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Information Sharing in Supply Chains

Information Sharing in Supply Chains. 제조통합자동화 연구실 석사 2 년 강윤철. Contents. An incentive scheme for true information providing in Supply Chains, IJMS 2003 Impact of demand correlation on the value of and incentives for information sharing in a supply chain, EJOR 2003.

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Presentation Transcript

  1. Information Sharing in Supply Chains 제조통합자동화 연구실 석사2년 강윤철 MAI Lab 2003

  2. Contents • An incentive scheme for true information providing in Supply Chains, IJMS 2003 • Impact of demand correlation on the value of and incentives for information sharing in a supply chain, EJOR 2003 MAI Lab 2003

  3. An incentive scheme for true information providing in Supply Chains Martin Feldmann, Stephanie Muller Faculty of Economics, University of Bielefeld, P.O. Box 10 01 31, 33501 Bielefeld, Germany Received 17 August 2001;accepted 4 December 2002,The International Journal of Management Science MAI Lab 2003

  4. Introduction 개요 • To establish an incentive scheme for reliable and truthful information in supply chains. • Opportunistic behavior  incomplete & falsified information 문제 접근법 • 기존 supply chain 연구들의 형태  기술적(technically)인 문제로 취급 • Supply chain을 단순히 logistical aspects로 볼 것이 아닌, 다른 측면으로 볼 필요성이 있다. MAI Lab 2003

  5. Information Cycle Information Providing & Falsifying • SC Partner의 attribute로는 completion time, failure rate..를 들 수 있는데, SC Management로 들어갈 경우 각각 reported value들로 들어가게 된다. • SC Management는 value들을 integration 하여, Private information으로 구성하게 되고 이는 또 다시 Reported value형태로 partner에게 들어간다. SCManagement PrivateInformation ReportedValues Interface Interface ReportedValues PrivateInformation SCPartner Information Providing & Falsifying MAI Lab 2003

  6. Groves scheme (1/2) 개요 • Incentive Scheme • Developed by Vickrey, Clarke, Groves • To solve budgeting problems in divisionalized firms • 분할 파트들간의 이익 최대화 구현 Basic assumption (Groves/Loeb) • 정보 불균형 현상은 Headquarter와 division manager 간에 존재한다. • 하나로 중앙 집중된 리소스를 분할한다. • Actor들은 기회주의적으로 행동한다. MAI Lab 2003

  7. Groves scheme (2/2) MAI Lab 2003

  8. Incentive scheme • AB(Assessment basis)에 따른 supply chain partner들 간의 배분금 할당을 재 조정할 필요가 있다. • AB값이 0보다 큰 경우는 L값이 작아지는 것을 확인할 수 있다. • 거짓 정보를 supply chain 에 흘릴 경우는, 그에 상응하는 incentive penalty가 주어진다. • Deviation의 증가는 곧 배분금의 감소로 이어진다. • AB의 의미는 expected value-real value이며, 여러 파트너들간의 value들을 분배 평가 전과 후를 비교하여 변화가 있을 경우, 패널티를 주는 것 MAI Lab 2003

  9. Conclusion • 고의로 조작된 잘못된 정보를 제공하는 문제에 대해서 초점 • 기회주의적 행동으로 인해 잘못된 정보를 제공하는 partner에게 그에 상응하는 penalty를 부여하는 incentive scheme을 개발. • Supply chain의 actor들간의 정보 공유에 있어서 발생할 수 있는 문제를 조직적인 측면으로 접근. MAI Lab 2003

  10. Impact of demand correlation on the value of and incentives for information sharing in a supply chain Srinivasan Raghunathan Management Science and Info systems Department,JO 4.4 School of Management, University of Texas at Dallas, Richardson, European Journal of Operational Research (2003) 643-649 page, Received 9 February 2000;accepted 18 December 2001 MAI Lab 2003

  11. Introduction 배경 • IT enables manufacturers and retailers to share information such as demand and inventory level. • Information sharing은 supply chain 전체적으로 benefit을 가져다 준다. (Hammond,1995) 모델 • 1 manufacturer and N retailers • Retailer demands  correlated • Manufacturer and retailer shares of the surplus generating by sharing information  Using game theory • Optimal number of retailer partners MAI Lab 2003

  12. Supplier a 고객 Retailer a ? 고객 Supplier b Manufacturer 고객 Retailer b 고객 Supplier c Research history • 이 분야에 대해서는 최근에 연구가 활발히 진행되고 있다. • Focused on single or multiple retailers with independent demands • LST: 1 retailer – 1 mfg setting. (2000) • Information sharing  Supply chain의 inventory 관리를 얼마나 효과적으로 개선시킬 수 있는가. MAI Lab 2003

  13. Demand Forecasting (1/3) Box-Jenkins Methods 많은 양의 Time series data가 있을 때, 이들이 어떤 특성을 갖는 group별로 나뉠 수 있다면, Box-Jenkins model이 유용하다. • AR model : AR(1)  Xt=A1Xt-1 + et AR(p)  Xt= X+A1Xt-1+A2Xt-2+…+ApXt-p AR(1) : Autoregressive process of lag 1, 1 means that Xt is correlated with Xt-1 • MA, ARMA, ARIMA model… MAI Lab 2003

  14. Actual demand Retailer i’s forecast of demand period t Demand Forecasting (2/3) Demand Assumptions • 2-level supply chain with 1 mfg. and N retailers • Retailer demand ,Manufacturer demand  AR(1) • Retailer demand • Manufacturer demand • Correlation coefficient MAI Lab 2003

  15. Demand Forecasting (3/3) Other Assumption • 모든 site들은 periodical review system • Lead times are zero • Backlogging • Manufacturer can obtain some units from an alternative source. • No fixed ordering cost • Holding and shortage cost are stationary over time • h,p  retailers H,P  Manufacturer • Order-up-to policy MAI Lab 2003

  16. Ordering Decisions • Retailer’s ordering decision Conditional means and variance (t+1기간의 예측값) So, • Manufacturer’s ordering decision MAI Lab 2003

  17. It is not shared with the manufacturer Mean Variance No information sharing • Retailer’s actual order is So, • So, Manufacturer’s order-up-to level is MAI Lab 2003

  18. Information sharing by n retailers • Manufacturer knows retailers’ demand and actual orders. • Manufacturer can update the distributions of errors  Multivariate normal distribution으로 접근 가능하다. • So, Manufacturer’s order-up-to level is MAI Lab 2003

  19. Value of information sharing (1/5) • (Silver and Petersen,1985) Average inventory level is, Thus, the reduction in the inventory holding cost per period,S(n), where n retailers share their information with the manufacturer is Define Then MAI Lab 2003

  20. Value of information sharing (2/5) • Result 1-1 n이 0보다 큰 수이면, 즉 information sharing 에 참여하는 retailer수가 0보다 크면 S(n)값은 0보다 크게 된다. 또한 n값이 크면 클수록, S(n)값은 증가하게 됨을 알 수 있다. MAI Lab 2003

  21. Value of information sharing (3/5) • Result 1-2 S(n)은 retailer간 correlation 계수가 커질수록 증가함을 알 수 있다. 이는 retailer간의 demand correlation이 높아질수록 Manufacturer의 예측 정확도가 높아지며 이는 S(n)의 감소로 이어진다. MAI Lab 2003

  22. Value of information sharing (4/5) • Retailer간의 demand가 highly correlation인 경우  Manufacturer입장에서는 다른 retailer의 demand정보만으로도, 자신의 예측 능력 정확도를 높일 수가 있을 것이다.  정보 공유로 인해 retailer가 받게 되는 incentive는 상대적으로 줄어들것. • Retailer간의 demand가 independent인 경우  Manufacturer입장에서는 어떤 하나의 retailer의 demand를 예측하는데에, 다른 retailer들의 demand정보를 이용하기 힘들 것이다.  정보 공유로 인해 retailer가 받게 되는 incentive는 상대적으로 커질것이며, 뒤늦게 참여하는 retailer가 더 큰 surplus를 발생시킬 것임. Example • 2-retailer situation with i.i.d demands Manufacturer입장에서 바라본 standard deviation은 retailer들의 참여로 다음과 같이 바뀔것이다. 1 0 i)아무도 참여하지않을경우 ii) 1 retailer 만참여 iii)모두참여 MAI Lab 2003

  23. Value of information sharing (5/5) Benefits을 취하는 형태 • Manufacturer  Reducing inventory holding cost (directly) • Retailer  Expect a share of the surplus in return for sharing information. • 즉, Retailer surplus가 Supply chain partner에 동참할 것인지를 결정할 것이다. Retailer의 Benefit 형태 • Reduces the retailers’ variable cost through price discount • Operational scheme (reduces retailers’ overhead such as VMI) 이익 배분 • Partner를 이루는 Retailer들간의 bargaining power에 따라.  Using Game theory MAI Lab 2003

  24. Retailers’ incentive (1/3) Assumptions • Nash bargaining을 가정.(n-person bargaining game) • Shapley value (well known Nash equilibrium solution concept) 를 이용. • No bargaining costs. Shapley value • I 명의 player들이 연합(coalition)을 이룰 때, player i의 Shapley value는 다음과 같이 주어진다. Where, MAI Lab 2003

  25. Retailers’ incentive (2/3) • Gul(1989) : surplus를 나누는 상황에서는 non-cooperative도 가능 • N retailer players + 1 manufacturer player = N+1 players • 가능한 coalition sequence는 (N+1)! • Manufacturer가 i번째 player라면, incremental surplus는 v(s)-v(s-{M})이 될 것이고, 이 값은 S(i-1)이 된다. • The Shapley value of the manufacturer is • The retailers’ Shapley value is MAI Lab 2003

  26. Retailers’ incentive (3/3) • Higher correlation  Retailer의 information은 substitutes로 작용된다.  Retailer들 간의 surplus share에 관한 경쟁이 일어나며, 협상능력을 떨어트리게 된다. • Supplier와 Manufacturer의 관계에서도 같은 현상이 일어난다. (Bakos and Brynjofsson,1993) MAI Lab 2003

  27. Optimal number of retailer partners • Information sharing을 하는데에는 Retailer에게 cost가 발생하기 마련이다. • 이에 근거하여, information sharing을 하는데에 들게 되는 cost가 benefit보다 작은 retailer들에 한해서, • cost가 큰 retailer 순서대로, 그 cost를 커버할 수 있는 incentive를 주는 보조정책이 manufacturer에게 필요할 것이다. MAI Lab 2003

  28. Consider… Retailer간의 demand correlation정도가 높을수록, • Information sharing value는 커지게 된다. • Information은 점점 substitutable이 될것이다. • Information sharing에 대한 보답(대가)은 작아지게 된다. 정리 • Supplier와 Manufacturer와의 관계에서도 위와 비슷한 연구를 할 수 있을것이다. • Supplier가 극히 소수만 존재하는 경우 어떻게 좋은 supply chain partnership을 가져갈것인가. MAI Lab 2003

  29. Other papers… • Improving supply-chain performance by sharing advance demand information, U.W. Thonemann, Germany, EJOR 2002 • The impact of forecasting model selection on the value of information sharing in a supply chain, Xiande Zhao, Hong kong, EJOR 2002 MAI Lab 2003

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