Effect of commonality on spare parts provisioning costs for capital goods

Machines at customers have to be provided with spare parts upon failure. Consider a number of groups of machines, for each of which a target aggregate fill rate or target average response time (waiting time) should be met. Between groups, commonality exists, i.e., some parts occur in the material breakdown structure of machines in multiple groups. Instead of using separate stocks per group of machines, we study the potential benefits of exploiting commonality by using a shared stock for all groups together. For this purpose, we formulate a multi-item single-site spare parts inventory model, with the objective to minimize the spare parts provisioning costs, i.e., inventory holding and transportation costs, under the condition that all service level constraints are met. We develop a heuristic solution procedure using a decomposition approach as in Dantzig-Wolfe decomposition, in order to obtain both a heuristic solution and a lower bound for the optimal costs. In a case study and a numerical experiment, we show that significant reductions in spare parts provisioning costs can be obtained by using shared stocks. Furthermore, we show how the size of the potential benefits behaves as a function of the number of groups, the percentage of commonality and the occurrence of commonality in cheap or expensive items

Efficient heuristics for two-echelon spare parts inventory systems with an aggregate mean waiting time constraint per local warehouse

This paper presents solution procedures for determining close-to-optimal stocking policies in a multi-item two-echelon spare parts inventory system. The system we consider consists of a central warehouse and a number of local warehouses, and there is a target for the aggregate mean waiting time per local warehouse. We develop four different heuristics and derive a lower bound on the optimal total cost. The effectiveness of each heuristic is assessed by measuring the relative gap between the heuristic’s total cost and the lower bound. The results of the computational experiments show that a greedy procedure performs most satisfactorily. It is accurate as indicated by relatively small gaps, easy to implement, and furthermore, the computational requirements are limited. The computational efficiency can be increased by using Graves’ approximate evaluation method instead of an exact evaluation method, while the results remain accurate

De invloed van cylinders in een aanstroomgoot van een Venturi-goot

Dit laboratoriumonderzoek is één van de opdrachten in het laatste jaar van het ingenieursexamen aan de afdeling Weg- en Waterbouwkunde. Het omvat enerzijds een onderzoek naar de invloed van cylinders op een waterstroom in een goot. Anderzijds is een onderzoek gedaan naar de invloed van cylinders op de stuwhoogtemeting, cq. afvoer voor een Venturi-goot als deze cyclinders van verschillende diameters in de aanvoergoot staan. Sinds het in werking treden van de Wet op de Verontreiniging van Oppervlaktewateren, worden aan veel afvalwaterstromen hoeveelheidsmetingen gedaan om in verband met de heffingen op het lozen van afvalwater de totale hoeveelheid per jaar te bepalen. Om de graad van verontreiniging te weten te komen worden er van deze afvalwaterstromen monsters genomen, die verder geanalyseerd worden. Dit onderzoek beperkt zich ten aan van het meten van afvalwaterstromen tot de meetputten met meetschaften en open meetgoten en ten aanzien van de bemonstering tot het bemonsteringsapparaat van het type "Fleebalt". Uit de discussiegroep "Meet- en bemonsteringsapparatuur" is de vraag naar voren gekomen: wat is de plaats voor dit bemonsteringsapparaat in meetputten of meetgoten zodat, ten aanzien van de hoeveelheidsmeting en de proportionaliteit van de grootte van het monster t.o.v. de afvoer op het moment van monstername, de afwijkingen minimaal zijn met betrekking tot de werkelijkheid. Om hier een antwoord op te krijgen is het bemonsteringsapparaat vervangen door een serie cylinders met verschillende diameters om langs deze weg de invloed te bepalen van de verhouding tussen de diameter van het apparaat en de breedte van de goot, waarin deze geplaatst zal worden, op de stuwhoogtemeting van de Venturi. Uit de proeven is gebleken dat het verval, uitgedrukt in procenten van de waterhoogte voor de cylinder, tussen de twee plaatsen, die respectievelijk voor en achter de cylinders genomen zijn, groter wordt naarmate de verhouding tussen de diameter van de cylinder en de breedte van de goot groter wordt evenals bij een toename van het Froude-getal. Vervolgens zijn op diverse afstanden voor de versmalling in de aanvoergoot van een Venturi-goot de vijf cyclinders geplaatst om bij een aantal stuwhoogten de invloed van de cylinders op deze stuwhoogten na te gaan. Dit om een indruk te krijgen hoe groot de afwijking in de afvoer, behorende volgens de Q-h kromme van de Venturi-goot bij de gemeten stuwhoogte, ten opzichte van de werkelijkheid is. Hieruit is gebleken dat de fout in de afvoer, afgeleid van de gemeten stuwhoogte t.o.v. de werkelijke afvoer, minimaal is als aan de eis voor Venturi-goten voldaan wordt, namelijk dat tot op een afstand van 10 maal de breedte van de goot vanaf de versmalling in de aanvoergoot geen verstoringen aanwezig zijn. Tevens is gebleken dat het verschil in waterhoogten tussen die aan het begin van de aanvoergoot voor het bemonsteringsapparaat en die voor de versmalling van de Venturi-goot minimaal is als het bemonsteringapparaat eveneens op een afstand van 10 x de breedte van de goot voor de versmalling geplaatst wordt.Hydraulic EngineeringCivil Engineering and Geoscience

Cost optimization in the (S-1,S) lost sales inventory model with multiple demand classes

For the (S-1,S) lost sales inventory model with multiple demand classes that have different lost sales penalty cost parameters, three accurate and efficient heuristic algorithms are presented that, at a given base stock level, aim to find optimal values for the critical levels, i.e., values that minimize inventory holding and penalty cost. Keywords: Inventory; Multiple demand classes; Customer differentiation; Rationing; Lost sale

Effect of commonality on spare parts provisioning costs for capital goods

Machines at customers have to be provided with spare parts upon failure. Consider a number of groups of machines, for each of which a target aggregate fill rate or target average response time (waiting time) should be met. Between groups, commonality exists, i.e., some parts occur in the material breakdown structure of machines in multiple groups. Instead of using separate stocks per group of machines, we study the potential benefits of exploiting commonality by using a shared stock for all groups together. For this purpose, we formulate a multi-item single-site spare parts inventory model, with the objective to minimize the spare parts provisioning costs, i.e., inventory holding and transportation costs, under the condition that all service level constraints are met. We develop a heuristic solution procedure using a decomposition approach as in Dantzig–Wolfe decomposition, in order to obtain both a heuristic solution and a lower bound for the optimal costs. In a case study and a numerical experiment, we show that significant reductions in spare parts provisioning costs can be obtained by using shared stocks. Furthermore, we show how the size of the potential benefits behaves as a function of the number of groups, the percentage of commonality and the occurrence of commonality in cheap or expensive items

Cost optimization in the (S-1,S) lost sales inventory model with multiple demand classes

For the (S-1,S) lost sales inventory model with multiple demand classes that have different lost sales penalty cost parameters, three accurate and efficient heuristic algorithms are presented that, at a given base stock level, aim to find optimal values for the critical levels, i.e., values that minimize inventory holding and penalty cost. Keywords: Inventory; Multiple demand classes; Customer differentiation; Rationing; Lost sale