供应链的不确定性与长鞭效应.ppt

第第2讲讲 供应链的不确定性与牛供应链的不确定性与牛鞭效应鞭效应要点要点n n供应链的不确定性供应链的不确定性n n供应链不确定性的系统分析供应链不确定性的系统分析n n牛鞭效应研究综述牛鞭效应研究综述n n牛鞭效应的模型与分析牛鞭效应的模型与分析2.1 供应链的不确定性供应链的不确定性n n1. 1. 供应链的复杂性供应链的复杂性供应链的复杂性供应链的复杂性n n供应链是一个与外界环境进行交换与耗散的开放供应链是一个与外界环境进行交换与耗散的开放供应链是一个与外界环境进行交换与耗散的开放供应链是一个与外界环境进行交换与耗散的开放系统系统系统系统, ,一个诸多子系统、要素相互作用的动态变化一个诸多子系统、要素相互作用的动态变化一个诸多子系统、要素相互作用的动态变化一个诸多子系统、要素相互作用的动态变化着的复杂系统着的复杂系统着的复杂系统着的复杂系统, ,也是由资源、经济、社会、环境四也是由资源、经济、社会、环境四也是由资源、经济、社会、环境四也是由资源、经济、社会、环境四大子系统通过相互依存、相互作用和相互制约的大子系统通过相互依存、相互作用和相互制约的大子系统通过相互依存、相互作用和相互制约的大子系统通过相互依存、相互作用和相互制约的复合统一体。

复合统一体复合统一体复合统一体n n供应链的复杂性表现为：供应链的复杂性表现为：供应链的复杂性表现为：供应链的复杂性表现为：ØØ供应链宏观系统的复杂性供应链宏观系统的复杂性供应链宏观系统的复杂性供应链宏观系统的复杂性ØØ供应链管理的复杂性供应链管理的复杂性供应链管理的复杂性供应链管理的复杂性 供应链宏观系统的概念模型供应链宏观系统的概念模型n n资源资源资源资源资源包括自然资源和社会资源两大门类按三级资资源包括自然资源和社会资源两大门类按三级资资源包括自然资源和社会资源两大门类按三级资资源包括自然资源和社会资源两大门类按三级资源论划分源论划分源论划分源论划分, ,ØØ一是天然资源一是天然资源一是天然资源一是天然资源ØØ二是技术资源二是技术资源二是技术资源二是技术资源ØØ三是管理资源三是管理资源三是管理资源三是管理资源 n n经济系统经济系统经济系统经济系统经济系统表现了社会物质的再生产过程和资本经济系统表现了社会物质的再生产过程和资本经济系统表现了社会物质的再生产过程和资本经济系统表现了社会物质的再生产过程和资本收益及劳动财富的积累过程供应链经济子系统的功能主收益及劳动财富的积累过程。

供应链经济子系统的功能主收益及劳动财富的积累过程供应链经济子系统的功能主收益及劳动财富的积累过程供应链经济子系统的功能主要体现在与宏观经济环境大系统的耗散与转化运行及物质要体现在与宏观经济环境大系统的耗散与转化运行及物质要体现在与宏观经济环境大系统的耗散与转化运行及物质要体现在与宏观经济环境大系统的耗散与转化运行及物质转换、价值创造和信息集散上转换、价值创造和信息集散上转换、价值创造和信息集散上转换、价值创造和信息集散上n n社会社会社会社会供应链系统是社会复杂巨系统的子系统供应链系统是社会复杂巨系统的子系统供应链系统是社会复杂巨系统的子系统供应链系统是社会复杂巨系统的子系统, ,其本身既是其本身既是其本身既是其本身既是整个社会系统的一个组成部分整个社会系统的一个组成部分整个社会系统的一个组成部分整个社会系统的一个组成部分, ,又涌现出自身的社会属性又涌现出自身的社会属性又涌现出自身的社会属性又涌现出自身的社会属性n n环境系统环境系统环境系统环境系统从宏观意义上从宏观意义上从宏观意义上从宏观意义上, ,环境应指供应链大环境环境应指供应链大环境环境应指供应链大环境环境应指供应链大环境, ,但是但是但是但是, ,供应供应供应供应链运行的中、微观环境系统对供应链的耗散作用更为重要。

链运行的中、微观环境系统对供应链的耗散作用更为重要链运行的中、微观环境系统对供应链的耗散作用更为重要链运行的中、微观环境系统对供应链的耗散作用更为重要环境子系统的要素构成主要包括环境子系统的要素构成主要包括环境子系统的要素构成主要包括环境子系统的要素构成主要包括: :大气、土地、地下水资源、大气、土地、地下水资源、大气、土地、地下水资源、大气、土地、地下水资源、地表水系、林木植被及地貌景观等地表水系、林木植被及地貌景观等地表水系、林木植被及地貌景观等地表水系、林木植被及地貌景观等供应链宏观系统的复杂性特征供应链宏观系统的复杂性特征n n整体性整体性n n层次性层次性n n复合性复合性n n关联性关联性n n分形性分形性n n动态演化性动态演化性n n环境适应性环境适应性供应链管理的复杂性特征供应链管理的复杂性特征n n网链式管理的复杂性网链式管理的复杂性n n多层次结构管理的复杂性多层次结构管理的复杂性n n开放系统管理的复杂性开放系统管理的复杂性n n动态管理的复杂性动态管理的复杂性n n行为管理的复杂性行为管理的复杂性2.供应链不确定性的主要来源供应链不确定性的主要来源n n供应链上的不确定因素表现形式供应链上的不确定因素表现形式ØØ衔接不确定性衔接不确定性衔接不确定性衔接不确定性ØØ运作不运作不运作不运作不确定性确定性确定性确定性n n主要来源：主要来源：ØØ供应商供货的不确定供应商供货的不确定供应商供货的不确定供应商供货的不确定ØØ生产过程的不确定生产过程的不确定生产过程的不确定生产过程的不确定ØØ客户需求的不确定性客户需求的不确定性客户需求的不确定性客户需求的不确定性3.库存的作用库存的作用n n库存是应对不确定性的一种保障措施。

库存是应对不确定性的一种保障措施库存是应对不确定性的一种保障措施库存是应对不确定性的一种保障措施n n库存能有效地缓解供需的矛盾，使生产尽可能均匀库存能有效地缓解供需的矛盾，使生产尽可能均匀库存能有效地缓解供需的矛盾，使生产尽可能均匀库存能有效地缓解供需的矛盾，使生产尽可能均匀n n根据不同的作用可以将库存分为四种类型：根据不同的作用可以将库存分为四种类型：根据不同的作用可以将库存分为四种类型：根据不同的作用可以将库存分为四种类型：ØØ周转库存周转库存周转库存周转库存ØØ安全库存安全库存安全库存安全库存ØØ季节性库存季节性库存季节性库存季节性库存ØØ运输库存运输库存运输库存运输库存n n几乎所有的企业和制造商都拥有一定的库存然而，困难几乎所有的企业和制造商都拥有一定的库存然而，困难几乎所有的企业和制造商都拥有一定的库存然而，困难几乎所有的企业和制造商都拥有一定的库存然而，困难的是，还需要确定具体的库存量和合理的库存地点的是，还需要确定具体的库存量和合理的库存地点的是，还需要确定具体的库存量和合理的库存地点的是，还需要确定具体的库存量和合理的库存地点n n目前，企业只能按照传统方法依赖于经验和直觉决定库存目前，企业只能按照传统方法依赖于经验和直觉决定库存目前，企业只能按照传统方法依赖于经验和直觉决定库存目前，企业只能按照传统方法依赖于经验和直觉决定库存量。

量4.减少库存与系统优化减少库存与系统优化n n尽管，库存可以弥补运营中的不确定性，尽管，库存可以弥补运营中的不确定性，但需要占用流动资金，占用场地，库存的但需要占用流动资金，占用场地，库存的物品会出现损坏和失效大量的库存，增物品会出现损坏和失效大量的库存，增加了企业运营的费用，从而降低了企业的加了企业运营的费用，从而降低了企业的市场竞争能力市场竞争能力n n因此，必须在库存与成本、响应之间进行因此，必须在库存与成本、响应之间进行平衡5.调整和优化供应链的步骤调整和优化供应链的步骤n n供应链功能和性能定位供应链功能和性能定位n n不确定性的控制不确定性的控制n n供应链规划和调整供应链规划和调整2.2 供应链不确定性的系统分析供应链不确定性的系统分析n n1.1. 福雷斯特福雷斯特福雷斯特福雷斯特(Forrester)(Forrester)飞轮效应飞轮效应飞轮效应飞轮效应n n福雷斯特福雷斯特福雷斯特福雷斯特(Forrester)(Forrester)教授教授教授教授(1961)(1961)基于基于基于基于系统动力学系统动力学系统动力学系统动力学原理原理原理原理，首先分析了供应链上的一种特殊现象，首先分析了供应链上的一种特殊现象，首先分析了供应链上的一种特殊现象，首先分析了供应链上的一种特殊现象“ “需求需求需求需求波动放大效应波动放大效应波动放大效应波动放大效应” ”，即消费需求波动沿着供应链向上，即消费需求波动沿着供应链向上，即消费需求波动沿着供应链向上，即消费需求波动沿着供应链向上游企业逐级放大，后人则称其为游企业逐级放大，后人则称其为游企业逐级放大，后人则称其为游企业逐级放大，后人则称其为“ “福雷斯特飞轮效福雷斯特飞轮效福雷斯特飞轮效福雷斯特飞轮效应应应应” (Forrester Wheel Effect)” (Forrester Wheel Effect)。

n n另一种表述：另一种表述：另一种表述：另一种表述：供应链上游企业所面对的需求波动，供应链上游企业所面对的需求波动，供应链上游企业所面对的需求波动，供应链上游企业所面对的需求波动，要大于最终消费实际需求的波动要大于最终消费实际需求的波动要大于最终消费实际需求的波动要大于最终消费实际需求的波动福雷斯特飞轮效应的概念分析模型福雷斯特飞轮效应的概念分析模型需求扭曲需求扭曲需求扭曲需求扭曲安全库存增加安全库存增加安全库存增加安全库存增加交货不可靠交货不可靠交货不可靠交货不可靠过量订货过量订货过量订货过量订货缺货缺货缺货缺货自我保自我保自我保自我保护措施护措施护措施护措施真实需求真实需求真实需求真实需求放大形态放大形态放大形态放大形态需求容量需求容量需求容量需求容量时间时间时间时间放大的福雷斯特效应放大的福雷斯特效应放大的福雷斯特效应放大的福雷斯特效应图图图图2-1 2-1 福雷斯特飞轮效应福雷斯特飞轮效应福雷斯特飞轮效应福雷斯特飞轮效应2. 伯比奇伯比奇Burbidge工业动力学定律工业动力学定律n n伯比奇伯比奇伯比奇伯比奇(Burbidge)(Burbidge)教授教授教授教授(1984)(1984)提出了工业动力学提出了工业动力学提出了工业动力学提出了工业动力学定律：定律：定律：定律：“ “如果需求沿一系列采用库存控制定货法运如果需求沿一系列采用库存控制定货法运如果需求沿一系列采用库存控制定货法运如果需求沿一系列采用库存控制定货法运作的库存点，在每一传递中，则呈现出需求波动作的库存点，在每一传递中，则呈现出需求波动作的库存点，在每一传递中，则呈现出需求波动作的库存点，在每一传递中，则呈现出需求波动逐级放大的特性逐级放大的特性逐级放大的特性逐级放大的特性。

”n n根据伯比奇的观点，根据伯比奇的观点，根据伯比奇的观点，根据伯比奇的观点，供应链上的需求放大效应和供应链上的需求放大效应和供应链上的需求放大效应和供应链上的需求放大效应和不确定性，源于不确定性，源于不确定性，源于不确定性，源于孤立的管理决策控制系统和运营孤立的管理决策控制系统和运营孤立的管理决策控制系统和运营孤立的管理决策控制系统和运营方式方式方式方式即在传统供应链中，各企业和各职能部门即在传统供应链中，各企业和各职能部门即在传统供应链中，各企业和各职能部门即在传统供应链中，各企业和各职能部门通常只追求本部门的利益，而企业间和企业内部通常只追求本部门的利益，而企业间和企业内部通常只追求本部门的利益，而企业间和企业内部通常只追求本部门的利益，而企业间和企业内部部门之间，缺乏系统性思考和集成化管理部门之间，缺乏系统性思考和集成化管理部门之间，缺乏系统性思考和集成化管理部门之间，缺乏系统性思考和集成化管理 3. 供应链复杂三角形供应链复杂三角形n n理查德理查德·威尔丁威尔丁(Richard Wilding，，1998)采采用归纳的方法，提出了供应链复杂三角形用归纳的方法，提出了供应链复杂三角形(The Supply Chain Complexity Triangle)，进一步分析了形成供应链不确定性的，进一步分析了形成供应链不确定性的3种种主要原因：主要原因：需求放大效应需求放大效应、、混沌现象混沌现象和和并并行互交性行互交性等等.需求放大效应需求放大效应需求放大效应需求放大效应混沌现象混沌现象混沌现象混沌现象并行交互性并行交互性并行交互性并行交互性供应链供应链供应链供应链不确定性不确定性不确定性不确定性图图图图2-2 2-2 供应链的复杂三角形供应链的复杂三角形供应链的复杂三角形供应链的复杂三角形理查德的主要观点理查德的主要观点n n供应链不会达到静态均衡供应链不会达到静态均衡;n n对供应链制定长期规划是十分困难的对供应链制定长期规划是十分困难的;n n应将供应链作为完整的系统来处理应将供应链作为完整的系统来处理;n n以消费者为中心，有助于消除系统混沌现以消费者为中心，有助于消除系统混沌现象象;n n基于关键输出的系统模拟和非线性动态分基于关键输出的系统模拟和非线性动态分析，应成为任何供应链再造计划的核心内析，应成为任何供应链再造计划的核心内容之一。

容之一2.3 牛鞭效应研究综述牛鞭效应研究综述1. 1. 什么是牛鞭效应什么是牛鞭效应什么是牛鞭效应什么是牛鞭效应n n 20 20世纪世纪世纪世纪9090年代中期，宝洁公司年代中期，宝洁公司年代中期，宝洁公司年代中期，宝洁公司(P&G)(P&G)的行政人员对他的行政人员对他的行政人员对他的行政人员对他们最热销的产品婴儿尿布的们最热销的产品婴儿尿布的们最热销的产品婴儿尿布的们最热销的产品婴儿尿布的定单模式定单模式定单模式定单模式进行检查时，发现进行检查时，发现进行检查时，发现进行检查时，发现了一个奇怪的现象：零售商店的尿布销售存在波动，但了一个奇怪的现象：零售商店的尿布销售存在波动，但了一个奇怪的现象：零售商店的尿布销售存在波动，但了一个奇怪的现象：零售商店的尿布销售存在波动，但并不强烈；然而分销商给宝洁的定单却波动得很厉害并不强烈；然而分销商给宝洁的定单却波动得很厉害并不强烈；然而分销商给宝洁的定单却波动得很厉害并不强烈；然而分销商给宝洁的定单却波动得很厉害n n当这些行政人员进一步检查宝洁给自己的供应商如当这些行政人员进一步检查宝洁给自己的供应商如当这些行政人员进一步检查宝洁给自己的供应商如当这些行政人员进一步检查宝洁给自己的供应商如3M3M等所下的定单时，他们发现这个波动变得更大了。

等所下的定单时，他们发现这个波动变得更大了等所下的定单时，他们发现这个波动变得更大了等所下的定单时，他们发现这个波动变得更大了n n很明显，当需求信息在供应链中以定单的形式向上游传很明显，当需求信息在供应链中以定单的形式向上游传很明显，当需求信息在供应链中以定单的形式向上游传很明显，当需求信息在供应链中以定单的形式向上游传播时，他们的波动正在变得越来越大播时，他们的波动正在变得越来越大播时，他们的波动正在变得越来越大播时，他们的波动正在变得越来越大n n这就正如牛仔所使用的长鞭，顶端的一点小小抖动就会这就正如牛仔所使用的长鞭，顶端的一点小小抖动就会这就正如牛仔所使用的长鞭，顶端的一点小小抖动就会这就正如牛仔所使用的长鞭，顶端的一点小小抖动就会在末梢转化为一条长长的弧线宝洁因此把这种现象命在末梢转化为一条长长的弧线宝洁因此把这种现象命在末梢转化为一条长长的弧线宝洁因此把这种现象命在末梢转化为一条长长的弧线宝洁因此把这种现象命名为牛鞭效应名为牛鞭效应名为牛鞭效应名为牛鞭效应(bullwhip effect)(bullwhip effect) 什么是牛鞭效应什么是牛鞭效应n n为工业界和学术界所普遍接受的牛鞭效应为工业界和学术界所普遍接受的牛鞭效应的定义由的定义由Lee et a1．．(1997a)给出。

给出n n在这个定义中，需求的波动用过程的方差在这个定义中，需求的波动用过程的方差来定量地描述：牛鞭效应描述的是来定量地描述：牛鞭效应描述的是供应链供应链中供应商所接受的定单比终端顾客的需求中供应商所接受的定单比终端顾客的需求具有更大的方差的现象具有更大的方差的现象(即需求扭曲现象即需求扭曲现象)；；此外这种扭曲将以放大的形式向供应链的此外这种扭曲将以放大的形式向供应链的上游传播上游传播(即方差放大现象即方差放大现象) 2.牛鞭效应的影响牛鞭效应的影响n n牛鞭效应对供应链管理的绩效存在着多方面的影响牛鞭效应对供应链管理的绩效存在着多方面的影响牛鞭效应对供应链管理的绩效存在着多方面的影响牛鞭效应对供应链管理的绩效存在着多方面的影响n n随着信息的向上传播，需求的波动性越发强烈，随着信息的向上传播，需求的波动性越发强烈，随着信息的向上传播，需求的波动性越发强烈，随着信息的向上传播，需求的波动性越发强烈，常常常常常常常常是巨大的订购数量后紧接着很少甚至没有定单，是巨大的订购数量后紧接着很少甚至没有定单，是巨大的订购数量后紧接着很少甚至没有定单，是巨大的订购数量后紧接着很少甚至没有定单，这样这样这样这样使得上游的生产厂商很难合理地安排当前的生产计划使得上游的生产厂商很难合理地安排当前的生产计划使得上游的生产厂商很难合理地安排当前的生产计划使得上游的生产厂商很难合理地安排当前的生产计划并规划未来的生产能力。

此外，由于下游厂商的订购并规划未来的生产能力此外，由于下游厂商的订购并规划未来的生产能力此外，由于下游厂商的订购并规划未来的生产能力此外，由于下游厂商的订购数量远远偏离了实际的需求数量，这样的结果，数量远远偏离了实际的需求数量，这样的结果，数量远远偏离了实际的需求数量，这样的结果，数量远远偏离了实际的需求数量，这样的结果，或者或者或者或者是产品大量积压，形成超额的库存费用；或者无法供是产品大量积压，形成超额的库存费用；或者无法供是产品大量积压，形成超额的库存费用；或者无法供是产品大量积压，形成超额的库存费用；或者无法供货，造成客源流失和违约费用货，造成客源流失和违约费用货，造成客源流失和违约费用货，造成客源流失和违约费用n n统计数据表明，由于牛鞭效应造成的无效的生产运作统计数据表明，由于牛鞭效应造成的无效的生产运作统计数据表明，由于牛鞭效应造成的无效的生产运作统计数据表明，由于牛鞭效应造成的无效的生产运作将使企业多支付将使企业多支付将使企业多支付将使企业多支付1212．．．．5 5％到％到％到％到2525％的费用％的费用％的费用％的费用(Kurt Salmon (Kurt Salmon AssociatesAssociates，，，，1993)1993)。

3.牛鞭效应的十大认识误区牛鞭效应的十大认识误区 认识误区认识误区认识误区认识误区 表表表表 现现现现1 1．无知．无知．无知．无知牛鞭效应：在世界上并不存在牛鞭效应：在世界上并不存在牛鞭效应：在世界上并不存在牛鞭效应：在世界上并不存在2 2．傲慢．傲慢．傲慢．傲慢牛鞭效应：仅仅是学术界的发明牛鞭效应：仅仅是学术界的发明牛鞭效应：仅仅是学术界的发明牛鞭效应：仅仅是学术界的发明3 3．忽略不计．忽略不计．忽略不计．忽略不计牛鞭效应：并不产生多大的费用牛鞭效应：并不产生多大的费用牛鞭效应：并不产生多大的费用牛鞭效应：并不产生多大的费用4 4．漠视．漠视．漠视．漠视牛鞭效应：那又怎样牛鞭效应：那又怎样牛鞭效应：那又怎样牛鞭效应：那又怎样? ?反正顾客能等！反正顾客能等！反正顾客能等！反正顾客能等！5 5．转移责任．转移责任．转移责任．转移责任牛鞭效应：那又怎样牛鞭效应：那又怎样牛鞭效应：那又怎样牛鞭效应：那又怎样? ?反正供应商能应付，这是服务级别协议所规定的！反正供应商能应付，这是服务级别协议所规定的！反正供应商能应付，这是服务级别协议所规定的！反正供应商能应付，这是服务级别协议所规定的！6 6．无奈接受．无奈接受．无奈接受．无奈接受牛鞭效应：这就像税收一样，总会跟随我们的。

牛鞭效应：这就像税收一样，总会跟随我们的牛鞭效应：这就像税收一样，总会跟随我们的牛鞭效应：这就像税收一样，总会跟随我们的7 7．悲观失望．悲观失望．悲观失望．悲观失望牛鞭效应：它是系统问题，我们无能为力牛鞭效应：它是系统问题，我们无能为力牛鞭效应：它是系统问题，我们无能为力牛鞭效应：它是系统问题，我们无能为力8 8．过时了．过时了．过时了．过时了牛鞭效应：这是一个老问题了，它不是已经被消除了吗牛鞭效应：这是一个老问题了，它不是已经被消除了吗牛鞭效应：这是一个老问题了，它不是已经被消除了吗牛鞭效应：这是一个老问题了，它不是已经被消除了吗? ?9 9．不兼容．不兼容．不兼容．不兼容牛鞭效应：日本人的解决方案对我们不适用牛鞭效应：日本人的解决方案对我们不适用牛鞭效应：日本人的解决方案对我们不适用牛鞭效应：日本人的解决方案对我们不适用1010．无效．无效．无效．无效牛鞭效应：那些解决方案的确不错，但是不适合我们的行业牛鞭效应：那些解决方案的确不错，但是不适合我们的行业牛鞭效应：那些解决方案的确不错，但是不适合我们的行业牛鞭效应：那些解决方案的确不错，但是不适合我们的行业4.牛鞭效应研究的四个里程碑牛鞭效应研究的四个里程碑n n早在早在早在早在2020世纪中叶就由世纪中叶就由世纪中叶就由世纪中叶就由J J．．．．WW．．．．Forrester(1961)Forrester(1961)教授发现并教授发现并教授发现并教授发现并进行了开创性的研究。

进行了开创性的研究进行了开创性的研究进行了开创性的研究 n n基于在工业界长期从事生产计划和控制的经验，基于在工业界长期从事生产计划和控制的经验，基于在工业界长期从事生产计划和控制的经验，基于在工业界长期从事生产计划和控制的经验，Burbidge(1983Burbidge(1983，，，，1984)1984)提出了他的提出了他的提出了他的提出了他的“5“5个避免破产的黄金个避免破产的黄金个避免破产的黄金个避免破产的黄金法则法则法则法则” ”在这些法则中，他详细地讨论了需求的放大现象在这些法则中，他详细地讨论了需求的放大现象在这些法则中，他详细地讨论了需求的放大现象在这些法则中，他详细地讨论了需求的放大现象以及解决的方法以及解决的方法以及解决的方法以及解决的方法n n牛鞭效应研究的一个里程碑式的进步源于著名的牛鞭效应研究的一个里程碑式的进步源于著名的牛鞭效应研究的一个里程碑式的进步源于著名的牛鞭效应研究的一个里程碑式的进步源于著名的“MIT“MIT啤酒啤酒啤酒啤酒游戏游戏游戏游戏” (J” (J．．．．D D．．．．Sterman1989Sterman1989，，，，19921992，，，，1995 )1995 )的提出和研的提出和研的提出和研的提出和研究。

究n nLeeLee等发表在等发表在等发表在等发表在Management Science(1997a)Management Science(1997a)和和和和Sloan Sloan Management Review(1997b)Management Review(1997b)上的两篇论文被公认为是上的两篇论文被公认为是上的两篇论文被公认为是上的两篇论文被公认为是供应链管理和牛鞭效应研究的经典之作供应链管理和牛鞭效应研究的经典之作供应链管理和牛鞭效应研究的经典之作供应链管理和牛鞭效应研究的经典之作LeeLee支持经济学支持经济学支持经济学支持经济学家的理论，即牛鞭效应起源于管理者追求利润最大化的理家的理论，即牛鞭效应起源于管理者追求利润最大化的理家的理论，即牛鞭效应起源于管理者追求利润最大化的理家的理论，即牛鞭效应起源于管理者追求利润最大化的理性决策，并结合运作管理研究中的系统思维，将供应链各性决策，并结合运作管理研究中的系统思维，将供应链各性决策，并结合运作管理研究中的系统思维，将供应链各性决策，并结合运作管理研究中的系统思维，将供应链各环节作为一个整体来研究，提出了牛鞭效应产生的环节作为一个整体来研究，提出了牛鞭效应产生的环节作为一个整体来研究，提出了牛鞭效应产生的环节作为一个整体来研究，提出了牛鞭效应产生的4 4种具种具种具种具体原因：体原因：体原因：体原因：(1)(1)需求信号处理；需求信号处理；需求信号处理；需求信号处理；(2)(2)定单批量；定单批量；定单批量；定单批量；(3)(3)价格波动；价格波动；价格波动；价格波动；(4)(4)短缺博弈。

短缺博弈短缺博弈短缺博弈 牛鞭效应研究的四个里程碑牛鞭效应研究的四个里程碑 关键作者关键作者关键作者关键作者 产生原因产生原因产生原因产生原因 影响因素影响因素影响因素影响因素 建议的解决措施建议的解决措施建议的解决措施建议的解决措施Forrester(1961)Forrester(1961)：：：：需求放大需求放大需求放大需求放大● ●需求不可见需求不可见需求不可见需求不可见● ●信息扭曲信息扭曲信息扭曲信息扭曲● ●库存级别调整库存级别调整库存级别调整库存级别调整● ●再定货点再定货点再定货点再定货点● ●过长的提前期过长的提前期过长的提前期过长的提前期● ●时间压缩时间压缩时间压缩时间压缩● ●消除系统中不必要的阶段消除系统中不必要的阶段消除系统中不必要的阶段消除系统中不必要的阶段Burbidge(1983Burbidge(1983，，，，1984)1984)：多阶段：多阶段：多阶段：多阶段● ●多阶订购多阶订购多阶订购多阶订购● ●不同步的定单流不同步的定单流不同步的定单流不同步的定单流● ●贫乏和不确定的信息贫乏和不确定的信息贫乏和不确定的信息贫乏和不确定的信息● ●订购策略调整订购策略调整订购策略调整订购策略调整Sterman (1989, Sterman (1989, 19921992，，，，1995)1995)：啤：啤：啤：啤酒游戏酒游戏酒游戏酒游戏● ●人类的错觉人类的错觉人类的错觉人类的错觉● ●决策过程本身决策过程本身决策过程本身决策过程本身● ●终端用户需求信终端用户需求信终端用户需求信终端用户需求信息不可见息不可见息不可见息不可见● ●改善供应链间的通讯改善供应链间的通讯改善供应链间的通讯改善供应链间的通讯● ●改善教育改善教育改善教育改善教育Lee et al (1997 aLee et al (1997 a，，，，b)b)：牛鞭效应：牛鞭效应：牛鞭效应：牛鞭效应● ●需求信号处理需求信号处理需求信号处理需求信号处理● ●终端用户需求信终端用户需求信终端用户需求信终端用户需求信息不可见息不可见息不可见息不可见● ●多重预测多重预测多重预测多重预测● ●长提前期长提前期长提前期长提前期● ●信息共享，获取信息共享，获取信息共享，获取信息共享，获取POSPOS信息信息信息信息● ●单点补充策略单点补充策略单点补充策略单点补充策略● ●提前期缩减提前期缩减提前期缩减提前期缩减● ●定单批量定单批量定单批量定单批量● ●高订购费用高订购费用高订购费用高订购费用●“●“满载满载满载满载” ”策略策略策略策略● ●随机或关联的订购随机或关联的订购随机或关联的订购随机或关联的订购● ●电子数据交换及计算机辅电子数据交换及计算机辅电子数据交换及计算机辅电子数据交换及计算机辅助采购助采购助采购助采购● ●第三方物流第三方物流第三方物流第三方物流● ●规律的转运协议规律的转运协议规律的转运协议规律的转运协议● ●价格波动价格波动价格波动价格波动● ●高低价格策略高低价格策略高低价格策略高低价格策略● ●转运和购买不同步转运和购买不同步转运和购买不同步转运和购买不同步● ●天天低价策略天天低价策略天天低价策略天天低价策略● ●特殊的采购合同特殊的采购合同特殊的采购合同特殊的采购合同● ●短缺博弈短缺博弈短缺博弈短缺博弈● ●比例化的分配比例化的分配比例化的分配比例化的分配方案方案方案方案● ●无视供应链的具体情况无视供应链的具体情况无视供应链的具体情况无视供应链的具体情况● ●无约束的订购和自由退货策略无约束的订购和自由退货策略无约束的订购和自由退货策略无约束的订购和自由退货策略● ●基于销售绩效的分配基于销售绩效的分配基于销售绩效的分配基于销售绩效的分配● ●共享能力及供应信息共享能力及供应信息共享能力及供应信息共享能力及供应信息● ●有时间限制的柔性及能力储备有时间限制的柔性及能力储备有时间限制的柔性及能力储备有时间限制的柔性及能力储备2.4 牛鞭效应的模型与分析牛鞭效应的模型与分析n n1. 1. 牛鞭效应及其成因分析牛鞭效应及其成因分析牛鞭效应及其成因分析牛鞭效应及其成因分析n n牛鞭效应的量化表述：牛鞭效应的量化表述：牛鞭效应的量化表述：牛鞭效应的量化表述：ØØ向供应商订单量的需求波动向供应商订单量的需求波动向供应商订单量的需求波动向供应商订单量的需求波动( (方差方差方差方差) )，要大于向最终消费，要大于向最终消费，要大于向最终消费，要大于向最终消费者销售量的波动者销售量的波动者销售量的波动者销售量的波动( (方差方差方差方差) )，并且这种波动沿着供应链向上，并且这种波动沿着供应链向上，并且这种波动沿着供应链向上，并且这种波动沿着供应链向上游不断扩大。

游不断扩大游不断扩大游不断扩大n n面对放大了的需求波动，供应链上游的企业，通面对放大了的需求波动，供应链上游的企业，通面对放大了的需求波动，供应链上游的企业，通面对放大了的需求波动，供应链上游的企业，通常采用两种方法：常采用两种方法：常采用两种方法：常采用两种方法：ØØ一是作为缓冲而增加各类库存；一是作为缓冲而增加各类库存；一是作为缓冲而增加各类库存；一是作为缓冲而增加各类库存；ØØ二是放大生产设备的容量二是放大生产设备的容量二是放大生产设备的容量二是放大生产设备的容量 导致牛鞭效应的主要原因导致牛鞭效应的主要原因n n库存管理和需求预测方法库存管理和需求预测方法ØØ订货点订货点订货点订货点y yt t＝交货周期＝交货周期＝交货周期＝交货周期L L× ×需求期望值需求期望值需求期望值需求期望值+ +服务水准因服务水准因服务水准因服务水准因子子子子× ×需求标准差需求标准差需求标准差需求标准差S St t n n交货周期交货周期Ln n批量订货批量订货n n价格波动价格波动n n经济波动与预期性订货经济波动与预期性订货牛鞭效应成因牛鞭效应成因n n技术层面技术层面技术层面技术层面ØØ需求预测需求预测需求预测需求预测ØØ批量订货批量订货批量订货批量订货ØØ价格波动价格波动价格波动价格波动ØØ时间延迟时间延迟时间延迟时间延迟n n经济学层面经济学层面经济学层面经济学层面ØØ信息不对称信息不对称信息不对称信息不对称ØØ分散决策分散决策分散决策分散决策ØØ非理性行为非理性行为非理性行为非理性行为2. 牛鞭效应的分析模型牛鞭效应的分析模型n n建模与推导建模与推导建模与推导建模与推导n n假设由单一零售商和制造商组成的简单供应链，零售商面假设由单一零售商和制造商组成的简单供应链，零售商面假设由单一零售商和制造商组成的简单供应链，零售商面假设由单一零售商和制造商组成的简单供应链，零售商面对的消费需求为一随机变量，见下式：对的消费需求为一随机变量，见下式：对的消费需求为一随机变量，见下式：对的消费需求为一随机变量，见下式：n n (2-1) (2-1)n n其中，其中，其中，其中，μ μ为非负常量，为非负常量，为非负常量，为非负常量，ρ ρ为自相关参数，且满足为自相关参数，且满足为自相关参数，且满足为自相关参数，且满足<1<1。

ε εt t为误为误为误为误差随机变量，服从独立均一分布，差随机变量，服从独立均一分布，差随机变量，服从独立均一分布，差随机变量，服从独立均一分布，ε εt t~ ~IID(0IID(0，，，，σ σ2 2) )可以导出：出：出：出：n n (2-2) (2-2)n n若若若若ρ ρ＝＝＝＝0 0，消费需求，消费需求，消费需求，消费需求D Dt t的期望值和方差分别为的期望值和方差分别为的期望值和方差分别为的期望值和方差分别为( (μ μ，，，，σ σ2 2) )设零售商采用最小最大售商采用最小最大售商采用最小最大售商采用最小最大(s (s，，，，S)S)库存管理法，在任意时间库存管理法，在任意时间库存管理法，在任意时间库存管理法，在任意时间t t，订货，订货，订货，订货点点点点y yt t为逐日变化的需求期望和标准差估计值的函数。

为逐日变化的需求期望和标准差估计值的函数为逐日变化的需求期望和标准差估计值的函数为逐日变化的需求期望和标准差估计值的函数 (2-3) (2-3) (2-4) (2-4)n n其中，其中，其中，其中， 和和和和S St t分别为需求期望和标准差的估计值分别为需求期望和标准差的估计值分别为需求期望和标准差的估计值分别为需求期望和标准差的估计值L L为交货为交货为交货为交货周期，常数周期，常数周期，常数周期，常数p p为估计需求的时间样本长度。

为估计需求的时间样本长度为估计需求的时间样本长度为估计需求的时间样本长度z z为服务水准为服务水准为服务水准为服务水准因子（常数），根据保证供货概率要求，确定该值的大小因子（常数），根据保证供货概率要求，确定该值的大小因子（常数），根据保证供货概率要求，确定该值的大小因子（常数），根据保证供货概率要求，确定该值的大小根据正态分布函数，在交货周期内保证供货的概率与根据正态分布函数，在交货周期内保证供货的概率与根据正态分布函数，在交货周期内保证供货的概率与根据正态分布函数，在交货周期内保证供货的概率与z z服务服务服务服务水准因子之间的关系，参见表水准因子之间的关系，参见表水准因子之间的关系，参见表水准因子之间的关系，参见表2-12-1 表表表表2-1 2-1 交交交交货货周期内保周期内保周期内保周期内保证证供供供供货货的概率与的概率与的概率与的概率与z z服服服服务务水准因子之水准因子之水准因子之水准因子之间间的关系的关系的关系的关系保保保保证证供供供供货货的概率的概率的概率的概率0.998 80.998 80.990.990.980.980.950.950.900.900.800.800.700.70z z服服服服务务水准因子水准因子水准因子水准因子值值3.53.52.332.332.052.051.651.651.291.290.840.840.530.53n n设零售商向制造商发出的订量为设零售商向制造商发出的订量为设零售商向制造商发出的订量为设零售商向制造商发出的订量为q qt t，并且满足以下，并且满足以下，并且满足以下，并且满足以下公式：公式：公式：公式：n n q qt t＝＝＝＝y yt t－－－－y yt- t-1 1+ +D Dt- t-1 1 (2-5) (2-5)n n订量订量订量订量q qt t为本期与上期订货点量值之差，另加上期为本期与上期订货点量值之差，另加上期为本期与上期订货点量值之差，另加上期为本期与上期订货点量值之差，另加上期需求量。

若需求量若需求量若需求量若q qt t为负值，假设允许无成本退回超量为负值，假设允许无成本退回超量为负值，假设允许无成本退回超量为负值，假设允许无成本退回超量的库存分别将的库存分别将的库存分别将的库存分别将(2-3)(2-3)式、式、式、式、(2-4)(2-4)式代入式代入式代入式代入(2-5)(2-5)式，展式，展式，展式，展开后有：开后有：开后有：开后有： (2-(2-6)6)n n对对(2-6)式式qt取方差取方差Var(qt)，展开如下：，展开如下：n n2. 牛鞭效应的表达式牛鞭效应的表达式n n当当当当z z＝＝＝＝0 0时，表现为等式时，表现为等式时，表现为等式时，表现为等式 (2-8)(2-8)[例例] 设自相关参数设自相关参数ρ＝＝0，交货周期，交货周期L＝＝1，分，分别取别取p＝＝5与与p＝＝10，试计算牛鞭效应的量值试计算牛鞭效应的量值代入代入(2-8)式后，牛鞭效应分别大于等于式后，牛鞭效应分别大于等于1.48与与1.22，即：，即： 当当p=5，，当当p=10,3. 3. 相关参数的讨论相关参数的讨论相关参数的讨论相关参数的讨论 n n预测样本数预测样本数pØØ当当当当p p值足够大时，从零售商至制造商需求方差值足够大时，从零售商至制造商需求方差值足够大时，从零售商至制造商需求方差值足够大时，从零售商至制造商需求方差的增加，将被减小至忽略不计。

的增加，将被减小至忽略不计的增加，将被减小至忽略不计的增加，将被减小至忽略不计 n n交货周期交货周期LØØ若要保持需求方差量值不变，当若要保持需求方差量值不变，当若要保持需求方差量值不变，当若要保持需求方差量值不变，当L L值增加值增加值增加值增加1 1倍时，倍时，倍时，倍时，则需要将则需要将则需要将则需要将p p值也增加值也增加值也增加值也增加l l倍 n n自相关参数自相关参数ρ自相关参数自相关参数ρn n若若若若ρ ρ＝＝＝＝0 0，即消费需求，即消费需求，即消费需求，即消费需求D Dt t服从独立均一分布，有服从独立均一分布，有服从独立均一分布，有服从独立均一分布，有(2-9)(2-9)式式式式成立n n (2-9) (2-9)n n若若若若ρ ρ≥0≥0，即消费需求，即消费需求，即消费需求，即消费需求D Dt t呈正自相关关系，则有呈正自相关关系，则有呈正自相关关系，则有呈正自相关关系，则有(1- (1- )<1)<1，，，，ρ ρ值越大，则能减弱需求波动放大效应。

值越大，则能减弱需求波动放大效应值越大，则能减弱需求波动放大效应值越大，则能减弱需求波动放大效应n n若若若若ρ ρ<0<0，即消费需求，即消费需求，即消费需求，即消费需求D Dt t呈负自相关关系，当呈负自相关关系，当呈负自相关关系，当呈负自相关关系，当p p值为偶数，值为偶数，值为偶数，值为偶数，有有有有(1- )<1(1- )<1成立，当成立，当成立，当成立，当p p值为奇数，则有值为奇数，则有值为奇数，则有值为奇数，则有(1- )>1(1- )>1成立由此，当成立由此，当成立由此，当成立由此，当ρ ρ<0<0的前提下，的前提下，的前提下，的前提下，p p值为奇数的牛鞭效值为奇数的牛鞭效值为奇数的牛鞭效值为奇数的牛鞭效应大于应大于应大于应大于p p值为偶数的情况，这是一种十分特殊的现象值为偶数的情况，这是一种十分特殊的现象值为偶数的情况，这是一种十分特殊的现象值为偶数的情况，这是一种十分特殊的现象 4. 4. 牛鞭效应的图示牛鞭效应的图示牛鞭效应的图示牛鞭效应的图示5 5101015152020252530300 02 24 46 68 810101212L=1L=1L=3L=3L=5L=5图图图图2-3 2-3 给定给定给定给定L L，预测样本，预测样本，预测样本，预测样本p p与需求方差递增之间的关系与需求方差递增之间的关系与需求方差递增之间的关系与需求方差递增之间的关系5. 供应链分散信息与集中信息的牛鞭效应供应链分散信息与集中信息的牛鞭效应 n n设零售商面对的需求为设零售商面对的需求为设零售商面对的需求为设零售商面对的需求为 ，，，，μ μ为非负常为非负常为非负常为非负常量量量量, ,ε εt t为误差随机变量，服从独立均一分布，为误差随机变量，服从独立均一分布，为误差随机变量，服从独立均一分布，为误差随机变量，服从独立均一分布，ε εt t～～～～IIDIID(0(0，，，，σ σ2 2) )。

供应链上每一级库存订货点为供应链上每一级库存订货点为供应链上每一级库存订货点为供应链上每一级库存订货点为 ，其中，其中，其中，其中L Lk k为第为第为第为第k k级与第级与第级与第级与第k k十十十十1 1级之间的交货周期，且：级之间的交货周期，且：级之间的交货周期，且：级之间的交货周期，且：n n设设设设 为第为第为第为第k k级在时间级在时间级在时间级在时间t t的订货量，可以导出，的订货量，可以导出，的订货量，可以导出，的订货量，可以导出，q qk k的的的的方差与最终需求方差与最终需求方差与最终需求方差与最终需求D D的方差之比为：的方差之比为：的方差之比为：的方差之比为：6. 6. 供应链集中信息处理的牛鞭效应供应链集中信息处理的牛鞭效应供应链集中信息处理的牛鞭效应供应链集中信息处理的牛鞭效应7. 7. 供应链分散与集中信息处理的图示比较供应链分散与集中信息处理的图示比较供应链分散与集中信息处理的图示比较供应链分散与集中信息处理的图示比较0 05 5101015152020252530305 510101515202025253030 k=1 k=1集中化集中化集中化集中化k=5k=5分散化分散化分散化分散化k=5k=5图图图图2-4 2-4 供应链分散信息与集中信息的牛鞭效应比较供应链分散信息与集中信息的牛鞭效应比较供应链分散信息与集中信息的牛鞭效应比较供应链分散信息与集中信息的牛鞭效应比较8. 8. 减轻牛鞭效应的主要措施减轻牛鞭效应的主要措施减轻牛鞭效应的主要措施减轻牛鞭效应的主要措施n n在供应链上建立集中化的信息系统在供应链上建立集中化的信息系统n n设法减小最终需求的变异性设法减小最终需求的变异性n n开展敏捷管理，缩短交货周期开展敏捷管理，缩短交货周期n n建立企业战略联盟建立企业战略联盟n n改变企业经济效益测评方法改变企业经济效益测评方法n n案例案例2.1 HP惠普公司生产布局与系统库存惠普公司生产布局与系统库存的权衡的权衡n n案例案例2.2 啤酒商之间的游戏啤酒商之间的游戏。