供应链运作的协调管理培训课件
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14
导致需求变异放大的原因
系统原因
订货周期和供应链的层次结构 现有供应链自身无法克服的
非系统原因
是经营中供应链成员的有限理性或非理性行为
需求信息处理方式、批量订货决策、订货方式、短缺博弈、 价格变化、运营水平及需求预测修正等
非系统原因造成的长鞭效应可以在不改变供应链结 构现状的前提下解决。
22
分散需求信息的供应链
V V((Q a a D k))rri k1(12p L i2p L 22)i
供应链每一阶段的方差是以成倍的速度增加的。此 外随着向供应链的上游推进，订单的方差变得更大， 结果批发商发出订单的变动性比零售商发出订单的 变动性要大得多。
23
不管是哪种类型的供应链，是集中型的或是分 散型的，订货量的方差都随着我们向供应链上 游推进而逐级放大，所以批发商发出的订单比 零售商发出的订单变动性更大。
最后，在许多季节出现的季节性或年度性销售 配额或折扣也会导致周期性的大订单。
12
（4）补货供给期（提前期）
在计算安全库存水平和基本库存水平 时，让平均需求和顾客需求的标准差 乘上一个提前期。因此，提前期越长， 需求变动性的微小变化意味着安全库 存和基本库存水平的很大的变化，从 而订货量会发生很大变化，这当然导 致需求变动性的增大。
40%，即 Va(rQ) 1.4 Va(rD)
若零售商采用10个需求观察值（即p=10）来估计需求的 平均值和标准差，计算的结果表明，零售商对制造商订单 需求的方差至少是零售商观察到的顾客需求的方差的1.2 倍。换句话说，通过增加移动平均法使用的观察值数量， 零售商能够显著地降低向制造商订货的变动性。
需求预测方法引起的需求修正
以指数平滑法为例，未来的需求被连续修正， 这样，送到供应商的需求订单反映的是经过 修正的未来库存补给量。
9
如第四章所讨论的库存策略，基本库存水平通 常等于提前期和检查期内的平均需求加上提前 期和检查期内需求的标准差的若干倍。后者称 为安全库存。通常经理人员利用平滑预测技术 来预测平均需求和需求的标准差。所有预测技 术的一个重要特征是观察的数据越多，我们对 顾客需求的平均值和标准差的修正也越多。因 为安全库存和基本库存水平取决于这些估计值， 使用者不得不改变订货数量，因此增大了需求 的变动性。
供应链中的冲突目标
批量和库存权衡的问题 库存和运输成本权衡的问题 提前期-运输成本权衡的问题 产品多样化-库存权衡问题 成本-顾客服务水平权衡问题
27
批量和库存权衡问题
制造商批量越大，每单位产品的准备成 本越低，还可提高特定产品的制造技术， 以及更容易地控制生产流程。
需求不是批量出现，所以大批量生产导 致高库存。
6
例如考虑一个简单的小配件供应链。单个工厂——配件制 造公司，向单个零售商——配件商店供货。配件商店平均 的年需求量为5200单位，配件制造公司每周向配件商店 发货。如果配件商店的订单变动性小，那么每周大约运送 100单位的产品，配件制造公司的生产能力和周发运能力 只需约100单位就行了。如果周变动性很大，在某些星期 内配件制造公司性必须生产并运送400个单位，而有些星 期则一个单位都不需要，那么我们很容易看到对供应商的 生产和运输能力的要求必须高得多，并且在有些星期内这 种能力又是闲置的。当然配件制造公司可以在需求低的星 期内建立库存，在需求高的星期内供应这些产品，但这就 增加了库存持有成本。
15
长鞭效应的定量计算
基本库存水平为： L AV Z G ST D L
假设零售商使用一种最简单的预测方法：移 动平均法。即在 每期内零售商估计的平均需
求是前p次需求观察值的平均值。零售商以同 样的方式估计需求的标准差。用Di代表i期的 顾客需求，则：
tBiblioteka Baidu1
Di
AVG it p p
t1
(DiAVG)
7
2、需求变异加速放大的原因
1994、1997年美国斯坦福大学的李教 授对需求放大现象进行了深入的研究， 把其产生的原因归纳为四个方面： (1)需求预测修正 (2)订货批量决策 (3)价格波动 (4)短缺博弈
8
(1)需求预测修正
是指当供应链的成员采用其直接的下游 订货数据作为市场需求信号时，即产生 需求放大。
第五章 供应链运作的协调管理
在供应链的日常运作过程中，供应链上的企业 之间发生着频繁的物流、资金流、信息流交换， 彼此之间的运作协调性对供应链的整体绩效影 响很大。
传统上自发运行的供应链往往会由于多方面原 因而处于失调状态。
为了提高企业乃至整个供应链的竞争能力，供 应链成员需要通过一定的机制来协调各种运作 决策。
策略：信息技术
30
产品多样化-库存权衡问题
进行小批量多品种生产的制造商发现它们的制造 成本上升了，制造效率却下降了。
为了维持与生产较少品种产品的公司相同的提前 期，它们可能需要运输较少数量的商品，这样仓 库将需要储存较多种类的产品。
因此，增加产品的种类同时增加了运输和仓库的 成本
策略：“延迟差异”----在一个利用延迟差异的 供应链中，未添加多样化特征的同类产品尽可能 地运往供应链下游。这意味着配送中心接到的是 单一的同类产品，然后在那里根据顾客的需求对 产品进行修改或定制化。
19
集中信息对长鞭效应的影响
当需求信息集中时，供应链的每一个阶 段都可利用实际的顾客需求信息来预测 平均需求。相反，当供应链的需求信息 没有得到共享时，每一阶段必须利用前 一阶段发出的订单来预测平均需求。
20
集中需求信息（信息共享）情况下，如果用Var(Qk)表
示供应链上第k阶段发出订单的方差，用Var(D)表示顾
结论：集中需求信息能够显著了减小长 鞭效应，但不能消除长鞭效应。
25
缓解“Bullwhip”效应的方法
提高供应链企业对需求信息的共享性 科学确定定价策略
每天低价策略和分期供货契约策略
提高运营管理水平，缩短提前期
利用信息技术等以最低的订货成本增加订货次数 有效的信息系统通过减少订单处理、日常文书工作、库存分拣和运输延
10
(2)产品定价销售策略导致订单规 模变动性增强
一种是批量折扣。
批量折扣有可能扩大供应链内订单的批量规 模，进而引起供应链上各阶段库存的增加。
另一种是由于批发、预购、促销等因素 引起的价格波动。
如果库存成本小于由于价格折扣所获得的利 益，销售人员愿意预先多买，这样订货就不 能真实反映需求的变化，从而产生需求放大 现象。
V V
aa((Q D rr))12pL2pL22
当p很大并且L很短时，由预测误差所引起的长鞭
效应可忽略不计。长鞭效应随着提前期的增大和p
值的减少而放大。
18
例如，假设零售商根据前5个需求观察值估计平均需求， 即p=5.再假设提前期L=1。此时零售商对制造商订单需 求的方差将至少比零售商观察到的顾客需求的方差大
客需求的方差，则
k
k
V Va(a(Q D rkr))12ip1L i2(ip12L)i2
可以看到供应链任意一个给定阶段发出订单的方差是该 阶段与零售商之间的总提前期的一个递增函数。这就意 味着当我们移向供应链的上游，订单的方差越来越大。
21
例如：如果零售商、批发商、分销商的 订货提前期都是两期，那么从零售商到 制造商的总提前期为：L1+L2+L3=6期
1
5.1供应链协调问题的几种表现形式
“需求变异放大”现象 曲棍球棒现象 双重边际效应 物料齐套比率差的现象
2
一、需求变异加速放大现象
当供应链的各节点企业只根据来自其相 邻的下级企业的需求信息进行生产或供 应决策时，需求信息的不真实性会沿着 供应链逆流而上，产生逐级放大的现象， 达到最源头的供应商时，其获得的需求 信息和实际消费市场中的顾客需求信息 发生了很大的偏差，需求变异将实际需 求量放大了。
11
(3)大批量订购
经济订购批量。如果零售商采用（Q，R）库 存策略或者（s，S）库存策略进行批量订货， 那么批发商就会接到一个大订单，接着是一段 时间没有订单，接着又是一个大订单，等等。 因此，批发商看到的是一个扭曲的和高度变动 的订货方式。
其次，随着运输成本越来越大，零售商可能会 通过大量采购（如整车采购）来获得运输折扣。
两种不同类型的供应链的区别在于，当我们从 供应链的一个阶段移到另一个阶段时，这种需 求变动性增长的幅度不同。
集中型供应链中订单方差的增长表现在总提前 期上以简单的叠加方式增长，而在分散型供应 链中则成倍地增长。
因此，可以得出这样的结论：集中需求信息能 够显著地减少长鞭效应。
24
即使供应链的需求信息完全集中，并且 供应链的所有阶段都使用同样的预测方 法和库存策略，长鞭效应仍然存在。
33
二、曲棍球（Hockey-stick）现 象及产生的原因
2006
2005
300000 Hockey-stick现象实例
250000
200000
150000 100000
50000 0
1-28
2-25
3-25
策略：缩短准备时间、看板和持续改善 系统；信息共享
28
库存和运输成本权衡问题
通常情况下满载运输可使运输成本达到最小， 此外若利用外部运输公司，这些公司往往会提 供数量折扣，整车运输比零担运输要便宜些。
许多情况下需求数量要远远小于整车数量。当 商品整车发送时，这些商品在消费之前需要等 待较长的时间，从而导致较高的库存成本。
St2 itp p1
16
注意以上表达式表明在每期零售商都要 根据最近的p个需求观察值计算一个新的 平均值和标准差。因为每期的需求平均 值和标准差的估计值都有变化，所以每 期的目标库存水平也是变化的。
17
如果零售商观察到的顾客需求的方差为Var(D)， 那么这个零售商向制造商发出的订单需求的方差 Var(Q)相对于顾客需求的方差满足：
13
(5)配给和短缺之间的博弈
当需求大于供应量时，理性的决策是按照用户 的订货量比例分配现有的库存供应量，比如， 总的供应量只有订货量的5 0%，合理的配给 办法是所有的用户获得其订货的5 0%。
用户为了获得更大份额的配给量，故意地夸大 其订货需求，当需求降温时，订货又突然消失。
这种由于个体参与的组织的完全理性经济决策 导致的需求信息的扭曲最终导致需求放大。
31
成本-顾客服务权衡问题
降低库存、制造成本和运输成本往往是 以牺牲顾客服务为代价的
利用信息和合适的供应链设计可在降低 这些成本的同时，保持顾客服务水平不 变。
32
二、曲棍球棒（Hockey-stick） 现象及产生的原因
在某一个固定周期（月、季或年），前 期销量很低，到期末销量会有一个突发 性的增长，而且在连续的周期中，这种 现象会周而复始，其需求曲线的形状类 似于曲棍球棒。
误等有关环节的时间而缩短了提前期 显然，如果零售商订单能够快速地通过各层供应商向其上游传递，那么
提前期可以大大缩短 第三方物流的配送优化系统实现小批量低成本配送
提高供应能力的透明度
共享生产能力与库存信息，风险共担、利益共享 把供销应售商点通的过数研据究从销零售售点商数传据递能给够供预应测商即也将有到利来于的大订大单缩。短提前期，因为26
3
供应链的需求放大原理
需求量
需求量
顾客消费量 需求量
时间
零售订货量 需求量
时间
时间 分销商订货量
时间 供销商计划量
4
实际需求与订货的差异
批量
订货量 销售量
销售商的销售量与订货量的差异
5
早在1961年，弗雷斯特就通过一系列的 实际案例揭示了这种工业组织的动态学特 性和时间变化行为；
在库存管理的研究中，斯特曼在1989年 通过一个“啤酒分销游戏”验证了这种现 象。在实验中，有四个参与者，形成一个 供应链，各自独立进行库存决策而不和其 他成员进行协商，决策仅依赖其相邻的成 员的订货信息作为唯一的信息来源。斯特 曼把这种现象解释为供应链的成员的系统 性非理性行为的结果，或“反馈误解”。
策略：利用先进的信息技术方案，尽可能延迟 产品的制造。还可利用配送控制系统将不同的 产品组合起来进行运输。
29
提前期和运输成本权衡的问题
总提前期=订单处理时间+采购时间+商 品制造时间+在供应链不同阶段商品运 输时间。
一方面可以累积商品到足够数量后再运 输，从而减少运输成本；另一方面，可 立即运输商品来缩短提前期
导致需求变异放大的原因
系统原因
订货周期和供应链的层次结构 现有供应链自身无法克服的
非系统原因
是经营中供应链成员的有限理性或非理性行为
需求信息处理方式、批量订货决策、订货方式、短缺博弈、 价格变化、运营水平及需求预测修正等
非系统原因造成的长鞭效应可以在不改变供应链结 构现状的前提下解决。
22
分散需求信息的供应链
V V((Q a a D k))rri k1(12p L i2p L 22)i
供应链每一阶段的方差是以成倍的速度增加的。此 外随着向供应链的上游推进，订单的方差变得更大， 结果批发商发出订单的变动性比零售商发出订单的 变动性要大得多。
23
不管是哪种类型的供应链，是集中型的或是分 散型的，订货量的方差都随着我们向供应链上 游推进而逐级放大，所以批发商发出的订单比 零售商发出的订单变动性更大。
最后，在许多季节出现的季节性或年度性销售 配额或折扣也会导致周期性的大订单。
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（4）补货供给期（提前期）
在计算安全库存水平和基本库存水平 时，让平均需求和顾客需求的标准差 乘上一个提前期。因此，提前期越长， 需求变动性的微小变化意味着安全库 存和基本库存水平的很大的变化，从 而订货量会发生很大变化，这当然导 致需求变动性的增大。
40%，即 Va(rQ) 1.4 Va(rD)
若零售商采用10个需求观察值（即p=10）来估计需求的 平均值和标准差，计算的结果表明，零售商对制造商订单 需求的方差至少是零售商观察到的顾客需求的方差的1.2 倍。换句话说，通过增加移动平均法使用的观察值数量， 零售商能够显著地降低向制造商订货的变动性。
需求预测方法引起的需求修正
以指数平滑法为例，未来的需求被连续修正， 这样，送到供应商的需求订单反映的是经过 修正的未来库存补给量。
9
如第四章所讨论的库存策略，基本库存水平通 常等于提前期和检查期内的平均需求加上提前 期和检查期内需求的标准差的若干倍。后者称 为安全库存。通常经理人员利用平滑预测技术 来预测平均需求和需求的标准差。所有预测技 术的一个重要特征是观察的数据越多，我们对 顾客需求的平均值和标准差的修正也越多。因 为安全库存和基本库存水平取决于这些估计值， 使用者不得不改变订货数量，因此增大了需求 的变动性。
供应链中的冲突目标
批量和库存权衡的问题 库存和运输成本权衡的问题 提前期-运输成本权衡的问题 产品多样化-库存权衡问题 成本-顾客服务水平权衡问题
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批量和库存权衡问题
制造商批量越大，每单位产品的准备成 本越低，还可提高特定产品的制造技术， 以及更容易地控制生产流程。
需求不是批量出现，所以大批量生产导 致高库存。
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例如考虑一个简单的小配件供应链。单个工厂——配件制 造公司，向单个零售商——配件商店供货。配件商店平均 的年需求量为5200单位，配件制造公司每周向配件商店 发货。如果配件商店的订单变动性小，那么每周大约运送 100单位的产品，配件制造公司的生产能力和周发运能力 只需约100单位就行了。如果周变动性很大，在某些星期 内配件制造公司性必须生产并运送400个单位，而有些星 期则一个单位都不需要，那么我们很容易看到对供应商的 生产和运输能力的要求必须高得多，并且在有些星期内这 种能力又是闲置的。当然配件制造公司可以在需求低的星 期内建立库存，在需求高的星期内供应这些产品，但这就 增加了库存持有成本。
15
长鞭效应的定量计算
基本库存水平为： L AV Z G ST D L
假设零售商使用一种最简单的预测方法：移 动平均法。即在 每期内零售商估计的平均需
求是前p次需求观察值的平均值。零售商以同 样的方式估计需求的标准差。用Di代表i期的 顾客需求，则：
tBiblioteka Baidu1
Di
AVG it p p
t1
(DiAVG)
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2、需求变异加速放大的原因
1994、1997年美国斯坦福大学的李教 授对需求放大现象进行了深入的研究， 把其产生的原因归纳为四个方面： (1)需求预测修正 (2)订货批量决策 (3)价格波动 (4)短缺博弈
8
(1)需求预测修正
是指当供应链的成员采用其直接的下游 订货数据作为市场需求信号时，即产生 需求放大。
第五章 供应链运作的协调管理
在供应链的日常运作过程中，供应链上的企业 之间发生着频繁的物流、资金流、信息流交换， 彼此之间的运作协调性对供应链的整体绩效影 响很大。
传统上自发运行的供应链往往会由于多方面原 因而处于失调状态。
为了提高企业乃至整个供应链的竞争能力，供 应链成员需要通过一定的机制来协调各种运作 决策。
策略：信息技术
30
产品多样化-库存权衡问题
进行小批量多品种生产的制造商发现它们的制造 成本上升了，制造效率却下降了。
为了维持与生产较少品种产品的公司相同的提前 期，它们可能需要运输较少数量的商品，这样仓 库将需要储存较多种类的产品。
因此，增加产品的种类同时增加了运输和仓库的 成本
策略：“延迟差异”----在一个利用延迟差异的 供应链中，未添加多样化特征的同类产品尽可能 地运往供应链下游。这意味着配送中心接到的是 单一的同类产品，然后在那里根据顾客的需求对 产品进行修改或定制化。
19
集中信息对长鞭效应的影响
当需求信息集中时，供应链的每一个阶 段都可利用实际的顾客需求信息来预测 平均需求。相反，当供应链的需求信息 没有得到共享时，每一阶段必须利用前 一阶段发出的订单来预测平均需求。
20
集中需求信息（信息共享）情况下，如果用Var(Qk)表
示供应链上第k阶段发出订单的方差，用Var(D)表示顾
结论：集中需求信息能够显著了减小长 鞭效应，但不能消除长鞭效应。
25
缓解“Bullwhip”效应的方法
提高供应链企业对需求信息的共享性 科学确定定价策略
每天低价策略和分期供货契约策略
提高运营管理水平，缩短提前期
利用信息技术等以最低的订货成本增加订货次数 有效的信息系统通过减少订单处理、日常文书工作、库存分拣和运输延
10
(2)产品定价销售策略导致订单规 模变动性增强
一种是批量折扣。
批量折扣有可能扩大供应链内订单的批量规 模，进而引起供应链上各阶段库存的增加。
另一种是由于批发、预购、促销等因素 引起的价格波动。
如果库存成本小于由于价格折扣所获得的利 益，销售人员愿意预先多买，这样订货就不 能真实反映需求的变化，从而产生需求放大 现象。
V V
aa((Q D rr))12pL2pL22
当p很大并且L很短时，由预测误差所引起的长鞭
效应可忽略不计。长鞭效应随着提前期的增大和p
值的减少而放大。
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例如，假设零售商根据前5个需求观察值估计平均需求， 即p=5.再假设提前期L=1。此时零售商对制造商订单需 求的方差将至少比零售商观察到的顾客需求的方差大
客需求的方差，则
k
k
V Va(a(Q D rkr))12ip1L i2(ip12L)i2
可以看到供应链任意一个给定阶段发出订单的方差是该 阶段与零售商之间的总提前期的一个递增函数。这就意 味着当我们移向供应链的上游，订单的方差越来越大。
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例如：如果零售商、批发商、分销商的 订货提前期都是两期，那么从零售商到 制造商的总提前期为：L1+L2+L3=6期
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5.1供应链协调问题的几种表现形式
“需求变异放大”现象 曲棍球棒现象 双重边际效应 物料齐套比率差的现象
2
一、需求变异加速放大现象
当供应链的各节点企业只根据来自其相 邻的下级企业的需求信息进行生产或供 应决策时，需求信息的不真实性会沿着 供应链逆流而上，产生逐级放大的现象， 达到最源头的供应商时，其获得的需求 信息和实际消费市场中的顾客需求信息 发生了很大的偏差，需求变异将实际需 求量放大了。
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(3)大批量订购
经济订购批量。如果零售商采用（Q，R）库 存策略或者（s，S）库存策略进行批量订货， 那么批发商就会接到一个大订单，接着是一段 时间没有订单，接着又是一个大订单，等等。 因此，批发商看到的是一个扭曲的和高度变动 的订货方式。
其次，随着运输成本越来越大，零售商可能会 通过大量采购（如整车采购）来获得运输折扣。
两种不同类型的供应链的区别在于，当我们从 供应链的一个阶段移到另一个阶段时，这种需 求变动性增长的幅度不同。
集中型供应链中订单方差的增长表现在总提前 期上以简单的叠加方式增长，而在分散型供应 链中则成倍地增长。
因此，可以得出这样的结论：集中需求信息能 够显著地减少长鞭效应。
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即使供应链的需求信息完全集中，并且 供应链的所有阶段都使用同样的预测方 法和库存策略，长鞭效应仍然存在。
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二、曲棍球（Hockey-stick）现 象及产生的原因
2006
2005
300000 Hockey-stick现象实例
250000
200000
150000 100000
50000 0
1-28
2-25
3-25
策略：缩短准备时间、看板和持续改善 系统；信息共享
28
库存和运输成本权衡问题
通常情况下满载运输可使运输成本达到最小， 此外若利用外部运输公司，这些公司往往会提 供数量折扣，整车运输比零担运输要便宜些。
许多情况下需求数量要远远小于整车数量。当 商品整车发送时，这些商品在消费之前需要等 待较长的时间，从而导致较高的库存成本。
St2 itp p1
16
注意以上表达式表明在每期零售商都要 根据最近的p个需求观察值计算一个新的 平均值和标准差。因为每期的需求平均 值和标准差的估计值都有变化，所以每 期的目标库存水平也是变化的。
17
如果零售商观察到的顾客需求的方差为Var(D)， 那么这个零售商向制造商发出的订单需求的方差 Var(Q)相对于顾客需求的方差满足：
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(5)配给和短缺之间的博弈
当需求大于供应量时，理性的决策是按照用户 的订货量比例分配现有的库存供应量，比如， 总的供应量只有订货量的5 0%，合理的配给 办法是所有的用户获得其订货的5 0%。
用户为了获得更大份额的配给量，故意地夸大 其订货需求，当需求降温时，订货又突然消失。
这种由于个体参与的组织的完全理性经济决策 导致的需求信息的扭曲最终导致需求放大。
31
成本-顾客服务权衡问题
降低库存、制造成本和运输成本往往是 以牺牲顾客服务为代价的
利用信息和合适的供应链设计可在降低 这些成本的同时，保持顾客服务水平不 变。
32
二、曲棍球棒（Hockey-stick） 现象及产生的原因
在某一个固定周期（月、季或年），前 期销量很低，到期末销量会有一个突发 性的增长，而且在连续的周期中，这种 现象会周而复始，其需求曲线的形状类 似于曲棍球棒。
误等有关环节的时间而缩短了提前期 显然，如果零售商订单能够快速地通过各层供应商向其上游传递，那么
提前期可以大大缩短 第三方物流的配送优化系统实现小批量低成本配送
提高供应能力的透明度
共享生产能力与库存信息，风险共担、利益共享 把供销应售商点通的过数研据究从销零售售点商数传据递能给够供预应测商即也将有到利来于的大订大单缩。短提前期，因为26
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供应链的需求放大原理
需求量
需求量
顾客消费量 需求量
时间
零售订货量 需求量
时间
时间 分销商订货量
时间 供销商计划量
4
实际需求与订货的差异
批量
订货量 销售量
销售商的销售量与订货量的差异
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早在1961年，弗雷斯特就通过一系列的 实际案例揭示了这种工业组织的动态学特 性和时间变化行为；
在库存管理的研究中，斯特曼在1989年 通过一个“啤酒分销游戏”验证了这种现 象。在实验中，有四个参与者，形成一个 供应链，各自独立进行库存决策而不和其 他成员进行协商，决策仅依赖其相邻的成 员的订货信息作为唯一的信息来源。斯特 曼把这种现象解释为供应链的成员的系统 性非理性行为的结果，或“反馈误解”。
策略：利用先进的信息技术方案，尽可能延迟 产品的制造。还可利用配送控制系统将不同的 产品组合起来进行运输。
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提前期和运输成本权衡的问题
总提前期=订单处理时间+采购时间+商 品制造时间+在供应链不同阶段商品运 输时间。
一方面可以累积商品到足够数量后再运 输，从而减少运输成本；另一方面，可 立即运输商品来缩短提前期