供應(yīng)鏈中“牛鞭效應(yīng)”案例分析及解決方法解析

1、供應(yīng)鏈中“牛鞭效應(yīng)”案例分析及解決方法來源：物流天下 作者：佚名 日期：2009年06月16日訪 問次數(shù)：隨著市場全球化和競爭的不斷加劇，有人曾在20世紀(jì)就預(yù)言了 21世紀(jì)企業(yè)之間的競 爭將變成供應(yīng)鏈之間的競爭。我國的國家標(biāo)準(zhǔn)物 流術(shù)語，對于供應(yīng)鏈的定義是：“供應(yīng)鏈?zhǔn)巧a(chǎn)及 流通過程中,涉及將產(chǎn)品或服務(wù)提供給最終用戶活動 的上游和下游企業(yè)所形成的網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)。”由此可見 , 供應(yīng)鏈?zhǔn)且粋€集成了多家企業(yè)的價值增值鏈。其基 本結(jié)構(gòu)如圖1所示：隨著市場全球化和競爭的不斷加劇，有人曾在20世紀(jì)就預(yù)言了 21世紀(jì)企業(yè)之間的競爭將變成供應(yīng)鏈之間的競爭。我國的國家標(biāo)準(zhǔn)物流術(shù)語，對于供應(yīng)鏈的定義是：“供應(yīng)鏈?zhǔn)巧a(chǎn)

2、及流通過程中，涉及將產(chǎn)品或服務(wù)提供給最終 用戶活動的上游和下游企業(yè)所形成的網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)?！庇纱丝梢?，供應(yīng)鏈?zhǔn)且粋€集成 了多家企業(yè)的價值增值鏈。其基本結(jié)構(gòu)如圖 1所示：體息流貨金流圖供應(yīng)錐中的物流、資金流和信息流作為一種跨企業(yè)的協(xié)作，供應(yīng)鏈包含了所有加盟的節(jié)點(diǎn)企業(yè)，不僅是一條 聯(lián)結(jié)供應(yīng)商到用戶的物流鏈、信息鏈和價值鏈，而是一條增值鏈。提高整條供應(yīng) 鏈的增值能力，增強(qiáng)供應(yīng)鏈的競爭力，成為各節(jié)點(diǎn)企業(yè)共同的目標(biāo)。盡管如此，在供應(yīng)鏈的實(shí)際運(yùn)作中，卻存在著各種各樣的困難：如預(yù)測的 不準(zhǔn)確，導(dǎo)致對需求的難以把握；信息的不透明，導(dǎo)致供給不穩(wěn)定；因?yàn)槠髽I(yè)之間 的誠信還沒有完全建立，企業(yè)之間的合作性與協(xié)調(diào)性差，供應(yīng)

3、鏈中的主導(dǎo)企業(yè)很 難發(fā)揮作用；供應(yīng)的缺乏，生產(chǎn)與運(yùn)輸作業(yè)的不均衡、庫存居高不下，成本過高等 現(xiàn)象。引起這些問題的原因很多，但主要原因之一就是“牛鞭效應(yīng)(Bullwhip Effect) ”。由于牛鞭效應(yīng)是從下游客戶端逐級向上游轉(zhuǎn)嫁風(fēng)險(xiǎn)的結(jié)果，因而它 會危害整個供應(yīng)鏈的運(yùn)作，導(dǎo)致總庫存增加、生產(chǎn)無序和失衡，業(yè)務(wù)流程阻塞，資 源浪費(fèi)、市場混亂和風(fēng)險(xiǎn)增大。由此可見，牛鞭效應(yīng)的存在，已經(jīng)成為削弱供應(yīng) 鏈的增值能力和競爭能力的主要負(fù)面因素。因此，研究牛鞭效應(yīng)，并消除它對于 供應(yīng)鏈的負(fù)面影響就是本論文要研究的內(nèi)容。1 供應(yīng)鏈中“牛鞭效應(yīng)”分析1.1 何謂“牛鞭效應(yīng)”1995年，寶潔公司（P&G）管

4、理人員在考察嬰兒一次性紙尿褲的訂單分布 規(guī)律時，發(fā)現(xiàn)一定地區(qū)的嬰兒對該產(chǎn)品的消費(fèi)比較穩(wěn)定，零售商那里的銷售量的 波動也不大，但廠家經(jīng)銷商那里得到的訂貨量卻出現(xiàn)大幅度波動，同一時期廠家向原材料供應(yīng)商的訂貨量波動幅度更大，這一現(xiàn)象與我們揮動鞭子時手腕稍稍用 力，鞭梢就會出現(xiàn)大幅動擺動的現(xiàn)象相類似。于是，人們將這種現(xiàn)象叫做“牛鞭 效應(yīng)（Bullwhip Effect）”。類似的現(xiàn)象也在惠普、舊M等跨國企業(yè)中得到了印證。另外，麻省理工學(xué)院的Sterman教授通過著名的啤酒試驗(yàn)，也證明了牛便效 應(yīng)這一現(xiàn)實(shí)中大量存在的現(xiàn)象?？梢姡１扌?yīng)就是指供應(yīng)鏈下游消費(fèi)需求輕微變動而導(dǎo)致的上游企業(yè) 生產(chǎn)、經(jīng)營安排的劇

5、烈波動。當(dāng)市場上一種商品的消費(fèi)需求發(fā)生細(xì)微變動時，這種波動會沿著零售商、批發(fā)商、分銷商直至制造商逆流而上，并逐級擴(kuò)大，在達(dá)到最終源頭供應(yīng)商時，其獲得的需求信息和實(shí)際消費(fèi)市場中的顧客需求信息發(fā)生 很大的偏差，需求信息嚴(yán)重扭曲或失真，這就是牛鞭效應(yīng)。供應(yīng)鏈戰(zhàn)略經(jīng)常可劃分為推動型系統(tǒng)和拉動型系統(tǒng)，這源于20世紀(jì)80 年代的制造業(yè)革命。在一個推動型供應(yīng)鏈中，制造商利用從零售商倉庫接到訂單 來預(yù)測顧客需求，各個節(jié)點(diǎn)企業(yè)是根據(jù)預(yù)測來進(jìn)行決策，因此無法真實(shí)地反應(yīng)市 場需求，容易形成牛鞭效應(yīng)。一個推動型供應(yīng)鏈如圖 2所示：訂單I1二商L ->零噂商，>（外而高了!一一-產(chǎn)品.'產(chǎn)品.

6、9;圖2推動型供理舞1.2 “牛鞭效應(yīng)”放大現(xiàn)象的計(jì)算案例分析例:假定在一個簡單的供應(yīng)鏈中，每個節(jié)點(diǎn)企業(yè)在倉庫中都存放著 7天所 需的貨物，即：每個節(jié)點(diǎn)企業(yè)從其上游供應(yīng)商那里購買足夠的材料以使得它的存 貨滿足7天的需求，對某種產(chǎn)品的需求一直穩(wěn)定在每 7天100單位，如果某一個 7天最終客戶的需求比平時多了 5單位，假設(shè)配送非常迅速，我們可以見證“牛 鞭效應(yīng)”對整個供應(yīng)鏈的影響。給定條件：每7天供應(yīng)鏈的需求為100單位；需求:等于下一環(huán)節(jié)客戶購買的數(shù)量；每個7天開始時的初期庫存：必定等于前一個周期的期末庫存；每個周期的期末庫存：必定等于本周的需求；購買的單位數(shù)：等于需求加上庫存中的任何變化；購買

7、量=凈需求+（期末庫存一初期庫存）；具體計(jì)算結(jié)果如表1所示：表1各節(jié)點(diǎn)企業(yè)需求變化表周次第一用第二周第三周1第四周第五周客戶工興一100105iO1001002L00 /105 -1100|1001003第知學(xué)覺100100W5I 100100-零營商I _ _| 一 I1-1T i r4沒終將貨J001105登100購關(guān)a_ t100110ptZ( 100100610011095100too, 17擊地100100110Q51008他更商就券省貫100£10931001009購美10012080105100r -10區(qū)初謝存it100F 10

8、01208010512批發(fā)商1最終存篁"10080105100113購美 I100140401309514雷家1001404030 j9515初期存貨1001004O£00130王廣陽16最必存貨100140100130"9517生產(chǎn)100180016060分析以上計(jì)算案例，在第二周客戶的需求增加5個單位時，由于“牛鞭效 應(yīng)”，信息的扭曲和放大，導(dǎo)致生產(chǎn)商生產(chǎn)產(chǎn)量提高到了 180個單位，而當(dāng)?shù)谌?客戶的需求恢復(fù)正常時，生產(chǎn)商的產(chǎn)量變?yōu)?單位；當(dāng)客戶需求在第三周恢復(fù)到 原來的100單位時，要使得生產(chǎn)商恢復(fù)到100單位的生產(chǎn)量，一直要持續(xù)到第七 周，“牛鞭效應(yīng)”才會

9、消失。2 “牛鞭效應(yīng)”的危害及成因分析2.1 “牛鞭效應(yīng)”的危害從“1.2(牛鞭效應(yīng))放大現(xiàn)象的計(jì)算分析”案例計(jì)算可以看出，“牛鞭效 應(yīng)”產(chǎn)生的后果，不僅僅是各個節(jié)點(diǎn)企業(yè)的庫存增大，利潤下降，占用資金，同時 也導(dǎo)致了企業(yè)經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)增大以及整個供應(yīng)鏈運(yùn)作的低效率。資源的無效率利用，使得供應(yīng)鏈各個節(jié)點(diǎn)企業(yè)的計(jì)劃和管理難度增大。除此之外 ，還可能造成以下的 一些危害，具體可以歸納為以下幾條：(1)從分銷商到生產(chǎn)商接到的訂單的變動性要比顧客需求的變動性大得多，使得生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)入無序狀態(tài)，無法了解市場真正的需求量；(2)當(dāng)某種產(chǎn)品大量銷售時，供應(yīng)鏈的庫存卻無法做到迅速減少，造成流 動資金的大量占用和固定資產(chǎn)

10、利潤率低下；(3)各個節(jié)點(diǎn)企業(yè)從自身利益出發(fā)，而不是從整個供應(yīng)鏈的運(yùn)作考慮，因 此導(dǎo)致整個供應(yīng)鏈的利益很難維護(hù) ;(4) 由于“牛鞭效應(yīng)”而導(dǎo)致供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)之間的不信任增加 , 合作最終變成短期行為 , 不利于供應(yīng)鏈聯(lián)盟的形成和發(fā)展。2.2 “牛鞭效應(yīng)”的成因分析根據(jù)大量文獻(xiàn)資料, 并結(jié)合一些實(shí)際案例 , 通過分析研究, 一般認(rèn)為 , “牛鞭效應(yīng)”的成因主要有以下 6 個方面 :(1) 需求預(yù)測更正。如表1 中的計(jì)算數(shù)據(jù)一樣, 由于客戶對于需求的修訂而使得上游各個節(jié)點(diǎn)企業(yè)相應(yīng)地修訂需求, 最終導(dǎo)致實(shí)際需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于生產(chǎn)量。(2) 訂單批量決策。出于庫存和運(yùn)輸費(fèi)用的考慮 , 下游企業(yè)會在一定時間

11、段內(nèi)進(jìn)行訂貨, 而且考慮最佳定購批量, 同時減少定購次數(shù), 以降低成本。(3) 價格波動。上游企業(yè)為了刺激訂貨, 采用促銷策略, 實(shí)施價格折扣、價格折讓等方法, 由此引起需求的不穩(wěn)定性, 無法確定市場的真正需求量。(4) 短缺博弈。產(chǎn)品在市場上的供應(yīng)大于需求時, 訂貨量減少或消失; 而當(dāng)需求大于供應(yīng)時, 訂貨量會劇烈增加 , 讓生產(chǎn)企業(yè)無法確切掌握市場的實(shí)際需求。(5) 提前期。下游企業(yè)的定購提前期也是影響各個節(jié)點(diǎn)企業(yè)正常運(yùn)營的重要因素。提前期越長, 對企業(yè)的定購點(diǎn)和安全庫存的影響越大, 同時也降低了需求信息的時效性。(6) 供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)。供應(yīng)鏈越長, 供應(yīng)商離消費(fèi)者越遠(yuǎn), 對需求的預(yù)測越不準(zhǔn)

12、確 , 同時需求信息的扭曲程度越大, “牛鞭效應(yīng)”越明顯。以上是主要的六個方面, 這其中有客觀因素, 也有決策者的主觀因素 , 還可能存在著其他一些不為人們發(fā)現(xiàn)的潛在因素 , 所有這些都造成了“牛鞭效應(yīng)”。如何減弱及至消除它的負(fù)面影響 , 已經(jīng)成為許多供應(yīng)鏈管理方面的專家及實(shí)際操作中的節(jié)點(diǎn)企業(yè)關(guān)注的問題。3 解決“牛鞭效應(yīng)”的方法研究供應(yīng)鏈中的不確定性主要來源于供應(yīng)商不確定性、生產(chǎn)者不確定性和顧客不確定性; 而供應(yīng)鏈上的不確定性主要表現(xiàn)為銜接不確定性和運(yùn)作不確定性。從已經(jīng)尋找到的“牛鞭效應(yīng)”產(chǎn)生的原因中 , 來尋找解決“牛鞭效應(yīng)”的答案,是對本問題研究的基本思路。第一 , 針對需求預(yù)測的不準(zhǔn)確

13、性, 應(yīng)該從供應(yīng)鏈聯(lián)盟的組建及節(jié)點(diǎn)企業(yè)之間信息互通兩個方面考慮: 供應(yīng)鏈上的節(jié)點(diǎn)企業(yè)首先考慮到的是需求預(yù)測如何做到更加的準(zhǔn)確 , 從圖 1 中已經(jīng)看到一般供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu) , 其中包含了一個重要的流信息流 , 如果上下游節(jié)點(diǎn)企業(yè)的信息對稱并且互通, 形成比較穩(wěn)定的供應(yīng)鏈戰(zhàn)略聯(lián)盟 , 那么預(yù)測的準(zhǔn)確性會很大程度的提高 , 這樣 , 供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)就會是如下的結(jié)構(gòu)。具體見圖 3 所示 :半成品庫存令桂商產(chǎn)品聯(lián)合庫存除材料法舍庫丹圖4聯(lián)合庫存管理的供應(yīng)矮模型即企業(yè)之間采用供應(yīng)鏈管理（SCM源統(tǒng)，通過聯(lián)合預(yù)測、協(xié)同計(jì)劃，預(yù)測 與補(bǔ)貨；利用供應(yīng)商管理庫存（VMI）、聯(lián)合管理庫存、EOSfe子定購系統(tǒng)和準(zhǔn)時 生

14、產(chǎn)（JIT）技術(shù)，實(shí)時地獲得下游節(jié)點(diǎn)企業(yè)真實(shí)的需求信息，及時準(zhǔn)確地進(jìn)行訂貨 并通過與下游客戶的真實(shí)溝通。消除預(yù)測不準(zhǔn)造成的“牛鞭效應(yīng)”。聯(lián)合庫存管理的供應(yīng)鏈系統(tǒng)模型如圖4所示：第二，由于獨(dú)立需求和相關(guān)需求是現(xiàn)實(shí)中客觀存在的問題 ，直接面對客 戶的下游企業(yè)自然會按照批量大小，或定時、或定量進(jìn)行采購；同樣，下游企業(yè)根 據(jù)市場供需、價格波動決定其采購量大小的問題 ，由此使得下游客戶端的風(fēng)險(xiǎn)最 終轉(zhuǎn)嫁給上游企業(yè)，從表1就可以得到證明。采用拉動型的供應(yīng)鏈戰(zhàn)略（具體見 圖5）,讓生產(chǎn)由外部需求驅(qū)動，并采用現(xiàn)代供應(yīng)鏈管理技術(shù)，是可以抵御三種因 素產(chǎn)生的負(fù)面影響的。訂單（市頻需求）一打豆齒1>i率色皆-

15、乂不部帑捫1產(chǎn)品產(chǎn)品E 5抵動型供應(yīng)旗企業(yè)應(yīng)用Internet/EDI 技術(shù)，開展電子商務(wù)和企業(yè)應(yīng)用集成 EDI技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)信息的及時傳遞與共享及上下游企業(yè)之間業(yè)務(wù)流程的整合，共同協(xié)作開展業(yè)務(wù)。充分利用精益生產(chǎn)（LP）和敏捷制造（AM）的方法，建立快速響應(yīng)（QR）系 統(tǒng)。例如：以直銷著稱的DELL公司，通過Internet網(wǎng)、電話、傳真等組成了一 個高效的信息網(wǎng)絡(luò)，客戶可以直接向公司下訂單要求進(jìn)行組裝、供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了客 戶與供應(yīng)商的直接貿(mào)易，有效地防止了 “牛鞭效應(yīng)”的產(chǎn)生。第三，下游企業(yè)在采購時，由于考慮到缺貨風(fēng)險(xiǎn)，對于定購提前期一般都 慎重決定，因?yàn)樘崆捌诘牟淮_定性，下游企業(yè)很大程度上的

16、預(yù)測誤差，等到產(chǎn)品季 節(jié)到來時，導(dǎo)致庫存周期波動，導(dǎo)致“牛鞭效應(yīng)”產(chǎn)生。 Wal-mart的實(shí)踐表明， 采用信息技術(shù)支持（商品條形碼技術(shù)、物流條形碼技術(shù)、電子訂貨系統(tǒng)、PO做據(jù)讀取技術(shù)、預(yù)先發(fā)貨清單技術(shù)、電子支付系統(tǒng)、連續(xù)補(bǔ)充庫存方式）的快速響 應(yīng)(QR)系統(tǒng)，將會使預(yù)測誤差大幅度減少，減弱“牛鞭效應(yīng)”的負(fù)面影響。根據(jù)庫存周期長短和預(yù)測誤差的關(guān)系如圖 6所示：資料來源：宋隼，攜左沿.現(xiàn)代物漪與供應(yīng)制管理？貝，矮濟(jì)管球出康社，2頓由圖6可以看出，隨著定購提前期的縮短，預(yù)測誤差會大幅度的下降，從 而影響到庫存量的大小，對于整個供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)都是有利的。第四，從“牛鞭效應(yīng)”產(chǎn)生的6大因素分析，防范“

17、牛鞭效應(yīng)”的產(chǎn)生， 應(yīng)該建立供應(yīng)鏈效率模型，將效率模型的目標(biāo)函數(shù)確定為供應(yīng)鏈整體效率的最大 化。(t)建立目標(biāo)雨數(shù)；-* r ?工占*嗎,& 工”西f)其中祈，峋，螞，%分別代表需求預(yù)測更iE,訂單批量決策、價格波動、短缺博弈、提前 供應(yīng)鏈上各個節(jié)點(diǎn)企業(yè)的套奴.如節(jié)點(diǎn)企業(yè)規(guī)模.歿益、勞醐者數(shù)量等因震，為零因素雨陣.(2)建立約束條件；假定一個供應(yīng)姚上有五個主要的七點(diǎn)企亞，即尿材料煤由商、生產(chǎn)陰、二 零售商根據(jù)他們各自的基曜授艙條件、好營雙混、贊金實(shí)力、運(yùn)作效率、技術(shù)條件等上麥因素，五 束方程,最后形成日禰函數(shù)和約束條件方程組。日指函數(shù)一“in界f-產(chǎn)1H：聲工干打 斯Wbi f I2g % n* 七，a)r6=色 f%, %,方3 r其中A表示將各個節(jié)點(diǎn)企業(yè)各自的條件因素轉(zhuǎn)化為具體的參數(shù)，用矩陣 表示；b代表各個節(jié)點(diǎn)企業(yè)的綜合限制因素的上限。運(yùn)用管理運(yùn)籌學(xué)中的知識對效率模型函數(shù)求解, 確定在變動因素影響下,供應(yīng)鏈要獲得最佳的效率, 各個節(jié)點(diǎn)企業(yè)應(yīng)該具備的條件, 從而削弱“牛鞭效應(yīng)”的負(fù)面影響。4 結(jié)束語“牛鞭效應(yīng)”的存在, 使得供應(yīng)鏈在理論上容易形成, 而在實(shí)踐中卻無法高效率地運(yùn)作, 盡管人們已經(jīng)看到經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)