供應鏈中“牛鞭效應”案例分析及解決方法研究

摘要：“牛鞭效應”是供應鏈管理中一種普遍存在的現象，隨著經濟的發展，競爭的加劇，如何消除“牛鞭效應”產生的危害，已經成為人們關注的一個問題。本論文通過具體的案例分析，說明“牛鞭效應”對整個供應鏈產生的負面影響；并根據此例，提出了一些解決問題的方法。

關鍵詞：供應鏈；牛鞭效應；方法

中圖分類號：F273.7文獻標識碼：A文章編號：1002-3100(2007)07-0073-04

Abstract: The“Bullwhip Effect”is a universal phenomenon in the supply chain management. How to eliminate the harm caused by the“Bullwhip Effect”? With the stimulated competition and development of economy， it has been a problem concerned by many people. The paper analyzes the fact and proves the bad effect in the supply chain by the“Bullwhip Effect”and according to these facts， some resolve methods are put forward.

Key words: supply chain; Bullwhip Effect; method

隨著市場全球化和競爭的不斷加劇，有人曾在20世紀就預言了21世紀企業之間的競爭將變成供應鏈之間的競爭。我國的國家標準《物流術語》，對于供應鏈的定義是：“供應鏈是生產及流通過程中，涉及將產品或服務提供給最終用戶活動的上游和下游企業所形成的網鏈結構。”由此可見，供應鏈是一個集成了多家企業的價值增值鏈。其基本結構如圖1所示：

作為一種跨企業的協作，供應鏈包含了所有加盟的節點企業，不僅是一條聯結供應商到用戶的物流鏈、信息鏈和價值鏈，而是一條增值鏈。提高整條供應鏈的增值能力，增強供應鏈的競爭力，成為各節點企業共同的目標。

盡管如此，在供應鏈的實際運作中，卻存在著各種各樣的困難：如預測的不準確，導致對需求的難以把握；信息的不透明，導致供給不穩定；因為企業之間的誠信還沒有完全建立，企業之間的合作性與協調性差，供應鏈中的主導企業很難發揮作用；供應的缺乏，生產與運輸作業的不均衡、庫存居高不下，成本過高等現象。引起這些問題的原因很多，但主要原因之一就是“牛鞭效應（Bullwhip Effect）”。由于牛鞭效應是從下游客戶端逐級向上游轉嫁風險的結果，因而它會危害整個供應鏈的運作，導致總庫存增加、生產無序和失衡，業務流程阻塞，資源浪費、市場混亂和風險增大。由此可見，牛鞭效應的存在，已經成為削弱供應鏈的增值能力和競爭能力的主要負面因素。因此，研究牛鞭效應，并消除它對于供應鏈的負面影響就是本論文要研究的內容。

1供應鏈中“牛鞭效應”分析

1．1何謂“牛鞭效應”

1995年，寶潔公司（PG）管理人員在考察嬰兒一次性紙尿褲的訂單分布規律時，發現一定地區的嬰兒對該產品的消費比較穩定，零售商那里的銷售量的波動也不大，但廠家經銷商那里得到的訂貨量卻出現大幅度波動，同一時期廠家向原材料供應商的訂貨量波動幅度更大，這一現象與我們揮動鞭子時手腕稍稍用力，鞭梢就會出現大幅動擺動的現象相類似。于是，人們將這種現象叫做“牛鞭效應（Bullwhip Effect）”。類似的現象也在惠普、IBM等跨國企業中得到了印證。另外，麻省理工學院的Sterman教授通過著名的啤酒試驗，也證明了牛便效應這一現實中大量存在的現象。

可見，牛鞭效應就是指供應鏈下游消費需求輕微變動而導致的上游企業生產、經營安排的劇烈波動。當市場上一種商品的消費需求發生細微變動時，這種波動會沿著零售商、批發商、分銷商直至制造商逆流而上，并逐級擴大，在達到最終源頭供應商時，其獲得的需求信息和實際消費市場中的顧客需求信息發生很大的偏差，需求信息嚴重扭曲或失真，這就是牛鞭效應。

供應鏈戰略經常可劃分為推動型系統和拉動型系統，這源于20世紀80年代的制造業革命。在一個推動型供應鏈中，制造商利用從零售商倉庫接到訂單來預測顧客需求，各個節點企業是根據預測來進行決策，因此無法真實地反應市場需求，容易形成牛鞭效應。一個推動型供應鏈如圖2所示：

1．2 “牛鞭效應”放大現象的計算案例分析

例：假定在一個簡單的供應鏈中，每個節點企業在倉庫中都存放著7天所需的貨物，即：每個節點企業從其上游供應商那里購買足夠的材料以使得它的存貨滿足7天的需求，對某種產品的需求一直穩定在每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，假設配送非常迅速，我們可以見證“牛鞭效應”對整個供應鏈的影響。

給定條件：每7天供應鏈的需求為100單位；

需求：等于下一環節客戶購買的數量；

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：等于需求加上庫存中的任何變化；

購買量＝凈需求＋（期末庫存—初期庫存）；

具體計算結果如表1所示：

分析以上計算案例，在第二周客戶的需求增加5個單位時，由于“牛鞭效應”，信息的扭曲和放大，導致生產商生產產量提高到了180個單位，而當第三周客戶的需求恢復正常時，生產商的產量變為0單位；當客戶需求在第三周恢復到原來的100單位時，要使得生產商恢復到100單位的生產量，一直要持續到第七周，“牛鞭效應”才會消失。

2“牛鞭效應”的危害及成因分析

2．1“牛鞭效應”的危害

從“1．2（牛鞭效應）放大現象的計算分析”案例計算可以看出， “牛鞭效應”產生的后果，不僅僅是各個節點企業的庫存增大，利潤下降，占用資金，同時也導致了企業經營風險增大以及整個供應鏈運作的低效率。資源的無效率利用，使得供應鏈各個節點企業的計劃和管理難度增大。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，使得生產企業進入無序狀態，無法了解市場真正的需求量；

（2）當某種產品大量銷售時，供應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利潤率低下；

（3）各個節點企業從自身利益出發，而不是從整個供應鏈的運作考慮，因此導致整個供應鏈的利益很難維護；

（4）由于“牛鞭效應”而導致供應鏈節點企業之間的不信任增加，合作最終變成短期行為，不利于供應鏈聯盟的形成和發展。

2．2“牛鞭效應”的成因分析

根據大量文獻資料，并結合一些實際案例，通過分析研究，一般認為，“牛鞭效應”的成因主要有以下6個方面：

（1）需求預測更正。如表1中的計算數據一樣，由于客戶對于需求的修訂，而使得上游各個節點企業相應地修訂需求，最終導致實際需求遠遠高于生產量。

（2）訂單批量決策。出于庫存和運輸費用的考慮，下游企業會在一定時間段內進行訂貨，而且考慮最佳定購批量，同時減少定購次數，以降低成本。

（3）價格波動。上游企業為了刺激訂貨，采用促銷策略，實施價格折扣、價格折讓等方法，由此引起需求的不穩定性，無法確定市場的真正需求量。

（4）短缺博弈。產品在市場上的供應大于需求時，訂貨量減少或消失；而當需求大于供應時，訂貨量會劇烈增加，讓生產企業無法確切掌握市場的實際需求。

（5）提前期。下游企業的定購提前期也是影響各個節點企業正常運營的重要因素。提前期越長，對企業的定購點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）供應鏈的結構。供應鏈越長，供應商離消費者越遠，對需求的預測越不準確，同時需求信息的扭曲程度越大，“牛鞭效應”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現的潛在因素，所有這些都造成了“牛鞭效應”。如何減弱及至消除它的負面影響，已經成為許多供應鏈管理方面的專家及實際操作中的節點企業關注的問題。

3解決“牛鞭效應”的方法研究

供應鏈中的不確定性主要來源于供應商不確定性、生產者不確定性和顧客不確定性；而供應鏈上的不確定性主要表現為銜接不確定性和運作不確定性。從已經尋找到的“牛鞭效應”產生的原因中，來尋找解決“牛鞭效應”的答案，是對本問題研究的基本思路。

第一，針對需求預測的不準確性，應該從供應鏈聯盟的組建及節點企業之間信息互通兩個方面考慮：供應鏈上的節點企業首先考慮到的是需求預測如何做到更加的準確，從圖1中已經看到一般供應鏈的結構，其中包含了一個重要的流——信息流，如果上下游節點企業的信息對稱并且互通，形成比較穩定的供應鏈戰略聯盟，那么預測的準確性會很大程度的提高，這樣，供應鏈的結構就會是如下的結構。具體見圖3所示：

即企業之間采用供應鏈管理（SCM）系統，通過聯合預測、協同計劃，預測與補貨；利用供應商管理庫存（VMI）、聯合管理庫存、EOS電子定購系統和準時生產（JIT）技術，實時地獲得下游節點企業真實的需求信息，及時準確地進行訂貨，并通過與下游客戶的真實溝通， 消除預測不準造成的“牛鞭效應”。聯合庫存管理的供應鏈系統模型如圖4所示：

第二，由于獨立需求和相關需求是現實中客觀存在的問題，直接面對客戶的下游企業自然會按照批量大小，或定時、或定量進行采購；同樣，下游企業根據市場供需、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險最終轉嫁給上游企業，從表1就可以得到證明。采用拉動型的供應鏈戰略（具體見圖5），讓生產由外部需求驅動，并采用現代供應鏈管理技術，是可以抵御三種因素產生的負面影響的。

企業應用Internet/EDI技術，開展電子商務和企業應用集成EDI技術，實現業務信息的及時傳遞與共享及上下游企業之間業務流程的整合，共同協作開展業務。充分利用精益生產（LP）和敏捷制造（AM）的方法，建立快速響應（QR）系統。例如：以直銷著稱的DELL公司，通過Internet網、電話、傳真等組成了一個高效的信息網絡，客戶可以直接向公司下訂單要求進行組裝、供應，實現了客戶與供應商的直接貿易，有效地防止了 “牛鞭效應”的產生。

第三，下游企業在采購時，由于考慮到缺貨風險，對于定購提前期一般都慎重決定，因為提前期的不確定性，下游企業很大程度上的預測誤差，等到產品季節到來時，導致庫存周期波動，導致“牛鞭效應”產生。Wal-mart的實踐表明，采用信息技術支持（商品條形碼技術、物流條形碼技術、電子訂貨系統、POS數據讀取技術、預先發貨清單技術、電子支付系統、連續補充庫存方式）的快速響應（QR）系統，將會使預測誤差大幅度減少，減弱“牛鞭效應”的負面影響。根據庫存周期長短和預測誤差的關系如圖6所示：

由圖6可以看出，隨著定購提前期的縮短，預測誤差會大幅度的下降，從而影響到庫存量的大小，對于整個供應鏈節點企業都是有利的。

第四，從“牛鞭效應”產生的6大因素分析，防范“牛鞭效應”的產生，應該建立供應鏈效率模型，將效率模型的目標函數確定為供應鏈整體效率的最大化。

（1）建立目標函數：

（2）建立約束條件：假定一個供應鏈上有五個主要的節點企業，即原材料供應商、生產商、分銷商、第三方物流企業、零售商。根據他們各自的基礎設施條件、經營狀況、資金實力、運作效率、技術條件等主要因素，形成各個節點企業的條件約束方程，最后形成目標函數和約束條件方程組。

其中A表示將各個節點企業各自的條件因素轉化為具體的參數，用矩陣表示；b代表各個節點企業的綜合限制因素的上限。

運用管理運籌學中的知識對效率模型函數求解，確定在變動因素影響下，供應鏈要獲得最佳的效率，各個節點企業應該具備的條件，從而削弱“牛鞭效應”的負面影響。

4結束語

“牛鞭效應”的存在，使得供應鏈在理論上容易形成，而在實踐中卻無法高效率地運作，盡管人們已經看到經濟的快速發展，促進了供應鏈的形成，以至單個企業與企業之間的競爭已經逐步地被供應鏈與供應鏈之間的競爭所取代。然而在供應鏈還沒有完全發展成熟的情況下，供應鏈各個節點企業出于自身利益的考慮，對于市場進行不確切的預測，導致供應鏈上的物流不確定性增大，產生“牛鞭效應”。

本文分析了“牛鞭效應”對供應鏈運作的影響，應用示例說明它對上游企業的危害，簡要分析其產生的原因，最后提出解決“牛鞭效應”的措施，特別提出了通過建立供應鏈效率模型來削減及消除“牛鞭效應”的負面影響，量化“牛鞭效應”帶來的危害，將對未來供應鏈戰略聯盟的發展起到積極的作用。

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