信息共享條件下的供應(yīng)鏈需求管理

摘要：從系統(tǒng)動力學(xué)的角度出發(fā)，模擬了在信息共享條件下的供應(yīng)鏈需求管理，指出需求管理會影響供應(yīng)鏈的牛鞭效應(yīng)和成本，負(fù)責(zé)需求管理的企業(yè)不同，產(chǎn)生的影響也會不同。實施需求管理的企業(yè)越接近市場，越能減少供應(yīng)鏈的牛鞭效益，降低成本。

關(guān)鍵詞：需求管理；信息共享；牛鞭效應(yīng)；成本

中圖分類號：F724文獻(xiàn)標(biāo)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(yīng)鏈管理以顧客的需求為前提，通過供應(yīng)鏈內(nèi)各企業(yè)之間緊密合作，為顧客創(chuàng)造更多附加價值，在滿足客戶服務(wù)水平的同時，使系統(tǒng)的成本最小。

傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈由處于末端的生產(chǎn)商決定銷售產(chǎn)品的種類和數(shù)量，經(jīng)過分銷商、批發(fā)商等環(huán)節(jié)，最后由零售商將產(chǎn)品推向市場。在這種結(jié)構(gòu)之下，需求信息的嚴(yán)重滯后和失真，降低了預(yù)測的準(zhǔn)確性，產(chǎn)生的牛鞭效應(yīng)大大增加了生產(chǎn)和庫存成本。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，市場上的需求信息和銷售數(shù)據(jù)不再被零售商壟斷，VMI，CFPR，POS等技術(shù)使供應(yīng)鏈上的各個企業(yè)都能獲得市場上日新月異的需求變化，因傳遞而產(chǎn)生的信息失真現(xiàn)象將會逐漸變少，可見，對于牛鞭效應(yīng)的探討也從信息傳遞轉(zhuǎn)到需求管理上來。

如何正確認(rèn)識市場對產(chǎn)品的全部需求并確保生產(chǎn)計劃反映和滿足這些需求，是企業(yè)進行需求管理的重點，本文以啤酒游戲為基礎(chǔ)，利用系統(tǒng)動力學(xué)的方法，研究了在信息共享條件下供應(yīng)鏈的需求管理，探討了不同企業(yè)實施需求管理對供應(yīng)鏈的影響，通過系統(tǒng)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(fù)責(zé)需求管理可以更加有效地改進供應(yīng)鏈整體效益。

2供應(yīng)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(chǎn)決策。在整個供應(yīng)鏈中，需求管理是平衡消費者需求與供應(yīng)鏈能力的流程，它通過客戶獲得需求信息來協(xié)調(diào)與產(chǎn)品流、服務(wù)流、信息流和資金流相關(guān)的活動能力，減少在執(zhí)行計劃中不確定性因素的干擾，促進企業(yè)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(fù)責(zé)收集銷售數(shù)據(jù)，通過對歷史銷售數(shù)據(jù)的收集，在剔除各種季節(jié)性、促銷、廣告等因素的影響之后，采用恰當(dāng)?shù)念A(yù)測技術(shù)，對未來銷售情況進行預(yù)測，并向下游企業(yè)發(fā)出訂單。但在訂單傳遞過程中，因為延遲等原因，出現(xiàn)了信息逐級放大的牛鞭效應(yīng)，增加了生產(chǎn)和庫存成本，降低了服務(wù)水平。

為盡量緩解“牛鞭效應(yīng)”對供應(yīng)鏈的影響，近年來，國內(nèi)外許多學(xué)者對此進行了研究，指出“牛鞭效應(yīng)”產(chǎn)生的直接原因為：需求預(yù)測、批量訂貨、價格波動、短缺博弈，但產(chǎn)生的根本原因在于供應(yīng)鏈中廣泛存在信息的時滯，使得整個供應(yīng)鏈系統(tǒng)對于最終市場上需求信息的微小波動產(chǎn)生衰減震蕩或發(fā)散震蕩，而逐級上傳使得這種波動越來越大，這種波動實質(zhì)上是供應(yīng)鏈企業(yè)為了應(yīng)付供應(yīng)鏈的不確定性需求而產(chǎn)生的結(jié)果，因而集中需求信息，對供應(yīng)鏈信息資源實現(xiàn)共享管理，提高預(yù)測準(zhǔn)確度是緩解“牛鞭效應(yīng)”，減少供應(yīng)鏈管理中信息風(fēng)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(wù)的廣泛應(yīng)用，VMI，CFPR，POS等技術(shù)的發(fā)展，信息共享的程度和預(yù)測的準(zhǔn)確性在技術(shù)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(yīng)鏈末端的生產(chǎn)商，都可以獲得市場需求信息，使用最先進的預(yù)測工具，在這種情況下，需求管理的重點無疑要產(chǎn)生重大的轉(zhuǎn)變。

在供應(yīng)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(yīng)，如果只是把所有的歷史數(shù)據(jù)簡單地放在一起，作為未來銷售的預(yù)測基礎(chǔ)，無論預(yù)測技術(shù)多么先進，都不可避免出現(xiàn)失真現(xiàn)象。

總體來看，供應(yīng)鏈管理中的需求可以分為基本需求和變動需求兩種。企業(yè)在組織生產(chǎn)和下訂單之前，首先依據(jù)歷史數(shù)據(jù)對基本需求進行預(yù)測，并結(jié)合庫存調(diào)節(jié)和在途控制等策略，通過批量的生產(chǎn)和規(guī)模采購來減少、消除生產(chǎn)過程中的浪費，獲得規(guī)模經(jīng)濟效益。由于需求的波動性和隨機性，預(yù)測量不能全部滿足實際需求，進而產(chǎn)生變動需求。這部分需求發(fā)生的數(shù)量和概率都比較少，無論從數(shù)量還是品種上靈活性都很大，很難用以往數(shù)據(jù)加以預(yù)測，也不能進行大規(guī)模的生產(chǎn)，只有根據(jù)需求量直接發(fā)出訂單?？梢娖髽I(yè)發(fā)出的訂單量由滿足基本需求預(yù)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(shù)量很少，但一旦發(fā)生，對時間的要求就比較高，所以下游企業(yè)在收到上游企業(yè)發(fā)來的貨物時，先滿足變動需求，再滿足基本需求，上游企業(yè)在運送變動需求的訂單產(chǎn)品時，沒有運輸延遲，保證變動需求在當(dāng)期就得到滿足。當(dāng)然，變動需求的快速響應(yīng)是以高昂的成本為代價。

3模型

3.1問題假設(shè)

本文參考了“啤酒游戲”中的供應(yīng)鏈模型，在需求信息共享前提下，建立了包括零售商、批發(fā)商、分銷商、制造商在內(nèi)的四級供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)，參數(shù)基本上根據(jù)原始模型設(shè)定，有的根據(jù)仿真目的適當(dāng)進行了改變，如制造商沒有產(chǎn)能限制、零售商不考慮缺貨情況和顧客預(yù)定情況。其余的假設(shè)條件為：

（1）整條供應(yīng)鏈中只存在1個零售商、1個批發(fā)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(jié)點企業(yè)收到上游企業(yè)2周前發(fā)來的貨物（由于生產(chǎn)延時，制造商將2周前計劃產(chǎn)量的貨物變?yōu)閹齑妫?/p>

（4）由于訂單延時各節(jié)點企業(yè)收到下游企業(yè)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(jié)點企業(yè)均能獲得市場上的需求，并根據(jù)市場需求進行預(yù)測；

（6）各節(jié)點企業(yè)采用的是安全庫存訂貨模式，根據(jù)本企業(yè)庫存調(diào)節(jié)情況、在途庫存條件情況、下游企業(yè)需求情況以及市場需求情況，向上游企業(yè)發(fā)出本周的訂單；

（7）各節(jié)點企業(yè)根據(jù)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(fā)出貨物，不足部分成為本周的缺貨量；

（8）為簡化模型，各個節(jié)點企業(yè)采用同樣的預(yù)測方法，庫存策略；

（9）市場需求服從范圍為（0，8），均值為4，標(biāo)準(zhǔn)方差為1的隨機正態(tài)分布。

3.2APIOBPCS因果回路圖

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

模型中的參數(shù)定義為：

CONSt：t時期的實際需求量；

AVCONt：t時期基本需求的預(yù)測值，受預(yù)測平滑系數(shù)Ta的影響；

DWIPt：t時期的在途庫存量的目標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(jù)預(yù)測發(fā)出的訂單值，由需求預(yù)測值、庫存誤差和在途誤差組成。

3.3供應(yīng)鏈需求管理模型

供應(yīng)鏈需求管理模型以APIOBPCS為基礎(chǔ)，根據(jù)歷史經(jīng)驗，設(shè)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(shù)平滑法進行預(yù)測，預(yù)測出當(dāng)期的基本需求值，并結(jié)合安全庫存策略、訂單延遲、運輸延遲，得到當(dāng)期的庫存誤差和在途誤差，則當(dāng)期根據(jù)基本需求發(fā)出的訂單量由預(yù)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(zhǔn)時性要求比較高，不適宜批量生產(chǎn)，一旦發(fā)生，根據(jù)實際發(fā)生量發(fā)出訂單，同時保證沒有訂單延遲。所以，t時期上游企業(yè)收到的總訂單量為t時期下游企業(yè)發(fā)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(yè)一旦發(fā)出商品，應(yīng)保證優(yōu)先滿足變動需求。

3.4成本控制模型

在APIOBPCS模型中，供應(yīng)鏈總成本主要由三個部分組成：生產(chǎn)（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(yīng)，連續(xù)補充，必然有較高的生產(chǎn)（運輸）成本來維持，所以，供應(yīng)鏈需求管理的成本控制模型為：

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

FPcost：滿足變動需求的生產(chǎn)（運輸）成本；

SPcost：滿足基本需求的生產(chǎn)（運輸）成本；

Hcost：庫存持有成本；

Scost：缺貨成本。

4模擬結(jié)果分析

4.1在信息共享條件下，需求管理影響供應(yīng)鏈的牛鞭效應(yīng)和成本

在本模型中，alpha是劃分基本需求和變動需求的標(biāo)識。當(dāng)alpha為0時，表示所有的需求都為變動需求，即當(dāng)需求發(fā)生時，按照實際發(fā)生的需求量發(fā)出訂單，組織生產(chǎn)，并保證沒有任何延遲，也就是訂單驅(qū)動的拉式供應(yīng)鏈。當(dāng)alpha為需求范圍內(nèi)最大值為8時，表示所有的需求為基本需求，企業(yè)依靠預(yù)測，結(jié)合庫存策略發(fā)出訂單，也就是傳統(tǒng)的推式供應(yīng)鏈。當(dāng)alpha在（0，8）之間時，為本文所討論的需求管理模型。

由模擬結(jié)果可知，在信息共享條件下，alpha的取值影響供應(yīng)鏈的牛鞭效應(yīng)，alpha值越大，企業(yè)發(fā)出的訂單越依賴預(yù)測值，牛鞭效應(yīng)越明顯。當(dāng)alpha為0時，即使完全按照訂單生產(chǎn)，也依然無法消除牛鞭效應(yīng)。所以，進行需求管理可以減少牛鞭效應(yīng)，通過調(diào)整alpha的值，達(dá)到和按照訂單生產(chǎn)的效果。

同時，需求管理也會影響供應(yīng)鏈的總成本。當(dāng)alpha為0時，為滿足變動需求，必須以較高的生產(chǎn)和運輸成本為代價，當(dāng)alpha為8時，可以通過規(guī)模經(jīng)濟滿足基本需求，降低生產(chǎn)和運輸成本，然而隨著時間的推遲，預(yù)測水平的降低，庫存和缺貨成本增加，導(dǎo)致供應(yīng)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(chǎn)和運輸成本使總成本上升，但在長期內(nèi)，牛鞭效應(yīng)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(nèi)，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(yè)負(fù)責(zé)需求管理影響供應(yīng)鏈的牛鞭效應(yīng)和成本

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

表2和圖5比較了不同的節(jié)點企業(yè)負(fù)責(zé)需求管理時，對整條供應(yīng)鏈的牛鞭效應(yīng)和成本的影響。從表中可以看出，當(dāng)生產(chǎn)商和零售商負(fù)責(zé)需求管理時，牛鞭效應(yīng)均減少，但當(dāng)生產(chǎn)商負(fù)責(zé)需求管理時，整條供應(yīng)鏈中的缺貨量遠(yuǎn)大于由零售商負(fù)責(zé)需求管理的缺貨量，導(dǎo)致總成本增加。

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

5結(jié)論

本文介紹了供應(yīng)鏈中的需求管理，指出以往的需求管理多關(guān)注在信息傳遞過程中的失真現(xiàn)象，隨著技術(shù)發(fā)展和信息的逐級共享，需要轉(zhuǎn)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(jù)不同的需求特性采用不同的管理方法，并以系統(tǒng)動力學(xué)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(yīng)鏈而言，施行需求管理將會有效地減少牛鞭效應(yīng)和總成本，同時指出，在整條供應(yīng)鏈中，由零售商負(fù)責(zé)需求管理要優(yōu)于其他節(jié)點企業(yè)來負(fù)責(zé)需求管理。

在競爭日益激烈的今天，企業(yè)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(fā)展下去，本文利用系統(tǒng)動力學(xué)的方法，對需求管理的未來發(fā)展進行了探索。

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