供应链管理中的牛鞭效应分析
摘要：供应链管理是以核心竞争理论为基础，从采购原材料开始，到制成半成品和最终产品，最后由销售网络把产品送到最终用户手中这一过程，实现对信息流、物流和资金流的控制。它是将供应商、制造商、分销商、零售商直到最终用户连成一个整体的功能网链模式，对链中的资源进行有效配置的过程。供应链中的牛鞭效应是由信息的不确定性造成的信息扭曲并逐渐放大，从而造成需求信息大幅度波动的现象。牛鞭效应造成了供应链的的巨大损失，因此，分析并提出弱化牛鞭效应的对策具有一定的现实意义。
关键词：供应链管理；牛鞭效应；库存积压；短缺博弈
1 牛鞭效应的含义及核心思想
1.1牛鞭效应的含义
牛鞭效应也称需求变异放大效应，是对需求信息在供应链中传递的过程中发生扭曲失真的一种形象描述。主要指供应链上的信息流从最终客户向原始供应商端传递时，由于无法有效地实现信息的共享，导致需求在需求链上的传递过程中被逐级放大，最终导致制造商在实施生产计划时遇到巨大的不确定性。
牛鞭效应，是供应链管理的基本原理之一，由于信息扭曲的放大作用在图形上很像很一根甩起的牛鞭，因此被形象地称为牛鞭效应。
1.2牛鞭效应的核心思想
牛鞭效应的核心思想是：当供应链上的各成员企业只根据来自其相邻的下级企业的需求信息进行生产或供应决策时，需求信息的失真性会沿着供应链逐级而上，产生逐级放大的现象。当信息传递到最源头的原材料供应商时，其所获得的需求信息和终端消费市场中的顾客真实需求信息往往会发生巨大的偏差。因为这种需求放大效应的影响，上游供应商通常需要保持比下游供应商更高的库存量。
1.3供应链中牛鞭效应的形成过程
图1-1 供应链中牛鞭效应的形成过程
图1-1显示，在供应链中，每一个供应链成员企业制定的采购量、生产计划信息都会发生扭曲，并且这种扭曲程度会沿着供应链从下游向上游不断扩大，从而各成员企业的订货量的变化水平也就沿供应链不断的扩大。
显而易见，这种现象将会给企业带来众多的不良后果：产品的安全库存量居高不下、服务水平降低、供应链的整体成本过高以及客户个性化定制化程度低等问题，这必然降低供应链中企业的整体竞争力。因此减少“牛鞭效应”的不良影响，从而提高供应链灵活性与柔性，降低供应链的总成本、缩短产品的供货提前期等问题对于提高供应链管理绩效和提升供应链企业核心竞争力是尤为重要的。
2 牛鞭效应对供应链的影响
信息不能及时完全共享是“牛鞭效应”产生的主要原因，而“牛鞭效应”更加剧了信息的失真，最终导致供应链的失调，降低整个供应链的竞争力。具体的影响分析如下：
2.1 导致库存积压
当市场需求增加时，整个供应链的产能增加幅度超过市场需求增加幅度，超出部分则以库存形式积压在供应链不同节点。一旦需求放缓或负增长，大量资金和产品将以库存形式积压，整个供应链可能资金周转不良，严重影响供应链的良好运作，甚至导致企业倒闭，尤其是处于供应链末端的小企业。
失真的需求信息使得供应链上的各成员企业都要保持比真实的市场需求量更大的库存量，这些过多的库存量不仅占用了企业的流动资金，而且为了储存这些产品，企业还要支付许多库存和维护费用，增加库存则意味着库存成本也会随之提高。
2.2 增加生产成本
由于“牛鞭效应”的影响，生产商无法掌握市场真实需求数据和客户需求的变动规律，为了应付这种无法掌握的订货波动性，只有增加各品种各型号产品的安全库存量。但这种做法的结果必然增加单位产品的生产成本。
2.3 降低服务水平
扭曲失真的需求信息使供应链各成员企业很难做出准确的需求预测和生产计划，面对订单的无规律的大幅波动使得生产商有时无法做到及时向所有的经销商供货，从而可能导致客户订单满足率降低和供货期延长，库存过多不能及时销售还会造成产品过时滞销。这都会导致客户服务水平的降低。
3 牛鞭效应产生的原因
3.1需求预测放大
当供应链中的节点企业直接以其相邻的下游企业订货信息作为预测市场对产品的需求数据的唯一依据时，即会产生需求放大现象。另外，在这种情况下，各节点企业为了防止缺货的发生，往往使用确定性需求的控制方法来管理库存，即订货点库存管理，此方法下通常要涉及到订货点、订货提前期和安全库存量三个参数的制定管理。安全库存水平越大，提前期越长，市场的波动越大，需求预测越不准确，牛鞭效应体现得就越强烈。
3.2限量供应和短缺博弈
当某种商品由于畅销或生产商生产能力暂时不足供不应求时，产品生产商通常会根据经
销商订购的数量的多少按照一定的比例进行限量供应，经销商为了能够获得尽量多的产品供应，则会在订购时故意对真实需求量进行夸大；当供不应求的情况得到缓解时，多数经销商的订货量会马上下降，也会有部分经销商提出取消他们的订货。由此可见，对于厂商对产品限量供应的情况下，会使各级经销商产生过度紧张反应，从而互相之间进行博弈。这种博弈的结果是厂商很难区分这些激增的订货数量中哪些是由于市场真实需求而增加的，哪些是经销商害怕限量供应而夸大虚增的，因而不能从经销商的订单中得到有关产品需求情况的真实信息。
3.3订货批量的影响
在供应链中，每个企业都会向其上游订货，一般情况下，销售商并不会来一个订单就向上级供应商订货一次，而是在考虑库存和运输费用的基础上，在一个周期或者汇总到一定数量后再向供应商订货；为了减少订货频率，降低成本和规避断货风险，销售商往往会按照最佳经济规模加量订货。同时频繁的订货也会增加供应商的工作量和成本，供应商也往往要求销售商在一定数量或一定周期订货，此时销售商为了尽早得到货物或全额得到货物，或者为备不时之需，往往会人为提高订货量。
3.4价格波动的影响
价格波动是由于一些促销手段，或者经济环境突变造成的，如价格折扣、数量折扣、赠票、与竞争对手的恶性竞争和供不应求、通货膨胀、自然灾害、社会动荡等。这种因素使许多零售商和推销人员预先采购的订货量大于实际的需求量，因为如果库存成本小于由于价格折扣所获得的利益，销售人员当然愿意预先多买，这样订货没有真实反映需求的变化，从而产生牛鞭效应。
3.5供应链间各个环节信息不透明
上游企业如果仅根据下游企业的订单来安排生产量和库存量，而未查明或无法查明产生该订单的原因是什么，订单反映的数据是否反映下游企业的实际需求，供应链间各个环节间信息不透明导致牛鞭效应的产生。
3.6应付环境变异所产生的的不确定性
自然环境、人文环境、政策环境和社会环境的变化都会增强市场的不确定性。销售商应对这些不确定性因素影响的最主要手段之一就是保持库存，并且随着这些不确定性的增强，库存量也会随之变化。当对不确定性的预测被人为宣染，或者形成一种较普遍认识时，为了保持有应付这些不确定性的安全库存，销售商会加大订货，将不确定性风险转移给供应商，这样也会导致牛鞭效应。
4 供应链中牛鞭效应的实例分析
实例一：保洁公司
宝洁公司（P&G）在研究“尿不湿”的市场需求时发现，该产品的零售数量是相当稳定的，波动性并不大，但在考察分销中心向它的订货情况时，吃惊地发现波动性明显增大了，
其分销中心说，他们是根据汇总的销售商的订货需求量向她订货的。她进一步研究后发现，零售商往往根据对历史销量及现实销售情况的预测，确定一个较客观的订货量，但为了保证这个订货量是及时可得的，并且能够适应顾客需求增量的变化，他们通常会将预测订货量作一定放大后向批发商订货，批发商出于同样的考虑，也会在汇总零售商订货量的基础上再作一定的放大后向销售中心订货。这样，虽然顾客需求量并没有大的波动，但经过零售商和批发商的订货放大后，订货量就一级一级地放大了。在考察向其供应商，如3M公司的订货情况时，它也惊奇地发现订货的变化更大，而且越往供应链上游其订货偏差越大。
实例二：“牛鞭效应”放大现象的计算案例分析
例：假定在一个简单的供应链中，每个节点企业在仓库中都存放着7天所需的货物，即：每个节点企业从其上游供应商那里购买足够的材料以使得它的存货满足7天的需求，对某种产品的需求一直稳定在每7天100单位，如果某一个7天最终客户的需求比平时多了5单位，假设配送非常迅速，我们可以见证“牛鞭效应”对整个供应链的影响。
给定条件：每7天供应链的需求为100单位；
需求：等于下一环节客户购买的数量；
每个7天开始时的初期库存：必定等于前一个周期的期末库存；
每个周期的期末库存：必定等于本周的需求；
购买的单位数：等于需求加上库存中的任何变化；
购买量＝净需求＋（期末库存—初期库存）；
具体计算结果如表1所示：
分析以上计算案例，在第二周客户的需求增加5个单位时，由于“牛鞭效应”，信息的扭曲和放大，导致生产商生产产量提高到了180个单位，而当第三周客户的需求恢复正常时，生产商的产量变为0单位；当客户需求在第三周恢复到原来的100单位时，要使得生产商恢复到100单位的生产量，一直要持续到第七周，“牛鞭效应”才会消失。
5 弱化牛鞭效应的对策
5.1实现上、下游企业的无缝链接
（1）实现信息共享，这是减小牛鞭效应不利影响最有效的措施之一。抑制牛鞭效应就要准确预测。要想实现准确预测。一方面需要预测时综合考虑历史资料、定价、季节、促销和销售额等多种因素，另一方面就要避免供应链中消费数据的重复。解决这两个问题都需要实现信息共享。供应链各成员间通过Internet／EDI来实现实时交流和共享信息。减少和消除信息的不对称性，准确把握下游的实际需求。
（2）业务集成。供应链各成员间实现业务紧密集成，形成顺畅的业务流，这既能减少下游的需求变动。又能掌握上游的供货能力、安心享受供给保障，不再虚增需求。
（3）利用供应链消除牛鞭效应。供应链通常强调准确和协同，采购和排产要准确。供应链的各方要彼此协同但在如今快速变化的市场中，计划常常跟不上市场变化，速度在供应链管理中变得比以往更重要，所以解决牛鞭问题还有一种思路就是将SCM(Supply Chain Management)系统与CRM(Client Relation Management)系统有效对接，实现将物料计划发给各个供应商，才保证了供货充足。又不会大量占用资金与仓库。
5.2订货分级管理
根据“二八定律”划分分销商。即将80％的焦点精力集中在20％重要的事情上，就不会一事无成了。即对下游企业分别对待，通过管住关键销售商来减少变异概率。
5.3缩短提前期
订货提前期越短，订货量越准确。据调查，如果提前26周订货，需求预测误差大约为40％；如果提前16周进货，需求预测的误差大约为20%，而在销售时节开始时进货，则需求预测的误差为10％。因此，缩短提前期能够显著地减小牛鞭效应。
5.4采用业务外包
外包服务也可以抑制牛鞭效应。例如，采用第三方物流策略机制何以缩短提前期和实现小批量订货，无须再向一个供应商一次性大批量订货，又减少了运输风险。
5.5加强库存管理
利用库存控制方法消除牛鞭效应，有以下几个方式：
（1）VMI库存控制。VMI管理系统就是指由供应厂商管理用户库存，是连续补货的方式之一。所谓“连续补货”是供应商与零售商建立伙伴关系，两者共享零售商的库存数据和销售信息及目前的存货水准，供应商根据这些数据和信息再依据预先制定的存货水准对零售商进行补货的过程。
（2）联合库存控制。联合库存是基于协调中心的联合库存管理模式。供应商、分销商和零售商采用联合库存的方式合理地分担库存，一旦某处出现库存短缺，可立即从其他地点调拨转运来保证供货。这既防止了需求变异的放大，又现了共担风险，降低了整体库存，有效地抑制了牛鞭效应。
（3）第三方物流管理库存。第三方物流系统使企业之间的物流活动更加经济和高效化。第三方物流的物流咨询，广泛的市场信息使企业能获得更准确的需求信息，面向协调中心的第三方物流系统使供需双方都取消了各自独立的库存，提供的需求信息更为准确，增加了供应链的敏捷性和协调性。
5.6打破批量订购
批量订购会产生牛鞭效应，企业偏好大批量、低频率采购策略的原因是实行小批量、多次订购会使采购成本、运输成本高昂。即使通过EDI可使订购成本下降，但订购的效率仍会受满负荷与否所限制。解决这个问题的一个方法就是制造商鼓励其分销商同时订购多种不同的产品。这样货车一次就町从同一制造商那里满载多品种的产品，而不是满载同一品种。这样对每一产品来说其订购的频率大了．发送的频率不变．但仍可获得运输的规模经济性。
5.7稳定价格
控制由于提前购买或转换而引起的牛鞭效应的最好方法是减少对批发商的折扣频率和幅度。制造商可通过制定稳定的价格策略以减少对提前购买的激励。
5.8消除短缺情况下的博弈行为
供应不足时，供应商可根据顾客以前的销售记录按比例限额定量供应，而不是根据订购的数量供应。这样就可以防止顾客为了获得更多的供应而夸大订购量。供不应求时，与顾客共享生产能力和库存状况的有关信息能减轻顾客的忧虑，从而减少其参与博弈。
5.9建立惩罚约束机制
如果缺少惩罚机制，零售商会不断夸大他们的需求，在供给过剩的时候再退货或取消定单。因而采用限制性订货条款，对频繁取消订货的企业进行处罚可以消除零售店商的夸大订单额度。
6 结束语
牛鞭效应是供应链固有的问题，严重影响着企业的经济效益，已成为学术界和实业界关注的热点问题。只有供应链上各个成员企业携起手来，共同合作、优势互补，才能削弱牛鞭效应的影响，降低每个合作企业的损失，进一步提高企业竞争力和供应链的整体竞争力。参考文献：
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