Mathematical modeling of the Bullwhip Effect in supply chains

FIORIOLLI, J.C. Modelagem matemática do Efeito Chicote em cadeias de abastecimento. 2007. Tese (Doutorado em Engenharia) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul. RESUMO O aumento da variabilidade da demanda ao longo de uma cadeia de abastecimento é conhecido como Efeito Chicote (EC). A modelagem deste fenômeno é fundamental para a quantificação de sua intensidade, ajudando a reduzir seus impactos negativos sobre o nível de serviço e sobre os estoques em uma cadeia de abastecimento. Esta tese apresenta uma proposta de modelagem do EC que tem por objetivo aumentar a precisão na quantificação deste fenômeno em ambientes com demanda e lead time estocásticos. O novo modelo considera dois elementos que não estão presentes nos principais modelos disponíveis na literatura: a variabilidade no lead time de entrega de pedidos e a incorporação de um ajuste para contemplar uma política adequada de tratamento dos excessos de estoque. Além disso, define de modo mais preciso o papel do coeficiente de variação da demanda na quantificação do EC. A utilização do modelo proposto aumenta a eficiência da gestão de cadeias de abastecimento ao contribuir para atenuar a propagação do EC, elevar o nível de serviço e reduzir os níveis local e global dos estoques. Neste documento, os principais modelos de quantificação do EC são apresentados e analisados, com destaque para os trabalhos de Lee et al. (1997b), Chen et al. (2000), Fransoo e Wouters (2000) e Warburton (2004); nessa análise foram identificadas várias deficiências, capazes de produzir fortes distorções no processo de quantificação do EC. O modelo proposto supre integralmente estas deficiências e apresenta elementos que indicam que a intensidade e o comportamento estocástico e serial do EC só podem ser adequadamente modelados se a variabilidade do lead time for considerada e se os excessos de estoque forem utilizados no cálculo do tamanho dos pedidos. O novo modelo, além de contribuir para o entendimento da dinâmica do EC e para a ampliação do respectivo campo de discussão, representa adequadamente a complexidade das relações entre as variáveis associadas ao EC, o que lhe confere alta capacidade preditiva. Complementarmente, demonstra-se que o modelo de Chen et al. (2000) constitui um caso particular do modelo proposto. Palavras-chave: modelagem matemática, demanda estocástica, lead time estocástico, efeito chicote, cadeia de abastecimento.