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Caterpillar's Building Construction Products Division Improves and Stabilizes Product Availability

Caterpillar's Building Construction Products Division Improves and Stabilizes Product Availability. 指導老師 郭雅玲老師 運籌所 陳彥夫 9626705 運籌所 黃勝鴻 9526713. 大綱. Caterpillar 公司簡介 Caterpillar 公司為何產生此研究的動機 問題描述 問題解決後成果 結論. Presentation by 勝鴻. Caterpillar 公司簡介. 財星 100 大企業

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Caterpillar's Building Construction Products Division Improves and Stabilizes Product Availability

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Presentation Transcript

  1. Caterpillar's Building Construction Products Division Improves and Stabilizes Product Availability 指導老師 郭雅玲老師 運籌所 陳彥夫 9626705 運籌所 黃勝鴻 9526713

  2. 大綱 • Caterpillar公司簡介 • Caterpillar公司為何產生此研究的動機 • 問題描述 • 問題解決後成果 • 結論

  3. Presentation by 勝鴻

  4. Caterpillar公司簡介 • 財星100大企業 • 世界頂尖大型機械製造公司，主要生產建築和採礦設備，例如：柴油和天然氣引擎 • 在過去超過80年的時間裡Caterpillar公司為全世界的基礎建設作出了諸多貢獻 • Caterpillar在美國有50個生產地點，其他65個地點分佈在世界23個國家

  5. Caterpillar公司簡介 • 2006年Caterpillar的收益達415億美元 • 大約有一半的銷售額來自美國境外的客戶，這使Caterpillar得以保持其全球供應商和美國主要出口商的穩固地位

  6. 部門簡介 • Building Construction Products Division (BCPD)----生產建築和採礦設備的部門之一，產品包括backhoe loaders (BHL)、wheel loaders等產品 • North American Commercial Division (NACD) ----負責管理Caterpillar北美地區產品的銷售、行銷以及與業者之間的聯繫的單位

  7. 名詞介紹 • Product availability ----訂貨到交貨的時間 • Inventory turns ----每年全部的存貨的翻新次數

  8. Inventory turns 倉庫 倉庫 1 3 2 3 2 1 倉庫 倉庫 2 1 3 3 2 1

  9. 背景 • 在全球競爭的環境下，Caterpillar公司面對許多競爭者 ，必須要有更好的競爭優勢以求生存，在這樣的產業 下，Caterpillar公司希望能縮短並且穩定product- availability (訂貨到交貨的時間)。

  10. 背景 • 在2001年Caterpillar公司的Building Construction Products Division開始計畫從各方面改善他們的供 應鏈 • 此計畫是依據1997年一個非常成功的network-design計畫設計的，目標是當降地成本與庫存的 同時也可以使業者與最終顧客之間的product- availability減少

  11. 背景 • 此計畫的第一階段主要著重在product availability和inventory turns的評估 • 評估可以改善多少product availability(訂貨到交貨的時間)和inventory turns(每年全部的存貨的翻新次數) • 此計畫需要非常完整的資料以增加此篇研究的可信度

  12. Presentation by 彥夫

  13. 進行階段 2000-2001 12/01 4/02 7/02 2003 2004-2005 此篇文章 所描述的 階段 Implementation of recommendations for two supply chains Six-sigma team initial analysis Supply chain Modeling and optimization projects Pressure to improve product availability and reduce inventory Expansion of implementation to additional supply chains and divisions BCP Clayton assembly plant charters six- sigma team SmartOps added to six- sigma team Opportunity assessment and technology and process recommendations delivered Clayton assembly plant demonstrates leading product availability

  14. 產品圖片 Wheelload Backhoe load Skid steer load

  15. 資料的範圍 • 選擇資料的範圍包括 (1)demand data 1.業者訂貨的歷史資料(每種產品型態的訂貨資料) 2.最終顧客銷售量的歷史資料 3.過去預測數量

  16. 資料的範圍 (2)product data 1.銷售模式 2.產品等級(product hierarchy) 3.可供選擇的產品型態(product-configuration options)

  17. 資料的範圍 (3)orderfulfillment data 1.過去product availability的目標 2.過去實際達到的product availability 3.業者和最終顧客之間product availability的期望值(此資料從業者得到)

  18. 資料的範圍 (4)supply data 1.供應商的lead times和運輸時間 2.product-assembly-process times 3. finished machines的運送時間 4.Clayton production rate

  19. 資料的範圍 (5)inventory data 1.過去業者存貨水準 2.過去Clayton歷史的存貨水準(包含finished machines, components, and subassemblies)

  20. 資料的範圍 (6)process data 1.NACD需求的預測 2.業者需求的預測 3.填寫訂單過程(order entry) 4.填寫訂單的規章(order entry policy) 5.填寫訂單的最後期限(order entry deadline)

  21. 可以使product availability獲得改善的因素 根據上述資料，研究者發現以下四點可以影響product availability 1.訂單履行的效率(fulfilling orders) 2.訂單按照不同產品有不同的product availability去做管理及分類 (managing and differentiating orders by product availability expectations)

  22. 可以使product availability獲得改善的因素 3.Lead times(業者下訂單到完成訂單中間的時間) 4.存貨地點的決定 (positioning inventory strategically)

  23. 關於存貨的決定作者推論出 (1)BCPD在固定product availability目標、供應鏈的 限制以及在供給與需求的波動之下，BCPD 目前沒有較佳的方式找到一個最佳的總存貨水 準 (2)BCPD需要一個動態規劃和最佳的存貨模式以改 善product availability同時又降低存貨

  24. 由於上述兩項發現， BCPD試圖研究出存貨的配置，所以BCPD加入了SmartOps到Six-sigma team且 試圖找出以下問題之答案 ★SmartOps為一家提供分析技術幫助企業 1.改善製程效率2.移除不必要的活動 3.縮短製程時間4.增加顧客滿意度 的公司

  25. 問題(high level) • 在不同成本及存貨水準下可以分別達到多少 product availability? (What product availability is possible and at what cost and inventory levels?)

  26. 問題(high level) • 可以減少多少存貨? (What inventory reduction is possible?)

  27. 問題(high level) • 當最小存貨下，BCPD可以如何配置其存貨使其改 善product availability ? (What mix and deployment of inventory will enable BCPD to improve and stabilize product availability while minimizing total chain inventory?)

  28. 問題(high level) • BCPD是否有所需要的資料及資源規劃系統去達到 最佳的存貨以及product availability的目標? (Does BCPD have the appropriate data and systems it needs to optimize inventory and meet its product availability objectives?)

  29. 問題(detailed) • BCPD需要多少存貨水準及配置以達到product availability的目標? (Based on the physical and economic characteristics of the BHL supply chain, what inventory placement and levels does Clayton need to achieve stable 45-day or 30-day product availability to dealers for nonrental machine orders, 120-day product availability to dealers for rental machine, and 14-day or 10-day product availability to end customers?)

  30. 問題(detailed) • 什麼因素改變了最佳存貨曲線? (What factors shift the optimal inventory curve?)

  31. 問題(detailed) • 什麼是影響product availability的因素? (What are the drivers of product availability?)

  32. Scope • 研究範圍為在同一條生產線上生產的三種不同銷 售模式 • 各種組合的選擇，例如馬力大小、開放式或是封 閉式的駕駛座、兩輪或四輪或是使否加裝冷氣設 備等，都有上千種的組合可以給顧客選擇，全部 可選擇的範圍稱arrangements 三種不同模式主要差別在size, power rating, backhoe digging range

  33. Scope • 此計畫使用前五種佔了86%的configurations作為研 究對象 • 在圖表中Arr7、Arr6、Arr4及Arr2是典型標準的 configuration • ST ALC使用的樣本是較有代表性的客製化產品項目

  34. Figure 3 120% 100% 80% 86% # Unites ordered 60% 40% 20% 0% Arrangement (including a la carte) 一種configuration

  35. Supply chain model描述 Plant Stage 4 Stage 3 Stage 2 Stage 1 Tire 1 inventory Component inventory Assembled machines dealers Demand forecast by customer segment Assembly

  36. Lead times • Lead times意謂從業者下訂單到完成訂單中間的時間 • Physical lead times包含組合、運輸等時間 • Nonphysical lead times包含訂單處理或其他延誤 • 由於lead time在此研究中沒有完整的資料所以使用平 均變異係數(average observed coefficient of variation)作 為代表

  37. Lead times # components Total lead time (work days)

  38. Bill of Material • 研究者利用bill-of-material了解每一種完成品經過 組裝過程到最後組裝完成需要利用多少種及多少 數量的components • 透過bill-of-material我們可以知道客製化產品中用 到哪些components

  39. 訂單的三種型態 • Sold orders 經直接銷售給最終顧客的訂單型態 • Inventory orders 業者因為庫存量不足所向Caterpillar下的訂單 • Rental orders 一部份顧客需要租借機械而向Caterpillar下的訂單

  40. Customer-service targets • 這三種不同型態的訂單會有不同的product availability • 業者希望在暢銷的機械中能縮短order to delivery times

  41. Customer-service targets 於是研究者設計出滿足不同訂單型態的策略 1.quick-ship orders 業者可以從標準清單中選擇， 但必須付額外費用 2.sold orders 必須等待4到6周 3.inventory orders 業者需要等待六週時間 4.rental orders 則要等待14周

  42. 名詞介紹 quick-ship, sold, inventory • Configuration segments ----標準訂單的型態有三種Product availability可選擇 ，非標準訂單的型態(客製化)有三種Product availability可選擇，每種選擇就是一個configuration segment rental, sold, inventory

  43. Table2 Sales model Configuration Quick-ship availability Sold availability Inventory availability Rental availability 1 2 A la carte 1 2 3 A la carte 1 2 A la carte 1 A la carte A A A B B B B C C C D D Yes Yes No Yes Yes Yes No Yes Yes No Yes No Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes No No Yes No No No Yes No No Yes No Yes configuration segment

  44. Demand • Backhoe loaders 的需求是有季節性變化的 • 每個月中間兩週的訂單量最大 • 為了確保有正確的存貨所以每個星期必須要做需 求預測

  45. Demand • 為了要建立新的product availability策略，我們也需 要預測每星期configuration segments • 於是我們將每個月的需求預測變更為每星期的需 求預測

  46. Demand Disaggregation process(建立了不同於以往的訂單型態) ----根據過去每週訂單資料使每個月的需求預測改變 成為每週的需求預測 ----使用歷史訂單資料使預測模式從sales model改變 成為configurations的預測

  47. Table2 Sales model Configuration Quick-ship availability Sold availability Inventory availability Rental availability 1 2 A la carte 1 2 3 A la carte 1 2 A la carte 1 A la carte A A A B B B B C C C D D Yes Yes No Yes Yes Yes No Yes Yes No Yes No Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes No No Yes No No No Yes No No Yes No Yes configuration segment

  48. Demand 每週預測中我們發展出兩種模式 1.業者的訂單預測(order from dealers) 2.最終顧客直接購買的預測(sales to end customers)

  49. Demand 我們注意到最終顧客的需求量比業者的存貨訂單有較少的變化幅度(Bullwhip effect) 在計算預測錯誤上我們使用實際銷售數字計算 mean absolute percent error (MAPE) 我們轉換MAPE成為coefficient of variation接著運用 coefficient of variation估算在最佳存貨模型中需求 預測的不確定性

  50. 能力的限制 • 研究者考慮了時間的限制 • 在一週內可以生產的最大量與最小量以便決定在 Clayton工廠中的人力安排策略

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