3.3 牛鞭效應及其控制
專欄3-1
牛鞭效應的發現
20世紀90年代初，美國寶潔公司（P&G）管理人員在考察“幫寶適”牌尿不濕的訂單分布規律時，發現一定地區的嬰兒對該產品的消費比較穩定，沒有哪天或哪月的需求明顯高于其他時期。然而分銷商向工廠所下的訂單時大時小，頻率時高時低，其波動程度比零售數量的波動程度大得多。最后，當他們考察到寶潔公司向其供應商訂貨時，發現訂單波動程度更大。這一現象與在揮動鞭子時手腕稍稍用力，鞭梢就會出現大幅度擺動的現象相類似。
另外，惠普（HP）公司在其主要零售商處檢查打印機銷售情況時，發現該零售商的銷售量隨時間波動，而當他們檢查這個零售商的訂單時發現其訂貨量的波動幅度比其銷售量的波動幅度還要大。更讓他們吃驚的是，公司的打印機生產部門向物料供應部門提供的訂貨量波動比前兩者的波動都大。
這種需求信息的扭曲現象就是牛鞭效應。
牛鞭效應是指供應鏈中的需求波動放大現象，它是供應鏈結構中最為重要的性能指標，也是供應鏈運營中最為重要的績效指標。1997年，Lee首先提出牛鞭效應的概念，他認為供應鏈中以訂單形式傳送的信息會被扭曲，誤導上游成員生產和庫存決策。如圖3.4所示，這種扭曲以放大的形式向供應鏈的上游蔓延（方差變大），從而對上游供應鏈成員的生產和庫存決策產生誤導。除了寶潔公司，處于其他行業的惠普、通用、福特、克萊斯勒、康柏、IBM等企業也做過類似的調查，同樣印證了這一現象的存在。
圖3.4 供應鏈系統中的牛鞭效應示意圖
牛鞭效應廣泛存在于供應鏈管理系統中。如何解決牛鞭效應的問題是供應鏈管理理論研究和工程實際中具有挑戰意義的課題。牛鞭效應影響現代物流和供應鏈運營，影響供應鏈系統的經濟效益。在供應鏈管理的訂貨供應過程中，末端需求波動沿供應鏈向前端上游增加，這樣就會導致供應鏈中供應、制造、銷售各個環節庫存量和庫存費用增加；導致物流減緩，使得分銷中心庫存冗余和制造商生產過量；導致運輸和勞動效率降低。
研究牛鞭效應問題的實際意義在于如何減弱牛鞭效應從而提高整個供應鏈系統涉及企業的經濟效益。人們已經從大量實際問題研究中得到結論，消除牛鞭效應對供應鏈涉及企業的影響可提高10%～30%的利潤。問題研究的理論意義在于如何設計減弱和控制牛鞭效應的策略，為實際供應鏈系統高效經濟運行提供優化方案。
3.3.1 牛鞭效應的成因及機理分析
為了減弱和控制供應鏈中的牛鞭效應，必須分析和研究牛鞭效應的存在問題。引起牛鞭效應的原因一方面由于供應鏈上下游節點之間需求溝通方面存在障礙，是在信息不充分的條件下，決策者追求優化決策的結果；另一方面是由供應鏈系統的固有屬性引起的，例如存在著較長的交貨提前期，流通環節多，具有較高的固定訂貨成本等。具體來說，引起牛鞭效應的主要原因包括需求預測、提前期、訂貨批量、供應短缺和博弈、價格波動等。
1．需求預測
在供應鏈中，上游管理者總是將直接來自下游的需求信息作為自己需求預測的依據，并在此基礎上安排生產調度，協調生產能力，控制庫存和生產資源。需求預測信息的產生過程是導致牛鞭效應產生的主要原因之一。例如，作為一位決定訂單數量的管理者，可使用一種簡單的方法來進行需求預測，如指數平滑法。在指數平滑法中，當每日的新數據出現時，未來需求將被連續修正，這樣，送到供應商的訂單既反映了經過修正的未來庫存補給量，也反映了必要的安全庫存量。在交貨提前期里，保持數周的安全庫存也是習以為常的，其結果是預期的訂單數量比需求數量變化更大。對于上游企業的管理者來說，如果他仍然采取指數平滑法調整需求預測和安全庫存，那么他向供應商訂貨的數量可能會發生更大的波動。
任何一種預測方法都會引起牛鞭效應，因為大多數標準的預測方法的一個重要特征為每次觀測到新的需求時就修改預測。因此，當零售商在每個周期結束時觀察到最新需求的時候，就會根據這一最新需求來修改他的需求預測，然后用修改后的預測來修改他的訂貨點。正是由于對預測的修改和每個周期內訂貨點的修改導致了牛鞭效應的產生。
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戴爾供應鏈管理中的需求預測
戴爾對供應鏈的管理還包括了對供應鏈的另一端——顧客的管理，通過預測顧客需求，并在必要時采取相應的措施調節需求，它最大限度地消除了供需之間的不一致現象。
直銷模式賦予了戴爾在客戶管理方面無可比擬的優勢。所有客戶的信息和他們的購買行為都記錄在數據庫中，對于企業客戶戴爾會追蹤他們的購買周期和預算周期，對于重復購買的個人客戶戴爾會預測他們的升級時間。這樣戴爾就可以準確預測到大約3/4的需求，戴爾會每天3次將最新預測的結果通過網絡提供給核心供應商，供應商就可以根據預測及時組織相應的生產。
當然，預測與實際需求之間總是有所差異的，一旦出現了未能事先預料到的一些市場局面，戴爾會及時地采取措施調節需求。例如，15英寸顯示器突然走俏，供應無法及時跟上，那么戴爾會立即開始一項針對17英寸顯示器的特別促銷活動，將市場的需求引導到供應商所能提供的產品上去，這種方法被供應鏈專家們稱為“需求調整”。通過對這一方法的純熟運用，戴爾幾乎消除了自己在資產負債表上的存貨資產。
（資料來源：韓睿．戴爾的全球供應鏈管理 [J]．中國物流與采購，2005, 2.）
2．提前期
提前期又稱為訂貨間隔期，是指零售商從訂貨到交貨所需要的時間。訂貨間隔期會增加庫存水平，即訂貨間隔期越長，所需的庫存就會越大。庫存變化越大，致使零售商的訂貨會產生更多的變化。由此也會產生牛鞭效應。
3．訂貨批量
在供應鏈中，每個公司都是通過監控庫存水平來向上游企業訂貨的。當市場需求增加時，由于有安全庫存，并不立即向供應商訂貨，而是等需求累計增加到一定程度時才按批量訂貨。周期性訂貨是指當公司向供應商訂貨時，不是來一個需求就下一個訂單，而是考慮庫存的原因，采用周期性分批訂貨。
批量訂貨將使供應商面對變化無常的訂單情況。如果零售商使用了批量訂貨的話，那么供應商將看到一筆很大數量的訂貨，接著是沒有任何訂貨的幾個周期，下面又是另一筆較大數量的訂貨，等等。因而供應商將看到一種歪曲的和高變動的訂貨模式。當然，周期訂單的制定和執行擴大了需求變化范圍，并產生了牛鞭效應，這一變化遠比公司自身的需求量大得多。
在供應鏈中，使用批量訂貨的另一個主要原因就是頻繁訂單下的運輸經濟性問題。滿負荷運輸和低于最低起運量運輸之間的經濟差距是巨大的。有時，供應商對大量訂貨
或批量訂貨給出最優惠的定價，因此，當零售商從供應商處訂購物料時，其強烈的愿望就是滿負荷運輸。所以，對大多數公司來說，批量訂貨通常是一個月的供應量或者更多。
4．供應短缺和博弈
由于生產能力的限制，當需求大于供給時，制造商常常會對消費者定量提供產品，即制造商按訂單定量分配產品。例如，如果供應量只是需求量的80%，所有的消費者只能接受訂單的80%。由于人們都能理解當產品的供應處于短缺時，制造商將實行配給制，往往消費者在訂貨時就夸大了其真正需求。此外，當需求下降時，訂貨可能突然消失或取消訂貨。當組織或個人制定了經濟批量決策并實施訂貨時，由消費者的預期短缺的過分行為就產生了博弈效應。此時消費者無法給供應商準確、真實的需求信息，給生產廠商造成了對產品的市場需求的虛假印象。這種訂單激增的現象并非由于消費實際增長，而是一種預測。消費者可以擁有來自不同供應商的重復訂單，并且從第一供應商處購買，然后取消所有的其他重復訂單。當這種現象成為一種社會行為時，可以想象，訂貨模式和消費模式的差距將是巨大的，牛鞭效應的影響將非常巨大。
5．價格波動
據統計，在零售業中，制造商與代理商之間交易的80%是在需求估計的前提下預先成交的。這通常是因制造商給出了一個極具吸引力的價格，使零售業中的預先購買行為導致較多的存貨。
在目標市場中，預先購買行為是由價格波動引起，制造商和分銷商周期性地使用特殊促銷方式，如價格折扣、數量折扣和特殊獎勵等。此外，制造商還向分銷商、批發商提供交易特權，如特別折扣、價格條款與分期付款等，它們均為價格折扣的間接形式。在供應鏈中，這些特殊促銷方式的運用在促進消費者大量購買的同時也帶來了大量的庫存。
這種促銷與供應鏈密切相關。如果預先購買成為一種慣例，那么可以預見，當商品價格低時，消費者購買的比實際需要的要多；當價格處于中性或偏高時，消費者將停止購買行為直到耗盡存貨。其結果是消費者的購買模式無法反映實際的消費模式，并且購買數量的變化大于消費數量的變化，即產生了牛鞭效應。
3.3.2 牛鞭效應的控制方法及策略
控制牛鞭效應的方法與策略主要包括加強信息共享，減小顧客需求過程的變動程度，協調企業利益目標，確定供應鏈的合理長度和寬度等。
1．加強信息共享
減弱或控制牛鞭效應最常用的方法是通過集中顧客需求信息減小整個供應鏈的不確定性，即為供應鏈各階段提供實際的顧客需求的全部信息。集中需求信息能夠減小牛鞭效應。
在信息技術發展之前，一體化信息特別是實時信息的一體化是不可想象的。目前，突飛猛進的信息技術為企業之間的信息共享提供了保證和支持。零售端POS技術的應用和EDI促進了供應鏈內部信息共享的發展，而真正能夠做到使供應鏈信息一體化的是方興未艾的電子商務技術應用。B2B模式的電子商務應用保證了供應鏈內部企業之間廣泛而即時的信息交流，包括大量的生產、庫存和銷售信息；B2C模式的電子商務應用能使企業獲得詳盡的最終用戶的需求信息。
2．減小不確定性
（1）通過減小顧客需求過程內在固有的不確定性，可以縮小牛鞭效應。消費者是需求信息發生的初端，減少或避免消費者的預先購買行為是保證信息正確傳遞的最初環節。如果能夠減小零售商所觀察到的顧客需求的變化性，那么，即使牛鞭效應出現了，制造商所觀察到的需求的變化性也會減小。
（2）提前期通過需求預測擴大了需求的變動性。同時，提前期的延長對供應鏈各階段的需求變動性具有顯著的影響。因此，減少供應鏈的中間環節，積極開展敏捷管理，縮短提前期，從而可以減小整個供應鏈的牛鞭效應。
（3）對于在供應短缺情況下引起需求信息的扭曲，可以通過設計一種分配規則進行抑制，即根據零售商在以前周期的銷售額占產品總銷售額的比例來進行分配。另外，因為訂貨量不受限制，自由退貨和訂貨取消策略都會導致短缺博弈行為的產生，所以可以通過契約來限制購買者訂貨量的變動。
3．協調企業利益目標
從協調企業利益目標來看，最顯而易見的方法就是通過財務手段達到供應鏈內部的縱向一體化，其本質是將企業與企業之間的委托代理關系內部化，簡化組織結構，同時也是獲取原本屬于供應鏈內其他成員的私有信息的直接手段。但從企業資源基礎理論來看，企業應該追求的是企業內部資源的經濟租金的最大化，而由企業核心能力產生的競爭優勢是其在市場獲得經濟租金的唯一手段。因而，完全的供應鏈內部一體化在理論上是不可取的。
為協調供應鏈內部企業的利益目標，一個可行的辦法是企業之間的合作，建立類似于聯盟的戰略伙伴關系，這是完善供應鏈內部信息，促進信息一體化的一種有效途徑。通過實施若干種戰略伙伴關系中的任何一種都可以消除或減弱牛鞭效應。這些戰略伙伴關系改變了信息共享和庫存管理的方式，因而可能消除牛鞭效應的影響。協調供應鏈成員利益目標的另一種可行辦法是供應鏈成員之間的部分股權互換。股權互換不必經由長期的合作博弈就可以協調供應鏈成員的利益目標，至少使之不至于太過背離，而且還是保證供應鏈成員進行信息共享和決策合作的一種有效的激勵機制。
4．確定供應鏈的合理長度和寬度
不適當的供應鏈結構將會導致牛鞭效應的產生，帶來無效的供應鏈效率。因此，可以從供應鏈長度和寬度的角度減弱供應鏈結構對牛鞭效應的影響。
供應鏈中水平層次和垂直規模的參與者越多，信息被加工的次數越多，扭曲的程度越大，所以應該盡量減少參與者的數量。依據對核心企業流程的重要程度，將供應商群體和顧客群體分成支持型和重要型兩種。支持型實體是指那些對最終產品的提供起到支持作用的參與者。另外，如果制造商的銷售網絡比較廣，比較健全和完善，同時擁有強大的銷售隊伍，那么可以考慮直接營銷方式。直銷方式可以擁有完全的顧客需求信息，因此，它不受由于在分銷渠道中處理需求信號產生的牛鞭效應的影響。例如，戴爾計算機的直銷計劃和蘋果計算機的顧客導向計劃都取得了很好的成效。