Modelling and Analysing Scheduling Structures and Deviations in Material Flows

Abstract

This master’s thesis examines how production scheduling structures affect material flow performance in an ERP environment. The study is motivated by the need to ensure a stable and reliable material flow. The analysis indicates that material flow performance depends not only on schedule stability but also on underlying structural factors. These factors manifest as deviations between planned and actual requirement timings. The objective is to model and analyse scheduling structures, identify deviations, and assess their significance for material flow performance.

The work was conducted as a case study within operational purchasing in the manufacturing industry. The empirical analysis is based on operational data collected from ERP systems and analysed in a Power BI environment. The examination focused on schedule stability, requirement timing deviations, and their relationship to key material flow metrics, such as inventory levels, availability, and shortages.

The results indicate that material flow performance is more strongly associated with deviations between planned and actual requirement timings than with schedule instability alone. In the analysed data, these deviations were predominantly late and were linked to both material availability and inventory development. In addition, the analysis highlights a trade-off in which better availability is often achieved with higher inventory commitment, whereas inventory optimization may increase shortages. This shows that deviations serve as a key mechanism that controls material flow performance and the balance between inventory and availability.

The findings suggest that the main challenge in material flow management is not schedule instability alone, but rather how scheduling changes translate into operational deviations between planning and execution. In this context, those deviations are the primary mechanism by which scheduling structures shape material flow performance. The study offers a new perspective on the relationship between scheduling structures and material flow, providing a basis for improving synchronization between production scheduling and purchasing.

Tämä diplomityö tarkastelee tuotannon aikataulutusrakenteiden vaikutusta ostoon liittyvän materiaalivirran suorituskykyyn ERP-ympäristössä. Lähtökohtana tutkimukselle on tarve varmistaa vakaa ja luotettava materiaalivirtaus. Tarkastelu osoittaa, että tämä ei riipu ainoastaan aikataulujen vakaudesta, vaan siihen vaikuttavat myös rakenteelliset tekijät. Nämä ilmenevät suunniteltujen ja toteutuneiden materiaalitarpeiden välisinä poikkeamina. Tavoitteena on mallintaa ja analysoida aikataulurakenteita, tunnistaa poikkeamat sekä arvioida niiden merkitystä materiaalivirran toimintaan.

Työ toteutettiin tapaustutkimuksena valmistavan teollisuuden operatiivisen oston kontekstissa. Empiirinen analyysi perustuu ERP-järjestelmistä kerättyyn operatiiviseen dataan, jota analysoitiin Power BI -ympäristössä. Tarkastelu kohdistui aikataulujen vakauteen, materiaalitarvepoikkeamiin sekä niiden yhteyteen liittyviin materiaalivirran keskeisiin tunnuslukuihin, kuten varastotasoon, saatavuuteen ja puutteisiin.

Tulokset osoittavat, että materiaalivirtojen sujuvuus liittyy läheisemmin suunniteltujen ja todellisten tarveajankohtien välisiin eroihin kuin pelkästään aikataulun epävakauteen. Analysoiduissa tiedoissa nämä erot olivat pääasiassa viivästyksiä, ja ne liittyivät sekä materiaalien saatavuuteen että varastotilanteen kehitykseen. Lisäksi analyysi tuo esiin tasapainotilan, jossa parempi saatavuus saavutetaan usein korkeammalla varastositoutumisella, kun taas varaston optimointi voi lisätä puutteita. Tämä osoittaa, että poikkeamat toimivat keskeisenä mekanismina, joka ohjaa materiaalivirran suorituskyvyn ja varasto-saatavuustasapainon muodostumista.

Tulokset viittaavat siihen, että materiaalivirtojen hallinnan suurin haaste ei ole pelkästään aikataulun epävakaus, vaan myös se, miten aikataulumuutokset näkyvät suunnittelun ja toteutuksen välisinä poikkeamina. Tässä yhteydessä nämä poikkeamat toimivat pääasiallisena mekanismina, jonka kautta suunnittelurakenteet vaikuttavat materiaalivirtojen suorituskykyyn. Tutkimus tarjoaa uuden näkökulman aikataulurakenteiden ja materiaalivirran väliseen suhteeseen ja antaa lähtökohdan tuotannon aikataulutuksen ja oston paremman synkronoinnin kehittämiselle.