwhip 14
Le regole di rifornimento ed il problema del bullwhip
)( tttt WIPNSSO +−=
• Politica di ordine di tipo “Order – Up – To” OUT
• alla fine di un periodo si emette un nuovo ordine per innalzare il valore dell’inventario (somma della giacenza disponibile ed in ordine) fino al livello “Order – Up - To St
• Il livello OUT uguaglia la domanda attesa durante il periodo di incertezza e la scorta di sicurezza per far fronte domande superiori a quella prevista
• Il periodo di incertezza è pari alla somma del lead time Tp di approvvigionamento e del review period (assunto unitario)
L'effetto Bullwhip 15
Periodic Review System(order-up-to)
RP RP RP
Review period
Primo ordine, Q1
d1
Q2Q3
d2
d3
Giacenza obiettivo, TIL
Domanda duranteil primo lead time
Scorta di sicurezza, SS Primo lead time, LT1 LT2 LT3
Emissione ordine 1 Emissione ordine 2 Emissione ordine 3
Ricevimento 1 Ricevimento 2 Ricevimento 3
Tempo
Giacenza “on hand”
L'effetto Bullwhip 16
Le regole di rifornimento ed il problema del bullwhip
{
} } }
444 3444 21
48476
444 3444 21321 WIPzaDiscrenpan
attuale WIPdesiderato WIP
1:
Giacenza aDiscrepanz
stockNet stocknet Target
1 periodo nel domanda della tempoal fatta
domanda della Previsione
1: tempoal Ordini
)ˆ()(ˆt
T
iittt
Ttt
Tttt
t WIPDNSTNSDOp
p
p−+−+= ∑
=+
++
++
• Le decisioni sul rifornimento influenzano sia i livelli delle giacenze che i ritmi produttivi.
• Una comune regola di rifornimento è la politica “Order-Up-To”(OUT) generalizzata
Stabilito con l’approccio del
modello del “newsboy”per ottenere il quantile
critico
Previsione
L'effetto Bullwhip 17
Il modello del newsboy• Ogni giorno il newsboy deve decidere il numero di
giornali da acquistare. Le vendite giornaliere non sono prevedibili con esattezza, e sono rappresentate da una variabile casuale D.
• Il newsboy deve considerare con attenzione i seguenti costi:
co = costo unitario di eccedenzacu = costo unitario di mancanza
• Il numero ottimo Q* di giornali da acquistare è il quantile deIla distribuzione della distribuzione della dato da F(Q*) = cu / (cu + co).
L'effetto Bullwhip 18
Esempio numerico• Assumendo:
– Costo di acquisto: 1,25 €– Prezzo di vendita : 3,50 €– Valore di recupero: 0,80 €
• Co = costo di eccedenza = 1,25 – 0,80 = 0,45 €• Cu = costo di mancanza = 3,50 - 1,25 = 2,25 €• Calcolo del rapporto critico:
– CR = Cu/(Co + Cu) = 2,25/(0,45 + 2,25) = 0,8333• Assumendo una distribuzione normale con media 400 e
deviazione standard 50 per la domanda:– Z(CR) ≅ 0.967 quando F(Z) = 0,8333– Z = (Q* - μ)/σ) – In base ai dati del problema si ottiene
• Q* = σZ + μ = 50*0,967 + 400 ≅ 449
L'effetto Bullwhip 19
Dimensione ottima dell’ordine
448,37
0,833333333
0
0,001
0,002
0,003
0,004
0,005
0,006
0,007
0,008
0,009
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900Domanda
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
CD
F
PDFCDF
Media400Dev. Std. 50
L'effetto Bullwhip 20
La previsione domanda nella politica OUT
• Smorzamento esponenziale
• Medie mobili
• MMSE metodo di previsione lineare checombina valori storici della domanda per prevedere la domanda futura
Ipotesi: Domanda normale i.i.d. (Independent& Identically Distributed)
( )11ˆˆˆ
−− −⋅+= tttt DDDD α
m
T
iit
t T
DD
m
∑=
−
= 1ˆ
L'effetto Bullwhip 21
Le equazioni di bilancio della giacenza e del WIP
• Le equazioni di bilancio della net stock a fine periodo t forniscono la individuano come somma della net stock a periodo precedente e della quantità ricevuta nel periodo t diminuita della domanda osservata da parte del cliente
• La quantità ricevuta a periodo t è pari a quella ordinata con Tp + 1 periodi di anticipo
• Il WIP a periodo t uguaglia il WIP a periodo precedente a cui si somma l’ordine emesso a periodo precedente e da cui si sottrae l’ammontare degli ordini consegnati nel periodo t
L'effetto Bullwhip 22
Le equazioni di bilancio della giacenza e del WIP
{t
t
Tt
Tttt DONSNS
p
p
tempoal Domanda1 tempoal
precedenti Ordini
11 −+=
−−
−−−321
111 −−−− −+=pTtttt OOWIPWIP
Il lead time del rifornimento, TpIl review period, 1
L'effetto Bullwhip 23
L’influenza della politica di rifornimento
L’equazione di bilancio della giacenza …
… mostra come la politica di rifornimento influenzi sia gli ordini che net stock.Pertanto, studiando l’effetto bullwhip va anche considerato
)Domanda()StockNet (
2Domanda
2StockNet
VarVarNSAmp ==
σσ
{t
t
Tt
Tttt DONSNS
p
p
tempoal Domanda1 tempo
al precedenti Ordini
11 −+=
−−
−−−321
L'effetto Bullwhip 24
La politica OUT per un controllista
{
} } }
444 3444 21
48476
44 344 21321 WIPzaDiscrenpan
attuale WIPrichiesto WIP
1:
giacenza aDiscrepanz
stockNet stocknet Target
1 periodo nel domanda della tempoal fatta
domanda della Previsione
1:
tempoalOrdini
)ˆ(1)(1ˆt
T
iittt
Ttt
Ttt
t
t WIPDNSTNSDOp
p
p−⋅+−⋅+= ∑
=+
++
++
• Un ingegnere controllista non sarebbe del tutto sorpreso se la politica OUT generasse bullwhip per la presenza dei due guadagni unitari nei due anelli di feedback
• Aggiungendo una coppia di controllori proporzionali in feedback …
{
} } }
444 3444 21
48476
44 344 21321 WIPzaDiscrenpan
attuale WIPrichiesto WIP
1:
giacenza aDiscrepanz
stockNet stocknet Target
1 periodo nel domanda della tempoal fatta
domanda della Previsione
1:
tempoalOrdini
)ˆ(1)(1ˆt
T
iitt
wt
i
Ttt
Ttt
t
t WIPDT
NSTNST
DOp
p
p−⋅+−⋅+= ∑
=+
++
++
L'effetto Bullwhip 25
Controllo in retroazione adattato
• quando Tw=Ti la matematica del problema si semplifica molto
• Con previsioni MMSE (Minimum Mean Squared Error)
( ) ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−+−+= ∑
=+++ t
T
iitt
it
iTttt WIPD
TNSTNS
TDO
p
p1
:1:ˆ11ˆ
121
2
2
−==
iDemand
Orders
TBullwhip
σσ
0→α
( )1212
1122
2
2
−+=
−−
++==i
ip
i
ip
Demand
NetStock
TTT
TTTNSAmp
σσ
L'effetto Bullwhip 26
La regola aurea nelle supply chains For i.i.d. demand, matched feedback controllers, MMSE forecasting
L'effetto Bullwhip 27
Aspetti economici della giacenza
I costi di giacenza sono regolati dalla scorta di sicurezza (TNS)
La Target Net Stock (TNS*) è una decisione di investimento da ottimizzare
In ogni periodo, una giacenza positiva crea un costo di possesso di H € per unità
In ogni periodo, in caso di backlog (sotto scorta), si
incorre in un costo di backlogdi B € per unità
L'effetto Bullwhip 28
Gli aspetti economici della capacità
Capacità di periodo = Demanda media +/- capacità slack
Produzione oltre la capacitàcrea over-time working (o subappalto. Il costo di questo tipo di capacità è di P € per unità di over-time.
Produzione inferiore alla capacità determina un costo di capacità persa di N € per
unità persa.
Il valore della capacità slack (S*) è una decisione di investimento da ottimizzare
L'effetto Bullwhip 29
…
Un produttore
Progetto reti distributive: il costo del bullwhip
12 clienti
n DC’s
Ogni cliente genera una domanda i.i.d., normalmente distribuita con media 5 e varianza unitaria
Tutti I lead time nel sistema siano unitari
L'effetto Bullwhip 30
Domanda stabilimento
Domanda affrontata da ogni DC
1264321Numero di DC (n)
… tutto dipende dal numero di centri di distribuzione …
Domanda singolo cliente = N(5,1)
Domanda DC = )12,60(N
DomandaStabilimento =
)12,60(N)12,60(N
)12,60(N
L'effetto Bullwhip 31
Domanda stabilimento
Domanda affrontata da ogni DC
1264321Numero di DC (n)
… per 2 DC…
Domanda singolo cliente = N(5,1)
Domanda DC =)6,30(N
DomandaStabilimento =
)12,60(N
)12,60(N
)12,60(N
)6,30(N
)12,60(N
Domanda DC =)6,30(N
L'effetto Bullwhip 32
Domanda stabilimento
Domanda affrontata da ogni DC
1264321Numero di DC (n)
… per 3 DC …
Domanda singolo cliente = N(5,1)
Domanda DC =)4,20(N
DomandaStabilimento =
)12,60(N
)12,60(N
)12,60(N
)6,30(N
)12,60(N
)4,20(N
)12,60(N
L'effetto Bullwhip 33
Domanda stabilimento
Domanda affrontata da ogni DC
1264321Numero di DC (n)
… per 4 DC…
Domanda singolo cliente = N(5,1)
Domanda DC =
)3,15(N
DomandaStabilimento =
)12,60(N
)12,60(N
)12,60(N
)6,30(N
)12,60(N
)4,20(N
)12,60(N )12,60(N
)3,15(N
L'effetto Bullwhip 34
€8.60€8.60€8.60€8.60€8.59€8.59
€29.78€21.06€17.20€14.89€12.15€8.59Costo giacenza
1264321
Numero di DC (n)
La legge della radice quadrata
Inventory nBullwhip n
ngiacenza Costo
nCapacità Costo
€13.38€13.38€13.39€13.38€13.39€13.38
€46.36€32.78€26.77€23.18€18.93€13.38Costo Capacità
1264321
Number of DC’s, n
n= atacentralizz giacenza a sistema
zzatadecentrali giacenza a sistema
top related