Analisi dei processi di Supply Chain. Il problema dei mancanti: studio di due casi reali.

L'elaborato di tesi sviluppato ha come obiettivo l'ottimizzazione della Supply Chian di contesti manufatturieri con particolare attenzione alle procedure di approvvigionamento dei materiali e al problema dei materiali "mancanti" in produzione.Viene esposto il risultato di un’attività di analisi di due casi reali per l’ottimizzazione dell'impatto logistico del problema dell'alimentazione di sistemi di fabbricazione e montaggio. Lo studio è stato affrontato definendo un approccio basato su una duplice analisi del processo, top-down e bottom-up. Le due analisi condotte hanno permesso di procedere alla mappatura dell’intero processo end to end (che inizia con le richieste del cliente e termina con la consegna dei prodotti allo stesso) e di individuare le criticità in esso presenti, sulla base delle quali sono state fornite una serie di linee guida per la risoluzione del problema dei mancanti. I risultati ottenuti hanno evidenziato che l’ottimizzazione dell’area di pianificazione permette di migliorare la qualità dei dati in ingresso all’intero processo con conseguente diminuzione del numero di materiali mancanti. Tuttavia, la trasversalità dell’argomento ai processi aziendali impedisce la definizione di un approccio al problema focalizzato su un’area specifica. Infine, è stata eseguita una bozza di valutazione economica per la stima dei tempi di recupero degli investimenti necessari.

Applications of RFID in the pharmaceutical supply chain

L’obiettivo di questa tesi è principalmente quello di mostrare le possibili applicazioni della tecnologia RFID (Radio Frequency Identification) all’interno della supply chain farmaceutica, cercando di comprendere il campo di applicazione di questa tecnologia in un’industria così altamente regolata e complessa come quella farmaceutica. La tesi è organizzata in tre sezioni; nel primo capitolo si trattano i principi alla base della tecnologia RFID e l’attuale stato dell’arte nella standardizzazione della banda di frequenza utilizzata e nell’hardware. In questa sezione sono poi mostrate le principali applicazioni e nella parte finale i problemi affrontati da un’azienda nell’applicare l’RFID al proprio business. Il secondo capitolo descrive le parti coinvolte nell’industria farmaceutica, dal produttore al consumatore finale, poi esamina le caratteristiche essenziali della supply chain farmaceutica e gli aspetti chiave e le criticità da affrontare in questo campo per essere efficiente e per consegnare il prodotto al cliente in maniera sicura e consistente. Infine nell’ultima sezione i due argomenti centrali sono fusi assieme, cercando di esaminare come la tecnologia RFID sia in grado di risolvere i problemi affrontati da tale industria. Il lavoro non vuole mostrare la tecnologia RFID come una panacea di tutte le problematiche presentate in questa industria, ma vuole cercare di colmare il gap presente in letteratura riguardo le possibili applicazioni di questa tecnologia nell’industria specificata.

E-business: Management e strategia nell'era di internet

Le tecnologie sviluppatesi a cavallo del nuovo millennio hanno dato e stanno dando un grande impulso all'evoluzione dei processi che riguardano qualsiasi campo della vita di oggigiorno: tutto ciò riguarda ovviamente anche le aziende, che si adoperano nel trovare nuove soluzioni che possano garantire profitti maggiori abbinati a costi di gestione minori. Risulta quindi interessante approcciarsi allo studio dei processi decisionali ed organizzativi che interessano un'azienda e come i suddetti vengano influenzati dall'uso delle tecnologie. In particolare, l'adattamento delle strategie e dei modelli di business alle tecnologie odierne è una sfida interessante e ripetuta nel tempo, in quanto le tecnologie si sviluppano e si evolvono in tempi sempre più brevi, con tutti i vantaggi ed i rischi del caso. Questa tesi si pone l'obiettivo di analizzare i temi inerenti all'E-Business, ovvero l'applicazione delle Information and Communication Technologies (ICT) in supporto alle attività di business di un'azienda. Verrano esaminati in che modo un'impresa deve approcciarsi per sviluppare ed implementare una strategia e-business, quali sono i fattori che influenzano una strategia, quali sono i vantaggi e gli svantaggi dell'adozione di tale strategia.

Export Supply Chain Organization and Food Safety and Quality Standards: a case study of the Moroccan Fruit and Vegetable Sector

Agri-food supply chains extend beyond national boundaries, partially facilitated by a policy environment that encourages more liberal international trade. Rising concentration within the downstream sector has driven a shift towards “buyer-driven” global value chains (GVCs) extending internationally with global sourcing and the emergence of multinational key economic players that compete with increase emphasis on product quality attributes. Agri-food systems are thus increasingly governed by a range of inter-related public and private standards, both of which are becoming a priori mandatory, especially in supply chains for high-value and quality-differentiated agri-food products and tend to strongly affect upstream agricultural practices, firms’ internal organization and strategic behaviour and to shape the food chain organization. Notably, increasing attention has been given to the impact of SPS measures on agri-food trade and notably on developing countries’ export performance. Food and agricultural trade is the vital link in the mutual dependency of the global trade system and developing countries. Hence, developing countries derive a substantial portion of their income from food and agricultural trade. In Morocco, fruit and vegetable (especially fresh) are the primary agricultural export. Because of the labor intensity, this sector (especially citrus and tomato) is particularly important in terms of income and employment generation, especially for the female laborers hired in the farms and packing houses. Hence, the emergence of agricultural and agrifood product safety issues and the subsequent tightening of market requirements have challenged mutual gains due to the lack of technical and financial capacities of most developing countries.

All'origine dello squilibrio di potere negoziale della parte agricola nella food supply chain: il caso della suinicoltura in Emilia-Romagna

Il settore suinicolo ricopre un ruolo rilevante nel contesto nazionale, con ricadute economiche e sociali di primaria importanza in varie regioni. Tuttavia da alcuni anni il settore si trova in crisi a causa dell’instabilità dei mercati internazionali, dello scarso coordinamento tra gli attori della filiera, della progressiva riduzione della redditività dei prodotti trasformati a Denominazione di Origine, della mancata valorizzazione dei tagli di carne fresca, nonché della difficoltà di aggredire i mercati esteri. Altre criticità riguardano la distribuzione del valore lungo la filiera e la scarsa efficacia delle politiche di coordinamento finora adottate. L'obiettivo della ricerca è quello di identificare gli elementi che possono garantire maggiore equilibrio di potere negoziale tra allevatori suinicoli e macellatori rispetto alla situazione attuale: verificati gli elementi critici che caratterizzano la relazione commerciale tra allevatori e macellatori, si avanzano alcune proposte operative utili al superamento delle fratture tra la componente agricola e quella dei macelli in Emilia Romagna. La struttura della tesi è la seguente: (capitolo 1) si descrive il quadro economico del settore suinicolo a livello internazionale e nazionale. Successivamente (capitolo 2) si passano in rassegna le teorie economiche utili a comprendere le ragioni alla base del malfunzionamento dei rapporti tra gli attori della filiera agroalimentare, mentre nel terzo capitolo è richiamato il quadro normativo comunitario, nazionale e regionale all’interno del quale tali relazioni si configurano. Nel quarto capitolo si elabora un modello interpretativo al fine di spiegare le fratture che oggi contraddistinguono le relazioni in essere tra gli attori della filiera: il “modello delle fratture”. Alla luce di questa concettualizzazione è stata svolta un’indagine diretta svolta presso gli operatori aderenti all’Organizzazione Interprofessionale del Gran Suino Italiano, i cui risultati hanno consentito di valutare l’efficacia del modello interpretativo e di fornire indicazioni migliorative della strategia di governance delle relazioni tra allevatori e macellatori.

Sostenibilità e resilienza nella supply chain

“La resilienza è intesa come la capacità di un'impresa di ripristinare le normali attività a seguito di un evento imprevisto in grado di generare un'interruzione delle stesse, la cui durata e ampiezza dipende dalla gravità dell'evento. E' dunque la capacità di reagire con rapidità a fronte di instabilità della rete.” Negli ultimi decenni, cambiamenti economici e sociali, hanno contribuito alla formazione di reti produttive più estese, articolate e complesse. Tuttavia,a causa della maggiore complessità, le reti sono oggi più vulnerabili e maggiormente esposte a rischi (interni ed esterni) e situazioni impreviste. Le moderne supply chain hanno cercato di sperimentare e sviluppare nuove soluzioni organizzativeper ottenere una maggiore flessibilità, agilità e resilienza

Sviluppo di nuove potenzialità commerciali e impatto sulla supply chain in Neri SpA

Tesi incentrata sull'impatto che la riduzione del lead time di consegna, come strategia commerciale, ha sulla supply chain della Neri SpA. A tale scopo è stato sviluppato un modello basato sulla matrice di Kraljic per la classificazione dei fornitori. La matrice è stata adattata alle esigenze aziendali ed è stato sfruttato il metodo di analisi multicriterio AHP per determinare i pesi dei parametri che compongono la dimensione più complessa della matrice. Sono stati sviluppati i diagrammi di Gantt partendo dai lead time presenti in distinta base. Da questi si sono individuati i percorsi temporalmente critici e dalla loro analisi le filiere critiche per lo sviluppo delle nuove potenzialità commerciali. Le filiere critiche sono state poi analizzate nel loro complesso, andando a verificare il ruolo dei singoli fornitori sfruttando come base di analisi la classificazione effettuata con la matrice di Kraljic. Dall'analisi delle filiere e dal confronto con la funzione commerciale sono state ipotizzate strategie per la riduzione dei lead time e il raggiungimento delle nuove potenzialità commerciali.

Analysis of spring break-up and its effects on a biomass feedstock supply chain in northern Michigan

Demand for bio-fuels is expected to increase, due to rising prices of fossil fuels and concerns over greenhouse gas emissions and energy security. The overall cost of biomass energy generation is primarily related to biomass harvesting activity, transportation, and storage. With a commercial-scale cellulosic ethanol processing facility in Kinross Township of Chippewa County, Michigan about to be built, models including a simulation model and an optimization model have been developed to provide decision support for the facility. Both models track cost, emissions and energy consumption. While the optimization model provides guidance for a long-term strategic plan, the simulation model aims to present detailed output for specified operational scenarios over an annual period. Most importantly, the simulation model considers the uncertainty of spring break-up timing, i.e., seasonal road restrictions. Spring break-up timing is important because it will impact the feasibility of harvesting activity and the time duration of transportation restrictions, which significantly changes the availability of feedstock for the processing facility. This thesis focuses on the statistical model of spring break-up used in the simulation model. Spring break-up timing depends on various factors, including temperature, road conditions and soil type, as well as individual decision making processes at the county level. The spring break-up model, based on the historical spring break-up data from 27 counties over the period of 2002-2010, starts by specifying the probability distribution of a particular county’s spring break-up start day and end day, and then relates the spring break-up timing of the other counties in the harvesting zone to the first county. In order to estimate the dependence relationship between counties, regression analyses, including standard linear regression and reduced major axis regression, are conducted. Using realizations (scenarios) of spring break-up generated by the statistical spring breakup model, the simulation model is able to probabilistically evaluate different harvesting and transportation plans to help the bio-fuel facility select the most effective strategy. For early spring break-up, which usually indicates a longer than average break-up period, more log storage is required, total cost increases, and the probability of plant closure increases. The risk of plant closure may be partially offset through increased use of rail transportation, which is not subject to spring break-up restrictions. However, rail availability and rail yard storage may then become limiting factors in the supply chain. Rail use will impact total cost, energy consumption, system-wide CO2 emissions, and the reliability of providing feedstock to the bio-fuel processing facility.

Development of an optimization model for biofuel facility size and location and a simulation model for design of a biofuel supply chain

To mitigate greenhouse gas (GHG) emissions and reduce U.S. dependence on imported oil, the United States (U.S.) is pursuing several options to create biofuels from renewable woody biomass (hereafter referred to as “biomass”). Because of the distributed nature of biomass feedstock, the cost and complexity of biomass recovery operations has significant challenges that hinder increased biomass utilization for energy production. To facilitate the exploration of a wide variety of conditions that promise profitable biomass utilization and tapping unused forest residues, it is proposed to develop biofuel supply chain models based on optimization and simulation approaches. The biofuel supply chain is structured around four components: biofuel facility locations and sizes, biomass harvesting/forwarding, transportation, and storage. A Geographic Information System (GIS) based approach is proposed as a first step for selecting potential facility locations for biofuel production from forest biomass based on a set of evaluation criteria, such as accessibility to biomass, railway/road transportation network, water body and workforce. The development of optimization and simulation models is also proposed. The results of the models will be used to determine (1) the number, location, and size of the biofuel facilities, and (2) the amounts of biomass to be transported between the harvesting areas and the biofuel facilities over a 20-year timeframe. The multi-criteria objective is to minimize the weighted sum of the delivered feedstock cost, energy consumption, and GHG emissions simultaneously. Finally, a series of sensitivity analyses will be conducted to identify the sensitivity of the decisions, such as the optimal site selected for the biofuel facility, to changes in influential parameters, such as biomass availability and transportation fuel price. Intellectual Merit The proposed research will facilitate the exploration of a wide variety of conditions that promise profitable biomass utilization in the renewable biofuel industry. The GIS-based facility location analysis considers a series of factors which have not been considered simultaneously in previous research. Location analysis is critical to the financial success of producing biofuel. The modeling of woody biomass supply chains using both optimization and simulation, combing with the GIS-based approach as a precursor, have not been done to date. The optimization and simulation models can help to ensure the economic and environmental viability and sustainability of the entire biofuel supply chain at both the strategic design level and the operational planning level. Broader Impacts The proposed models for biorefineries can be applied to other types of manufacturing or processing operations using biomass. This is because the biomass feedstock supply chain is similar, if not the same, for biorefineries, biomass fired or co-fired power plants, or torrefaction/pelletization operations. Additionally, the research results of this research will continue to be disseminated internationally through publications in journals, such as Biomass and Bioenergy, and Renewable Energy, and presentations at conferences, such as the 2011 Industrial Engineering Research Conference. For example, part of the research work related to biofuel facility identification has been published: Zhang, Johnson and Sutherland [2011] (see Appendix A). There will also be opportunities for the Michigan Tech campus community to learn about the research through the Sustainable Future Institute.

DEVELOPMENT OF AN OPTIMIZATION MODEL FOR BIOFUEL FACILITY SIZE AND LOCATION AND A SIMULATION MODEL FOR DESIGN OF A BIOFUEL SUPPLY CHAIN

A range of societal issues have been caused by fossil fuel consumption in the transportation sector in the United States (U.S.), including health related air pollution, climate change, the dependence on imported oil, and other oil related national security concerns. Biofuels production from various lignocellulosic biomass types such as wood, forest residues, and agriculture residues have the potential to replace a substantial portion of the total fossil fuel consumption. This research focuses on locating biofuel facilities and designing the biofuel supply chain to minimize the overall cost. For this purpose an integrated methodology was proposed by combining the GIS technology with simulation and optimization modeling methods. The GIS based methodology was used as a precursor for selecting biofuel facility locations by employing a series of decision factors. The resulted candidate sites for biofuel production served as inputs for simulation and optimization modeling. As a precursor to simulation or optimization modeling, the GIS-based methodology was used to preselect potential biofuel facility locations for biofuel production from forest biomass. Candidate locations were selected based on a set of evaluation criteria, including: county boundaries, a railroad transportation network, a state/federal road transportation network, water body (rivers, lakes, etc.) dispersion, city and village dispersion, a population census, biomass production, and no co-location with co-fired power plants. The simulation and optimization models were built around key supply activities including biomass harvesting/forwarding, transportation and storage. The built onsite storage served for spring breakup period where road restrictions were in place and truck transportation on certain roads was limited. Both models were evaluated using multiple performance indicators, including cost (consisting of the delivered feedstock cost, and inventory holding cost), energy consumption, and GHG emissions. The impact of energy consumption and GHG emissions were expressed in monetary terms to keep consistent with cost. Compared with the optimization model, the simulation model represents a more dynamic look at a 20-year operation by considering the impacts associated with building inventory at the biorefinery to address the limited availability of biomass feedstock during the spring breakup period. The number of trucks required per day was estimated and the inventory level all year around was tracked. Through the exchange of information across different procedures (harvesting, transportation, and biomass feedstock processing procedures), a smooth flow of biomass from harvesting areas to a biofuel facility was implemented. The optimization model was developed to address issues related to locating multiple biofuel facilities simultaneously. The size of the potential biofuel facility is set up with an upper bound of 50 MGY and a lower bound of 30 MGY. The optimization model is a static, Mathematical Programming Language (MPL)-based application which allows for sensitivity analysis by changing inputs to evaluate different scenarios. It was found that annual biofuel demand and biomass availability impacts the optimal results of biofuel facility locations and sizes.

SIZE OPTIMIZATION OF A BIOMASS TO LIQUID FUEL CONVERSION FACILITY WITHIN A BIOMASS SUPPLY CHAIN

Bioenergy and biobased products offer new opportunities for strengthening rural economies, enhancing environmental health, and providing a secure energy future. Realizing these benefits will require the development of many different biobased products and biobased production systems. The biomass feedstocks that will enable such development must be sustainable, widely available across many different regions, and compatible with industry requirements. The purpose of this research is to develop an economic model that will help decision makers identify the optimal size of a forest resource based biofuel production facility. The model must be applicable to decision makers anywhere, though the modeled case analysis will focus on a specific region; the Upper Peninsula (U.P.) of Michigan. This work will illustrate that several factors influence the optimal facility size. Further, this effort will reveal that the location of the facility does affect size. The results of the research show that an optimal facility size can be determined for a given location and are based on variables including forest biomass availability, transportation cost rate, and economy of scale factors. These variables acting alone and interacting together can influence the optimal size and the decision of where to locate the biofuel production facility. Further, adjustments to model variables like biomass resource and storage costs have no effect on facility size, but do affect the unit cost of the biofuel produced.