The pursuit of responsiveness in high variety manufacturing environments : Towards building the Dynamic Response Capabilities

La personalización en masa se considera una estrategia comercial viable para que las pequeñas y medianas empresas (PYMEs) aumenten su crecimiento y rentabilidad. Sin embargo, en la literatura sobre gestión de operaciones, la mayor parte de la investigación sobre personalización en masa está orientada hacia las grandes empresas, mientras que hay escasa orientación hacia su implementación en las PYMEs. Sin una orientación adecuada, la implementación de la personalización en masa en las PYMEs plantea muchos retos. La variedad de productos aumenta, lo que incrementa la complejidad de los productos y procesos de producción. Además, debido a la alta variabilidad, los sistemas de fabricación se enfrentan a diferentes tipos de perturbaciones (disturbances) recurrentes, procedentes de múltiples fuentes que afectan a las operaciones de producción ya planificadas con efectos adversos sobre el rendimiento. Sin embargo, la implementación exitosa de la personalización en masa requiere un proceso de entrega de pedidos adecuado y de respuesta rápida, que sea no sólo capaz de satisfacer las diferentes necesidades de los clientes, sino también de hacer frente a diferentes tipos de perturbaciones recurrentes que pueden surgir en diferentes instantes de tiempo, diferentes ubicaciones en el proceso de entrega de pedidos y con diferente intensidad. La forma en que este proceso se desarrolla y mantiene puede diferir entre las grandes empresas y las PYMEs, debido principalmente a factores específicos de éstas, como son el bajo volumen de ventas, los limitados recursos organizativos y tecnológicos, la estrecha interacción con el cliente y la alta variabilidad de la demanda. Por tanto, esta investigación pretende comprender y explicar cómo se puede lograr una capacidad de respuesta rápida (responsiveness) en el proceso de entrega de pedidos para la implementación exitosa de la personalización en masa en las PYMEs. Para ello, la tesis investiga dos aspectos clave: i) el diseño de un proceso adecuado de entrega de pedidos para la personalización en masa en las PYMEs; II) el desarrollo de las Capacidades de Respuesta Dinámica (Dynamic Response Capabilities, DRCs) para hacer frente a los diferentes tipos de perturbaciones recurrentes que surgen a lo largo del proceso de entrega de pedidos. El primer aspecto, el diseño de un proceso apropiado de entrega de pedidos para la personalización en masa en las PYMEs, tiene por objeto establecer el alcance de este trabajo de investigación. Con este fin, la investigación se centra especialmente en la estrategia de ensamblado bajo pedido (Assembly-To-Order, ATO) como modo de alcanzar la personalización en masa en las PYMEs. Para diseñar el proceso de entrega de pedidos bajo la estrategia ATO se identifican dos elementos clave en la literatura: i) el control de carga de trabajo (Workload Control, WLC) se considera un método relevante para que las PYME planifiquen, prioricen y coordinen las actividades de entrega de pedidos desde el momento de entrada del pedido; ii) de forma similar, basándose en los requisitos de variedad de volumen en el contexto de las PYMEs, se han considerado seis tipos de configuración de la planta de producción que son relevantes para que las PYMEs estructuren sus actividades de entrega de pedidos. El segundo aspecto – el desarrollo de las DRCs para abordar las perturbaciones recurrentes que surgen a lo largo del proceso de entrega de pedidos, y que es la contribución central de esta tesis –, pretende formalizar un marco conceptual que sirva como guía para desarrollar las Capacidades de Respuesta Dinámica (DRCs) del sistema de fabricación en el contexto de las PYMEs. Esta investigación define las DRCs como la capacidad de reajustar los parámetros operativos planificados de carga de trabajo, capacidad, y lead time, ante la ocurrencia de perturbaciones. Basándose en la literatura revisada, la investigación emplea un enfoque basado en rutinas para construir las DRCs como capacidades operativas de orden superior en el sistema de fabricación mediante la implementación de rutinas de toma de decisiones adaptativas basadas en el control de la carga de trabajo (WLC) en diferentes etapas del proceso de entrega de pedidos. Los mecanismos de I/OC de WLC utilizan diferentes tipos de búfer y flexibilidad para reajustar los parámetros operativos planificados de carga de trabajo, capacidad, y lead time, a raíz de las perturbaciones de clientes, proveedores y operaciones internas de fabricación. Para que los mecanismos de I/OC sean eficaces, deben apoyarse en rutinas adecuadas de detección y en mecanismos para tener visibilidad sobre las condiciones de funcionamiento en cada momento con el fin de reconocer las perturbaciones y reajustar la capacidad prevista, el lead time y la carga de trabajo utilizando los búfers disponibles y flexibilidad presente en el sistema. El marco conceptual basado en rutinas de las DRCs se ha testado para probar su relevancia, viabilidad y efectividad a través de dos casos de estudio en el ámbito de las PYMEs y un estudio de simulación realizado en colaboración con una de las empresas de los casos. Los resultados de los casos muestran que las PYMES que usan personalización en masa ya están desarrollando diferentes tipos de DRCs a través de la implementación de rutinas de toma de decisiones adaptativas basadas en el control de la carga de trabajo a lo largo de sus procesos de entrega de pedidos. Los resultados de estos estudios de caso evidencian el desarrollo de DRCs mediante la identificación de las rutinas de toma de decisiones adaptativas y los mecanismos implementados por estas empresas de los casos para abordar múltiples tipos de perturbaciones recurrentes. Basándose en los resultados de los casos, se concluye que el marco conceptual basado en rutinas propuesto es relevante y factible para la construcción de Capacidades de Respuesta Dinámica (DRCs) en PYMES de personalización en masa. Además, los resultados de la simulación muestran que el rendimiento en términos de tasa de pedidos entregados y de utilización de la capacidad mejora en presencia de perturbaciones periódicas que generan variabilidad en la demanda, tanto en volumen como en gama de productos, a través de la implementación de DRCs que utilizan rutinas de toma de decisiones adaptativas basadas en el control de la carga de trabajo (WLC) en las etapas de solicitud/entrada y liberación en el proceso de entrega de pedidos. En base a los resultados de los estudios de caso y el estudio de simulación en colaboración con la empresa, se concluye que el marco conceptual propuesto basado en rutinas y los mecanismos I/OC se pueden efectivamente utilizar para identificar, analizar y desarrollar diferentes Capacidades de Respuesta Dinámica (DRCs) para hacer frente a múltiples tipos de perturbaciones recurrentes y para lograr la capacidad de respuesta rápida necesaria en el proceso de entrega de pedidos basado en personalización en masa en PYMEs. ----------ABSTRACT---------- Mass customization is considered as a viable business strategy for Small and Medium-Sized Enterprises (SMEs) to increase their growth and profitability. However, in operations management literature, most of the research on mass customization is geared towards large enterprises while there is little guidance for SMEs in its implementation. Without proper guidance, implementing mass customization in SMEs poses many challenges. The product variety increases which increases complexity in products and production process. Besides, due to high variety the manufacturing systems face different types of recurring disturbances from multiple sources that affect the planned production operations with adverse effect on performance. Nonetheless, successful implementation of mass customization requires an appropriate and responsive order fulfilment process capable not only to meet the differentiated customer needs but also to cope with different types of recurring disturbances that may arise at different times, different places in relation to stages in the order fulfilment process, and with different intensity. How such process is developed and maintained may differ among large enterprises and SMEs mainly due SME specific factors such as low sales volume, limited organizational and technological resources, close customer interaction and high demand variability. Therefore, this research aims to understand and explain how responsiveness in the order fulfilment process can be achieved for successful implementation of mass customization in SMEs. For this purpose, the thesis investigates two key aspects: i) designing an appropriate order fulfilment process for mass customization in SMEs; ii) developing the Dynamic Response Capabilities (DRCs) to cope with different types of recurring disturbances arising along the order fulfilment process. The first aspect, designing an appropriate order fulfilment process for mass customization in SMEs, aims at setting the scope of the research work. For this purpose, the research particularly focuses on Assemble-to-Order (ATO) fulfilment strategy for catalogue mode of mass customization in SMEs. To design the order fulfilment process under ATO fulfilment strategy two key elements are identified from literature: i) Workload Control (WLC) is considered as a relevant method for SMEs to plan, prioritize, and coordinate order fulfilment activities starting from the order enquiry/entry stage; ii) similarly, based on the volume-variety requirements within SME context, six shop configuration types have been considered as relevant for SMEs to structure the order fulfilment activities. The second aspect – developing the DRCs to address recurring disturbances arising along the order fulfilment process, which is the core contribution of this thesis –, aims to formalize a framework that can be used as a guiding tool to develop DRCs of the manufacturing system in SME context. This research defines DRCs as the abilities to readjust the planned operating parameters of workload, capacity, and lead time, in the wake of disturbances. Based on the reviewed literature, the research employs a routine-based approach to build DRCs as higher order operational capabilities of the manufacturing system by implementing WLC-based adaptive decision-making routines at different stages in the order fulfilment process. The I/OC mechanisms of WLC utilize different types of buffer and flexibility to readjust the planned operating parameters of workload, capacity, and/or lead-time in the wake of disturbances from customers, suppliers, and internal manufacturing operations. For I/OC mechanisms to be effective, they should be supported with proper sensing routines and mechanisms to have visibility into the current operating conditions in order to recognize the disturbances and to readjust the planned capacity, lead time, and workload by using available buffers and flexibility. The routine-based framework of the DRCs is tested for its relevance, feasibility, and effectiveness using two case studies from the SME sector and a simulation study performed in collaboration with one of the case companies. The findings from case studies show that mass customization SMEs are already developing different types of DRCs by implementing WLC-based adaptive decision-making routines at different stages in their order fulfilment processes. The findings from case studies provide evidence for DRCs by identifying the adaptive decision-making routines and mechanisms implemented by the case companies to address multiple types of recurring disturbances. Based on the findings from case studies it is concluded that the routine-based framework is relevant and feasible for mass customization SMEs to build DRCs. Furthermore, simulation results show that performance in terms of order fulfilment rate and capacity utilization is improved in the presence of recurring disturbances leading to volume and mix demand variability by implementing DRCs that utilize WLC-based adaptive-decision making routines at order enquiry/entry and release stages of the order fulfilment process. Based on the findings from the case studies and the collaborative simulation study, it is concluded that the proposed routine-based framework and the I/OC mechanisms can be effectively used to identify, analyze, and develop different DRCs to cope with multiple types of recurring disturbances and to achieve responsiveness in the order fulfilment process for mass customization in SMEs