劉 超 （上海海事大學(xué)，上海 200135）

1 相關(guān)理論回顧

1.1 牛鞭效應(yīng)

牛鞭效應(yīng)首先是由Forrester（1961）發(fā)現(xiàn)并提出。Lee是第一個(gè)正式用 “牛鞭效應(yīng)”這個(gè)術(shù)語來定義這種現(xiàn)象的學(xué)者。

Lee（1997）認(rèn)為產(chǎn)生牛鞭效應(yīng)的原因不是參與者的非理性決策，而是來源于各企業(yè)管理者追求利潤(rùn)最大化的理性決策。他較為全面的地分析了牛鞭效應(yīng)現(xiàn)象，認(rèn)為產(chǎn)生牛鞭效應(yīng)的具體原因有四種：需求信號(hào)處理；短期博弈；訂單批量和價(jià)格波動(dòng)，并針對(duì)每一種具體的原因，提出了對(duì)應(yīng)的解決辦法。對(duì)于需求信號(hào)處理所造成的牛鞭效應(yīng)，Lee建議信息共享、避免多重預(yù)測(cè)和縮短提前期；對(duì)于短缺博弈所造成的牛鞭效應(yīng)，Lee建議采用根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分配、提高信息共享水平和訂立合同等方式；對(duì)于訂單批量所造成的牛鞭效應(yīng)，Lee提出了減少運(yùn)輸成本 （通過利用EDI和CAO等手段）、拼車發(fā)貨和第三方物流的建議；對(duì)于價(jià)格波動(dòng)所造成的牛鞭效應(yīng)，Lee建議采用作業(yè)成本法、天天低價(jià)戰(zhàn)略和簽訂合同的方式來進(jìn)行控制和弱化。

而對(duì)信息共享，也有很多學(xué)者做了相關(guān)的研究。Towill（1998）通過對(duì)供應(yīng)鏈上牛鞭效應(yīng)的研究得出了這樣的結(jié)論：有效的信息共享即強(qiáng)化需求信息可以大幅減少供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)的庫(kù)存，即供應(yīng)鏈上強(qiáng)化需求信息對(duì)減弱牛鞭效應(yīng)一定程度上有明顯的效果。得到這一結(jié)論的同時(shí)，提出一種信息強(qiáng)化的供應(yīng)鏈信息流模型。在此信息強(qiáng)化模型中，利用EDI技術(shù)和POS可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)供應(yīng)鏈對(duì)終端用戶需求的共享，在一定程度上減弱牛鞭效應(yīng)。Frank Chen（2000）以一個(gè)制造商和一個(gè)零售商構(gòu)成的包括需求預(yù)測(cè)和前置時(shí)間兩個(gè)因素的簡(jiǎn)單兩級(jí)供應(yīng)鏈為研究對(duì)象，對(duì)它們進(jìn)行了分析，指出共享用戶信息能夠大大減少牛鞭效應(yīng)的影響。

下面我們以東風(fēng)汽車懸架彈簧有限公司和其下游蘇州金龍客車為例，來說明在低效率的信息共享下，這個(gè)兩級(jí)供應(yīng)鏈系統(tǒng)中存在著牛鞭效應(yīng)問題，并對(duì)信息共享對(duì)牛鞭效應(yīng)減弱效果進(jìn)行量化分析。

2 基于信息共享下的牛鞭效應(yīng)的量化分析

2.1 數(shù)據(jù)

東風(fēng)汽車懸架彈簧公司分銷商的銷售訂貨情況[1]。

表1是2007年1月至2008年7月，這19個(gè)月內(nèi)蘇州金龍客車關(guān)于型號(hào)為2912Q80xm-010彈簧的訂單變化情況。

表1 型號(hào)2912Q80xm-010彈簧的訂單變化 （2007-2008） 單位：件

表2是2009年8月到2010年12月蘇州金龍客車與東風(fēng)汽車懸架彈簧有限公司在施行了信息共享系統(tǒng)后的訂單變化情況。

表2 型號(hào)2912Q80xm-010彈簧的訂單變化 （2009-2010） 單位：件

2.2 模型建立與數(shù)據(jù)分析

2.2.1 需求信息預(yù)測(cè)過程中的牛鞭效應(yīng)

假設(shè)零售商 （蘇州金龍客車）采用一次指數(shù)平滑法預(yù)測(cè)市場(chǎng)需求。一次指數(shù)平滑法在t時(shí)期預(yù)測(cè)值的計(jì)算公式為：

其中，α（ 0＜α＜1 ）為平滑系數(shù)，表示賦予實(shí)際數(shù)據(jù)的權(quán)重。表示t-1時(shí)期的實(shí)際需求值，表示t-1時(shí)期的預(yù)測(cè)值。

由式 （1） 可得：

月 （2008年） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12實(shí)際需求量 300 400 500 400 500 400 660 300 600 400 500 400訂單量 300 360 445 420 570 430 568 400 520 450 480 430月 （2009年） 1 2 3 4 5 6 7實(shí)際需求量 400 500 450 500 400 500 300訂單量 410 470 460 482 430 480 320

由此可見，當(dāng)零售商 （蘇州金龍客車）直接對(duì)市場(chǎng)的需求信息作預(yù)測(cè)時(shí)，不考慮安全庫(kù)存等因素時(shí)，預(yù)測(cè)時(shí)的需求信息的波動(dòng)并不大于實(shí)際的需求波動(dòng)。

2.2.2 信息處理過程中的牛鞭效應(yīng)

企業(yè)在通過一次指數(shù)平滑法對(duì)市場(chǎng)需求做出預(yù)測(cè)后，接下來就需要對(duì)信息進(jìn)行處理，即對(duì)照自己的庫(kù)存策略做出相應(yīng)的決策。

假設(shè)零售商 （蘇州金龍客車）采用最優(yōu)訂貨點(diǎn)法， 將需求的預(yù)測(cè)值作為確定庫(kù)存最高水平的標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在，零售商的每期預(yù)測(cè)的市場(chǎng)需求值為Xt。用訂貨點(diǎn)法計(jì)算下一期的庫(kù)存最高水平St，即St=Xt+zδt。其中，zδt表示零售商的安全庫(kù)存，z是企業(yè)的安全系數(shù)，取決于企業(yè)的目標(biāo)服務(wù)水平。而）表示零售商在需求預(yù)測(cè)過程中的標(biāo)準(zhǔn)差，可以通過歷史數(shù)據(jù)獲得。零售商利用固定時(shí)間間隔期的庫(kù)存策略來處理信息，則零售商向生產(chǎn)商的訂貨量qt為：

此時(shí)

由式 （2） 和 （3）， 可以得到：

此時(shí)，我們可以得出結(jié)論：當(dāng)零售商 （蘇州金龍客車）采用一次指數(shù)平滑法獲取需求信息，并用固定間隔期的庫(kù)存策略來處理信息，零售商向上游的訂貨量波動(dòng)大于市場(chǎng)需求信息的波動(dòng)，存在牛鞭效應(yīng)。

另外，將式 （4）和 （7）進(jìn)行比較，我們還可以發(fā)現(xiàn)，零售商處的信息的波動(dòng)放大主要在信息處理過程中產(chǎn)生的，與零售商所采取的庫(kù)存策略有關(guān)。

月 （2008年） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12實(shí)際需求量 300 400 500 400 500 400 660 300 600 400 500 400實(shí)際發(fā)出量 200 460 450 500 460 440 580 410 530 460 560 350月 （2009年） 1 2 3 4 5 6 7實(shí)際需求量 400 500 450 500 400 500 300實(shí)際發(fā)出量 450 450 560 420 460 570 250

而當(dāng)零售商和生產(chǎn)商都采用一次指數(shù)平滑預(yù)測(cè)方法和固定間隔期庫(kù)存控制系統(tǒng)時(shí)，在獨(dú)立決策，也就是在沒有信息共享的情況下，零售商在結(jié)合庫(kù)存策略對(duì)需求預(yù)測(cè)信息的處理階段牛鞭效應(yīng)產(chǎn)生，而生產(chǎn)商向其上游的訂貨量的波動(dòng)又會(huì)被進(jìn)一步放大。

2.2.3 信息共享下的牛鞭效應(yīng)

假設(shè)零售商見到的需求是獨(dú)立的均勻分布，同時(shí)是供應(yīng)鏈的所有階段都使用具有p次觀測(cè)結(jié)果的移動(dòng)平均預(yù)測(cè)方法來估計(jì)平均需求。這樣一來，供應(yīng)鏈的每一階段在每個(gè)時(shí)期都擁有了顧客需求方面的完全信息，將使用相同的平均需求的估計(jì)值，即假設(shè)供應(yīng)鏈的每一階段k在每個(gè)周期內(nèi)的訂貨點(diǎn)正好是固定提前間隔期內(nèi)預(yù)測(cè)到的需求，這時(shí)供應(yīng)鏈的每一階段k都是用的訂貨點(diǎn)為其中，Lk是第k階段和第k+1階段之間的提前間隔期。

為了做到定量地表示可變性，我們必須確定qt方差與Dt方差的比值，即零售商向制造商訂貨的方差與零售商面對(duì)需求的方差的比值。此時(shí)，qt為零售商向制造商發(fā)出的訂單量，且滿足qt=yt-yt-1+Dt-1。

下面我們對(duì)在信息分散處理下的牛鞭效應(yīng)，與信息集中處理下的牛鞭效應(yīng)進(jìn)行比較。

我們?nèi)匀患僭O(shè)零售商面對(duì)的需求為Dt=μ+εi,μ為非負(fù)常量，εt為誤差隨機(jī)變量，且εt服從獨(dú)立均勻分布，即

月 （2009年） 10 11 12實(shí)際需求量 400 300 400實(shí)際發(fā)出量 405 344 390月 （2010年） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12實(shí)際需求量 350 550 500 400 386 400 572 550 600 580 550 480發(fā)出訂單量 370 555 510 390 400 400 580 520 580 570 570 520

因此，我們得出結(jié)論，供應(yīng)鏈在信息集中處理情況下，任一階段發(fā)出的訂單的方差是該階段與零售商之間的總提前間隔期的一個(gè)遞增函數(shù)。這表明，當(dāng)我們?cè)冢?/p>

所有需求信息都集中處理；供應(yīng)鏈的每一個(gè)階段都使用相同的預(yù)測(cè)技術(shù)、供應(yīng)鏈的每一個(gè)階段都使用相同的庫(kù)存策略時(shí)，我們?nèi)匀粫?huì)看到供應(yīng)鏈每階段上需求可變性的增加。因此，我們可以得出一個(gè)結(jié)論，就是當(dāng)需求信息完全集中以及供應(yīng)鏈所有階段都使用同樣的預(yù)測(cè)技術(shù)和庫(kù)存策略，牛鞭效應(yīng)仍然存在，也就是說，我們尚不能完全消除牛鞭效應(yīng)。

雖然我們不能完全消除牛鞭效應(yīng)，但是信息的集中和分享確實(shí)可以顯著地改善牛鞭效應(yīng)已經(jīng)在上面的分析中得到證實(shí)，這就為我們?cè)趯?shí)際中建立供應(yīng)鏈企業(yè)信息共享系統(tǒng)提供了理論依據(jù)。

3 管理啟示

3.1 信息共享平臺(tái)的建立

供應(yīng)鏈信息共享平臺(tái)是各種軟件和硬件的集合。平臺(tái)中的共享信息數(shù)據(jù)庫(kù)存放來自各個(gè)企業(yè)的共享信息，對(duì)這些信息的查詢只在平臺(tái)中進(jìn)行。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)共享信息的訪問不會(huì)干擾企業(yè)信息系統(tǒng)的運(yùn)行。共享信息也可以存放在企業(yè)本身數(shù)據(jù)庫(kù)，由企業(yè)對(duì)外提供接口來訪問這些共享信息。但要注意：

（1）供應(yīng)鏈各節(jié)點(diǎn)企業(yè)要努力提供統(tǒng)一的共享環(huán)境；

（2）供應(yīng)鏈信息共享體現(xiàn)三種信息共享方式：信息交換、共享信息查詢和共享服務(wù)；

（3）目標(biāo)是為供應(yīng)鏈中的各個(gè)企業(yè)提供統(tǒng)一的信息共享環(huán)境，使得各個(gè)企業(yè)及最終客戶能夠快速查詢共享信息，并且支持服務(wù)共享及企業(yè)應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)交換。

3.2 加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部管理實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)柔性化

供應(yīng)鏈信息管理的關(guān)鍵就是實(shí)現(xiàn)企業(yè)間信息的共享，要實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈企業(yè)間的信息共享，首先要從單個(gè)企業(yè)內(nèi)部入手。企業(yè)不僅需要有發(fā)達(dá)的信息收集系統(tǒng)和精確的需求預(yù)測(cè)工具，使庫(kù)存更加貼近市場(chǎng)的真實(shí)情況，減少不必要的先期購(gòu)買，更需要通過有效的管理，力求在企業(yè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)全流程的無縫作業(yè)，提高接口工作效率，減少失誤與浪費(fèi)。同時(shí)還要有效減少企業(yè)內(nèi)部的重復(fù)工作，剔除流程中的多余步驟，從而使物流流程簡(jiǎn)單化、高效化、低成本。

3.3 建立企業(yè)戰(zhàn)略聯(lián)盟，實(shí)現(xiàn)信息透明

供應(yīng)鏈的良好運(yùn)作是以供應(yīng)鏈成員企業(yè)相互間充分信任和相互合作為基礎(chǔ)。供應(yīng)鏈上的企業(yè)甚至可以了解到另一個(gè)合作企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，由此可見供應(yīng)鏈中的企業(yè)相互間是相當(dāng)信任和合作的。缺乏這種信任和強(qiáng)烈的合作愿望，供應(yīng)鏈的有序運(yùn)作是不可能。因此供應(yīng)鏈管理的實(shí)質(zhì)就是合作，它使供應(yīng)商、制造商、分銷商、客戶多方受益。只有供應(yīng)鏈上的企業(yè)之間充分信任和合作，才能保證供應(yīng)鏈上企業(yè)信息的透明，保證供應(yīng)鏈的高效率運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)價(jià)值增值。

3.4 建立有效的激勵(lì)機(jī)制

在供應(yīng)鏈管理中，由于制造商無法全面、細(xì)致的了解供應(yīng)商運(yùn)作全過程，供應(yīng)商對(duì)制造商服務(wù)的不確定性必將給制造商帶來風(fēng)險(xiǎn)。由此，在非對(duì)稱信息條件下，好的激勵(lì)機(jī)制一方面能對(duì)供應(yīng)商產(chǎn)生激勵(lì)，另一方面又能分擔(dān)制造商的風(fēng)險(xiǎn)。供應(yīng)商也愿意自覺實(shí)施，因?yàn)樗軌蚍瞎?yīng)商的利益最大化。

[1]湯向東.供應(yīng)鏈企業(yè)信息共享系統(tǒng)的構(gòu)建——消除供應(yīng)鏈牛鞭效應(yīng)的負(fù)面影響[J].物流與采購(gòu)研究，2009(6):32-34.

[2] 高然，龍子泉.牛鞭效應(yīng)研究現(xiàn)狀與趨勢(shì)：一個(gè)文獻(xiàn)綜述[J].華東經(jīng)濟(jì)管理，2010(12):135-138.

[3] Sterman,J.D..Modelling managerial behaviour:Misperceptions of feedback in dynamic decision making experiment[J].Management Science,1989,35(3):321-339.

[4] Lee,H.L.,Padmanabhan,V.&Whang,S..Information Distortion in a Supply Chain:The Bullwhip Effect[J].Management Science,1997,43:546-558.

[5] Lee,H.L.,Padmanabhan,V.&Whang,S..Comments on “Information Distortion in a Supply Chain:The Bullwhip Effect”[J].Management Science,2004,50(12):1887-1893.