Evaluation of sales and operations planning in a process industry

Cette thèse porte sur la planification des ventes et des opérations (S±&OP) dans une chaîne d'approvisionnements axée sur la demande. L'objectif de la S±&OP, dans un tel contexte, est de tirer profit de l'alignement de la demande des clients avec la capacité de la chaîne d'approvisionnement par la coordination de la planification des ventes, de la production, de la distribution et de l'approvisionnement. Un tel processus de planification exige une collaboration multifonctionnelle profonde ainsi que l'intégration de la planification. Le but étant d'anticiper l'impact des décisions de vente sur les performances de la chaîne logistique , alors que l'influence de la dynamique des marchés est prise en compte pour les décisions concernant la production, la distribution et l'approvisionnement. La recherche a été menée dans un environnement logistique manufacturier multi-site et multi-produit, avec un approvisionnement et des ventes régis par des contrats ou le marché. Cette thèse examine deux approches de S±&OP et fournit un support à la décision pour l'implantation de ces méthodes dans une chaîne logistique multi-site de fabrication sur commande. Dans cette thèse, une planification traditionnelle des ventes et de la production basée sur la S±feOP et une planification S±fcOP plus avancée de la chaîne logistique sont tout d'abord caractérisées. Dans le système de chaîne logistique manufacturière multi-site, nous définissons la S±&OP traditionnelle comme un système dans lequel la planification des ventes et de la production est effectuée conjointement et centralement, tandis que la planification de la distribution et de l'approvisionnement est effectuée séparément et localement à chaque emplacement. D'autre part, la S±fcOP avancée de la chaîne logistique consiste en la planification des ventes, de la production, de la distribution et de l'approvisionnement d'une chaîne d'approvisionnement effectuée conjointement et centralement. Basés sur cette classification, des modèles de programmation en nombres entiers et des modèles de simulation sur un horizon roulant sont développés, représentant, respectivement, les approches de S±&OP traditionnelle et avancée, et également, une planification découplée traditionnelle, dans laquelle la planification des ventes est effectuée centralement et la planification de la production, la distribution et l'approvisionnement est effectuée séparément et localement par les unités d'affaires. La validation des modèles et l'évaluation pré-implantation sont effectuées à l'aide d'un cas industriel réel utilisant les données d'une compagnie de panneaux de lamelles orientées. Les résultats obtenus démontrent que les deux méthodes de S±feOP (traditionnelle et avancée) offrent une performance significativement supérieure à celle de la planification découplée, avec des bénéfices prévus supérieurs de 3,5% et 4,5%, respectivement. Les résultats sont très sensibles aux conditions de marché. Lorsque les prix du marché descendent ou que la demande augmente, de plus grands bénéfices peuvent être réalisés. Dans le cadre de cette recherche, les décisions de vente impliquent des ventes régies par des contrats et le marché. Les décisions de contrat non optimales affectent non seulement les revenus, mais également la performance manufacturière et logistique et les décisions de contrats d'approvisionnement en matière première. Le grand défi est de concevoir et d'offrir les bonnes politiques de contrat aux bons clients de sorte que la satisfaction des clients soit garantie et que l'attribution de la capacité de la compagnie soit optimisée. Également, il faut choisir les bons contrats des bons fournisseurs, de sorte que les approvisionnements en matière première soient garantis et que les objectifs financiers de la compagnie soient atteints. Dans cette thèse, un modèle coordonné d'aide à la décision pour les contrats e développé afin de fournir une aide à l'intégration de la conception de contrats, de l'attribution de capacité et des décisions de contrats d'approvisionnement pour une chaîne logistique multi-site à trois niveaux. En utilisant la programmation stochastique à deux étapes avec recours, les incertitudes liées à l'environnement et au système sont anticipées et des décisions robustes peuvent être obtenues. Les résultats informatiques montrent que l'approche de modélisation proposée fournit des solutions de contrats plus réalistes et plus robustes, avec une performance prévue supérieure d'environ 12% aux solutions fournies par un modèle déterministe

Probabilistic Programming with Piecewise Objective Function for Solving Supplier Selection Problem with Price Discount and Probabilistic Demand

In this article, a supplier selection problem with price discount and probabilistic demand was solved by formulating a new probabilistic programming model with a piecewise objective function. The proposed model was able to be used by the decision-maker to calculate the optimal decision involving the appropriate raw material quantity to be ordered from each supplier to have minimal total procurement cost. A numerical experiment was conducted with some randomly generated data and the results showed the supplier selection problem was solved by the proposed model and the optimal decision value is achieved

Selecting cost-minimal delivery profiles and assessing the impact on cost and delivery schedule stability in area forwarding inbound logistics networks in the automotive industry

Automobilhersteller in Europa nutzen Gebietsspeditionsnetzwerke, um Frachtkosten im Stückgutverkehr einzusparen. Die Materialflüsse im Logistiknetzwerk werden durch vom Automobilhersteller erzeuge Lieferabrufe gesteuert. Verschiedene Ansätze zur Erzeugung von Lieferabrufen können eingesetzt werden, um die Ziele Kostenreduktion und Lieferabrufstabilität auszubalancieren. Ein vielversprechender Ansatz zur Optimierung der Lieferabrufe, der in der Literatur diskutiert und in der Praxis angewandt wird, sind Anlieferprofile. Geschickt ausgewählte Anlieferprofile können sowohl die Logistikkosten reduzieren als auch die Stabilität der Lieferabrufe erhöhen. In dieser Arbeit wird eine Methode zur Auswahl kostenoptimaler Anlieferprofile zur Steuerung von Gebietsspeditionsnetzwerken in der Automobilindustrie vorgestellt und hinsichtlich des Einflusses auf die Logistikkosten und die Stabilität der Lieferabrufe bei einem Einsatz im rollierenden Planungshorizont im Rahmen einer Fallstudie untersucht. Die wesentlichen Aspekte der Problemstellung werden im Kontext der Planungsprozesse in der Automobilindustrie durchleuchtet, wobei ein besonderer Fokus auf der operativen Bestellmengenplanung liegt. Ein auf einem Dekompositionsverfahren basierender Lösungsalgorithmus für das Planungsproblem wird vorgestellt. Neben einem gemischt-ganzzahligen Modell werden zwei heuristische Lösungsansätze für das Problem vorgestellt. Eine Erweiterung von Modell und Lösungsalgorithmen für den Einsatz in einem zweistufigen stochastischen Verfahren werden präsentiert. Eine Fallstudie mit praxisnahen Daten wird genutzt, um den Einfluss auf die Logistikkosten und die Stabilität der Lieferabrufe darzustellen und einen Vergleich zu neuesten algorithmischen Ansätzen zu ziehen.Automotive manufacturers in Europe use area forwarding based inbound logistic networks to obtain cost advantages in the inbound logistics section. Delivery schedules that are frequently generated by the automotive manufacturers are used to control the material flow in the area forwarding networks. Different delivery schedule generation approaches can be used to balance between the objectives of cost reduction and delivery schedule stability. A promising approach discussed in literature and successfully applied in retailer business are delivery profiles. When chosen wisely, this control rule is said to reduce both logistic cost and schedule instability. In this thesis, a method to select cost-minimal delivery profiles under the consideration of area forwarding networks in the automotive industry is presented and its impact on both cost and delivery schedule stability in a rolling horizon environment is assessed in a case study. To identify the aspects of the problem setting that have to be considered, a description of the planning processes in the automotive industry and the operational order lot sizing in particular is given. An appropriate solution algorithm which uses a decomposition technique to overcome runtime issues is developed. A mixed integer formulation and heuristic algorithms, a sequential algorithm and a genetic algorithm that can be used in the solution algorithm are presented. The model and the solution algorithms are then extended to a two-stage stochastic program in order to consider demand uncertainties in the solution process. A large scale industry case study is then used to assess the impact on both cost and delivery schedules. A comparison with state-of-the-art algorithmic delivery schedule generation approaches is conducted to enlighten the pros and cons of both approaches.Tag der Verteidigung: 13.06.2013Paderborn, Univ., Diss., 201

Planificación de la logística en redes de salud: análisis y resolución

Healthcare networks bring together a wide range of public and private entities (hospitals, specific service units, healthcare professionals, …) at local or regional level that seek for management effectiveness, decisional efficacy and coordination. This thesis analyzes the problem statement: "How can those organizations integrate their internal logistic network?" Theories, concepts and integration guidelines from supply chain management theory have been applied to investigate this problem. On healthcare networks already in place, the application of centralized planning procedures is the more appropriate management strategy to rationalize and pilot the change processes. Hence, a general tactical level model is stated as a mixed integer linear programming (MILP) model supporting decisions on the global view of network layout and the coordinating policy among facilities in such networks. Apart from the adoption of optimization tools to provide a framework for costefficient operations, we have identified that information sharing and service level agreements are the key aspects in the effective accomplishment of logistics integration. We have conducted a case study at the Andalusian Regional Network of Clinical Laboratories (ANCL), a large healthcare network with geographically dispersed hospitals, clinics, and testing laboratories, that initiated an organizational strategy to enhance accessibility to services, quality of care and cost savings. Different solution strategies have been addressed in the MILP model that arises, in order to embed this model into a graphical, interactive and responsive Decision Support System (DSS) tool to support ANCL planners’ analysis of What-If scenarios. Drawing on the ANCL case study, it appears that the integration of the Information Tecnologies (IT) Systems at the different facilities and locations within the network and the centralization of the logistic planning procedure can be of invaluable help for aligning operational models and organizational behavior around demand, capacity and network configuration. This suggests that although such integration projects are difficult, costly and complex, they seem worth undertaking.Las Redes de Salud se basan en el trabajo en común de una variedad de entidades públicas y privadas (hospitales, unidades de servicios específicos, profesionales sanitarios,...) a nivel local o regional, en busca de una gestión efectiva, con toma de decisiones y coordinación eficientes. Esta tesis analiza la siguiente pregunta de investigación: "¿Cómo pueden las organizaciones integrar su red logística interna" Las teorías, conceptos y directrices de integración de la Cadena de Suministro se han aplicado para investigar este problema. En redes de salud ya funcionando, la aplicación de procedimientos de planificación centralizada se identifica como la estrategia de gestión más adecuada para racionalizar y pilotar los procesos de cambio. Por ello, planteamos abordar el objeto de la tesis mediante un modelo de programación lineal entera mixta (MILP) de nivel táctico, del que emanarán las decisiones sobre la visión global del diseño de la red y la política de coordinación entre los miembros de la red. Además de la adopción de herramientas de optimización para proporcionar un marco para operaciones eficientes en costes, hemos identificado como aspectos clave en la consecución efectiva de la integración logística en este tipo de redes el intercambio de información y el cumplimiento de acuerdos de nivel de servicio. Como caso práctico, hemos realizado esta integración en la Red Andaluza Regional de Laboratorios Clínicos (ANCL), una red sanitaria extensa con hospitales, clínicas y laboratorios clínicos dispersos geográficamente, que inició una estrategia de cambio organizacional para mejorar la accesibilidad al servicio de pruebas clínicas, la calidad del servicio y propiciar ahorro de costes. Sobre el MILP que resulta al abordar este caso de estudio, hemos aplicado diferentes estrategias de solución. Puesto que este modelo de optimización ha de usarse como el corazón de un Sistema de Soporte a la Decisión (DSS) a disposición de los planificadores ANCL para realizar análisis de escenarios, la agilidad en la generación de soluciones es un requisito primordial. Basándonos en nuestra experiencia con la ANCL, parece que tanto la integración de los sistemas de Tecnologías de Información de los diferentes miembros en la red como la centralización del procedimiento de planificación logística (a través del cual se fijan las directrices de coordinación anual) son de inestimable ayuda para la alineación del modelo operativo y el comportamiento organizacional en torno a demanda, capacidad y configuración de red. Esto sugiere que aunque tales proyectos de integración sean difíciles, costosos y complejos, el esfuerzo parece valer la pena

Supply Chain

Traditionally supply chain management has meant factories, assembly lines, warehouses, transportation vehicles, and time sheets. Modern supply chain management is a highly complex, multidimensional problem set with virtually endless number of variables for optimization. An Internet enabled supply chain may have just-in-time delivery, precise inventory visibility, and up-to-the-minute distribution-tracking capabilities. Technology advances have enabled supply chains to become strategic weapons that can help avoid disasters, lower costs, and make money. From internal enterprise processes to external business transactions with suppliers, transporters, channels and end-users marks the wide range of challenges researchers have to handle. The aim of this book is at revealing and illustrating this diversity in terms of scientific and theoretical fundamentals, prevailing concepts as well as current practical applications

Integrating Closed-loop Supply Chains and Spare Parts Management at IBM

Ever more companies are recognizing the benefits of closed-loop supplychains that integrate product returns into business operations. IBMhas been among the pioneers seeking to unlock the value dormant inthese resources. We report on a project exploiting product returns asa source of spare parts. Key decisions include the choice of recoveryopportunities to use, the channel design, and the coordination ofalternative supply sources. We developed an analytic inventory controlmodel and a simulation model to address these issues. Our results showthat procurement cost savings largely outweigh reverse logistics costsand that information management is key to an efficient solution. Ourrecommendations provide a basis for significantly expanding the usageof the novel parts supply source, which allows for cutting procurementcosts.supply chain management;reverse logistics;product recovery;inventory management;service management

Open source solution approaches to a class of stochastic supply chain problems

This research proposes a variety of solution approaches to a class of stochastic supply chain problems, with normally distributed demand in a certain period of time in the future. These problems aim to provide the decisions regarding the production levels; supplier selection for raw materials; and optimal order quantity. The typical problem could be formulated as a mixed integer nonlinear program model, and the objective function for maximizing the expected profit is expressed in an integral format. In order to solve the problem, an open source solution package BONMIN is first employed to get the exact optimum result for small scale instances; then according to the specific feature of the problem a tailored nonlinear branch and bound framework is developed for larger scale problems through the introduction of triangular approximation approach and an iterative algorithm. Both open source solvers and commercial solvers are employed to solve the inner problem, and the results to larger scale problems demonstrate the competency of introduced approaches. In addition, two small heuristics are also introduced and the selected results are reported