摘 要

牛鞭效应是供应链中信息不对称问题的具体表现形式。它是供应链日常运作管理中存在的主要问题。它的出现增加了供应链上各个节点企业的运作成本，降低了资源配置的效率与顾客的满意程度。使得整条供应链在激烈的市场竞争中处于不利的地位。电子商务作为一种全新的商务模式随着互联网与现代信息技术的快速发展已经逐渐渗透到了人们生活的各个方面。在这种情况下，通过结合现代电子商务技术来缓解供应链中的牛鞭效应就具有十分重要的现实意义。

本文以供应链中的牛鞭效应问题为主要研究对象，借助ExtendSim7仿真软件进行模拟与分析。然后结合其存在的原因与仿真的结果提出在电子商务环境下牛鞭效应的缓解措施。

研究结果验证了供应链中牛鞭效应的存在。并阐明了基于现代电子商务技术下的牛鞭效应的削弱方法。对企业进行供应链管理具有一定的借鉴作用。

关键词：供应链；电子商务；牛鞭效应；模拟仿真

Abstract

Bullwhip effect is the specific form of information asymmetry in supply chain. It is the main problem in the daily operation and management of supply chain. Its appearance has increased the operation cost of each node enterprise in the supply chain, and reduced the efficiency of resource allocation and customer satisfaction. And it puts the whole supply chain at a disadvantageous position in the fierce market competition. As a new business mode, e-commerce has gradually penetrated into all aspects of people's lives with the rapid development of Internet and modern information technology. Under the circumstances, it is of great practical significance to mitigate the bullwhip effect in the supply chain by combining modern e-commerce technology.

This paper takes the bullwhip effect in supply chain as the main research object, and simulates and analyzes it with the help of ExtendSim7 simulation software. Then, combining with its causes and simulation results, the mitigation measures of bullwhip effect in e-commerce environment are proposed.

The results verify the existence of bullwhip effect in supply chain. It also expounds the weakening method of bullwhip effect based on modern electronic commerce technology. It has a certain reference function for enterprises to carry out supply chain management.

Key Words：supply chain ；E-commerce；Bullwhip effect；simulation

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究目的及意义 1

1.3 国内外研究现状 2

1.3.1 牛鞭效应的存在与量化 2

1.3.2 牛鞭效应产生的原因 2

1.3.3牛鞭效应的缓解措施 3

1.4 研究思路及结构安排 4

1.4.1 研究思路 4

1.4.2 结构安排 4

第2章 电子商务与牛鞭效应 5

2.1 电子商务 5

2.1.1 电子商务的基本概念 5

2.1.2 电子商务的产生和发展 6

2.2 牛鞭效应 6

2.2.1 牛鞭效应的简介 6

2.2.2 牛鞭效应产生的原因 7

第3章 牛鞭效应的仿真 10

3.1 仿真软件的介绍 10

3.2 问题的描述及模型的建立 10

3.2.1问题的描述 10

3.2.2主体模型的建立 11

3.2.3层级模块的建立 16

3.2.4仿真结果及分析 23

第4章 牛鞭效应的缓解措施 29

4.1 供应链的整体协调方面 29

4.2 企业的运作管理方面 30

4.3 个体的行为方面 32

4.4 其它方面 32

第5章 结论与展望 34

5.1 全文总结 34

5.2 经济性与环保性分析 34

5.3 研究展望 34

参考文献 36

致 谢 38

第1章 绪论

1.1 研究背景

美国作家托马斯•弗里德曼在其出版的畅销书《世界是平的：21世纪简史》中提出了加快21世纪经济全球化进程的十大动力。供应链作为一个功能网链型结构，也在其中占据着一席之地。不仅如此，其中的工作流软件、外包、离岸经营、内包四大因素都与其存在着一定的联系。这说明，供应链早已成为促进世界平坦化、经济全球化的主要动力之一。

供应链管理是伴随着供应链的产生而出现的一种新兴的管理模式。它是现代企业进行市场竞争过程中不可或缺的重要手段。世界权威的财经杂志《财富》早在2001年就已经提出将供应链管理列为21世纪最重要的四大战略资源之一。随着现代市场竞争的持续加剧，供应链管理也变得越来越重要。

（1）供应链管理中存在的问题

信息是供应链日常运行过程中一个必不可少的重要因素。充分的信息共享能够使得供应链上的各个节点企业之间进行良好的协作。从而提高整个供应链的效率，取得市场的竞争优势。然而，在供应链的实际运作过程中，由于众多因素的影响企业接收到的信息往往是不对称的。这一现象会导致不对称双方出现预测失误、过度生产以及库存积压等问题。最终使得整条供应链的成本增加、资源配置效率低下、顾客的满意程度降低。这种由于信息不能对称而导致信息扭曲的现象被学术界称为“牛鞭效应”。

（2）电子商务的发展

现代信息技术的高速发展促进了电子商务这一新型商业运营模式的产生。随着互联网的普及与渗透，电子商务的产业规模也在不断地扩大。根据中国国际电子商务研究院的数据显示2017年全球网络零售交易额高达2.304万亿美元，同比增长24.8%。占全球零售总额的比率较前一年增长了1.6%。目前，全球有大约超过100万的企业在从事电子商务的相关贸易活动。电子商务最早起源于美国，在欧美大陆上有着广泛的应用。但它却兴盛于亚洲，于这片广袤的土地上蓬勃生长。中国作为电子商务贸易的后来者现今已经一跃成为全球范围内最大规模的电子商务市场。在全球电子商务零售额排名前四的网站中，我国占据了其中的两个，与美国平分天下。

1.2 研究目的及意义

牛鞭效应的存在极大的降低了供应链的整体运作效率。直接导致了供应链中出现管理困难、库存积压、资源浪费和销售不畅等多种问题。在这种情况下，寻求有效的措施来缓解牛鞭效应就显得十分有必要。目前，随着信息技术的快速发展，尤其是基于互联网的现代电子商务技术的广泛运用，使得市场的交易行为发生了翻天覆地的变化。这一改变也对企业进行供应链管理产生了极大的影响。在这一前提下如何利用电子商务来解决供应链中牛鞭效应问题就具有非常重要的现实意义。

本文的目的主要是针对供应链中的牛鞭效应问题，在众多前人学者的研究基础上作出一定的总结和归纳。并运用仿真软件建立相应的模型来验证牛鞭效应的存在。最后再结合仿真的结果和电子商务快速发展这一时代大背景提出一定的措施来缓解牛鞭效应，提高供应链的市场竞争力。

1.3 国内外研究现状

牛鞭效应作为一个经久不衰的研究主题，深受国内外众多学者的青睐。相关的研究成果有许多，大体上可分为三个方面：牛鞭效应的存在与量化、 牛鞭效应产生的原因及其缓解措施。

1.3.1 牛鞭效应的存在与量化

初始研究阶段主要集中于通过模拟实验的方法验证牛鞭效应的存在。如早期Sterman研究设计的“啤酒分销博弈”课堂游戏^[1,2]。四个参与者分别以啤酒生产商、分销商、批发商、和零售商的身份构建成一个供应链系统并以相邻的上游用户发出的需求信息作为唯一参考独立地做自身的库存决策。然后通过对不同参与者的库存数据进行统计与分析，观察是否有牛鞭效应现象。重复的游戏结果表明：供应链的上游总是会过度的响应下游用户的订货需求，牛鞭效应是真实存在的。Towill^[3]也同样采用实验模拟的方法来研究牛鞭效应问题。他通过实验发现，不同的库存管理方法会对供应链中所传递信息带来不同程度的扭曲。供应链中需求信息的扭曲程度会根据环节的增加成倍的进行增长。生产商最终接受到的订单预测量几乎是初始值的8倍之多。其后，众多学者将研究的目标转向了牛鞭效应的量化。Lee和Chen^[4]等学者通过从移动平均预测方法、指数平滑预测方法与多个零售者三个方面对需求放大效应的方差下界条件进行研究，统计量化了导致牛鞭效应的两个因素：需求信号的处理和交易的时间延迟。Disney和Towill等则通过采用频率响应曲线最大幅值方法和噪声带宽方法对牛鞭效应进行量化。并通过对管理库存中牛鞭效应的测量，验证两种量化方法的效果^[5]。 学者Netters R^[6]在假设供应链中各节点成员的需求函数与时间有关的前提下，将成本和每一周期内成员的库存分别设置为目标函数和自变量，然后运用一种启发式的算法进行供应链中牛鞭效应的量化分析。国内的研究人员也对这一问题做出了一定的贡献，比如学者张钦、达庆利与沈厚才^[7]就在ARIMA（0,1,1）需求模型条件下，进行了牛鞭效应的量化工作。

1.3.2 牛鞭效应产生的原因

国内外众多学者主要从经济学、运作管理与供应链结构三个角度对牛鞭效应的起因进行研究。经济学角度的研究主要着重于供应链的参与者自身。Forrester认为是组织行为随着时间的流逝发生变化这一现象导致了牛鞭效应的产生。这是由于供应链的参与者具有某种特定的行为方式导致的。具体来说，就是供应链中组织的各项决断、策略等在传递的过程中出现了自我延误^[8]。Holmstron^[9]认为，供应链中的参与者缺乏一定的风险意识，过多的信任交易对象。盲目的保持过量的库存，忽视市场需求的变化，最终导致牛鞭效应的出现。Sterman^[1] 则将牛鞭效应归咎于参与者的非理性行为和对接收消息的错误判断。从运作管理角度方面对牛鞭效应的研究主要由Lee^[10]等人总结归纳为以下五点：供应链上各节点企业的需求预测方法、为降低成本所选择的批量订货决策、市场经济大环境下不可避免的价格波动、在供不应求的情况下出现的短缺博弈以及供应链上各环节之间交易时间的延迟。除了以上两个角度外，部分学者还基于供应链的结构分析了牛鞭效应产生的原因。国内学者雷星晖、朱琳婕^[11]和傅烨、郑绍濂^[12]等都对这一方面做出了贡献。他们认为供应链的组织结构导致了链条中任意一对交易双方都存在着委托代理关系。这种委托代理关系是松散的，不紧密的。占有信息优势的代理方与委托方二者进行博弈时，都会优先选择符合自我利益的次优决策。在这种情况下，需求信息沿着供应链向上传递时，扭曲的程度就会越来越大，这就导致了牛鞭效应的出现。黄莺^[13]则在系统动力学模型中通过增加供应链的层级来进行相关问题的研究。并得出了牛鞭效应现象会随着供应链节点的增多而加重这一结论。

1.3.3牛鞭效应的缓解措施

如何减弱牛鞭效应一直以来都是人们研究的热点。Forrester指出，可以通过改变组织的行为方式来减弱供应链中的牛鞭效应。比如缩短订货的提前期、加快订单处理、提高到发货的准时率等。除此之外，还可以通过加强供应链成员之间的沟通，实现充分的信息共享。达到减少需求信息的扭曲程度，缓解牛鞭效应的目的。Lee^[14]和Chen^[15]提出了缓解牛鞭效应的多种方法，具体可以归纳为如下三点即降低不确定性、减少波动增量和加强供应链伙伴关系。 Towill^[16]等学者同样从三个方面提出了削弱牛鞭效应的方法。一是缩短供应链的长度，精简其结构。二是尽量保证供应链的参与者理性的进行决策。三是实现充分的信息共享。除此之外，国内学者达庆利^[8]提出可以通过协调供应链上下游的组织成员，共同制定目标决策，完善相应的监督和激励机制，实施高效的信息共享来缓解牛鞭效应。刘超^[17]则通过在简单的两级供应链中量化和分析牛鞭效应，得出了建立链条成员间的信息共享系统能够有效的缓解牛鞭效应的结论。龚本刚、程幼明^[18]提出了企业可以通过创建基于互联网的现代信息系统来进行信息共享，削弱供应链中的牛鞭效应现象。包晓英^[19]等则提出将现代电子商务技术引入供应链管理系统，建立市场部的电子商务平台，通过高效的获取顾客真实的需求信息来解决问题。

1.4 研究思路及结构安排

1.4.1 研究思路

本文的主要目的是对电子商务环境下供应链中存在的牛鞭效应问题进行系统的研究。研究思路如下所示：

（1）从供应链管理中存在的主要问题为切入点引出牛鞭效应。并结合现代电子商务的发展现状提出文章的研究意义。

（2）使用ExtendSim7软件进行建模与仿真，验证牛鞭效应的存在。然后通过改变模型中的变量，观察供应链中牛鞭效应的变化。

（3）以牛鞭效应产生的原因为切入点，结合现代电子商务技术与仿真结果，提出缓解牛鞭效应的具体措施。

论文整体是按照理论介绍 建模仿真 结果分析 提出对策这一思路进行的。

1.4.2 结构安排

第1章:绪论。通过对国内外相关文献的阅读、分析和总结，阐明文章的研究背景、目的及意义。并对众多学者的研究成果作出概括和总结。

第2章：电子商务与牛鞭效应。简单介绍电子商务与牛鞭效应的基础概念，并深入探讨电子商务的发展历程与牛鞭效应的产生原因。

第3章：牛鞭效应的仿真。构建供应链的模型并通过ExtendSim7软件进行模拟与仿真。然后对实验的结果进行详细的分析与总结。

第4章:牛鞭效应的缓解措施。联系前文，阐述如何利用现代电子商务技术削弱供应链中的牛鞭效应。

第5章：结论与展望。 总结全文，对研究的问题进行经济性与环保性的分析。指出文章的存在的不足与未来进一步的研究方向。

第2章 电子商务与牛鞭效应

2.1 电子商务

2.1.1 电子商务的基本概念

纵观21世纪世界经济的发展，电子商务无疑是其中最亮眼的一个部分。电子商务的产生基于两个重要的前提：经济全球化与信息全球化。随着信息技术的高速发展与英特网的普及，电子商务早已无声无息的渗透到了传统商务活动的各个环节。同时，它也在影响着我们的生产方式与生活方式。

电子商务不是一个一成不变的静态概念，它一直不断地变化发展着。最早提出相关概念的是美国的IBM公司。它于1996年首次提出了Electronic Commerce的概念。到了1997年，该公司又提出了Electronic Business的概念^[20]。直至1997年7月，美国政府发布了相关的文件，“电子商务 ”这一词语才正式的被人们熟知与应用。

事实上，电子商务直至目前都没有一个为大众所普遍接受的权威概念。不同国家、不同行业、不同邻域、不同个体对其定义都存在着一定的差异。简单来说电子商务指的是利用现代信息技术进行的所有商务活动。电子商务有广义与狭义之分。狭义的电子商务（Electronic Commerce）仅仅指的是运用web在全球范围内进行的商务活动。广义的电子商务（Electronic Business）则指的是利用现代信息技术将交易过程中所涉及的所有业务流程电子化。无论是狭义还是广义的电子商务，它们都包含了两个要点：一、互联网平台二、基于互联网平台的商务活动。电子商务的概念模型由如下四个方面组成：电子商务实体、交易事务、电子市场及流^[20]。具体如图2.1所示。其中电子商务实体指的是运用电子商务进行交易的主体。交易事物指的是交易双方所进行的具体交易活动。电子市场指的是交易活动进行的平台。流则是指电子商务交易过程中所涉及的物流、信息流、商流和资金流。

图2.1 电子商务的概念模型

2.1.2 电子商务的产生和发展

自20世纪60年代产生以后，计算机网络技术就以难以想象的速度不断的变化发展着。到了今天，它早已渗入了人们生活与工作的各个方面。在这一环境背景下孕育出了电子商务这一基于互联网技术的商务运作模式。电子商务的发展历程如下所示：

（1）基于EDI（电子数据交换）的电子商务

电子数据交换技术于60年代末期产生于欧美。它是交易双方通过既定的协议将业务文件标准化与格式化并通过Internet进行传输的一种传输方法。它的出现大大减少了企业贸易过程中纸张和票据的使用。因此，电子数据交互也被称为“无纸化贸易”。电子数据交换技术一经出现就取代了电报传输与传真机传输，成为当时企业进行数据传输的主要方式。这一现象就是电子商务的雏形。

（2）基于互联网的电子商务

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