基于物流网络化的供应链牛鞭效应控制研究

2011年第33卷第8期总第206期物流工程与管理
LOGISTICS ENGINEERING AND MANAGEMENT
供应链管理
doi ：10．3969/j．issn．1674－4993．2011．08．027
基于物流网络化的供应链牛鞭效应控制研究
□邢
镇，陈
嘉
（广东工业大学管理学院，广东
广州510090）
【收稿日期】2011－07－26
【作者简介】邢镇（1989—），女，河北石家庄人，硕士研究生，研究方向：供应链与现代物流管理、物流工程、市场营销。

陈嘉（1987—），男，广东汕头人，硕士研究生，研究方向：供应链与现代物流管理、生产与运作管理。

【摘
要】在分析了供应链的供需矛盾以及由这种矛盾引发的供需信息传递过程中的变异现象的基础上，提出了牛
鞭效应的产生，
并通过分析物流网络化的实现和优点，提出了用物流网络化方法来弱化牛鞭效应的信息变异幅度，从而减小其对整个供应链正常高效运作的不利影响。

【关键词】物流网络化；牛鞭效应；供需信息【中图分类号】F274
【文献标识码】B
【文章编号】1674－4993（2011）08－0071－03
Research for Controlling the Bullwhip Effect in Supply Chain
Based on Logistics Network
□XING Zhen ，
CHEN Jia （School of Management ，Guangdong University of Technology ，Guangzhou 510090，China ）
【Abstract 】On the basis of analyzing contradiction between supply and demand and the variation in the course of passing the information of supply and demand caused by this contradiction ，this thesis puts forward the generation of bullwhip effect．And by analyzing the realization and advantages of logistics network ，the theory of logistics network is presented for weakening the variable amplitude of information of the bullwhip effect ，thus reducing the adverse effects on the normal and efficient operation of the whole supply chain．
【Key words 】logistics network ；bullwhip effect ；information of supply and demand 牛鞭效应，是经济学上的一个术语，指供应链上的一种需求变异放大现象，是信息流从最终客户端向原始供应商端传递时，信息扭曲而逐级放大，导致了需求信息出现越来越大的波动，
此信息扭曲的放大作用在图形上很像一根甩起的牛鞭，因而被形象地称为牛鞭效应。

可以将处于上游的供应方比作梢部，下游的用户比作根部，一旦根部抖动，传递到末梢段就会出现很大的波动。

“牛鞭效应”是供应链管理中一直引起企业关注的问题。

在实践中，许多供应商和零售商也发现了这种现象，尽管某种商品的最终市场需求的变动不大，但供应链中的库存和延期交货水平的波动程度却非常严重。

例如，在20世纪90年代初，
美国宝洁公司发现了一个很有意思的现象：他们发现其产品“帮宝适”的最终市场需求虽然很稳定，但从零售商到批发商的订货波动却很大，而向供应商订购原材料的波动更加惊人。

1
供应链上供应和需求的矛盾关系
在市场经济中，供给和需求的矛盾是一对主要矛盾，它们时刻伴随在经济发展的全过程中。

供求双方都想按照对自己最有利的条件进行交易进而实现自身利益的最大化，供应链亦是如此。

一条供应链要和其他的供应链竞争来争夺消费者，供应链的供给和消费者的需求变成了供应链整体和外部
环境之间的矛盾，这个矛盾决定了一条供应链是否具有竞争力，即该条供应链的产品能否受消费者的欢迎、供应链管理和成本是否有优势。

显然，这个矛盾也决定了该供应链的生死存亡。

而且在全球经济一体化、
竞争激烈的现代市场环境中，供需过程中的需求双方之间的关系并不仅仅是简单的供应和需求的静止关系，
而是合作之中有竞争、竞争之中有合作、竞争与合作并存的复杂关系，而且供需双方之间的关系由于受市场供需状况的影响，具有很大的不确定性，它随着市场的变化而变化，具有动态的特征。

供给和需求的矛盾体现在两个层次上：整条供应链上的供给方和最终客户之间的矛盾；供应链中内部各个节点企业之间的矛盾
［1］。

前一种矛盾是以市场为依托而产生的，在只
考虑主要因素的情况下，一般都符合市场需求规律。

第二种矛盾主要反映在供应链内部，
由于各个相关的节点企业只从事整个链上某一部分的业务，因此与链上的其他合作伙伴有着十分密切的联系。

为了维护自身在市场上的利益，最终客户的需求波动常常以一种放大的方式传播到生产厂商，直到生产要素的供给方，从而出现需求信息的变异，产生“牛鞭效应”。

这样，生产厂商和要素供给方很难合理安排当前的生产计划并规划未来的生产能力。

而销售商或者大量库存商品堆
物流工程与管理第33卷
积，或者没有货物供给消费者，导致了原料供给、生产、销售环节的混乱和资源的巨大浪费，从而很容易造成供应链中的供需矛盾。

2供应链上的供需信息传递
信息变异是供应链产生问题的根本原因，也是导致牛鞭效应的主要原因。

研究发现，零售商会根据对历史和现实销售情况的预测确定一个较客观的订货量。

但为了能应付客户需求增加的变化，他们通常会将预测订货量进行一定的放大后向批发商订货。

而批发商也出于同样的考虑，会在其订货量的基础上再进行一定的放大后向分销中心订货……就这样，虽然顾客需求量并没有大的波动，但经过零售商、批发商和分销中心的订货放大后，订货量便一级一级地被放大了。

供应链的信息流从末端（最终客户端）向源端（原始供应商端）传递时，需求信息的波动会越来越大。

从此，这种需求信息传递过程出现变异的现象被人们广泛关注。

在由原材料供应商到制造商、分销商、零售商乃至最终用户所组成的供应链中，上下游各成员之间发生着物流与信息流的传递。

如前图1所示，物流从上游环节流向下游环节，需求信息则从下游环节流向上游环节。

在未实现信息共享的供应链中，上游企业一般不了解下游各环节的实际销售情况和库存情况。

在这样的供应链中，上游企业主要依据下游企业的历史订货信息，进行生产和采购计划，如分销商主要依据零售商的订单来设置库存和制定相关的采购计划，制造商主要根据分销商的订货信息来制定生产计划和设置相关库存。

图1供应链的网链结构模型［2］
3牛鞭效应的产生
上游企业以下游企业的订单信息作为需求预测的依据，使最终用户的需求信息发生歪曲。

由于信息不通畅，需求信息在从最终用户开始沿着供应链向零售商、分销商、制造商乃至原材料供应商的传递过程中出现了波动性逐级放大的现象，也即零售商向各分销商发出的订单需求的波动性大于最终用户的实际需求的波动性，分销商向制造商发出的订单需求的波动性大于零售商的订单需求的波动性。

以此类推，结果出现了如图2所示的现象，上游环节（制造商）的需求的波动程度大于下游环节（最终客户）需求的波动程度，这就是所谓的牛鞭效应。

图2供应链中的牛鞭效应［3］
4利用物流网络化控制牛鞭效应
牛鞭效应不可能完全消灭，但我们可以减少牛鞭效应带来的不良影响。

供应链的核心是物流链，物流链管理的好坏将直接影响着供应链运转的好坏。

目前我国企业物流技术只是停留在技术层面上的信息化，没能实现真正的网络化，致使我国的很多企业由于没能处理好物流网络化这一供应链核心技术而带来了巨大的损失［4］。

4．1物流网络化的实现与优点
供应链管理是通过前馈的信息流和反馈的物流和信息流，将供应商、制造商、零售商直到最低端连成一个整体的模式，它是一条由供应商到用户的价值增值链，又是一条由供应商到用户的物流链。

其管理的核心就是缩短物品从供应商到用户手中上网的流转时间，以获得动力。

供应链并不是一条线，供应链中有众多的供应商（物流代理商），供应商的供应商（物品服务提供企业）和众多的客户（物流服务的需求企业），组成了一个“供应网络”，物流代理商作为供应链中极为主要的中间环节，对其上下企业进行着直接管理。

对其上游企业，物流代理商要与其建立起长期战略合作伙伴关系，为客户提供满意的物流服务；对于其下游企业———物流服务需求企业，物流代理要建立“以顾客为中心”的营销理念，为其提供最优的物流解决方案。

可见物流的优化组合将直接决定着供应链运转的好坏。

当今，物流业迅猛发展，供应链上众多的企业共同组成了一个纵横交错的交易网。

借助于这个庞大的网络，为物流信息的跨区域即时传递提供了经济合理的解决方案，使得信息流、资金流实现即时请求、即时完成。

网络的应用使物流信息能够以低廉的成本即时传递，通过完善的物流信息管理系统即时安排物流过程，促使产业的升级和实现物流的现代化。

与传统物流相比，物流网络化具备以下优点：
4．1．1物流节点普遍实行信息化管理
物流连接社会生产生活的各个部分，使之成为一个有机的整体，每个参与物流过程的环节构成物流系统中的一个节点，单个节点的信息化是物流系统的信息化的基础，利用自动化设备对物流信息进行分析和挖掘，最大限度地利用有效信息对物流活动进行管理。

4．1．2整个系统具有无限的开放性
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第8期邢镇等：基于物流网络化的供应链牛鞭效应控制研究
整个系统构建在Internet上，所有的物流节点都通过公用网络相互连接，快速地交换数据，具有无限的开放性和拓展能力。

4．1．3信息流在整个物流过程中起引导和整合作用信息流贯穿于整个物流活动的始终，在物流过程中起到了事前预测，事后反馈的作用，极大地减少了失误，使得停顿时间大幅度下降。

4．1．4系统具有明显的规模优势
在物流网络化中，系统形成一种网状结构，大规模联合作业降低了系统的整体运行成本。

基于上述物流网络化的优势，使得在供应链中能够收集足够的信息进行提前预测，使得货物的实际过程变得相对自动化，甚至精确，消除了冗余，缩短了等待时间，加上自动化的操作水平和即时的响应速度，使得网络物流能够真正实现按需生产、零库存等战略［5］。

4．2基于物流网络化的牛鞭效应控制
通过对物流网络化优势以及对牛鞭效应产生、危害及原因进行分析，我们可以利用实现物流网络化来控制业已存在的牛鞭效应，具体途径如下：
4．2．1Interact或EDI信息系统及GPS技术的运用
采用Interact或EDI信息系统，能更有效地进行业务信息的及时传递与共享，实现上、下游企业业务过程的整合与紧密衔接，使其在贸易伙伴间长期、稳定地发挥重要作用。

从而更好的快速响应市场需求变化，降低交易成本有利于减少牛鞭效应。

而在物流网络中采用GPS的服务，可以向物流企业提供实时监控、双向通讯、动态调度、数据存储分析等功能。

通过GPS还可以及时准确地进行订货、补货，消除订单业务中出现的偏差，从而弱化牛鞭效应的影响。

4．2．2利用网络战略联盟的优势
在各物流企业之间建立某种网络上的连接，一方面能使得客户从中获益，另一方面每家合作伙伴也能继续以核心业务为重，同时可将产品和服务推向新市场。

其目标在于通过控制和利用外部独特的战略资源或战略要素，强化企业的战略环节，借以消除相互之间的不信任以及企业间以防范为目的而导致的牛鞭效应，从而弱化牛鞭效应的不利影响。

［6］4．2．3联合库存控制
联合库存管理是解决供应链系统中由于各节点企业的相互独立库存运作模式导致的需求放大现象，提高供应链的同步化程度的一种有效方法。

联合库存管理是一种风险分担的库存管理模式，即基于协调中心的联合库存管理模式。

在供应链企业之间的合作关系中，更加强调双方的互利合作关系，联合库存管理体现了战略供应商联盟的新型企业合作关系。

如图3所示。

图3联合库存管理模式
从供应链整合来看，把产品从制造商运送到零售商的过程中，库存环节越少越好。

将制造商库存和分销商库存结合成为产销联合库存，对其进行统一管理，将大大减少库存量，并减少需求信息传递过程中的变异。

4．2．4第三方物流库存管理
第三方物流（Third Party Logistics，3PL）是供应链集成的一种技术手段，它为用户提供如产品运输、订单选择、库存管理等各种服务，如图4所示。

图43PL管理库存图
第三方物流把库存管理的部分功能代理给第三方物流系统管理，使企业更加集中精力于自己的核心业务，起到了供应商和用户之间联系的桥梁作用。

3PL实现了物流供应链的有效集成，它借助于自身的行业地位和专业服务水平，使企业之间的物流活动更加经济和高效化。

第三方物流一流的物流咨询、广泛的市场信息使企业能获得更准确的需求信息。

此外，面向协调中心的3PL使供应与需求双方都取消了各自独立的库存，而且提供的需求信息更为准确，提供的库存管理服务更为经济和可靠，大大增加了供应链的敏捷性和协调性，改善了供应链的客户服务水平和运作效率，有力地削弱了“牛鞭效应”。

4．2．5第四方物流
第四方物流（Forth Party Logistics，4PL）是一个供应链的集成商，它对公司内部和具有互补性的服务供应商所拥有的不同资源、能力和技术进行整合和管理，通过拥有的信息技术、整合能力以及其他资源提供一套完整的供应链解决方案，以此获取一定的利润。

它帮助企业实现降低成本和有效整合资源的目标，并且依靠优秀的第三方物流供应商、技术供应商、管理咨询以及其他增值服务商，为客户提供独特的和广泛的供应链解决方案，如图5所示。

图54PL模型
随着社会经济的不断发展，第四方物流将会得到广泛的运用。

第四方物流能够从更加整体的高度统筹整条供应链的
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物流工程与管理第33卷
需求信息并进行有效专业预测，从而能更有效地弱化“牛鞭效应”。

5结束语
面对日益激烈的市场竞争和顾客需求的不断变化，供应链管理已成为21世纪的崭新管理模式。

而市场供需信息在沿着供应链自下而上传递的过程中会出现波动放大效应和时间延迟问题，这种供应链中的牛鞭效应大大降低了供应链管理的运作效率。

本文从物流网络化体系下对牛鞭效应的综合治理进行了初步探索，分析表明，通过在物流网流体系下充分利用网络技术，从物流信息的内部整合到物流网络技术手段等多方对牛鞭效应进行剖析，才能使各种因素综合地发挥作用，真正在物流网络化下对牛鞭效应进行综合治理。

然而，牛鞭效应是由系统本身结构所决定的，要弱化牛鞭效应，就必须从供应链的整体结构出发，综合采取多方面的改善措施对传统的供应链管理模式进行改革与创新。

［参考文献］
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［4］宋留栓，朱福良，张颖敏．供应链中牛鞭效应的控制与弱化研究［J］．工业工程，2006，（11）：35－39
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［6］刘韧．物流信息网络任务协调机制［M］．北京：社会科学文献出版社，2009，6．
（上接第70页）
5算例分析
假设由单个零售商、单个供应商构成的供应链，经营的是某种短周期生命的产品。

假设市场需求服从U（0，400）的均匀分布，且c=10，p=5，r=15，根据以上分析，计算在残值、利润分配比例不同的情况下，批发价格、回购价格的制定以及所获得的利润，计算结果如表1所示。

表1模型最优决策及利润分配
v r v sλw b QΠΠ1
r
Π1sΠ2rΠ2s 64—10—2864324320——460．0510．56．7286432——360．471．6 460．1117．4286432——288．8143．2 460．1511．58．1286432——217．2214．8 460．2128．8286432——145．6286．4通过表1可知，当剩余产品在零售商处的残值高于在供应商处的残值时，供应链可以达到整体最优，但所有的利润被零售商所获得，供应商的利润为0，因此在实际中，供应商在制定批发价格时，必然会高于生产成本，因此该供应链协调不能实现。

当剩余产品在供应商处的残值高于在零售商处的残值时，供应链可以达到协调，实现整体最优，通过参数（w，b）的不同搭配组合，在保证整体利润最大的条件下，合理调整分配比例的取值。

6结论
本文建立了批发价格契约模型，分析了供应链在达到协调时，契约参数的设计。

研究结果表明，当剩余产品在零售商处的残值高于供应商处的残值时，由零售商处理剩余产品可以实现供应链整体利润最大化，但在供应链协调的条件下，供应商的利润为0，故不能达成协调；当剩余产品在供应商处的残值高于零售商处的残值时，由供应商处理剩余产品可以实现供应链整体利润最大化，并通过回购契约，实现了利润的合理分配，达到供应链协调。

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