Demand Planning Processi, metodologie e modelli matematici per la gestione della domanda commerciale

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1 Demand Planning

2 Damiano Milanato Demand Planning Processi, metodologie e modelli matematici per la gestione della domanda commerciale

3 Damiano Milanato Dipartimento di Ingegneria Gestionale Facoltà di Ingegneria dei Sistemi Politecnico di Milano, Milano Damiano Milanato svolge attività didattica per il corso Laboratorio di sistemi produttivi elogisticipresso la Facoltà di Ingegneria dei Sistemi del Politecnico di Milano, Dipartimento di Ingegneria Gestionale. I suoi interessi di ricerca si articolano in due aree: modelli di ottimizzazione per il Supply Chain Management, algoritmi e metodologie di Sales Forecasting e Data Mining applicati al Demand Planning. ISBN Springer Milan Berlin Heidelberg NewYork ISBN (ebook) Springer Milan Berlin Heidelberg NewYork Springer-Verlag fa parte di Springer Science+Business Media springer.com Springer-Verlag Italia, Milano 2008 Quest opera è protetta dalla legge sul diritto d autore e la sua riproduzione è ammessa solo ed esclusivamente nei limiti stabiliti dalla stessa. Le fotocopie per uso personale possono essere effettuate nei limiti del 15% di ciascun volume dietro pagamento alla SIAE del compenso previsto dall art. 68, commi 4 e 5, della legge 22 aprile 1941 n Le riproduzioni per uso non personale e/o oltre il limite del 15% potranno avvenire solo a seguito di specifica autorizzazione rilasciata da AIDRO, Via Corso di Porta Romana n. 108, Milano 20122, segreteria@aidro.org e sito web Tutti i diritti, in particolare quelli relativi alla traduzione, alla ristampa, all utilizzo di illustrazioni e tabelle, alla citazione orale, alla trasmissione radiofonica o televisiva, alla registrazione su microfilm o in database, o alla riproduzione in qualsiasi altra forma (stampata o elettronica) rimangono riservati anche nel caso di utilizzo parziale. La violazione delle norme comporta le sanzioni previste dalla legge Impianti: PTP-Berlin, Protago TEX-Production GmbH, Germany ( Progetto grafico della copertina: Simona Colombo, Milano Stampa: GRAFICHE PORPORA, Cernusco S/N (MI) Stampato in Italia Springer-Verlag Italia srl Via Decembrio Milano

4 Indice Introduzione... 1 Parte I Processi, organizzazione e sistemi informativi di Demand Planning 1 Demand Planning e Supply Chain Management IntroduzionealDemandPlanning DefinizionediDemandPlanning Processi, metodologieemodellimatematici Sales Forecast, Sales Budget, Sales Target, Demand Plan Supply Chain Management Definizione di Supply Chain Management Soggetti aziendali operanti nella Supply Chain Strutture logistico-produttive della Supply Chain Network Catenefornitore produttore distributore Supply Chain Relationship Management Tipologiedidomandacommerciale Progettazione e gestione della Supply Chain Progettazione della configurazione e delle attività operative Supply Chain Strategy Supply Chain Network Design Supply Chain Planning Supply Chain Execution Supply Chain Analytics Integrazione dei processi di Supply Chain Management Motivazionigestionaliper ildemandplanning Fattoricriticidisuccesso per ildemandplanning Processi di Demand Planning Criticitàdeiprocessi didemandplanning... 49

5 VI Indice Introduzione Criticitàdiprodotto Criticitàdimercato Oggettodellaprevisioneedelpianodidomanda Determinantidelladomandacommerciale Modalitàdirispostaalladomandacommerciale ClassificazioneWortmann Processi disales&operationsplanning Pianificazionedellaproduzioneedelladistribuzione Tipologiedipianioperativi Underforecasting vs.overforecasting Differenzeoperativefrapianididomanda Transizione sales forecast sales budget Transizione sales budget demand plan Transizionedemandplan salestarget Esempionumerico Processi didemandplanning Quadrogeneraledeiprocessi didemandplanning DemandAnalytics SalesForecasting Demand Intelligence Marketing Intelligence CollaborativeForecasting Sistemi organizzativi di Demand Planning WorkflowdiDemandPlanning Classificazione delle attivitàdidemandplanning Progettazionedegliworkflow Workflowverticali Workfloworizzontali EsempiodiWorkflowdiDemandPlanning Diffusionefunzionaledeipianididomanda Fabbisognifunzionali Funzionidemandoriented Funzioni supply oriented Funzionidipianificazionestrategica efinanziaria Organizzazionedeiprocessi didemandplanning SpecializedForecasting MultipleForecasting ConsensusBased Forecasting RuolodeiDemandPlanner QualitativeSalesForecasting IntroduzioneallemetodologiediSalesForecasting Juryofexecutiveopinion MetodoDelphi...111

6 Indice VII Coinvolgimentodellaforzadivendita Coinvolgimentodeipartner difiliera Ricerchedimercato CollaborativeDemandPlanning Gestionetradizionaledelladomanda VendorManagedInventory CollaborativePlanning,Forecasting,Replenishment Sistemi informativi di Demand Planning Tecnologieinformaticheper ildemandplanning Enterprise ResourcePlanning ModuliapplicativiERP Architettura informaticadeisistemierp AdvancedPlanning&Scheduling ModuliapplicativiAPS ModuliAPSdiDemandPlanning DataWarehousing DefinizionediDataWarehouseeDataMart Architettura deidatawarehouse CaratteristichedeiDataWarehouse TecnologieOLTPeOLAP WorkflowManagement IntegrazionedeisistemiERP,APS,DataWarehousing Modellididatiper ildemandplanning Datistaticiedatidinamici Dimensionidianalisi Gerarchiedinavigazione Entitàeattributi Misure Parte II Modelli e algoritmi di Business Intelligence 5 Demand Analytics: analisi multidimensionale Business Intelligence Definizione di Business Intelligence Quadro delle metodologie di Business Intelligence DemandAnalytics Demand Intelligence Analisimultidimensionale Introduzionealdatabrowsing Operazionididatabrowsing:navigazioneorizzontale Operazionididatabrowsing:navigazioneverticale Operatori di aggregazione (roll-up) Splitting...177

7 VIII Indice Operatori di ripartizione (drill-down) Quadro sintetico delle operazioni di browsing dimensionale Demand Analytics: analisi statistica e KPI Analisistatisticadelleseriestoriche Finalità dell analisi statistica Analisiunivariata:indicidiposizionamento Analisiunivariata:indicididispersione Intervallo di confidenza Analisibivariata:correlazioneecovarianza KPIAnalysis Ciclodipianificazioneecontrollo CiclodivitadeiKPI ClassificazionedeiKPI per ildemandplanning KPIderivatiper ladomanda SalesAnalysis CustomerServiceAnalysis:efficaciaedefficienza CustomerServiceAnalysis:componenti Customer Service Analysis: fasi operative del ciclo attivo CustomerServiceAnalysis:KPI Demand Intelligence: clustering Introduzione Tipologiediattributiper ilclustering Matricedegliattributi Attributinumericicontinui Attributinumericidiscreti Attributicategoriciordinali Attributicategoricinominali Selezione di attributi e di entità Discretizzazionediattributinumerici Applicazionidiclustering perildatamining Applicazionidiclustering perildemandplanning Analisidegliattributi Metodiditrasformazionedegliattributi Filtraggio degli attributi Riduzionedegliattributi Calcolodelladistanzafraosservazioni Parametri di input per il clustering Metricheper ilcalcolodelledistanze SoftClustering Misurediprestazioneper ilclustering AlgoritmodelleK-medie Struttura dell algoritmo Esempionumerico...256

8 Indice IX Estensioni dell algoritmo base Parametrizzazione Algoritmo di agglomerazione Struttura dell algoritmo Esempionumerico Estensioni dell algoritmo base Esempiodiapplicazione:newproduct forecasting Demand Intelligence: regole associative Regoleassociative MarketBasket Analysis:prodottiacquistati Caratteristichedegliitemset Caratteristichedelleregole PrincipioApriori AlgoritmoApriori:generazionedegliitemsetfrequenti Algoritmo Apriori: generazione delle regole associative forti Valutazione dell importanza delle regole forti Parametrizzazione Rappresentazionedeirisultati Utilizzopredittivodelleregoleassociative Utilizzoanaliticodelleregoleassociative Regoleassociativesequenziali MarketBasket AnalysiseClickstreamAnalysis CatenediMarkov MatriceStati Transizioni Probabilitàdellesequenze temporali Clusteringdellesequenze temporali Algoritmoper ilclusteringdellesequenze temporali Parametrizzazione Rappresentazionedeirisultati Demand Intelligence: classificazione Introduzioneallaclassificazione Definizionedelproblema Formulazionematematica ApplicazionidiclassificazioneperilDemandPlanning Analisideidatiper laclassificazione Introduzione Reportper l analisinumerica Misurediprestazioneper laclassificazione Schemageneraledeimodellidiclassificazione ClassificationAccuracy Analisi dell errore di classificazione Classificatoribayesianinaive Calcolo delle probabilitàcondizionate...327

9 X Indice Indipendenza degli attributivi esplicativi condizionati alle classi Esempionumerico Classificatoriadalbero Proprietàdeglialberidiclassificazione Alberidiclassificazioneapriori Struttura degli algoritmi per la classificazione ad albero Regolediseparazione Regolediclassificazione Metriche di disomogeneitàdeinodi Sviluppo dei nodi dell albero Esempiodiapplicazione Parte III Modelli e algoritmi di Sales Forecasting 10 Time Series Analysis IntroduzioneallaTimeSeriesAnalysis Definizionediseriestorica Livelli di disponibilitàecalcolodelladomanda ObiettividellaTimeSeriesAnalysis Componentidelleseriestorichecontinue Tipologiediseriestoriche Salescleaning Processo disalescleaning Algoritmogeneraledisalescleaning Intervallo di confidenza Mediamobile Valutazionedellepromozionicommerciali Scomposizionedelleseriestoriche Scomposizionemoltiplicativa Scomposizioneadditiva Valutazione dei modelli di Sales Forecasting Accuratezza previsionale Valutazionedeimodellidisalesforecasting Intervallidianalisieprevisione Definizione e modalità di calcolo della forecast accuracy Analisidellaforecastaccuracy Metriche per l accuratezza previsionale Classificazionedellemisurediforecast error Ambitidiutilizzodellemisurediforecast error Misurepuntualidierrore Misuredidistorsione Misuredidispersione...391

10 Indice XI Esempioapplicativo Utilizzodellemetrichediforecast accuracy Monitoraggio degli errori di previsione ForecastBenchmarking SceltadellivellodicalcolodelSalesForecast Time Series Forecasting IntroduzionealTimeSeriesForecasting GenerazionedelSalesForecast Fasidelprocesso disalesforecasting ClassificazionedeimodellidiTimeSeriesForecasting Domanda oggetto di previsione Mediemobili Naiveforecastingemediaaritmetica Mediamobilesemplice Mediamobilepesata Smorzamentoesponenziale Smorzamentoesponenzialesemplice Esempioapplicativo ModellodiHolt-Winters ModellodiHolt ModellodiHoltatendenza smorzata ModellomoltiplicativodiWinters InizializzazionedelmodellodiHolt-Winters Best-fit parametricoper ilmodellodiholt-winters ModelloadditivodiWinters ModelloTimeSeriesDecomposition Ricomposizionemoltiplicativa Esempioapplicativo CombinazionedimodellidiSalesForecasting Intervallo di confidenza per il Sales Forecast Definizionedelpianononvincolatodidomanda DemandNetting ConsensusBased Forecasting Modelli per serie storiche irregolari Prevedibilitàdelleseriestoriche Irregolaritàdelleseriestoriche Cause di irregolaritànelladomanda Forecastability Modelliperseriestoricheirregolari Modelliditraslazione Shifttemporale Profilazione di quantità Estensionealleseriesporadicheperiodiche...450

11 XII Indice 13.3 ModellodiCroston Versionebase Versionemodificata ModellodiPoisson DistribuzionediPoisson Algoritmodiprevisione Newproduct forecasting Ciclodivitadeiprodotti Applicazionedipatterndivendita Forecastingperanalogia Altrimodelliperilnew productforecasting Classificazionediseriestoriche TimeSeriesAutomaticClassification Test di sparsità Test di periodicitàstagionale Test di regolarità Matricediclassificazionedelleseriestoriche Gestionedeicalendaridivendita Regressione lineare Introduzione Definizionediregressione lineare Correlazione e causalità Modelliperl apprendimentosupervisionato Regressionbased forecasting Applicazionidiregressione per ildemandplanning Variabiliindipendentiedipendenti Tipologiedivariabiliindipendenti Tipologiediregressione lineare Strutturadeldataset per laregressionelineare Intervallitemporali Regressionelinearesemplice Impostazioneformale Interpretazionegeometrica Calcolodeicoefficientidiregressione Ritardotemporalenellacorrelazione Analisiditrend Analisi di stagionalità Analisi di ciclicità Regressionelinearemultipla Impostazioneformale Analisimarginale Attributiesplicativicategorici Misurediprestazioneper laregressione lineare Classificazionedellemisure...502

12 Indice XIII Coefficientedicorrelazionelineare Coefficientedideterminazione Coefficientedideterminazione adjusted Intervallo di confidenza per la variabile target Selezionedellevariabiliindipendenti Linearitàdelmodellodiregressione Multicollinearitàdellevariabiliindipendenti Algoritmi per la costruzione dei modelli di regressione multipla Parte IV Supply Chain Planning 15 Supply Chain Planning: distribuzione StoreReplenishment Introduzione Modellomatematico Estensionidelmodello StoreAllocation Introduzione Modellomatematico Estensionidelmodello Capacitated Facility Location Problem Introduzione Modellomatematico Estensionidelmodello VehicleRoutingProblem Introduzione Modellomatematico Estensionidelmodello Pick-up&DeliveryVehicleRoutingProblem Introduzione Modellomatematico Supply Chain Planning: produzione ProductionPlanning Introduzione Modellomatematico Demand Backlogging Introduzione Modellomatematico Estensionidelmodello Promotion Profitability Introduzione Modellomatematico...578

13 XIV Indice 16.4 InventoryPlanning Gestionedellescorte Metodologiediriordino Dimensionamento della scorta di sicurezza Bibliografia Indice analitico...595