Multi-product inventory control under stock-out based substitution

Abstract

Perakendecilikte, ürünler arası ikame, talep edilen ürünün rafta bulunamaması durumunda sık rastlanan bir durumdur. Bir ürünün perakendeci tarafından gözlemlenen satış rakamları diğer ürünlerden bu ürüne yapılan ikamelerden etkilenmektedir. Pratikte, perakendeciler envanter yönetim kararlarını ürünler arası ikamenin ürünlerin talepleri üzerindeki etkisinin farkında olmadan vermektedirler. Bu tezde, perakendecilik sektöründe çok ürünlü, yoksatmaya dayalı ürün ikameli bir envanter yönetim problemi üzerinde çalışılmıştır. Perakendecinin envanter denetim sistemi olarak sabit gözden geçirme süreli, tamamlama seviyeli (R,S) sistemi kullandığı varsayılmaktadır. Bu çalışmanın amacı, yoksatmaya dayalı olasılıksal ürün ikameli durumlarda en iyi tamamlama seviyelerini bulan bir yöntem geliştirmektir. Ürünlerin talep oranları, ikame yapısı, tamamlama seviyeleri ve sistemin yeniden gözden geçirme süresi bilgileri verildiğinde sistemin performansını değerlendiren analitik bir metod geliştirilmiştir. Söz konusu yaklaşım metodu, her ürünün beklenen satış miktarını, beklenen envanter seviyesini, her ürün için sağlanan hizmet seviyelerini, her ürün çifti arasındaki beklenen ikame miktarlarını ve sistem tarafından ulaşılan hizmet seviyesini belirlemektedir. Sayısal bir analizle, tahmin metodu sonucu elde edilen sonuçlar aynı sistemin benzetiminden alınan sonuçlarla karşılaştırılmış ve bu yontemin verimliliği hesaplanmıştır. Sonrasında, yaklaşım metodu, eniyi beklenen karı veren tamamlama seviyelerinin belirlenmesinde kullanılmıştır. Alınan sonuçlardan, perakendecilik sektörunde envanter yönetiminde ikame etkisini hesaba katmanın karı artırmada önemli etkisi olduğu gözlemlenmiştir.

In the retail industry, substitution is a commonly observed customer response to stockouts.The sales data of a particular product observed by a retailer is affected by substitutionsfrom other products. In practice, retailers make their inventory decisions withoutthe knowledge of the substitution effects on demand. These decisions can be improvedif the substitution rates are known. In this thesis, an inventory management problem isconsidered in the retail industry with multiple items, stock-out based substitution andlost sales. The retailer employs a fixed review period, order-up-to level system to controlthe inventory. The purpose of this study is to develop a method to determine the optimalorder up-to levels in the presence of stock-out based substitution. For given demandrates, substitution structure, length of review period, and the order-up-to levels, an analyticalmethod to approximately evaluate the performance of the system is presented. Themethod computes the expected sales, inventory levels of each product, number of substitutionsbetween all product pairs, service levels achieved for each product, and servicelevel achieved by the system. In a computational analysis of the problem, the computedresults are compared with values obtained with a simulation model to illustrate the effectivenessof approximation method. The approximation method is then used to determinethe order-up-to levels that maximize the expected profit. It is observed that incorporatingsubstitution information in retail inventory management can have a substantial effect toincrease the profit.