FREE Chapter Designing and Managing the Supply Chain

8/3/2019 FREE Chapter Designing and Managing the Supply Chain

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C h a p t e r 2

L o g i s t i c s N e t w o r k C o n g u r a t i o n

C a s e 2 . 1 T h e B i s C o r p o r a t i o n

1

i s a c o m p a n y t h a t p r o d u c e s a n d d i s t r i b u t e s s o f t d r i n k s .

C u r r e n t l y , t w o m a n u f a c t u r i n g p l a n t s l o c a t e d i n A t l a n t a a n d D e n v e r s e r v e a b o u t 1 2 0 , 0 0 0

a c c o u n t s , i . e . , r e t a i l e r s o r s t o r e s , a l l o v e r t h e U S . T h e c u r r e n t d i s t r i b u t i o n s y s t e m r e q u i r e s

t h a t a l l p r o d u c t s b e s h i p p e d t o t h e t h r e e e x i s t i n g w a r e h o u s e s , l o c a t e d i n C h i c a g o , D a l l a s a n d

S a c r a m e n t o , p r i o r t o d e l i v e r y t o t h e r e t a i l a c c o u n t s . T h e c o m p a n y w a s e s t a b l i s h e d i n 1 9 6 4

a s a f a m i l y v e n t u r e a n d g r e w i n t h e 7 0 ' s a n d 8 0 ' s a t a f a i r l y s t e a d y r a t e . T h e B i s i s n o w

o w n e d b y 1 2 s h a r e h o l d e r s a n d r a n b y a n e w l y a p p o i n t e d C E O .

T h e m a r g i n a l r e v e n u e i n t h e s o f t d r i n k i n d u s t r y i s a b o u t 2 0 , a n d t h e v a l u e o f e a c h

S K U S t o c k K e e p i n g U n i t i s $ 1 0 0 0 f o r a l l p r o d u c t s . D e s p i t e h i g h p r o t a b i l i t y , t h e n e w

C E O i s c o n c e r n e d t h a t t h e d i s t r i b u t i o n n e t w o r k i s n o t t h e m o s t e c i e n t o n e . I n a r e c e n t

s h a r e h o l d e r m e e t i n g h e p o i n t e d o u t t h a t t h e c u r r e n t d i s t r i b u t i o n s t r a t e g y u s e d b y t h e B i s w a s

d e s i g n e d a b o u t 1 5 y e a r s a g o a n d w a s n e v e r m o d i e d . I t c o n s i s t s o f t h e f o l l o w i n g s t e p s :

P r o d u c e a n d s t o r e a t t h e m a n u f a c t u r i n g p l a n t s

P i c k , l o a d a n d s h i p t o a w a r e h o u s e d i s t r i b u t i o n c e n t e r

1

B i s i s a c t i o n a l c o m p a n y . T h e m a t e r i a l i n t h i s c a s e i s l o o s e l y b a s e d o n o u r e x p e r i e n c e w i t h s e v e r a l

c o m p a n i e s

1 9


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2 0 C H A P T E R 2 . N E T W O R K C O N F I G U R A T I O N

U n l o a d a n d s t o r e a t t h e w a r e h o u s e

P i c k , l o a d a n d d e l i v e r t o s t o r e s

T h u s , t h e s h a r e h o l d e r s d e c i d e d t o l o o k f o r o u t s i d e h e l p i n m o d i f y i n g t h e i r l o g i s t i c s n e t -

w o r k . Y o u r c o m p a n y w a s a b l e t o g e t t h e e n g a g e m e n t , a f t e r s i x m o n t h s o f c o n t i n u o u s w o r k

o f t h e m a r k e t i n g d i v i s i o n . T h e c o m m i t m e n t y o u m a d e w h e n y o u r e c e i v e d t h e e n g a g e m e n t i s

t o i m p r o v e t h e e e c t i v e n e s s a n d t o a l i g n c o s t o f s e r v i c e w i t h a c c o u n t p r o t a b i l i t y . I n y o u r

o r i g i n a l p r o p o s a l y o u m e n t i o n e d T h i s w i l l b e a c c o m p l i s h e d b y r e - e n g i n e e r i n g t h e s a l e s a n d

d i s t r i b u t i o n f u n c t i o n s . " I t s e e m s t h a t t h i s c o n c e p t o f r e - e n g i n e e r i n g t h e e n t i r e d i s t r i b u t i o n

n e t w o r k , t o g e t h e r w i t h t h e f a c t t h a t y o u c o m m i t t e d n o t o n l y t o t h e d e s i g n b u t a l s o t o t h e i m -

p l e m e n t a t i o n o f t h e n e w d i s t r i b u t i o n s t r a t e g y , i s t h e o n e t h a t m a d e y o u r p r o p o s a l a t t r a c t i v e

t o t h e B i s s h a r e h o l d e r s .

S i n c e t h i s i s a h u g e p r o j e c t , y o u r e c o g n i z e d t h a t t h e r e a r e a n u m b e r o f t h i n g s y o u c a n

d o r a t h e r q u i c k l y . I n p a r t i c u l a r , i n t h e r s t p h a s e , y o u h a v e j u s t c o m p l e t e d , y o u i d e n t i e d

a b o u t 1 0 , 0 0 0 a c c o u n t s t h a t s h o u l d r e c e i v e d e l i v e r i e s d i r e c t l y f r o m t h e m a n u f a c t u r i n g p l a n t s .

T h i s w a s b a s e d o n

D o c k r e c e i v i n g c a p a b i l i t i e s ,

S t o r a g e c a p a b i l i t i e s ,

R e c e i v i n g m e t h o d o l o g i e s ,

M e r c h a n d i s i n g r e q u i r e m e n t ,

O r d e r g e n e r a t i o n c a p a b i l i t i e s ,

D e l i v e r y t i m e w i n d o w c o n s t r a i n t s

C u r r e n t p r i c i n g

P r o m o t i o n a l a c t i v i t y p a t t e r n s


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2 1

I t i s n o w t h e t i m e t o r e d e s i g n t h e d i s t r i b u t i o n n e t w o r k . F o r t h i s p u r p o s e y o u h a v e g r o u p e d

t h e a c c o u n t s i n t o 5 0 z o n e s a n d g r o u p e d t h e d i e r e n t p r o d u c t s i n t o v e p r o d u c t f a m i l y .

T h e d a t a c o l l e c t e d i n c l u d e s t h e f o l l o w i n g :

1 . 1 9 9 7 d e m a n d b y S K U p e r p r o d u c t f a m i l y f o r e a c h c u s t o m e r z o n e

2 . A n n u a l p r o d u c t i o n c a p a c i t y i n S K U a t e a c h m a n u f a c t u r i n g p l a n t

3 . M a x i m u m c a p a c i t y S K U f o r e a c h w a r e h o u s e , n e w a n d e x i s t i n g 3 5 , 0 0 0

4 . T r a n s p o r t a t i o n c o s t s p e r p r o d u c t f a m i l y p e r m i l e f o r d i s t r i b u t i n g p r o d u c t s f r o m t h e

m a n u f a c t u r i n g p l a n t s a n d f r o m t h e w a r e h o u s e s

5 . S e t - u p c o s t f o r e s t a b l i s h i n g a w a r e h o u s e

C u s t o m e r s e r v i c e i s o f a p a r t i c u l a r c o n c e r n t o t h e B i s , s i n c e t h e r e a r e a n u m b e r o f

c o m p e t i n g p r o d u c t s i n t h e m a r k e t s . N o s p e c i c d o l l a r g u r e c a n b e a t t a c h e d t o a s p e c i c

l e v e l o f s e r v i c e , h o w e v e r t h e C E O i n s i s t s t h a t t o r e m a i n c o m p e t i t i v e d e l i v e r y t i m e s h o u l d b e

n o m o r e t h a n 4 8 h o u r s . T h i s i m p l i e s t h a t t h e d i s t a n c e b e t w e e n a w a r e h o u s e a n d a c u s t o m e r

z o n e s h o u l d n o t b e m o r e t h a n 9 0 0 m i l e s .

T h e B i s h a s j u s t n i s h e d a c o m p r e h e n s i v e m a r k e t s t u d y t h a t s h o w s s i g n i c a n t v o l u m e

g r o w t h i n t h e m a r k e t s . T h i s g r o w t h i s e s t i m a t e d t o b e u n i f o r m a c r o s s t h e d i e r e n t z o n e s

b u t v a r i e s f r o m p r o d u c t t o p r o d u c t . T h e e s t i m a t e d y e a r l y g r o w t h f o r 1 9 9 8 a n d 1 9 9 9 i s g i v e n

i n t h e n e x t t a b l e .

E s t i m a t e d Y e a r l y G r o w t h

F a m i l y 1 2 3 4 5

M u l t i p l i e r 1 . 0 7 1 . 0 3 1 . 0 6 1 . 0 5 1 . 0 6

T h e v a r i a b l e p r o d u c t i o n c o s t a t t h e t w o m a n u f a c t u r i n g f a c i l i t i e s v a r i e s b y p r o d u c t a n d b y

m a n u f a c t u r i n g p l a n t . T h e C E O a n d t h e s h a r e h o l d e r s o p p o s e b u i l d i n g a n e w m a n u f a c t u r i n g

p l a n t b e c a u s e o f t h e c o s t s a n d r i s k s i n v o l v e d . T h e y a r e w i l l i n g , h o w e v e r , t o e x p a n d p r o d u c t i o n


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c a p a c i t i e s a t t h e e x i s t i n g p l a n t s i f n e e d e d . T h e y e s t i m a t e t h a t i n c r e a s i n g p r o d u c t i o n c a p a c i t y

f o r a f a m i l y w o u l d c o s t a b o u t $ 2 , 0 0 0 f o r e v e r y 1 0 0 S K U .

T h e B i s w o u l d l i k e t o a d d r e s s t h e f o l l o w i n g i s s u e s :

1 . D o e s t h e m o d e l d e v e l o p e d t r u l y r e p r e s e n t t h e B i s ' s L o g i s t i c s N e t w o r k ? H o w c a n t h e

B i s C o r p o r a t i o n v a l i d a t e t h e m o d e l ? W h a t i s t h e i m p a c t o f a g g r e g a t i n g c u s t o m e r s a n d

p r o d u c t s o n t h e m o d e l a c c u r a c y ?

2 . H o w m a n y d i s t r i b u t i o n c e n t e r s s h o u l d b e e s t a b l i s h e d ?

3 . W h e r e w o u l d t h e y b e l o c a t e d ?

4 . H o w s h o u l d t h e p l a n t ' s o u t p u t o f e a c h p r o d u c t b e a l l o c a t e d b e t w e e n t h e w a r e h o u s e s ?

5 . S h o u l d p r o d u c t i o n c a p a c i t y b e e x p a n d e d , w h e n a n d w h e r e ?

B y t h e e n d o f t h i s c h a p t e r , y o u s h o u l d u n d e r s t a n d h o w t o g o a b o u t a d d r e s s i n g t h e i s s u e s

l i s t e d a b o v e . A t t h e e n d o f t h e c h a p t e r , w e s u g g e s t o n e w a y t o a n a l y z e t h e c a s e .

2 . 1 I n t r o d u c t i o n

T h e l o g i s t i c s n e t w o r k , s e e C h a p t e r 1 , c o n s i s t s o f s u p p l i e r s , w a r e h o u s e s , d i s t r i b u t i o n c e n t e r s

a n d r e t a i l o u t l e t s a s w e l l a s r a w m a t e r i a l s , w o r k - i n - p r o c e s s i n v e n t o r y a n d n i s h e d p r o d u c t s

t h a t o w b e t w e e n t h e f a c i l i t i e s , I n t h i s c h a p t e r w e p r e s e n t s o m e o f t h e i s s u e s i n v o l v e d i n

t h e d e s i g n a n d c o n g u r a t i o n o f t h e l o g i s t i c s n e t w o r k .

N e t w o r k c o n g u r a t i o n m a y i n v o l v e i s s u e s r e l a t i n g t o p l a n t , w a r e h o u s e a n d r e t a i l e r l o c a -

t i o n . A s e x p l a i n e d i n C h a p t e r 1 , t h e s e a r e s t r a t e g i c d e c i s i o n s s i n c e t h e y h a v e a l o n g - l a s t i n g

e e c t o n t h e r m . I n t h e d i s c u s s i o n b e l o w , w e c o n c e n t r a t e o n t h e f o l l o w i n g k e y s t r a t e g i c

d e c i s i o n s :

1 . d e t e r m i n i n g t h e a p p r o p r i a t e n u m b e r o f w a r e h o u s e s ,

2 . d e t e r m i n i n g t h e l o c a t i o n o f e a c h w a r e h o u s e ,


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2 . 1 . I N T R O D U C T I O N 2 3

3 . d e t e r m i n i n g t h e s i z e o f e a c h w a r e h o u s e ,

4 . a l l o c a t i n g s p a c e f o r p r o d u c t s i n e a c h w a r e h o u s e , a n d

5 . d e t e r m i n i n g w h i c h p r o d u c t s c u s t o m e r s w i l l r e c e i v e f r o m e a c h w a r e h o u s e .

W e t h e r e f o r e a s s u m e t h a t p l a n t a n d r e t a i l e r l o c a t i o n s w i l l n o t b e c h a n g e d . T h e o b j e c t i v e

i s t o d e s i g n o r r e c o n g u r e t h e l o g i s t i c s n e t w o r k s o a s t o m i n i m i z e a n n u a l s y s t e m - w i d e c o s t s

i n c l u d i n g p r o d u c t i o n a n d p u r c h a s i n g c o s t s , i n v e n t o r y h o l d i n g c o s t s , f a c i l i t y c o s t s s t o r a g e ,

h a n d l i n g a n d x e d c o s t s , a n d t r a n s p o r t a t i o n c o s t s , s u b j e c t t o a v a r i e t y o f s e r v i c e l e v e l

r e q u i r e m e n t s . N o t e t h a t o n e o t h e r k e y d e c i s i o n , t h e s e l e c t i o n o f t r a n s p o r t a t i o n m o d e t r u c k ,

r a i l , e t c . , i s a t a c t i c a l d e c i s i o n d i s c u s s e d i n C h a p t e r 3 .

I n t h i s s e t t i n g , t h e t r a d e o s a r e c l e a r . I n c r e a s i n g t h e n u m b e r o f w a r e h o u s e s t y p i c a l l y

y i e l d s

a n i m p r o v e m e n t i n s e r v i c e l e v e l d u e t o t h e r e d u c t i o n i n a v e r a g e t r a v e l t i m e t o t h e

c u s t o m e r s ,

a n i n c r e a s e i n i n v e n t o r y c o s t s d u e t o i n c r e a s e d s a f e t y s t o c k s r e q u i r e d t o p r o t e c t e a c h

w a r e h o u s e a g a i n s t u n c e r t a i n t i e s i n c u s t o m e r d e m a n d s ,

a n i n c r e a s e i n o v e r h e a d a n d s e t - u p c o s t s ,

a r e d u c t i o n i n o u t b o u n d t r a n s p o r t a t i o n c o s t s ; t r a n s p o r t a t i o n c o s t s f r o m t h e w a r e -

h o u s e s t o t h e c u s t o m e r s ,

a n i n c r e a s e i n i n b o u n d t r a n s p o r t a t i o n c o s t s ; t r a n s p o r t a t i o n c o s t s f r o m t h e s u p p l i e r s

a n d o r m a n u f a c t u r e r s t o t h e w a r e h o u s e s .

I n e s s e n c e , t h e r m m u s t b a l a n c e t h e c o s t s o f o p e n i n g n e w w a r e h o u s e s w i t h t h e a d -

v a n t a g e s o f b e i n g c l o s e t o t h e c u s t o m e r . T h u s , w a r e h o u s e l o c a t i o n d e c i s i o n s a r e c r u c i a l

d e t e r m i n a n t s o f w h e t h e r o r n o t t h e s u p p l y c h a i n i s a n e c i e n t c h a n n e l f o r t h e d i s t r i b u t i o n

o f t h e p r o d u c t s .


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F i g u r e 2 . 1 : T h e D S S s c r e e n r e p r e s e n t i n g d a t a p r i o r t o o p t i m i z a t i o n .

W e d e s c r i b e b e l o w s o m e o f t h e i s s u e s r e l a t e d t o d a t a c o l l e c t i o n a n d t h e c a l c u l a t i o n o f

c o s t s r e q u i r e d f o r t h e o p t i m i z a t i o n m o d e l s . S o m e o f t h e i n f o r m a t i o n p r o v i d e d i s b a s e d o n

l o g i s t i c s t e x t b o o k s s u c h a s 7 , 5 3 a n d 1 0 0 .

F i g u r e 2 . 1 a n d F i g u r e 2 . 2 p r e s e n t t w o t y p i c a l s c r e e n s t h a t t h e u s e r w o u l d s e e a t d i e r e n t

s t a g e s o f t h e o p t i m i z a t i o n . O n e r e p r e s e n t s t h e n e t w o r k p r i o r t o o p t i m i z a t i o n a n d t h e s e c o n d

r e p r e s e n t s t h e o p t i m i z e d n e t w o r k .

2 . 2 D a t a C o l l e c t i o n

A t y p i c a l n e t w o r k c o n g u r a t i o n p r o b l e m i n v o l v e s l a r g e a m o u n t s o f d a t a . T h i s i n c l u d e s

i n f o r m a t i o n o n :


7/32

2 . 2 . D A T A C O L L E C T I O N 2 5

F i g u r e 2 . 2 : T h e D S S s c r e e n r e p r e s e n t i n g t h e o p t i m i z e d l o g i s t i c s n e t w o r k .


8/32


1 . L o c a t i o n o f c u s t o m e r s , r e t a i l e r s , e x i s t i n g w a r e h o u s e s a n d d i s t r i b u t i o n c e n t e r s , m a n u -

f a c t u r i n g f a c i l i t i e s a n d s u p p l i e r s .

2 . A l l p r o d u c t s , i n c l u d i n g v o l u m e s , s p e c i a l t r a n s p o r t m o d e s e . g . , r e f r i g e r a t e d .

3 . A n n u a l d e m a n d f o r e a c h p r o d u c t b y c u s t o m e r l o c a t i o n .

4 . T r a n s p o r t a t i o n r a t e s b y m o d e .

5 . W a r e h o u s i n g c o s t s i n c l u d i n g l a b o r , i n v e n t o r y c a r r y i n g c h a r g e s a n d x e d o p e r a t i n g

c o s t s .

6 . S h i p m e n t s i z e s a n d f r e q u e n c i e s f o r c u s t o m e r d e l i v e r y .

7 . O r d e r p r o c e s s i n g c o s t s .

8 . C u s t o m e r s e r v i c e r e q u i r e m e n t s a n d g o a l s .

2 . 2 . 1 D a t a A g g r e g a t i o n

O f c o u r s e , a q u i c k l o o k a t t h e a b o v e l i s t s u g g e s t s t h a t t h e a m o u n t o f d a t a i n v o l v e d i n a n y

o p t i m i z a t i o n m o d e l f o r t h i s p r o b l e m i s o v e r w h e l m i n g . F o r i n s t a n c e , i n a t y p i c a l s o f t d r i n k

d i s t r i b u t i o n s y s t e m t h e r e a r e b e t w e e n 1 0 , 0 0 0 t o 1 2 0 , 0 0 0 a c c o u n t s c u s t o m e r s . S i m i l a r l y ,

i n a r e t a i l l o g i s t i c s n e t w o r k , s u c h a s W a l - M a r t o r J . C . P e n n e y , t h e n u m b e r o f d i e r e n t

p r o d u c t s t h a t o w t h r o u g h t h e n e t w o r k i s i n t h e t h o u s a n d s o r e v e n h u n d r e d s o f t h o u s a n d s .

F o r t h a t r e a s o n , a n e s s e n t i a l r s t s t e p i s d a t a a g g r e g a t i o n . T h i s i s d o n e u s i n g t h e

f o l l o w i n g c r i t e r i a :

C u s t o m e r s l o c a t e d i n c l o s e p r o x i m i t y t o e a c h o t h e r a r e a g g r e g a t e d u s i n g a g r i d n e t w o r k

o r o t h e r c l u s t e r i n g t e c h n i q u e . A l l c u s t o m e r s w i t h i n a s i n g l e c e l l o r a s i n g l e c l u s t e r a r e

r e p l a c e d b y a s i n g l e c u s t o m e r l o c a t e d a t t h e c e n t e r o f t h e c e l l o r c l u s t e r . T h i s c e l l o r

a c l u s t e r i s r e f e r r e d t o a s a c u s t o m e r z o n e . A t e c h n i q u e t h a t i s c o m m o n l y u s e d , a n d

u s u a l l y v e r y e e c t i v e , i s t o a g g r e g a t e c u s t o m e r s a c c o r d i n g t o t h e 5 - d i g i t z i p c o d e .


9/32

2 . 2 . D A T A C O L L E C T I O N 2 7

I t e m s a r e a g g r e g a t e d i n t o a r e a s o n a b l e n u m b e r o f p r o d u c t g r o u p s , b a s e d o n

1 . D i s t r i b u t i o n p a t t e r n . A l l p r o d u c t s p i c k e d u p a t t h e s a m e s o u r c e a n d d e s t i n e d t o

t h e s a m e c u s t o m e r s a r e a g g r e g a t e d t o g e t h e r .

2 . P r o d u c t t y p e . I n m a n y c a s e s , d i e r e n t p r o d u c t s m i g h t s i m p l y b e v a r i a t i o n s i n

p r o d u c t m o d e l s o r s t y l e o r m i g h t d i e r o n l y i n t h e t y p e o f p a c k a g i n g . T h e s e

p r o d u c t s a r e t y p i c a l l y a g g r e g a t e d t o g e t h e r .

A n i m p o r t a n t c o n s i d e r a t i o n , o f c o u r s e , i s t h e i m p a c t o n t h e m o d e l ' s e e c t i v e n e s s d u e t o

r e p l a c i n g t h e o r i g i n a l d e t a i l e d d a t a w i t h t h e a g g r e g a t e d d a t a . W e a d d r e s s t h i s i s s u e i n t w o

w a y s :

1 . E v e n i f t h e t e c h n o l o g y e x i s t s t o s o l v e t h e l o g i s t i c s n e t w o r k d e s i g n p r o b l e m w i t h t h e

o r i g i n a l d a t a , i t s t i l l m a y b e u s e f u l t o a g g r e g a t e d a t a . T h i s i s t r u e , s i n c e o u r a b i l i t y

t o f o r e c a s t c u s t o m e r d e m a n d a t t h e a c c o u n t a n d p r o d u c t l e v e l s i s u s u a l l y p o o r . B e -

c a u s e o f t h e r e d u c t i o n i n v a r i a b i l i t y a c h i e v e d t h r o u g h a g g r e g a t i o n , f o r e c a s t d e m a n d

i s s i g n i c a n t l y m o r e a c c u r a t e a t t h e a g g r e g a t e d l e v e l .

E x a m p l e 2 . 2 . 1 T o i l l u s t r a t e t h e i m p a c t o f a g g r e g a t i o n o n v a r i a b i l i t y , c o n s i d e r a n

e x a m p l e i n w h i c h t w o c u s t o m e r s , e . g . , r e t a i l o u t l e t s , a r e a g g r e g a t e d . T a b l e 2 . 1 p r o v i d e s

d a t a o n d e m a n d g e n e r a t e d b y t h e s e c u s t o m e r s o v e r t h e l a s t s e v e n y e a r s .

T a b l e 2 . 1 : H i s t o r i c a l D a t a f o r t h e T w o C u s t o m e r s

Y e a r 1 9 9 2 1 9 9 3 1 9 9 4 1 9 9 5 1 9 9 6 1 9 9 7 1 9 9 8

C u s t o m e r 1 2 2 3 4 6 2 8 5 4 9 1 9 5 6 7 2 5 4 5 7 3 1 9 8 6 2 1 8 9 7 1 9 8 5 4

C u s t o m e r 2 1 7 8 3 5 2 1 7 6 5 1 9 8 7 5 2 4 3 4 6 2 2 8 7 6 1 4 6 5 3 2 4 9 8 7

T o t a l 4 0 1 8 1 5 0 3 1 4 3 9 4 4 2 4 9 8 0 3 5 4 8 6 2 3 6 5 5 0 4 4 8 4 1

A s s u m i n g t h a t t h i s d a t a c o r r e c t l y r e p r e s e n t s t h e d i s t r i b u t i o n o f n e x t y e a r ' s d e m a n d f o r

e a c h c u s t o m e r , T a b l e 2 . 2 p r o v i d e s a s u m m a r y o f a v e r a g e a n n u a l d e m a n d , t h e s t a n d a r d


10/32


d e v i a t i o n o f a n n u a l d e m a n d a n d t h e c o e c i e n t o f v a r i a t i o n f o r e a c h c u s t o m e r a n d f o r

t h e a g g r e g a t e d o n e . F o r a d i s c u s s i o n o n t h e d i e r e n c e b e t w e e n t h e s t a n d a r d d e v i a t i o n

a n d t h e c o e c i e n t o f v a r i a t i o n , s e e C h a p t e r 3 .

T a b l e 2 . 2 : S u m m a r y o f H i s t o r i c a l D a t a

S t a t i s t i c s A v e r a g e S t d D e v C o e c i e n t o f

A n n u a l D e m a n d A n n u a l D e m a n d V a r i a t i o n

C u s t o m e r 1 2 4 2 3 7 4 6 5 8 0 . 1 9 2

C u s t o m e r 2 2 0 9 0 5 3 4 2 7 0 . 1 7 3

T o t a l 4 5 1 4 2 6 7 5 7 0 . 1 5 0

N o t e t h a t , t h e a v e r a g e a n n u a l d e m a n d f o r t h e a g g r e g a t e d c u s t o m e r i s t h e s u m o f t h e

a v e r a g e d e m a n d g e n e r a t e d b y e a c h o f t h e c u s t o m e r s . H o w e v e r , v a r i a b i l i t y f a c e d b y t h e

a g g r e g a t e d c u s t o m e r , m e a s u r e d u s i n g e i t h e r t h e s t a n d a r d d e v i a t i o n o r t h e c o e c i e n t o f

v a r i a t i o n , i s s m a l l e r t h a n t h e c o m b i n e d v a r i a b i l i t i e s f a c e d b y t h e t w o e x i s t i n g c u s t o m e r .

2 . V a r i o u s r e s e a r c h e r s r e p o r t t h a t a g g r e g a t i n g d a t a i n t o a b o u t 1 5 0 2 0 0 p o i n t s u s u a l l y

r e s u l t s i n n o m o r e t h a n a b o u t 1 e r r o r i n t h e e s t i m a t i o n o f t o t a l t r a n s p o r t a t i o n c o s t s ,

s e e 7 a n d 4 9 .

I n p r a c t i c e , t h e f o l l o w i n g g u i d e l i n e s a r e t y p i c a l l y u s e d w h e n a g g r e g a t i n g t h e d a t a :

A g g r e g a t e d e m a n d p o i n t s t o b e t w e e n 1 5 0 t o 2 0 0 z o n e s .

M a k e s u r e e a c h z o n e h a s a b o u t a n e q u a l a m o u n t o f t o t a l d e m a n d . T h i s i m p l i e s t h a t

t h e z o n e s m a y b e o f d i e r e n t g e o g r a p h i c s i z e s .

P l a c e t h e a g g r e g a t e d p o i n t s a t t h e c e n t e r o f t h e z o n e .

A g g r e g a t e t h e p r o d u c t s i n t o 2 0 - 5 0 p r o d u c t g r o u p s .


11/32

2 . 2 . D A T A C O L L E C T I O N 2 9

F i g u r e 2 . 3 : T h e D S S s c r e e n r e p r e s e n t i n g d a t a p r i o r t o a g g r e g a t i o n .

F i g u r e 2 . 3 p r e s e n t s i n f o r m a t i o n a b o u t 2 4 4 8 c u s t o m e r s a l l l o c a t e d i n N o r t h C a r o l i n a

w h i l e F i g u r e 2 . 4 s h o w s t h e s a m e d a t a a f t e r a g g r e g a t i o n u s i n g a 3 d i g i t z i p c o d e r e s u l t i n g i n

1 3 2 a g g r e g a t e d p o i n t s .

2 . 2 . 2 T r a n s p o r t a t i o n R a t e s

T h e n e x t s t e p i n c o n s t r u c t i n g a n e e c t i v e d i s t r i b u t i o n n e t w o r k d e s i g n m o d e l i s e s t i m a t i n g

t r a n s p o r t a t i o n c o s t s . A n i m p o r t a n t c h a r a c t e r i s t i c o f m o s t t r a n s p o r t a t i o n r a t e s i n c l u d i n g

t r u c k , r a i l a n d o t h e r s , i s t h a t t h e r a t e s a r e a l m o s t l i n e a r w i t h d i s t a n c e a n d v o l u m e . W e

d i s t i n g u i s h h e r e b e t w e e n t r a n s p o r t a t i o n c o s t s a s s o c i a t e d w i t h a n i n t e r n a l a n d a n e x t e r n a l

e e t .

E s t i m a t i n g t r a n s p o r t a t i o n c o s t s f o r c o m p a n y - o w n e d t r u c k s i s t y p i c a l l y q u i t e s i m p l e . I t


12/32


F i g u r e 2 . 4 : T h e D S S s c r e e n r e p r e s e n t i n g d a t a a f t e r a g g r e g a t i o n .


13/32


14/32


b e o b t a i n e d f r o m a c a r r i e r t a r i t a b l e i . e . , t h a t i s , f r o m a f r e i g h t r a t e t a b l e .

T h e t w o o t h e r f r e i g h t r a t e s , n a m e l y e x c e p t i o n a n d c o m m o d i t y , a r e s p e c i a l i z e d r a t e s u s e d

t o p r o v i d e e i t h e r l e s s e x p e n s i v e r a t e s e x c e p t i o n , o r c o m m o d i t y - s p e c i c r a t e s c o m m o d i t y .

F o r a n e x c e l l e n t d i s c u s s i o n , s e e 5 3 a n d 8 8 . M o s t c a r r i e r s p r o v i d e a d a t a b a s e l e w i t h a l l o f

t h e i r t r a n s p o r t a t i o n r a t e s ; t h e s e d a t a b a s e s a r e t y p i c a l l y i n c o r p o r a t e d i n t o d e c i s i o n s u p p o r t

s y s t e m s .

T h e p r o l e r a t i o n o f L T L c a r r i e r r a t e s a n d t h e h i g h l y f r a g m e n t e d n a t u r e o f t h e t r u c k i n g

i n d u s t r y h a s c r e a t e d t h e n e e d f o r s o p h i s t i c a t e d r a t i n g e n g i n e s . A n e x a m p l e o f s u c h a r a t i n g

e n g i n e , w h i c h i s w i d e l y u s e d , i s S o u t h e r n M o t o r C a r r i e r ' s C o m p l e t e Z i p A u d i t i n g a n d R a t i n g

C Z A R e n g i n e . T h i s e n g i n e c a n w o r k w i t h v a r i o u s c a r r i e r t a r i t a b l e s a s w e l l a s C Z A R -

L i t e . U n l i k e a n i n d i v i d u a l c a r r i e r ' s t a r i , C Z A R - L i t e o e r s a m a r k e t b a s e d p r i c e l i s t d e r i v e d

f r o m s t u d i e s o f L T L p r i c i n g o n a r e g i o n a l , i n t e r - r e g i o n a l , a n d n a t i o n a l b a s i s . T h i s p r o v i d e s

s h i p p e r s w i t h a f a i r p r i c i n g s y s t e m a n d p r e v e n t s a n y i n d i v i d u a l c a r r i e r ' s o p e r a t i o n a l a n d

m a r k e t i n g b i a s f r o m o v e r t l y i n u e n c i n g t h e s h i p p e r c h o i c e . C o n s e q u e n t l y , C Z A R - L i t e r a t e s

a r e o f t e n u s e d a s a b a s e f o r n e g o t i a t i n g L T L c o n t r a c t s b e t w e e n s h i p p e r s , c a r r i e r s , a n d t h i r d

p a r t y l o g i s t i c s p r o v i d e r s .

2 . 2 . 3 M i l e a g e E s t i m a t i o n

A s e x p l a i n e d i n t h e p r e v i o u s s u b s e c t i o n , t h e c o s t o f t r a n s p o r t i n g p r o d u c t s f r o m a s p e c i c

s o u r c e t o a s p e c i c d e s t i n a t i o n i s a f u n c t i o n o f t h e d i s t a n c e b e t w e e n t h e s e t w o p o i n t s . T h u s ,

w e n e e d a t o o l t h a t a l l o w s u s t o e s t i m a t e d i s t a n c e s . W e c a n e s t i m a t e d i s t a n c e s u s i n g e i t h e r

s t r e e t n e t w o r k o r s t r a i g h t l i n e d i s t a n c e s . S p e c i c a l l y , s u p p o s e w e w a n t t o e s t i m a t e t h e

d i s t a n c e b e t w e e n t w o p o i n t s a a n d b . F o r t h i s p u r p o s e w e n e e d t o o b t a i n L o n

a

a n d L a t

a

,

t h e l o n g i t u d e a n d l a t i t u d e o f p o i n t a s i m i l a r l y f o r p o i n t b . T h e n , t h e s t r a i g h t l i n e d i s t a n c e

i n m i l e s f r o m a t o b , D

a b

i s c a l c u l a t e d a s f o l l o w s

D

a b

= 6 9

q

l o n

a

, l o n

b

2

+ l a t

a

, l a t

b

2

:


15/32

2 . 2 . D A T A C O L L E C T I O N 3 3

T h e v a l u e 6 9 i s a p p r o x i m a t e l y t h e n u m b e r o f m i l e s p e r d e g r e e f o r t h e l a t i t u d e s o f t h e

c o n t i n e n t a l U . S . , s i n c e l o n g i t u d e a n d l a t i t u d e a r e g i v e n i n d e g r e e s . T h i s e q u a t i o n i s a c c u r a t e

f o r s h o r t d i s t a n c e s o n l y ; i t d o e s n o t t a k e i n t o a c c o u n t t h e c u r v a t u r e o f t h e e a r t h . T o m e a s u r e

f a i r l y l o n g d i s t a n c e s a n d c o r r e c t f o r t h e e a r t h c u r v a t u r e , w e u s e t h e a p p r o x i m a t i o n , s e e 6 7 ,

s u g g e s t e d b y t h e U n i t e d S t a t e s G e o l o g i c a l S u r v e y :

D

a b

= 2 6 9 s i n

, 1

s

s i n

l a t

a

, l a t

b

2

2

+ c o s l a t

a

c o s l a t

b

s i n

l o n

a

, l o n

b

2

2

:

T h e s e e q u a t i o n s r e s u l t i n v e r y a c c u r a t e d i s t a n c e c a l c u l a t i o n s , h o w e v e r , i n b o t h c a s e s t h e

e q u a t i o n s u n d e r e s t i m a t e t h e a c t u a l r o a d d i s t a n c e . T h e r e f o r e , t o c o r r e c t f o r t h i s w e m u l t i p l y

D

a b

b y a c i r c u i t r y f a c t o r , . T y p i c a l l y , i n a m e t r o p o l i t a n a r e a = 1 : 3 w h i l e

r h o = 1 : 1 4 f o r t h e c o n t i n e n t a l U . S .

E x a m p l e 2 . 2 . 2 C o n s i d e r a m a n u f a c t u r e r s h i p p i n g a s i n g l e f u l l y l o a d e d t r u c k f r o m C h i c a g o ,

I L t o B o s t o n , M A . T h e m a n u f a c t u r e r i s u s i n g a T L c a r r i e r w h o s e r a t e i s 1 0 5 c e n t s p e r m i l e

p e r T r u c k L o a d . T o c a l c u l a t e d t r a n s p o r t a t i o n c o s t f o r t h i s s h i p m e n t , w e n e e d g e o g r a p h i c

d a t a . T a b l e 2 . 3 p r o v i d e s i n f o r m a t i o n a b o u t t h e l o n g i t u d e a n d l a t i t u d e o f e a c h c i t y .

T a b l e 2 . 3 : G e o g r a p h i c I n f o r m a t i o n

C i t y L o n g t i t u d e L a t i t u d e

C h i c a g o - 8 7 . 6 5 4 1 . 8 5

B o s t o n - 7 1 . 0 6 4 2 . 3 6

A p p l y i n g t h e a b o v e e q u a t i o n l e a d s t o a s t r a i g h t l i n e d i s t a n c e f r o m C h i c a g o t o B o s t o n

e q u a l t o 8 5 5 m i l e s . M u l t i p l y i n g t h i s n u m b e r b y t h e c i r c u i t y f a c t o r , 1 : 1 4 i n t h i s c a s e , l e a d s t o

a n e s t i m a t e o f t h e a c t u a l r o a d d i s t a n c e e q u a l t o 9 7 4 m i l e s . T h i s n u m b e r s h o u l d b e c o m p a r e d

w i t h t h e a c t u a l r o a d d i s t a n c e w h i c h i s 9 6 5 m i l e s . T h u s , b a s e d o n o u r e s t i m a t e o f t h e r o a d

d i s t a n c e , t h e t r a n s p o r t a t i o n c o s t i n t h i s c a s e i s $ 1 0 2 3 .


16/32


17/32


18/32


O n e e e c t i v e w a y t o o v e r c o m e t h i s d i c u l t y i s t o u t i l i z e t h e i n v e n t o r y t u r n o v e r r a t i o .

T h i s i s d e n e d a s f o l l o w s .

I n v e n t o r y T u r n o v e r R a t i o =

a n n u a l s a l e s

a v e r a g e i n v e n t o r y l e v e l

:

S p e c i c a l l y , i n o u r c a s e , t h e i n v e n t o r y t u r n o v e r r a t i o i s t h e r a t i o o f t h e t o t a l a n n u a l o w

t h r o u g h t h e w a r e h o u s e t o t h e a v e r a g e i n v e n t o r y l e v e l . T h u s , i f t h e r a t i o i s , t h e n t h e

a v e r a g e i n v e n t o r y l e v e l i s t o t a l a n n u a l o w d i v i d e d b y . F i n a l l y , m u l t i p l y i n g t h e a v e r a g e

i n v e n t o r y l e v e l b y t h e i n v e n t o r y h o l d i n g c o s t g i v e s t h e a n n u a l s t o r a g e c o s t s .

F i n a l l y , t o c a l c u l a t e t h e x e d c o s t , w e n e e d t o e s t i m a t e t h e w a r e h o u s e c a p a c i t y . T h i s i s

d o n e i n t h e n e x t s u b s e c t i o n .

2 . 2 . 5 W a r e h o u s e C a p a c i t i e s

A n o t h e r i m p o r t a n t i n p u t t o t h e d i s t r i b u t i o n n e t w o r k d e s i g n m o d e l a r e t h e a c t u a l w a r e h o u s e

c a p a c i t i e s . T h e q u e s t i o n , o f c o u r s e , i s h o w t o e s t i m a t e t h e a c t u a l s p a c e r e q u i r e d , g i v e n a

s p e c i c a n n u a l o w o f m a t e r i a l t h r o u g h t h e w a r e h o u s e . A g a i n , t h e i n v e n t o r y t u r n o v e r r a t i o

s u g g e s t s a n a p p r o p r i a t e a p p r o a c h . A s b e f o r e , a n n u a l o w t h r o u g h a w a r e h o u s e d i v i d e d b y

t h e i n v e n t o r y t u r n o v e r r a t i o a l l o w s u s t o c a l c u l a t e t h e a v e r a g e i n v e n t o r y l e v e l . A s s u m i n g a

r e g u l a r s h i p m e n t a n d d e l i v e r y s c h e d u l e , s u c h a s t h a t g i v e n b y F i g u r e 2 . 6 , i t f o l l o w s t h a t t h e

r e q u i r e d s t o r a g e s p a c e i s a p p r o x i m a t e l y t w i c e t h a t a m o u n t . O f c o u r s e , i n p r a c t i c e , e v e r y

p a l l e t s t o r e d i n t h e w a r e h o u s e r e q u i r e s a n e m p t y s p a c e t o a l l o w f o r a a c c e s s a n d h a n d l i n g ,

T h u s , c o n s i d e r i n g t h i s s p a c e a s w e l l a s s p a c e f o r a i s l e s , p i c k i n g , s o r t i n g a n d p r o c e s s i n g

f a c i l i t i e s a n d A G V ' s A u t o m a t i c G u i d e d V e h i c l e , w e t y p i c a l l y m u l t i p l y t h e r e q u i r e d s t o r a g e

s p a c e b y a f a c t o r 1 . T h i s f a c t o r d e p e n d s o n t h e s p e c i c a p p l i c a t i o n a n d a l l o w s u s t o

m o r e a c c u r a t e l y a s s e s s t h e a m o u n t o f s p a c e a v a i l a b l e i n t h e w a r e h o u s e . A t y p i c a l f a c t o r u s e d

i n p r a c t i c e i s t h r e e . T h i s f a c t o r w o u l d b e u s e d i n t h e f o l l o w i n g w a y . C o n s i d e r a s i t u a t i o n

w h e r e t h e a n n u a l o w t h r o u g h t h e w a r e h o u s e i s 1 0 0 0 u n i t s a n d t h e i n v e n t o r y t u r n o v e r

r a t i o i s 1 0 . 0 . T h i s i m p l i e s t h a t a v e r a g e i n v e n t o r y l e v e l i s a b o u t 1 0 0 u n i t s a n d h e n c e i f e a c h


19/32

2 . 2 . D A T A C O L L E C T I O N 3 7

F i g u r e 2 . 6 : I n v e n t o r y L e v e l a s a f u n c t i o n o f t i m e .

u n i t t a k e s 1 0 s q u a r e f e e t o f o o r s p a c e , t h e r e q u i r e d s p a c e f o r t h e p r o d u c t s i s 2 , 0 0 0 s q u a r e

f e e t . T h e t o t a l s p a c e , t h e r e f o r e , r e q u i r e d f o r t h e w a r e h o u s e i s a b o u t 6 , 0 0 0 s q u a r e f e e t .

2 . 2 . 6 P o t e n t i a l W a r e h o u s e L o c a t i o n s

I t i s a l s o i m p o r t a n t t o e e c t i v e l y i d e n t i f y p o t e n t i a l l o c a t i o n s f o r n e w w a r e h o u s e s . T y p i c a l l y ,

t h e s e l o c a t i o n s m u s t s a t i s f y a v a r i e t y o f c o n d i t i o n s :

g e o g r a p h i c a l a n d i n f r a s t r u c t u r e c o n d i t i o n s ,

n a t u r a l r e s o u r c e s a n d l a b o r a v a i l a b i l i t y ,

l o c a l i n d u s t r y a n d t a x r e g u l a t i o n s ,

p u b l i c i n t e r e s t .

A s a r e s u l t , t h e r e i s o n l y a l i m i t e d n u m b e r o f l o c a t i o n s t h a t w o u l d m e e t a l l t h e r e q u i r e -

m e n t s . T h e s e a r e t h e p o t e n t i a l l o c a t i o n s i t e s f o r t h e n e w f a c i l i t i e s .


20/32


2 . 2 . 7 S e r v i c e L e v e l R e q u i r e m e n t s

T h e r e a r e v a r i o u s w a y s t o d e n e s e r v i c e l e v e l s i n t h i s c o n t e x t . F o r e x a m p l e , w e m i g h t s p e c i f y

a m a x i m u m d i s t a n c e b e t w e e n e v e r y c u s t o m e r a n d t h e w a r e h o u s e s e r v i n g i t . T h i s e n s u r e s

t h a t a w a r e h o u s e w i l l b e a b l e t o s e r v e i t s c u s t o m e r s w i t h i n a r e a s o n a b l e t i m e . S o m e t i m e s ,

w e m u s t r e c o g n i z e t h a t f o r s o m e c u s t o m e r s , m a y b e t h o s e i n r u r a l o r i s o l a t e d a r e a s , i t i s

h a r d e r t o s a t i s f y t h e s a m e s e r v i c e l e v e l a s m o s t o t h e r c u s t o m e r s . I n t h i s c a s e , i t i s o f t e n

h e l p f u l t o d e n e t h e s e r v i c e l e v e l a s t h e p r o p o r t i o n o f c u s t o m e r s w h o s e d i s t a n c e t o t h e i r

a s s i g n e d w a r e h o u s e i s n o m o r e t h a n a g i v e n d i s t a n c e . F o r i n s t a n c e , w e m a y r e q u i r e t h a t

9 5 o f t h e c u s t o m e r s a r e w i t h i n 2 0 0 m i l e s o f t h e w a r e h o u s e s s e r v i n g t h e m .

2 . 2 . 8 F u t u r e D e m a n d

A s o b s e r v e d i n C h a p t e r 1 , d e c i s i o n s a t t h e s t r a t e g i c l e v e l , w h i c h i n c l u d e d i s t r i b u t i o n n e t w o r k

d e s i g n , h a v e a l o n g l a s t i n g e e c t o n t h e r m . I n p a r t i c u l a r , d e c i s i o n s r e g a r d i n g t h e n u m b e r ,

l o c a t i o n s a n d s i z e s o f w a r e h o u s e s h a v e a n i m p a c t o n t h e r m f o r a t l e a s t t h e n e x t 3 - 5

y e a r s . T h i s i m p l i e s , t h a t c h a n g e s i n c u s t o m e r d e m a n d s o v e r t h e n e x t f e w y e a r s s h o u l d

b e t a k e n i n t o a c c o u n t w h e n d e s i g n i n g t h e n e t w o r k . T h i s i s m o s t c o m m o n l y a d d r e s s e d

u s i n g a s c e n a r i o b a s e d a p p r o a c h i n c o r p o r a t i n g n e t p r e s e n t v a l u e c a l c u l a t i o n s . F o r e x a m p l e ,

v a r i o u s p o s s i b l e s c e n a r i o s r e p r e s e n t i n g a v a r i e t y o f p o s s i b l e f u t u r e d e m a n d p a t t e r n s o v e r

t h e p l a n n i n g h o r i z o n c a n b e g e n e r a t e d . T h e s e s c e n a r i o s c a n t h e n b e d i r e c t l y i n c o r p o r a t e d

i n t o t h e m o d e l t o d e t e r m i n e t h e b e s t d i s t r i b u t i o n s t r a t e g y .

2 . 3 M o d e l a n d D a t a V a l i d a t i o n

T h e p r e v i o u s s e c t i o n d o c u m e n t s t h e d i c u l t i e s i n c o l l e c t i n g , t a b u l a t i n g a n d c l e a n i n g t h e

d a t a f o r a n e t w o r k c o n g u r a t i o n m o d e l . O n c e t h i s i s d o n e , h o w d o w e e n s u r e t h a t t h e d a t a

a n d m o d e l a c c u r a t e l y r e e c t t h e n e t w o r k d e s i g n p r o b l e m ?

T h e p r o c e s s u s e d t o a d d r e s s t h i s i s s u e i s k n o w a s M o d e l a n d D a t a V a l i d a t i o n . T h i s i s


21/32

2 . 3 . M O D E L A N D D A T A V A L I D A T I O N 3 9

t y p i c a l l y d o n e b y r e c o n s t r u c t i n g t h e e x i s t i n g n e t w o r k c o n g u r a t i o n u s i n g t h e m o d e l a n d

c o l l e c t e d d a t a , a n d c o m p a r i n g t h e o u t p u t o f t h e m o d e l t o e x i s t i n g d a t a .

T h e i m p o r t a n c e o f v a l i d a t i o n c a n n o t b e o v e r s t a t e d . V a l u a b l e o u t p u t o f t h e m o d e l c o n -

g u r e d t o d u p l i c a t e c u r r e n t o p e r a t i n g c o n d i t i o n s i n c l u d e s a l l c o s t s , i n c l u d i n g w a r e h o u s i n g ,

i n v e n t o r y , p r o d u c t i o n a n d t r a n s p o r t a t i o n c o s t s g e n e r a t e d u n d e r t h e c u r r e n t n e t w o r k c o n -

g u r a t i o n . T h i s d a t a c a n b e c o m p a r e d t o t h e c o m p a n y ' s a c c o u n t i n g i n f o r m a t i o n . T h i s i s

o f t e n t h e b e s t w a y t o i d e n t i f y e r r o r s i n t h e d a t a , p r o b l e m a t i c a s s u m p t i o n s , m o d e l i n g a w s ,

e t c . . . . F o r e x a m p l e , i n o n e p r o j e c t w e k n o w o f , i t w a s o b s e r v e d t h a t t h e t r a n s p o r t a t i o n

c o s t s c a l c u l a t e d d u r i n g t h e v a l i d a t i o n p r o c e s s w e r e c o n s i s t e n t l y u n d e r e s t i m a t i n g t h e c o s t s

s u g g e s t e d b y t h e a c c o u n t i n g d a t a . A f t e r a c a r e f u l r e v i e w o f t h e d i s t r i b u t i o n p r a c t i c e s , i t

w a s c o n c l u d e d t h a t t h e e e c t i v e t r u c k c a p a c i t y w a s o n l y a b o u t 3 0 o f t h e t r u c k ' s p h y s i c a l

c a p a c i t y . T h a t i s , t r u c k s w e r e b e i n g s e n t o u t w i t h v e r y l i t t l e p a y l o a d . T h u s , t h e v a l i d a -

t i o n p r o c e s s n o t o n l y h e l p e d c a l i b r a t e s o m e o f t h e p a r a m e t e r s u s e d i n t h e m o d e l b u t a l s o

s u g g e s t e d p o t e n t i a l i m p r o v e m e n t s i n t h e u t i l i z a t i o n o f t h e e x i s t i n g n e t w o r k .

I t i s o f t e n a l s o h e l p f u l t o m a k e l o c a l o r s m a l l c h a n g e s i n t h e n e t w o r k c o n g u r a t i o n a n d

s e e h o w t h e s y s t e m e s t i m a t e s t h e i r i m p a c t o n c o s t s a n d s e r v i c e l e v e l s . S p e c i c a l l y , t h i s

s t e p i n v o l v e s p o s i t i n g a v a r i e t y o f w h a t i f " q u e s t i o n s . T h i s i n c l u d e s e s t i m a t i n g t h e i m p a c t

o n s y s t e m p e r f o r m a n c e o f c l o s i n g a n e x i s t i n g w a r e h o u s e . O r , t o g i v e a n o t h e r e x a m p l e , i t

a l l o w s t h e u s e r t o c h a n g e t h e o w o f m a t e r i a l t h r o u g h t h e e x i s t i n g n e t w o r k a n d s e e t h e

c h a n g e s i n t h e c o s t s . O f t e n , m a n a g e r s h a v e g o o d i n t u i t i o n a b o u t w h a t t h e e e c t o f t h e s e

s m a l l s c a l e c h a n g e s o n t h e s y s t e m s h o u l d b e , s o t h e y c a n m o r e e a s i l y i d e n t i f y e r r o r s i n t h e

m o d e l . I n t u i t i o n a b o u t t h e e e c t o f r a d i c a l r e d e s i g n o f t h e e n t i r e s y s t e m i s o f t e n m u c h l e s s

r e l i a b l e .

V a l i d a t i o n i s c r i t i c a l f o r d e t e r m i n i n g t h e v a l i d i t y o f t h e m o d e l a n d d a t a , b u t t h e p r o c e s s

h a s o t h e r b e n e t s . I n p a r t i c u l a r , i t h e l p s t h e u s e r m a k e t h e c o n n e c t i o n b e t w e e n t h e c u r r e n t

o p e r a t i o n s , w h i c h w e r e m o d e l e d d u r i n g t h e v a l i d a t i o n p r o c e s s , a n d p o s s i b l e i m p r o v e m e n t s ,

a f t e r o p t i m i z a t i o n .


22/32


2 . 4 S o l u t i o n T e c h n i q u e s

O n c e t h e d a t a i s c o l l e c t e d , t a b u l a t e d a n d v e r i e d , t h e n e x t s t e p i s t o o p t i m i z e t h e c o n g u -

r a t i o n o f t h e l o g i s t i c s n e t w o r k . I n p r a c t i c e , t w o t e c h n i q u e s a r e e m p l o y e d :

M a t h e m a t i c a l o p t i m i z a t i o n t e c h n i q u e s w h i c h i n c l u d e :

1 . E x a c t a l g o r i t h m s t h a t a r e g u a r a n t e e d t o n d o p t i m a l s o l u t i o n s , i . e . l e a s t c o s t

s o l u t i o n s ,

2 . H e u r i s t i c a l g o r i t h m s w h i c h n d g o o d s o l u t i o n s , n o t n e c e s s a r i l y o p t i m a l .

S i m u l a t i o n m o d e l s w h i c h p r o v i d e a m e c h a n i s m t o e v a l u a t e s p e c i e d d e s i g n a l t e r n a t i v e s

c r e a t e d b y t h e d e s i g n e r .

2 . 4 . 1 H e u r i s t i c s a n d t h e N e e d f o r E x a c t A l g o r i t h m s

W e s t a r t o u r d i s c u s s i o n b y c o n s i d e r i n g m a t h e m a t i c a l o p t i m i z a t i o n t e c h n i q u e s . T o u n d e r -

s t a n d t h e e e c t i v e n e s s o f h e u r i s t i c a l g o r i t h m s a n d t h e n e e d f o r e x a c t a l g o r i t h m s c o n s i d e r

t h e f o l l o w i n g e x a m p l e d e v e l o p e d i n 4 1 .

E x a m p l e 2 . 4 . 1 C o n s i d e r t h e f o l l o w i n g d i s t r i b u t i o n s y s t e m :

S i n g l e p r o d u c t ,

T w o p l a n t s , r e f e r r e d t o a s p l a n t p 1 a n d p l a n t p 2 ,

P l a n t p 2 h a s a n a n n u a l c a p a c i t y o f 6 0 , 0 0 0 u n i t s ,

T h e t w o p l a n t s h a v e t h e s a m e p r o d u c t i o n c o s t s ,

T h e r e a r e t w o e x i s t i n g w a r e h o u s e s , r e f e r r e d t o a s w a r e h o u s e w 1 a n d w a r e h o u s e w 2 ,

w i t h i d e n t i c a l w a r e h o u s e h a n d l i n g c o s t s ,

T h e r e a r e t h r e e m a r k e t s a r e a s , c 1 ; c 2 ; a n d c 3 w i t h d e m a n d s o f 5 0 , 0 0 0 , 1 0 0 , 0 0 0 a n d

5 0 , 0 0 0 , r e s p e c t i v e l y ,


23/32

2 . 4 . S O L U T I O N T E C H N I Q U E S 4 1

T a b l e 2 . 4 p r o v i d e s d i s t r i b u t i o n c o s t p e r u n i t . F o r i n s t a n c e , d i s t r i b u t i n g o n e u n i t f r o m

p l a n t p 1 t o w a r e h o u s e w 2 c o s t s $ 5 .

T a b l e 2 . 4 : D i s t r i b u t i o n c o s t s p e r u n i t

f a c i l i t y p 1 p 2 c 1 c 2 c 3

w a r e h o u s e

w 1 0 4 3 4 5

w 2 5 2 2 1 2

O u r o b j e c t i v e i s t o n d a d i s t r i b u t i o n s t r a t e g y t h a t s p e c i e s t h e o w o f p r o d u c t s f r o m t h e

s u p p l i e r s t h r o u g h t h e w a r e h o u s e s t o t h e m a r k e t a r e a s w i t h o u t v i o l a t i n g p l a n t p 1 p r o d u c t i o n

c a p a c i t y c o n s t r a i n t , s a t i s f y i n g m a r k e t a r e a d e m a n d s , a n d s o a s t o m i n i m i z e t o t a l d i s t r i b u t i o n

c o s t . O b s e r v e t h a t t h i s p r o b l e m i s s i g n i c a n t l y e a s i e r t o s o l v e t h a n t h e l o g i s t i c s n e t w o r k

c o n g u r a t i o n p r o b l e m d i s c u s s e d t h u s f a r . H e r e w e a s s u m e t h a t f a c i l i t y l o c a t i o n i s n o t a n

i s s u e , a n d w e m e r e l y a t t e m p t t o n d a n e e c t i v e d i s t r i b u t i o n s t r a t e g y .

F o r t h i s p u r p o s e , c o n s i d e r t h e f o l l o w i n g t w o , i n t u i t i v e , h e u r i s t i c s :

H e u r i s t i c 1 : F o r e a c h m a r k e t w e c h o o s e t h e c h e a p e s t w a r e h o u s e t o s o u r c e d e m a n d . T h u s ,

c 1 , c 2 a n d c 3 w o u l d b e s u p p l i e d b y w 2 . N o w f o r e v e r y w a r e h o u s e c h o o s e t h e c h e a p e s t

p l a n t , i . e . , d i s t r i b u t e 6 0 , 0 0 0 u n i t s f r o m p 2 a n d t h e r e m a i n i n g 1 4 0 , 0 0 0 f r o m p 1 . T h e

t o t a l c o s t i s :

2 5 0 ; 0 0 0 + 1 1 0 0 ; 0 0 0 + 2 5 0 ; 0 0 0

+ 2 6 0 ; 0 0 0 + 5 1 4 0 ; 0 0 0 = 1 ; 1 2 0 ; 0 0 0 :

H e u r i s t i c 2 : F o r e a c h m a r k e t a r e a , c h o o s e t h e w a r e h o u s e s u c h t h a t t h e t o t a l d e l i v e r y c o s t s

t o t h e w a r e h o u s e a n d f r o m t h e w a r e h o u s e t o t h e m a r k e t i s t h e s m a l l e s t . T h a t i s ,

c o n s i d e r i n b o u n d a n d o u t b o u n d d i s t r i b u t i o n c o s t s .


24/32


T h u s , f o r m a r k e t a r e a c 1 , c o n s i d e r t h e p a t h s p 1 ! w 1 ! c 1 , p 1 ! w 2 ! c 1 , p 2 !

w 1 ! c 1 , p 2 ! w 2 ! c 1 . A m o n g a l l t h e s e a l t e r n a t i v e s , t h e c h e a p e s t i s p 1 ! w 1 ! c 1

a n d s o c h o o s e w 1 f o r c 1 . U s i n g a s i m i l a r a n a l y s i s , w e c h o o s e w 2 f o r c 2 a n d w 2 f o r

c 3 .

T h i s i m p l i e s t h a t w a r e h o u s e w 1 d e l i v e r s a t o t a l o f 5 0 , 0 0 0 u n i t s w h i l e w a r e h o u s e w 2

d e l i v e r s a t o t a l o f 1 5 0 , 0 0 0 u n i t s . T h e b e s t i n b o u n d o w p a t t e r n i s t o s u p p l y 5 0 , 0 0 0

f r o m p l a n t p 1 t o w a r e h o u s e w 1 , s u p p l y 6 0 , 0 0 0 u n i t s f r o m p l a n t p 2 t o w a r e h o u s e w 2

a n d s u p p l y 9 0 , 0 0 0 f r o m p l a n t p 1 t o w a r e h o u s e w 2 . T h e t o t a l c o s t f o r t h i s s t r a t e g y i s

$ 9 2 0 , 0 0 0

U n f o r t u n a t e l y , t h e t w o h e u r i s t i c s d e s c r i b e d e a r l i e r d o n o t p r o d u c e t h e b e s t , o r l e a s t

c o s t , s t r a t e g y . T o n d t h e b e s t d i s t r i b u t i o n s t r a t e g y , c o n s i d e r t h e f o l l o w i n g O p t i m i z a t i o n

m o d e l . I n d e e d , t h e d i s t r i b u t i o n p r o b l e m d e s c r i b e d e a r l i e r c a n b e f r a m e d a s t h e f o l l o w i n g

l i n e a r p r o g r a m m i n g p r o b l e m .

2

F o r t h i s p u r p o s e , l e t

x p 1 ; w 1 ; x p 1 ; w 2 ; x p 2 ; w 1 a n d x p 2 ; w 2 b e t h e o w s f r o m t h e p l a n t s t o t h e w a r e -

h o u s e s .

x w 1 ; c 1 ; x w 1 ; c 2 ; x w 1 ; c 3 b e t h e o w s f r o m w a r e h o u s e w 1 t o c u s t o m e r z o n e s c 1 ,

c 2 a n d c 3 .

x w 2 ; c 1 ; x w 2 ; c 2 ; x w 2 ; c 3 b e t h e o w s f r o m w a r e h o u s e w 2 t o c u s t o m e r z o n e s c 1 ,

c 2 a n d c 3 .

T h e l i n e a r p r o g r a m m i n g p r o b l e m w e n e e d t o s o l v e i s :

M i n m i z e

n

0 x p 1 ; w 1 + 5 x p 1 ; w 2 + 4 x p 2 ; w 1

2

T h i s p a r t o f t h e s e c t i o n r e q u i r e s b a s i c k n o w l e d g e i n L i n e a r P r o g r a m m i n g . I t c a n b e s k i p p e d w i t h o u t

l o s s o f c o n t i n u i t y .


25/32

2 . 4 . S O L U T I O N T E C H N I Q U E S 4 3

+ 2 x p 2 ; w 2 + 3 x w 1 ; c 1 + 4 x w 1 ; c 2

+ 5 x w 1 ; c 3 + 2 x w 2 ; c 1 + 2 x w 2 ; c 3

o

S u b j e c t t o t h e f o l l o w i n g c o n s t r a i n t s :

x p 2 ; w 1 + x p 2 ; w 2 6 0 0 0 0

x p 1 ; w 1 + x p 2 ; w 1 = x w 1 ; c 1 + x w 1 ; c 2 + x w 1 ; c 3

x p 1 ; w 2 + x p 2 ; w 2 = x w 2 ; c 1 + x w 2 ; c 2 + x w 2 ; c 3

x w 1 ; c 1 + x w 2 ; c 1 = 5 0 0 0 0

x w 1 ; c 2 + x w 2 ; c 2 = 1 0 0 0 0 0

x w 1 ; c 3 + x w 2 ; c 3 = 5 0 0 0 0

A l l o w s g r e a t e r t h a n o r e q u a l t o z e r o .

O n e c a n e a s i l y c o n s t r u c t a n E x c e l m o d e l f o r t h i s p r o b l e m a n d u s e t h e E x c e l l i n e a r p r o -

g r a m m i n g s o l v e r t o n d t h e o p t i m a l s t r a t e g y . F o r m o r e i n f o r m a t i o n o n h o w t o c o n s t r u c t

t h e E x c e l m o d e l , s e e 5 8 . T h i s s t r a t e g y i s d e s c r i b e d i n T a b l e 2 . 5

T a b l e 2 . 5 : d i s t r i b u t i o n s t r a t e g y

f a c i l i t y p 1 p 2 c 1 c 2 c 3

w a r e h o u s e

w 1 1 4 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 4 0 0 0 0 5 0 0 0 0

w 2 0 6 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0 0

T h e t o t a l c o s t f o r t h e o p t i m a l s t r a t e g y i s $ 7 4 0 , 0 0 0 .

T h i s e x a m p l e c l e a r l y i l l u s t r a t e s t h e v a l u e o f o p t i m i z a t i o n b a s e d t e c h n i q u e s . T h e s e t o o l s

c a n n d s t r a t e g i e s t h a t s i g n i c a n t l y r e d u c e t o t a l s y s t e m c o s t .

O f c o u r s e , t h e l o g i s t i c s n e t w o r k c o n g u r a t i o n m o d e l t h a t w e w o u l d l i k e t o a n a l y z e a n d

s o l v e i s t y p i c a l l y m o r e c o m p l e x t h a n t h e s i m p l e e x a m p l e d e s c r i b e d a b o v e . O n e k e y d i e r e n c e


26/32


i s t h e n e e d t o e s t a b l i s h o p t i m a l l o c a t i o n s f o r w a r e h o u s e s , d i s t r i b u t i o n c e n t e r s a n d c r o s s

d o c k f a c i l i t i e s . U n f o r t u n a t e l y , t h e s e d e c i s i o n s r e n d e r l i n e a r p r o g r a m m i n g i n a p p r o p r i a t e a n d

r e q u i r e t h e u s e o f a t e c h n i q u e c a l l e d i n t e g e r p r o g r a m m i n g . T h i s i s t r u e s i n c e l i n e a r

p r o g r a m m i n g d e a l s w i t h c o n t i n u o u s v a r i a b l e s w h i l e a d e c i s i o n o n w h e t h e r o r n o t t o o p e n a

w a r e h o u s e a t a s p e c i c c i t y i s a b i n a r y v a r i a b l e ; 0 i f w e d o n o t o p e n a w a r e h o u s e i n t h a t

l o c a t i o n a n d 1 o t h e r w i s e .

T h u s , t h e l o g i s t i c s n e t w o r k c o n g u r a t i o n m o d e l i s a n i n t e g e r p r o g r a m m i n g m o d e l . U n -

f o r t u n a t e l y , i n t e g e r p r o g r a m m i n g m o d e l s a r e s i g n i c a n t l y m o r e d i c u l t t o s o l v e . T h e i n t e r -

e s t e d r e a d e r i s r e f e r r e d t o 1 4 f o r d i s c u s s i o n o n e x a c t a l g o r i t h m s f o r t h e l o g i s t i c s n e t w o r k

c o n g u r a t i o n p r o b l e m .

2 . 4 . 2 S i m u l a t i o n M o d e l s a n d O p t i m i z a t i o n T e c h n i q u e s

T h e m a t h e m a t i c a l o p t i m i z a t i o n t e c h n i q u e s d e s c r i b e d e a r l i e r h a v e s o m e i m p o r t a n t l i m i t a -

t i o n s . T h e y d e a l w i t h s t a t i c m o d e l s ; t y p i c a l l y b y c o n s i d e r i n g a n n u a l , o r a v e r a g e , d e m a n d

a n d t h e y d o n o t t a k e i n t o a c c o u n t c h a n g e s o v e r t i m e . S i m u l a t i o n b a s e d t o o l s t a k e i n t o

a c c o u n t t h e d y n a m i c s o f t h e s y s t e m a n d a r e c a p a b l e o f c h a r a c t e r i z i n g s y s t e m p e r f o r m a n c e

f o r a g i v e n d e s i g n . T h u s , i t i s u p t o t h e u s e r t o p r o v i d e t h e s i m u l a t i o n m o d e l w i t h a n u m b e r

o f d e s i g n a l t e r n a t i v e s .

T h i s i m p l i e s t h a t s i m u l a t i o n m o d e l s a l l o w t h e u s e r t o p e r f o r m a m i c r o l e v e l a n a l y s i s .

I n d e e d , t h e s i m u l a t i o n m o d e l m a y i n c l u d e , s e e 4 6 ,

1 . I n d i v i d u a l o r d e r i n g p a t t e r n ,

2 . S p e c i c i n v e n t o r y p o l i c i e s ,

3 . I n v e n t o r y m o v e m e n t s i n s i d e t h e w a r e h o u s e .

U n f o r t u n a t e l y , s i m u l a t i o n m o d e l s o n l y m o d e l a p r e - s p e c i e d l o g i s t i c s n e t w o r k d e s i g n .

I n o t h e r w o r d s , g i v e n a p a r t i c u l a r c o n g u r a t i o n o f w a r e h o u s e s , r e t a i l e r s , e t c . , a s i m u l a t i o n

m o d e l c a n b e u s e d t o h e l p e s t i m a t e t h e c o s t s a s s o c i a t e d w i t h o p e r a t i n g t h a t c o n g u r a t i o n .


27/32

2 . 5 . K E Y F E A T U R E S O F A N E T W O R K C O N F I G U R A T I O N D S S 4 5

I f a d i e r e n t c o n g u r a t i o n i s c o n s i d e r e d f o r e x a m p l e , a f e w o f t h e c u s t o m e r s a r e t o b e

s e r v e d b y a d i e r e n t w a r e h o u s e , t h e m o d e l h a s t o b e r e - r u n . R e c a l l f r o m t h e d i s c u s s i o n

i n C h a p t e r 1 1 t h a t s i m u l a t i o n i s n o t a n o p t i m i z a t i o n t o o l . S i m u l a t i o n i s t h e r e f o r e u s e f u l t o

c h a r a c t e r i z e t h e p e r f o r m a n c e o f a p a r t i c u l a r c o n g u r a t i o n , b u t n o t t o d e t e r m i n e a n e e c t i v e

c o n g u r a t i o n f r o m a l a r g e s e t o f p o t e n t i a l c o n g u r a t i o n s .

I n a d d i t i o n , a d e t a i l e d s i m u l a t i o n m o d e l t h a t i n c o r p o r a t e s i n f o r m a t i o n a b o u t i n d i v i d u a l

c u s t o m e r o r d e r i n g p a t t e r n s , s p e c i c i n v e n t o r y a n d p r o d u c t i o n p o l i c i e s , d a i l y d i s t r i b u t i o n

s t r a t e g i e s , e t c , m a y r e q u i r e e n o r m o u s c o m p u t a t i o n a l t i m e t o a c h i e v e a d e s i r e d l e v e l o f

a c c u r a c y i n s y s t e m p e r f o r m a n c e . T h i s i m p l i e s t h a t t y p i c a l l y o n e c a n c o n s i d e r v e r y f e w

a l t e r n a t i v e s u s i n g a s i m u l a t i o n t o o l .

T h u s , i f t h e s y s t e m d y n a m i c s i s n o t a k e y i s s u e , a s t a t i c m o d e l i s a p p r o p r i a t e a n d

t h e r e f o r e m a t h e m a t i c a l o p t i m i z a t i o n t e c h n i q u e s a r e a p p l i e d . I n o u r e x p e r i e n c e , t h e s e t y p e o f

m o d e l s a c c o u n t f o r a l m o s t a l l t h e n e t w o r k c o n g u r a t i o n m o d e l s u s e d i n p r a c t i c e . W h e n t h e

d e t a i l e d s y s t e m d y n a m i c s i s a n i m p o r t a n t i s s u e , i t m a k e s s e n s e t o u t i l i z e t h e f o l l o w i n g t w o

s t a g e a p p r o a c h , s u g g e s t e d b y H a x a n d C a n d e a 4 6 , w h i c h t a k e s a d v a n t a g e o f t h e s t r e n g t h s

o f b o t h s i m u l a t i o n a n d o p t i m i z a t i o n b a s e d a p p r o a c h e s :

1 . U s e a n o p t i m i z a t i o n m o d e l t o g e n e r a t e a n u m b e r o f l e a s t c o s t s o l u t i o n s a t t h e m a c r o

l e v e l , t a k i n g i n t o a c c o u n t t h e m o s t i m p o r t a n t c o s t c o m p o n e n t s .

2 . U s e a s i m u l a t i o n m o d e l t o e v a l u a t e t h e s o l u t i o n s g e n e r a t e d i n t h e r s t p h a s e .

2 . 5 K e y F e a t u r e s o f a N e t w o r k C o n g u r a t i o n D S S

O n e o f t h e k e y r e q u i r e m e n t s o f a n y d e c i s i o n s u p p o r t s y s t e m f o r n e t w o r k d e s i g n i s e x i b i l i t y .

I n t h i s c o n t e x t , w e d e n e e x i b i l i t y a s t h e a b i l i t y o f t h e s y s t e m t o i n c o r p o r a t e a l a r g e s e t

o f p r e e x i s t i n g n e t w o r k c h a r a c t e r i s t i c s . I n d e e d , d e p e n d i n g o n t h e p a r t i c u l a r a p p l i c a t i o n ,

a w h o l e s p e c t r u m o f d e s i g n o p t i o n s m a y b e a p p r o p r i a t e . A t o n e e n d o f t h i s s p e c t r u m i s

t h e c o m p l e t e r e - o p t i m i z a t i o n o f t h e e x i s t i n g n e t w o r k . T h i s m e a n s e a c h w a r e h o u s e c a n b e


28/32


e i t h e r o p e n e d o r c l o s e d a n d a l l t r a n s p o r t a t i o n o w s c a n b e r e d i r e c t e d . A t t h e o t h e r e n d o f

t h e s p e c t r u m , i t m a y b e n e c e s s a r y f o r t h e o p t i m i z a t i o n m o d e l t o i n c o r p o r a t e t h e f o l l o w i n g

f e a t u r e s :

1 . c u s t o m e r - s p e c i c s e r v i c e l e v e l r e q u i r e m e n t s .

2 . e x i s t i n g w a r e h o u s e s . I n m o s t c a s e s , t h e r e a r e w a r e h o u s e s a l r e a d y e x i s t i n g a n d t h e

l e a s e h a s n o t y e t e x p i r e d . T h e r e f o r e , t h e m o d e l s h o u l d n o t p e r m i t t h e c l o s i n g o f t h e

w a r e h o u s e .

3 . e x p a n s i o n o f e x i s t i n g w a r e h o u s e s . E x i s t i n g w a r e h o u s e s m a y b e e x p a n d a b l e .

4 . s p e c i c o w p a t t e r n s . I n a v a r i e t y o f s i t u a t i o n s , s p e c i c o w p a t t e r n s f r o m , s a y , a

p a r t i c u l a r w a r e h o u s e t o a s e t o f c u s t o m e r s m a y n o t w a n t t o b e c h a n g e d , o r p e r h a p s

m o r e l i k e l y , a c e r t a i n m a n u f a c t u r i n g l o c a t i o n d o e s n o t c a n n o t p r o d u c e c e r t a i n S K U ' s .

5 . w a r e h o u s e - t o - w a r e h o u s e o w . I n s o m e c a s e s , m a t e r i a l m a y o w f r o m a w a r e h o u s e t o

a w a r e h o u s e .

I t i s n o t s u c i e n t f o r t h e d e c i s i o n s u p p o r t s y s t e m t o i n c o r p o r a t e a l l o f t h e f e a t u r e s

d e s c r i b e d a b o v e . I t m u s t a l s o h a v e t h e c a p a b i l i t y t o d e a l w i t h a l l t h e s e i s s u e s w i t h l i t t l e o r

n o r e d u c t i o n i n i t s e e c t i v e n e s s . T h e l a t t e r r e q u i r e m e n t i s d i r e c t l y r e l a t e d t o t h e s o - c a l l e d

r o b u s t n e s s o f t h e s y s t e m . T h i s s t i p u l a t e s t h a t t h e r e l a t i v e q u a l i t y o f t h e s o l u t i o n g e n e r a t e d

b y t h e s y s t e m , i . e . , c o s t a n d s e r v i c e l e v e l , s h o u l d b e i n d e p e n d e n t o f t h e s p e c i c e n v i r o n m e n t ,

t h e v a r i a b i l i t y o f t h e d a t a , o r t h e p a r t i c u l a r s e t t i n g . I f a p a r t i c u l a r d e c i s i o n s u p p o r t s y s t e m

i s n o t r o b u s t , i t i s d i c u l t t o d e t e r m i n e h o w e e c t i v e i t w i l l b e f o r a p a r t i c u l a r p r o b l e m .

I t i s a l s o e s s e n t i a l t h a t t h e s y s t e m r u n n i n g t i m e b e r e a s o n a b l e . O f c o u r s e , t h e t e r m

r e a s o n a b l e d e p e n d s o n t h e p a r t i c u l a r p r o b l e m a t h a n d . T h e r u n n i n g t i m e , i n s e c o n d s , o f

o n e p o p u l a r D S S , r u n n i n g o n a P e n t i u m - 2 0 0 p e r s o n a l c o m p u t e r , i s l i s t e d i n T a b l e 2 . 6 . T h e

t a b l e p r o v i d e s r u n n i n g t i m e f o r v a r i e t y o f p r o b l e m s . F o r e a c h i n s t a n c e , t h e t a b l e p r o v i d e s

t h e n u m b e r o f a g g r e g a t e d c u s t o m e r s N u m C u s t o m e r s " , t h e n u m b e r o f p r o d u c t s N u m


29/32

2 . 6 . S O L V I N G T H E B I S D I S T R I B U T I O N P R O B L E M 4 7

P r o d u c t s " , t h e n u m b e r o f s u p p l i e r s N u m S u p p l i e r s " , t h e n u m b e r o f p o t e n t i a l l o c a t i o n s

f o r w a r e h o u s e s N u m P o t e n t i a l " a n d t h e n u m b e r o f e x i s t i n g w a r e h o u s e s N u m E x i s t " .

I n a d d i t i o n , t h e t a b l e p r o v i d e s t h e r a n g e o f v a l u e s M i n - M a x " o f t h e n u m b e r o f n e w

w a r e h o u s e s c o n s i d e r e d b y t h e D S S . T h i s i m p l i e s t h a t t h e n u m b e r o f w a r e h o u s e s c o n s i d e r e d

b y t h e D S S w a s n o l e s s t h a n t h e M i n v a l u e a n d n o m o r e t h a n t h e M a x v a l u e . I n e a c h c a s e ,

t h e m o d e l i n c l u d e s a s e r v i c e l e v e l r e q u i r e m e n t , d e n e d a s a l i m i t o n t h e d i s t a n c e b e t w e e n a

c u s t o m e r a n d a w a r e h o u s e s e r v i n g i t . T h i s v a l u e i s p r o v i d e d i n t h e c o l u m n D i s t a n c e " . T h e

d e c i s i o n s u p p o r t s y s t e m f o u n d s o l u t i o n s g u a r a n t e e d t o b e w i t h 1 a n d 0 . 5 o f t h e o p t i m a l

s o l u t i o n , a n d t h e r u n n i n g t i m e s t o g e t e a c h o f t h e s o l u t i o n s i s l i s t e d . A l l o f t h e p r o b l e m s

l i s t e d w e r e b a s e d o n r e a l - w o r l d d a t a f o r a n u m b e r o f c o m p a n i e s i n t h e U . S .

T a b l e 2 . 6 : R u n n i n g T i m e s s e c o n d s

N u m N u m N u m N u m N u m M i n - R u n n i n g R u n n i n g

C u s t o m e r s

P r o d u c t s S u p p l i e r s P o t e n t i a l E x i s t M a x D i s t a n c e T i m e 1 T i m e 0 . 5

3 3 3 1 2 3 0 7 2 3 - 3 1 3 0 0 1 2 1 2

3 3 3 1 2 3 0 7 2 3 - 7 1 3 0 0 1 4 0 2 2 3

3 3 3 1 2 3 0 7 2 3 - 1 0 1 3 0 0 1 8 4 2 0 9

2 4 4 8 1 2 4 7 3 0 3 - 3 2

1 2 6 3 0 0

2 0 6 6 2 3 2 3 5 2 0 3 - 2 5 7 0 0 3 9 3 5 0 0

a f t e r a g g r e g a t i o n .

N o s e r v i c e l e v e l r e q u i r e m e n t .

2 . 6 S o l v i n g t h e B i s D i s t r i b u t i o n P r o b l e m

W e n o w g o b a c k t o t h e B i s C o r p o r a t i o n c a s e d e s c r i b e d a t t h e b e g i n n i n g o f t h e c h a p t e r . O f

c o u r s e , a n i m p o r t a n t i s s u e i n t h e a n a l y s i s i s a n e e c t i v e w a y t o p r e d i c t t h e i m p a c t o f t h e

e s t i m a t e d i n c r e a s e i n d e m a n d o n t h e n e t w o r k d e s i g n . O n e w a y o f d o i n g t h a t i s t o d e s i g n t h e


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n e t w o r k b a s e d o n t h e c u r r e n t d e m a n d s a n d t h e n e v a l u a t e t h e i m p a c t o f f u t u r e d e m a n d s o n

t h e t o t a l c o s t . T h a t i s , x t h e n u m b e r a n d l o c a t i o n o f w a r e h o u s e s b a s e d o n c u r r e n t 1 9 9 7

d e m a n d s a n d c a l c u l a t e t o t a l c o s t f o r 1 9 9 7 , 1 9 9 8 a n d 1 9 9 9 . C o m p a r e t h i s , f o r i n s t a n c e , t o

d e s i g n i n g t h e l o g i s t i c s n e t w o r k b a s e d o n , s a y , 1 9 9 8 d e m a n d s .

S p e c i c a l l y , c o n s i d e r t h e f o l l o w i n g t h r e e o p t i o n s .

O p t i o n I : F i n d o p t i m a l n e t w o r k d e s i g n b a s e d o n 1 9 9 7 ' s d e m a n d s .

O p t i o n I I : F i n d o p t i m a l n e t w o r k d e s i g n b a s e d o n 1 9 9 8 ' s d e m a n d s .

O p t i o n I I I : F i n d o p t i m a l n e t w o r k d e s i g n b a s e d o n 1 9 9 9 ' s d e m a n d s .

C o n s i d e r n o w O p t i o n I . I n t h i s c a s e , w e n e e d t o c a l c u l a t e t o t a l c o s t f o r 1 9 9 8 a n d 1 9 9 9 ,

a s s u m i n g t h a t t h e n e t w o r k c o n g u r a t i o n d o e s n o t c h a n g e . T h a t i s , w e x t h e n e t w o r k

c o n g u r a t i o n a c c o r d i n g t o t h i s d e s i g n o p t i o n a n d e v a l u a t e t h e i m p a c t o f t h e i n c r e a s e i n

d e m a n d o n t o t a l c o s t . B y c a l c u l a t i n g N e t P r e s e n t V a l u e o f t o t a l l o g i s t i c s c o s t s f o r 1 9 9 7 ,

1 9 9 8 a n d 1 9 9 9 , w e g e t t h e t o t a l c o s t a s s o c i a t e d w i t h t h i s d e s i g n o p t i o n . N o t e t h a t , d u r i n g

t h i s p r o c e s s , w e a r e a b l e t o a d d r e s s c a p a c i t y i s s u e s . F o r i n s t a n c e , t h e a n a l y s i s o f 1 9 9 8

d e m a n d d a t a w i l l a l l o w u s t o e v a l u a t e w h e t h e r t h e r e i s e n o u g h p r o d u c t i o n c a p a c i t y o r

m a y b e o n e n e e d s t o i n c r e a s e p r o d u c t i o n c a p a c i t y t o s a t i s f y c u s t o m e r d e m a n d s .

O f c o u r s e , t h e s a m e a n a l y s i s i s a l s o a p p l i e d t o t h e t w o o t h e r d e s i g n o p t i o n s , a n d t h e

t h r e e n e t p r e s e n t v a l u e s a r e u s e d i n m a k i n g t h e n a l d e c i s i o n .

2 . 7 S u m m a r y

I n t h i s c h a p t e r , w e e x a m i n e d i s s u e s i m p o r t a n t i n t h e d e s i g n o f t h e l o g i s t i c s n e t w o r k . O n e

q u e s t i o n o f t e n r a i s e d i s t h e e c i e n c y o f d e m a n d a g g r e g a t i o n . S i n c e i n f o r m a t i o n i s a v a i l a b l e

o n i n d i v i d u a l r e t a i l e r d e m a n d s , i t i s n o t c l e a r w h y t h e a n a l y s i s c o m b i n e s g r o u p s o f c u s t o m e r s

a n d t r e a t t h e m a s a s i n g l e a g g r e g a t e c u s t o m e r . A s w e h a v e s e e n , t h e r e a r e t w o m a i n r e a s o n s

f o r a g g r e g a t i n g d e m a n d d a t a . T h e r s t i s t h e s i z e o f t h e m o d e l t h a t r e s u l t s f r o m t h e i n p u t


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2 . 7 . S U M M A R Y 4 9

d a t a . I n d e e d , t h e t i m e i t t a k e s t o s o l v e a n e t w o r k d e s i g n p r o b l e m g r o w s e x p o n e n t i a l l y a s

t h e n u m b e r o f c u s t o m e r s i n c r e a s e s . E v e n i f o p t i m i z a t i o n t i m e i s n o t a n i s s u e , a g g r e g a t i n g

d e m a n d i s i m p o r t a n t s i n c e i t i m p r o v e s t h e a c c u r a c y o f f o r e c a s t d e m a n d . T h i s i s t r u e , s i n c e

o u r a b i l i t y t o f o r e c a s t c u s t o m e r d e m a n d a t t h e a c c o u n t a n d p r o d u c t l e v e l s i s u s u a l l y p o o r .

B y c o n t r a s t , b e c a u s e o f t h e r e d u c t i o n i n v a r i a b i l i t y a c h i e v e d t h r o u g h a g g r e g a t i o n , f o r e c a s t

d e m a n d i s s i g n i c a n t l y m o r e a c c u r a t e a t t h e a g g r e g a t e d l e v e l .

A s e c o n d i s s u e o f t e n r a i s e d i n p r a c t i c e i s t h e n e e d f o r a d e c i s i o n s u p p o r t s y s t e m t o

o p t i m i z e t h e l o g i s t i c s n e t w o r k . T h e q u e s t i o n i s w h e t h e r a s o p h i s t i c a t e d t o o l i s r e q u i r e d

o r m a y b e s p r e a d s h e e t s a r e e n o u g h . T h e c h a p t e r a r g u e s t h a t a t h o r o u g h l o g i s t i c s n e t w o r k

a n a l y s i s s h o u l d c o n s i d e r c o m p l e x t r a n s p o r t a t i o n c o s t s t r u c t u r e s , w a r e h o u s e s i z e s , m a n u f a c -

t u r i n g l i m i t a t i o n s , i n v e n t o r y t u r n o v e r r a t i o s , c o s t s a n d s e r v i c e l e v e l s . T h e s e i s s u e s r e q u i r e

t h e u s e o f o p t i m i z a t i o n b a s e d d e c i s i o n s u p p o r t s y s t e m s t h a t c a n s o l v e l a r g e s c a l e p r o b l e m s

e c i e n t l y . F o r a d e t a i l e d d i s c u s s i o n , s e e C h a p t e r 1 1 .


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