Universität Bielefeld

Fakultät für Wirtschaftswissenschaften

Thema:

Bullwhip-Effekt

Bachelor-Arbeit

im Fachgebiet Supply Chain Management

am Lehrstuhl für Controlling und Produktionswirtschaft

Vorgelegt von: Natalja Vienstroeer

Abgabetermin: 12.06.2009

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Inhalt

1

Einleitung

2

2

Bullwhip-Effekt. Entstehung und Folgen

2

2.1

Folgen

3

2.2

Das Beer Game

4

3

Ursachen

5

3.1

Unsichere Nachfrageprognose

5

3.2

Zeitverzug

6

3.3

Bündelung von Aufträgen (Order Batching)

6

3.4

Preisschwankungen (Price Fluctuation)

7

3.5

Engpasspoker (Shortage Gaming) und Mengenkontingentierung

7

4

Gegenmaßnahmen

8

4.1

Kommunikation und Informationsaustausch

8

4.2

Auftragsbündelung

9

4.3

Vermeiden von Preisschwankungen

10

4.4

Engpasspoker

11

5

Fazit

13

6

Abkürzungsverzeichnis

14

7

Literaturverzeichnis

15

8

Internetquellen

16

9

Anhang 1

17

10

Anhang 2

18

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2

1 Einleitung

Der Bullwhip-Effekt ist ein zentrales Problem des Supply Chain Managements. Der

Begriff besagt, dass in Lieferketten, im Englischen Supply Chain, oftmals eine marginale

Nachfrageänderung seitens des Endverbrauchers zu Schwankungen in den Bestell- und

Liefermengen der übrigen Akteure (Einzel- und Großhändler, Fabrik, Distributor) führt. Als

Folge können Lagervorräte, Produktionsabläufe, Kapazitäten sowie Kundenservice nicht

optimal geplant werden.

Diese Probleme haben die Wissenschaft dazu veranlasst, den Bullwhip-Effekt näher zu

analysieren. Hau Lee (1997) beschäftigt sich insbesondere mit den Ursachen des Effektes und

den Maßnahmen zur dessen Beseitigung. Eine ausführliche quantitative Analyse für jede

einzelne Stufe in der Supply Chain führen (Keller, S., 2004) und (Metters, R., 1996) durch.

Eine Arbeit von Simchi-Levi, D., Kaminsky, P., Simchi-Levi, E. (2000) untersucht weitere

Beispiele aus der Praxis und stellt insbesondere Gegenmaßnahmen vor.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist vor allem die Hauptursachen des Bullwhip-Effektes

zu untersuchen. Die Simulation des Beer-Games verdeutlicht besonders gut, welche Faktoren

diesen Effekt verursachen bzw. beeinflussen. Zunächst wird in dieser Arbeit jedoch die

Erkenntnis der Problematik, sowohl in der Theorie als auch in der Praxis, und die Folgen des

Peitscheneffektes kurz erläutet. Abschließend werden einige praxisbezogene Maßnahmen zur

,,wirkungsvollsten" Beseitigung bzw. Verringerung des Effektes vorgestellt.

2 Bullwhip-Effekt. Entstehung und Folgen

Erstmals hat Forrester im Jahr 1961 den Peitscheneffekt (engl. Bullwhip-Effekt)

beschrieben, aus diesem Grund wird der Effekt oft auch Forrester-Effekt genannt. Er hat die

Zusammenhänge zwischen Bestellmengen und Lagerbeständen erforscht und festgestellt, dass

eine marginale Veränderung in der Nachfrage auf der Ebene des Einzelhandels zu immer

mehr steigenden Schwankungen entlang der ganzen Lieferkette führte. Solche Schwankungen

riefen den Eindruck eines Peitschenschlags hervor, weswegen das Phänomen als

Peitscheneffekt definiert wurde. Weiterhin hat Forrester bewiesen, dass dieses Aufschaukeln

auf externe Faktoren zurückzuführen ist, insbesondere auf zeitliche Verzögerungen1.

1 Vgl. Forrester (1969), S. 21 ff. (Die 1. Auflage stammt aus 1960)

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3

Dieser, aus der Literatur bekannter Fall wurde in der Realität erst später nachgewiesen.

Vor etwa zwei Jahrzehnten hat das weltweit bekannte Unternehmen Procter & Gamble (P&G)

ein auf den ersten Blick unlogisches Phänomen in der Produktion und Distribution seines

Produktes Pampers festgestellt. Obwohl die Endverbraucher ihre Einkäufe in gleich

bleibenden zeitlichen Abständen tätigten, schwankten die Bestellungen in der Lieferkette

umso stärker, je weiter ein Unternehmen von dem Konsument entfernt war.2

2.1 Folgen

Der Peitscheneffekt bringt zahlreiche Probleme in der Lieferkette mit sich. Die

unbeständige Nachfrage führt dazu, dass die Kapazitäten in den Unternehmen entweder nicht

vollständig ausgenützt oder komplett überlastet werden. Perioden mit vielen Aufträgen, die

nicht rechtzeitig bearbeitet werden können folgen Perioden mit wenigen Bestellungen, in

denen die Ressourcen kaum ausgelastet werden. Um nicht das Risiko einzugehen, die

Nachfrage nicht befriedigen zu können und aufgrund der bestehenden Unsicherheit von den

Lieferanten unverzüglich beliefert zu werden neigen die Unternehmen dazu hohe

Lagervorräte halten. Infolge der steigenden Schwankungen fallen diese Sicherheitsbestände

umso höher aus, je weiter der Akteur der Supply Chain vom Konsumenten entfernt ist, was

wiederum zu steigenden Kapitalbindungs- sowie Lagerhaltungskosten führt.

Da die Lieferkette der zeitlichen Verzögerung der Material- und Informationsflüsse

unterliegt, weist sie zusätzlich geringe Flexibilität und gebremste Reaktion der Veränderung

der Kundennachfrage auf.3 Es entsteht eine mangelnde Produktverfügbarkeit, aufgrund dieser

die nachfolgenden Stufen nicht pünktlich beliefert werden können. All diese Faktoren tragen

zu erhöhten Herstellungs- und Transportkosten, verlorenen Einnahmen, schlechtem Liefer-

und Kundenservice sowie ungenügender Koordination bei, die wiederum auch die

Geschäftsbeziehungen negativ beeinflussen.

2 Lee et al. (1997), S. 93

Auch der Computerhersteller Hewlett-Packard (HP) hat ähnliche Schwankungen bei dem Verkauf eines

Druckers beobachtet. Vgl. Simchi-Levi (2000), S. 167 ff.

3 Vgl. Kapitel 3.2 ,,Zeitverzug"

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4

2.2 Das Beer Game4

Das ,,Beer Distribution Game" wurde in den 60er Jahren am Massachusetts Institute of

Technology (MIT) von Jay Forrester entwickelt und gilt seitdem als eines der bedeutendsten

Management Spiele. Anfänglich wurde das Game anhand eines Brettspiels 5 simuliert,

mittlerweile stehen auch computerbasierte Versionen zur Verfügung6. Das Spiel verdeutlicht

wie sich ein Produktions- und Distributionssystem verhält. Trotz der Bezeichnung ist es nicht

wichtig, ob das System Bier, Saft oder Tee produziert und verschickt.

Die Lieferkette des Spiels besteht aus vier Stufen und die Spieler, egal ob sie Studenten,

Manager oder Analysten sind, übernehmen die Rolle eines Einzelhändlers, eines

Großhändlers, eines Distributors und eines Produzenten bzw. einer Fabrik. Alle Stufen

werden in streng sequentieller Reihenfolge durchlaufen: die Brauerei stellt das Bier her und

beliefert den Distributor, dieser wiederum einen Großhändler. Von letzterem bezieht der

Einzelhändler seine Ware, die er letztendlich an den Konsument verkauft. Somit ist jeder

Spieler, außer die Bier produzierende Fabrik, gleichzeitig Kunde und Lieferant, der

Endverbraucher übernimmt die Rolle des Spielleiters.

Jeder einzelner Spieler verfolgt mit seiner Bestellpolitik das Ziel die Gesamtkosten zu

minimieren7. Diese Kosten addieren sich aus Lagerhaltungs- und Fehlmengenkosten, die in

dem Spiel mit 0,5 Geldeinheiten (GE) bzw. mit 1 GE pro Woche und Bierkiste bewertet

werden.8 Demzufolge ist jeder Teilnehmer der Lieferkette mit einem Lagerhaltungsproblem

konfrontiert, die Fehlmengen sollen vermieden sowie Lagerbestände möglichst minimal

gehalten werden. Gleichzeitig muss die von dem Konsumenten ausgehende Nachfrage erfüllt

werden.

Indem die Spieler nur über die Bestell- und Liefermengen miteinander kommunizieren

dürfen und ihre Entscheidungen auf keinen Fall mit den anderen abstimmen können, verfügen

sie nur über lokale Informationen. Die globalen Informationen, insbesondere die über die

Nachfrage des Endverbrauchers und die Lage anderer Teilnehmer sind unbekannt.

Infolgedessen müssen die Bestellstrategien nur auf der Grundlage der eingehenden Aufträge

4 Vgl. Sterman (1989); http://www.beergame.uni-klu.ac.at

5 Siehe Anhang 2

6 http://www.beergame.lim.ethz.ch

http://beergame.mit.edu

7 Das Minimierungsproblem ist von Metters (1997) auf S. 95 quantitativ vorgestellt

8 Vgl. Sterman (1989) S. 326 ff.

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