Allocazione delle scorte nelle reti distributive. Quantità di prodotti. supply chain management Pianificazione

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1 Fabrizio Dallari, Damiano Milanato - Centro di Ricerca sulla Logistica LIUC Università Cattaneo Aprile Lo stock disponibile presso i depositi centrali delle reti logistiche è spesso insufficiente per servire in tempo la domanda dei depositi periferici o dei punti vendita finali. Come allocare efficacemente lo stock disponibile, massimizzando il livello di servizio erogato ai clienti? Diverse tecniche di Stock Allocation possono essere impiegate nella pianificazione distributiva della Supply Chain. Allocazione delle scorte nelle reti distributive Quantità di prodotti finiti circolano in continuazione attraverso i nodi delle reti interaziendali da monte verso valle, cioè dai siti produttivi manifatturieri ai depositi delle reti logisticodistributive, con l obiettivo di garantire elevata disponibilità dei prodotti presso i punti di contatto con il cliente finale (punti vendita, nel caso della distribuzione retail). Le scorte rappresentano accumuli temporanei di prodotti, localizzati all interno delle strutture di stoccaggio presenti nei nodi delle Supply Chain Network, siano essi depositi di fabbrica ubicati presso i plant produttivi, siano essi magazzini distributivi delle reti logistiche (depositi centrali, periferici, transit point, ecc.). Ad ogni nodo di stoccaggio di una Supply Chain multilivello occorre periodicamente prendere decisioni circa l allocazione dello stock ivi disponibile verso i nodi ubicati a valle, richiedenti quantità di prodotti finiti necessarie per servire la domanda di mercato: tale processo gestionale è identificato con l espressione Stock Allocation. Ad esempio, PPun sito produttivo deve spedire quantità di prodotto ad un insieme di depositi centrali / nazionali; PPun warehouse centrale deve allocare la giacenza disponibile

2 verso i depositi periferici o i punti vendita della propria zona di consegna, definendo il piano giornaliero delle spedizioni. L allocazione operativa delle giacenze disponibili da un nodo a monte verso un insieme di clienti richiedenti è concettualmente successiva al processo di determinazione dei fabbisogni netti di domanda (nettificati rispetto alle giacenze disponibili presso i punti vendita) da servire mediante invii di prodotti finiti. La figura 1 posiziona concettualmente il processo di Stock Allocation nell ambito dei processi decisionali di pianificazione Sales & Operations Planning. Figura 1 - Inquadramento del processo di Stock Allocation nel Sales & Operations Planning Dal Distribution Planning allo Stock Allocation Gli impieghi futuri delle giacenze temporaneamente localizzate presso i depositi a monte sono usualmente calcolati mediante la procedura DRP (Distribution Requirements Planning), che definisce il piano temporale delle consegne dai nodi a monte verso i nodi di stoccaggio a valle della rete logistico distributiva (determinando quali prodotti inviare, quando, in quali quantità ed a quali clienti), con l obiettivo di servire in tempo la domanda presso i clienti richiedenti, ottimizzando l entità delle scorte presso i magazzini della struttura reticolare di distribuzione. La figura 2 mostra la definizione del piano di replenishment per due depositi periferici, entrambi serviti da uno stesso deposito centrale. Le quantità indicate per la misura Replenishment definiscono i volumi che devono essere spediti ai siti richiedenti, per data richiesta consegna (planned order Figura 2 - Piano di replenishment per due depositi periferici 45 Aprile 2013

3 reale superiore alla previsione formulata). 46 Aprile 2013 Figura 3 - Piano delle consegne per un deposito centrale receipts). Il box 1 (Distribution Requirements Planning) pubblicato a piede pagina spiega in dettaglio le logiche utilizzate dall algoritmo DRP nei due casi. La figura 3 mostra invece le quantità che devono essere spedite dal deposito centrale, supponendo un lead time di trasporto di un giorno, verso entrambi i depositi clienti. Come spiegato nell esempio numerico al Box 1, la programmazione tempificata propria della logica DRP garantisce a livello teorico il rispetto delle scadenze di consegna verso tutti i nodi cliente. Ad esempio, il fabbisogno di 115 pezzi al deposito periferico DP1 (si veda la figura 3) è garantito da una giacenza iniziale di 300 pezzi (di cui 200 grazie ad un carico ancora in corso di trasporto all istante attuale). Tutti i piani calcolati dalla procedura DRP (per i depositi periferici e per quello centrale) vengono messi in atto dalla logistica esecutiva, allestendo le spedizioni presso i magazzini di stoccaggio e schedulando i vettori di trasporto verso i nodi a valle del Supply Network. Che cosa accade però se il lotto di 200 pezzi, previsto in arrivo nel giorno 2 al deposito centrale, ha un ritardo di 3 giorni (dovuto a problemi di qualità in produzione o ad indisponibilità temporanea di vettori di trasporto)? Si verifica una penuria di stock, dovendo spedire (planned order release) una quantità pianificata di 115 pezzi verso il deposito periferico 1 avendo a disposizione solo 100 pezzi in stock. Generalizzando il problema, si osserva che diverse cause di inefficienza nella pianificazione della Supply Chain portano a situazioni frequenti in cui lo stock disponibile al nodo fornitore è insufficiente per servire in tempo le richieste di uno o più nodi cliente ; cause tipiche della mancanza di materiali a stock per l immediato prelievo e la spedizione sono PPl indisponibilità di capacità distributiva verso valle, PPritardi di consegna da parte del fornitore (per errate schedulazioni di fabbrica o per problemi concernenti la conformità del prodotto alle richieste del cliente), PPla sottostima della domanda di mercato (lo stock disponibile nei periodi precedenti si è consumato prima del previsto, essendo stata la domanda Processo di allocazione dello stock Lo Stock Allocation è un processo di breve termine (supply chain execution) che ha l obiettivo di definire un piano di consegne atto a soddisfare il maggior numero di clienti richiedenti, avendo a disposizione uno stock complessivo insufficiente a servire completamente tutte le domande di rifornimento emesse dai clienti. Qualora lo stock disponibile al nodo fornitore sia sufficiente a servire completamente la domanda di tutti i nodi cliente, il problema è di banale risoluzione, garantendo un perfetto livello di servizio a tutti i nodi riceventi. La frequenza di ricalcolo del piano di stock allocation è spesso giornaliera o addirittura oraria: in corrispondenza di ogni nuovo arrivo al deposito centrale (fornitore), tale quantità viene dinamicamente riallocata verso i clienti, massimizzando il profitto realizzabile dal piano di spedizioni. Dato uno stock limitato, qual è il piano di rifornimento migliore per Box 1 - Distribution Requirements Planning La tecnica DRP calcola il piano temporale degli arrivi di prodotti finiti ai nodi logistici clienti, provenienti da un nodo fornitore, applicando algoritmi di replenishment per determinare le quantità da riapprovvigionare nel tempo. Input principale alla procedura DRP è la stima della futura domanda commerciale, nell orizzonte di pianificazione, costituita da un mix di previsioni statistiche, portafoglio ordini corrente e previsioni formulate dalla forza vendita locale. Per approfondimenti sulla modalità di determinazione del demand plan, si veda il secondo testo indicato in Bibliografia. Sul versante logistico, la procedura DRP riceve in ingresso lo stock iniziale presso i nodi cliente, in corrispondenza del primo periodo dell orizzonte di planning, nonché il profilo temporale degli arrivi congelati (scheduled order receipts), frutto di precedenti elaborazioni di replenishment. Anche il profilo di scorta di sicurezza (omesso per semplicità nei due esempi numerici) è un dato di ingresso al calcolo DRP. Con riferimento al deposito periferico DP1, la logica di replenishment provvede ad inviare quantitativi di merce sufficienti a coprire quattro giorni (coverage interval) di domanda prevista, al netto dello stock disponibile all inizio di ciascun intervallo di copertura, qualora lo stock proiettato alla fine di un periodo non sia sufficiente a servire completamente la domanda del periodo successivo (lead time logistico). Gli arrivi pianificati sono posizionati just in time, considerati disponibili a stock all inizio del primo periodo di copertura, al fine di non anticipare inutilmente arrivi di materiali rispetto al consumo previsto, riducendo quindi il rischio di obsolescenza dello stock. Per quanto riguarda invece il deposito periferico DP2, il rifornimento dello stock avviene per lotti fissi pari a 100 pezzi per consegna, ad esempio a causa di un vincolo logistico che impone la consegna mediante vettori di trasporto viaggianti a pieno carico. La condizione di attivazione è identica al caso del deposito DP1: uno stock proeittato ad inizio periodo insufficiente a coprire la domanda (fabbisogno lordo) del periodo stesso fa scattare un riordino. Per entrambi i depositi, si ottiene uno stock proiettato che risulta positivo o nullo su tutti i periodi dell orizzonte di programmazione (orizzonte di 9 giorni), garantendo assenza di stockout (livello di servizio ai depositi periferici pari al 100%). Con riferimento alla figura 3, la domanda da servire è la somma temporale dei piani di replenishment verso i due depositi periferici, avendo preventivamente trasformato i planned order receipts (quantità per data richesta consegna) in planned order releases, i quali definiscono i periodi di invio al più tardi delle quantità partenti dal deposito centrale. Lo stock iniziale disponibile ad inizio orizzonte, pari a 100 pezzi al deposito centrale, non garantisce da solo il completo soddisfacimento della domanda di 115 pezzi, replensihment del deposito periferico DP1 per il giorno 4, in partenza dal deposito centrale all inizio del giorno 3. La copertura completa del primo rifornimento al deposito DP1 viene tuttavia garantita anche dall arrivo di 200 pezzi (scheduled order receipt) nel giorno 2 al deposito centrale, rifornimento proveniente da uno stabilimento produttivo a monte.

4 servire il maggior numero di clienti, massimizzando la profittabilità (o redditività) delle spedizioni? Qual è la migliore logica di selezione di un numero limitato di clienti, da servire in modo parziale o completo? La figura 4 mostra tre esempi di possibili allocazioni ammissibili di uno stesso volume di stock da un Ce.Di. a quattro negozi di una rete commerciale. Per definire esaustivamente un problema di allocazione dello stock occorre caratterizzare tre elementi: i dati di input in ingresso all elaborazione, i vincoli logistici o commerciali da rispettare, la logica algoritmica di pianificazione delle consegne. Dati di input per l allocazione dello stock La domanda netta da servire presso i clienti (lista degli ordini cliente con quantità e data richiesta consegna) è il primo dato in ingresso alla procedura di Stock Allocation, in relazione ad un definito orizzonte temporale di decisione, che può spaziare dal singolo turno di lavoro o giorno (allocazione monoperiodo) fino alla settimana (suddivisa in singoli giorni o turni). È inoltre necessario conoscere l entità dello stock disponibile al nodo fornitore, per ciascun prodotto finito, al momento dell allocazione della disponibilità agli ordini. Le associazioni di servizio fornitore cliente sono note a priori: un deposito centrale serve un insieme predefinito di clienti locali. Qualora il metodo di allocazione prescelto consista nell assegnare la merce disponibile secondo una lista di priorità (customer ranking) sui clienti fino ad esaurimento merce, la definizione e manutenzione di questa lista avviene prima di lanciare una nuova sessione della procedura di allocazione. Altri parametri di input sono funzione della presenza di vincoli commerciali o logistici, e saranno definiti nel seguito. Dati di output dell allocazione Un algoritmo di Stock Allocation deve fornire in output i seguenti report: PPelenco degli ordini serviti con data e quantità di spedizione; PPelenco degli ordini non serviti (anche parzialmente, per la quotaparte dell ordine complessivo non servita); PPper ciascun ordine, la causale di servizio o disservizio (ad esempio: esaurimento stock, basso livello di priorità, non soddisfacimento di un particolare vincolo); PPpercentuale di ordini completamente serviti o parzialmente servizi (calcolo del livello di servizio erogato da una specifica politica di allocazione dello stock). Vincoli di allocazione A seconda dei contesti verticali specifici, possono essere imposti alcuni vincoli alla completa fornitura della quantità richiesta da un ordine cliente; si riportano alcuni esempi. In primo luogo, ci sono i vincoli di order fill rate; ad esempio, se un ordine è in ritardo (rispetto alla data corrente di lancio di una iterazione di Stock Allocation) viene servito con regola dell 1%: qualsiasi quantità disponibile a stock va a servire l ordine in ritardo, anche se la consegna fosse relativa solo all 1% del volume totale richiesto. Viceversa, un ordine non in ritardo andrebbe servito con un fill rate minimo del 30%: se almeno il 30% della quantità richiesta non è al Figura 4 - Tre formulazioni possibili di piani di stock allocation momento disponibile, l ordine non viene servito del tutto e viene posto nella lista degli ordini in ritardo. Il vincolo citato è generalizzabile con il concetto di setup o primo impianto : un ordine deve essere servito almeno per una percentuale minima, al fine di non effettuare microspedizioni continue in più riprese, aumentando sensibilmente i costi di trasporto. Un altro esempio di vincoli di allocation è relativo alla definizione dinamica di regole di priorità di tipo meritocratico: ad esempio, nel caso di un retailer di abbigliamento che serve una rete di negozi monomarca, a fronte delle richieste dei negozi per l approvvigionamento della merce viene garantita una percentuale minima di 47 Aprile 2013

5 48 Aprile 2013 soddisfacimento (ad esempio, il 50% del volume ordinato), mentre la consegna della restante parte è subordinata al raggiungimento di obiettivi storici, quali una quota minima di fatturato o una percentuale minima di Sell Through. Si ricorda che il Sell Through è dato dal rapporto fra due elementi: al numeratore, le quantità vendute in negozio per un certo item in un arco temporale di riferimento, mentre al denominatore si calcola la somma fra la giacenza di prodotto ad inizio periodo e le quantità aggiuntive richieste al deposito centrale nello stesso intervallo di tempo: il Sell Through aumenta quanto maggiori sono le quantità vendute rispetto alle quantità domandate al deposito, frutto di una stima di domanda elaborata localmente dal punto vendita. Un Sell Through nullo implica che il negozio non è stato in grado di vendere quantità richieste in passato, quindi non merita il soddisfacimento completo di una nuova richiesta di invio merce. Infine, oltre ai classici vincoli di spedizione di quantità basate su lotti minimi massimi multipli di trasporto, relativi alle dimensioni dei vettori ed alla convenienza ad effettuare spedizioni a pieno carico, esistono anche vincoli commerciali di tipo assortimentale: per completezza del mix espositivo presso un punto vendita, l invio di una quantità Q di un certo prodotto top seller (scaturita da un ordine cliente) implica la spedizione contestuale di almeno una percentuale (ad esempio, il 20%) di un prodotto slow mover, poco richiesto dal mercato. Questo tipo di vincoli sul mix rifornito nasce dall esigenza di mantenere un bilanciamento della gamma assortimentale presso i punti vendita, senza focalizzare l attenzione degli acquirenti esclusivamente sui prodotti alto-vendenti: si pensi ad esempio alla gamma colorimetrica ed alla varietà di taglie dei capi di abbigliamento nel comparto fashion retail. Strategie di allocazione dello stock La figura 4 mostra tre esempi di strategie tipiche di allocazione della giacenza scarsa disponibile presso un deposito centrale. A fronte di un ammontare totale di stock pari a 200 unità di una certa referenza, essendo insufficiente a servire un volume di domanda di quattro negozi globalmente pari a 280 unità, si possono adottare tre strategie base di allocazione dello stock (tutte orientate al consumo del 100% della quantità scarsa globalmente disponibile): PPprima parte della figura 4: allocazione uniforme, che prevede l assegnazione di una stessa quantità a ciascun negozio, senza tener conto delle richieste relative (questa logica è troppo semplice e rischia, paradossalmente in taluni casi, di inviare a qualche negozio quantità eccedenti la richiesta, lasciando parzialmente scoperti fabbisogni di altri negozi); PPseconda parte della figura 4: allocazione basata su lista gerarchica di priorità fra negozi; si servono i clienti al 100% del relativo fabbisogno seguendo una lista di priorità, fino ad esaurimento merce al deposito centrale (nell esempio numerico, le 200 unità disponibili saturano al 100% le richieste dei primi tre negozi, non lasciando alcuna unità residua per servire la domanda del quarto negozio); PPterza parte della figura 4: allocazione proporzionale alla quantità domandata localmente dai negozi; in questo caso, tutti i negozi sono parzialmente serviti, in proporzione lineare con il volume ordinato (nessun ordine ha un fulfillment perfetto). Se da un lato la logica dell allocazione proporzionale alle richieste garantisce un rifornimento minimo a tutti clienti, essa è deleteria dal punto di vista della massimizzazione del numero di ordini completamente serviti (si servono tutti i clienti, parzialmente insoddisfatti). La logica basata su lista di priorità garantisce un livello di servizio del 100% ai clienti più importanti (perché altofatturanti, ad alto margine di guadagno, e/o collocati in mercati strategici per il fornitore). Le liste di priorità devono sempre essere riaggiornate dinamicamente, ad esempio per dare priorità maggiore a clienti non completamente serviti in precedenti giri di consegna (criterio di priorità temporale). La classificazione ABC di Pareto rappresenta un valido strumento decisionale per classificare il fatturato ottenuto dai vari clienti, al fine di aggiornare periodicamente le liste di priorità. In conclusione, si riportano gli step sequenziali di esecuzione di un possibile algoritmo di stock allocation; in caso di esaurimento dello stock in corrispondenza di uno step qualsiasi, l algoritmo si interrompe: PPprimo ciclo: rifornire al 100% tutti gli ordini cliente in ritardo; PPsecondo ciclo: con lo stock residuo, servire tutti gli ordini al 30% delle loro richieste (quantità di setup); PPterzo ciclo: con lo stock residuo, servire i soli clienti che hanno registrato un Sell Through superiore al 70%, seguendo una lista di priorità assegnata. Si noti che l algoritmo appena descritto è piuttosto restrittivo nella selezione dei negozi meritevoli, potendo quindi risultare che, al termine dei tre step procedurali, vi sia ancora stock residuo non allocato presso il deposito centrale. K RIPRODUZIONE RISERVATA Bibliografia Dallari F., Milanato D. (2012) Il rifornimento delle scorte con la logica DRP Logistica, Tecniche Nuove, luglio 2012 Milanato D. (2008) Demand Planning. Processi, metodologie e modelli matematici per la gestione della domanda commerciale, Springer