Strategic Inventory Control in Capacity-Constrained Manufacturing Systems : Reviewing the tangible effect of applying multi-echelon optimization in a multi-product environment

Firms today maintain complex supply chains containing many dependent stages to manufacture a product to the end customer. Here lies a dilemma, keeping extensive inventory generate higher customer satisfaction by enabling quick deliveries. This increase in inventory, however, comes at an increase in costs. Finding the balance between minimizing costs and increasing customer satisfaction is difficult. The search to solve this dilemma has led to the development of research in the area of inventory control. For long, optimization models have been developed to improve the supply chain holistically, from raw material-to-customer. Those approaches, however, have not been possible to apply in practice by being too computationally demanding. Also, they imply organizational adjustments that create issues beyond the optimization flow of materials. It explains why, despite significant technolog- ical advancements, many firms prefer to use non-holistic approaches. This thesis evaluates the tangible effect of using holistic optimization. The objective of this thesis’ is to determine optimal stock levels between dif- ferent stages of production. The method used is an optimization of inventory, stemming from Inventory Control Theories. Inventory optimization is at the cross- roads between logistics, economics, and management. The thesis builds on a case of inventory optimization identified at a large manufacturing firm. The literature in inventory optimization has indicated that inventory and customer services is a domain of continuous development. This thesis focuses on the adequation between total inventory cost and the customer service level. The method used to answer this question is the Multi-Echelon optimization model. This model seeks to optimize reorder points and reorder quantities. A comparison to the Single-Echelon model and a Base-Case allows for evaluation of the performance, discrete event simulation based on a company’s supply chain measures the effect. The result shows that the Multi-Echelon optimization model outperforms the two non-holistic models. This thesis shows the triple advantages of the Multi-Echelon optimization allowing for leaner manufacturing system by 1- reduction of waste, 2- less unproductive capi- tal tied up in inventory, and 3- adding value by increasing customer satisfaction. Other areas of inventory optimization in manufacturing should be able to take ad- vantage of the Multi-Echelon optimization model to manage materials stock-levels, delivery flows, and customer satisfaction.Idag bedriver företag komplexa försörjningskedjor med många relaterade produk- tionssteg för att försörja sin efterfrågan. Dilemmat är att antingen ha stora lager för att säkerställa både snabb kundleverans och hög kundnöjdhet vilket kräver mycket bundet kapital. Alternativet är att spara pengar genom mindre lager men riskerar då att inte kunna leverera inom önskad tid och minska kundnöjdheten. Att hitta en balans är svårt. För att lösa problemet har forskning inom området lager- styrning ökat. Optimeringsmodeller har länge utvecklats för att förbättra försör- jningskedjor. De har inte kunnat appliceras i många företag p.g.a. avsaknaden av beräkningskraft och behovet att förändra organisationen utöver optimeringen. Det förklarar varför många företag, trots teknisk utveckling, fortfarande inte an- vänder ett helhetsperspektiv. Denna uppsats utvärderar de påtagliga effekterna vid holistisk optimering av produktion, lagerhållning, och kundleverans. Målet med uppsatsen är att fastställa optimala lagernivåer mellan de olika stegen inom en produktionskedja. Metoden som används är ”Multi-Echelon” op- timering och härstammar från området ”Inventory Control Theories”. Det är en blandning av logistik, ekonomi, och administration. Lageroptimering är ett ämne i konstant utveckling där kundnöjdhet blivit allt viktigare. Modellen optimerar när en ny beställning av material ska ske, samt dess storlek. Modellen utvärderas genom att jämföra prestationen med en ”Single-Echelon” modell och en grund- modell genom diskret händelsesimulering som är baserad på ett företags försör- jningskedja. Resultaten visar att ”Multi-Echelon” optimeringsmodellen presterar bättre än de två icke-holistiska modellerna vad gäller totalkostnad och kundser- vicenivå. Uppsatsen visar att ”Multi-Echelon” optimeringsmodellen har fördelar inom alla tre områdena: smidigare produktion genom mindre spill, mindre bun- det kapital krävs, och den ger en ökad kundnöjdhet genom säkrare leveranser inom ”rätt” tid. Andra områden inom tillverkningsindustrin borde kunna ap- plicera ”Multi-Echelon” optimering för att hantera sina lagernivåer, produktion, leveransflöden, och kundnöjdhet