摘 要：本文从供应链风险管理的角度来分析供应链中的牛鞭效应。牛鞭效应的成因中包括供应链自身无法消除的系统原因。为了规避系统原因所带来的影响，适度的供应需求放大有其合理性和必要性。从供应链风险管理的角度，通过对供应链过程中需求与供给不确定性带来的风险进行分析，指出库存成本与风险损失的效益背反现象，进一步说明牛鞭效应在一定程度上的合理性和必要性。
关键词：牛鞭效应；供应链风险管理；效益背反
Abstract: The paper tries to analyze the bullwhip effect in supply chain based on the perspective of risk management. The causes of the bullwhip effect in supply chain include system factors which cannot be eliminated by the supply chain itself. In order to avoid the impact of the system factors, to enlarge the demand moderately is reasonable and necessary. Based on the view of supply chain risk management, the paper analyzes risks from the uncertainty of demand and supply in supply chain, points out the phenomenon of trade-off existed between the inventory cost and the risk of loss, and further illustrates the bullwhip effect is of a certain degree of rationality and necessity.
Keywords: bullwhip effect; supply chain risk management; trade-off
0 引言
最早对供应链中的牛鞭效应作出比较全面的分析的是Hau L. Lee。他认为牛鞭效应是指在供应链管理环境下，随着供应链企业向上游延伸，产品需求波动幅度也随之不断增大的现象
[1]。之后，他又进一步指出：牛鞭效应是指供应链中的零售商向供应商的订货量与其实际的销售量不一致。一般地，发给供应商的订货量，其方差大于销售给买方的（即需求扭曲），这种扭曲以放大的形式向供应链的上游蔓延（方差变大）
[2] 。牛鞭效应给企业造成的后果有时非常严重。由于较差的需求预测，制造商支付了超额的原材料成本或产生原材料短缺。额外的制造费用、加班费，以及很高的库存水平导致超额的仓储费用和大量资金积压，低效率的运输过程和超额的运输成本等，都直接影响企业的效益
[3]。
现有的文献对于牛鞭效应的研究主要集中在以下几个方面：对牛鞭效应的产生原因的分析
[2][4]；牛鞭效应对利润产生的影响
[5]；对牛鞭效应的定量描述
[2][6]；以及通过相应的管理方法来减小牛鞭效应，如通过缩短需求的提前期，需求共享，选择适当的预测方法，采用合适的订单策略等途径来减小牛鞭效应
[7][8]，又如通过供应链再设计和重构等措施来减小牛鞭效应
[9]。
本文试图从供应链风险管理的角度来重新审视“牛鞭效应”。本文首先介绍了牛鞭效应的产生原因，同时指出牛鞭效应在一定程度上存在着合理性。然后，从供应链风险管理的角度，从风险分析和风险管理两个过程进行分析，指出库存成本与风险损失的效益背反现象，进一步说明牛鞭效应的存在很大程度上规避了供应链运作过程中需求与供给不确定性所带来的风险，增强了供应链的弹性。
1 牛鞭效应的产生原因
牛鞭效应的产生是因为供应链上存在着需求与供给的不确定性，即向供应商订货量的方差会大于向其客户销售量的方差，并且这种波动会沿着供应链向上游不断地扩大。供应链中的不确定性来自于供应商、制造商、销售商和顾客等所有成员，并沿着供应链逐级传播
[10]。供应链中的不确定性主要来自于以下几个方面
[2][3][4][7]：
（1）需求预测。买方在某时期发现需求增加，会认为这是未来需求将会提高的预兆，从而大幅度增加订货量。在传统的运作管理中，上游仅仅依靠下游买方的需求数据做出预测和决策，它的库存控制将不可避免地受到扭曲信息的损害。这样重复下去，呈现逐步放大的趋势，即多重预测是导致牛鞭效应的一个关键因素。
（2）提前期。需求的变动会随提前期的增长而增大，而且提前期越长，需求变动引起的订货量就越大。提前期由四部分组成：订单传送、订单处理、备货和货物装运。由于这四不分时间中的任何一部分变化都会影响到提前期的确定性，企业对交货的准确时间心中无数，往往希望对交货日期留有一定的余地，因而持有较长的提前期。因此提前期的拉长也会造成牛鞭效应。
（3）价格变动。制造商的产品价格在一定范围内会产生随机变化，而零售商的最优订货决策一般是价格低时扩大订货量，格高时减少订货量。另外，在某些时期，供应链中的上游企业经常采用一些促销策略，比如价格折扣、数量折扣等，导致下游企业不正常的订货量或销售量，也会引起牛鞭效应。
（4）批量订货。在供应链中，每个企业都会向其上游企业订货。一般情况下，销售商是在综合考虑库存和运输费用以及规避缺货风险的基础上，在一个周期或者汇总订单到一定数量后再向供应商订货，这样可以降低成本。同时频繁的订货也会增加供应商的工作量和成本，供应商也往往要求销售商在一定数量或一定周期订货。此时，销售商为了实现批量订货的规模经济性，或者为备不时之需，往往会人为提高订货量。
（5）供应短缺。当市场上某些产品的需求由于某种原因增大时，零售商和分销商会怀疑这些商品将会短缺，这引发他们扩大各自的订货量。但当需求降温或短缺结束后，大的订货量又突然消失，造成了需求预测和判断的失误，导致了牛鞭效应。另一种情况是当制造商的生产能力不能满足潜在的需求时，会根据买方的订货量限额配给，买方为了得到更多的配额，就会故意夸大自己所需要订货量，超出实际的需求。
除了以上五个方面外，供应链的结构本身，企业间缺乏协调，库存责任的失衡，环境的变异等因素都会增加供应链的需求的不确定性，并最终产生牛鞭效应。
图1 牛鞭效应
如图1中的实线部分区域s所示，由于供应链中种种不确定性的存在，供应需求量在向供应链上游传递过程中不断地扩大，产生牛鞭效应。假设原始的客户需求量为d，（m
1，m
2，m
3）表示供应需求量随着需求信息从顾客到供应商的传递分别放大了m
1，m
2，m
3倍。我们看到，为满足顾客的需求量d，供应商最终需要为制造商准备d*m
1*m
2*m
3的供应量。
通过对牛鞭效应产生原因的进一步分析可以发现，牛鞭效应的产生原因一般可分为两类：系统原因和管理原因。系统原因又可以理解为客观原因，或者说供应链本身无法克服的原因。例如顾客需求的不确定性，提前期的不确定性等等，这些原因是客观存在的。而管理原因则可能是由经营者的非理性行为造成的，也可能是经营者理智决策的产物。例如在缺乏准确的市场预测情况下经营者的非理性行为，又如由价格变动，批量订货，和供应短缺而引起的经营者为自身利益而产生的理性行为等都会产生牛鞭效应。管理原因通过供应链流程再造，供应链成员的组织协调、信息共享，和企业优化管理等是可以被克服的。
因此，需求供应量在向供应链上游传递过程中，存在着这样一个区域s’（图1中虚线区域）。在这个区域中，需求供应量在供应链传递过程中分别放大了m
1’，m
2’和m
3’倍。这些放大主要是由于供应链本身所无法克服的系统原因所造成的。（m
1’，m
2’，m
3’）的存在是为了规避系统原因所造成的不确定性风险，其存在具有一定的合理性和必要性。
2 供应链风险管理
2.1 供应链风险管理简介
经济全球化市场环境的变化，不仅驱动着供应链成为企业未来竞争的主体，而且使供应链管理更加复杂。由于信息不对称、信息扭曲、市场不确定等因素的存在，以及政治、经济、文化和法律等因素的影响，产生了供应链风险。供应链风险可以定义为：“由供应链内、外部环境中存在的不确定性因素所导致的造成供应链崩溃或运营障碍的可能性”
[11]。
供应链风险管理的全过程，又叫做广义的供应链风险管理，它又可以分为风险分析和狭义的风险管理
[12]。
2.2 风险分析
供应链可以分为采购、生产和配送三个主要阶段。不同阶段需求和供应不确定性所带来的风险特点不同。
采购阶段。采购阶段供应链管理的目标是根据计划要求尽量低的成本在正确的时间把正确的质量和数量的采购物品运送到正确的地点，保证生产或销售的正常运营。对于需求的估计错误，对提前期的预算过短，对价格的波动缺乏敏感等都会造成采购方无法在保证数量和质量的前期下完成采购任务。特别是关键性原材料，一旦缺失，可能会给企业带来严重的后果。
生产阶段。生产阶段的风险主要有原材料能否保证按时足量供应，质量能否达到要求；生产能力能否满足供应链的需求；外部环境不利因素（社会动乱、自然灾害等）和内部偶然性事件（设备故障、劳资纠纷等）。个别企业生产阶段产生的风险，往往会影响到整个供应链的正常运作。
配送阶段。配送阶段供应链的任务是和市场营销配合，以最低的成本及时把产品送达到销售渠道指定地点，以适应整体市场需求甚至单个客户的需求。来自销售市场的不可预知的变化是配送阶段的主要风险来源，当不能及时配送造成缺货时，就会失去销售机会甚至失去客户，从而带来损失。当然，如果销售渠道投放了过量的产品出现滞销时，会造成库存保管费用的增加。
通过对供应链采购、生产和配送三个主要阶段的分析，供应链需求和供应的不确定所带来的风险主要有两个方面，客户需求的无法满足和生产中断。
客户需求的无法满足。客户的需求是随机波动的，具有很高的不确定性。这给企业的采购预测带来了挑战。因为一旦缺货，客户的满意度就会随之下降，许多潜在的客户以及相应的潜在收益就会丢失。企业为了把客户满意度维持在一个较高的水平，就必须尽可能地减小缺货率。
生产中断。采购阶段及生产阶段的潜在风险都都有可能带来生产中断，然而一旦发生生产中断，就有可能给企业带来不可估量的损失。例如2000年3月的“阿尔伯克基事件”，飞利浦，爱立信手机产品核心部件唯一供应商，发生意外的火灾，突然间使这一核心部件的供应断档。该事件造成了爱立信当年4亿美元的损失，并最终导致爱立信决定退出无线通信终端业务
[12]。
2.3 风险管理
通过风险分析，我们了解到由于需求和供应的不确定性带来的风险主要有客户需求无法满足和生产中断。
应对需求和供应带来的风险最常用的供应链风险管理对策有多供应商策略，与供应商协调，增加生产能力，营销结合，增加库存等等。
其中增加库存的方法是最直接、最简单也是供应链企业最常用的方法。防范风险、在供应出现波动时保证供给是设置库存的最主要的目的之一。增加安全库存水平，利用库存的缓冲、调节作用，在供应市场波动甚至出现供应短缺时能保证供给，从而保证供应链的连续运行。增加库存能够有效缓解需求和供应不确定性而导致的客户需求无法满足和生产中断风险。但是增加库存同时也会增加供应链的运作成本。
图2 库存成本和风险损失的关系
如图2所示，随着供应量的增加，库存成本和风险损失存在着效应背反的关系。即库存成本越大，风险损失则越小；风险损失越大，库存成本则越小。为了寻求系统最优，我们需要从整体的角度出发，追求库存成本与风险损失之和的最小（如图3中a点时的供应量）。
图3 库存成本与风险损失之和与供应量的关系
2.4 牛鞭效应分析
供应链中的牛鞭效应最直接的表现，即为需求供应量随着供应链向上游不断增大。由于系统原因的客观存在和无法消除，牛鞭效应需求放大的区域s中存在着合理的放大区域s’。从供应链风险的角度，牛鞭效应的存在，在一定程度上减小了供应和需求的不确定性带来的风险，增加了整个供应链的弹性。牛鞭效应的存在，从某种意义上来说是供应链企业将供应链运营风险转移到库存风险的结果。因此，牛鞭效应的存在具有其合理性和必要性。
3 总结
牛鞭效应是供应链管理中常见的现象，其产生的原因既包括供应链企业自身可控的管理原因，也包括供应链企业不可控的系统原因。一般来说，牛鞭效应会产生库存成本增加、劳动力和运输等资源的无效利用等问题。但是，由于系统原因的客观存在，牛鞭效应的完全消除是很难做到，甚至是不可能的。
本文从供应链风险管理的角度重新审视牛鞭效应。从供应链采购、生产和配送三个阶段，分析供应链中的需求与供给的不确定性带来的风险，指出增加安全库存，利用库存的缓冲、调节作用能够较好地缓解需求与供给的波动。增加安全库存较低了风险损失，但也增大了库存成本。可见，库存成本和风险损失存在着效应背反的关系，为寻求平衡点，只有从整体观念出发，考虑库存成本与风险损失之和的最小。需求供应量随着供应链向上游放大，即牛鞭效应的存在在一定程度上是合理的，也是必要的。
本文从供应链风险管理角度定性地说明了牛鞭效应中存在这s’这样一个合理的区域，但对（m
1’，m
2’，m
3’）缺乏定量的分析。同样，在分析库存成本与风险损失的效益背反现象时，对于从整体观念考虑的最优供应量a缺乏定量分析。
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