Impact of demand and supply uncertainties in decision models for operations management

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Science | Licentiate thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2012

Department

Matematiikan ja systeemianalyysin laitos

Major/Subject

Sovellettu matematiikka

Mcode

Mat-2

Degree programme

Language

en

Pages

[5] + 76

Series

Abstract

Companies which operate in uncertain environments can use stochastic decision models for purposes such as maximization of expected profit or minimization of risks. This Thesis studies how operational uncertainties impact the recommendations offered by decision models for supply chain management. The key uncertainties in these models pertain to the demand of products or components; the supplier's capability to deliver components; and the interdependencies between these uncertainties. Both continuous and discrete (scenario based) probability distributions are used, and particular attention is given to the qualitative characteristics of these distributions, such as asymmetry or bimodality. The results suggest that careful modelling of uncertainties can significantly improve the validity of decision models. This conclusion is reached by, for example, analysing how the shape of distribution impacts the expected profit of a company when the expected value and variance of the demand distribution are fixed. Moreover, it is shown how interdependencies between variables can be modelled with copula functions, and how the structure of interdependencies contributes to the recommendations of multivariate models. The value of distributional information is also considered. Although the results are exemplified with models from the manufacturing domain, they can be extended to other decision models as well.

Yritykset voivat käyttää stokastisia päätösmalleja, kun ne pyrkivät esimerkiksi maksimoimaan odotusarvoista voittoa tai minimoimaan riskejä epävarmassa toimintaympäristössä. Lisensiaatintyössä tarkastellaan epävarmuuksien vaikutusta päätössuosituksiin, joita saadaan toimitusketjun hallintaan tarkoitetuista päätösmalleista. Mallien keskeiset epävarmuudet liittyvät tuote- tai komponenttikysyntään, toimitusvarmuuteen sekä näiden välisiin riippuvuuksiin. Tarkastelussa käytetään sekä jatkuvia että diskreettejä (skenaariopohjaisia) todennäköisyysjakaumia. Erityisesti kiinnitetään huomioita jakaumien kvalitatiivisiin ominaisuuksiin, kuten jakauman vinouteen tai kaksihuipukkuuteen. Työn tulosten valossa epävarmuuden huolellinen mallintaminen parantaa merkittävästi päätösmallien validiteettia. Tähän johtopäätökseen päädytään muun muassa tutkimalla, miten yrityksen odotusarvoinen voitto riippuu jakauman muodosta, kun kysynnän odotusarvo ja varianssi pidetään vakiona. Useamman muuttujan välisen riippuvuuden mallintamiseen perehdytään kopulafunktioita käyttämällä ja havaitaan, että myös riippuvuuden mallintamisella on suuri merkitys mallien antamiin päätössuosituksiin. Näiden lisäksi työssä pohditaan jakaumainformaation suhteellista arvoa eri tilanteissa. Vaikka esimerkinomaisesti käytetyt päätösmallit kuvaavat lähinnä valmistavan teollisuuden toimintaa, työn tuloksia voidaan hyödyntää myös muuntyyppisissä päätösmalleissa.

Description

Supervisor

Salo, Ahti

Thesis advisor

Salo, Ahti

Keywords

demand-supply uncertainties, kysynnän ja tarjonnan epävarmuudet, decision models, päätösmallit

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202104156079

Collections

[lic] Perustieteiden korkeakoulu / SCI