供应链的“牛鞭效应”分析

供应链的“牛鞭效应”分析14107102 张璐娜“牛鞭效应”的涵义供应链活动中存在一种奇怪的现象。

当真实的需求信息在供应链中自下而上传递时，需求信息会不断被扭曲变异和逐级放大，这种现象被形象的描述为“牛鞭效应”。

一般来说，零售商发给供应商的订货量，其方差大于销售给买方的，这种扭曲以放大的形式向供应链的上游蔓延。

当真实消费者的市场需求信息从供应链的下游零售商向上游分销商直至制造商传递时。

需求信息的不确定性会不断加剧，会产生逐级放大的现象。

如图l所示，当达到源头的供应商时，其获得的需求信息与实际的消费者需求信息会产生很大的偏差，与下游的制造商、分销商相比，其需求变异系数更大。

由此而导致供应链上游企业比下游企业维持更高的库存水平。

以应付下游企业订货的不确定性，人为地增加了整个供应链的库存水平、经营成本和营销风险。

牛鞭效应的成因分析Sterman通过“啤酒游戏”案例分析证实了牛鞭效应是游戏参与者的系统性、非理性行为和对反馈信息错误理解造成的，通过规范管理人员的非理性行为可有效解决牛鞭效应问题。

从经济学的角度来讲，牛鞭效应现象是由于组织行为随时间变化引起的，是系统参与人的非理性行为和对反馈信息的错误理解，也是系统参与人为响应需求变化，避免缺货或降低生产成本，在追求利润最大条件下的理性行为。

从运作管理的角度来讲，在Sterman的基础上，Lee等人采用数学模型系统研究了牛鞭效应产生的根源，这是目前公认的供应链中牛鞭效应研究的标志性成果：牛鞭效应源于管理者追求利润最大化的理性决策。

并结合系统思维，提出牛鞭效应产生的主要因素是：1)需求信号处理；2)订单批量；3)短缺博弈；4)价格波动。

1）需求信号处理简单地来说，在供应链中，通常并不知道最终客户的需求，而只能对最终客户的需求进行预测。

在订货时，考虑到其预测的误差，供应链中的需求信号在从零售商到生产厂商的处理过程中，最初需求信号的一点小小变动就会引起最终生产厂商需求信号的巨大变动，导致牛鞭效应的产生。

具体来说，供应链中的各企业都需要进行需求预测以便做出各自的订货量决策，当企业将其直接的下游企业的订货数据作为市场实际需求数据而进行预测时，便会产生需求放大现象。

作为库存管理者，总会用一些需求预测方法，比如指数平滑法，预测数据来源于直接顾客过去几个月的历史订单数量，这样，传递给供应商的补货订单数量便是过去几个月历史数据的修正值。

当提前期较长时，订货量的时间波动更显著一些，与实际市场销售量就会发生偏差。

如果更上游的供应商也采用指数平滑法预测市场需求和安全库存量时．就会加剧实际市场销售量和订货量的偏差．如图2所示。

这种不断加剧的需求信号波动和数量偏差变化是导致“牛鞭效应”的产生原因之一。

相关实证分析表明：牛鞭效应的本质特征是一个时间域上不连续的订货决策行为。

不同时间跨度的周期相互嵌套，长周期中包含短周期，短周期中又包含有更短的周期。

另外，分形理论研究表明，这种决策行为在时间轴的分布具有自相似结构。

牛鞭效应的这种需求不确定性是由需求信息在由供应链下游企业向上游企业传递过程中被扭曲、进而扭曲被放大的结果，是供应链系统节点企业订单决策行为在系统各层次的综合反映。

计算机仿真进一步表明，需求信息处理下决策和价格波动下产品需求预测的非线性机制是产生牛鞭效应的直接根源，而需求信息处理和价格波动下牛鞭效应具有分形特征。

2）订货批量供应链的订货决策有两种形式：周期性订货决策和订单推动。

订单推动库存问题，接到订单后，并不是立即订货，而是在考虑库存和运输费用的基础上，按照一个周期或汇总到一定的数量后再向上级供应商订货。

通常，下游企业在向上游供货商订货时，为防止出现断货风险，常会在最优规模订货量的基础上人为加量订货。

上游供货商为减少频繁订货增加的成本费用也要求下游企业批量订货，这样，下游企业为尽早得到货物或全额得到货物或为备不时之需，常人为提高订货量。

这种批量订货决策使零售商保持了一定的库存量。

同时如果零售商的供应商(分销商)也采用批量订货决策，在零售商未发出订货单以前，它的库存水平维持不变，最终它将维持一个比零售商更高的库存水平。

如图3所示周期性的批量订货策略在企业中普遍存在，导致供应链企业自下而上的需求放大和“牛鞭效应”的产生，而且订货周期越长，供应链的级数越多，“牛鞭效应”就越明显。

3）价格波动当制造商产品价格在一定的范围内随机波动时，下游企业通常会在产品价格低时大量订货，储存商品，而在产品价格高时减少订货。

另外，由于在某些时期对大量采购提供促销和打折措施，导致不正常的订货和销量，都会加剧牛鞭效应。

在制造商、分销商、零售商直至最终消费者的相互交易关系中．存在一种商业行为：预先购买。

预先购买是价格波动的一种反应。

在市场销售中．制造商、分销商等为了促进下游消费者的需求．往往提供一些特别措施，如价格折扣、数量折扣、特别奖励等，这种种促销手段在增加消费者购买的同时．同样也增加了各级库存因为当预先购买成为一种惯例，在商品价格较低时．如果价格折扣的获益大于库存成本．消费者就愿意大量购买，购买量大于实际需求量，产生库存：当商品价格居中或偏高时．消费者就会减少购买力直至耗尽原有库存因此消费者的这种购买模式无法反应实际需求模式．而且．购买数量的变化大于实际需求量的变化．于是产生“牛鞭效应”。

4）短缺博弈当供应商的存货量小于订货量时，供应商往往会理性地根据各消费者的订货量按比例分配现有库存。

比如当供应量只是订货量的50%，所有的需求者都只能获得其订单量的50％。

这样，需求者为了能获得更多的配额，便会夸大其订货需求，并且可能同时向多家供应商发出重复订单。

当第一家供应商的订货满足后，便会取消发给其它供应商的订单，这样订单的突然增加或取消并未反应实际需求的变动．而是需求者对未来市场短缺的一种预期。

在订单波动时，供应商无法从需求者的订单中获得真实、准确的需求信息，无法确定订单波动是来自真实需求的反应，还是需求者对未来需求的预测。

结果常常是供应商为这种非真实的需求付出了超额库存当短缺博弈成为社会的一种普遍行为后，订货模式和实际需求模式的差距将是巨大的，“牛鞭效应”便由此而产生。

牛鞭效应的危害1）增加了企业生产成本。

由于这种效应，企业及其供应商尽力满足较顾客需求更具有变动性的订单流。

为了应付这种增大的变动性，企业要么扩大生产能力，要么增加库存量。

但这两种做法都会加大单位产品的生产成本。

2）增加了企业库存成本。

为了应付增大了的需求变动性，企业不得不保有比牛鞭效应不存在时还要高的库存水平。

同时。

高水平的库存还增加了必备的仓储空间，从而导致了库存成本的增加。

3）延长了供应链的补给供货期由于“牛鞭效应”增加了需求的变动性。

与一般需求相比，企业及其供应商的生产计划更加难以安排，往往会出现当前生产能力和库存不能满足订单需求的情况，从而导致供应链内企业及其供应商的补给供货期延长。

4）提高了供应链的运输成本。

企业及其供应商在不同时期的运输需求与订单的完成密切相关。

由于牛鞭效应的存在，运输需求将会随着时间的变化而剧烈波动。

因此，需要保持剩余的动力来满足高峰的需求，都会增加劳动力总成本。

5）给供应链每个结点企业的运营都带来负面影响，从而损害了供应链不同结点企业之间的关系。

供应链内的每个结点企业都认为自己做得尽善尽美，而将这一责任归咎于其他结点企业。

于是，牛鞭效应就导致供应链不同结点企业之间得互不信任，从而使潜在的协调努力变得更加困难。

弱化牛鞭效应的应对措施1）简化供应链结构供应链的层级结构是指根据水平层次和垂直规模的不同来划分的供应链结构类型。

水平层次是指整个供应链中所包括的所有供应商和消费者的层次数量，它决定了供应链的长度。

垂直规模是指对于核心企业而言，其各层次所包含的供应商或消费者的数目，它决定了供应链的宽度。

可将供应链的结构分为四种：如图所示对于水平层次多和垂直规模大的供应链为整树结构。

它的形状像一棵有着茂盛枝叶和完整根须的大树，核心企业拥有着大量的不同层次的供应商和消费者。

水平层次多而垂直规模小的供应链为细长结构．层次多而每层的个体数量少。

相反的，水平层次少而垂直规模大的供应链为短粗结构，水平层次少且垂直规模也小的供应链为链状结构。

在传统的供应链结构下，供应链水平层次和垂直规模的增多，代理关系的梯次也就增加利益目标和博弈决策之间的二次选择也就被多次重复。

而每一次重复都意味着次优选择的进一步优化，这是牛鞭效应随供应链长度、宽度增加而逐渐放大的原因。

因此，供应链中的成员个数越多．信息被加工的次数越多．其被扭曲的现象也越严重。

另外，各实体在供应链中的中心位置不同，权威也不同，越接近最终消费者，权威越大。

根据中心位置的不同可将供应链分为预测驱动型和需求驱动型。

随着核心企业的中心位置由上游向下游的转移．供应链也由传统的生产推动型向需求拉动型转变，供应链的效率不断提高。

因此，供应链中水平层次和垂直规模的参与者越多，供应链中核心企业的中心位置越靠近上游，信息加工的次数越多，牛鞭效应也越大；因此尽量减少水平和垂直的数量，使核心企业的中心位置靠近下游，这样可以从供应链的组织结构方面实现牛鞭效应的弱化。

2）订货分级管理对生产企业来说，并不是所有销售商(零售商、批发商)的地位和作用都是相同的。

一般来说，可根据销售商地位和作用的不同，将销售商区分为一般销售商、重要销售商和关键销售商。

据统计，关键销售商所占比例大约为20％，却实现了80％的销售额。

根据“二一八定律”划分分销商，对他们进行分别对待，实行订货分级管理，通过管住关键销售商和重要销售商来减少变异概率。

因此，生产厂商应对不同类型的销售商按一定标准划分为不同的等级，对他们的订货实行分级管理。

3）增加供应链各节点企业间的信息共享减少牛鞭效应的一个至关重要的策略就是加强供应链上企业间的信息共享，减少信息传导过程中的扭曲。

现代化的供应链管理是变原来生产、销售企业之间瓜分利润的竞争关系为共同拓展利润空间的伙伴合作关系，实现双赢的理想局面。

体现现代供应链管理观念的一个重要手段就是供应链企业之间的信息共享，典型的做法就是变原来独自搜集需求信息为合作伙伴之间共享需求信息。

通过供应商管理库存或者持续补货计划，实现库存，订单信息共享，从而避免多重需求预测更新。

通过零售商端POS技术的应用和企业内部数据交换技术EDI以及Internet&Intranet技术的应用实现销售信息，客户信息和企业计划信息等共享；通过GIS&GPS实现运输信息共享等大大消除了供应链运作的不确定性，越是处于供应链上游的企业，通过信息共享受益也越多。

通过互联网或者EDI技术使得零售商的销售信息随时传导到批发商、经销商、生产商，使他们得以利用即时信息了解产品消费状况，预测市场走向。