東華理工大學(xué)經(jīng)管學(xué)院 孫琪霞 朱青

山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院 史成東

信息共享對(duì)企業(yè)供應(yīng)鏈牛鞭效應(yīng)影響的研究①

東華理工大學(xué)經(jīng)管學(xué)院 孫琪霞 朱青

山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院 史成東

現(xiàn)代企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)是供應(yīng)鏈之間的競(jìng)爭(zhēng)，而供應(yīng)鏈上出現(xiàn)的牛鞭效應(yīng)現(xiàn)象非常突出，這往往成為影響供應(yīng)鏈順利運(yùn)行的一個(gè)重要因素。本文以APIOBPCS模型為基礎(chǔ)，將預(yù)測(cè)環(huán)節(jié)視為供應(yīng)鏈的組成部分，通過信息共享改造傳統(tǒng)供應(yīng)鏈的串行結(jié)構(gòu)，采用基于變換和測(cè)量牛鞭效應(yīng)的控制工程方法，仿真研究了信息共享對(duì)制造商-分銷商-銷售商構(gòu)成的三級(jí)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)牛鞭效應(yīng)的影響。通過仿真證實(shí)，信息共享能夠減少牛鞭效應(yīng)，但不能消除牛鞭效應(yīng)。最后通過探討物流延遲時(shí)間參數(shù)和一階指數(shù)平滑預(yù)測(cè)參數(shù)對(duì)牛鞭效應(yīng)的影響，給出了弱化牛鞭效應(yīng)的措施。

信息共享 牛鞭效應(yīng) 供應(yīng)鏈 指數(shù)平滑預(yù)測(cè)

牛鞭效應(yīng)是供應(yīng)鏈中的需求波動(dòng)放大現(xiàn)象[1-2]，它是供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)中最為重要的性能指標(biāo)，牛鞭效應(yīng)給企業(yè)造成的后果有時(shí)甚至非常嚴(yán)重。由于較差的需求預(yù)測(cè)，制造商支付了超額的原材料成本或產(chǎn)生原材料短缺，額外的制造費(fèi)用、加班費(fèi)，以及很高的庫(kù)存水平導(dǎo)致超額的倉(cāng)儲(chǔ)費(fèi)用和大量資金積壓，低效率的運(yùn)輸過程和超額的運(yùn)輸成本等。

牛鞭效應(yīng)問題如此重要，因此多年來一直受到企業(yè)家和學(xué)者的關(guān)注。目前，對(duì)牛鞭效應(yīng)的定量研究主要采用統(tǒng)計(jì)分析量化方法和控制工程量化方法[3]。Lee[1]和Chen[2]等學(xué)者研究了牛鞭效應(yīng)的五大因素，并采用移動(dòng)平均預(yù)測(cè)、指數(shù)平滑預(yù)測(cè)等方法對(duì)需求信號(hào)的處理和交貨到訂貨的時(shí)間延遲進(jìn)行了量化處理。劉紅等以H.L.Lee提出的消費(fèi)需求AR(1)自相關(guān)模型為基礎(chǔ)，在假定采用訂貨點(diǎn)庫(kù)存策略的前提下，分別推導(dǎo)出了零售商采用移動(dòng)平均法、一次指數(shù)平滑法預(yù)測(cè)及均方誤差優(yōu)化預(yù)測(cè)市場(chǎng)需求時(shí)，生產(chǎn)商所面對(duì)的需求波動(dòng)。分析了不同預(yù)測(cè)技術(shù)對(duì)牛鞭效應(yīng)的影響及適用范圍[4]。汪傳旭通過分析ARMA(1，1)需求條件下的供應(yīng)鏈歷史訂單量信息對(duì)牛鞭效應(yīng)和制造商平均成本的影響，得出歷史訂單量的充分利用可以減少牛鞭效應(yīng)，降低供應(yīng)鏈成本[5]。Disney和Towill等人采用控制工程中的傳遞函數(shù)、頻率響應(yīng)和譜分析等方法，提出了分析牛鞭效應(yīng)的頻率響應(yīng)曲線最大幅值方法和噪聲帶寬方法[6][7]。王旭坪等利用控制理論建立了多級(jí)線性供應(yīng)鏈的模型，分別使用噪聲帶寬和Matlab/Simulink對(duì)一個(gè)可擴(kuò)展多主體線性供應(yīng)鏈系統(tǒng)的牛鞭效應(yīng)進(jìn)行建模和仿真，分析了實(shí)施信息共享前后供應(yīng)鏈系統(tǒng)的牛鞭效應(yīng)[8]。郭海峰等采用基于變換的離散傳遞函數(shù)和測(cè)量牛鞭效應(yīng)的控制工程方法，計(jì)算了由一個(gè)供應(yīng)商和一個(gè)用戶組成的、使用指數(shù)平滑預(yù)測(cè)的供應(yīng)商管理庫(kù)存供應(yīng)鏈和傳統(tǒng)供應(yīng)鏈的牛鞭效應(yīng)[9]。本文以 APIOBPCS模型為基礎(chǔ)[6]，將信息共享環(huán)節(jié)(指數(shù)平滑預(yù)測(cè))視為供應(yīng)鏈系統(tǒng)的組成部分，采用變換的方法，建立信息共享供應(yīng)鏈系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，使用Matlab仿真信息共享對(duì)供應(yīng)鏈系統(tǒng)牛鞭效應(yīng)的影響。

1 信息共享供應(yīng)鏈系統(tǒng)

本文主要研究信息共享對(duì)制造商-分銷商-銷售商三級(jí)供應(yīng)鏈系統(tǒng)牛鞭效應(yīng)的影響，供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)采用APIOBPCS模型。在傳統(tǒng)供應(yīng)鏈系統(tǒng)(無(wú)信息共享)中各節(jié)點(diǎn)是串聯(lián)的，而信息共享供應(yīng)鏈系統(tǒng)則是一個(gè)前饋系統(tǒng)。

1.1 傳統(tǒng)供應(yīng)鏈離散傳遞函數(shù)

將市場(chǎng)需求信息的預(yù)測(cè)視為供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，采用一階指數(shù)平滑預(yù)測(cè)方法[9]，其變換為平滑系數(shù)為預(yù)測(cè)中的數(shù)據(jù)平均期。為下游節(jié)點(diǎn)觀察到新的庫(kù)存水平，向上游節(jié)點(diǎn)制定的訂貨量，為凈庫(kù)存，為在制品量，為物流生產(chǎn)或配送延遲時(shí)間。傳遞函數(shù)為：

由于傳統(tǒng)供應(yīng)鏈中各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的預(yù)測(cè)環(huán)節(jié)是相互獨(dú)立的，因此傳統(tǒng)供應(yīng)鏈離散傳遞函數(shù)是各個(gè)節(jié)點(diǎn)變換的乘積。為了簡(jiǎn)化，令所有節(jié)點(diǎn)使用相同的預(yù)測(cè)參數(shù)和相同的延遲時(shí)間。所以，傳統(tǒng)三級(jí)供應(yīng)鏈的離散傳遞函數(shù)為：

1.2 信息共享供應(yīng)鏈離散傳遞函數(shù)

在信息共享系統(tǒng)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的預(yù)測(cè)環(huán)節(jié)不再是獨(dú)立的，而是共享最終需求信息。當(dāng)=1時(shí)，，是指供應(yīng)鏈上只存在銷售商；當(dāng)=3時(shí)，是指由銷售商和分銷商組成的二級(jí)供應(yīng)鏈的離散傳遞函數(shù)。此時(shí)的傳遞函數(shù)為：

1.3 系統(tǒng)仿真

表1 供應(yīng)鏈各層級(jí)牛鞭效應(yīng)的仿真結(jié)果

1.4 仿真結(jié)果分析

依據(jù)系統(tǒng)仿真知，牛鞭效應(yīng)沿供應(yīng)鏈向上游呈放大趨勢(shì)。信息共享供應(yīng)鏈頻率響應(yīng)明顯小于傳統(tǒng)供應(yīng)鏈的頻率響應(yīng)，說明信息共享對(duì)供應(yīng)鏈牛鞭效應(yīng)具有消減功能。從表1看出，預(yù)測(cè)參數(shù)相同的情況下，生產(chǎn)或物流延遲時(shí)間越長(zhǎng)，牛鞭效應(yīng)越明顯。在交貨提前期相同的情況下，預(yù)測(cè)參數(shù)越大，牛鞭效應(yīng)越小。這是因?yàn)轭A(yù)測(cè)的時(shí)間越長(zhǎng)，預(yù)測(cè)值越準(zhǔn)確。然而取較大的值只能適用于穩(wěn)態(tài)的需求模式。當(dāng)需求不穩(wěn)定時(shí)，必須取較小的值以密切跟蹤需求來獲得滿意的服務(wù)水平，因此，需要在跟蹤需求變化和對(duì)牛鞭效應(yīng)的影響之間做出折中。此外，信息共享能夠有效抑制牛鞭效應(yīng)，但不能夠完全消除牛鞭效應(yīng)。這說明牛鞭效應(yīng)是供應(yīng)鏈系統(tǒng)固有的特征。

2 弱化牛鞭效應(yīng)的措施

2.1 時(shí)間壓縮策略

供應(yīng)鏈時(shí)間壓縮策略，作為供應(yīng)鏈管理的有效措施，可獲得更短的提前期、更好的訂貨控制、更低的庫(kù)存水平等等，能很好地減輕供應(yīng)鏈中的牛鞭效應(yīng)。時(shí)間壓縮策略分別從供應(yīng)鏈物流和信息流兩條渠道進(jìn)行，即進(jìn)行信息流和物流兩方面的時(shí)間壓縮。

在信息流中進(jìn)行時(shí)間壓縮，主要通過實(shí)施信息共享把銷售點(diǎn)(POS)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)提供給供應(yīng)鏈上的每一成員，這樣，每個(gè)成員可以根據(jù)其下游企業(yè)的訂單信息和最終需求信息做出準(zhǔn)確而快捷的生產(chǎn)、存貨決策，進(jìn)而減少庫(kù)存、降低成本。通常使用EDI、Extranet、 ERP等軟件和網(wǎng)絡(luò)，使供應(yīng)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)之間達(dá)到信息共享，提高供應(yīng)鏈的整體效率。

在物流方面中進(jìn)行時(shí)間壓縮，可通過消除物流中的冗余工序，并行運(yùn)作物流流程等手段來實(shí)現(xiàn)。

2.2 信息共享激勵(lì)策略

根據(jù)前面的分析，信息共享能夠弱化牛鞭效應(yīng)，增加供應(yīng)鏈的整體績(jī)效。但信息共享并不是對(duì)供應(yīng)鏈所有成員都是有益的，例如，對(duì)銷售商而言，信息共享幾乎沒有價(jià)值。而且供應(yīng)鏈中的所有成員都可能擔(dān)心這些共享的私有信息會(huì)泄漏給競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，所以為促進(jìn)信息共享，應(yīng)建立信息共享的激勵(lì)與監(jiān)督機(jī)制，處理好利益在整個(gè)供應(yīng)鏈中的再分配問題。

3 結(jié)語(yǔ)

本文采用基于控制工程的量化建模方法，仿真研究了信息共享對(duì)制造商-分銷商-銷售商構(gòu)成的三級(jí)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)牛鞭效應(yīng)的影響。仿真表明，信息共享是一種有效的減少牛鞭效應(yīng)的方法。因?yàn)槠鋭h除了最終市場(chǎng)需求信息流的時(shí)間延遲，改變了傳統(tǒng)供應(yīng)鏈的串行結(jié)構(gòu)，這在供應(yīng)鏈理論研究和工程上具有重要意義。本文僅就最終市場(chǎng)需求信息流的共享對(duì)供應(yīng)鏈牛鞭效應(yīng)的影響進(jìn)行了研究，關(guān)于其它信息流的共享對(duì)供應(yīng)鏈牛鞭效應(yīng)影響的研究有待進(jìn)一步深入。

[1] Lee N,Padmanahan S,Whang S.Information distortion in a supply chain:thebullwhip effect[J].Management Science,1997,43(4):546～558.

[2] Chen F.Drezner Z,Ryuan J K,et al. Quantifying the bullwhip effect in a simplesupply chain:the impact of forecasting,lead times,and information [J].Management Science,2000,46(3):436～443.

[3] 黃小原,王靜.供應(yīng)鏈中的牛鞭效應(yīng)問題研究進(jìn)展:存在、量化與控制[J].信息與控制,2004,33(5):579～583.

[4] 劉紅,王平.基于不同預(yù)測(cè)技術(shù)的供應(yīng)鏈牛鞭效應(yīng)分析[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,2007,(7):26～33.

[5] 汪傳旭.基于ARMA(1,1)需求的供應(yīng)鏈歷史訂單量信息價(jià)值的分析[J].管理工程學(xué)報(bào),2006,20(4):25～30.

[6] Dejonckheere J, Disney S M, Towill D R. Transfer function analysis of forecasting induced bullwhip in supply [J].Int. J.Production Economics,2002,78(2):133～144.

[7] Dejonckheere J,Disney S M, Lambreoht M R,et al.Measuring and avoiding thebullwhip effect:a control theoretic approach[J].European Journal of Operational Research,2003,147(3):567～590.

[8] 王旭坪,郭瑞東,胡祥培.基于控制工程的牛鞭效應(yīng)建模與仿真研究[J].中國(guó)管理科學(xué),2006,(14):469～473.

[9] 郭海峰,黃小原.供應(yīng)商管理庫(kù)存對(duì)牛鞭效應(yīng)的影響[J].控制工程, 2007,14(1):111～114.

F253

A

1005-5800(2010)11(b)-248-02

江西省高校人文社會(huì)科學(xué)研究基金(JJ1003)。