Sistem dinamiğine ilişkin temel bazı kavramlar önceki bölümde ayrıntılı olarak verilmişti. Bu kavramlar hatırlanacak olduğunda, negatif geri besleme yapılarında bulunabilecek zaman gecikmeleri ve bu gecikmeleri ortadan kaldıracak yönetim yapısının eksikliğinin dalgalanma davranışşekline yol açacağı belirtilmişti (Sterman, 2000).
Literatürde yer alan birçok sistem dinamiği çalışmasında, bir tedarik zincirinin alt aşamalarından (pazara yakın aşamalardan) üst aşamalara gidildikçe dalgalanma hareketine ilişkin genliğin arttığı, ve pazara yakın aşamalarda görülen değişimin belirli bir zaman sonra üst aşamalarda daha büyük miktarda ortaya çıktığı gözlemlenmiştir (Sterman, 2000). Đşte bu gözlem, literatürde kamçı etkisi olarak geçen, Sterman’ın (2000) da kuvvetlenme olarak adlandırdığı olguyu açıklamaktadır.
Sistem dinamiği tekniğinde yer alan seviyelerin, sistemde fotoğrafı çekilebilecek, dolayısıyla sistem performansı hakkında bilgi verecek değişkenler olduğu, ve bu seviyelerin sadece ve sadece akışlardan etkilendiği göz önüne alınırsa, sistemde yapılacak değişikliklerin de akışlar vasıtasıyla seviyelere etki edeceği aşikardır.
Bu noktada Sterman (2000), tedarik zincirlerinde akışlara etki edecek kararları dört ana madde altında sıralamıştır:
1. Sipariş politikaları
2. Çizelgeleme
3. Nakliye kararları
4. Satın alma kararları
Kısacası sistem dinamiği, seviye ve akışlardan oluşan yapıyı esas alması, sistemde var olan gecikmeleri dikkate alması ve geri beslemeleri modellemesi özellikleri ile kamçı etkisinin incelenmesinde etkili bir araç olarak görülmektedir.
Tedarik zincirlerindeki talep değişkenliği firmalara, yöneticilere ve ekonominin tümüne zarar vermektedir. Kamçı etkisi yüzünden fazla ve atıl stok, yetersiz müşteri
oranlarını eşitlemeye çalışmakta, yöneticiler ise daimi bir “yangın söndürme” ye odaklanmaktadırlar (Sterman, 2006).
Bu değişkenliğin önemli bir nedeni de karar vericilerin en iyi ihtimalle “sınırlı optimal” koşullarda ilgili kararları vermeleridir. Sınırlı optimallikten kasıt; çevrenin çok basite indirgendiği (sistem elemanları ile etkileşimlerin göz ardı edildiği), geri besleme yapılarının ve gecikmelerin dikkate alınmadığı, ve önemli akış ve seviye yapılarının ihmal edildiği koşullardır (Sterman, 2006).
3.4.1 Stok yönetimi yapısı
Sistem dinamiğinde stok yönetimi; stoka ilişkin seviye ve akış yapısı ile akışları kontrol eden yönetim yapısı olmak üzere iki gruba ayrılmaktadır (Sterman, 2000). Bu anlayışla karar vericiler, stoka ilişkin elde etme oranını direkt olarak etkilemekte, kayıp oranını ise beklenen kayıp oranı vasıtası ile modele dahil etmektedirler.
Stok yönetimi yapısına ilişkin basit bir sistem dinamiği modeli Şekil 3.2’de verilmiştir (Sterman, 2000). Stok_S elde_etme_orani_AR kayip_orani_LR beklenen_kayip_orani_EL stok_duzeltmesi_AS arzulanan_stok_DS arzulanan_elde_etme_orani_DAR stok_duzeltme_zamani_SAT
Şekil 3.2: Stok yönetimi yapısı
Bu yapıya ilişkin denklemler ise şu şekilde sıralanmaktadır:
(
)
∫
− + =S AR LR S t 0 (3.1)(
DAR)
AR=max
0,
(3.2)AS EL DAR= + (3.3)
(
)
SAT S DS AS= − (3.4)Beklenen kayıp oranının (EL), gerçekleşen kayıp oranına (LR) bağlı ve bilgi gecikmesi içeren bir fonksiyonu olduğu, bu nedenle de TREND fonksiyonu gibi tahmin fonksiyonlarının kullanılabileceği belirtilmektedir (Sterman, 2000).
3.4.1.1 Kararlı durum hatası
Bu noktada önemli bir kavramın açıklanması gerekmektedir. Beklenen kayıpların (EL) dikkate alınmaması durumunda, arzulanan ve gerçek durumlar arasında, sistemin kararlı duruma gelmesi için gerekli zamanın geçmesinden sonra da bir fark olacaktır. Bu da kararlı durum hatası (steady state error) olarak tanımlanmaktadır (Sterman, 2000).
3.4.1.2 Dalgalanmaların kaynağı ve tedarik hattı kavramı
Dalgalanmaların nedeni olarak gecikme içeren negatif geri besleme yapılarının varlığı daha önce belirtilmişti. Burada detayı verilecek husus, bu gecikmelerin varlığının değil, dikkate alınmamalarının dalgalanmaları oluşturduğudur.
Birçok sistemde, mevcut ve arzulanan durumlar arasındaki farkı telafi edecek, dolayısıyla düzeltici faaliyet olarak adlandırılabilecek çözümler aslında işleme konmuş ve etkileri ise, belirli bir zaman sonra ortaya çıkmaktadır. Bu gecikmelerin yönetim kararlarında dikkate alınmamasının dalgalanma davranışına yol açacağı belirtilmektedir (Sterman, 2000).
Dalgalanmaları açıklayacak çeşitli metaforlar mevcuttur. Örneğin duştaki suyun sıcaklığı bir sistem durumu olup, soğuk suya maruz kalınca sıcak tarafın açılması bir yönetim kararıdır. Ancak suyun ısınması belirli bir gecikme ile olmakta, bu gecikme dikkate alınmadığında daha fazla sıcak açılmakta (ileride bahsedilecek bira
oyununda siparişlerin gecikmesi sonucu daha fazla sipariş verilmesi), sonuçta sistem durumu aşırı sıcak olarak oluşmaktadır. Bu sıcaklıktan duyulan rahatsızlık sonucu soğuk tarafa ağırlık verilmesi diğer bir yönetim kararı olup, benzer şekilde gecikmeler dikkate alınmazsa aşırı soğuk sistem durumuna geri dönüş kaçınılmaz olacak, sonuçta sistem dalgalanma davranışı gösterecektir (Wolstenholme, 1990). Sterman (2000) ise bu karar yapısını, arabasını değiştirmek için eski arabasını satmış bir kişinin, her sabah garajı boş görünce yeni bir araba almak için sipariş
Bu mantık çerçevesinde, yukarıda özetlenen basit stok yönetimi yapısında çeşitli malzeme ve bilgi gecikmelerinin mevcudiyetini kavramak ve sistemi bu anlayışa uygun olarak değiştirmek gerekecektir. Bu amaçla, tedarik hattı (supply line) kavramı önem kazanmaktadır. Tedarik hattı kavramı ile açık siparişler (ikmal politikasına direkt olarak etkiyecek), dolaşım halindeki siparişler (transit stok), bekleyen siparişler (backlog), ve nakliye gecikmesine maruz kalmış malzemeler de sisteme dahil edilmektedir (Sterman, 2000).
Kısacası, tedarik zincirlerinin üç davranış karakteristiği; dalgalanma, kuvvetlenme ve faz farkı olmaktadır. Dalgalanma, mevcut ve arzulanan durumlar arasındaki farklılıktan, kuvvetlenme, değişkenliğin zincir boyunca artmasından, faz farkı da sistemdeki gecikmelerden kaynaklanmaktadır (Sterman, 2000). Talep kuvvetlenmeleri ve faz farklarının kaçınılmaz olduğu, ancak dalgalanma davranışının görülebilmesi için sistemin geri besleme yapısının anlaşılmaması yada gecikmelerin karar süreçlerinde dikkate alınmaması gerektiği belirtilmektedir (Sterman, 2000).