供应链信息管理研究现状及展望

供应链信息管理研究现状及展望

本文对供应链上的信息分类、信息失真、信息风险和信息共享等信息管理问题的国内外研究成果进行了全面的回顾和总结。通过对供应链上信息管理问题的研究方法进行的分析和总结，针对供应链中普遍存在的信息管理问题指出了进一步研究的方向。

作为由独立或半独立经济实体在产品形成和交付过程中形成的网络结构，供应链广泛存在于制造业、服务业和高科技产业等众多领域。供应链管理的核心问题是如何有效协调和控制供应链上的4种“流”以实现整个系统的高效运行和满足最终顾客的需求。在供应链运行过程中，物流、资金流和作业流都紧密围绕信息流展开，只有以准确的信息为决策依据，整个供应链才能高效运作。同时，信息也是供应链中流动最频繁、结构最复杂、变化最快的一种流，是交易、决策分析、战略计划、管理控制等的依据。可见信息流是保证供应链协调运作至关重要的因素。然而，供应链上的信息流常常发生信息延迟、信息失真、信息不对称等问题，而这些问题又常常会引起整个供应链运作效率的降低。引起这些问题的主要原因包括供应链理性成员的优化行为、通过预测对需求信息进行的修正、订货提前期、成批订货、企业订货策略的要求、价格波动、短缺博弈、供应链的多层次性以及供应链成员企业间不能共享需求信息等问题。由于具有重要的理论价值和实用价值，供应链信息流的管理问题一直受到广泛的关注，在国内外都取得了丰富的研究成果。本研究对国内外已经发表的相关研究成果进行系统性的归纳和总结，并在此基础上指出今后的研究方向。

1 供应链信息管理的研究角度

目前，关于供应链中信息管理问题的研究主要集中在2个层面(见图1)：一是基础理论层面的研究，包括供应链上信息价值的研究、信息分类等。二是应用层面的研究，包括对牛鞭效应相关问题的研究，即对牛鞭效应的存在性、成因、量化以及控制、弱化和消除方法的研究；其他类型信息失真问题的研究，即无规律信息失真的研究；由信息失真引起的信息风险问题以及防范策略和解决策略，即信息共享机制的研究；还包括对供应链信息管理的技术支持的研究。本文主要针对以上问题的研究现状和成果进行回顾、分析和总结。

图1 供应链信息管理研究领域

2 供应链信息管理的研究方法

文献调研显示，迄今为止对供应链上信息管理问题的研究在方法论上主要分为2类：

(1)基于统计学的研究这一类研究运用统计学的方法，针对各种需求预测模型对信息失真进行定量的分析，以订货量的方差表示信息失真的程度。这种方法简单直接，适用于具有复杂结构的供应链信息失真的定量分析，取得了丰富的研究成果。到目前为止，关于供应链信息失真的研究大部分成果集中于这个领域。

(2)基于控制工程理论的研究这一类研究将供应链的运行看作动态过程，通过信号流图、系统框图、传递函数、s/z变换、频率响应图以及仿真技术等方法，对信息的传递和信息失真进行系统性的研究。这类研究的优势在于其系统性和动态效果，而且能够准确地描述供应链上各种要素之间的相互作用等问题。这一类研究起步较晚，研究成果也比较少。

3 供应链信息管理研究现状

3.1 信息流特征与信息分类

现有研究指出，供应链上的信息流既具有所有信息流所共有的基本特点，包括信息的可转移性、有序性、动态性、可共享性、异步性、时效性等；同时也具有自身独特的性质，如信息流动跨越不同部门和企业，强调为客户服务，信息量大，更新快，来源多样化，核查性等。

供应链上信息的分类标准也非常复杂，主要有信息拥有者、信息的内容、信息的共有性、

信息的层次、信息的性质、信息的来源、信息功能、载体形式等(见表1)。

表1 供应链信息分类

3.2 信息失真

至今为止，国内外学者对信息失真的研究主要集中于2种情况，分述如下。

(1)以牛鞭效应为代表的信息失真早在20世纪60年代初期，FORRESTER 就首先从系统的角度对供应链进行了开创性的研究。结合FORRESTER 的系统动力学观点和BURBIDGE的多阶信息流理论，TOWILL从控制论的角度对牛鞭效应提出了一个综合性的解释。到20世纪90年代初期，这一领域出现了一项突破性的研究成果，STERMAN 在库存管理场景实验中提出并系统性地描述了“MIT啤酒游戏”，以此分析牛鞭效应。其后，LEE 领导的研究小组在牛鞭效应成因的问题上取得了里程碑式的进展，他们全面分析了造成“牛鞭效应”信息失真的4个原因：需求信号处理(demand signal processing)、短缺博弈(the rationing game)、批量订货(order batching)和价格波动(price variation)，并进一步分析了信息的价值以及提前期等因素对信息失真的影响；提出信息共享的类型有库存水平、销售数据、订单状态、销售预测、生产/配送计划和其他信息；指出信息共享的模式有信息传递模式、第三方模式和信息中心模式。LEE等的研究结果表明，在“最优理性决策”下牛鞭效应必然出现。继LEE等工作之后，CHEN 等针对一个简单的2级供应链模型，采用零售商观察的顾客需求方差与订单需求方差之比描述牛鞭效应。

CHEN等的研究基于统计学理论，定量证明了牛鞭效应的存在，分析了需求预测、订货提前期等对牛鞭效应的影响，并阐明了信息共享的必要性；其后他们又对供应链上由指数平滑预测方法所引起的牛鞭效应进行了分析。

另一方面，DEJ0NCKHEERE等用控制论的方法分析了供应链上需求预测的传递函数引起的牛鞭效应，将“匹配滤波”(matched filter)的概念引入指数平滑预测法中；进一步从控制论的角度对一个典型的2级供应链在订货点订货策略下发生的牛鞭效应进行了度量。与统计学方法不同的是，他们采用控制论中的振幅比和噪声带宽对牛鞭效应进行了定量分析：

DEJON CKHEERE等的研究证明了订货点策略并不一定总是最优的，并提出了一种通用的决策规则，即“分部调节”策略，以避免订单方差的扩大，从而弱化牛鞭效应。

在以上研究成果的基础上，更多学者研究了牛鞭效应的控制、弱化和消除策略。从应用层面提出的解决方案包括采用准时生产方式(just-in-time)、设计决策支持系统(decision support system，DSS)、考虑企业流程再造(business process reengineering，BPR)及采用电子商务平台等策略。而从理论层面，DEJON CKHEER 等引入控制论思想，对多级供应链模式下信息共享对牛鞭效应的影响进行了研究，同时分析了信息共享在2种调节策略(订货点订货策略和分部调节策略)下的有效程度。几乎与DEJON CKHEER 等的研究同步，DISNEY 等在DEAPIOBPCS(自动传输库存与订货生产控制系统)订货策略下分析了牛鞭效应和库存变动，建立了一个关于一般库存补充规则的离散型控制理论模型，并且证明了黄金分割率可用于描述生产和库存控制系统中反馈的最佳效益。TOWILL等还提出了一种通用的设计框架——显式过滤算法(explicit filters)，用以调度DSS。近年来，DISNEY等。特别针对供应商管理库存(vendor managed inventory，VMI)策略下需求波动放大的控制做了一系列新的研究。在此阶段其他一些比较有影响的工作还包括EV ANS等提出的信息强化的概念；RIDDALLS等提出的抑制需求噪声的4种策略；LIN 等进行的一种串联的库存状态控制以及PANOS等和A VIV进行的有关研究。

值得关注的是中国学者对供应链信息失真问题的研究也取得了丰富的研究成果。万杰等考虑了供应商的分配机制对牛鞭效应的影响；石小法等讨论了由于多重预测引起的牛鞭效应

问题；张欣等研究了在ARIMA(0，1，1)需求条件下运用信息共享减弱牛鞭效应的策略；黄小原、卢震在量化牛鞭效应方差之比的基础上，进行了牛鞭效应H∞控制和顾客需求随机波动控制的研究；马新安等通过仿真指出系统时滞及系统增益的共同作用，使得供应链中各子系统产生衰减振荡或发散振荡，从而引起牛鞭效应，并研究了供应链中时滞对牛鞭效应的影响，确定了整个供应链稳定的临界条件；万杰等分析了不同供应链组织结构(完全一体化供应链、独立决策供应链以及部分合作供应链)对牛鞭效应的影响；汪传旭定量分析了供应链中合作预测对牛鞭效应的弱化作用；W ANG 等在系统和控制层面，从系统属性参数和输入结构参数2方面，对典型2级供应链中订货子系统进行了详细分析，得出了不少有新意的结论，并从2级系统拓展到多级系统，对不同的信息共享模式做了进一步分析。

然而，不管是国外的研究还是国内的研究，都没有获得能够真正有效控制各种需求波动和需求信息失真的成果，大部分研究都只是在特定条件下或在某个范围内，对牛鞭效应问题进行了一定程度的控制，其实际应用效果也不尽如人意；也没有文献表明牛鞭效应可以通过某种手段完全消除。牛鞭效应问题并没有完全解决，而牛鞭效应以外的信息失真问题似乎还没有得到足够的重视。

(2)其他类型信息失真实际上供应链中不仅存在牛鞭效应这种由于供应链系统特性造成的信息失真，也存在其他类型的信息失真。由于供应链成员企业之间的关系是交易关系，每个成员都在考虑自身的利益，因此不可避免地会存在某些成员企业为了自身的利益而增加、截留、修改或扭曲原有信息，从而牺牲他人利益的情况。W ANG 等对这种现象进行了初步的研究，认为造成这种信息失真的原因有产品特性、决策者特性、供应商品质、供应链管理特性、宏观环境的影响等，并将这种信息失真称为无规律的信息失真(irregular information distortion)，完善了信息失真的内容。另外，李刚等首先提出并验证了反牛鞭效应(antibullwhipeffect)的存在，揭示了需求信息在供应链的高阶阶段的传播并不是像权威著作中所预言的那样，必然发生更大的扭曲，也揭示了“提前期悖论”的存在。

由于在没有信息共享的供应链中信息是逐级传递的，任何不相邻的2级都无法直接进行沟通，而且信息通过任何一级时都在某种程度上被加工处理了，因此，供应链上的大量需求信息都存在各种失真的可能，并可能发生连锁性的信息失真；另一方面，任何一级获得的信息都要经过一段时间的处理才传递给上游，可能会出现信息延迟现象，这种信息的滞后会导致各个环节反应的延迟和异步，从而导致整个供应链对市场变化反应迟钝，效率低下。信息流在传递和处理过程中存在的上述问题，必然增加供应链运行的不确定性；而供应链的不确定性反过来又会对信息流产生负面影响。从目前的研究看，对于信息延迟问题的研究也还很有限，除了之前提到的关于时滞对牛鞭效应影响的研究外，还有马士华等对缩短供应链响应周期方面的研究，但这是基于供应链运作层次的研究。专门针对供应链上信息流延迟问题的研究还很有限，针对牛鞭效应以外的信息失真问题的研究也不多见。但是这2个方面的研究对于供应链上的信息流管理都是非常重要的。

3.3 信息风险

在供应链管理环境下，除信息失真以外，企业间信息的不对称和信息的不完全都会产生信息风险，这是无法避免的。因而研究信息风险的产生原因及其解决策略就显得尤为重要。信息失真只是引起信息风险的一种原因，而只研究信息失真问题对于规避信息风险是远远不够的。因此，对信息风险的研究可以说是对供应链上信息管理研究的进一步扩展。供应链的节点企业往往从自身利益出发将相关信息当作商业秘密加以封锁，不愿与上下游共享，以至于各企业内部的信息系统形成一个个“信息孤岛”，因信息不对称和信息流阻塞客观存在，信息风险随之产生。信息风险大致有2类：一类是供应链中企业间合作时由信息不对称所引起的逆向选择和败德行为等信任风险；另一类来自信息传递过程中由于价格波动、信息延迟所引起的风险，有代表性的即前文所述的牛鞭效应。

自1970年AKERLOF在哈佛大学的经济学期刊上发表了《柠檬市场》的著名论文后，对信息不对称问题的研究受到了广泛的关注，取得了突破性的研究成果，对传统自由市场理论形成了强有力的挑战。同时，这一理论也被运用到供应链的信息流研究中。LAU等描述了一个不对称信息条件下的2级库存模型；PEDRO在其基础上继续对不对称信息条件下的2级报童模型进行了扩展性研究，提出了一个最优化模型，以指导制造商合理利用零售商市场信息，以提高供应链运作的有效性。

HOLMSTROM和CHARLES等分别研究了供应链管理中由信息不对称所引起的单一和双重败德行为问题。然而与牛鞭效应的研究成果相比，对更加广泛的信息风险问题的研究才刚刚起步，研究成果非常有限。

国内学者在这一领域进行了卓有成效的研究。李晓英等将信息风险形成的机理归纳为供应链的逆向选择、成员企业的败德行为和牛鞭效应3类。杨红芬等从“委托-代理”机制和牛鞭效应2个角度出发分析了供应链管理中存在的信息风险，并进一步试图通过利益分成及风险分担机制激励和约束企业行为，利用信息技术促进企业间信息共享。傅少川等分别从管理学、经济学、系统论角度分析了供应链信息风险形成的机理。张翠华等研究了非对称信息下供应链的质量预防决策问题，建立了供应商和销售商的质量收益函数，重点考虑了非对称信息下的决策问题，运用极大值原理推导了销售商产品评价信息隐匿情况下供应商的质量预防的最优解。牛芳等，苏菊宁等分别研究了信息不对称情况下供应链的库存控制问题；杨治宇等研究了信息不对称下的委托-代理问题；胡继灵等研究了信息不对称诱发的机会主义风险，并提出了相应的对策。

由此可见，供应链上信息风险问题涉及的范围非常广，对其形成机理的研究，对抵御各种风险的策略的研究还有待进一步扩展。但是从已有的理论研究成果来看，防范信息风险的通用策略是，建立有效的激励机制和利用信息技术实现信息共享。

3.4 信息共享

信息共享是学术界公认的解决牛鞭效应问题及供应链上其他信息失真、信息风险问题的有效策略。针对如何更好地实现信息共享和利用信息共享提高供应链运作绩效，大量的文献从运作模式、激励机制和契约设计等不同的角度进行了研究。

(1)信息共享及其价值研究在供应链中，需要共享的信息包括：库存水平、销售数据、订单状态、需求预测、生产与配送计划、各企业制定的质量指标和他们的能力水平等。供应链管理强调的是企业之间的协作，而信息共享无疑是提高协作水平的关键。

信息共享模式可归结为3种：点对点共享、信息集中管理(第三方模式和信息平台模式)及综合共享信息模式。CHEN，GA VIRNENI等，LEE等均指出信息共享减少了供应链中需求信息不确定性导致的商品短缺或者滞销损失，可以有效调节订货，更好地制定生产和库存分配决策，提高服务水平。在商业实践中，也有许多相应的成功案例，如惠普公司(HP)和宝洁公司(P＆G)的供应链管理模式。对信息共享价值的研究也是近年来研究的焦点。BOURLAND等研究了制造商和分销商观测期不一致的情况。GA VIRNENI等研究了供应商一分销商2层供应链系统模型的信息共享问题，即由传统的历史数据的信息不透明特性转向部分信息透明，直至最终的信息透明模式下供应链交易费用的降低过程，分析了3种透明性下，生产、库存与信息之间存在的本质关系，估计了外部随机需求服从正态、均匀、指数以及Erlang分布的情况下，供应商成本由于信息透明引起的递减。CACHON等一研究了当分销商使用批量订货策略时制造商有效利用信息的策略。

近年来国内在该领域的研究也比较多。张玉林等基于需求信息不确定情况的研究考虑的是供应商和销售商的总收益。常志平等。定量研究了供应链中信息共享的最优范围，讨论了企业如何选择符合自己利益的信息共享者、信息共享层级，利用信息共享降低供应链成本等问题。路永和等。通过对供应链上共享信息的详细分析，建立了共享信息的层次结构模型，

设计了共享信息的逻辑结构，并从技术角度构建了基于角色的信息访问控制模型。薛晋艳等提出并定义了供应链管理中信息共享的意愿冲突问题，提出应该分阶段逐步推进信息共享，并且不应改变市场经济所固有的竞争者之间的冲突。常志平等扩展了以往研究供应链中信息共享问题的假设，研究了不同的制度安排下主体决策行为和结果的不同。此外，石小法等，侯世旺等，刘三妍等。对这个问题也进行了一定的研究。

(2)信息共享激励机制和契约约束从激励机制的角度主要研究如何激励供应链成员企业进行信息共享设备投资，提高信息共享的努力水平等问题。有效的信息共享激励方式通常有定价激励方式、批量折扣方式、返销方式以及决策权分配的激励方式。马新安等以一个2阶段的多任务委托一代理模型，研究了供应链中的核心企业对其供应商进行供应活动和信息共享活动的最优激励问题，据此解释了供应链中合作伙伴关系的持续改善过程。TH0NE MANN 等也研究了供应链管理中信息共享的激励措施。钱艳俊等应用博弈论和信息经济学的方法研究了供应链中核心企业对其合作伙伴参与ERP信息集成的最优激励问题。刘开军等分析了分散式供应链中共享信息的价值和存在的问题。

3.5 信息管理技术层面支持

信息共享和供应链上其他信息管理问题的解决离不开信息技术的支持，运用先进的信息技术可以提高信息管理的效率和有效性。目前，在供应链管理中得到应用的主要信息系统有：①电子订货系统(electronic ordering system，EOS)和销售实时系统(point of sales，POS)，可以接受订单处理，采集销售信息；②VMI和连续补货计划(continuous replenishment program，CRP)，可以协调生产和销售，降低库存成本；③快速响应系统(qiuck response，QR)和有效顾客响应(efficient consumer response，ECR)，可以降低需求的不确定性，提高对市场的响应速度，缩短新产品的开发周期。

此外，POS技术、基于Internet的EDI(electronic data interchange)技术、条形码技术、网络技术、数据库技术等均被用于加强信息共享。BERRY等评估了信息系统对供应链行为的影响方式以及因此促成的整个系统性能的改善。在实证分析方面，MIA 提出每一种信息共享模式都可以用以下4种技术实现：单向传递、数据库访问、数据交换、共享程序。龚本刚等提出了通过Internet网络将企业资源计划(enterprise resource planning，ERP)、地理信息系统(gelgraphical information system，GIS)、全球定位系统(global positioning system，GPS)组成供应链信息系统，以达到在物理结构上实现信息共享的目的。朱振宇等针对现代企业供应链管理的需求，研究了与之相适应的、能准确及时获得外部企业相关数据的新型管理信息系统，以解决供应链中企业信息共享的问题，使供应链具有更大的柔性。邹荫文等为弥补EDI技术对信息管理的不足，将可标记扩展语言(extensible markup language，XML)应用到供应链管理中，研究了供应链信息的交换体系。

4 供应链信息管理研究展望

从上述文献调研可以看出，尽管国际上关于供应链管理的研究成果非常多，但在供应链信息管理研究方面，不管采用何种研究方法，迄今为止的研究成果仍然具有一定的局限性。而且，在现有的研究成果中，对供应链系统因素的研究多，而对人为因素的研究少；对通过系统设计(包括合约)约束供应链成员行为的研究多，而通过信息对供应链系统进行有效控制的研究少；对已获得信息的利用方法的研究多，而对有效获取和选择信息的研究少。

在研究方法上，本研究认为除了统计学原理和控制论原理以外，还可以引入信息论的研究方法。在基于控制工程理论与信息论的基础上解决以下供应链中信息管理的问题：①全面、深入、系统性地分析和解释供应链中信息流的结构和特性，识别有价值的信息和无价值的干扰信息；②采用控制工程的理论和方法系统性地分析供应链中信息流的传递和处理机制，明确其中产生信息失真的机制，设计消除或减少信息失真的信息管理策略和方法，包括在供应链中实现信息滤波器功能的方法；③从信息论的角度定量分析信息和信息共享的价值，设计

供应链各成员与其他成员共享信息的决策方法；④研究在多阶供应链中通过信息管理影响供应链成员的行为、提高供应链整体绩效的方法；⑤设计在已知信息的基础上挖掘其他有价值信息的方法；⑥设计基于控制工程理论与信息论的供应链信息管理系统。