El Blog de Smart

 Recomendaciones para la planificación de la demanda,

previsión y optimización de inventario

If you keep up with the news about supply chain analytics, you are more frequently encountering the phrase “probabilistic forecasting.” If this phrase is puzzling, read on.

You probably already know what “forecasting” means. And you probably also know that there seem to be lots of different ways to do it. And you’ve probably heard pungent little phrases like “every forecast is wrong.” So you know that some kind of mathemagic might calculate that “the forecast is you will sell 100 units next month”, and then you might sell 110 units, in which case you have a 10% forecast error.

You may not know that what I just described is a particular kind of forecast called a “point forecast.” A point forecast is so named because it consists of just a single number (i.e., one point on the number line, if you recall the number line from your youth).

Point forecasts have one virtue: They are simple. They also have a flaw: They give rise to snarky statements like “every forecast is wrong.” That is, in most realistic cases, it is unlikely that the actual value will exactly equal the forecast. (Which isn’t such a big deal if the forecast is close enough.)

This gets us to “probabilistic forecasting.” This approach is a step up, because instead of producing a single-number (point) forecast, it yields a probability distribution for the forecast. And unlike traditional extrapolative models that rely purely on the historical data, probabilistic forecasts have the ability to simulate future values that aren’t anchored to the past.

“Probability distribution” is a forbidding phrase, evoking some arcane math that you may have heard of but never studied. Luckily, most adults have enough life experience to have an intuitive grasp of the concept.  When broken down, it’s quite straightforward to understand.

Imagine the simple act of flipping two coins. You might call this harmless fun, but I call it a “probabilistic experiment.” The total number of heads that turn up on the two coins will be either zero, one or two. Flipping two coins is a “random experiment.” The resulting number of heads is a “random variable.” It has a “probability distribution”, which is nothing more than a table of how likely it is that the random variable will turn out to have any of its possible values. The probability of getting two heads when the coins are fair works out to be ¼, as is the probability of no heads. The chance of one head is ½.

The same approach can describe a more interesting random variable, like the daily demand for a spare part.  Figure 2 shows such a probability distribution. It was computed by compiling three years of daily demand data on a certain part used in a scientific instrument sold to hospitals.

 

Probabilistic demand forecast 1

Figure 1: The probability distribution of daily demand for a certain spare part

 

The distribution in Figure 1 can be thought of as a probabilistic forecast of demand in a single day. For this particular part, we see that the forecast is very likely to be zero (97% chance), but sometimes will be for a handful of units, and once in three years will be twenty units. Even though the most likely forecast is zero, you would want to keep a few on hand if this part were critical (“…for want of a nail…”)

Now let’s use this information to make a more complicated probabilistic forecast. Suppose you have three units on hand. How many days will it take for you to have none? There are many possible answers, ranging from a single day (if you immediately get a demand for three or more) up to a very large number (since 97% of days see no demand).  The analysis of this question is a bit complicated because of all the many ways this situation can play out, but the final answer that is most informative will be a probability distribution. It turns out that the number of days until there are no units left in stock has the distribution shown in Figure 2.

Probabilistic demand forecast 2

Figure 2: Distribution of the number of days until all three units are gone

 

The average number of days is 74, which would be a point forecast, but there is a lot of variation around the average. From the perspective of inventory management, it is notable that there is a 25% chance that all the units will be gone after 32 days. So if you decided to order more when you were down to only three on the shelf, it would be good to have the supplier get them to you before a month has passed. If they couldn’t, you’d have a 75% chance of stocking out – not good for a critical part.

The analysis behind Figure 2 involved making some assumptions that were convenient but not necessary if they were not true. The results came from a method called “Monte Carlo simulation”, in which we start with three units, pick a random demand from the distribution in Figure 1, subtract it from the current stock, and continue until the stock is gone, recording how many days went by before you ran out. Repeating this process 100,000 times produced Figure 2.

Applications of Monte Carlo simulation extend to problems of even larger scope than the “when do we run out” example above. Especially important are Monte Carlo forecasts of future demand. While the usual forecasting result is a set of point forecasts (e.g., expected unit demand over the next twelve months), we know that there are any number of ways that the actual demand could play out. Simulation could be used to produce, say, one thousand possible sets of 365 daily demand demands.

This set of demand scenarios would more fully expose the range of possible situations with which an inventory system would have to cope. This use of simulation is called “stress testing”, because it exposes a system to a range of varied but realistic scenarios, including some nasty ones. Those scenarios are then input to mathematical models of the system to see how well it will cope, as reflected in key performance indicators (KPI’s). For instance, in those thousand simulated years of operation, how many stockouts are there in the worst year? the average year? the best year? In fact, what is the full probability distribution of the number of stockouts in a year, and what is the distribution of their size?

Figures 3 and 4 illustrate probabilistic modeling of an inventory control system that converts stockouts to backorders. The system simulated uses a Min/Max control policy with Min = 10 units and Max = 20 units.

Figure 3 shows one simulated year of daily operations in four plots. The first plot shows a particular pattern of random daily demand in which average demand increases steadily from Monday to Friday but disappears on weekends. The second plot shows the number of units on hand each day. Note that there are a dozen times during this simulated year when inventory goes negative, indicating stockouts. The third plot shows the size and timing of replenishment orders. The fourth plot shows the size and timing of backorders.  The information in these plots can be translated into estimates of inventory investment, average units on hand, holding costs, ordering costs and shortage costs.

Probabilistic demand forecast 3

Figure 3: One simulated year of inventory system operation

 

Figure 3 shows one of one thousand simulated years. Each year will have different daily demands, resulting in different values of metrics like units on hand and the various components of operating cost. Figure 4 plots the distribution of 1,000 simulated values of four KPI’s. Simulating 1,000 years of imagined operation exposes the range of possible results so that planners can account not just for average results but also see best-case and worst-case values.

Probabilistic demand forecast 4

Figure 4: Distributions of four KPI’s based on 1,000 simulations

 

Monte Carlo simulation is a low-math/high-results approach to probabilistic forecasting: very practical and easy to explain. Advanced probabilistic forecasting methods employed by Smart Software expand upon standard Monte Carlo simulation, yielding extremely accurate estimates of required inventory levels.

 

Deja un comentario

Artículos Relacionados

Make AI-Driven Inventory Optimization an Ally for Your Organization

Haga de la optimización de inventario impulsada por IA un aliado para su organización

En este blog, exploraremos cómo las organizaciones pueden lograr una eficiencia y precisión excepcionales con la optimización del inventario impulsada por la IA. Los métodos tradicionales de gestión de inventario a menudo resultan insuficientes debido a su naturaleza reactiva y su dependencia de procesos manuales. Mantener niveles óptimos de inventario es fundamental para satisfacer la demanda de los clientes y minimizar los costos. La introducción de la optimización del inventario impulsada por la IA puede reducir significativamente la carga de los procesos manuales, brindando alivio a los gerentes de la cadena de suministro de tareas tediosas.

Daily Demand Scenarios

Escenarios de demanda diaria

En este Videoblog explicaremos cómo la previsión de series temporales se ha convertido en una herramienta fundamental, especialmente a nivel diario, en la que Smart Software ha sido pionero desde sus inicios hace más de cuarenta años. La evolución de las prácticas comerciales de incrementos temporales anuales a incrementos temporales más refinados, como el análisis de datos mensual y ahora diario, ilustra un cambio significativo en las estrategias operativas.

Constructive Play with Digital Twins

Juego constructivo con gemelos digitales

Aquellos de ustedes que siguen temas candentes estarán familiarizados con el término "gemelo digital". Aquellos que han estado demasiado ocupados con el trabajo tal vez quieran seguir leyendo y ponerse al día. Si bien existen varias definiciones de gemelo digital, aquí hay una que funciona bien: un gemelo digital es una copia virtual dinámica de un activo físico, proceso, sistema o entorno que se parece y se comporta de manera idéntica a su contraparte del mundo real. Un gemelo digital ingiere datos y replica procesos para que pueda predecir posibles resultados de rendimiento y problemas que podría experimentar el producto del mundo real.

Mensajes recientes

  • Managing Spare Parts Inventory: Best PracticesGestión del inventario de repuestos: mejores prácticas
    En este blog, exploraremos varias estrategias efectivas para administrar el inventario de repuestos, haciendo hincapié en la importancia de optimizar los niveles de existencias, mantener los niveles de servicio y usar herramientas inteligentes para ayudar en la toma de decisiones. La gestión del inventario de repuestos es un componente fundamental para las empresas que dependen del tiempo de funcionamiento de los equipos y la fiabilidad del servicio. A diferencia de los artículos de inventario habituales, los repuestos suelen tener patrones de demanda impredecibles, lo que hace que sea más difícil gestionarlos de forma eficaz. Un sistema de gestión de inventario de repuestos eficiente ayuda a evitar la falta de existencias que puede provocar tiempos de inactividad operativa y retrasos costosos, a la vez que evita el exceso de existencias que inmoviliza innecesariamente el capital y aumenta los costes de mantenimiento. […]
  • 5 Ways to Improve Supply Chain Decision Speed5 formas de mejorar la velocidad de toma de decisiones en la cadena de suministro
    La promesa de una cadena de suministro digital ha transformado la forma en que operan las empresas. En esencia, permite tomar decisiones rápidas basadas en datos y, al mismo tiempo, garantizar la calidad y la eficiencia en todas las operaciones. Sin embargo, no se trata solo de tener acceso a más datos. Las organizaciones necesitan las herramientas y plataformas adecuadas para convertir esos datos en información procesable. Aquí es donde la toma de decisiones se vuelve fundamental, especialmente en un panorama en el que las nuevas soluciones de cadena de suministro digital y las plataformas impulsadas por IA pueden ayudarlo a agilizar muchos procesos dentro de la matriz de decisiones. […]
  • Two employees checking inventory in temporary storage in a distribution warehouse.12 causas del exceso de stock y soluciones prácticas
    Gestionar el inventario de manera eficaz es fundamental para mantener un balance saludable y garantizar que los recursos se asignen de manera óptima. A continuación, se analizan en profundidad las principales causas del exceso de existencias, sus implicaciones y posibles soluciones. […]
  • FAQ Mastering Smart IP&O for Better Inventory ManagementPreguntas frecuentes: Cómo dominar la IP&O inteligente para una mejor gestión del inventario.
    Una gestión eficaz de la cadena de suministro y del inventario es esencial para lograr la eficiencia operativa y la satisfacción del cliente. Este blog ofrece respuestas claras y concisas a algunas preguntas básicas y otras preguntas comunes de nuestros clientes de Smart IP&O, ofreciendo información práctica para superar los desafíos típicos y mejorar sus prácticas de gestión de inventario. Centrándonos en estas áreas clave, lo ayudamos a transformar problemas complejos de inventario en acciones estratégicas y manejables que reducen los costos y mejoran el rendimiento general con Smart IP&O. […]
  • 7 Key Demand Planning Trends Shaping the Future7 tendencias clave en planificación de la demanda que están dando forma al futuro
    La planificación de la demanda va más allá de la simple previsión de las necesidades de productos; se trata de garantizar que su empresa satisfaga las demandas de los clientes con precisión, eficiencia y rentabilidad. La última tecnología de planificación de la demanda aborda desafíos clave como la precisión de las previsiones, la gestión de inventarios y la capacidad de respuesta al mercado. En este blog, presentaremos tendencias críticas de planificación de la demanda, que incluyen información basada en datos, previsión probabilística, planificación por consenso, análisis predictivo, modelado de escenarios, visibilidad en tiempo real y previsión multinivel. Estas tendencias le ayudarán a mantenerse a la vanguardia, optimizar su cadena de suministro, reducir costes y mejorar la satisfacción del cliente, posicionando a su empresa para el éxito a largo plazo. […]

    Optimización de inventario para fabricantes, distribuidores y MRO

    • Managing Spare Parts Inventory: Best PracticesGestión del inventario de repuestos: mejores prácticas
      En este blog, exploraremos varias estrategias efectivas para administrar el inventario de repuestos, haciendo hincapié en la importancia de optimizar los niveles de existencias, mantener los niveles de servicio y usar herramientas inteligentes para ayudar en la toma de decisiones. La gestión del inventario de repuestos es un componente fundamental para las empresas que dependen del tiempo de funcionamiento de los equipos y la fiabilidad del servicio. A diferencia de los artículos de inventario habituales, los repuestos suelen tener patrones de demanda impredecibles, lo que hace que sea más difícil gestionarlos de forma eficaz. Un sistema de gestión de inventario de repuestos eficiente ayuda a evitar la falta de existencias que puede provocar tiempos de inactividad operativa y retrasos costosos, a la vez que evita el exceso de existencias que inmoviliza innecesariamente el capital y aumenta los costes de mantenimiento. […]
    • Innovating the OEM Aftermarket with AI-Driven Inventory Optimization XLInnovando en el mercado de repuestos OEM con optimización de inventario impulsada por IA
      El sector de posventa ofrece a los fabricantes de equipos originales una ventaja decisiva al ofrecer un flujo de ingresos constante y fomentar la lealtad del cliente mediante la entrega confiable y oportuna de piezas de repuesto. Sin embargo, la gestión del inventario y la previsión de la demanda en el mercado de posventa está plagada de desafíos, incluidos patrones de demanda impredecibles, amplias gamas de productos y la necesidad de entregas rápidas. Los métodos tradicionales a menudo no son suficientes debido a la complejidad y variabilidad de la demanda en el mercado de posventa. Las últimas tecnologías pueden analizar grandes conjuntos de datos para predecir la demanda futura con mayor precisión y optimizar los niveles de inventario, lo que conduce a un mejor servicio y menores costos. […]
    • Future-Proofing Utilities. Advanced Analytics for Supply Chain OptimizationUtilidades preparadas para el futuro: análisis avanzados para la optimización de la cadena de suministro
      Los servicios públicos en los campos de la electricidad, el gas natural, el agua urbana y las telecomunicaciones requieren muchos activos y dependen de una infraestructura física que debe mantenerse, actualizarse y mejorarse adecuadamente con el tiempo. Maximizar el tiempo de actividad de los activos y la confiabilidad de la infraestructura física exige una gestión eficaz del inventario, la previsión de piezas de repuesto y la gestión de proveedores. Una empresa de servicios públicos que ejecuta estos procesos de manera efectiva superará a sus pares, brindará mejores retornos para sus inversores y mayores niveles de servicio para sus clientes, al mismo tiempo que reducirá su impacto ambiental. […]
    • Centering Act Spare Parts Timing Pricing and ReliabilityLey de centrado: sincronización, precio y confiabilidad de los repuestos
      En este artículo, lo guiaremos a través del proceso de elaboración de un plan de inventario de repuestos que priorice las métricas de disponibilidad, como los niveles de servicio y las tasas de cumplimiento, al tiempo que garantiza la rentabilidad. Nos centraremos en un enfoque para la planificación de inventario llamado Optimización de inventario basada en el nivel de servicio. A continuación, analizaremos cómo determinar qué piezas debe incluir en su inventario y cuáles podrían no ser necesarias. Por último, exploraremos formas de mejorar consistentemente su plan de inventario basado en el nivel de servicio. […]