Il progetto della rete in ambienti incerti

Transcript

Il progetto della rete di
fornitura in ambiente incerto
1
Linea guida
• L’impatto dell’incertezza sulle decisioni
relative alla rete
• Analisi dei flussi di cassa
• Rappresentazione dell’incertezza
• Valutazione delle decisioni sulla rete tramite
gli alberi decisionali
• Il caso pneumatici AM
• La pratica delle scelte in condizioni di
incertezza
2
L’impatto dell’incertezza sulle
decisioni relative alla rete
• Le decisioni relative alla supply chain includono
investimenti sul numero e sulla dimensione degli
impianti, sul numero di mezzi di trasporto, sul
numero di magazzini
• Tali decisioni non possono essere facilmente
modificate in tempi brevi
• All’interno della supply chain l’incertezza
caratterizza la domanda, i prezzi, i tassi di
scambio, nonché la competitività nel tempo del
mercato
• L’introduzione della flessibilità all’interno della
supply chain garantisce di trattare l’incertezza in
modo tale da massimizzare i profitti
3
L’analisi dei flussi di cassa
• Le decisioni relative alla supply chain
investono tempi lunghi e devono essere
pertanto valutate in base alla sequenza
dei flussi di cassa per il periodo di tempo
in oggetto
• L’analisi dei flussi di cassa attualizzati
determina il valore attuale di un insimen di
flussi di cassa futuri e permette ai
manager di confrontare differenti
alternative nei termini del loro valore
finanziario
4
L’analisi dei flussi di cassa
• confrontare NPV per diverse opzioni progettuali
della supply chain
• l’opzione con NPV più elevato garantisce il maggior
ritorno finanziario
5
Esempio di NPV : Trip Logistics
• Quanto spazio affittare nei prossimi tre anni
• Domanda = 100000 unità
• Richiede 1000 mq. Di spazio of spazio ogni
1000 unita di domanda
• ricavo = 1,22 € per ogni unità di domanda
• La decisione consiste nella scelta di affittare lo
spazio necessari per tre anni o ricorrere a
capacità di immagazzinamento nel mercato a
pronti
• Costo dell’affitto per tre anni =1€ per mq
• Costo del mercato a pronti = 1,20 € per mq
• Tasso di interesse = 10%
6
Affitto dello spazio di stoccaggio nel mercato a
pronti:
Profitto atteso annuo = 100000 x 1,22 – 100,000 x
1,20 = 2000 €
Flusso di cassa = 2000 € per ognuno dei prossimi
tre anni
7
Affitto dello spazio per i tre anni:
Profitto annuo atteso = 100000 x 1,22 – 100000 x $1,00 = 22000€
Flusso di cassa = 2000 € per ognuno dei prossimi tre anni
Il NPV relativo all’affitto e maggiore di 54,711€ ; l’azienda decide quindi
di ricorrere a tale opzione
L’incertezza nella domanda e nei costi potrebbe però far ripensare tale
decisione
8
Rappresentazione dell’incertezza
• Rappresentazione binomiale
dell’incertezza
• Altre rappresentazioni dell’incertezza
9
Rappresentazione binomiale
dell’incertezza
• Passando da un periodo al successivo il valore del
fattore sotto esame (domanda, prezzo) ha due
possibili risultati, crescita o calo
• Il fattore in esame cresce di un fattore u>1 con
probabilità p e cala di un fattore d<1 con probabilità 1p
• Assumendo un prezzo P nel periodo 0, per i periodi
da 1 a 4 si potranno avere i seguanti risultati:
– Periodo 1: Pu, Pd
– Periodo 2: Pu2, Pud, Pd2
– Periodo 3: Pu3, Pu2d, Pud2, Pd3
– Periodo 4: Pu4, Pu3d, Pu2d2, Pud3, Pd4
10
dell’incertezza
• In generale, per il modello binomiale
moltiplicativo, il periodo T ha tutti i possibili
risultati Putd(T-t), con t = 0,1,…,T
• Dallo stato Puad(T-a) nel periodo t, il prezzo
nel periodo t+1 può diventare
– Pua+1d(T-a) con probabilità p, or
– Puad(T-a)+1 con probabilità (1-p)
11
dell’incertezza
Pu5
Pu3
Pu4d
Pu2
Pu3d
Pud
Pu3d2
Pu2d2
Pud2
Pd
Pd2
Pu2d3
Probabilità
Pd2u
Pu
P
Pu4
Pud3
Pd3
Pud4
Pd4
Pd5
12
dell’incertezza
• Per il modello binomiale additivo gli stati
nei periodi da 1 a 4 sono:
– Periodo 1:
– Periodo 2:
– Periodo 3:
– Periodo 4:
P-4d
P+u, P-d
P+2u, P+u-d, P-2d
P+3u, P+2u-d, P+u-2d, P-3d
P+4u, P+3u-d, P+2u-2d, P+u-3d,
• In generale, per il modello additivo
binomiale, il periodo T ha tutti i possibili
risultati P+tu-(T-t)d, per t=0, 1, …, T
13
Valutazione delle decisioni sulle
reti tramite gli Alberi Decisionali
• Il progetto della rete della supply chain richiede molte
decisioni differenti
• Di tali decisioni molte riguardano la scelta tra opzioni di
lungo periodo (meno flessibili) e opzioni di breve periodo
(più flessibili)
• Se si ignora il contributo dell’incertezza l’opzione di lungo
periodo viene normalmente scelta in quanto risulta
tipicamente più economica
• Una tale decisione potrebbe però danneggiare l’azienda in
quanto i valori reali dei prezzi e della domanda futuri
potrebbero differenziarsi da quelli previsti nel momento
della decisione
• L’albero delle decisioni è uno strumento grafico che può
essere usato per valutare le decisioni in presenza di
incertezza
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La metodologia dell’Albero delle
Decisioni
1. Identificare la durata di ogni periodo ed il numero di periodi T
per i quali la decisione dovrà essere valutata.
2. Identificare i fattori quali domanda, prezzo e tasso di scambio
le cui fluttuazioni dovranno essere considerate per i prossimi
T periodi.
3. Identificare della rappresentazioni dell’incertezza per ogni
fattore, stabilendo quali distribuzioni utilizzare per modellare
l’incertezza.
4. Identificare il tasso di sconto di periodo i per ogni periodo.
5. Rappresentare l’albero delle decisioni con stati definiti per
ogni periodo, così come le probabilità delle transizioni tra stati
in periodi successivi.
6. A partire dal periodo T, risalire al periodo 0 identificando la
decisione ottima ed il flusso di cassa atteso ad ogni passo. I
valori attesi dei flussi di cassa ad ogni stadio vanno
attualizzati quando inseriti nel periodo precedente.
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La metodologia dell’Albero delle
Decisioni: il caso Trips Logistics
• Decidere se e quanto spazio affittare per stoccaggio
merce per i prossimi tre anni
• L‘affitto per il lungo periodo è attualmente più
economico rispetto al ricorso al mercato a pronti
• Il manager anticipata l’incertezza della domanda e
dei costi del marcato a pronti per i prossimi tre anni
• L’affitto per il lungo periodo è più economico ma
potrebbe essere inutilizzato in caso di domanda
inferiore a quella prevista; i costi del mercato a
pronti potrebbero inoltre diminuire
• I costi del mercato a pronti sono attualmente alti ed
il mercato a pronti costerebbe molto se la domanda
futura fosse maggiore di quanto previsto
16
Trips Logistics: tre opzioni
• Utilizzare tutto lo spazio necessario dal mercato
a pronti in base alle necessità
• Sottoscrivere un affitto di tre anni per una
quantità stabilita di spazio di stoccaggio e far
ricorso al mercato a pronti per le richieste
addizionali
• Sottoscrivere un contratto flessibile con un
minimo cambiamento che garantisca un utilizzo
variabile dello spazio di stoccaggio fino ad un
certo limite con ricorso al mercato a pronti per
richieste addizionali
17
Il caso Trips Logistics
• 1000 mq di magazzino richiesti per una domanda di
1000 unità
• Domanda attuale = 100000 unità all’anno
• incertezza binomiale : la domanda può salire del
20% con p = 0.5 o scendere del 20% con 1-p = 0.5
• Prezzo dell’affitto = 1€ per mq per anno
• Prezzo del mercato a pronti = 1,20€ per mq per anno
• Il prezzo del mercato a pronti può salire del 10% con
p = 0.5 o scendere del 10% con 1-p = 0.5
• Ricavi = 1,22€ per unità di domanda
• i = 0.1
18
Albero decisionale per il caso
Trips Logistics
Periodo 2
Periodo 1
D=144
p=1,45
Periodo
0
0.25
0.25
0.25
D=120
p=1,32
0.25
0.25
0.25
D=100
p=1,20
D=120
p=1,08
D=144
p=1,19
D=96
p=1,45
D=144
p=0,97
D=96
p=$1,19
0.25
D=80
p=1,32
0.25
D=80
p=$1.08
D=96
p=0,97
D=64
p=1,45
D=64
p=1,19
D=64
p=0,97
19
• Analisi dell’opzione di ottenere tutto lo
spazio di stoccaggio dal mercato a pronti
• A partire dal periodo 2 si calcolino i profitti
ad ogni nodo
• Per il nodo D=144 e p=1,45€ nel periodo
2:
– C(D=144;p=1,45;2) = 144000x1,45 =
208800€
– P(D=144;p=1,45;2) = 144000x1,22 –
C(D=144;p=1,45;2) = 175680-208800 = 33120€
20
Nodo
Ricavo
Costo
Profitti
144000x1,45
-33120
144000x1,19
4320
D=144, p=0,97
144000x0,97
36000
D=96, p=1,45
96000x1,45
-22080
96000x1,19
2880
D=96, p=0,97
96000x0,97
24000
D=64, p=1,45
64000x1,45
-14720
D=64, p=1,19
64000x1,19
1920
D=64, p=0,97
64000x0,97
16000
D=144, p=1,45
D=144, p=1,19
D=96, p=1,19
144000x1,22
96000x1,22
64000x1,22
21
• Il profitto atteso ad ogni nodo del periodo 1
è pari alla somma del profitto del periodo 1
e del valore attualizzato del valore atteso
al periodo 2
• Il profitto atteso EP(D=; p=;1) al nodo è il
profitto atteso da tutti i quattro nodi del
periodo 2 che derivano dal nodo in esame
• PVEP(D=;p=;1) è il valore attuale del
profitto atteso al nodo del periodo 2 e di
P(D=;p=;1)
22
• Dal nodo D=120, p=1,32 del periodo 1 risultano quattro
possibili stati nel periodo 2
–
–
–
–
(D=144;p=1,45,2)
(D=144;p=1,19;2)
(D=96;=1,45;2)
(D=96;p=1,19;2)
• Il profitto atteso nel periodo 2 da tutti i quattro stati
possibili dal nodo D=120, p=132 nel periodo 1 è valutato
come
– EP(D=120;p=1,32,1) =
0,25xP(D=144;p=1,45;2) +
0,25xP(D=144;p=1,19;2) +
0,25xP(D=96,p=1,45;2) +
0,25xP(D=96;p=1,19;2)=
= 0,25x(-33120)+0,25x4320+0,25x(-22080)+0,25x2880= 12000€
23
• Il valore attuale dei tale profitto atteso al periodo 1
risulta essere
– PVEP(D=120; p=1,32;1)= EP(D=120;p=1,32;1) / (1+i) =
-12000 / (1+0,1)= -10909€
• Il profitto totale atteso P(D=120;p=1,32;1) al nodo
D=120,p=1,32 nel periodo 1 è la somma del
profitto nel periodo 1 a tale nodo e del valore
presente del valore futuro dei profitti attesi a tale
nodo
– P(D=120;p=1,32;1) + PVEP(D=120;p=1,32;1) =
[(120000x1,22)-(120000x1,32)]= -12,000 + (-10,909) =
-22,909€
24
Nodo
EP(D=;p=;1)
P(D=;p=;1)=Dx1,22Dxp+EP(D;p;1)/(1+i)
D=120, p=1,32
-12000
-22909
D=120, p=1,08
16800
32073
D=80, p=1,32
-8000
-15273
D=80, p=1,08
11200
21382
25
• Per il periodo 0 il profitto totale P(D=100;p=120;0) è la
somma del profitto al periodo 0 e del valore attuale del
profitto atteso dai quattro nodi del periodo 1
– EP(D=100,p=1.20,0)
=
0.25xP(D=120,p=1.32,1) +
0.25xP(D=120,p=1.08,1) +
0.25xP(D=96,p=1.32,1) +
0.25xP(D=96,p=1.08,1)=
0,25x(-22909)+0,25x32073+0,25x(-15273)+0,25x21382
3818€
=
• PVEP(D=100,p=1.20,0) = EP(D=100;p=1,20;0) /
(1+k) = 3818 / (1 + 0,1) = 3471€
26
P(D=100;p=1,20;0)= 100000x1,22100000x1,20 + PVEP(D=100;p=1,20;0)=
2000 + 3471 = 5471€
• Il NPV atteso relativo all’ottenimento tutto lo
spazio di stoccaggio dal mercato a pronti è
dato da NPV(Spot Market) = 5471€
27
• Usando lo stesso approccio si ricava, per
l’ipotesi di affitto dello spazio di
stoccaggio, un NPV(affitto) = 38364€
• Non considerando l’incertezza tale valore
sarebbe ammontato a NPV(affitto)=
60182€
28
Valutazione della flessibilità
attraverso gli Alberi Decisionali
• La metodologia degli alberi di Decisione può essere
utilizzata per valutare la flessibilità all’interno della
supply chain
• Al manager della Trips Logistics è offerto un contratto
per cui, a fronte di un pagamento iniziale di 10000€,
l’azienda ha la flessibilità di utilizzare tra 60000 mq e
100000 mq di spazio di magazzino al costo di 1€ per
mq per anno. Trips deve pagare 60000€ per i primi
60000 mq e può in seguito utilizzare fino ad ulteriori
40000 mq su domanda a 1€ per mq secondo
necessità.
• Con lo stesso approccio descritto il profitto atteso di
tale opzione si attesta su 56725€
29
Opzione
NPV
Tutto lo spazio dal
mercato a pronti
547€
Affitto di 10000 mq
per tre anni
38364€
Affitto flessibile tra
60000 e 100000 mq
46725€
(56725-10000)
30
Valutazione del progetto della supply
chain in condizioni di incertezza: il
caso AM tires
• Capacità dedicata 100000 gomma in USA
e di 50000 gomme in Messico
• Capacità flessibile pari a 100000 gomme
in USA e pari a 50000 gomme in Messico
31
Gli investimenti produttivi della
AM Tires
Impianto
Dedicato
Costo Fisso Costo Fisso
USA 100000
$1 milione /
anno
$15 /
gomma
Messico
50000
4 milioni
pesos /
anno
110 pesos /
gomma
Flessibile
Costo
Costo Fisso
Fisso
$1.1
$15 /
milione /
gomma
anno
4.4 milioni 110 pesos /
pesos /
gomma
anno
Domanda attesa USA = 100000 gomme
Domanda attesa Messico = 50000 gomme
1US$ = 9 pesos
La domanda sale e scende del 20% con probabilità 0,5
Il tasso di cambio sale e scende del 25% con probabilità 0,5
32
AM Tires
Periodo 0
Periodo 1
Periodo 2
DU=144
DM = 72
E=14.06
DU=120
DM = 60
E=11.25
DU=120
DM = 60
E=6.75
DU=120
DM = 40
E=11.25
DU=100
DM=50
E=9
DU=120
DM = 40
E=6.75
DU=80
DM = 60
E=11.25
DU=80
DM = 60
E=6.75
DU=80
DM = 40
E=11.25
DU=144
DM = 72
E=8.44
DU=144
DM = 48
E=14.06
DU=144
DM = 48
E=8.44
DU=96
DM = 72
E=14.06
DU=96
DM = 72
E=8.44
DU=96
DM = 48
E=14.06
DU=96
DM = 48
E=8.44
DU=80
DM = 40
E=6.75
33
Il caso AM Tires
Quattro scenari possibili:
• entrambi dedicati
• entrambi flessibili
• USA flessibile, Messico dedicato
• USA dedicato, Messico flessibile
Pere ogni nodo va risolto il problema di allocazione
della domanda:
Impianti
Mercati
USA
USA
Messico
Messico
34
AM Tires: Allocazione della domanda per
DU = 144 - DM = 72 - E = 14.06
da
A
USA
USA
USA
Messico
Messico
USA
Messico
Messico
Impianti
4
Messico
Costo
trasporto
0
$1
14,06
14,06
110
pesos
110
pesos
$1
14,06
0
14,06
100000
100000
USA
E
Costo
Variabile
$15
$15
0
0
0
4,
6000
50000
Prezzo
vendita
$30
240
pesos
$30
Margine
($)
$15
$1,1
240
pesos
$9,2
$21,2
Mercati
USA
Messico
Profitto (flessibile) =
$1075055
Profitto (dedicato) =
$649360
35
Le decisioni impiantistiche alla AM
Tires
Configurazione impianto
USA
Messico
Dedicato
Dedicato
Flessibile
Dedicato
Dedicato
Flessibile
Flessibile
Flessibile
NPV
$1,629,319
$1,514,322
$1,722,447
$1,529,758
36
Aspetti pratici delle decisioni in
incertezza per la supply chain
• Combinare le pianificazioni strategica e
finanziaria durante la fase di progetto della
supply chain
• Usare metriche multiple per valutare le reti
della supply chain
• Usare l’analisi finanziaria come un input del
processo decisionale, non come il processo
decisionale
• Usare stime dei fattori assieme alla analisi di
sensitività
37

Il progetto della rete in ambienti incerti

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