Stochastic programming for the S&OP and the IBP pre-implementation analysis: numerical application in the electronic components supply chain

Sales and Operations Planning (S&OP) has been acknowledged as the best business practice for cross-functionally integrating tactical planning. Indeed, if compared to traditional Decoupled Planning (DP) in which the decision-making process is discretized between the business functions, the S&OP ensures internal demand and supply alignment. Furthermore, to account for the financial and portfolio management integration, as well as improving the visibility in the end-to-end value chain, in the last decade, the S&OP has been complemented with the Collaborative Planning, Forecasting and Replenishment (CPFR), resulting in the so-called Integrated Business Planning (IBP). Despite their impacts on the companies’ performance (e.g., profitability, inventory level, forecast accuracy, Customer Service Level), there’s still poor theoretical knowledge about the added value the S&OP and the IBP can bring. Indeed, the scarce contributions to the S&OP pre-implementation analysis have been solely conducted under deterministic conditions or process uncertainties, whilst no reference has been found to the IBP pre-implementation analysis. Therefore, the Thesis is the first research that develops stochastic programming to figure out the added value of the S&OP and the IBP under demand uncertainties. To illustrate the methodology, the stochastic optimization models have been applied to the case of the make-to-stock (MTS) electronic components supply chain, in which tactical decisions are affected by uncertain demand and inaccurate forecasts. Based on the Thesis’ findings, the stochastic optimization models corroborate the idea that the S&OP can positively contribute to optimally managing the trade-off between the company’s efficiency and effectiveness. Furthermore, the IBP can further add efficiency across the end-to-end value chain, by aligning the trading partners’ tactical plans. Nonetheless, the Thesis stresses the need to design a consistent set of incentives to fairly allocate the economic benefits entailed by the IBP to the trading partners, thus encouraging coordination in the tactical decisions.

L’S&OP è considerato la migliore pratica aziendale a supporto della pianificazione tattica. Infatti, rispetto all’approccio tradizione conosciuto come Pianificazione Disaccoppiata (DP), in cui le decisioni tattiche sono discusse in maniera indipendente dalle diverse funzioni aziendali, l'S&OP garantisce il coordinamento interno e il bilanciamento tra la domanda e le operations. Inoltre, al fine di integrare la pianificazione finanziaria, il portafoglio ordini e nuovi prodotti, e migliorare la visibilità tra i partner commerciali, nell'ultimo decennio, l'S&OP è stato integrato con il CPFR, dando vita alla cosiddetta Pianificazione Aziendale Integrata (IBP). Nonostante il potenziale impatto sulle prestazioni aziendali (ad esempio, redditività, livello di scorte, accuratezza delle previsioni di domanda, livello di servizio al cliente), la conoscenza teorica dei benefici apportati dal S&OP e dall’ IBP è ancora scarsa. Infatti, i pochi contributi sull’analisi di pre-implementazione del S&OP si basano su assunzioni deterministiche o incertezze di processo, mentre per quanto riguarda l’IBP non è stata trovato alcun riferimento a riguardo. Pertanto, questa Tesi è la prima ricerca che sviluppa dei modelli di programmazione stocastica per quantificare il valore aggiunto generato dal S&OP e dal IBP in contesti di domanda incerta. Per supportare la ricerca, è stato utilizzato il caso di una supply chain dedita alla componentistica elettronica che lavora secondo una strategia make-to-stock (MTS), in cui le decisioni tattiche di approvvigionamento e produzione sono prese sulla base di previsioni di domanda imprecise. Sulla base dei risultati raccolti e analizzati, la Tesi supporta la superiorità del S&OP sulla Pianificazione Disaccoppiata (DP), evidenziandone il contributo positivo nella gestione del trade-off tra efficienza ed efficacia. Inoltre, l’IBP si è rilevato uno strumento che può ulteriormente contribuire a ottimizzare l’efficienza della supply chain, grazie al coordinamento tra i partner commerciali. Tuttavia, la Tesi ha dimostrato la necessità di negoziare e sviluppare un sistema di incentivi per allocare in maniera omogenea i benefici derivanti dal IBP tra tutti i partner commerciali coinvolti, incoraggiando così tutti gli attori a partecipare attivamente al coordinamento delle loro decisioni tattiche.