第１４卷专辑２００６年１０月

中国管理科学

ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅ

Ｖ０１．１４，ＳｐｅｃｉａｌＩｓｓｕｅ

Ｏｃｔｏｂｅｒ，２００６

文章编号：１００３—２０７(２００６)ｚｋ一０４６９—０５

基于控制工程的牛鞭效应建模与仿真研究

王旭坪，郭瑞东，胡祥培

(大连理工大学系统工程研究所，大连１１６０２３)

摘要：“牛鞭效应”对供应链性能和绩效产生了严重的影响。本文基于控制理论建立了多级线性供应链的模型，分别利用噪声带宽和Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对一个可扩展多主体线性供应链系统的牛鞭效应进行了建模与仿真研究，分析了实施信息共享前后供应链系统的牛鞭效应，探讨了物流延迟时间参数和指数平滑预测参数对牛鞭效应的影响，并给出了减弱牛鞭效应影响的相应策略。

关键词：牛鞭效应；信息共享；噪声带宽；Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真

中图分类号：Ｆ２５３文献标识码：Ａ

１引言２牛鞭效应的定义、成因及危害

随着全球经济一体化进程的加快，市场竞争的加剧，产品寿命周期的缩短以及顾客期望的提高，迫使越来越多的企业通过供应链管理来提高自己的市场反应速度、客户服务水平等，以期增加自己的市场竞争力。供应链管理就是通过前馈的信息流和反馈的物流及信息流将供应商、制造商、分销商，直到最终用户连成一个整体的管理。因此，信息作为供应链上各个环节的沟通载体，对企业间的合作，资源的有效利用起着非常重要的作用¨。。然而，在供应链管理环境下，因信息不对称或不完全而引起的“牛鞭效应”问题，会对整个供应链的性能和绩效产生严重影响。因此，对供应链成员的信息策略研究在牛鞭效应问题的解决中显得尤为重要。

供应链牛鞭效应的量化建模研究，主要有基于数理统计的方法，用订单和需求的方差之比进行量化，其中比较著名的有文献［４，５］，基于控制论的牛鞭效应量化建模方法，代表性文献有文献［６，７］，区别于以上参考文献，本文主要采用基于控制论噪声带宽的量化方法，并基于Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真平台对供应链牛鞭效应进行了建模和仿真研究。

收稿日期：２００６—０５—３１；修订日期：２００６—０８—１０

基金项目：国家自然科学基金资助项目(７０５７１００９)

作者简介：王旭坪(１９６２一)，男(汉族)，辽宁锦州人，大连理工大学副教授，研究方向：电子商务、供应链及物流管

理、信息管理与信息系统、ＩＴ项目管理．

“牛鞭效应”，也称需求放大效应，是美国著名学者Ｈａｕｌ?Ｌｅｅ教授对需求的信息扭曲(Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ)在供应链中传递的一种形象描述。供应链中的牛鞭效应可以用各级供应链节点企业的订单和需求信息的方差之比来定义。

国内外许多学者就牛鞭效应的形成原因给出了解释，其中文献［２，３］对牛鞭效应产生的主要原因进行了分析并得到了众多供应链研究学者的一致认可，归纳起来，造成牛鞭效应的主要原因有：需求预测的多重处理、交货提前期的存在、批量订货、价格波动、短缺博弈等；而需求预测的多重处理是造成牛鞭效应的最主要原因。

牛鞭效应产生的主要危害有：大量的安全库存、额外库存费用的增加、顾客满意度的下降、整个产品生产进程的扰乱、低效的资源利用率等等。因此，牛鞭效应的研究具有相当的理论意义和实际价值。

牛鞭效应的研究通常是基于数理统计的方法”≯?，用订单和需求的方差之比进行量化研究，本文区别与以往的研究，采用基于控制论的建模方法，分别用噪声带宽和仿真分析的方法对牛鞭效应进行量化建模研究。

３基于Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的牛鞭效应建模与仿真

供应链管理可以分为两种模式¨。：分散控制模式和集中控制模式两种。在分散控制模式下，各级供应链成员企业只能根据下游企业的订单信息进行