CleanFuelTechTM

CleanFuelTechTM   is  a  company  affiliated with  UCL  scientists  and  engineers.  It  is  one  of several  pioneering  companies  that   produce  fuel  cell  engines  for  automobiles.   Instead  of traditional combustion engines which require gasoline and emit carbon dioxide, the fuel cell engines require hydrogen and emit water. In addition to being environmentally friendly, because the supply of hydrogen in the atmosphere and ocean is virtually limitless, fuel cell engines are seen as a solution to future gasoline shortage. Many civic organizations promote the usage of such engines, and as a result, many major cities around the world operate buses that run on such fuel cells (e.g. currently in London you can spot fuel cell buses operating).

Until recently, manufacturing cars using fuel cell engines were economically infeasible by automakers due to the high cost of fuel cell engines, which results in high selling prices for the consumers. However, the cost to produce fuel cell engines have declined significantly over the last decade and due to the rise in gasoline prices and rising environmental awareness among consumers, automakers are finding that there will be sufficient demand for fuel cell cars, despite its higher price. The major automakers from US, Germany, Japan, and South Korea have stated their intention to commercialize fuel cell cars by 2015, and are investigating its feasibility.

Part I: Simulation

CleanFuelTech is aiming to build a large scale production facility (costing £50M) to be able to accommodate  the  potential  demands  of  fuel   cell  engines  to  those  automakers.   Before undergoing the large investment, they would first like to get a good sense of the annual profit they would earn (i.e. sales and variable costs).

Currently, they estimate that there are anywhere between 2 to 4 automakers that would be interested in their engine. The demands from each of these automakers are expected to be of similar scale as the automakers would be initially cautious about such new products.  If the automakers buy the fuel cell engines, they expect the automakers to adopt the engines for 1~3 car models (lines). Each line will produce between 2000 to 4000 cars, with 3000 cars being the most likely estimate. The price they will charge will depend on negotiations and the particular engine specifications, but they are sure that the price per engine would fall anywhere between £3,000 and £4,500 with £3,500 being the most likely. The variable production cost of each engine, after the production facility is set up, is to range anywhere between £2,000 and £3,500, with £3,000 being most likely.

CleanFuelTech expects to employ about  10  knowledgeable  professional  sales  associates with sufficient industry ties to help them approach and sell to the automakers. They have sent many offers and the number they eventually end up hiring will be anywhere between 8 and 12. Each of their annual salary for these sales staff would be anywhere between £150,000 and £250,000 depending on their qualifications and experience.

You  have  used  the  distributions  specified  above  to  perform  a  simulation  analysis  (1,000 iterations) using @Risk and produced the following output.

(i) What  is the average annual  profit for this venture, and carefully explain  its meaning. Would this value change significantly if the number of iterations were increased from  1,000 to 10,000?

(ii)   If  the  investment  for  the  production  facility  is  £50M,  what   is  the  chance  that CleanFuelTech recover its investment after one year?

(iii) What is the realistic downside (Value at Risk) in terms of the annual profit level after the £50M investment? What is the realistic upside? Would these values change significantly if the number of iterations were increased from 1,000 to 10,000?

Question 4. Managing Risk – Tornado Diagram

Examine the tornado diagram found from @Risk.

(i) What does this tornado diagram tell you?

(ii) How does the variable production cost compare to the price per engine? Why?

Part 2: Resource Allocation

UniversalMotors (UM) is an automaker based in the US, who is interested in entering the fuel- cell automobile market. They are keen to purchase fuel cell engines to put into their cars from an outside vendor (e.g. CleanFuelTech), as they lack the in-house capability.

UM has recently decided to adopt the fuel cell engine into two of their car lines – Axion and Neptune. The total number of cars UM can produce from the Axion line and the Neptune line are, irrespective of the engine being fuel-cell-based or gasoline-based, 18,000 cars and 6,000 cars respectively. Adopting the fuel-cell car in each production line is practically costless as it involves minor switches in installing a different engine. There are two engine sizes: small and large. Axion is a compact car which can operate with any engine size; Neptune is a midsize car which requires the large engine.

UM has recently purchased 5,000 small fuel-cell engines and 2,000 large fuel-cell engines from CleanFuelTech for a special discounted price of £11,000 and £16,000 respectively.

The  current  selling  prices  for  a  gasoline-based  Axion  and  a  gasoline-based  Neptune  are £15,000  and  £25,000  respectively.  Based  on  the  recent  market  research  conducted,  UM decided on the prices of a fuel-cell-based Axion and a fuel-cell-based Neptune to be £25,000 and £42,000 respectively. At these prices, all of the Axions and the Neptunes produced will be sold regardless of the engine type or size.   UM is trying to figure out how many of fuel-cell cars to produce from each of the two car lines (Axion and Neptune) to maximize its revenue. They have come to you for advice.

Question 5. Resource Allocation Model

(i) Using the numbers from UM, define the objective, decision variables, and constraints.

(ii) Formulate the resource allocation problem.

Question 6. Optimal Allocation

(i) How many fuel-cell Axions and fuel-cell Neptunes should UM produce? What is the resulting revenue? (hint: for this problem, you do not need to rely on Excel Solver to find the optimal allocation.)

(ii) How can you be sure that your solution is optimal?

Question 7. Shadow Prices

(i)What  is  the  value  of  a  marginal  increase  in  the  Axion  line  capacity  (i.e.  from  18,000  to 18,001)? Clearly state your reasoning.

(ii) What is the value of a marginal increase in the number of large fuel-cell engine (i.e. from 2,000 to 2,001)? Clearly state your reasoning.

Part III: Decision Analysis

One year later: After investing £50M to build the production plant,  CleanFuelTech has been quite successful, earning the revenue of £25M in its first year. Encouraged by this performance, CleanFuelTech  is  drawing  attention  from  many  different  investors.  According  to  market researchers, the long-term outlook looks healthy as the demand for various eco-friendly cars is expected to rise in the next several years.

In particular, they conjecture that the demand will significantly increase in the future, translating into a present value revenue of £250M. However, they also believe that increase in demand will lead to increased number of competitors in the market. In particular, they believe that there is a 90% chance that the market will be segmented, in which case CleanFuelTech will become only one of several market players and capture 20% of the revenue (0.2*£250M). They believe that there  is  a  10%  chance  that  the  market  remains  relatively  unexplored  and  CleanFuelTech becomes the dominant player in the market, in which case CleanFuelTech can capture 80% of the total revenue (.80*£250M).

To shield off their potential competitors, CleanFuelTech is currently contemplating an additional investment of £100M in the company (e.g. improve production capacity, sales and marketing). They believe that doing so will prevent competition from entering the market in the future. In particular, CleanFuelTech believes it will capture capture 80% of the total revenue (.80*£250M) with 70% chance, and 20% of the total revenue (0.2*£250M) with 30% chance. CleanFuelTech is trying to decide whether or not to go for the additional investment.

Question 8. Decision Tree

(i) Construct the decision tree, filling in the appropriate numbers for each branch/node.

(ii) Determine the average payoffs, and recommend a decision based on the average.

Question 9. Value of Information

As CleanFuelTech is contemplating the additional investment decision, they are approached by a trustworthy and esteemed industry insider who suggests that CleanFuelTech should delay the decision to make the  investment.  In  particular,  he  believes  that  investing  after  realizing the market  is  segmented  is  not  too  late  because  investing  then  will  reduce  the  likelihood  of competition in the same manner. In other words, the timing of investment does not impact the competitive landscape.

(i) Construct a new decision tree and compute the expected value.

(ii) What is the value of delaying the decision after learning about the market (as opposed to before learning about the market)?

(iii) Clearly state the strategy that CleanFuelTech should follow. 

Question 10. Risk Profile

(i) State the risk profiles of the delayed investment (Q9) and early investment (Q8).

(ii) What  is  the  probability  of  losing  money  in  early  investment?  In  delayed  investment?  If CleanFuelTech considers losing over £20M as an unacceptable risk, which type of investment would you recommend?