信息共享條件下的供應鏈需求管理

摘要：從系統動力學的角度出發，模擬了在信息共享條件下的供應鏈需求管理，指出需求管理會影響供應鏈的牛鞭效應和成本，負責需求管理的企業不同，產生的影響也會不同。實施需求管理的企業越接近市場，越能減少供應鏈的牛鞭效益，降低成本。

關鍵詞：需求管理；信息共享；牛鞭效應；成本

中圖分類號：F724文獻標識碼：A文章編號：1002-3100(2008)06-0101-04

Abstract: This paper shows the impact of demand management in the supply chain management. With the dynamic system method， it stimulates demand management of supply chain under the information sharing condition. This paper point out that demand management can reduce the bullwhip and total cost effectively and different enterprises that in charge of demand management may make different influence.

Key words: demand management; information sharing; bullwhip; cost

1概述

供應鏈管理以顧客的需求為前提，通過供應鏈內各企業之間緊密合作，為顧客創造更多附加價值，在滿足客戶服務水平的同時，使系統的成本最小。

傳統的供應鏈由處于末端的生產商決定銷售產品的種類和數量，經過分銷商、批發商等環節，最后由零售商將產品推向市場。在這種結構之下，需求信息的嚴重滯后和失真，降低了預測的準確性，產生的牛鞭效應大大增加了生產和庫存成本。隨著信息技術的發展，市場上的需求信息和銷售數據不再被零售商壟斷，VMI，CFPR，POS等技術使供應鏈上的各個企業都能獲得市場上日新月異的需求變化，因傳遞而產生的信息失真現象將會逐漸變少，可見，對于牛鞭效應的探討也從信息傳遞轉到需求管理上來。

如何正確認識市場對產品的全部需求并確保生產計劃反映和滿足這些需求，是企業進行需求管理的重點，本文以啤酒游戲為基礎，利用系統動力學的方法，研究了在信息共享條件下供應鏈的需求管理，探討了不同企業實施需求管理對供應鏈的影響，通過系統模擬，指出需求管理可以減少牛鞭效益降低成本，由零售商來負責需求管理可以更加有效地改進供應鏈整體效益。

2供應鏈需求管理

需求管理是集中精力來估計和管理客戶需求，并利用該信息來制定生產決策。在整個供應鏈中，需求管理是平衡消費者需求與供應鏈能力的流程，它通過客戶獲得需求信息來協調與產品流、服務流、信息流和資金流相關的活動能力，減少在執行計劃中不確定性因素的干擾，促進企業能力的提升。

以往的需求管理中，零售商最靠近市場，所以主要由他們來負責收集銷售數據，通過對歷史銷售數據的收集，在剔除各種季節性、促銷、廣告等因素的影響之后，采用恰當的預測技術，對未來銷售情況進行預測，并向下游企業發出訂單。但在訂單傳遞過程中，因為延遲等原因，出現了信息逐級放大的牛鞭效應，增加了生產和庫存成本，降低了服務水平。

為盡量緩解“牛鞭效應”對供應鏈的影響，近年來，國內外許多學者對此進行了研究，指出“牛鞭效應”產生的直接原因為：需求預測、批量訂貨、價格波動、短缺博弈，但產生的根本原因在于供應鏈中廣泛存在信息的時滯，使得整個供應鏈系統對于最終市場上需求信息的微小波動產生衰減震蕩或發散震蕩，而逐級上傳使得這種波動越來越大，這種波動實質上是供應鏈企業為了應付供應鏈的不確定性需求而產生的結果，因而集中需求信息，對供應鏈信息資源實現共享管理，提高預測準確度是緩解“牛鞭效應”，減少供應鏈管理中信息風險的有效途徑，也是以往需求管理研究的重點。

隨著電子商務的廣泛應用，VMI，CFPR，POS等技術的發展，信息共享的程度和預測的準確性在技術上已不再是個難題，無論是和市場緊密接觸的零售商，還是處于供應鏈末端的生產商，都可以獲得市場需求信息，使用最先進的預測工具，在這種情況下，需求管理的重點無疑要產生重大的轉變。

在供應鏈中存在多種需求，不同的需求需要不同的管理方式相對應，如果只是把所有的歷史數據簡單地放在一起，作為未來銷售的預測基礎，無論預測技術多么先進，都不可避免出現失真現象。

總體來看，供應鏈管理中的需求可以分為基本需求和變動需求兩種。企業在組織生產和下訂單之前，首先依據歷史數據對基本需求進行預測，并結合庫存調節和在途控制等策略，通過批量的生產和規模采購來減少、消除生產過程中的浪費，獲得規模經濟效益。由于需求的波動性和隨機性，預測量不能全部滿足實際需求，進而產生變動需求。這部分需求發生的數量和概率都比較少，無論從數量還是品種上靈活性都很大，很難用以往數據加以預測，也不能進行大規模的生產，只有根據需求量直接發出訂單。可見企業發出的訂單量由滿足基本需求預測得到的訂單和超過波動范圍的變動需求量組成。

盡管變動需求的數量很少，但一旦發生，對時間的要求就比較高，所以下游企業在收到上游企業發來的貨物時，先滿足變動需求，再滿足基本需求，上游企業在運送變動需求的訂單產品時，沒有運輸延遲，保證變動需求在當期就得到滿足。當然，變動需求的快速響應是以高昂的成本為代價。

3模型

3.1問題假設

本文參考了“啤酒游戲”中的供應鏈模型，在需求信息共享前提下，建立了包括零售商、批發商、分銷商、制造商在內的四級供應鏈結構，參數基本上根據原始模型設定，有的根據仿真目的適當進行了改變，如制造商沒有產能限制、零售商不考慮缺貨情況和顧客預定情況。其余的假設條件為：

（1）整條供應鏈中只存在1個零售商、1個批發商、1個分銷商和1個制造商，只交易一種商品；

（2）庫存量初值都是12 箱，在途庫存量為0；

（3）由于運輸延時各節點企業收到上游企業2周前發來的貨物（由于生產延時，制造商將2周前計劃產量的貨物變為庫存）；

（4）由于訂單延時各節點企業收到下游企業2周前下的訂單（零售商不存在訂單延時，直接獲得的是本周市場需求率）；

（5）銷售信息完全共享，各節點企業均能獲得市場上的需求，并根據市場需求進行預測；

（6）各節點企業采用的是安全庫存訂貨模式，根據本企業庫存調節情況、在途庫存條件情況、下游企業需求情況以及市場需求情況，向上游企業發出本周的訂單；

（7）各節點企業根據接收的訂單、上周的缺貨量（若有）、本周剛收到的貨物量和期初的庫存量，發出貨物，不足部分成為本周的缺貨量；

（8）為簡化模型，各個節點企業采用同樣的預測方法，庫存策略；

（9）市場需求服從范圍為（0，8），均值為4，標準方差為1的隨機正態分布。

3.2APIOBPCS因果回路圖

自動庫存反饋補充的訂單型生產控制（APIOBPCS）（圖1）是一種通用的生產控制方法，通過對系統參數的合理設置，適用從按庫存生產到按訂單生產的所有類型制造企業，主要思想是：生產速度等于Ta時間內的平均需求加Ti時間內的庫存量以及Tw時間內的在途庫存量。在這個模型中，選擇指數平滑法生成預測值，利用目標庫存量和實際庫存量的差值來鎖定目標庫存水平，同時利用已經定購但沒有入庫的目標庫存和已經定購但沒有入庫的實際庫存的誤差來鎖定目標在途庫存量。

模型中的參數定義為：

CONSt：t時期的實際需求量；

AVCONt：t時期基本需求的預測值，受預測平滑系數Ta的影響；

DWIPt：t時期的在途庫存量的目標值；

WIPt：t時期在途庫存量的實際值；

EWIPt：t時期在途庫存量的誤差值，由目標值和實際值的差決定；

INVt：t時期實際庫存量；

DINVt：t時期庫存量的目標值，由庫存策略決定；

EINVt：t時期庫存量的誤差值；

ORATEt：t時期根據預測發出的訂單值，由需求預測值、庫存誤差和在途誤差組成。

3.3供應鏈需求管理模型

供應鏈需求管理模型以APIOBPCS為基礎，根據歷史經驗，設alpha是基本需求和變動需求的分界值，對小于alpha的基本需求，采用指數平滑法進行預測，預測出當期的基本需求值，并結合安全庫存策略、訂單延遲、運輸延遲，得到當期的庫存誤差和在途誤差，則當期根據基本需求發出的訂單量由預測值，庫存誤差和在途誤差組成。

其次，將大于alpha的需求量為變動需求，這部分需求個性化差異較大，對準時性要求比較高，不適宜批量生產，一旦發生，根據實際發生量發出訂單，同時保證沒有訂單延遲。所以，t時期上游企業收到的總訂單量為t時期下游企業發出的變動需求量訂單量和t-2時期的基本需求訂單量之和。此外，上游企業一旦發出商品，應保證優先滿足變動需求。

3.4成本控制模型

在APIOBPCS模型中，供應鏈總成本主要由三個部分組成：生產（運輸）成本、庫存持有成本以及缺貨成本。在考慮需求管理的情況下，變動需求要求能夠快速響應，連續補充，必然有較高的生產（運輸）成本來維持，所以，供應鏈需求管理的成本控制模型為：

其中，滿足變動需求的生產（運輸）單位成本高于滿足基本需求的生產（運輸）成本。模型中主要參數定義為：

FPcost：滿足變動需求的生產（運輸）成本；

SPcost：滿足基本需求的生產（運輸）成本；

Hcost：庫存持有成本；

Scost：缺貨成本。

4模擬結果分析

4.1在信息共享條件下，需求管理影響供應鏈的牛鞭效應和成本

在本模型中，alpha是劃分基本需求和變動需求的標識。當alpha為0時，表示所有的需求都為變動需求，即當需求發生時，按照實際發生的需求量發出訂單，組織生產，并保證沒有任何延遲，也就是訂單驅動的拉式供應鏈。當alpha為需求范圍內最大值為8時，表示所有的需求為基本需求，企業依靠預測，結合庫存策略發出訂單，也就是傳統的推式供應鏈。當alpha在（0，8）之間時，為本文所討論的需求管理模型。

由模擬結果可知，在信息共享條件下，alpha的取值影響供應鏈的牛鞭效應，alpha值越大，企業發出的訂單越依賴預測值，牛鞭效應越明顯。當alpha為0時，即使完全按照訂單生產，也依然無法消除牛鞭效應。所以，進行需求管理可以減少牛鞭效應，通過調整alpha的值，達到和按照訂單生產的效果。

同時，需求管理也會影響供應鏈的總成本。當alpha為0時，為滿足變動需求，必須以較高的生產和運輸成本為代價，當alpha為8時，可以通過規模經濟滿足基本需求，降低生產和運輸成本，然而隨著時間的推遲，預測水平的降低，庫存和缺貨成本增加，導致供應鏈總成本增加。由圖4可以看到，在需求管理之下，雖然開始為滿足變動需求增加的生產和運輸成本使總成本上升，但在長期內，牛鞭效應較小，減少了庫存和缺貨成本，同時變動需求的成本維持在一定水平之內，使總成本始終維持在較低的水平。

4.2在信息共享條件下，不同企業負責需求管理影響供應鏈的牛鞭效應和成本

由上述分析可知，進行需求管理可以減少牛鞭效應和降低成本，在信息共享條件下，供應鏈上各個節點的企業都可以獲得市場上的需求信息，也就是說任何一個企業都可以進行需求管理，那么應該由誰來負責需求管理呢？

表2和圖5比較了不同的節點企業負責需求管理時，對整條供應鏈的牛鞭效應和成本的影響。從表中可以看出，當生產商和零售商負責需求管理時，牛鞭效應均減少，但當生產商負責需求管理時，整條供應鏈中的缺貨量遠大于由零售商負責需求管理的缺貨量，導致總成本增加。

可見，在信息共享條件下，由零售商來負責需求管理，不僅能降低牛鞭效應，而且可以有效地減少整條供應鏈的總成本。

5結論

本文介紹了供應鏈中的需求管理，指出以往的需求管理多關注在信息傳遞過程中的失真現象，隨著技術發展和信息的逐級共享，需要轉變需求管理的方向。本文提出將需求分為基本需求和變動需求，根據不同的需求特性采用不同的管理方法，并以系統動力學模擬了信息共享條件下的需求管理，驗證了相對于單純的推式和拉式供應鏈而言，施行需求管理將會有效地減少牛鞭效應和總成本，同時指出，在整條供應鏈中，由零售商負責需求管理要優于其他節點企業來負責需求管理。

在競爭日益激烈的今天，企業唯有把消費者需求放在首位，加強需求管理，在滿足消費者需求的同時，降低成本，提高利潤，才能更好地生存和發展下去，本文利用系統動力學的方法，對需求管理的未來發展進行了探索。

參考文獻：

[1]Adolfo Crespo Marquez， Carol Blanchar. Analysis of a portfolio of contracts with suppliers using a system dynamics simulation model[J]. International of production economics， 2004(88):29-49.

[2]Joakim Wikner. Dynamic analysis of a production-inventory model[J]. Kybernetes， 2005，34(6):803-823.

[3]John D. Sterman. Modeling managerial behavior: Misperceptions of feedback in a dynamic decision making experiment[J]. Management science March， 1989(35):321-339.

[4]M. Naim. The impact of the net present value on the assessment of the dynamic performance of e-commerce enabled supply chains[J]. International Journal of production economics， 2006(104):382-393.

[5] 陳淮莉，馬登哲，張潔. 基于APIOBPCS的供應鏈生產控制方法[J]. 機械工程學報，2005，41(10):137-142.

[6] 牛魚龍. 需求鏈物流：成本與利潤[M]. 深圳：海天出版社，2004.

[7] 錢麗麗. 基于供應鏈視角的需求管理[J]. 中國管理信息化，2006(6):5-7.