供应链中牛鞭效应的分形特征研究

将牛鞭效应的形成过程描述成系统内部的非线性机制,并应用非线性理论对牛鞭效应的产生机理进行了深入研究.研究结果表明,牛鞭效应与“蝴蝶效应”具有同样的自激放大机制.在受到零售商需求信息处理偏差的扰动下,供应商的订货决策会自激放大这些扰动.同时,制造商的周期性低价促销,也会使零售商的订货决策随产品价格的波动而自激放大产品需求,形成牛鞭效应.这种需求变异放大现象的外在表现则是系统对初始值敏感依赖的非线性机制作用下出现的系统自相似结构.为此,本文采用G-P算法计算得到需求信息处理和价格波动下牛鞭效应的关联维数.结果表明,需求信息处理和价格波动下牛鞭效应具有分形特征.     

考虑补货策略的供需驱动链牛鞭效应分析

通过建立含有供需驱动的供应链,采用最小均方差法预测提前期需求,分析库存平滑补货策略、订货平滑补货策略以及一般线性补货策略下的供应链牛鞭效应。研究结果表明:订货平滑补货策略是弱化牛鞭效应的最优补货策略;对于库存平滑补货策略和一般线性补货策略而言,当库存平滑系数较小或零售商订货提前期较小抑或产品价格调节系数较大时,采用一般线性补货策略能显著抑制牛鞭效应;当零售商订货提前期较大时,采用库存平滑补货策略更能有效缓解牛鞭效应;在同等程度的产品需求与供给波动下,选择一般线性补货策略更有利于牛鞭效应的减小。     

基于不同预测技术的供应链牛鞭效应分析

以H.L.Lee提出的消费需求AR(1)自相关模型为基础,在假定采用订货点库存策略的前提下,分别推导出了零售商采用移动平均法、一次指数平滑法预测及均方误差优化预测市场需求时,生产商所面对的需求波动,建立三种需求预测技术对一个两级供应链牛鞭效应影响的量化模型及仿真模型并进行了验证,分析了不同预测技术对供应链牛鞭效应的影响及适用范围.     

基于系统动力学的社区养老服务供应链信息共享模型

在老年人需求随机变动且存在扰动因素的情况下,以服务供应商、集成商和老年人组成的多级供应链为研究对象,运用系统动力学的方法构建社区养老服务供应链基准模型和信息共享模型,并进行对比仿真分析。结果显示:(1)社区养老服务供应链中各节点信息不完全和不对称的现象会导致严重的牛鞭效应出现;(2)信息共享机制能够增强集成商、尤其是老年人的双元性,提高信息传递的敏捷性和准确性,起到降低社区养老服务供应链牛鞭效应的作用,且供应商牛鞭效应降低程度为集成商的1.5倍;(3)牛鞭效应与资源补充速率之间存在负反馈关系,当通过信息共享降低牛鞭效应后,资源补充速率准确性提高,进而降低供应商和集成商的资源量大小和波动,提高供应链的稳定性和老年人需求满足率。     

基于反馈控制的牛鞭效应自补偿对多级库存系统的影响

在时变需求条件下,多级库存问题中需求变异放大的现象给供应链上下游企业的供需匹配带来了极大的挑战.本文考虑一个单条供应链在信息共享条件下采用订至点补货策略的情形,在随机需求下,研究了一个四级供应链系统中的牛鞭效应及其抑制方法.基于反馈控制理论构建了一个四级库存系统的动态控制模型,并通过拉普拉斯变换推导出了系统的传递函数.在四级库存反馈控制模型的基础上,设计了一个牛鞭效应自补偿机制,使供应链进销存系统的需求变异维持在原有水平.数值试验及仿真进一步对牛鞭效应自补偿算法的效果进行了验证.试验结果表明,加入自补偿算法后供应链各级结点企业的订货量波动明显减弱;剩余库存量的波动大幅下降;供应链整体牛鞭效应约为信息共享条件下的三分之一,仅约为信息不共享条件下的四分之一.     

基于系统动力学的闭环供应链中回收商行为

以系统动力学方法构建由制造商、零售商和第三方回收商组成的三级闭环供应链模型,考虑影响回收商行为的环境政策指数及回收延迟,并运用Vensim软件进行仿真实验。通过计算各级成员订货率的牛鞭效应,研究回收商行为对整个闭环供应链产生的影响。研究表明:(1)环境政策指数越大,即回收商回收比例越大,对正向供应链零售商订货率牛鞭效应的减弱效果越好,但会越发加强逆向供应链牛鞭效应;(2)回收商回收延迟越小,对正向供应链牛鞭效应的减弱效果越好;回收延迟增大,可以减弱逆向供应链牛鞭效应;(3)环境政策指数较回收延迟对各级成员订货率牛鞭效应的影响更显著。     

最优需求预测下预测与处理过程中的牛鞭效应

研究了在AR(1)市场需求模式下,生产商与零售商所组成的供应链系统中,当零售商采取不同预测技术时,在信息预测,处理及传递过程中产生的牛鞭效应问题.证明当存在订货提前期时,零售商采用移动平均法及一次指数平滑法预测会导致在需求预测,信息处理及传递过程中产生牛鞭效应;而采用最优预测仅在需求相关性很强时存在有限值的牛鞭效应.并对二级供应链进行拓展,证明在信息传递过程中,非最优预测将导致上游需求模式复杂化,牛鞭效应逐级递增,而最优预测可使上游需求模式简化,遏制误差的传递.     

供应链时滞系统模型及其牛鞭效应的H∞控制

在供应链管理时滞连续系统模型基础上，建立了一个供应链管理多层时滞离散系统模型，采用供应链上游库存、订货、销售、生产波动方差之和与下游客户层需求量波动方差之和的比例描述牛鞭效应，分析了多层时滞系统牛鞭效应．提出顾客末端需求波动最差条件下的H∞控制方法，以抑制牛鞭效应．这一方法本质就是供应链末端需求波动最差情况下制定供应链管理的最优决策，并且以一个供应链多层时滞系统为对象进行了供应链牛鞭效应的H∞控制仿真实验．     

基于PID控制的供应链牛鞭效应建模与仿真

在市场需求不确定的条件下,通过指数平滑法对市场需求进行预测,将信息共享与PID控制理论相结合,在Simulink环境中分别建立了无信息共享、有信息共享、基于PID控制的无信息共享、基于PID控制的有信息共享的订货模型,通过仿真实例对比了相应的牛鞭效应值。研究表明PID控制方法优于信息共享对牛鞭效应的削弱作用,很适合无法实现信息共享的情况,若要更进一步控制牛鞭效应可以在PID控制的基础上结合信息共享来实现。     

基于ARMA（1,1）需求的多级供应链牛鞭效应仿真

在市场需求信息为ARMA(1,1)平稳可逆时间序列模型的前提下,首次建立了多级供应链各级成员以均方误差优化预测技术预测市场需求,以订货点法来确定订货量时多级供应链牛鞭效应理论及仿真模型,并利用仿真模型对多级供应链的整体牛鞭效应及其影响因素进行了详细的分析,研究表明供应链牛鞭效应和相关系数ρ与滑动平均系数θ之间的相互关系有关.     

生产能力变异性对供应链牛鞭效应的影响

分析了工厂生产能力分别服从正态分布、指数分布和β分布,并且需求为一阶自回归AR(1)过程的情况下,生产能力变异性对供应链中牛鞭效应的影响。所得结论为:①工厂生产能力的变异性可以导致牛鞭效应;②工厂生产能力的增大本身可以缓冲需求不确定性对供应链中牛鞭效应的影响,但生产能力的变异性对牛鞭效应的影响比生产能力大小对牛鞭效应的影响更敏感。     

基于零售商与消费者预测行为的牛鞭效应

考虑一个供应商和一个零售商组成的两级供应链,零售商运用移动平均和指数平滑技术预测提前期需求,分析价格波动下消费者的价格预测行为对牛鞭效应的影响。分析表明:①零售商平滑的需求预测有助于减小牛鞭效应;②消费者的价格预测行为有助于减小牛鞭效应,一方面,消费者越关注历史价格的波动,越有助于减小牛鞭效应;另一方面,消费者观察到更长期的历史价格可以进一步减小牛鞭效应。比较了两种预测技术下的牛鞭效应,同以往学者研究结论不同,移动平均预测下的结果可能比指数平滑预测下的结果显著。     

基于Robust优化的多链库存系统动态切换模型及仿真

以两个单链合作为出发点,基于合作的方式不同创建了多个子系统,并以此建立了多供应链不确定切换系统模型。为了抑制多供应链系统在链间合作过程中产生生产运作波动和牛鞭效应,运用鲁棒优化理论给出了多供应链系统的切换控制算法,以及基于计算机的控制实现方法。结合多模型切换系统运作过程,仿真并对比分析了该多供应链多模型切换系统控制在有无切换两种情形下系统的订货波动变化大小和牛鞭效应变化大小。仿真结果表明多模型切换控制方法应用于复杂多供应链库存管理系统,可以抑制牛鞭效应,同时提高系统市场快速响应能力和集群整体需求放大性。     

ARMA(1,1)需求条件下需求信息延迟对两级供应链牛鞭效应和平均成本的影响

为了分析需求信息延迟对供应链绩效的影响,考虑由一个零售商和一个制造商所组成的两级供应链,顾客需求满足ARMA(1,1)过程。首先从理论上建立需求信息不延迟与需求信息延迟时零售商和制造商订单量波动程度的定量描述模型,通过两种情形下的比较分析得出:当需求自回归系数为正数时,需求信息延迟将减小牛鞭效应,当需求自回归系数为负数时,需求信息延迟将提高牛鞭效应;其次运用仿真方法对需求信息延迟与需求信息不延迟时制造商和零售商的平均成本进行了比较分析,同样得出:当需求自回归系数为正数时,需求信息延迟将降低制造商和零售商的平均成本,而需求自回归系数为负数时,需求信息延迟将提高制造商和零售商的平均成本。     

H∞鲁棒控制下动态供应链系统牛鞭效应优化

为解决网络化制造(networked manufacturing,NM)模式下供应链系统运作中存在的不确定性扰动, 运用H_∞鲁棒控制方法抑制供应链系统牛鞭效应, 保障系统稳定运作.构建了由状态变量和控制变量描述的NM模式下的动态供应链时变偏差系统模型,采用线性矩阵不等式(LMI)方法获取H_∞鲁棒控制策略,并通过系统反馈控制器u_k设计,有效减小客户不确定需求引起的生产、订货和库存波动. 最后,结合实例分析表明在抑制率为ζ时,本文提出的鲁棒控制策略可以有效抑制不同形式客户需求引起的牛鞭效应,实现供应链系统鲁棒镇定.     

供应链上相关信息的共享激励及共享价值分配

研究由一个制造商与N个零售商构成的供应链系统上,零售商之间的不确定需求信息相关,制造商能够和部分零售商共享不确定需求信息,从而影响系统成员的决策,以及由信息共享所产生价值的分配.研究发现,首先,不确定性需求函数分布过程与订单过程存在必然的联系;其次,通过与零售商共享信息,制造商能够降低订单不确定性波动的大小,从而缓解系统上的牛鞭效应;并且,降低的幅度与需求相关性系数、参与共享零售商的个数、不确定性需求函数分布过程相关;最后,采用合作博弈中的夏普利值方式分配信息共享价值时,制造商和零售商都有激励增加共享信息的零售商个数.     

动态需求下集群式供应链牛鞭效应的H∞控制

在动态需求环境下,考察一供应链的零售商的库存补充渠道来自于其它多供应链的零售商,将跨链间库存合作与时变鲁棒控制系统相结合,建立了多级集群式供应链跨链间库存合作下的库存模型和牛鞭效应量化方法,用鲁棒控制理论来寻求“最差”需求下的最优订货。通过对比仿真实验表明,实施H∞控制和跨链间紧急库存补充策略可以有效减小库存以及生产（或订货）波动,达到抑制牛鞭效应的目的,同时可以大大减小订货间隔期,并提高市场响应能力和客户服务水平。     

多产品供应链的牛鞭效应及其减弱方法

讨论两级多产品供应链中需求相关时的牛鞭效应.下游零售商从能力无限制的上游供应商处订货来满足相关的市场需求.当零售商面临的需求平稳时,若零售商采用简单移动平均法预测需求,证明了供应链中的牛鞭效应的存在性,并给出了其量化表达式.进一步提出了在一定条件下可有效消除牛鞭效应的需求预测方法.     

规模经济属性对供应链信息交易决策的影响研究

模型设置为由单制造商、单零售商组成的供应链,面对不确定市场需求,仅零售商拥有需求信息,供需双方进行信息交易决策。供应链信息共享一方面使制造商依据需求信息对批发价格进行调整,导致供应链双重边际化效应加剧;另一方面,双方依据对称的需求信息进行决策使零售商订货稳定性增加。若制造商为规模经济生产者,其平均生产成本随订货稳定性增加而降低。特别的,当制造商基础成本值较高,信息共享的成本节约效应大于双重边际化加剧,供应链利润增加,信息共享可通过信息交易实现;而若制造商边际生产成本恒定,平均成本不随订货稳定性改变,信息共享因降低供应链利润而无法实施。     

再制造系统模型及其牛鞭效应H∞控制

针对再制造系统中的牛鞭效应,提出了H∞控制方法。该方法在考虑了制造商的实际库存和消费者的虚拟库存两种库存的基础上,建立了再制造供应链系统模型;并采用制造、再制造和库存的偏差波动与需求的偏差波动之比来定量描述系统中的牛鞭效应;在保证系统稳定性的前提下,利用H∞控制理论重新设计系统的制造和再制造策略,给出了在消费者需求波动最差的条件下牛鞭效应的H∞控制方法。通过仿真实验证明该方法的有效性,系统中的生产和库存波动趋于平滑,牛鞭效应得到有效控制。