第六章 解决牛鞭效应问题 降低企业供应链成本
6.1 牛鞭效应的含义
“牛鞭效应”也被称为放大效应，美国的供应链管理专家 Hau L. Lee 最早提出了牛鞭效应的理论，即需求信息在供应链传递过程中发生扭曲的一种现象。供应链中的各个节点只根据其临近供应链下游客户的需求准备物料或产品的生产与供应，但是这种供应决策方式由于供应链过长而无法准确对最终消费市场的需求波动产生反馈，因此不真实的需求数据会沿着供应链逆流而上并且逐级放大，最终导致位于供应链上游位置的供应商产生并保持着比位于下游位置的供应商更高的库存水平。如图 6-1 所示：【1】
从图 6-1 中可以看出，供应链每个节点上的库存量都会沿着供应链上下游的相反方向逐渐增大，无论是销售商、制造商还是位于供应链顶端的原料供应商，因为它们获得的需求信息都会发生扭曲且扭曲的幅度是逐渐增大的。这就导致了供应链各节点的库存相应增大。
6.2 牛鞭效应产生的原因
牛鞭效应产生是由于供应链传递过程中信息失真的结果，供应链上的需求信息在从位于供应链下游的客户向上游传递的过程中，由于信息无法实现共享，使信息失真的波动会随着供应链各节点的变化而逐渐递增，以至于需求信息到达供应链上游顶端的时候，需求信息失真的波动会变的很大。【2】
如图6-2所示，客户需求的变动对供应链上游的各个节点来说影响是显着的，特别是对于那些位于供应链上游顶端的供应商来说，最终客户需求的微小变动，都有可能因为牛鞭效应的影响而在供应链各级中产生叠加效果，且供应链中的节点越多叠加效果则越明显。最终导致位于供应链上游的供应商产生大量的库存。
供应链传递过程中产生信息失真现象，则有以下几个原因：
6.2.1 订货提前期
订货提前期指的是从提出订货到收到订货之间的时间间隔。由于存在着订货提前期，使得供应商的库存水平得不到及时修正，即供应商需要提前做出订货订单，而当下游客户的需求变化发生时，已经做出的订货订单无法及时改变。
当供应链上游的供应商在计算库存水平的时候，需要将订货提前期这段时间的需求量考虑进去，并据此计算安全库存。因此，供应链上游供应商的订货提前期越长，下游的需求变化对其影响也就越大。
6.2.2 批量订货策略
在供应链中的企业，都会向供应链上游的供应商提出订货，也就是生成采购订单。企业在日常生产经营过程中，库存原料的消耗会出现以下几种特殊情况：
单次消耗量很小但是消耗频率很高、不同时期的消耗量差异很大。这几种情况会导致企业无法针对单次库存原料的消耗而生成采购订单来有效的弥补库存消耗，因为不稳定的消耗量会导致企业无法准确计算与预计采购订单，而过于频繁但数量较小的采购订单会增加企业的工作量与采购成本。这都是一个有着良好运作机制的企业所不能接受的。
因此很多企业就采用根据原料安全库存和订货提前期等数据计算最佳订货批量的方法，并据此生成采购订单。但是企业又比较偏好将订货批量计算的略多一些，以保证消耗量变化或者原料采购、运输和质量检验中的风险不会影响原料正常供给。而当供应链上每个节点的企业都这样做的时候，对于供应链上游的企业，需求信息失真的波动就会变的非常大，这也就导致了牛鞭效应的产生。
6.2.3 产品价格波动
由于产品或原料的价格是会随着市场需求的变化而产生波动，这使得当供应链各节点的企业预期该产品或原料价格会上涨时，会有意识的增加一些库存以增加盈利。比如零售商可能会增加一部分产品的库存，待该产品市场价格上升后，再做销售以赚取更多的利润，或者生产商会增加一部分原料的库存，以便应对可能到来的原料价格上升。
这些由于产品价格浮动而使企业有意识增加库存的情况，是与市场实际需求有差异，直接导致了供应链上游企业对需求信息的失真判断，从而产生了牛鞭效应。
6.2.4 短缺博弈
当某产品市场供不应求的时候，该产品的生产商会向众多零售商采取限量采购或先到先得的政策，而零售商则会采取夸大需求的应对措施，即向生产商提高自己的需求量，以便增加自己的产品库存，从而在供不应求的市场环境中占得先机。生产商则会根据零售商提供的高于实际市场需求的数据计算接下来的生产计划和原材料采购计划，最终使产品的产量增加从而达到供给等于需求的平衡状态。
但是由于供应链过长，使得供应链上游的众多企业都会按照失真的需求信息安排订货，并且无法及时收到市场达到平衡状态的信息，从而产生了牛鞭效应。
6.2.5 应对环境变化
在激烈的市场竞争中，谁能抢到先机就能为自己增加有力的竞争砝码。生产商为了避免因政策环境、市场环境、自然环境、社会环境的变化，而给自己的采购、生产和销售带来风险，会采取增加原料和产品库存的对策。同样销售商也会有意识的提高自己某种产品库存来应对因未来的不确定性而产生的风险。因此，供应链上下游企业都会提高订货量来保证库存。从而使供应链需求信息的失真波动逐级增大，由此产生了牛鞭效应。
6.2.6 供应链过长
供应链从原材料采购或生产开始一直到最终客户手中结束，里面涵盖了众多生产、物流、销售等企业。供应链里面往往联接着众多经营性质不同、所属国家不同、所处环境不同的企业。因此由于部分产品研发、生产和物流周期过长以及供应链中组织结构的复杂，供应链的周期可能会被拉长到几个月甚至几年。
这使得位于供应链上游的企业，无法及时的感觉到顾客对产品需求的变化，并且需求信息失真的波动，会随着供应链长度的增加而逐级叠加，从而使牛鞭效应愈加明显。
总之，供应链的上下游企业都是根据自身对产品或原料的需求预测安排下一步的生产计划、原料采购、库存水平和物流运输。比如零售商会根据客户需求预测安排产品的订货数量和库存水平；生产商会根据需求预测来安排生产计划，原材料和产品的库存水平以及原料采购计划；原材料供应商也会根据自身对市场的需求预测，安排生产和库存水平。这使得需求预测在供应链计划中占据非常重要的地位，而当供应链中的需求预测信息由于上述种种因素产生失真的时候，各级企业就无法做出准确的订货与生产计划，而且失真的波动还会随着供应链的延伸而叠加，就更增加了做出合理供应链计划的难度。所以说，对需求信息预测的失真是导致牛鞭效应产生的根本原因，也是造成企业运营风险与损失的主要因素。
6.3 牛鞭效应给企业带来的运营风险
牛鞭效应是物流与供应链管理中普遍存在的一种现象，它给供应链上下游企业所带来的风险与损失，主要体现在以下几个方面：
6.3.1 导致企业库存数量的积压
由于供应链上下游企业对需求信息预测的失真，导致企业会提高采购、生产和库存数量。而当产品库存无法被企业供应链下游客户需求所消耗的时候，便产生了库存数量的积压。特别是一些位于供应链上游的企业，由于随着供应链延伸而产生的需求预测信息失真的叠加现象，使得这些企业的库存积压现象更为严重，从而大量占用企业流动资金，给企业运营带来风险。
例如，某生产型企业原材料与成品的正常安全库存周期为 1 个月，每个月产品产量为 100 台，每台价值 10 万元，每台产品所对应的原材料总金额为 7 万元。
其库存情况如表 6-1：【3】
当该企业对供应链下游客户的需求预测产生差异，即发生牛鞭效应。该企业为了应对市场需求而调整其库存水平，将原材料与产品的安全库存周期调整为1.5 个月，那么其库存情况如表 6-2：【4】
由表 6-1 和表 6-2 可分析出，当企业的库存水平从 1 个月调整为 1.5 个月时，由于供应链下游客户的实际需求量并未变化，导致企业的产品和原材料安全库存在库总金额提高了 850 万元。从而占用了大量的流动资金，给企业资金周转带来风险，增加了企业运营成本。
6.3.2 增加了供应链上下游企业的合作难度
当牛鞭效应显现的时候，供应链上下游企业都根据不真实的需求预测调整自身的订货、生产与库存，这些不适当的调整在给企业运营造成风险的同时也使位于供应链上游位置的企业对于下游企业提供的需求信息产生不信任。这种不信任会对位于供应链中各个节点上企业的合作与协调产生很多负面影响，企业不再信任位于供应链下游位置企业提供的需求预测信息，自身又缺乏获得需求信息的适当渠道，从而使企业在制定订货、生产与库存计划时面临困难，企业的供应链隐性成本也相应增加。
6.3.3 降低了客户的满意度
当企业因为牛鞭效应带来的对需求预测信息的失真，而增导致订货量和库存水平增加的时候，实际需求消耗并没有企业预测的那样高，从而给企业的生产经营活动带来风险。而当企业再次制定采购计划时，就会发生因希望规避风险而有意识的降低订货量和库存水平，这又会对供应链的正常供给产生负面影响。当供应链下游客户因这种负面影响而无法正常获得产品供给的时候，往往会降低客户对产品的忠诚度，甚至使客户转向购买可替代品。由此可见，牛鞭效应是把双刃剑。在产生库存积压风险的同时，也可能产生供给不足的情况，从而直接影响客户满意度，提升了企业经营风险，增加了供应链成本。
通过上述分析可以发现，牛鞭效应给企业的运营带来的风险是巨大的，牛鞭效应增加了企业物流与供应链管理的显性成本和隐性成本。企业在优化自身流程、提高运营效率的同时，也应关注如何解决牛鞭效应问题，以降低企业供应链成本。
6.4 如何消除牛鞭效应的危害
牛鞭效应是由于供应链中上游企业对于下游企业的需求预测信息失真造成的，而造成需求预测信息失真的原因是多方面的，企业可采取针对性措施对供应链流程加以调整，以降低因牛鞭效应而造成的企业供应链成本。
6.4.1 建立电子商务系统，实现供应链信息共享
牛鞭效应产生的主要原因为需求信息在供应链传递过程中发生失真现象，如果我们建立一个基于电子商务平台的信息共享系统，就可以有效的扭转需求信息失真现象，从而减少牛鞭效应给企业带来的经营风险。
电子商务是指在市场交易过程中的各方，基于计算机互联网技术和电子信息技术，实现在线电子化交易的过程。电子商务具有快捷准确的信息分享与沟通、灵活快速的交易方式和交货方式等特点。电子商务可以帮助企业更方便、更快捷的推广自己的产品与服务，并且降低了企业运营成本。电子商务还可以帮助供应链上下游企业，依托电子商务平台的快捷、高效的特点，分享各自的需求预测信息，从而降低需求预测信息的失真波动，进而降低牛鞭效应给企业带来的风险。
当供应链上下游企业建立起统一的电子商务系统后，制造商可以查看销售商的库存情况和销售情况，以便获得准确的需求预测信息，从而做出合理的订货计划和生产计划。而作为供应链下游的销售商也可以通过电子商务系统查看生产商的库存，从而做出合理的产品订货计划，避免了短缺博弈现象的发生。
当电子商务系统有效运作后，可以使供应链上需求预测信息由上下游单向传递转变为双向沟通的过程，从而有效缓解了牛鞭效应所带来的供应链成本的增加。
6.4.2 缩短供应链长度
当供应链上的企业由于订货提前期、订货批量、价格波动、短缺博弈及应对市场变化等原因提高订货数量和库存水平的时候，会产生牛鞭效应从而影响其上游企业对需求信息的预测。而且这种影响会延供应链向上游企业逐级漫延并逐级叠加，因为各级企业都会在其下游企业所提供的已失真的需求信息上再做出有利于自身利益的调整，然后再传递给上游企业。这种过程周而复始，并且供应链越长，供应链所包含的机构越多、越复杂，产生的牛鞭效应叠加的幅度也就越大，从而给位于供应链上游的企业的生产经营带来风险，并增加了企业供应链成本。
所以缩短供应链长度，是降低牛鞭效应给企业运营带来的风险与减少供应链成本的有效手段。
6.4.3 缩短订货提前期
订货提前期是指发出采购订单到收到货物的周期，订货提前期又可具体划分为供应商准备产品的周期和物流周期，如图 6-3 所示：【5】
供应商准备产品的周期包括供应商接收和处理订单的时间、供应商根据采购订单及库存水平做出合理生产计划和运输计划的时间、供应商生产产品或从库存中拣选产品的时间。物流周期包括供应商发出货物的运输时间以及进出口清关等需要的时间，即从供应商发出货物开始到客户收到货物结束所需要的时间。
当位于供应链上游的制造商收到客户的需求信息后，可根据自身订货提前期和库存水平安排原料采购和生产计划，但是由于有些原料供应商是采用见订单生产的方式，而且生产周期又比较长，另外制造商出于降低物流成本考虑，采用海运等速度较慢的运输方式。因此订货提前期有时候会长达几个月的时间，这都是由制造商所采购原材料的特性所决定的。较长的订货提前期意味着制造商从发出原料采购订单到收到原料需要较长的时间，而在这期间如果供应链下游客户的需求预测信息发生变化，那么制造商无法更改已采购的原材料，这就为企业的运营带来风险。因此缩短订货提前期是降低牛鞭效应给企业运营带来风险的有效措施。
对于订货提前期中的不同部分，企业可以采用如下手段来缩短时间：对于“供应商接收和处理订单的时间”，可以采用 EDI 模式和信息技术等手段优化流程，缩短订单管理工作的时间；对于“供应商根据采购订单及库存水平做出合理的生产计划和运输计划的时间”，可采用 MRP 系统来做出生产计划和运输计划决策，在短时间内做出科学合理的计划决策；对于“供应商生产或从库存中拣选产品的时间”，可采用现代的制造技术和生产管理方法以及优化生产流程等方式缩短生产时间；对于“物流周期”，则可采用优化物流流程、优化 EDI 系统在信息流管理中的使用、采用现代化的集成物流管理模式来缩短时间。
6.4.4 建立战略联盟
信息共享、缩短供应链和缩短提前期都是基于供应链上下游企业相互信任，互相协作的基础之上。然而往往供应链上下游企业是处于买卖双方的竞争关系，双方既是利益相关者又是利益的矛盾冲突者。所以如何协调供应链上下游关系，建立供应链战略联盟，便成了消除牛鞭效应危害，降低供应链成本的重中之重。
供应链战略联盟是指由供应链上下游一些相互独立的企业为实现共同目标而组建的联盟。战略联盟中的每个成员都以自己的竞争优势作为资本向联盟做出贡献，各企业间相互协调、相互支持、优势互补和风险共担，战略联盟的目标是实现联盟内企业的利益最大化。
供应链战略联盟内的企业具有对需求变化快速反应的优势，供应链上下游企业通过战略联盟，大大加强了彼此的合作关系。当企业发现稍纵即逝的市场机遇或客户需求变化后，可以与战略联盟内的企业合作，有效的利用外部资源，实现优势互补，从而缩短产品的研发、生产与物流周期。牛鞭效应产生的原因之一，就是企业为规避产品价格波动或者环境变化而给企业带来的风险，囤积大量产品。而供应链战略联盟内的企业，由于企业间存在相互信任与资源互补关系，则可不必以提升库存水平为手段增强企业竞争力。企业可以专注于发展自己的核心业务或优势业务，并通过战略联盟内企业的优势互补机制来弥补自身的劣势，进而降低牛鞭效应给企业生产经营带来的风险，降低企业供应链运营成本。
消除牛鞭效应的危害几个重要方法即：实现以电子商务为平台的信息共享、缩短供应链长度和缩短采购提前期，都需要供应链上下游企业的协同合作。没有企业间的协同合作，这些解决方法都很难实现。所以供应链联盟的建立是解决牛鞭效应的基础与关键。在供应链战略联盟中各企业相互协调、相互支持、优势互补和风险共担的框架下，整条供应链便可以实现良性运转以及自身的改良与调节，这对企业降低牛鞭效应带来的危害，降低企业供应链成本，提升企业核心竞争力有着重要的意义。
