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Six Sigma Model to Improve the Lean Supply Chain in Ports by System Dynamics Approach

Ridwan, Asep

Ports are one of the important sectors of the national economy of a country and are primarily involved in the import and export of goods and services from one point to another, such as between the sea, river, road, and railways. The quality of a port is one of the important aspects to make a port attractive. The lean supply chain in ports is one of these attractive aspects. This research aims to design a six sigma model to improve the lean supply chain in ports. Six sigma model can be built by using system dynamics approach which enables to take into account dynamics variables. The lean supply chain in ports focuses on eliminating sources of “waste” in the entire flow of material in the cargo-handling process. The types of waste in ports have been identified as the delay time of equipment and transporters, lost and damaged cargo, equipment and transporter breakdowns. This research begins with the research formulation and definition of objectives. After that, the model conceptualization is constructed using a causal loop diagram based on the objective, a literature study, and field study. The causal relationships between variables are determined by historical data in real cases, from the literature, and from expert judgements. The model is validated with a real case in CDG Port in Indonesia and simulated using Powersim software. By simulating the process from the base case model, it is possible to propose a policy for improvement scenarios. Regarding the simulation results in the base case, it has been found that the high berth occupancy ratio (BOR), which influences the congestion that is indicated by the vessel waiting time, is one of the key performance indicators in port operation. Also, the demurrage and repair costs contribute most to the total cost of poor quality, followed by the cost of lost cargo. The demurrage cost is caused by the delay time of equipment and transporters, and the repair cost is caused by equipment and transporter breakdown. Regarding the results of improvement scenarios, it can be concluded that increasing the operation cycle of the crane along with its lifting capacity can reduce the vessel waiting time as a key performance indicator in the port. Also, the increase of transport maintenance items, number of inspectors, and safety and security costs can reduce the costs arising from demurrage, repair, and lost cargo. The port performance is measured by the sigma value and the process capability indices as the performance metrics. These metrics are utilized to eliminate waste in order to improve the lean supply chain in the port. With this model, and changing the sigma value and the process capability indices of the waste, the results can be identified and analyzed.

Häfen sind einer der wichtigsten Sektoren der Volkswirtschaft eines Landes und sind im Wesentlichen auf den Im- und Export von Waren und Dienstleistungen von einem Punkt zum anderen beteiligt, wie z.B. zwischen Meer, Fluss, Straße und Schienen. Die Qualität eines Hafens ist einer der wichtigsten Aspekte, um einen Hafen attraktiver zu machen. Die Lean Supply Chain in Häfen ist einer dieser attraktiven Aspekte. Diese Arbeit zielt darauf ab, ein Six-Sigma-Modell zu entwerfen, um die Lean Supply Chain in Häfen zu verbessern. Das Six-Sigma-Modell kann mit Hilfe von der Systemdynamik-Methode abgebildet werden, damit diese die Betrachtung der dynamischen Variablen ermöglicht. Die Lean Supply Chain in Häfen konzentriert sich auf die Beseitigung von Verlustursachen im gesamten Materialfluss während des Umschlagprozesses. Als Verlustarten in Häfen wurden die zeitliche Verzögerung durch Gerätschaften und Transporter, verloren gegangene und beschädigte Ladung, sowie Defekte an den Gerätschaften und Transportern identifiziert. Diese Arbeit beginnt mit der Beschreibung der (aktuellen) Forschung und Festlegung der Ziele. Danach wird das Modell mit einem Ursache- und Folgediagramm, auf der Grundlage der Ziele, sowie einer Literatur- und Feldstudie, konstruiert. Die kausalen Beziehungen zwischen den Variablen werden mittels historischer Daten zu realen Fällen, aus der Literatur und aus Expertenurteilen bestimmt. Das Modell wird mit der Software Powersim simuliert und mit dem realen Fall des CDG-Hafens in Indonesien validiert. Es ist möglich, auf der Grundlage von Simulationen des Base-Case-Modells eine Strategie für die Verbesserungsszenarien vorzuschlagen. Bezüglich der Ergebnisse der Simulation im Basisfall, hat es sich gezeigt, dass einer der wichtigsten Performance-Indikatoren im Hafenbetrieb das hohe Anlegeplatz-Besetzungsverhältnis (BOR) ist, welches die Überlastung beeinflusst, was sich an den Schiff-Wartezeiten erkennen lässt. Zusätzlich tragen Liegegebühr und Reparaturkosten am meisten zu den Gesamtkosten von schlechter Qualität bei, gefolgt von den Kosten für verlorene Ladung. Die Liegegebühr wird durch die Verzögerung durch Ausrüstung und Transporter verursacht und die Reparaturkosten durch den Defekt von Ausrüstung und Transportern. Hinsichtlich der Ergebnisse der Verbesserungsszenarien kann geschlussfolgert werden, dass die Wartezeit als ein Schlüsselindikator für die Leistungsfähigkeit eines Hafens durch die Erhöhung des Arbeitszyklus und der Hebeleistung der Kräne reduziert werden kann. Außerdem kann auch durch Erhöhung der Wartungsanzahl und der Ausgaben für Sicherheit die Kosten für Liegegebühren, Reparaturen und verloren gegangene Ladungen reduziert werden. Die Leistung des Hafens wird durch die Leistungskennwerte des Sigma-Wertes und der Prozessfähigkeitsindizes gemessen. Diese Kennzahlen werden für die Beseitigung von Verlusten verwendet, um die Lean Supply Chain im Hafen zu verbessern. Mit diesem Modell und der Änderung des Sigma-Wertes und der Prozessfähigkeitsindizes der Verluste, können die Ergebnisse identifiziert und analysiert werden.

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Ridwan, Asep: Six Sigma Model to Improve the Lean Supply Chain in Ports by System Dynamics Approach. 2016.

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