Global supply chains of high value low volume products

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Toward digital twins for sawmill production planning and control : benefits, opportunities and challenges

Sawmills are key elements of the forest product industry supply chain, and they play important economic, social, and environmental roles. Sawmill production planning and control are, however, challenging owing to severalfactors, including, but not limited to, the heterogeneity of the raw material. The emerging concept of digital twins introduced in the context of Industry 4.0 has generated high interest and has been studied in a variety of domains, including production planning and control. In this paper, we investigate the benefits digital twins would bring to the sawmill industry via a literature review on the wider subject of sawmill production planning and control. Opportunities facilitating their implementation, as well as ongoing challenges from both academic and industrial perspectives, are also studied

Effects of distribution planning systems on the cost of delivery in unique make-to-order manufacturing

This thesis investigates the effects of simulation through the use of a distribution planning system (DPS) on distribution costs in the setting of unique make-to-order manufacturers (UMTO). In doing so, the German kitchen furniture industry (GKFI) serves as an example and supplier of primary data. On the basis of a detailed market analysis this thesis will demonstrate that this industry, which mostly works with its own vehicles for transport, is in urgent need of innovative logistics strategies. Within the scope of an investigation into the current practical and theoretical use of DPS, it will become apparent that most known DPS are based on the application of given or set delivery tour constraints. Those constraints are often not questioned in practice and in theory nor even attempted to be omitted, but are accepted in day-to-day operation. This paper applies a different approach. In the context of this research, a practically applied DPS is used supportively for the removal of time window constraints (TWC) in UMTO delivery. The same DPS is used in ceteris paribus condition for the re-routing of deliveries and hereby supports the findings regarding the costliness of TWC. From this experiment emerges an overall cost saving of 50.9% and a 43.5% reduction of kilometres travelled. The applied experimental research methodology and the significance of the resulting savings deliver the opportunity to analyse the removal of delivery time window restrictions as one of many constraints in distribution logistics. The economic results of this thesis may become the basis of discussion for further research based on the applied methodology. From a practical point of view, the contributions to new knowledge are the cost savings versus the change of demand for the setting of TWC between the receiver of goods and the UMTO supplier. On the side of theoretical knowledge, this thesis contributes to filling the gap on the production – distribution problem from a UMTO perspective. Further contributions to knowledge are delivered through the experimental methodology with the application of a DPS for research in logistics simulation

Collaborative supply chain modelling and performance measurement

This thesis was submitted for the degree of Doctor of Philosophy and awarded by Brunel University, 11/12/2002.For many years, supply chain research focused on operational aspects and therefore mainly on the optimisation of parts of the production and distribution processes. Recently, there has been an increasing interest in supply chain management and collaboration between supply chain partners. However, there is no model that takes into consideration all aspects required to adequately represent and measure the performance of a collaborative supply chain. This thesis proposes a model of a collaborative supply chain, consisting of six constituents, all of which are required in order to provide a complete picture of such a collaborative supply chain. In conjunction with that, a collaborative supply chain performance indicator is developed. It is based on three types of measures to allow the adequate measurement of collaborative supply chain performance. The proposed model of a collaborative supply chain and the collaborative supply chain performance indicator are implemented as a computer simulation. This is done in the form of a decision support environment, whose purpose is to show how changes in any of the six constituents affect collaborative supply chain performance. The decision support environment is configured and populated with information and data obtained in a case study. Verification and validation testing in three different scenarios demonstrate that the decision support environment adequately fulfils it purpose

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

Supply chain complexity and robustness analysis

Imperial Users onl

A review of approaches to supply chain communications: from manufacturing to construction

With the increasing importance of computer-based communication technologies, communication networks are becoming crucial in supply chain management. Given the objectives of the supply chain: to have the right products in the right quantities, at the right place, at the right moment and at minimal cost, supply chain management is situated at the intersection of different professional sectors. This is particularly the case in construction, since building needs for its fabrication the incorporation of a number of industrial products. This paper provides a review of the main approaches to supply chain communications as used mainly in manufacturing industries. The paper analyses the extent to which these have been applied to construction. It also reviews the on-going developments and research activities in this domain

Cadre décisionnel basé sur la simulation et l'optimisation pour résoudre le problème générique de la recherche de la meilleure combinaison de scénarios : applications pour la prise de décisions complexes

Lorsque le temps est manquant, la simulation-optimisation est une méthode très utilisée pour déterminer le « meilleur » scénario possible. En contexte manufacturier, on peut vouloir déterminer les paramètres de production qui vont maximiser la productivité d'une ligne de production. Le nombre de scénarios possibles (représentant différentes configurations possibles de la ligne) étant souvent très grand, tous les scénarios ne peuvent être simulés. La simulation-optimisation permet de trouver un « bon » scénario, i.e. le scénario donnant les meilleurs résultats par rapport à des critères définis (ici, la productivité) dans un contexte où le temps ne permet pas de simuler toutes les possibilités. Dans le cas où l'on cherche à déterminer la productivité combinée de plusieurs lignes de production, on cherche alors plusieurs scénarios qui, conjointement, vont maximiser ce critère, i.e. la « meilleure combinaison » de scénarios. Or, lorsqu'on recherche le meilleur ensemble de scénarios et non le meilleur scénario, les méthodes classiques s'appliquent difficilement. À notre connaissance, le problème de la recherche de la meilleure combinaison de scénarios n'a pas été introduit formellement dans la littérature. Cette thèse propose une définition formelle de ce problème et un cadre pour le résoudre. Le cadre proposé utilise la simulation dans le but d'évaluer des scénarios. L'optimisation est ensuite utilisée pour déterminer la meilleure combinaison de scénarios. Le nombre de scénarios à simuler est tel qu'il n'est pas possible de tous les évaluer. Nous proposons aussi d'utiliser certaines méthodes de recherche dans les arbres, issues de la programmation par contraintes pour déterminer quels scénarios devraient être évalués en premier. La pertinence du cadre est démontrée par son application à travers plusieurs problèmes industriels. La première application s'attarde à résoudre des problèmes de planification tactique liés à l'industrie du bois d'œuvre nord-américaine. Cette dernière fabrique presque exclusivement des produits de commodité (c'est-à-dire des produits aux dimensions et propriétés standards destinés à la construction). Il arrive que certains clients veuillent aussi des produits avec des caractéristiques spécifiques. Le contexte manufacturier actuel ne permet pas au scieur de connaître le panier de produits global qui découlera de l'introduction d'un nouveau produit. En effet, du fait de la divergence des flux et de la co-production associées à la transformation de la matière première en scierie, l'ajout d'un autre produit à fabriquer entraîne des répercussions sur l'ensemble du panier de produits. Nous proposons donc d'utiliser le cadre pour intégrer à la planification tactique la demande pour des produits spécifiques jamais fabriqués auparavant. Le cadre utilise un simulateur de débitage de billes couplé à un modèle de planification pour réaliser un plan. Ce dernier permet au décideur d'évaluer quelles demandes pour des produits sur mesure devraient être acceptées, quoi produire et quand, ainsi que les paramètres de l'équipement à utiliser et la matière première à acheter/consommer à chaque période. La seconde application du cadre présentée dans cette thèse a pour but d'améliorer les décisions prises par un système de découpe de bois de plancher soumis à de fortes contraintes de production. La découpe d'un ensemble d'images de planches provenant de productions passées est simulée pour différentes configurations du système. Une base de données caractérisant la production attendue pour chaque configuration est ainsi générée. Le simulateur est le système réel utilisé « hors-ligne ». À partir des informations obtenues, nous établissons ensuite un horaire de production en utilisant un modèle d'optimisation linéaire maximisant la valeur attendue de la production. L'horaire permet de définir comment configurer le système de découpe tout au long de la production. Le cadre peut aussi être appliqué pour résoudre d'autres problèmes du même type comme, par exemple, pour la conception d'usines en réseau dans une chaîne logistique. Enfin, pour illustrer et vérifier la pertinence de l'utilisation de certaines méthodes de recherche dans les arbres pour déterminer l'ordre d'évaluation des scénarios, la démarche est appliquée au problème de découpe de bois de plancher mentionné préalablement. L'étude réalisée montre que les méthodes issues de la programmation par contraintes pourraient se révéler efficaces pour résoudre ce type de problèmes. En effet, la méthode Limited Discrepancy Search (LDS) obtient des résultats très semblables à une heuristique spécialement élaborée pour le cas étudié. Or LDS est une méthode générique et pourrait s'appliquer à d'autres cas

Can Industry 5.0 Technologies Overcome Supply Chain Disruptions? - A Perspective Study on Pandemics, War, and Climate Change Issues

Industry 5.0 (I5.0) is the next industrial revolution that will leverage human intervention in collaboration with intelligent, logical, and smart machines to attain even more user-preferred and resource-efficient manufacturing and supply chain solutions. The main aim of this article is to study I5.0 technologies in supply chains when these are affected by disruptive phenomena such as those created by wars, climate change or pandemics. A systematic literature review methodology was conducted to understand the present knowledge connected with this theme. This study summarises 194 research articles from the period 2009 to 2022 to understand the present knowledge connected with this theme. The research findings show a significant gap related to the adoption of I5.0 technologies to prevent or overcome supply chain disruptions. 194 articles, including journal and review articles, were identified in the literature. The study provides a novel and insightful concept related to I5.0 within the context of supply chain disruptions. The potential applications of I5.0 and Industry 4.0 are elaborately discussed in three areas, namely: (1) disruptions in supply chains due to pandemics; (2) disruptions in supply chains due to war; and (3) disruptions in supply chains due to climate change. Finally, this study highlights research implications and proposes future research avenues that will contribute to further exploring the adoption of I5.0 technologies to prevent, manage and overcome disruptions in supply chains