Optimal pricing and production decisions in reusable container systems

Abstract

Çalışmamızın amacı, yeniden kullanılabilir konteynerlerle üretim yapan sistemlerdeki ücretlendirme ve üretim kararlarını incelemektir. Yeniden kullanılabilir konteynerlerle üretim yapan üreticilerin konteynerleri tedarik etmek için iki seçeneği vardır: (i) tedarikçiden satın alınan yeni konteynerler (ii) tüketicilerden üreticiye geri dönen konteynerler. Tüketiciler, ürünü yeniden kullanılabilir bir konteyner içinde satın alırlar ve konteyneri iade ederek depozito ücretini geri alabilirler. Tüketicilerin kullandıkları konteynerlerden üreticiye geri dönenlerin sayısı önceden kesin olarak belirlenemez; geri dönen miktar, talebe ve üreticinin belirlediği depozito ücretine bağlıdır. Böylece üretici, depozito ücretini değiştirerek geriye dönen konteyner oranını ayarlayabilir. Tedarikçiden satın alınan yeni bir konteynerle üretim yapmanın birim maliyeti ile tüketicilerden üreticiye geri dönen bir konteynerle üretim yapmanın birim maliyeti birbirinden farklıdır. Sistemdeki olası kaynak kısıtları nedeniyle ücretlendirme ve üretim kararlarının birlikte verilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada kullandığımız yaklaşım, tedarikçilerden satın alınan yeni ürünler ile tüketicilerden geri dönen ürünlerin bir arada kullanıldığı ve şu üç temel özelliği taşıyan üretim sistemlerindeki kararlar için geçerlidir: (i) üretici sadece kendine ait ürünleri tüketicilerden geri alır ve onları tekrar üretimde kullanır, (ii) üretici hem yeniürünler hem de geri dönmüş ürünlerle hizmet verir, (iii) tüketiciler yeni alınmış ürünler ve geri dönmüş ürünler arasında fark gözetmez. Bahsedilen kapsam çerçevesinde, üreticinin karını en iyileyecek ücretlendirme ve üretim kararları incelenmiştir. Çözüm yaklaşımımızda doğrusal olmayan en iyileme teknikleri kullanılmıştır. Depozito ücretinin ve sipariş verilmesi gereken yeni konteyner miktarının en iyi değerleri analitik olarak gösterilmiştir. Parametrelerin karar değişkenleri ve üreticinin karı üzerindeki etkileri kapsamlı bir deney çalışmasıyla incelenmiştir.

In this study, we focus on pricing and production decisions in reusable container systems with stochastic demand. We consider a producer that sells a single product to the customers in reusable containers with two supply options: (i) brand-new containers (ii) returned containers from customers. Customers purchasing the products may return the containers to the producer to receive a deposit price. The return quantity depends on both customer demand and the deposit price determined by the producer. Hence, the producer has the opportunity to manipulate the return quantity via the deposit price. The unit cost of filling brand-new containers is different than the unit cost of refilling returned containers. We also consider resource restrictions on the production operations. Our setting represents certain hybrid manufacturing / remanufacturing systems where (i) the producer collects and recovers his own products, (ii) the producer supplies both brand-new and recovered products to his customers, and (iii) the customers are indifferent between brand-new and recovered products. In this setting, we investigate the optimal pricing and production decisions in order to maximize the producer`s profit. Our approach utilizes non-linear optimization techniques. We characterize the optimal acquisition fee and the optimal order quantity of brand-new containers analytically and investigate the eect of parameters with an extensive computational study.