Formulating a Cost Model for Coordinated Replenishment – A Total Cost Approach

Abstract

Inventory replenishment is a central element of supply chains. Product inventories make it possible for a customer to immediately receive the purchased goods. Sufficient inventory levels are essential in satisfying demand, especially when the demand level varies substantially. Inventory replenishment usually incurs considerable costs. Minimizing them can help achieve considerable cost savings.

This thesis explores coordinating inventory replenishment such that many product inventories are replenished simultaneously. Such coordination increases the size of replenishments as individual replenishments of several products are combined together. This is crucial when minimizing costs since most of the savings potential lies in economies of scale. Many costs consist of an upfront cost and a quantity-based cost portion that increases little as the quantity grows.

Cost savings are most reliably achieved by using the minimization of the total cost as a starting point. Other optimization goals are possible as well, but they are not guaranteed to minimize the total cost. Since coordinated inventory replenishment entails numerous costs, they should be considered both holistically and separately as cost components. The total cost model developed in this thesis helps a supply chain planner understand and minimize the costs of a planned coordinated replenishment.

The costs can be classified based on several criteria. Only some costs are relevant. The cost model of this thesis consists of three essential costs: transportation, lost sales, and holding cost. Based on the empirical analysis, the cost model works well provided that the considered coordinated inventory replenishment setting does not have constraints that significantly limit how inventories can be replenished.

Varastotäydennys on keskeinen osa toimitusketjuja. Tuotevarastojen ansiosta asiakas saa ostamansa tuotteet heti ostohetkellä. Riittävät varastotasot ovat välttämättömiä kysynnän kattamiseksi etenkin silloin, kun kysynnän taso vaihtelee runsaasti. Varastotäydennys aiheuttaa yleensä huomattavia kustannuksia, joiden minimoinnilla on mahdollista saavuttaa merkittäviä säästöjä.

Tässä työssä tutkittiin varastotäydennyksen koordinointia siten, että monen tuotteen varastoja täydennetään samanaikaisesti. Koordinointi kasvattaa varastotäydennysten kokoja, kun usean tuotteen varastotäydennyksiä yhdistetään keskenään. Tämä on avainasemassa kustannussäästöjä tavoiteltaessa, sillä suuri osa säästöpotentiaalista liittyy juurikin mittakaavaetuihin. Moni kustannus koostuu alkuhinnasta ja määrään perustuvasta osasta, joka nousee hitaasti määrän kasvaessa.

Kustannussäästöjä saavutetaan varmimmin, kun lähtökohtana on kokonaiskustannuksen minimointi. Muutkin optimointitavoitteet ovat mahdollisia, mutta ne eivät välttämättä minimoi kokonaiskustannusta. Koordinoidun varastotäydennyksen sisältämien lukuisten kustannusten vuoksi minimointi edellyttää sekä kustannusten kokonaisvaltaista tarkastelua, että niiden jakoa kustannuskomponentteihin. Tässä työssä muodostettu kokonaiskustannusmalli auttaa toimitusketjun suunnittelijaa hahmottamaan ja minimoimaan suunnitellun koordinoidun varasto täydennyksen kustannukset.

Kustannuksia on mahdollista luokitella monen eri kriteerin perusteella. Vain osa kustannuksista on olennaisia. Tämän työn kustannusmalli koostuu kolmesta keskeistä kustannuksesta, jotka ovat kuljetuskustannus, menetetyn myynnin kustannus ja varastointikustannus. Empiirisen analyysin perusteella kustannusmalli toimii hyvin sillä edellytyksellä, että koordinoituun varastotäydennykseen ei liity merkittäviä täydennystä rajoittavia ehtoja.