Advanced operational policies for a multi-period and a multi-attribute supply chain in an uncertain environment

Abstract

현대 공급망 관리의 의사 결정은 복잡한 작업이되다. 치열한 시장 경쟁 (Market competition), 증가하는 고객의 요구 (Customer demands), 빠른 기술 개발을 포함한 여러 요인이 상품 수요 (Product demand)에서 무작위 행동을 촉발했다. 이 문제를 해결하는 것 외에도 생산 및 서비스 산업은 비용을 최소화 및 이익 극대화 목표라는 전통적인 경계를 넘어서는 여러 상충되는 목표를 동시에 최적화해야하다. 대부분의 비즈니스 시나리오에서 모든 고객이 배송 지연을 기다리는 것은 아니므로 부족한 부분 만 부분적으로 백 로그 될 수 있다. 따라서이 연구에서는 부분 백 로깅 (Backlogging)을 고려한다. 이 논문에서는 가격 의존적 확률 적 수요가있는 계절 품목의 공급망을 고려한다. 이 논문은 두 가지 모델로 구성되어 있다. 첫 번째 모델에서 주요 목표는 예상이익(Expected profit)을 극대화하는 것이다. 두 번째 모델에는 두 가지 경우가 있다. 제 1의 경우에 예상 이익을 극대화하면서 환경 영향과 서비스 수준 제약을 고려하려고 시도한다. 두 번째 모델에서는 다중 속성 공급망 모델이 고려되다. 제2의 경우는 나머지 기간에 할인이 제공되고 비선형 보유 비용이 고려되는 다중 기간 및 다중 속성뉴스 벤더 모델 (Multi-attribute newsvendor model)을 다루다. 고전적인 최적화 기법이 사용되며 순서도를 포함한 솔루션 알고리즘이 표시되다. 모델 유효성을 보여주기 위해 수치 실험이 수행되다. 중앙 집중식 및 분산 형 공급망 모델은 첫 번째 단계에서 개발되다. 소매 업체는 공급망에서 제품 폐기의 위험에 대해 우려하고 있다. 이 계약은인양 품목으로 인한 소매 업체의 위험을 줄이기 위해 고안되었다. 해당 계약에서 소매 업체는 분산 된 공급망에서 무작위 수요 패턴과 관련된 위험을 최소화하기 위해 제조업체에 추가 계약 수수료를 지불하니다. Stackelberg 게임 기반 접근 방식은 의사 결정 과정에서 사용되다. 두 가지 사례를 개발하고 옵션 넬 계약을 사용하여 중앙 집중식 및 분산 식 공급망의 이점을 비교한다. 수요는 특정 분포를 따르지 않다. 사용 가능한 유일한 수요 데이터는 평균 및 표준 편차다. 일반적으로 뉴스 공급 업체 유형 모델에서 수요는 무작위이며 특정 분포를 따르지 않다. 오늘날 많은 조직은 제품 폐기 및 환경에 대한 전례없는 영향과 관련된 문제에 직면 해 있다. 지구 온난화와 녹색 공급망에 대한 정부 법률은 기업이 위험 물질 처분의 영향을 줄이기 위해 녹색 관행을 채택하도록 강요했다. 또한, 브랜드 이미지를 유지하기 위해서는 고객의 요구를 충족시키는 것이 필수적이지만 실제 상황에서는 여전히 부족이 발생하고 있다. 비금전적인 이익이 회사의 성공에 미치는 영향을 추정하기는 어렵다. 많은 전통적인 모델에서는 이익 극대화 또는 비용 최소화 만 고려되다. 이제 기업은 수익과 서비스 수준이있는 제품이 환경에 미치는 영향에 집중해야한다. 더 많은 판매를 창출하기 위해 할인 정책이 제안되는데, 이전에는 판매 시즌 이후 관리자가 구제해야하는 수량을 수익으로 가져온다. 비선형 보유 비용은 할인율에 영향을 미친다. 보유 비용이 증가하면 뉴스 벤더 공급 업체는 더 많은 수익을 얻기 위해 할인을 높여야하다. 수치 실험을 기반으로 첫 번째 모델은 탈 중앙화와 중앙 집중식 공급망의 예상 이점을 비교한다. 실험 결과는 분산 형보다 중앙 집중식 공급망 결정의 우월성을 확인하다. 수치 실험에서 나온 Stackelberg 게임 기반 접근 방식을 고려할 때, 제조업체가 리더 인 경우 분산 된 공급망에서 이윤은 중앙 집중식 공급망보다 22 % 적이다. 두 번째 예에서 소매 업체가 리더 인 경우 분산 된 공급망 수익은 중앙 집중식 공급망에 비해 56 % 적이다. 첫 번째 모델의 수치 실험에서 중앙 집중식 공급망이 가격 민감도 매개 변수의 값이 증가하는 경우를 제외하고는 분산 공급망보다 더 많은 수익을 창출하는 것이 분명하다. 두 번째 제안 된 수학적 모델에서 비교는 할인 된 체계가있는 경우와없는 경우에 대해 보여지다. 비교에서 할인이 제공되지 않으면 공급망 이익이 1.09 %까지 감소하다. 비선형 보유 비용은 공급망 이익에 미미한 영향을 미친다. 민감도 분석을 기반으로 결론 및 핵심 경영 통찰력이이 논문에 제시되다. 관리자가 재무 및 비재무 목표로 구성된 기업 목표를 달성하도록 지원한다. |Decision-making in modern supply chain management has become a complex task. Several factors including fierce market competition, growing customer demands, and fast-paced technological development have triggered the random behavior of the product demand. In addition to tackling this issue, production and service industries have to simultaneously optimize several conflicting objectives that move beyond the traditional boundaries of cost minimization and profit maximization goals. In most business scenarios, shortages can only be partially backlogged because all customers do not wait for the delayed delivery. Therefore, partial backlogging is considered in this study. The seasonal items supply chain with price-dependent stochastic demand is considered in this thesis. This thesis consists of two models. In the first model, the main objective is to maximize the expected profit. The second model has two cases; in case I, an attempt is made to consider the environmental impact and service level constraint while maximizing the expected profit. A multi-attribute supply chain model is considered in the second model. Case II deals with the multi-period and multi-attribute newsvendor model, where discounts are offered in the remaining periods, and non-linear holding cost is considered. The classical optimization technique is used, and solution algorithms with flow charts are shown. Numerical experiments are performed to show the model validity. The centralized and decentralized supply chain models are developed in the first phase. The retailers are concerned with the risk of disposing of products in the supply chain. To reduce the retailer risk due to salvaged items a contract is designed. In that contract, the retailer pays additional contract fees to the manufacturer to minimize the risk associated with the random demand pattern in a decentralized supply chain. A Stackelberg game-based approach is used in the decision-making process. Two cases are developed, and a comparison is performed between centralized and decentralized supply chain profit with the optional contract. Demand does not follow any specific distribution. The only available data on demand are the mean and standard deviation. Usually, in the newsvendor type model, the demand is random and does not follow any specific distribution. Today’s many organizations are facing issues related to product scrapping and its unprecedented impacts on the environment. Global warming and governmental legislation regarding the green supply chain have forced firms to adopt green practices to reduce the impacts of disposing of hazardous materials. Furthermore, meeting customer demand is essential to maintain brand image, but shortages still occur in real-life situations. It is hard to estimate the impact of non-monetary benefits on the firm success. In many traditional models, only profit maximization or cost minimization is considered. Now firms also need to focus on the environmental impact of products with profit and service level. A price discount policy is proposed to generate more sales by which the quantity which managers have to salvage after the selling season is converted into revenue. The non-linear holding cost has an impact on the discounted percentage. If the holding cost is increased, then the newsvendor has to increase the discount to earn more profit. Based on numerical experiments, the first model compares decentralized and centralized supply chain expected profit. Experimental results verify the dominance of centralizing supply chain decisions over the decentralized. Considering the Stackelberg game-based approach, from the numerical experiment, in a decentralized supply chain when the manufacturer is the leader, the profit margin is 22 percent less than that of the centralized supply chain. In the second example, when the retailer is the leader, the decentralized supply chain profit is 56 percent less compared with the centralized supply chain. From the numerical experiment of the first model, it is clear that the centralized supply chain makes more profit than the decentralized supply chain, except when the value of the price sensitivity parameter is increased. Comparison is shown in the second proposed mathematical model for case II with and without the discounted scheme. From the comparison, the supply chain profit is reduced up to 1.09 percent when the discounts are not offered. The non-linear holding cost possesses a marginal effect on supply chain profit. Based on the sensitivity analysis, concluding remarks and key managerial insights are presented in this dissertation. To help the managers in achieving corporate goals consisting of financial and non-financial targets.