Manufacturing and Service Operations Management

The most common model to support workforce management of telephone call centers is the M/M/N/B model, in particular its special cases M/M/N (Erlang C, which models out busy signals) and M/M/N/N (Erlang B, disallowing waiting). All of these models lack a central prevalent feature, namely, that impatient customers might decide to leave (abandon) before their service begins.

In this paper, we analyze the simplest abandonment model, in which customers' patience is exponentially distributed and the system's waiting capacity is unlimited (M/M/N + M). Such a model is both rich and analyzable enough to provide information that is practically important for call-center managers. We first outline a method for exact analysis of the M/M/N + M model, that while numerically tractable is not very insightful. We then proceed with an asymptotic analysis of the M/M/N + M model, in a regime that is appropriate for large call centers (many agents, high efficiency, high service level). Guided by the asymptotic behavior, we derive approximations for performance measures and propose “rules of thumb” for the design of large call centers. We thus add support to the growing acknowledgment that insights from diffusion approximations are directly applicable to management practice.

This paper develops and analyzes a queueing model to examine the role of patient choice on the high rate of organ refusals in the kidney transplant waiting system. The model is an M/M/1 queue with homogeneous patients and exponential reneging. Patients join the waiting system and organ transplants are reflected by the service process. In addition, unlike the standard M/M/1 model, each service instance is associated with a variable reward that reflects the quality of the transplant organ, and patients have the option to refuse an organ (service) offer if they expect future offers to be better. Under an assumption of perfect and complete information, it is demonstrated that the queueing discipline is a potent instrument that can be used to maximize social welfare. In particular, first-come-first-serve (FCFS) amplifies patients' desire to refuse offers of marginal quality, and generates excessive organ wastage. By contrast, last-come-first-serve (LCFS) contains the inefficiencies engendered by patient choice and achieves optimal organ utilization. A numerical example calibrated using data from the U.S. transplantation system demonstrates that the welfare improvements possible from a better control of patient choice are equivalent to a 25% increase in the supply of organs.

We study a supply chain with manufacturer encroachment in which product quality is endogenous and customers have heterogeneous preferences for quality. It is known that, when quality is exogenous, encroachment could make the retailer better off. Yet, when quality is endogenous and the manufacturer has enough flexibility in adjusting quality, we find that encroachment always makes the retailer worse off in a large variety of scenarios. We also establish that, while a higher manufacturer’s cost of quality hurts the retailer in absence of encroachment, it could benefit the retailer with encroachment. In addition, we show that a manufacturer offering differentiated products through two channels prefers to sell its high-quality product through the direct channel. Contrary to conventional wisdom, quality differentiation does not always benefit either manufacturer or retailer. Our results may explain why, despite extant theoretical predictions, retailers almost always resent encroachment. These findings also suggest that firms must be cautious when adopting quality differentiation as a strategy to ease channel conflict caused by encroachment.

Chúng tôi xem xét các mô hình thống kê khác nhau cho quá trình đến cuộc gọi tại các trung tâm gọi điện. Chúng tôi đánh giá độ chính xác dự đoán của những mô hình này bằng cách mô tả kết quả từ một nghiên cứu thực nghiệm phân tích dữ liệu trung tâm gọi điện thực tế. Chúng tôi kiểm tra độ chính xác dự đoán bằng cách sử dụng các khoảng thời gian trước khác nhau, từ vài tuần đến vài giờ trước, để mô phỏng các thách thức thực tế mà các quản lý trung tâm gọi điện phải đối mặt. Các mô hình được xem xét bao gồm (i) một mô hình hiệu ứng cố định chuẩn không khai thác bất kỳ cấu trúc phụ thuộc nào trong dữ liệu; (ii) một mô hình hiệu ứng pha trộn xem xét cả mối tương quan giữa các ngày (ngày này so với ngày khác) và trong ngày (ngày đó); và (iii) hai mô hình hiệu ứng pha trộn hai biến mới, cho phân phối chung của các số lượng đến hai hàng đợi riêng biệt, khai thác các mối tương quan giữa các loại cuộc gọi khác nhau. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy tầm quan trọng của việc xem xét các cấu trúc tương quan khác nhau trong dữ liệu.

Co-production (sản xuất đồng thời nhiều sản phẩm) xảy ra trong một số ngành công nghiệp cơ bản phát thải khí nhà kính cao và nông nghiệp. Bài báo này được thúc đẩy bởi những trường hợp trong đó một nhà cung cấp bán sản phẩm chính của mình cho một người mua mà phải chịu chi phí phát thải (có thể là tự nguyện, hoặc do chính sách khí hậu do chính phủ áp đặt) và bán các sản phẩm đồng đi kèm vào các thị trường không có chi phí phát thải. Các tiêu chuẩn kế toán khí thải cung cấp ba quy tắc ứng cử viên để phân bổ khí thải của nhà cung cấp giữa các sản phẩm của họ. Bài báo cho thấy rằng dưới hình thức phân bổ dựa trên giá trị, việc áp đặt thuế phát thải lên sản phẩm chính có thể làm tăng khí thải, bằng cách khuyến khích nhà cung cấp giảm giá và bán nhiều hàng hơn. Ngược lại, với sự lựa chọn quy tắc phân bổ tối ưu về mặt xã hội, được mô tả trong bài báo này, việc áp đặt thuế phát thải trên sản phẩm chính có thể giảm lớn khí thải và tăng phúc lợi. Trong sự thiếu vắng của chính sách khí hậu, dưới hình thức phân bổ dựa trên giá trị, một người mua có thể đạt được lợi nhuận lớn hơn bằng cách thanh toán để bù đắp cho khí thải trong chuỗi cung ứng của mình. Điều đó có thể tạo động lực cho sự đổi mới của nhà cung cấp nhằm giảm chi phí sản xuất. Trong các ví dụ số, xem xét oxit cerium hiếm (đồng sản xuất với sắt) và dầu cọ (đồng sản xuất với bột cọ), sự lựa chọn quy tắc phân bổ có ảnh hưởng lớn đến khí thải, lợi nhuận của người mua và phúc lợi xã hội.

Đánh giá khí thải carbon là một công cụ giúp các doanh nghiệp xác định tổng lượng khí nhà kính (GHG) phát sinh từ chuỗi cung ứng hoặc từ một đơn vị sản phẩm hoặc dịch vụ cuối cùng. Đánh giá khí thải carbon thường nhằm xác định đâu là nơi tốt nhất để đầu tư vào các nỗ lực giảm phát thải, và/hoặc để xác định tỷ lệ tổng lượng phát thải mà một doanh nghiệp cá nhân phải chịu trách nhiệm, cho dù về mặt tài chính và/hoặc hoạt động. Một thách thức lớn và chưa được công nhận trong việc xác định phân bổ thích hợp xuất phát từ mức độ cao mà khí thải GHG là kết quả của nỗ lực chung của nhiều doanh nghiệp. Chúng tôi giới thiệu một mô hình đơn giản nhưng tổng quát về sản xuất chung khí thải GHG trong các chuỗi cung ứng tổng quát, phân tách tổng lượng khí thải thành các quy trình, mỗi quy trình có thể chịu ảnh hưởng bởi bất kỳ sự kết hợp nào của các doanh nghiệp. Chúng tôi phân tích hai kịch bản chính. Trong kịch bản đầu tiên, nhà quản lý xã hội phân bổ lượng phát thải cho các doanh nghiệp cá nhân và áp dụng một chi phí cho họ (chẳng hạn như thuế carbon) tương ứng với lượng phát thải đã phân bổ. Trong kịch bản thứ hai, một doanh nghiệp dẫn đầu về carbon tự nguyện đồng ý bù đắp toàn bộ lượng phát thải trong toàn bộ chuỗi cung ứng và sau đó ký hợp đồng với các doanh nghiệp cá nhân để thu hồi (một phần) chi phí của những khoản bù đắp đó. Trong cả hai trường hợp, chúng tôi phát hiện ra rằng, để khuyến khích mức độ nỗ lực tối ưu, lượng phát thải cần phải được phân bổ thặng dư, ngay cả khi thuế carbon là chi phí xã hội thực sự của carbon. Điều này trái ngược với trọng tâm thông thường trong các tài liệu về đánh giá vòng đời (LCA) và đánh giá khí thải carbon về việc tránh tính toán trùng lặp. Công việc của chúng tôi nhằm đặt nền tảng cho một khung làm việc nhằm tích hợp các quan điểm dựa trên kinh tế và LCA về việc đánh giá khí thải carbon trong chuỗi cung ứng.

Khả năng nâng cấp mô đun đã được đề xuất như một chiến lược nhằm cải thiện hiệu suất môi trường: khi công nghệ tiến bộ, nó cho phép thay thế độc lập các hệ thống con đang cải tiến, thay vì phải thay thế toàn bộ sản phẩm. Điều này có thể kéo dài thời gian sử dụng hữu ích của các hệ thống con ổn định, giảm thiểu tác động từ sản xuất và tiêu hủy. Tuy nhiên, lập luận này bỏ qua tác động của khả năng nâng cấp mô đun đối với các quyết định phát triển và giới thiệu của một công ty, cũng như tác động môi trường trong giai đoạn sử dụng. Trong bài báo này, chúng tôi xác định khi nào khả năng nâng cấp mô đun dẫn đến tác động môi trường thấp hơn và lợi nhuận cao hơn. Chúng tôi thực hiện điều này bằng cách nội sinh hóa các quyết định phát triển và giới thiệu của công ty và xem xét tác động môi trường của sản phẩm trong toàn bộ vòng đời của nó. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng, mặc dù khả năng nâng cấp mô đun có thể thúc đẩy việc thay thế một số hệ thống con, nhưng nó lại trì hoãn việc thay thế các hệ thống con khác. Chúng tôi nhận thấy rằng khả năng nâng cấp mô đun có thể tăng tác động môi trường đối với một số danh mục sản phẩm do sự lạc hậu nhanh chóng phát sinh từ việc giới thiệu và thay thế thường xuyên hơn. Tuy nhiên, chúng tôi cũng phát hiện ra rằng sự lạc hậu nhanh chóng, trong một số điều kiện, có thể thực sự làm cho khả năng nâng cấp mô đun trở nên thân thiện hơn với môi trường.

Chúng tôi xem xét các vấn đề thiết kế sản phẩm và quy trình (gọi chung là các vấn đề thiết kế quy trình) liên quan đến việc đánh giá mức độ tối ưu cho các đầu vào của quy trình ảnh hưởng đến nhiều chỉ tiêu hiệu suất quy trình. Mặc dù bối cảnh vấn đề này bao gồm nhiều ứng dụng tiềm năng, chúng tôi tập trung chủ yếu vào các vấn đề thiết kế nhiều phản hồi đã được nghiên cứu rộng rãi trong tài liệu cải tiến chất lượng và quản lý chất lượng. Đối với những vấn đề này, một số tiêu chí tối ưu hóa đã được đề xuất, bao gồm tối đa hóa năng suất quy trình, tối đa hóa khả năng quy trình, tối thiểu hóa chi phí quy trình, v.v. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đề xuất một phương pháp xem xét nhiều tiêu chí này thông qua một quy trình tương tác với và dựa vào sở thích của người ra quyết định (DM). Quy trình tương tác này phát triển từ sự hội tụ của ba lĩnh vực nghiên cứu: đặc biệt, nghiên cứu về thiết kế nhiều phản hồi, nghiên cứu về tối ưu hóa đa tiêu chí và những phát triển gần đây trong tối ưu hóa toàn cục. Phương pháp tương tác được đề xuất được minh họa và so sánh thông qua hai bài toán nổi tiếng trong thiết kế nhiều phản hồi. Mặc dù quy trình tương tác được phát triển để áp dụng trong thiết kế nhiều phản hồi, nhưng nó không bị giới hạn trong bối cảnh vấn đề này. Các khái niệm và phương pháp được phát triển trong nghiên cứu này có thể áp dụng cho các vấn đề có thể được đặc trưng bởi các đầu vào của quy trình và hiệu suất quy trình, chẳng hạn như quản lý chuỗi cung ứng và tối ưu hóa thiết kế nhiều ngành.

Mô tả vấn đề: Chúng tôi nghiên cứu tác động của xếp hạng tín dụng đến các quyết định hoạt động và tài chính của một chuỗi cung ứng với sự tương tác giữa nhà cung cấp và nhà bán lẻ thông qua hợp đồng giảm giá trả trước. Nhà bán lẻ có một cơ hội duy nhất để đặt hàng một sản phẩm từ nhà cung cấp nhằm đáp ứng nhu cầu không chắc chắn trong tương lai. Cả nhà bán lẻ và nhà cung cấp đều bị hạn chế về vốn, và nhà bán lẻ có thể sử dụng cả khoản vay ngân hàng ngắn hạn và tín dụng thương mại cho nhu cầu tài chính của mình, trong khi nhà cung cấp có thể sử dụng khoản vay ngân hàng ngắn hạn và/hoặc tiền thanh toán trước của nhà bán lẻ. Chúng tôi phân tích tất cả các quyết định hoạt động có liên quan (giá bán buôn, lãi suất tín dụng thương mại, khoản vay ngân hàng, và số lượng đặt hàng) cho các công ty bị giới hạn vốn. Tính liên quan học thuật/thực tiễn: Chúng tôi thêm vào một khung lý thuyết về ai nên tài trợ cho hàng tồn kho, và với tỷ lệ nào, trong sự hiện diện của sự khác biệt về xếp hạng tín dụng của các bên trong chuỗi cung ứng. Phương pháp nghiên cứu: Trong một trò chơi Stackelberg sửa đổi về việc bán hàng cho nhà bán lẻ, với nhà cung cấp là người dẫn đầu, chúng tôi suy ra tỷ lệ tín dụng thương mại cân bằng, giá bán buôn, khoản vay ngân hàng và số lượng đặt hàng. Kết quả: Chúng tôi chỉ ra rằng có một ngưỡng, nếu xếp hạng tín dụng của nhà cung cấp cao hơn ngưỡng đó, thì nhà cung cấp sẽ cung cấp tín dụng thương mại với lãi suất bằng không và nhà bán lẻ chỉ sử dụng tín dụng thương mại. Ngược lại, nhà cung cấp sẽ đặt một tỷ lệ dương, điều này khuyến khích nhà bán lẻ kết hợp tín dụng thương mại và khoản vay ngân hàng. Nhà cung cấp luôn hưởng lợi từ việc làm việc với các nhà bán lẻ có xếp hạng tốt. Một nhà bán lẻ thích làm việc với các nhà cung cấp bên ngoài khoảng trống xếp hạng tín dụng của nhà cung cấp (một tập hợp hữu hạn các xếp hạng) hơn là với các nhà cung cấp có xếp hạng nằm trong khoảng đó. Ý nghĩa quản lý: Chúng tôi cung cấp những hiểu biết về ai nên tài trợ cho hàng tồn kho chuỗi cung ứng và với tỷ lệ nào khi có sự khác biệt về xếp hạng tín dụng giữa nhà cung cấp và nhà bán lẻ. Chúng tôi đưa ra một lý do hợp lý cho việc các nhà bán lẻ lớn và có xếp hạng tín dụng tốt duy trì tỷ lệ tiền mặt nhỏ và hợp tác với các nhà cung cấp nhỏ ở các nước đang phát triển.

Phụ lục trực tuyến có sẵn tại https://doi.org/10.1287/msom.2017.0669 .

Bài báo này đã được chấp nhận cho số Đặc biệt về Quản lý Hoạt động và Dịch vụ trong Tạp chí Quản lý Tài chính, Hoạt động và Quản lý Rủi ro.

Trong một ngành công nghiệp có sự lan tỏa tri thức và tài trợ nợ, các khoản đầu tư trong các dự án nghiên cứu và phát triển (R&D) chịu ảnh hưởng của ba lực lượng kinh tế. Thứ nhất, sự lan tỏa tri thức giữa các công ty cho phép việc phổ biến miễn phí công nghệ mới và tạo ra sự hợp tác đầu tư. Thứ hai, sự lan tỏa tri thức cũng gây ra tình trạng miễn cưỡng đầu tư: trong trạng thái cân bằng, các công ty đầu tư không đủ vào R&D với hy vọng được hưởng lợi từ các khoản đầu tư của người khác. Thứ ba, tài trợ nợ tạo ra động lực cho việc chuyển đổi rủi ro: các nhà đầu tư cổ phiếu đầu tư quá mức vào các dự án R&D có rủi ro cao hơn. Chúng tôi nghiên cứu cách mà những tương tác giữa các lực lượng này ảnh hưởng đến các quyết định đầu tư của một công ty và kết quả ngành trong trạng thái cân bằng bằng cách sử dụng trò chơi ba giai đoạn giữa hai công ty và thị trường nợ bên ngoài. Chúng tôi đặc trưng hóa các trạng thái cân bằng hoàn hảo của trò chơi con, ưu tiên Pareto và chỉ ra rằng đối với một số lựa chọn tham số, tình trạng miễn cưỡng đầu tư và chuyển đổi rủi ro sẽ bù trừ lẫn nhau trong các quyết định của các công ty cá nhân, dẫn đến các khoản đầu tư tốt nhất có thể. Đáng thú vị, trong một số trường hợp, trạng thái cân bằng với các khoản đầu tư tốt nhất có thể chỉ trở nên khả thi khi việc chuyển đổi rủi ro của một công ty cho phép tình trạng miễn cưỡng đầu tư của công ty khác. Chúng tôi cũng chỉ ra rằng tài trợ nợ có thể được các công ty sử dụng như một thiết bị cam kết trong một trò chơi nhiều giai đoạn. Giá trị của nợ được chia sẻ với các nhà đầu tư, những người có thể kiếm được lợi nhuận dương mặc dù ở trong trạng thái cạnh tranh hoàn hảo. Điều này làm phong phú thêm sự hiểu biết về lý thuyết thứ tự ưu tiên tài chính bằng cách cho thấy rằng ngay cả những công ty có vốn nội bộ không giới hạn cũng có thể ưa thích tài trợ nợ bên ngoài.

Bài báo này đã được chấp nhận cho Số đặc biệt về Quản lý Hoạt động và Dịch vụ Sản xuất về giao diện của Tài chính, Hoạt động và Quản lý Rủi ro.