供應鏈管理中的逆長鞭效應及其仿真研究

摘要：在供應鏈管理中存在一種逆長鞭效應，本文運用軟件仿真啤酒游戲證明了該效應是客觀存在的，并分析了該效應產生的原因和對供應鏈運營的影響。指出逆長鞭效應的存在是供應的不確定性以及高估了供應水平所引起的，它的存在對供應鏈的績效有負面影響。

關鍵詞：逆長鞭效應；供應鏈管理；啤酒游戲

中圖分類號：F259 文獻標識碼:A 文章編號:1005-6432(2008)36-0086-02

Reverse Bullwhip Effect in the Supply Chain Management and Its Simulation Study

Wen Huiying Wang Xiaowei Huang Yonggang

(College of Traffic， South China University of Technology)

Abstract: Recent evidence suggests that there is a reverse bullwhip effect (RBE) in the supply chain management. Weuse the BaseStockSim simulation beer game， analysising the causes of RBE and its impact on the supply chain performance.The result confirms objective existence of the RBE and the cause of it is due to the supply uncertainty and an overweightingof the supply line.

Key Words: reverse bullwhip effect; supply chain management; beer game

近幾年的研究發(fā)現，在供應鏈中存在一種逆長鞭現象，即訂單波動在供應鏈各級節(jié)點之間由上往下的傳播過程中逐級增大，與傳統的長鞭效應正好反向。國內外的學者運用多種方法對此進行了研究。本文用仿真軟件研究分析了逆長鞭效應的存在性及其對供應鏈管理的危害。

一、逆長鞭效應的引出

逆長鞭效應是學者Svens son于2003年在其文獻里首次提出的，他針對一個企業(yè)的內外部物流的庫存管理進行了研究并發(fā)現當供應鏈的上游存在著不確定性的時候，則會產生一個與傳統長鞭效應相反的現象——逆長鞭效應，這種供給的不確定性可能因有限的生產能力、產品質量缺陷、運輸或交付的不確定等原因造成。隨后，其他學者在對2005年橫跨美國的兩次颶風之間一些商品的消費者的購買數據進行分析時發(fā)現，需求的波動狀況大于供給的波動。這是逆長鞭效應一個現實的例子。此外，Cachon對供應鏈中的不同企業(yè)做了一個研究，結果表明僅47%的企業(yè)顯示了長鞭效應，其余的53%則顯示了逆長鞭現象。Ertunga C.O zelkan運用博弈論模擬一系列的供應鏈，探討了上游價格波動對下游零售價格的影響，當上游因為價格波動導致供給不確定時，在一些條件下產生長鞭效應，而在另一些條件下則產生逆長鞭效應，并指出逆長鞭效應對供應鏈協調的危害。在前人研究的基礎上，本文用Base Stock Sim軟件對逆長鞭效應進行研究。

二、逆長鞭效應的仿真研究

Base Stock Sim是一款免費軟件，它為我們提供了一種管理決策的“試驗空間”，包含了具有隨機供給與需求的多級供應鏈，供應鏈的每個節(jié)點均可根據其各自庫存政策產生它自己的訂貨函數。本文研究的是一個四階段的供應鏈，零售商、批發(fā)商、分銷商和制造商各一個。

1.訂貨模型

在各時期各個不同節(jié)點的訂貨數量是一個隨機變量，其函數表達式如下：

式中：it L∧為t時段內第i節(jié)點的庫存水平的預測值; it L

為t時段內i節(jié)點實際的庫存水平; 為t時段內第i節(jié)點可獲得的供給量的預測值; 為t時段內i節(jié)點可獲得的實際供貨量;α，β為當實際的庫存水平和供應水平偏離設計值時各自的一個調節(jié)系數，取值為一常量; t S 為系統內是否存在供應中斷的一個標志，當系統內存在供應中斷時gγ ≠ 0 ，不存在時gγ = 0 ; it R 為t時間段內節(jié)點i的訂貨數量，如果i=0，it R 表示來自于最終顧客的需求;it R∧為t時間段內節(jié)點i的訂貨數量的預測值。

2.仿真的思路

制造商的供應能力CAP 是一個變量，變化范圍40～60個單位，補給供貨期一定;訂貨信息延遲為零，各個階段的需求預測均采用指數平滑預測法。整個系統被分為兩種情況，一種是供應能力大于需求，我們設為狀態(tài)1，另一種是供應能力小于需求，設為狀態(tài)2，仿真研究的目的之一是兩種狀態(tài)轉換之中，訂貨數量標準差的變化情況。在此，我們先設定從1往2轉變的概率是1 p ，從2向1轉變的概率是2 p ，α，β的取值可視為供應鏈協調管理的量度，當│α│＞│β│時，表明各節(jié)點在制定各自訂貨數量時，更多的考慮自身的庫存變化，而對供應鏈整體的庫存情況、供應水平考慮較少這種情況我們稱之為低估了供給水平;當│α│＜│β│時表示對于系統整體的庫存情況和供應水平的權重要多于自身庫存水平的權重，稱為高估了供給水平;當│α│=│β│時則表示二者之間的權重相同。分別對α，β取不同的值，運行仿真軟件查看各節(jié)點處訂貨數量的變化情況。各節(jié)點庫存水平的目標值設為10個單位，系統供給水平目標值為100，我們對兩種情景的結果進行了整理。并通過不斷調整α，β值使之體現在訂貨函數中，具體數值見仿真結果。

3.結果分析

圖1(α=0.1，β=0.3，P1=0.1，P2=0.7)

圖2(α=0.2，β=0.1，P1=0.1，P2=0.3)通過結果可看到，隨著供應能力的變化，庫存水平和供給水平均相應發(fā)生變化，從而產生訂單的波動，訂單波動又對生產能力產生一定的影響。圖1是系統自身的生產能力小于顧客需求，所以，即使有供應中斷和下游訂單波動，其制造商的產品數量標準差是不變的(已經飽和)，其他節(jié)點則要產生一定的波動。γ值接近或者等于0時，各節(jié)點的訂單波動趨于最小化，隨其絕對值的增大，波動也隨之增大。從圖1中可看出，供給不確定和高估系統供應水平二者均產生逆長鞭效應，供給的波動幅度擴大該效應，高估供應水平則減弱該效應。圖2說明低估系統供應水平產生長鞭效應。

三、逆長鞭效應對供應鏈績效的影響

逆長鞭效應的存在同樣會引起供應、制造、銷售各個環(huán)節(jié)的庫存量和庫存費用增加;物流速度減慢;使上游企業(yè)難以準確地制訂需求計劃和生產計劃，容易造成生產能力過剩、庫存過多或者缺貨現象，最終導致供應鏈系統的整體效益下滑;同時在一定的條件下，逆長鞭效應對長鞭效應有促進作用，它歪曲了供應鏈系統的供應信息，某種程度上擴大了長鞭效應，給供應鏈每個階段的運營都帶來負面影響，從而損害了整個系統的效率，增加了成本。在一個動態(tài)的世界里，管理者所面臨的不確定不僅來自于需求方面，也可能來自于供給方面。產生供給不確定的因素是多方面的：如供應價格或者數量的波動，促銷折扣，企業(yè)對于未來市場的投機，有限的生產能力，不準確的信息傳遞或9·11、S A R S等突發(fā)事件，這些因素都可引發(fā)逆長鞭效應。對于這些情況，尤其是那些小概率事件，管理者的經驗有限。更重要的是供應環(huán)節(jié)的一個小中斷可能會因為不正確的決策而擴大化，當系統各節(jié)點決策者面對供應波動，為確保自己的利益而適當擴大其訂單，無形中會引起運輸策略的改變和節(jié)點庫存成本的增加，從而也為制造商的生產和庫存決策帶來難題，造成不必要的浪費。

四、結論

本文通過仿真研究證實了逆長鞭效應的存在性及產生原因。其存在與供應鏈的各級參與者的思考行為方式緊密聯系，是系統固有的，對供應鏈的協調有一系列負面影響。

作者單位：華南理工大學交通學院

參考文獻：

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