Supply chain coordination : studies on planning and information sharing mechanisms

Abstract

Supply chain information flow significantly influences material flow behaviour. To improve supply chain performance, efficient information sharing practices are largely recommended. However limited knowledge exists on how companies should choose their supply chain planning approaches and the extent to which information is required. Additionally, current literature does not give answers to the question of which situations, or during which supply chain phase, vendor managed inventory, VMI is an efficient replenishment mechanism.

This research treats the selection of coordination mechanisms, especially supply chain planning and VMI, for manufacturing companies. The coordination theory is applied to provide a theoretical basis to consider how companies can jointly manage business processes across the supply chain. The research questions are (1) how to select operational coordination mechanisms to match demand and supply in manufacturing companies, and (2), how reach the balance between information flow and material flow by the use of chosen mechanism. The thesis consists of six studies, which contain three empirical case studies and three studies where both modeling and case study research approaches are used. The studies are reported as six research papers.

A framework on selecting the supply chain coordination mechanism is developed based on literature findings. The framework suggests that the selection should take place according to the match between execution flexibility and information abundance. Information sharing should target on providing accurate and good-quality information for the decision-makers. Flexible operations should be supported with frequent planning practices that capture information quickly. If execution flexibility is low, it needs to be supported with more stable planning. This framework is used as a tool to analyse the results from papers.

Two main reasons for the imbalance between material flow and information flow was identified. Frequent plan updates according to demand changes, varying planning prosesses and horizons caused planning nervousness. This phenomenon caused bullwhip and large volume changes at the supplier. The other reason was lack of planning capability, inadequate information or inability to use shared information. Planning nervousness can be reduced with stabilising planning and synchronising information sharing between supply chain players.

The suitability of VMI was measured with supplier's reaction time. The time benefit for the supplier is dependent on the delays caused by order batching. It was observed that suppliers' long production planning horizon and infrequent production makes benefiting from VMI more challenging for manufacturers. Improving the quality of shared VMI information takes place by offering the right information and improving downstream planning.

Toimitusketjun tietovirta vaikuttaa oleellisesti materiaalivirran toimintaan. Toimitusketjun tehostamiseksi on esitetty laajaa ja läpi ketjun ulottuvaa kysyntä- ja muun operatiivisen tiedon jakamista. Kirjallisuus ei kuitenkaan tarjoa riittävästi tietoa siitä, miten toimitusketjun suunnittelutavan ja tiedonjakotavan valinnalla parhaiten tuetaan materiaalivirtaa. Lisäksi kirjallisuus käsittelee vain rajallisesti sitä, missä tilanteessa ja toimitusketjun vaiheessa toimittajan hoitama varastotäydennys (vendor managed inventory, VMI) on tehokas toimintamalli.

Tämä tutkimus käsittelee toimitusketjun koordinaatiomekanismien valintaa valmistavien yritysten näkökulmasta. Koordinaatioteoriaa sovelletaan tutkimuksessa teoriapohjana sille, miten yritykset voivat yhdessä hallita liiketoimintaprosesseja toimitusketjun läpi. Tutkimuskysymykset ovat 1) kuinka koordinaatiomekanismi valitaan yhdistämään kysyntää ja tarjontaa valmistavissa yrityksissä ja 2), kuinka valittujen mekanismien avulla saavutetaan tasapaino tietovirran ja materiaalivirran välillä. Tutkimuksessa keskitytään kahden mekanismin tarkasteluun, jotka ovat toimitusketjun suunnittelu ja VMI. Väitöskirjaan sisältyy kuusi eri tutkimusta: kolme empiiristä tapaustutkimusta, ja kolme tutkimusta, joissa mallinnus ja tapaustutkimus vuorottelevat tutkimusotteena.

Kirjallisuuden perusteella kehitettiin viitekehys, jonka mukaan toimitusketjun koordinointimekanismi valitaan ketjun jouston ja tiedon määrän mukaan. Tiedon jakaminen tähtää täsmällisen ja laadukkaan informaation tuottamiseen ketjun päätöksentekijöille. Joustavaa toimitusketjua täytyy tukea nopeasti ja tiheästi reagoivalla suunnittelutavalla, mikä edellyttää runsasta, tiheää ja laajaa tiedon jakamista ketjun sisällä. Joustamatonta toimitusketjua sen sijaan tuetaan parhaiten stabiililla suunnittelulla, johon riittää harvempi tiedonvaihtorytmi ja suppeampi tietomäärä. Tämä viitekehys on työkalu, jolla eri tutkimuspapereiden tuloksia analysoidaan.

Tutkimuksessa havaittiin kaksi syytä tietovirran ja materiaalivirran epätasapainoon. Tulosten mukaan hermostunut suunnittelutapa toteutuu tilanteessa, jossa suunnitelman päivitykset ovat tiheitä verrattuna materiaalivirran reagointikykyyn. Syitä tähän ovat toimitusketjun toimijoiden toisistaan poikkeava suunnittelutiheys, erilaiset suunnitteluprosessit ja eripituiset suunnitteluhorisontit. Tämä ilmiö voimisti toimitusketjun piiskavaikutusta ja aiheutti suuria volyymivaihteluita toimittajalla. Toinen syy epätasapainoon oli suunnitteluosaamisen puute, riittämätön tiedon määrä tai kyvyttömyys hyödyntää jaettua tietoa. Suunnittelun hermostuneisuutta voitiin vähentää stabiloimalla suunnittelua ja synkronoimalla tiedon jakamista toimitusketjun osapuolten välillä.

Tutkimuksessa VMI-toimintatavan soveltuvuutta ja hyötyä mitattiin toimittajan reagointiajalla. Toimittajan aikahyöty riippuu tilausten muodostamisessa syntyvästä tiedonvälitysviiveestä, ja on suurimmillaan harvoin tilattavien tuotteiden kohdalla. Huomattiin, että toimittajan pitkä suunnitteluhorisontti ja harva tuotantorytmi vähentävät VMI-toimintamallin hyötyjä. Onnistunut VMI toteutus edellyttää oikean tiedon jakamista ja suunnittelun laadun parantamista ketjun alavirrassa.