PYXIDA Institutional Repository
and Digital Library
Collections :

Title :Analysis of the "Bullwhip" effect in supply chains
Alternative Title :Ανάλυση του φαινομένου "Ενίσχυσης Ζήτησης" στις εφοδιαστικές αλυσίδες
Creator :Φαραστέλη, Ουρανία
Contributor :Κυριακίδης Επαμεινώνδας (Επιβλέπων καθηγητής)
Athens University of Economics and Business, Department of Statistics (Degree granting institution)
Type :Text
Notes :Η εργασία περιέχει παράρτημα και βιβλιογραφικές αναφορές.
Extent :65p.
Language :en
Identifier :
Abstract :Supply chains are networks of consumersand producers involving the ow ofinformation(orders) and goods (products). Goods typically flow “downsteam" in the chain (i.e. fromthe upper to the low chain nodes) and are combined or modified in this process. In contrast,orders arise from generic customers and flow “upstream" in the chain. The dissertation analysesan instability phenomenon, known as the “bullwhip effect" (or “demand amplification effect”)which is reported in the literature and is well known in practice. This involves the increasedvolatility in demand (orders) as one moves upstream in the chain. The work develops twostochastic state-space models (of different complexity) of a series multi-node supply chain withan arbitrary number of nodes controlled via local proportional inventory-replenishment policies.Both models are driven by a stochastic time-series representingend-customer demand. Themodels are analysed under stationarity conditions, guaranteed to arise if the control parameterslie within certain ranges which are identified. The covariance matrix of the two models can becalculated recursively for an arbitrary number of nodes as a function of the control parameterswhich specify the ordering policy of each node. The covariance analysis of the two models allowsus to determine the effect of inventory policies on the “bullwhip effect”. Despite significantdifference incomplexity between the two models the qualitative conclusions are remarkablysimilar. The analysis allows the formulation and solution of an optimization problem related tooptimal inventory replenishment under conditions of cooperation between neighbouring nodes(information sharing). For a three-node model the optimal policy is obtained in closed form.This minimizes inventory fluctuations under a probabilistic constraint related to downstreamdemand. It is shown that this policy can never lead todemandamplification in the chain, solong as the gain parameter of the downstream node lies in a relative stability region. The mainconclusions of the study are illustrated via several analytical results and Matlab simulations
Οι εφοδιαστικές αλυσίδες είναι δίκτυα καταναλωτών, εμπόρων και παραγωγών που σχετίζονται με τη ροή πληροφορίας (παραγγελιών) και αγαθών (προϊόντων). Η ροή προϊόντων έχει κατεύθυνση από τους άνω προς τους κάτω κόμβους της αλυσίδας και στην πορεία αυτή τα προϊόντα συνδυάζονται και μεταλλάσσονται. Αντίθετα, οι παραγγελίες των καταναλωτών παράγονται στο κάτω μέρος της αλυσίδας και η ροή τους κατευθύνεται προς τους άνω κόμβους. Η εργασία αναλύει ένα φαινόμενο δυναμικής αστάθειας (γνωστό ως «φαινόμενο ενίσχυσης ζήτησης»)που είναι γνωστό στην θεωρία και την πρακτική Διοίκησης Επιχειρήσεων (Management). Το φαινόμενο αφορά την αυξανόμενη διακύμανση ζήτησης που παρατηρείται στους άνω κόμβους της αλυσίδας. Η εργασία παρουσιάζει δύο στοχαστικά μαθηματικά μοντέλα καταστάσεων χώρου(διαφορετικής πολυπλοκότητας το κάθε ένα) για σειριακές πολυκομβικές αλυσίδες με αυθαίρετο αριθμό κόμβων που ελέγχονται από τοπικούς αναλογικούς κανόνες αναπλήρωσης εμπορευμάτων. Τα μοντέλα εξετάζονται κάτω από συνθήκες στατιστικής στασιμότητας που προκύπτουν αν οι παράμετροι αναπλήρωσης εμπορευμάτων ανήκουν σε συγκεκριμένα διαστήματα τα οποία προσδιορίζονται. Για εφοδιαστικές αλυσίδες με αυθαίρετο αριθμό κόμβων ο πίνακας συμμεταβλητότητας υπολογίζεται αναδρομικά ως συνάρτηση των παραμέτρων αναπλήρωσης εμπορευμάτων κάθε κόμβου. Η στατιστική ανάλυση των μοντέλων μας επιτρέπει να ερμηνεύσουμε την συσχέτιση του «φαινομένου ενίσχυσης» με τους κανόνες αναπλήρωσης εμπορευμάτων. Είναι αξιοσημείωτο ότι παρά τις σημαντικές διαφορές πολυπλοκότητας των δύο μοντέλων τα ποιοτικά συμπεράσματα που προκύπτουν από την ανάλυση τους είναι πανομοιότυπα. Η ανάλυση οδηγεί στην διατύπωση και επίλυση ενός προβλήματος βελτιστοποίησης που σχετίζεται με τους κανόνες αναπλήρωσης εμπορευμάτων σε εφοδιαστικές αλυσίδες κάτω από συνθήκες συνεργασίας γειτονικών κόμβων. Σε αλυσίδες με τρεις κόμβους η βέλτιστη λύση υπολογίζεται αναλυτικά. Η λύση αυτή ελαχιστοποιεί την στατιστική διακύμανση της ποσότητας αποθηκευμένων εμπορευμάτων κάτω από έναν περιορισμό πιθανότητας που σχετίζεται με τη ζήτηση του γειτονικού (κάτω) κόμβου. Αποδεικνύεται ότι η βέλτιστη αυτή λύση δεν μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την ενίσχυση της ζήτησης όταν το σύστημα ικανοποιεί συνθήκες δυναμικής ευστάθειας. Τα κύρια αποτελέσματα της εργασίας επεξηγούνται μέσω αναλυτικών αποτελεσμάτων και προσομοιώσεων στην υπολογιστική γλώσσα Matlab.
Subject :Εφοδιαστικές αλυσίδες
Supply chains
Date :17-05-2019
Date Available :2019-05-26 15:56:28
Date Issued :05/17/2019
Date Submitted :2019-05-26 15:56:28
Access Rights :Free access
Licence :

File: Farasteli_2019.pdf

Type: application/pdf