供應(yīng)鏈的“牛鞭效應(yīng)”及其解決辦法

錢錫紅　徐萬里

摘要：“牛鞭效應(yīng)”在供應(yīng)鏈管理中是一種相當(dāng)普遍的現(xiàn)象，文章首先對供應(yīng)鏈中“牛鞭效應(yīng)”的研究文獻(xiàn)進(jìn)行回顧；然后以現(xiàn)有研究為基礎(chǔ)，總結(jié)出“牛鞭效應(yīng)”的主要來源——需求預(yù)測修正、配給博弈、訂貨批量決策、價格波動；最后針對“牛鞭效應(yīng)”的各個來源提出應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞：牛鞭效應(yīng)；信息扭曲；供應(yīng)鏈管理

一、相關(guān)理論回顧

Forrester(1961)在一系列的案例研究中都闡述了“牛鞭效應(yīng)”，并指出這一效應(yīng)源于產(chǎn)業(yè)動態(tài)性(Industrial Dy-namics)或產(chǎn)業(yè)組織隨時間變化的行為。換句話說，就是一個組織的基本形式和政策能夠?qū)е略诠?yīng)鏈中產(chǎn)生該組織所特有的不合意行為。因此，通過對行為的修正(For-rester)可以削弱“牛鞭效應(yīng)”。

Sterman(1989)在一個庫存管理的實(shí)驗(yàn)中分析了“啤酒分銷游戲”中的“牛鞭效應(yīng)”(與彼得，圣吉1990年出版的《第五項(xiàng)修煉》一書中提到的啤酒游戲相似)。這個實(shí)驗(yàn)涉及到供應(yīng)鏈中的四個參與者，他們分別進(jìn)行獨(dú)立的庫存決策。彼此之間無庫存信息溝通，只以相鄰參與者的訂單作為唯一的庫存決策依據(jù)。在這一線性成本的結(jié)構(gòu)下，隨著訂單每一次向供應(yīng)鏈上游傳送一次，訂單的誤差就相應(yīng)被擴(kuò)大，由此即論證了“牛鞭效應(yīng)”的存在。Sterman(1989)將這種現(xiàn)象解釋為參與者的“系統(tǒng)性非理性行為”或者“對于反饋的錯誤感知”。因此，削弱“牛鞭效應(yīng)”可以通過對個人進(jìn)行培訓(xùn)來實(shí)現(xiàn)。

與Forrester(1961)和Sterman(1989)一樣，Lee等人(2004)重點(diǎn)探尋了“牛鞭效應(yīng)”的根源及其對管理的啟示。他們發(fā)展出供應(yīng)鏈的簡單數(shù)學(xué)模型，證實(shí)了“牛鞭效應(yīng)”是理性的供應(yīng)鏈成員之間的戰(zhàn)略互動。這一關(guān)于成員的假設(shè)與Forrester(1961)和Sterman(1989)不同，Lee等人強(qiáng)調(diào)了成員的理性和尋求最優(yōu)化。因此，他們認(rèn)為通過攻克制度方面和跨組織方面的基礎(chǔ)設(shè)施及相關(guān)過程的難題能夠使組織更好地控制“牛鞭效應(yīng)”。此外，Lee等人基于真實(shí)的經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)研究了供應(yīng)鏈中的信息流動，隨著信息在供應(yīng)鏈中被不斷地向上游傳遞，訂貨量與銷售量的不一致以逐漸放大的形式向供應(yīng)鏈上游傳遞。即，訂貨量與銷售量之間的偏差放大(Vafiance Amplication)效應(yīng)。

需求信息的扭曲表明，生產(chǎn)商如果只觀察即時訂單將會被擴(kuò)大的需求所誤導(dǎo)，這會產(chǎn)生高成本。例如，生產(chǎn)商由于無計(jì)劃地采購原材料，導(dǎo)致額外的原材料成本；由于過量生產(chǎn)能力、無效率的運(yùn)行和超負(fù)荷運(yùn)行招致的額外生產(chǎn)成本：由于無效地安排導(dǎo)致的過度倉儲成本和額外運(yùn)輸成本。貿(mào)易評估表明，這些活動會產(chǎn)生12.5％～15％的額外成本(Kurt Salmon Associates，1993)。

經(jīng)濟(jì)學(xué)家(如Holt et al，1960；Blinder，1982；Blanchard，1983)對理解“牛鞭效應(yīng)”也做出了一些貢獻(xiàn)。對于需求的波動，庫存通常扮演使生產(chǎn)平衡的一個緩沖(Buffer)角色。庫存使生產(chǎn)商能夠充分挖掘生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性并最小化總成本。這個論斷表明生產(chǎn)隨著時間的波動小于需求隨時間的波動。然而，基于宏觀經(jīng)濟(jì)資料的經(jīng)驗(yàn)研究(如Blanehard 1983)表明了相反的結(jié)論，生產(chǎn)的波動性比需求更大。為了解釋這種不一致性，Caplin(1985)和Blinder(1982，1986)的研究表明，零售商采用(s，S)類型的庫存策略會導(dǎo)致補(bǔ)給訂單的波動超過需求的波動。Kahn(1987)表明需求的正序列相關(guān)性和存貨也會導(dǎo)致“牛鞭效應(yīng)”。

此外，Chen等人(2000)的研究關(guān)注于需求預(yù)測對“牛鞭效應(yīng)”的影響，零售商利用標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)測手段來估計(jì)顧客需求過程的某些參數(shù)，而不是簡單地假設(shè)零售商了解顧客需求過程的特定形式。此外，他們還對供應(yīng)鏈各階段的變動量進(jìn)行定量計(jì)算。他們的研究結(jié)果表明，即使?jié)M足：第一，所有的需求信息共享；第二，供應(yīng)鏈上每一階段都使用相同的預(yù)測技術(shù)；第三，每一階段都使用相同的庫存策略，供應(yīng)鏈上每一階段的需求波動都會增加，即共享顧客的需求信息并不能完全消除“牛鞭效應(yīng)”。

Deionckheere，Disney，Lambrecht和Towill(2003)用控制系統(tǒng)工程來測度“牛鞭效應(yīng)”。研究發(fā)現(xiàn)，需求偏差在信息共享情況下呈線性遞增，在非信息共享情況下呈冪級數(shù)遞增。

二、“牛鞭效應(yīng)”的來源

考察一種訂貨點(diǎn)S庫存策略，庫存系統(tǒng)是一個在周期性庫存審查政策下運(yùn)作的多時期系統(tǒng)，該系統(tǒng)滿足四個條件：第一，過去的需求信息不被用作預(yù)測的依據(jù)(如需求是不變的)；第二，訂貨提前期是固定的，廠商可以供給無窮量的產(chǎn)品：第三，無固定的訂貨成本；第四，產(chǎn)品的購買成本保持不變。以上四個條件可以保證訂貨點(diǎn)S策略是最優(yōu)的。此時S是一個常數(shù)。在這個框架下，每一期的訂貨量都與前一期的需求量相等，因此訂貨量與需求量有相同的偏差。Lee等人(2004)研究表明，對以上四個條件逐一放松就會得出產(chǎn)生“牛鞭效應(yīng)”的四個原因：需求預(yù)測修正(De-mand Signal Processing)、配給博弈(Rationing Game)、訂貨批量決策(Order Batching)、價格波動(Price Variation)。

1需求預(yù)測修正?？疾煲粋€需求隨著時間呈非靜態(tài)的多期庫存模型，需求預(yù)測基于觀測到的需求來更新。在非靜態(tài)需求下，庫存系統(tǒng)第t期的訂貨點(diǎn)決策也為非靜態(tài)。例如，零售商在一期經(jīng)歷了需求的高漲，他將把此視為未來高需求的一個信號，并調(diào)整他對需求的預(yù)期，下一個大單，由此導(dǎo)致“牛鞭效應(yīng)”。這種需求信號模型的例子包括貝葉斯更新模型(Bayesian Updating Model)(Azoury，1985)，連續(xù)相關(guān)需求模型(Kahn，1987；Miller，1986)。

2配給博弈。配給博弈是指當(dāng)顧客預(yù)期到供給將短缺時所采取的戰(zhàn)略性訂貨行為。當(dāng)產(chǎn)品由于產(chǎn)能限制或產(chǎn)量的不確定使得需求大于供給時，在短缺情況下，生產(chǎn)商的理性決策是按照訂貨量比例分配現(xiàn)有供應(yīng)量。此時，零售商為了獲得更大份額的配給量，故意夸大其訂貨需求。當(dāng)需求降溫時，訂貨又突然消失，這種由于短缺博弈導(dǎo)致的需求信息扭曲最終導(dǎo)致“牛鞭效應(yīng)”。

3訂貨批量決策。一般情況下，銷售商并不會接一個訂單就向其上游供應(yīng)商訂貨。而是在考慮庫存和運(yùn)輸費(fèi)用的基礎(chǔ)上，在一個周期或者匯總到一定數(shù)量后再向供應(yīng)商訂貨；為了減少訂貨頻率，降低成本和規(guī)避斷貨風(fēng)險，銷售商往往會按照最佳經(jīng)濟(jì)規(guī)模加量訂貨。同時頻繁地訂貨也會增加供應(yīng)商的工作量和成本，供應(yīng)商也往往要求銷售商在一定數(shù)量或一定周期訂貨，此時銷售商為了盡早得到貨物或全額得到貨物，或者為備不時之需，往往會人為提高訂貨量，這樣，由于訂貨策略導(dǎo)致了“牛鞭效應(yīng)”。

4價格波動。價格波動是由于一些促銷手段或者經(jīng)濟(jì)環(huán)境突變造成的。如價格折扣、數(shù)量折扣、贈票、惡性競爭、通貨膨脹、自然災(zāi)害、社會動蕩等。這些因素使許多銷售商預(yù)先采購的訂貨量大于實(shí)際的需求量，因?yàn)槿绻麕齑娉杀拘∮谟捎趦r格折扣所獲得的利益，當(dāng)期多買就是理性的決策。又由于銷售商當(dāng)期定貨量大大超過其需求量，導(dǎo)致在促銷過后的一段時間內(nèi)，銷售商由于充足的儲備在一定時期內(nèi)無須向生產(chǎn)商訂貨，導(dǎo)致生產(chǎn)商生產(chǎn)的波動性。由此產(chǎn)生“牛鞭效應(yīng)”。

批量決策在產(chǎn)品生命周期處于成長階段時較常見，此時產(chǎn)品的需求大于供給。配給和價格波動效應(yīng)的聯(lián)系表現(xiàn)在它們都是渠道成員對于市場力量的反應(yīng)。在現(xiàn)實(shí)中，這些效應(yīng)中的幾個就可以刻畫一個市場，因此供應(yīng)鏈中的所有參與者必須意識到這些力量的影響，并采取措施改善供應(yīng)鏈成員間的關(guān)系。

三、“牛鞭效應(yīng)”的應(yīng)對措施

以下針對牛鞭效應(yīng)的四個主要來源，分別給出應(yīng)對措施。

1信息共享、補(bǔ)給的集中控制、縮短提前訂貨期。需求預(yù)測修正的根源是終端需求的不可見性、多期預(yù)測及較長的訂貨提前期。因此，一種比較常見的解決方案是給予生產(chǎn)商接近零售商需求數(shù)據(jù)的機(jī)會。隨著信息技術(shù)的發(fā)展。零售商與生產(chǎn)商之間的電子數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)使得需求數(shù)據(jù)能夠便捷地向渠道的上游成員傳遞。像IBM、惠普、Ap-ple這樣的廠商都越發(fā)重視從它們的分銷商那獲得銷售全程的數(shù)據(jù)。但為了預(yù)測目的而接近通用數(shù)據(jù)并不是一個完全的解決方略，數(shù)據(jù)預(yù)報技術(shù)的不同也會導(dǎo)致訂貨的較大波動和需求的較大扭曲。為了消除“牛鞭效應(yīng)”，可以在供應(yīng)鏈中引入一個單一成員統(tǒng)一為渠道中的其它成員預(yù)報和訂貨。這樣，供應(yīng)鏈就可以落實(shí)一個集中式的多層次庫存控制系統(tǒng)，這一系統(tǒng)優(yōu)于獨(dú)立運(yùn)作的基于地點(diǎn)的庫存控制(Clark和Scarf，1960)。日益風(fēng)彌的供應(yīng)商管理庫存(VMI)系統(tǒng)和持續(xù)補(bǔ)給計(jì)劃(CRP)在包裝產(chǎn)品行業(yè)證明了整合信息所實(shí)現(xiàn)的效率。例如，VMI在寶潔公司免洗尿布的供應(yīng)鏈中處于中心位置(從膠帶供應(yīng)商3M公司延伸到它們的顧客沃爾瑪)。

除此之外，直接營銷渠道不受牛鞭效應(yīng)的影響。因?yàn)樗鼪]有分銷渠道因而需求信息傳遞過程不易發(fā)生信息扭曲。戴爾電腦公司的“Dell Direct”方案和蘋果電腦公司“Consumer Direct”方案都是很好的直銷示例。取消中介渠道的潛在利益在Forrest的早期文獻(xiàn)中也被提到過?？s短提前訂貨期也是一個直接且有效的應(yīng)對“牛鞭效應(yīng)”的措施。長期以來，提前訂貨期的縮短都是各類公司的生產(chǎn)戰(zhàn)略的組成部分(Fisher，1994)。

2基于以往銷量的分配、訂貨分級管理、共享產(chǎn)能信息、有限靈活性。在短缺情形下，在零商中間設(shè)計(jì)以不同的規(guī)則分配供給，一個備選規(guī)則即是以零售商前一期的市場份額為依據(jù)按比例分配供給。例如，通用電器在短缺時期基于歷史的銷售記錄將產(chǎn)品分配給經(jīng)銷商。從供應(yīng)商的角度看，并不是所有銷售商(批發(fā)商、零售商)的地位和作用都是相同的。因此供應(yīng)商應(yīng)根據(jù)一定標(biāo)準(zhǔn)將銷售商進(jìn)行分類，對于不同的銷售商劃分不同的等級，對他們的訂貨實(shí)行分級管理。

短缺博弈也有可能源于零售商對于假想的短缺而采取的自我保護(hù)。這一可能性可由生產(chǎn)商與供應(yīng)鏈中下游成員之間共享生產(chǎn)和庫存信息來預(yù)防。但僅有這一預(yù)防措施還不足以在真實(shí)的短缺情形下以合乎各方意愿的方式來解決資源競爭問題。一個更有效的解決方法是設(shè)計(jì)一個約束購買者靈活性的合同，因?yàn)椴患尤魏蜗拗频挠嗀洈?shù)量、自由退貨和慷慨的訂貨取消政策都會誘使博弈產(chǎn)生。共享預(yù)測信息、風(fēng)險和靈活性的方法在計(jì)算機(jī)業(yè)和零售業(yè)中比較常見。

3EDI、頻繁配送約定、第三方物流。周期性庫存審查過程導(dǎo)致的需求扭曲可以通過向生產(chǎn)商提供零售端全銷售過程的資料和庫存資料來削弱。生產(chǎn)商可利用基于銷售(而不是訂單)的資料來擬定生產(chǎn)日程。

另一個緩解批量訂貨效應(yīng)的方法是依EOO(經(jīng)濟(jì)訂貨量)模型的邏輯通過降低交易費(fèi)用來減少批量訂貨的需求。交易費(fèi)用中的大部分源于與訂單有關(guān)的文書工作和處理請求的工作。因此，基于EDI的訂貨傳輸系統(tǒng)對于降低訂貨成本和訂貨批量都有很大的幫助。

生產(chǎn)商也可以通過其它方式來影響購買者的批量訂貨決策，一種是允許零售商訂購多種商品以達(dá)到一定的數(shù)目，并給予同樣的批量折扣。另一種方法是協(xié)調(diào)運(yùn)送日程，這可以將渠道從隨機(jī)訂貨轉(zhuǎn)為穩(wěn)定訂貨。另一項(xiàng)有效的制度設(shè)計(jì)是第三方物流公司的誕生。這些公司充當(dāng)了在傳統(tǒng)單一購買者——銷售者關(guān)系中無法實(shí)現(xiàn)的挖掘規(guī)模經(jīng)濟(jì)的角色。例如，通過將地理位置相對比較靠近的零售商的訂單進(jìn)行整合，第三方物流公司可以更低價地為顧客提供訂貨的機(jī)會。同樣，供應(yīng)商也可使用聯(lián)合庫存和聯(lián)合運(yùn)輸方式多批次發(fā)送貨物。

4特別購買合同。戰(zhàn)略性購買源于購買者想在短期內(nèi)利用折扣機(jī)會獲利，但對于生產(chǎn)商來說，這會招致不穩(wěn)定的生產(chǎn)日程，不必要的庫存成本和扭曲的需求信息。一些產(chǎn)業(yè)專家認(rèn)為，在總利潤分析中，庫存成本通常沒有得到正確的估計(jì)，因此，零售商不總是能夠從戰(zhàn)略性購買中獲得較大的利益。事實(shí)上，購買者的所得和生產(chǎn)者的損失不一定是總是相伴的。生產(chǎn)商可以保留高低定價策略，但可以同步推行購買和配送日程，即，生產(chǎn)商和購買商可以簽定一個合約，合約中購買方承諾以一定的折扣來購買一批貨品，但貨品可以在未來多個時期內(nèi)分批發(fā)送。以這種方式，生產(chǎn)商就可以更有效地安排生產(chǎn)，購買者同時也可以獲得戰(zhàn)略性訂貨的利益，同時，雙方都可以省下庫存成本。