Problemstellung:
Microsoft ist eines der größten Technologieunternehmen der Welt mit einem Umsatz von über 90 Milliarden US-Dollar. Mehr und mehr seines Umsatzes werden jetzt durch den Verkauf von physischen Geräten erzielt und das Unternehmen wird der damit verbundenen Komplexität und Unsicherheit ausgesetzt. Das Unternehmen bietet mehr als 30000 Produkte mit großen Unterschieden in Bezug auf die Lebenszyklen an, hat mehr als 600 Lieferanten, 13 Auftragsfertiger und 52 Distributionszentren, die Produkte in 191 Länder verteilen.
Im Jahr 2015 wurde Goldratt Research Labs von Microsoft beauftragt, eine Ende-zu-Ende-Lieferkettenmanagementlösung zu entwickeln, zu validieren, zu pilotieren und zu implementieren, die auf den Best Practices der Theory of Constraints (TOC) basiert. Diese bildete einen Teil der „One Devices Supply Chain“ (1DSC) Lösung von Microsoft, mit der Folgendes erreicht werden soll:
- Ein Satz an Planungs-, Ausführungs- und Verbesserungsregeln für die Verwaltung aller Produkte und Fulfillment-Strategien in der Lieferkette von Microsoft.
- Ein System (SAP), in dem diese Regeln implementiert werden.
Ein kritischer Teil des Projekts für Goldratt Research Labs war die Entwicklung eines selbstkonfigurierbaren Lieferkettensimulationsmodells mit AnyLogic, um die voraussichtlichen operativen und finanziellen Verbesserungen, die durch das TOC-basierte Lösungsdesign erreicht würden, vor der Inbetriebnahme zu validieren.
Projektentwickler:
Dr. Alan Barnard und sein Goldratt Research Labs (GRL) Simulationsteam unter der Leitung von Dr. Andrey Malykhanov sind sehr leidenschaftlich dabei, Organisationen zu helfen, zwei einfache, aber wichtige Fragen zu beantworten: „Wie viel besser können wir werden?“ und „Wie geht das am besten?“. Sie arbeiten mit führenden Organisationen aus der ganzen Welt zusammen, die sowohl aus dem privaten als auch dem öffentlichen Sektor kommen. Darunter sind: BHP Billiton, Cargill, TATA Steel, ABB, Daiwa House, Utah Gov. und Larsen & Toubro.
GRL verwendet robuste Forschungsmethoden und fortschrittliche Technologien wie Simulationsmodellierung, Künstliche Intelligenz und Expertensysteme, um zu ermitteln, wie viel besser Organisationen werden können, wenn sie von lokalen Optima Regeln zu globalen Optima Regeln der TOC (Theory of Constraints) wechseln können. GRL ist auch eine Speerspitze für neue TOC-basierte Forschung und Entwicklung, um neues Wissen und Anwendungen des ständig wachsenden TOC-Wissens zu entwickeln.
Projektbeschreibung:
Das Projekt begann im September 2015. Die Prinzipien der Theory of Constraints und Best Practices wurden von GRL verwendet, um eine erstklassige Lieferkette für Microsoft zu entwickeln. Während der Pilotphase wurden die auf der Theory of Constraints basierten SCM-Regeln in einem AnyLogic Simulationsmodell getestet, um zu validieren, dass diese zu einer besseren operativen und finanziellen Performanz führen (z. B. weniger Engpässe und Überschüsse, die mehr Einnahmen, höherer Rentabilität bei geringerem Inventar zu Folge haben). Mitte Dezember 2015 wurde der erste TOC-abgeleitete Regelsatz für Build-to-Order (BTO) innerhalb des SAP-Systems von Microsoft in Betrieb genommen. Im Jahr 2016 wurden zusätzliche Regeln für Build-to-Availability (BTA), „Assemble or Customize-to-Order“(ATO) und „Build-to-X” (BTX) getestet und implementiert. Das gesamte Projekt wurde in weniger als 9 Monaten abgeschlossen.
Lösung:
Ein Strategie- und Taktikbaum (S&T-Baum) wurde entwickelt, um genau zu zeigen, welche Regeln erforderlich waren, um die gewünschte Leistungsverbesserung und Ziele der 1DSC-Initiative zu erreichen. Nach der untenstehenden Abbildung mussten sechs Regeln geändert werden:
- Auftragsabwicklungsstrategie: Soll Make-to-Order (BTO), Assemble-to-Order (ATO), Make-to-Availability (BTA) oder Build-to-X (BTX, wobei X Startzielmenge ist) eingesetzt werden
- ATO-/BTO-Pufferung: Wie BTO-/ATO-Kunden zuverlässige Lieferzeiten angegeben werden können.
- BTA-/BTX-Pufferung: Wie sichergestellt werden kann, dass ein ausreichender Vorrat an Teilen und Fertigwaren vorhanden ist.
- Freigabesteuerung: Wie die Freigabe von BTO-/ATO-, BTX- und BTA-Aufträgen gesteuert werden kann.
- Geteilte Priorität: Wie ein einziges Prioritätssystem in der Lieferkette erreicht werden kann.
- Fluss verbessern: Wie der Fluss systematisch verbessert werden kann.
Mit dem S&T-Baum wurden das Warum, Was und Wie jeder dieser Regeln definiert, um allen Beteiligten zu helfen, die den Regeln zugrunde liegenden Annahmen zu verstehen und den einfachsten Weg zu finden, diese in Standard-SAP zu implementieren.
Entwerfen einer TOC-basierten SCM-Lösung
Das AnyLogic-Simulationsmodell, das entwickelt wurde, um die betriebliche und finanzielle Leistungsfähigkeit der neuen Regeln zu testen und zu verifizieren.
Lieferketten- und Produktdaten werden aus dem SAP-System in eine Excel-Datei extrahiert, um die globale Lieferkette von Microsoft vollständig zu modellieren und zu konfigurieren. Zusätzlich wurden Daten der tatsächlichen Kundennachfrage und des tatsächlichen täglichen Lagerbestands während des Modellzeitraums extrahiert, um dem Modell einen Vergleich der simulierten Leistungsfähigkeit (unter Verwendung der neuen TOC-basierten Regeln) mit der tatsächlichen Leistungsfähigkeit aus der Vergangenheit zu ermöglichen.
Das Lieferkettenplanungsteam hat das Modell um Zufälligkeit erweitert, z. B. hinsichtlich der Variabilität der Produktionszykluszeiten und der Vorlaufzeit für die Bereitstellung für die Distribution. Darüber hinaus können Informationen zu zufälligen Ereignissen wie geplante und ungeplante Wartung sowie die Auswirkungen von positiven und negativen Prognosefehlern integriert werden, um die Microsoft-Lieferkette Belastungstests zu unterziehen.
Das benutzerdefinierte AnyLogic-Modell wurde mit einer einfachen Benutzerschnittstelle konzipiert, so dass die Beteiligten bei Ausführung des Modells Szenarios verwalten und die zu verwendenden TOC-Regeln, den Simulationszeitraum und zu berücksichtigende oder nicht zu berücksichtigende Produktkanäle ohne Kenntnisse von AnyLogic auswählen können. Die Ausgabe der Simulation ist direkt vom AnyLogic-Modell aus sichtbar und kann auch nach Excel exportiert werden. Sollten die Ergebnisse nicht den Erwartungen entsprechen, werden umfangreiche Protokolle zur Diagnose erstellt.
Das Modell kann auf drei verschiedene Arten ausgeführt werden:
- Einzellaufexperiment
- Sensitivitätsanalyse, um zu testen, wie empfindlich bestimmte Parameter auf die Ergebnisse reagieren.
- Szenariovergleich
Grundlegende Architektur des Projektes
Die AnyLogic Benutzerschnittstelle für Modelleinstellungen enthält den Netzwerkfluss und eine Weltkarte, um die Konfiguration der Lieferkette, für die Daten importiert wurden, die Produktkategorien sowie die Nachschubarten zu visualisieren. Benutzer können kumulative Diagramme der tatsächlichen Nachfrage im Vergleich zu prognostizierten Nachfrage und der Produktionskapazität anzeigen, um ein Gefühl für mögliche Probleme zu erhalten. Um zu testen, wie die Lieferkette die Nachfrage bewältigen wird, die deutlich über oder unter den Erwartungen liegt, können Benutzer sowohl eine tatsächliche Bedarfsprognose als auch Kundenaufträge verwenden oder Prognosen aus tatsächlichen Aufträgen ableiten oder Bestellungen aus Prognosen mit einem vordefinierten positiven oder negativen Prognosefehler generieren.
Während der Ausführung des Simulationsmodells können Benutzer die betriebliche und finanzielle Leistung anzeigen und in bestimmte Teile zoomen. Z. B. kann für einen Auftragshersteller betrachtet werden, ob sich Rückstände entwickeln. Auch der simulierte und tatsächliche Lagerbestand für einen bestimmten DC und ein bestimmtes Produkt lässt sich vergleichen, um den Nutzen der Verwendung der TOC-Regeln aufzuzeigen.
Benutzer können in einen bestimmten DC und ein bestimmtes Produkt in diesem DC "hineinzoomen", um zu sehen, wie die TOC-basierten Regeln zur Lagerverwaltung, die die Höhe des Ziellagerbestands basierend auf "zu viel Rot" und "zu viel Grün" der Pufferzone dynamisch verändern, gegenüber dem tatsächlichen täglichen Lagerbestand abschneiden.
Ergebnis:
Robert Meshew, CTO von Global Supply Chain bei Microsoft, bestätigte die unglaublichen Ergebnisse, die seit der Implementierung der neuen TOC-basierten Ende-zu-Ende-Lieferkettenlösung in ihr SAP-System erzielt wurden. „Das Ergebnis war nichts weniger als bemerkenswert. In dieser Zeit haben wir gesehen, dass unser Serviceniveau um mehr als 5 Prozent gestiegen ist. Gleichzeitig haben sich unsere Lagerbestände durchweg um eine Viertelmilliarde Dollar verringert, was zu reduzierten Abschlägen und einer Verringerung von Überschüssen und Überalterung von mehr als hundert Millionen Dollar geführt hat.“
Die Nutzung der Fähigkeiten von AnyLogic bot ein schnelles, kostengünstiges und risikoarmes Verfahren zur Validierung und für den Stresstests des auf der Theory of Constraints basierenden Ende-zu-Ende-Lieferkettenlösungsentwurfs.
Die nächste Phase dieses Projekts wird die enge Zusammenarbeit mit dem von Manohar Madhira geleiteten Microsoft-Team sein, um das Modell in den Vertriebs- und Betriebsplanungsprozess des Unternehmens zu integrieren und seine Funktionalität für „What’s ifs“ im Zusammenhang mit der globalen Einführung von Produkten zu erweitern, um besser schnellere Analysen und Managemententscheidungen zu unterstützen.
Projektvortrag durch Dr. Alan Barnard, Goldratt Research Labs
