Autofabrikanten staan stil vanwege zelfgecreëerde bullwhips

Autofabrikanten staan stil vanwege zelfgecreëerde bullwhips image
Afbeelding door 'Trailers'

De plotselinge, tijdelijke sluiting van de assemblagelijnen voor auto’s in maart 2020 was als een rotsblok in een vijver. Het startte een golfbeweging van ongebruikte productiecapaciteit, die zich door de supply chains verplaatste en nu de levering van grondstoffen hindert. De auteurs van dit artikel laten zien dat dit met een supply chain model gemodelleerd kan worden.

This article is also available in English

Inleiding

Dit artikel is gebaseerd op een serie interviews met specialisten en medewerkers van bedrijven in de automotive supply chains van Europa. Daarnaast is gebruik gemaakt van een maandelijks survey[i] dat door hen wordt gehouden onder enkele tientallen bedrijven actief in die ketens. De grafieken zijn gebaseerd op een vereenvoudigd supply chain model dat zij in System Dynamica voor semiconductors in de automotive situatie gebouwd hebben[ii][iii].

Semiconductors

Het model gaat uit van een supply chain die van Tier5, via Tier4, -3, -2 en -1 aan de OEM levert, en via de Dealer eindigt bij de consument. Het semiconductorproces bestaat uit vele stapjes, waardoor de doorlooptijd vanaf de zogenaamde ‘wafer-start’ in de ‘fabs’ (de semiconductorfabrieken, Tier4), via de Backend (Tier3, waar wafers worden gesplitst in de individuele chips die in plastic worden gevat), de Componenten (Tier2, bijvoorbeeld transistoren, diodes of complexe chips) en de Elektronica  (Tier1, bijvoorbeeld navigatiesystemen en parkeersensoren) tot aan het inbouwen op precies de juiste “tact-tijd” in de assemblage (OEM) wel 3 tot 4 maanden is. Tier5 zijn de leveranciers van grondstoffen voor de fabs[iv]. Omdat chips zich snel ontwikkelen en dus snel verouderen, wordt weinig voorraad gehouden.  

Figuur 1. Schematische modelstructuur

Omdat de marges voor de fabs laag zijn, werken deze altijd met een hoge bezettingsgraad.  Capaciteitsuitbreidingen duren wel vijf jaar en zijn zeer kapitaalintensief. Klanten maken daarom lang van tevoren contractafspraken voor een deel van de capaciteit, en geven ruim van tevoren een planning af. De OEM roept kort voor de geplande assemblagedatum de Elektronica af bij Tier1.

Toen de OEMs in lockdown gingen, werden niet alleen de afroepen stopgezet, maar ook de planning en liet men de capaciteitsclaim in Tier4 verlopen. Tier4 ging daarom semiconductors produceren voor andere markten. Parallel speelden ook enkele andere productieproblemen[v].Toen de OEM-productie weer aantrok, moest de benodigde capaciteit in de fabs opnieuw worden toebedeeld. De eerste nieuwe producten kwamen dus pas maanden na de herstart van Automotive uit de fabs rollen.

Lockdown in Automotive

In maart 2020 sloten de assemblagefabrieken van de meeste OEMs in Europa hun deuren vanwege Corona-besmettingen en vanwege sluitingen in China. In dezelfde tijd stortte de koopbereidheid van consumenten in. Door de algehele lockdown daalde de verkeersintensiteit scherp en ontwikkelde zich een economische crisis. De OEM’s gingen niet door met produceren, omdat dat bij de vorige crisis tot grote onverkoopbare voorraden aan auto’s had geleid. Ook de meeste dealers sloten. Na anderhalve maand startten dealers en de assemblagelijnen weer op.

Figuur 2. De consumentenvraag 1991 tot en met 2019

De vraag is gebaseerd op de 11mma van de gerapporteerde registraties[vi] van auto’s, 90 dagen naar voren gehaald. Vanaf 2020 is dat vervangen door inschatting gebaseerd op media en interviews. Index 2019 =100.

Tijdens hun lockdown bestelden de meeste OEMs geen grondstoffen. Tier1 zag haar omzet richting de OEM tot wel 70% wegvallen en moest haar productie verlagen. Ook verlaagde Tier1 haar voorraden in lijn met haar omzet, met een zekere vertraging, door haar inkoop te verlagen. Hierdoor zag Tier2 haar Automotive omzet wegvallen en moest zij ook deels sluiten. Ook Tier2 wilde haar voorraad, bestemd voor Automotive, verlagen. Deze sluiting en voorraadverlaging in Tier2 veroorzaakte een forse productieverlaging bij Tier3 bedrijven, enzovoorts.

Toen de assemblagelijnen weer wilden opstartten, bestelden de OEMs weer meer grondstoffen. Tier1 leverde uit voorraad, schakelde zo snel mogelijk haar productie in een hogere versnelling en bestelde nieuwe grondstoffen om te produceren en om haar voorraad weer op peil te brengen. Tier2 schakelden haar productie ook hoger, en stuurde bestellingen naar Tier3 voor productie en voorraad. Tier3, 4 en 5 hetzelfde. Samenvattend: de vraagschok in maart/april 2020 overlapte deels met een capaciteitsschok. Zij zorgden voor een tijdelijke vraaguitval en voorraadaanpassingen bij de toeleveranciers, waarna de OEM-vraag weer betrekkelijk snel aan trok. Vanaf het begin was voor experts duidelijk dat dit zou leiden tot een klassieke bullwhip[vii]

Survey

Hoewel het aantal antwoorden in de Survey, met name over de voorraadniveaus, te klein is voor significante conclusies, geeft het toch inzicht in wat er gebeurt.

Figuur 3. Gemiddelde verkoop (blauw) en gemiddelde voorraad (rood) van Tiers 1-4

Survey van Januari 2020 – Februari 2021. Index 2019=100.

De survey resultaten kunnen vergeleken worden met de gemiddelde verkoop en voorraad in het model:

Figuur 4a. Gemiddelde verkoop van Tier 1 – 4 in survey (rood) en model (blauw)

Figuur 4b. Gemiddelde voorraad van Tier 1-4 in survey (rood) en model (blauw)

De verkoop gaat zowel in het survey als in het model eerst omlaag, dan omhoog, dan weer omlaag, waarbij de timing vrij goed overeenkomt en de absolute hoogte matig overeenkomt. De voorraad gaat in survey en model eerst omhoog en dan omlaag. De recente tijdelijke voorraadstijging in de survey wijkt af van het model.

Figuur 5. Gemiddelde verkoop (blauw) en gemiddelde voorraad (rood) 1991 - 2027 van alle Tiers in de Automotive industrie (model)

Index 2019=100.

Deze figuur laat zien dat gedurende 30 jaar de voorraad in het model de verkoop gevolgd heeft, zelfs in de kredietcrisis, maar nu een tegengestelde beweging heeft.   

Modeleren en Resultaten

De consumentenvraag is geïndexeerd op 100 units/dag. Het model is vraag-gestuurd: de consument “trekt de auto’s uit de keten”. Dat wil zeggen: zonder vraag geen verkoop. De goederen reizen downstream; de orders reizen upstream. De voorraden zijn laag, dus kritisch.

Figuur 6. De voorraad in Tier1 (blauw), 2 (rood) en 3 (groen)

De voorraad zal nog lang onrustig blijven.

Figuur 7. Productie in de OEM assemblagelijn in de periode 2020-2025 (model)

Index 2019 =100.

OEM productie vertoont een diepe dip (1) tijdens de lockdown in Maart/April 2020, en een tweede dip (2) begin 2021, veroorzaakt door gebrek aan semiconductors. Er komt volgens het model opnieuw een dip (3) in 2022 en één (4) in 2023. Of de korte extra dip eind 2020 (tussen 1 en 2) optreedt hangt af van de voorraadniveaus.

Gedachteoefening

Tussen herstart in mei 2020 en stock-out in januari 2021 trekt de OEM een geschatte 5 maanden verkoop (index 2019[viii]) extra uit de keten t.o.v. het april niveau, terwijl er aan het begin van de keten nog geen extra product binnenkomt. Alle voorraad in de keten stroomt naar de OEM, tot het moment in Januari 2021 dat Tier1 leeg is en de assemblagelijnen moeten stoppen. Dit betekent dat er zo’n 5 maanden verkoop aan voorraad in de semiconductorketen moet zijn geweest.

Figuur 8. Schematische voorstelling van een supply chain voor semiconductors als een buis die magazijnen met product (blauwe bolletjes) met elkaar verbindt

 

Door de tijdelijke stop van de fabs voor automotive producten verplaatst zich een lege bubbel door de buis, die onderweg alle magazijnen leeg trekt (rode pijl).

Het betekent ook dat de achterstand van de fabs in 2020 ten opzichte van de OEM (de lege bubbel uit bovenstaand plaatje) groter was dan de magazijnen (en die zijn gelijk aan de voorraad minus Onderhanden Werk en Goods in Transit), want anders was Tier1 niet helemaal leeg geweest in Januari.

Indirecte gevolgen

De sluiting ten gevolge van onderdelen uit deze keten heeft ook repercussies voor andere ketens: de bestelde verfgrondstoffen, rubber, lijmen, schokbrekers en deuren hopen zich op in hun respectievelijke toevoerketens, en veroorzaken op hun beurt tijdelijke fabriekssluitingen stroomopwaarts, die als bullwhips door de ketens gaan en enkele maanden later opnieuw voor tekorten en prijsvolatiliteit kunnen zorgen[ix].

Caveat

Het model is gebaseerd op interviews met een beperkt aantal bedrijven in de supply chains, openbare data en surveys. De vorm van de verschillende slingerbewegingen hangt sterk af van de gemiddelde voorraadniveaus, omstandigheden en gedragingen en zal daardoor afwijken van het model. Meer onderzoek en meer data zijn nodig om werkelijk betrouwbaardere voorspellingen te kunnen doen. De auteurs aanvaarden geen aansprakelijkheid voor de gevolgen van businessbeslissingen die genomen worden op basis van dit artikel.

Conclusies

  1. De onbalans in de Automotive supply chains zal volgens ons model nog wel enkele jaren aanhouden. De huidige sluitingen van de assemblagelijnen zullen waarschijnlijk niet de laatste zijn dit jaar. Alle ketens zijn momenteel zwaar gestrest en raken regelmatig door hun voorraad heen. Het aantal Force Majeure aankondigingen neemt wekelijks toe.
  2. De survey liet in januari verkoopcijfers zien die gemiddeld boven de 100% zijn, waarbij sommige bedrijven op 140% zaten. Dit is de opwaartse piek van de bullwhip, die nu snel aan het dalen is. De OEMs hebben niet boven het niveau van 2019 geproduceerd.
  3. In tijden van tekorten wordt er vaak gehamsterd en dit horen we ook in interviews. Door hamsteren verergert de volatiliteit en stijgen de prijzen. De hamsterpiek wordt meestal gevolgd door lage vraag en vaak door een tweede hamsterpiek.
  4. Bedrijven die door extrapolatie van historische verkoopcijfers hun omzet plegen te voorspellen schakelden in de pandemie over op sentiment, of vestigen hun hoop op AI. Beter is het om dieper in de keten te kijken, meerdere stappen upstream en downstream, inclusief de werkelijke eindmarkt, in combinatie met een beoordeling van de economie als geheel en het gebruik van scenario’s.
  5. De semi-conductorketen bestaat uit veel schakels, met hoge bezettingsgraden, lage voorraden en lange levertijden. Zij is als een strakgespannen snaar erg vatbaar voor verstoringen.
    1. Lange levertijden zijn altijd een potentiële bron van ernstige volatiliteit en vormen een groot risico op varkenscyclus-achtige golfbewegingen.
    2. De capaciteitsuitbreidingen van fabs duren jaren en veroorzaken de bekende langjarige varkenscyclus in semiconductors[x], maar die cyclus lijkt minder relevant voor de huidige discussie. De plannen van de regering Biden om de problemen in automotive op te lossen door de investeringen in fabs in de VS met 37 miljard $ te stimuleren, of de aangekondigde uitbreiding bij TSMC zullen de huidige crisis daarom niet oplossen.
    3. Door de hoge bezettingsgraden is er erg weinig gelegenheid om een verloren productie-uur in te halen en blijven tekorten lang bestaan.
  6. Het is mogelijk de bullwhip te dempen. Bedrijven zouden zich dan anticyclisch moeten gaan gedragen door voorraadaanpassingen langzamer uit te voeren en door vrijgekomen productiecapaciteit te gebruiken om voorraad op te bouwen. In het algemeen is voorraad de oplossing om uit deze crisis te geraken. Wanneer de keten eenmaal weer stabiel is, moeten de voorraden langzaam terug op lagere niveaus gebracht worden.
  7. In productie en supply chain besturing wordt al jaren het Toyota Production System (TPS) toegepast voor stabiliteit en optimale efficiëntie. Bescherming tegen majeure verstoringen in deze omgeving is mogelijk door zgn “resilient supply chains”, een holistische aanpak die verder gaat dan het klassieke risicomanagement en een combinatie is van ketensamenwerking, agility, cultuur en ketenstructuur[xi]. Voorbeelden van samenwerking zijn informatie-uitwisseling tussen de Tiers en Chain Managed Inventory (CMI), dwz voorraad die het belang van de hele keten dient.

Voetnoten


[i] Zie bijvoorbeeld dit bericht.

[ii] Deze modellen zijn gebaseerd op Peels,R., Udenio,M., Fransoo, J.C., Wolfs, M., en Hendrikx, T., (2009) Responding to the Lehman Wave: Sales Forecasting and Supply Management during the Credit Crisis, as BETA Working Paper Series, nr 297 at Eindhoven University of Technology.

[iii] Zie ook Udenio, M., Fransoo, J.C. and Peels, R., (2015), Destocking, the bullwhip effect, and the credit crisis: Empirical modeling of supply chain dynamics. International Journal of Production Economics.

[iv] In werkelijkheid heeft de auto-industrie honderden Tier1 toeleveranciers, die ieder ook weer vele Tier2 toeleveranciers hebben.

[v] zie bijvoorbeeld Vakil, B. en Linton, T. in Why we’re in the midst of a global semiconductor-shortage, in Harvard Business Review, Februari 2021, opgehaald van https://hbr.org.

[vii] Vanaf April 2020 hebben de auteurs de bullwhips  voorspeld in een serie webinars met toeleveranciers uit de automotive ketens, in interviews en in een white paper dat via social media is verspreid. Zie ook Fransoo, J.C. and Udenio, M., Exiting a COVID-19 Lockdown: The Bumpy Road Ahead for Many Supply Chains, (Mei 2020). Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=3590153 .

[viii] Verkoop gemeten in units, niet in geld.

[ix] En dan hebben we het nog niet gehad over de containeraanvoerroutes, die door de lockdown hevig verstoord zijn en voorlopig nog wel even zullen blijven. Of over de Sino-Amerikaanse handelsoorlog.

[x] Hierdoor is de vraag naar producten van bijvoorbeeld ASML cyclisch.

[xi] Zie bijvoorbeeld Christopher en Peck (2004), Building the Resilient Supply Chain, The International Journal of Logistics Management, Vol. 15, no. 2.

Te citeren als

Robert Peels, Alfons Willemsen, “Autofabrikanten staan stil vanwege zelfgecreëerde bullwhips”, Me Judice, 27 april 2021.

Copyright

De titel en eerste zinnen van dit artikel mogen zonder toestemming worden overgenomen met de bronvermelding Me Judice en, indien online, een link naar het artikel. Volledige overname is slechts beperkt toegestaan. Voor meer informatie, zie onze copyright richtlijnen.

Afbeelding
Afbeelding door 'Trailers'

Ontvang updates via e-mail