Integrated Models and Tools for Design and Management of Global Supply Chain

Abstract

In modern and global supply chain, the increasing trend toward product variety, level of service, short delivery delay and response time to consumers, highlight the importance to set and configure smooth and efficient logistic processes and operations. In order to comply such purposes the supply chain management (SCM) theory entails a wide set of models, algorithms, procedure, tools and best practices for the design, the management and control of articulated supply chain networks and logistics nodes. The purpose of this Ph.D. dissertation is going in detail on the principle aspects and concerns of supply chain network and warehousing systems, by proposing and illustrating useful methods, procedures and support-decision tools for the design and management of real instance applications, such those currently face by enterprises. In particular, after a comprehensive literature review of the principal warehousing issues and entities, the manuscript focuses on design top-down procedure for both less-than-unit-load OPS and unit-load storage systems. For both, decision-support software platforms are illustrated as useful tools to address the optimization of the warehousing performances and efficiency metrics. The development of such interfaces enables to test the effectiveness of the proposed hierarchical top-down procedure with huge real case studies, taken by industry applications. Whether the large part of the manuscript deals with micro concerns of warehousing nodes, also macro issues and aspects related to the planning, design, and management of the whole supply chain are enquired and discussed. The integration of macro criticalities, such as the design of the supply chain infrastructure and the placement of the logistic nodes, with micro concerns, such the design of warehousing nodes and the management of material handling, is addressed through the definition of integrated models and procedures, involving the overall supply chain and the whole product life cycle. A new integrated perspective should be applied in study and planning of global supply chains. Each aspect of the reality influences the others. Each product consumed by a customer tells a story, made by activities, transformations, handling, processes, traveling around the world. Each step of this story accounts costs, time, resources exploitation, labor, waste, pollution. The economical and environmental sustainability of the modern global supply chain is the challenge to face.Nelle moderne filiere logistiche-distributive globali, la crescente varietà dei prodotti, il livello di servizio, e la rapidità nel rispondere alla domanda del cliente, impongono una seria e ponderata progettazione ed organizzazione dei processi intra-inter aziendali. Con l'obiettivo di rispondere a tali criticità, le teorie di supply chain managment (SCM) propongono una vasta gamma di modelli, algoritmi, procedure, e strumenti per la progettazione, la gestione e il controllo delle articolate supply chain e dei principali nodi logistici. Uno dei principali obiettivi di questa tesi di dottorato è approfondire nel dettaglio i processi e gli aspetti principali della filiera logistica e dei suoi principali buffer (i.e. sistemi di stoccaggio), illustrando metodi, modelli, procedure e sistemi di supporto decisionale per la progettazione e gestione di istanze reali, quotidianamente affrontate dalle aziende di tutto il mondo. In particolare, dopo una completa rassegna della letteratura sui sistemi di stoccaggio, la tesi si concentra sulla descrizione di procedure decisionali top-down per la progettazione ed il controllo di sistemi di stoccaggio a prelievo frazionato (i.e. Order picking systems) e sistemi di stoccaggio ad unità di carico intere. Per entrambe le tipologie di sistemi, sono illustrati strumenti informatici di supporto alle decisioni per la valutazione e l'ottimizzazione delle prestazioni logistiche - operative. Lo sviluppo di tali interfacce permette di testare l'efficacia dei modelli e delle procedure decisionali proposte su significativi casi di studio di origine industriale. Se la prima parte del manoscritto si concentra sugli aspetti micro intra-nodo della filiera distributiva, l'ultimo capitolo affronta le tematiche macro di filiera relative alla pianificazione, progettazione e gestione della infrastruttura della supply chain. L'integrazione di macro criticità, come la locazione dei nodi logistici di produzione e distribuzione e l'instradamento dei flussi fisici lungo ed attraverso il network della supply chain, con micro criticità, inerenti la progettazione di nodi distributivi e di stoccaggio e la gestione del material handling, si realizza attraverso la definizione di modelli integrati di pianificazione strategica per l'ottimizzazione dell'intera filiera, lungo tutto il ciclo di vita del prodotto. Una nuova prospettiva integrata deve essere applicata allo studio e la progettazione di articolate supply chain globali. Ogni aspetto della realtà dipende ed influenza gli altri lungo la filiera. Ogni prodotto acquistato e consumato dal cliente finale racconta una storia, fatta di attività, processi, trasformazioni subite, movimentazioni e trasporto in giro per il mondo. Ogni step di questo percorso richiede tempo, risorse, manodopera, generando costi, scarti, inquinamento. In tale contesto, la sostenibilità economica ed ambientale delle moderne supply chain globali rappresenta la principale sfida da affrontare