供應(yīng)鏈中Ｂｕｌｌｗｈｉｐ效應(yīng)控制的博弈論分析

摘要：回顧了學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)可的供應(yīng)鏈中牛鞭效應(yīng)的內(nèi)涵、存在性和量化問題的研究成果，并以此為基礎(chǔ)分析了牛鞭效應(yīng)的成因。但目前學(xué)術(shù)界研究的重點(diǎn)已經(jīng)更多地轉(zhuǎn)向?qū)ε１扌?yīng)的減弱和控制上。順應(yīng)這種趨勢(shì)，重點(diǎn)討論了牛鞭效應(yīng)的控制問題，對(duì)國(guó)內(nèi)外控制牛鞭效應(yīng)的研究成果進(jìn)行了梳理。不同于以往純應(yīng)用技術(shù)角度的分析，而是從全新的角度提出了運(yùn)用博弈論的相關(guān)理論控制牛鞭效應(yīng)的方法，建立了相關(guān)模型。

關(guān)鍵詞：供應(yīng)鏈；Ｂｕｌｌｗｈｉｐ效應(yīng)；博弈論

中圖分類號(hào)：Ｆ045．6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ 文章編號(hào)：1673－291Ｘ（2008）02－0018－02

一、引言

供應(yīng)鏈中Ｂｕｌｌｗｈｉｐ效應(yīng)的內(nèi)涵、存在性、量化和控制問題一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。到目前為止，Ｂｕｌｌｗｈｉｐ效應(yīng)的內(nèi)涵與存在性問題已得到較好解決。1997年，Ｌｅｅ首先提出了“Ｂｕｌｌｗｈｉｐ Ｅｆｆｅｃｔ”的概念，中文譯為“牛鞭效應(yīng)”，認(rèn)為供應(yīng)鏈中以訂單形式傳遞的信息會(huì)被扭曲，誤導(dǎo)上游成員的生產(chǎn)和庫(kù)存決策，造成需求波動(dòng)放大現(xiàn)象。這一定義被后來的研究者廣泛采用。牛鞭效應(yīng)的存在性問題也已經(jīng)被國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)證明，其中，最著名的是啤酒游戲試驗(yàn)和保潔公司的尿布想象調(diào)查。牛鞭效應(yīng)的量化研究也日趨完善，比較成熟的有兩類：一是Ｌｅｅ和Ｃｈｅｎ提出的統(tǒng)計(jì)分析的量化方法，采用供應(yīng)鏈系統(tǒng)中的訂貨波動(dòng)方差與顧客需求方差之比來描述，給出了用移動(dòng)平均和指數(shù)平滑預(yù)測(cè)技術(shù)產(chǎn)生需求放大的方差描述的下界條件。二是Ｄｉｓｎｅｙ和Ｔｏｗｉｌｌ采用控制工程中的傳遞函數(shù)、頻率響應(yīng)和譜分析方法，對(duì)牛鞭效應(yīng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)測(cè)量，提出了兩種量化牛鞭效應(yīng)的方法：頻率響應(yīng)曲線最大幅值法和噪聲帶寬法。國(guó)內(nèi)學(xué)者張欣、達(dá)慶利、沈厚才在ＡＲＩＭＡ（0，1，1）穩(wěn)定需求模型條件下對(duì)牛鞭效應(yīng)量化做了大量工作。廖成林、宋波、李憶對(duì)非平穩(wěn)需求下虛擬企業(yè)的牛鞭效應(yīng)進(jìn)行了新的嘗試。應(yīng)該說，對(duì)牛鞭效應(yīng)的量化工作還將繼續(xù)，但目前研究的重點(diǎn)已經(jīng)更多地轉(zhuǎn)向?qū)ε１扌?yīng)的減弱和控制上。牛鞭效應(yīng)控制的成功與否將直接決定整條供應(yīng)鏈?zhǔn)欠穹€(wěn)定、是否具有效率。

二、牛鞭效應(yīng)產(chǎn)生的原因

對(duì)于牛鞭效應(yīng)產(chǎn)生的原因，存在兩種觀點(diǎn)：一是早期的研究者，包括以Ｆｏｒｒｅｓｔｅｒ?yàn)榇淼陌咐芯空吆鸵裕樱簦澹颍恚幔顬榇淼哪M試驗(yàn)者。他們認(rèn)為，供應(yīng)鏈成員系統(tǒng)性的非理性決策是牛鞭效應(yīng)產(chǎn)生的最根本原因。二是Ｌｅｅ和Ｃｈｅｎ等學(xué)者認(rèn)為，牛鞭效應(yīng)是供應(yīng)鏈成員在一定的供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)下理性決策的結(jié)果，被后來的研究者廣為接受。概括為五個(gè)因素：

（一）需求預(yù)測(cè)

Ｍｉｃｈｅａｌ ＰＱＲｔｅｒ的價(jià)值鏈（供應(yīng)鏈）理論形成以后，上游企業(yè)總是以直接下游企業(yè)的需求來預(yù)測(cè)自己的需求，并據(jù)此安排生產(chǎn)和供應(yīng)計(jì)劃，導(dǎo)致預(yù)測(cè)結(jié)果呈逐級(jí)放大的趨勢(shì)。假設(shè)零售商采取移動(dòng)平均和指數(shù)平滑預(yù)測(cè)技術(shù)，觀察的數(shù)據(jù)越多，對(duì)預(yù)測(cè)值的修正也就會(huì)越多，增大了需求的變動(dòng)性。同時(shí)，分銷商按零售商的訂貨數(shù)量連續(xù)對(duì)未來需求進(jìn)行修正，最后到供應(yīng)商手中的數(shù)據(jù)必將是大大超過真實(shí)的需求。正是這種多級(jí)需求預(yù)測(cè)加劇了牛鞭效應(yīng)。

（二）訂貨提前期

訂貨提前期是指從訂單發(fā)出到收到貨物的時(shí)間間隔。較長(zhǎng)的訂貨提前期就意味著更多的需求不確定，在其他條件不變的情況下，牛鞭效應(yīng)會(huì)隨著訂貨提前期的延長(zhǎng)而逐漸放大。

（三）訂貨批量

在傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈模式中，一般下游根據(jù)最大最小策略（ｓ，Ｓ）來管理自己的庫(kù)存。短期內(nèi)，當(dāng)需求增加一定比例時(shí)，由于有安全庫(kù)存，下游并不立即向上游訂貨。另外，由于處理訂單的時(shí)間和成本相當(dāng)大，考慮到運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性等情況，所以，只有等需求增加到一定程度，安全庫(kù)存不足以滿足需求時(shí)，下游才會(huì)進(jìn)行周期性的批量訂貨。但是，這種訂貨周期不是均勻分布的，訂貨的隨機(jī)性很大，造成了明顯的牛鞭效應(yīng)。

（四）供應(yīng)短缺

當(dāng)產(chǎn)品在某一時(shí)期供不應(yīng)求時(shí)，上游一般會(huì)采取配額限制以便各個(gè)市場(chǎng)都有產(chǎn)品可供使用。這時(shí)，下游往往會(huì)虛報(bào)自己的需求以便獲得更多的產(chǎn)品，賺取更多的利潤(rùn)。當(dāng)需求降溫時(shí)，訂單會(huì)突然消失，這種由于短缺博弈引發(fā)的需求信息扭曲會(huì)產(chǎn)生牛鞭效應(yīng)。

（五）價(jià)格波動(dòng)

在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨白熱化的今天，上游為促成大量采購(gòu)而采取的手段五花八門：積分、折扣、返利、貴賓卡等。下游會(huì)借助此時(shí)的優(yōu)惠措施大量進(jìn)貨，產(chǎn)生預(yù)先購(gòu)買行為，極大地影響了預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，人為地增加了需求的變動(dòng)性，加劇了牛鞭效應(yīng)。

三、國(guó)內(nèi)外控制牛鞭效應(yīng)的研究成果

為了控制牛鞭效應(yīng)以達(dá)到供應(yīng)鏈的整體最優(yōu)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者分別從物流渠道、信息渠道、決策控制三方面進(jìn)行機(jī)制設(shè)計(jì)。物流渠道和決策控制主要是改進(jìn)ＶＭＩ（供應(yīng)商管理庫(kù)存），國(guó)內(nèi)學(xué)者何毅、劉志學(xué)研究了逆向物流管理對(duì)供應(yīng)鏈中牛鞭效應(yīng)的影響。黃小原、盧震在量化牛鞭效應(yīng)方差之比的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了牛鞭效應(yīng)Ｈ控制和隨機(jī)控制的研究。Ｄｉｓｎｅｙ和Ｔｏｗｉｌｌ重點(diǎn)研究了ＶＭＩ系統(tǒng)供應(yīng)鏈庫(kù)存補(bǔ)充的四種策略：具有指數(shù)平滑的訂貨策略、具有移動(dòng)平滑預(yù)測(cè)的訂貨策略、具有需求信號(hào)預(yù)測(cè)的訂貨策略、一般的庫(kù)存補(bǔ)充平滑策略。從信息渠道控制牛鞭效應(yīng)的成果更多的是在應(yīng)用技術(shù)的層面，如在企業(yè)內(nèi)部采用ＥＲＰ和ＡＰＳ系統(tǒng)，在企業(yè)間采用ＳＣＭ系統(tǒng)，運(yùn)用Ｉｎｔｅｒｎｅｔ／ＥＤＩ技術(shù)，開展電子商務(wù)，對(duì)各信息系統(tǒng)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)企業(yè)間的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)集成和信息共享，應(yīng)用供應(yīng)鏈協(xié)同技術(shù)使供應(yīng)鏈上下游企業(yè)間業(yè)務(wù)流程的整合，共同協(xié)作開展業(yè)務(wù)來減弱牛鞭效應(yīng)。本文試圖從全新的角度，用博弈論的相關(guān)理論給出控制牛鞭效應(yīng)的方法。

四、博弈論的基本思想

（一）一次性博弈與重復(fù)博弈

博弈本是“賭博”與“下棋”，其結(jié)果是我贏你輸或我輸你贏，泛指人與人之間的交往中涉及雙方互為損益的行為，在單獨(dú)的一次博弈中存在較為嚴(yán)重的機(jī)會(huì)主義，即只要有可能，每個(gè)人都傾向于利用自身的優(yōu)勢(shì)為自己謀求利益最大化，這就可能給對(duì)方帶來?yè)p失，而對(duì)方也是同樣的人，只要有機(jī)會(huì)也會(huì)采取措施來防范對(duì)方，白白增加了很多“交易成本”。

而進(jìn)行重復(fù)博弈可以減少欺騙，增加相互間的信任。因?yàn)樯袭?dāng)受騙的人能夠來進(jìn)行“一報(bào)還一報(bào)”的報(bào)復(fù)行動(dòng)，互相報(bào)復(fù)的長(zhǎng)期結(jié)果是，理性的人們會(huì)認(rèn)識(shí)到，這樣對(duì)大家都沒有好處，于是就把相互的欺騙行為減少了，誠(chéng)信就產(chǎn)生了。

（二）重復(fù)博弈的特點(diǎn)

“重復(fù)博弈”理論的特點(diǎn)是通過“阿克謝羅德競(jìng)賽”總結(jié)出的。阿克謝羅德是在1984年的著作中描述了借助數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)化的方法所做的兩次以“囚徒困境”為基本博弈單元、重復(fù)數(shù)百次的“阿克謝羅德競(jìng)賽”。于是，通過兩次競(jìng)賽，阿克謝羅德總結(jié)了成功的“重復(fù)博弈”須具備這幾個(gè)特點(diǎn)：“善良的”、“可激怒的”、“寬容的”、“累積的”、“清晰的”。

五、用博弈論控制牛鞭效應(yīng)

假定在某個(gè)供應(yīng)鏈中，如果企業(yè)甲一開始用一次性博弈思維選擇自己的策略，只注重自己企業(yè)的最大化收益。這樣，甲能夠獲得超額收益ａ，企業(yè)乙在這次合作中只能獲得很低的收益ｂ，（ｂ遠(yuǎn)小于ａ）。但是，企業(yè)乙發(fā)現(xiàn)與甲的交往無法獲益后，在第二次以及后來的博弈中會(huì)采取不積極合作的態(tài)度，從而致使甲在ｎ輪博弈過后的預(yù)期收益為Ｙ1＝ａ。這樣對(duì)企業(yè)甲本身不利，當(dāng)然這也不是企業(yè)乙想要的結(jié)果。

第二種情況，如果企業(yè)甲一開始用重復(fù)性博弈的思維選擇自己的策略，注重雙方合作的長(zhǎng)期收益，可能企業(yè)甲在與企業(yè)乙的第一次博弈中只會(huì)得到一般的收益ｂ，但它同時(shí)可以收獲一個(gè)與企業(yè)乙進(jìn)行以后合作的概率ｐ（0＜ｐ＜1），則ｎ輪過后，企業(yè)甲的預(yù)期收益為：Ｙ2＝ｂ×（1－ｐｎ）／（1－ｐ）。

如果進(jìn)行無窮次博弈，即ｎ→∞，則只要ｐ＞1－ｂ／ａ，就會(huì)有Ｙ2＞Ｙ1。即：只要企業(yè)甲擁有完全信息，對(duì)預(yù)期收益的概率準(zhǔn)確，則在一定條件下會(huì)導(dǎo)致雙方建立長(zhǎng)久的供應(yīng)鏈關(guān)系。這是雙方期待的共贏的結(jié)果，從而從源頭上有利于減弱牛鞭效應(yīng)。

企業(yè)之間建立起來的長(zhǎng)期有效的供應(yīng)鏈關(guān)系，一定是基于重復(fù)博弈的系統(tǒng)理論之上，一次性博弈最終只會(huì)使雙方受損，造成供應(yīng)鏈的解體。

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