Veiligheidsvoorraad En Servicelevel - Een managementsbenadering -

Veiligheidsvoorraad En Servicelevel - Een managementsbenadering - Ir. Paul P.J. Durlinger Juni 2016

1 0. Inleiding Veiligheidsvoorraad heeft niet veel te maken met de gewenste leverbetrouwbaarheid naar de klant! Dit lijkt een gewaagde uitspraak want de begrippen veiligheidsvoorraad en leverbetrouwbaarheid lijken onlosmakelijk met elkaar verbonden. Alleen de manier waarop ze verbonden zijn is veel onduidelijker dan de meeste mensen denken. Maar met een beetje geluk is de verwarring na het lezen van dit paper voorbij! Waar zit eigenlijk het probleem? Wanneer er geen sprake is van onzekerheid is voorraadbeheer niet zo moeilijk. Als de vraag bekend is en de leverancier steeds op tijd in de juiste hoeveelheid en kwaliteit levert kan de overbekende schoonmoeder het werk ook opknappen. Het wordt anders wanneer we te maken gaan krijgen met onzekerheid in de vraag, onzekerheid in de levertijden en onzekerheden in de geleverde hoeveelheid. Wanneer men dan toch heel betrouwbaar wil zijn richting klant moet men een zekere veiligheidsvoorraad gaan aanleggen. En dat voor een groot aantal producten. Het bepalen van de juiste hoeveelheid voorraad is nog niet zo eenvoudig. Dit heeft meer te maken met allerlei veronderstellingen dan met de benodigde formules. Vooral het criterium op basis waar van de veiligheidsvoorraad wordt berekend levert onverwachte en onbedoelde resultaten op. In dit paper kijken we naar deze veronderstellingen en relaties tussen criteria, leverbetrouwbaarheden en veiligheidsvoorraden. Formules worden niet behandeld, we verwijzen de lezer daarvoor naar Durlinger [1, 2]. Er wordt niet alleen gekeken naar de theoretische achtergrond maar ook naar de praktische implicaties. Immers, niets is praktischer dan een goede theorie. 1. De veiligheidsvoorraad praktisch bekeken. Als eerste kijken we naar een heel simpel voorbeeld. Stel dat een product uit voorraad wordt geleverd. De vraag naar dat product is precies 200 stuks per week en de levertijd (intern/extern) van dat product is precies 1 week. Dan is het duidelijk dat er een nieuwe bestelling geplaatst moet worden zodra de voorraad 200 stuks of minder is. Hoe groot deze bestelling moet zijn laten we hier even buiten beschouwing. In elk geval komt de bestelling precies na 1 week binnen, wanneer de voorraad 0 is. Dit is allemaal niet zo spannend en daarom introduceren we de factor onzekerheid. Er zijn in principe drie soorten onzekerheid die problemen kunnen opleveren. Op de eerste plaats kan de vraag meer zijn dan de verwachte 200 stuks per week. Op de tweede plaats kan de levertijd langer zijn de beloofde 1 week. En ten derde kan de leverancier minder leveren dan de gevraagde bestelgrootte. Deze laatste onzekerheid lijkt heel veel op de vraagonzekerheid. Wanneer de leverancier vijf producten minder levert in week x, heeft dat hetzelfde effect op de voorraad als een extra vraag van 5 stuks in week x. In een aantal industrieën wordt afwijken van de gevraagde seriegrootte als vanzelfsprekend beschouwd. In veel procesmatige omgevingen (papier, karton, chemie) accepteert men een bepaalde marge als een normaal gegeven. Dit ligt anders bij stuksfabricage waarbij men vaak overdreven reageert als er een (geringe) afwijking in de gevraagde hoeveelheid optreedt. We gaan daar uitgebreid op in paragraaf 4 en 5. Daarnaast hebben we te maken met de leverbetrouwbaarheid, die behandeld wordt in paragraaf 3 t/m 6.

2 2. Hoeveel veiligheidsvoorraad is nodig? De benodigde veiligheidsvoorraad hangt af van de mate van onzekerheid en van wat men eigenlijk wil. Het lijkt logisch te veronderstellen dat er meer veiligheidsvoorraad nodig is wanneer er meer onzekerheid bestaat en we toch betrouwbaar willen zijn naar onze klanten. Bedrijven willen eigenlijk altijd leveren aan hun klanten en dat kan niet als ze buiten voorraad raken. Dus lijkt het logisch een criterium als % van de gevallen dat men uit voorraad kan leveren als basis voor de veiligheidsvoorraad te gebruiken, Dit criterium wordt in de wandelgangen ook leverbetrouwbaarheid genoemd, maar een betere benaming zou interne leverbetrouwbaarheid zijn. Het betreft immers hoe vaak de producent/leverancier zelf uit voorraad wil leveren. Er is nog niets gezegd over de klant! In elk geval is de vereiste leverbetrouwbaarheid mede bepalend voor de hoogte van de veiligheidsvoorraad. In figuur 1 geven we het effect weer van de leverbetrouwbaarheid op de voorraad. De gemiddelde vraag is nog steeds 200 stuks per week, de standaardafwijking 100 stuks per week en de levertijd precies 1 week. Relatie Leverbetrouwbaarheid - veiligheidsvoorraad Veiligheidsvoorraad 240 220 200 180 160 140 120 100 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Kans op buiten voorraad raken (%) Figuur 1 Relatie interne leverbetrouwbaarheid op veiligheidsvoorraad Wat opvalt in deze figuur is de exponentiele toename van de veiligheidsvoorraad bij toenemende leverbetrouwbaarheid. Een toename van 90 naar 95% leverbetrouwbaarheid impliceert een toename van ca 30% in veiligheidsvoorraad. En van 95% naar 98% leverbetrouwbaarheid komt er nog eens ongeveer 25% veiligheidsvoorraad bij. De laatste paar procenten leverbetrouwbaarheid zijn duur en het maar de vraag of dit werkelijk nodig is. Want wat wil een interne leverbetrouwbaarheid nu eigenlijk zeggen? 3. Interne leverbetrouwbaarheid een management variabele- In de vorige paragraaf is de interne leverbetrouwbaarheid gedefinieerd als het % van de gevallen dat men uit voorraad kan leveren. Maar wat is nou zo n geval? In deze context is een geval een bestelinterval. Immers elke keer dat besteld wordt kan men buiten voorraad raken. Als men maar

3 één keer per jaar bestelt kan men ook maar één keer per jaar buiten voorraad raken. Als we elke week bestellen kunnen we ca. 50 keer per jaar in de problemen raken. Er zit dus een verband tussen buiten voorraad raken en de seriegrootte. Een klein voorbeeld om dit te illustreren. Stel we voeren een product X dat elke maand bij een leverancier besteld wordt. Men bestelt dus 12 maal per jaar. Voor dit product wil het management in 95% van de gevallen uit voorraad kunnen leveren. Dat betekent dat we in 5% van de gevallen verwachten nat te gaan; dus ongeveer één keer in de twee jaar (0,05 * 12 keer). Als het management een leverbetrouwbaarheid eist van 99% komt dat er op neer, dat men 1 keer in de 8 jaar buiten voorraad verwacht te raken (0,01*12=0,12 keer per jaar). Men kan zich afvragen of het management dit écht zo bedoelt! Zeker als men kijkt naar de bijbehorende kosten. Voorraadbeheer zal over het algemeen niet met de armen over elkaar blijven zitten wanneer ze de voorraad richting nul ziet naderen. Men wil of gaat actie ondernemen. Stel dat men 1000 producten wil beheersen, die allemaal één keer per maand besteld worden bij leveranciers. Dat zijn dus op jaarbasis 12.000 bestellingen. Het management wil gemiddeld niet meer dan 10 spoedorders per week accepteren. Dus moet men 11.500 bestelmomenten niet uit voorraad gaan. Dat betekent dus een interne leverbetrouwbaarheid van ca 96% (11.500 / 12.000). Maar nu vraag ik de lezer even na te denken over de volgende vraag: wat betekent een dergelijke interne leverbetrouwbaarheid van 96% voor de externe leverbetrouwbaarheid naar de klant? Als u klaar bent met nadenken zult u verbaasd zijn over het antwoord. Het betekent eigenlijk bar weinig. Het criterium dat in paragraaf 2 is bekeken, is alleen maar geïnteresseerd in het aantal malen dat we buiten voorraad raken en niet hoeveel men buiten voorraad raakt. Het maakt voor het criterium niks uit of men één product buiten voorraad raakt of 10.000 stuks. Bij de externe leverbetrouwbaarheid doet dat er wél toe. Deze leverbetrouwbaarheid komt in de volgende paragraaf ter sprake. 4. De (externe) leverbetrouwbaarheid naar de klant Laten we eens kijken naar een groothandel of een productie omgeving, die producten uit voorraad levert. Leverbetrouwbaarheid naar de klant staat hoog in het vaandel. In de dagelijkse praktijk worden drie soorten externe leverbetrouwbaarheid gebruikt (zelden tegelijkertijd). Deze zijn: 1 Het aantal (of %) orders compleet uit voorraad geleverd. 2 Het aantal (of %) orderregels compleet uit voorraad geleverd. 3 Het aantal (of %) producten uit voorraad geleverd. Het eerste criterium is erg streng en lijkt weinig praktische waarde te hebben. Stel dat de groothandel per week slechts één order levert met 10 orderregels. Elke orderregel zegt dat hij 1000 stuks moet leveren. Stel dat één stuks niet geleverd wordt. De order is dus niet compleet geleverd en zal daarom 0% scoren. Er zijn 9 orderregels compleet op tijd geleverd, dus volgens dit criterium scoort men 90%. Op productbasis echter scoren we 99,99%! Welk criterium men moet kiezen of welk percentage laten is nog even niet van belang. Veel interessanter is de vraag: hoe verhouden de externe en interne leverbetrouwbaarheid zich tot elkaar? Nou, dat hangt er

4 maar vanaf. Kwalitatief zal er wel een verband zijn. Men kan wel stellen: hoe hoger de interne leverbetrouwbaarheid, des te groter de externe leverbetrouwbaarheid. Maar kwantitatief is dat een heel schimmig verhaal en voor de leek niet meteen te doorgronden. In de volgende paragraaf wordt een verhelderend voorbeeld gegeven. 5. Verband tussen interne en externe leverbetrouwbaarheid is zoek. Stel een onderneming heeft 10 klanten die elke week een order plaatsen van gemiddeld 1000 stuks. Dus per week 10 orderregels met in totaal 10.000 producten. De onderneming koopt elke twee weken in (25 keer per jaar) en het management wil maar 1 keer per jaar buiten voorraad raken. Dit komt overeen met een interne leverbetrouwbaarheid van 96%. Wat betekent dat nu voor de leverbetrouwbaarheid naar de klant? Stel dat we gedurende dat jaar één keer één product buiten voorraad raken. Dat betekent dat er in totaal 9.999 producten uit voorraad geleverd zijn: op product niveau een leverbetrouwbaarheid van 99,99%. We hebben dus ook één orderregel niet op tijd geleverd. In totaal leverde men dat jaar 500 orderregels (10 klanten maal 50 weken) waarmee de leverbetrouwbaarheid op orderregelniveau 99,8% bedraagt. Maar stel dat de onderneming 10 producten te kort kwamen in die week? Dan is de leverbetrouwbaarheid op productniveau nog steeds 99,9%. Maar op orderregelniveau ligt het anders. Het ligt er maar aan hoe we de pijn verdelen. Als we één klant niks geven blijft de prestatie op orderregelniveau gelijk aan ons vorige voorbeeld: 99,8%. Verdelen we de pijn en geven we elke klant maar 9 stuks dan zakt de externe leverbetrouwbaarheid naar 99%. Niet zo slim dus als we worden afgerekend op dit criterium. Het kan nog erger. Stel dat de onderneming élke 14 dagen week 1 stuks buiten voorraad raken. Dan is de interne leverbetrouwbaarheid dus 0%. Ieder bestelinterval raakte de onderneming buiten voorraad. Maar desondanks worden in totaal 475 van de 500 orderregels op tijd geleverd wat een externe leverbetrouwbaarheid op orderregelbasis oplevert van 95%. En op productbasis 99,975 (er worden 25 producten niet geleverd!). Het verband tussen interne en externe leverbetrouwbaarheid is helemaal zoek wanneer we als criterium % van de gevallen uit voorraad leveren nemen! Toch denkt een groot deel van de industrie dat er wel een verband is en berekent lustig de veiligheidsvoorraad op deze manier in de veronderstelling een vooraf bepaalde leverbetrouwbaarheid naar de klant te kunnen bepalen. Gelukkig kunnen we de veiligheidsvoorraad ook op een andere manier berekenen, die er voor zorgt dat interne en externe leverbetrouwbaarheid wel meer op één lijn zitten. 6. Interne leverbetrouwbaarheid op basis van aantal producten buiten voorraad. De veiligheidsvoorraad kan ook op een andere basis dan het % malen uit voorraad kunnen leveren criterium berekend worden. Men kan ook kijken naar het gemiddelde aantal producten dat we per bestelinterval te kort komen. De berekening is iets ingewikkelder dan bij het aantal malen criterium maar best te doen. (Zie Durlinger [1, 2]). We geven enkele resultaten weer in tabel 1. We gaan hierbij uit van een vraag van 10.000 stuks per jaar en er wordt 25 keer per jaar besteld in series van 400 stuks. De levertijd is nog altijd precies één week en de

5 standaardafwijking in de vraag is nog steeds 100 stuks per week. Deze vraagonzekerheid is dus de enige onzekerheid die opgevangen moet worden door de veiligheids- voorraad. In de eerste kolom staat het gewenste % leverbetrouwbaarheid. In de tweede kolom de veiligheidsvoorraad, die nodig is voor deze leverbetrouwbaarheid als we als criterium % malen uit voorraad kunnen leveren. In de derde kolom staat de benodigde veiligheidsvoorraad als men als criterium % producten uit voorraad leveren neemt. Het verschil in benodigde veiligheidsvoorraad is vooral verbijsterend bij lagere leverbetrouwbaarheden. LB VV(1) VV(2) 90% 128 0 95% 165 50 97,5% 196 90 98% 205 102 99% 233 136 99,5% 258 167 Tabel 1 VV(1) is veiligheidsvoorraad bij criterium aantal malen buiten voorraad VV(2) is veiligheidsvoorraad bij criterium aantal producten buiten voorraad Het meest opvallend is wel dat, zonder veiligheidsvoorraad, 90% van de producten uit voorraad geleverd wordt! Dat heeft vooral te maken met het feit dat, áls men buiten voorraad raakt, het waarschijnlijk is dat men maar een paar producten tekort komt. Nu kan men wél de interne leverbetrouwbaarheid relateren aan een externe (de tweede) leverbetrouwbaarheid. In beide gevallen wordt gekeken naar het aantal producten dat men niet uit voorraad kon leveren. Maar het zegt nog niet veel over de leverbetrouwbaarheid op orderregelniveau of naar een specifieke klant. Stel bijvoorbeeld dat men in een bepaalde periode 10 orderregels moet leveren met elk 100 producten. Helaas komt men 100 producten te kort. Wordt nu de pijn gelijk verdeeld over alle klanten, zodat geen enkele klant in de problemen komt? Elk normaal denkend mens zou dat doen, maar die worden dan ook niet afgerekend op het criterium aantal orderregels compleet op tijd geleverd. Als u elke klant 90 producten levert is uw leverbetrouwbaarheid op orderregelniveau 0%. Geeft u één klant niks, dan scoort u 90%. En dit is geen gechargeerd voorbeeld; zo gaat het in werkelijkheid ook, als het management zich te zeer blind staart op bepaalde indicatoren; zonder zich af te vragen wat men eigenlijk wil. 7. Welke leverbetrouwbaarheid moet het management kiezen? Het management bepaalt de keuze van een bepaalde leverbetrouwbaarheid (intern of extern) en de grootte daarvan. Essentieel hierbij is dat het management weet hoe deze leverbetrouwbaarheden gedefinieerd zijn en wat hun onderlinge relaties zijn. En het management moet weten hoe veiligheidsvoorraden samenhangen met de gekozen leverbetrouwbaarheden. Hoe de berekeningen precies gaan is niet zo belangrijk voor het management. In onderstaande tabel worden nog eens naar de twee soorten interne leverbetrouwbaarheid en hun onderlinge relatie gegeven voor een bepaalde situatie.

6 Er is gekozen voor een zekere veiligheidsvoorraad (in kolom 1) en gegeven een zekere bestelmethodiek en vraagkarakteristieken kan men de leverbetrouwbaarheden berekenen die in dit geval bij deze veiligheidsvoorraad horen. Vraag per jaar 10.000 stuks. Vraag per week gem 200, stdev 100/week Seriegrootte 400 stuks. Gem aantal bestellingen: 25/jaar VV Leverbetr. heid # malen # malen buiten voorraad/jaar Leverbetr. heid # producten # producten tekort / jaar 0 50% 12,5 90% 1000 50 70% 7,5 95% 500 100 84% 4 98% 200 150 93% 2 99,3% 70 200 97.7% 0,6 99,8% 20 250 99.4% 0,15 99,95% 5 Tabel 2 Relatie veiligheidsvoorraad en interne leverbetrouwbaarheden Wanneer één parameter is vastgelegd (veiligheidsvoorraad, leverbetrouwbaarheid aantal malen buiten voorraad of leverbetrouwbaarheid aantal producten) kunnen de andere parameters daar uit afgeleid worden. Maar pas op. Men kan uit bovenstaande niets afleiden over de prestaties naar de klant op orderregelniveau. Deze zijn afhankelijk van het toewijzingsbeleid. Welke klanten krijgen producten in geval van tekorten? 8. Leverbetrouwbaarheid - Differentieer tussen klanten en producten Eerder is gesteld dat het management heel duidelijk moet zijn in wat ze wil. Wil men het aantal spoedorders beperken, wil men altijd complete orderregels uitleveren, wil men zoveel mogelijk producten op tijd leveren, enz. En meet wat u moet meten. Wanneer u een groot aantal klanten moet beleveren met een groot aantal producten lijkt het voor de hand om te differentiëren. Differentiatie interne leverbetrouwbaarheid. Wanneer men een groot aantal producten voert, wil men het aantal mogelijke spoedorders beperken. En men wil liever een belangrijk product (A-product) dan een onbelangrijk product (Cproduct) chasseren (zie Durlinger [2,3] voor de ABC-indeling). In een klassiek assortiment is het aantal C-producten veel hoger dan het aantal A-producten en ligt het dus voor de hand om het aantal spoedorders voor C-producten te minimaliseren. Dit is mogelijk door de veiligheidsvoorraad en seriegroottes voor C-producten te vergroten. Uit tabel 2 is af te leiden dat het aantal keren dat we buiten voorraad raken beperkt wordt. De totale voorraad voor C- producten wordt dan iets hoger maar dat weegt ruimschoots op tegen de vermindering van de beheerslast. Men kan nu meer aandacht schenken aan de A-producten. Maar ook het aantal producten dat men buiten voorraad raakt is niet zo groot. En realiseer u wat een bepaald

7 percentage betekent. Een leverbetrouwbaarheid van 98% voor een product dat maandelijks besteld wordt, betekent dat u gemiddeld een keer in de 4 jaar buiten voorraad raakt! Differentiatie externe leverbetrouwbaarheid. Bepaalde klanten zal men nooit willen teleurstellen, anderen kunnen misschien een keertje wachten. Dit kan men regelen met het toewijzingsbeleid, waarbij bepaalde key-klanten altijd producten krijgen. Tevens kan men besluiten om in geval van tekorten de pijn te verdelen, waarbij men vooraf weet dat ten koste gaat van de leverbetrouwbaarheid op orderregelniveau! Houd hier terdege rekening mee bij het meten van de leverbetrouwbaarheid. 9. Enkele overpeinzingen tot slot. De hoogte van de veiligheidsvoorraad is eigenlijk een afweging tussen kosten van voorraad houden en kosten van nee-verkopen: meer voorraad impliceert lagere kans op nee-verkopen. Om een correcte afweging te maken moeten deze kosten wel bekend zijn. Helaas is dat zelden of nooit het geval en zal de uiteindelijke afweging meer gebaseerd zijn op gut-feeling dan op een gedegen kwantitatieve afweging. Het management kan het criterium aantal malen buiten voorraad raken, als managementvariabele gebruiken. Indien een onderneming een groot aantal producten uit voorraad moet leveren kan het management het aantal malen, dat ze in problemen kan of wil komen, beperken. Het management moet erg strikt zijn bij het definiëren van het begrip leverbetrouwbaarheid en zich bewust zijn van de (soms) verregaande consequenties. Het management moet heel duidelijk maken welke leverbetrouwbaarheid ze gaat meten en hoe en waarom. Het spreekwoord meten is weten klopt nog altijd maar je moet wel weten wát je meet. Niets is praktischer dan een goede theorie.

8 10 Literatuurlijst 1. Durlinger P.P.J. Veiligheidsvoorraden vanuit een managementperspectief White paper, Durlinger Consultancy, oktober 2007 2 Durlinger P.P.J. De ABC / XYZ analyse White paper, Durlinger Consultancy, oktober 2007 3 Durlinger P.P.J., R.P.H.G. Bemelmans [2012] Logistieke Technieken, Uitgeverij Durlinger, Posterholt