Hoe verkrijg je het beste van twee werelden?

Joan Stip vertrok voor zijn studie vanuit een praktijkgerichte probleemstelling. “ASML stuurt zijn voorraadbeheer in grote mate aan met behulp van algoritmes, maar in 24 procent van de basisvoorraadbeslissingen brengen onze planners wijzigingen aan”, begint hij. “Dat is een vrij hoog percentage. We wilden in kaart brengen waar die aanpassingen zich manifesteren en of die afweging wel altijd gerechtvaardigd is.”

Psychologische kosten

De onderzoeker stelde vast dat naast de binnen de algoritmes geïntegreerde parameters vaak nog additionele zaken een rol spelen. Hij omschrijft ze als de ‘psychologische kosten’. Die situeren zich op twee assen: bij een vraag die het aanbod overtreft (underage) en in het geval van een voorraad die de vraag overstijgt (overage).

Joan Stip: “Onder observeerbare kosten voor underage vallen bijvoorbeeld de kosten voor het sturen van een noodlevering. Bij overage gaat het om magazijnkosten en werkkapitaal. De psychologische kosten zijn vaak minder in concrete cijfers uit te drukken. Zo heb je bijvoorbeeld het werk dat je moet uitvoeren om de voorraadpositie te herstellen in geval van underage of overage. De planner neemt mogelijk nog andere elementen mee, over bepaalde materialen of de specifieke impact op het budget. Die kostenafwegingen zitten niet standaard in het algoritme vervat.”

Joan Stip stelde vast dat de door de planners aangebrachte wijzigingen niet altijd efficiënt blijken ten opzichte van de objectieve parameters waarop het algoritme zijn beslissingen baseert. “Dat is logisch, aangezien je mag verwachten dat het algoritme altijd op zoek gaat naar de optimale oplossing”, meent hij. “Daar tegenover staat dat de planners hun redenen hebben om in te grijpen. Door de voorgestelde correcties mee te nemen, moet je tot een oplossing komen die misschien minder kostenoptimaal is dan het voorstel van het algoritme, maar beter rendeert dan het bestaande algoritme met een manuele inbreng op basis van de psychologische kosten achteraf.”

‘Endowment’ effect

Maar hoe pak je dat praktisch aan? “Planners ‘overrulen’ op termijn duizenden beslissingen. Uit dat gemiddelde leid je gemiddelde aanpassingen af, en die voeg je aan het algoritme toe”, stelt Joan Stip. “De planner schat de gevolgen van underage tot zevenmaal hoger in dan die van overage. Het zogenaamde endowment-effect of eigendomseffect treedt daarbij op de voorgrond. Dat is het economische en psychologische fenomeen waarbij we de waarde overschatten van iets wat we bezitten. De bevindingen bevestigen het oude gezegde dat luidt: het is beter om het te hebben en het niet nodig te hebben, dan het nodig te hebben en het niet te hebben. Door een voorraad van 1 naar 0 te brengen, krijgt de planner het gevoel de controle uit handen te geven. We proberen die overschatting te weren bij de aanpassingen van de algoritmes.”

“Algoritmes zullen de werkelijkheid nooit volledig reflecteren”, vult Jan Fransoo aan. Als professor operationeel en logistiek management aan Tilburg University en de Eindhoven University of Technology begeleidde hij het onderzoek van Joan Stip. “De studie van Joan is een van de eerste in zijn soort die vertrekt vanuit de praktijk. Laboratoriumonderzoeken en theoretische studies wezen er eerder op dat planners vooral de kosten van overage overschatten. De bevindingen van Joan weerleggen dat nu, al valt dat ook deels toe te schrijven aan de specifieke context van de onderdelenketen, waar je voorraadtekorten nog meer wilt vermijden. Verder leerde de studie van Joan ons dat het endowment-effect de waarde van die aanpassingen door planners naar beneden haalt. Die informatie laat je toe de processen en algoritmes her in te richten, maar is ook nuttig voor bedrijven die planningssoftware ontwikkelen.”

Efficiëntiecurve

Joan Stip wijst in zijn studie naar de afweging tussen de dienstverlening voor de klant en het kostenplaatje. “Managers en besluitvormers wegen het beheer van de onderdelenvoorraad af – aan de hand van de totale kosten voor het bijhouden van de voorraad en het transport – met de totale wachttijd voor de klant. De totale kosten zijn belangrijk om een winstgevend bedrijf te runnen en de aandeelhouderswaarde te verhogen, terwijl de totale wachttijd een belangrijke parameter voor klanttevredenheid vormt.”

“We hebben de resultaten van het oorspronkelijke algoritme, de aanpassingen van de planners en het algoritme met geïntegreerde menselijke aanpassingen – ook wel het gedragsmodel genoemd – met elkaar vergeleken. Ik integreerde een gedragsmodel dat geen rekening houdt met het endowment-effect en een gedragsmodel dat het wel in zijn suggesties meeneemt. Als we inzoomen op de situatie waarbij je de manuele aanpassingen achteraf doorvoert, dan bevinden de prestaties zich ver van de efficiënte grens op het vlak van zowel kosten als wachttijd. Bij het aangepaste algoritme dat geen rekening houdt met het endowment-effect ligt de nadruk sterker op de voorraaduitvalkosten, wat resulteert in een duurdere oplossing met minder wachttijd. Het algoritme met uitvlakking van het endowment-effect presteert nagenoeg even goed als het oorspronkelijke algoritme, maar veel beter dan het model met manuele inbreng achteraf.”

Menselijke input blijft nodig

Prof. Jan Fransoo noemt het onderzoek van Joan Stip een eerste stap om goede van slechte aanpassingen te onderscheiden. “Het verzamelt bouwstenen om de aanpassingen van de planners beter te begrijpen. Die informatie nemen we mee richting toekomstig onderzoek”, besluit hij. “De ooit voorspelde heilige graal, namelijk de volledig autonome supply chain, lijkt vandaag een utopie. De menselijke input zal belangrijk blijven. Je zoekt dus beter naar de optimale wisselwerking tussen de planner en de software. Door de psychologische kosten van vooral underage meteen in het algoritme te integreren, boek je opnieuw heel wat progressie. De efficiëntie blijft verzekerd, terwijl de inbreng van de planner meteen in het algoritme is geïntegreerd.”

KD

Lees hier de volledige studie.

De PhD-student plant nog twee vervolgonderzoeken.