Inventory management, pricing and risk hedging in the presence of price fluctuations

Abstract

Üretici ve perakendecilerin önlem alması gereken en kritik zorluklardan biri fiyat belirsizlikleridir. Örneğin operasyonları emtia piyasalarından alım yapılmasını gerektiren şirketler, sürekli değişen emtia fiyatlarına maruz kalmaktadırlar. Talepteki belirsizliklerin dışında alış/satış fiyatlarındaki belirsizlikler, şirketlerin nakit akışlarında önemli derecede değişkenliğe neden olmaktadır. Bu nedenle şirketler fiyatlardaki oynaklıkları göz önüne alan envanter ve fiyatlama politikaları geliştirmeli ve riskini kontrol edebileceği adımlar atmalıdırlar. Bu çalışmada, planlama dönemindeki sürekli fiyat oynaklıkları yüzünden hem birim satış getirisi hem de müşteri geliş zamanları etkilenen bir şirketin endüstriyel ve finansal operasyonları ele alınmaktadır. İlk kısımda, çeşitli durumlarda en iyi çoklu-dönem envanter kontrolü politikaları analiz edilip sayısal örneklerle fiyat değişimlerinin bu politikaları ve getirilerini nasıl etkiledikleri gösterilmektedir. İkinci kısımda, satış fiyatlarının piyasa-bazlı fiyatlardan ve şirketin kar payı kararlarından etkilendiği durumda şirketin en iyi fiyatlama stratejileri incelenmekte ve fiyat oynaklıklarının şirketin nihai getirilerine negatif etkisi teorik olarak gösterilmektedir. Son kısımda ise, riske-duyarlı bu şirketin finansal risk azaltımı politikaları analiz edilmektedir. Üretilen ve/veya satışı yapılan ürünün piyasa bazlı içsel fiyat hareketlerinin finansal piyasalarda alım-satımı yapılan çeşitli ürünlerin fiyatlarıyla karşılıklı ilişkilerinin olduğu kabul edilmektedir. Bu da riske duyarlı şirketin finansal ürünlerden bir yatırım portföyü oluşturup, fiyat ve talep risklerini yönetebilmesi için fırsat sağlamaktadır. Bu durumda şirketin envanter, varlık ve fiyat seviyelerini gözlemleyip dinamik bir şekilde oluşturduğu minimum-varyans yatırım kararları, dinamik programlama kullanılarak açık bir biçimde karakterize edilmektedir. Doğru finansal yatırım kararlarının şirketin nakit akışlarında dikkate değer risk azaltımları sağladıkları çeşitli sayısal örneklemelerle gösterilmektedir.

Price uncertainties are among the most critical challenges that retailers and manufacturers have to face. For instance, companies whose operations require procuring from commodity markets are exposed to commodity price fluctuations which experience sharp movements frequently. Besides random nature of customer demand, due to this input and/or sales price volatility, there might be considerable variability in firms' profits. It is vital for these firms to consider price fluctuations in adjusting inventory control and pricing policies, and take a variety of risk management measures. In this dissertation, we consider such a firm where continuous price changes during the planning horizon affect both unit payoff from sales as well as customer arrivals. In a multi-period setting, we first investigate optimal price-dependent inventory control policies and numerically illustrate how continuous price fluctuations affect optimal controls and resulting payoffs. Then, we analyze optimal pricing policies assuming that sales prices are determined both by market-driven random prices and firm's markup decision. We show that level of price variability has a negative effect on firms' final profits. Finally, in a minimum-variance framework, we explore financial hedging strategies of the risk-sensitive firm. We assume that inherent price dynamics of the inventory item are correlated with prices of various products which are freely traded in financial markets. This presents an opportunity for the firm to invest in a financial portfolio of these products to manage its exposure to price and demand uncertainties by observing the current inventory, wealth and price levels. In this environment, we explicitly characterize dynamic variance-minimizing investment decisions of the firm using dynamic programming. We then explore the risk reduction effects of minimum-variance financial hedges through numerical examples and show that significant risk reductions may be possible by using the right hedge.