Bullwhip Effekt

Bullwhip-Effekt

Geschrieben von: Carsten Schmidt

Eines der Phänomene - und gleichzeitig ein Problem - innerhalb der Supply-Chain ist der Peitscheneffekt oder Bullwhip-Effekt oder auch Forrester-Effekt genannt. Dieser beschreibt den Effekt immer größerer werdender Bestellmengen eines Artikels bei schwankender Nachfrage, je weiter man sich in der Supply-Chain nach vorn bewegt. Bereits 1960 wurde am MIT das "Bierspiel" entwickelt. Es ist eine etwas vereinfachte, aber durchaus ernst zu nehmende Simulation, die dieses Problem ziemlich real darstellt.

Der Effekt, dass sich die Bestände erhöhen, je weiter man in der Versorgungskette nach vorn (Richtung Rohstoff) blickt, tritt auch ohne Bullwhip-Effekt auf. Der Grund dafür liegt in der gleichbleibenden Durchlaufzeit. Zur Veranschaulichung:

kurzer Einschub: Eine simple Möglichkeit einen Sicherheitsbestand zu berechnen ist die Multiplikation der aktuellen Leistung und der Wiederbeschaffungszeit. Liegt die Leistung (z.B.: Verkauf von Ware) bei 1 Kiste pro Tag und die Wiederbeschaffungszeit bei 7 Tagen, beträgt der Sicherheitsbestand 7 Kisten (1Kiste pro Tag x 7 Tage = 7 Kisten)

der Getränkemarkt wählt die Größe seiner Bestellungen so, dass er eine Woche lang den erwarteten Bedarf decken kann. Zusätzlich legt er einen Sicherheitsbestand an oder füllt diesen wieder auf. Seine Bestellreichweite ist demnach immer gleich - eine Woche. Die Durchlaufzeit ist demnach festgelegt.
- Bestellmenge bei Grosshändler: prognostizierter Bedarf für 7 Tage: 8 Kisten (fiktive Annahme) + Sicherheitsbestand von 7 Kisten = Bestellmenge: 15 Kisten
den Bedarf des Getränkehändlers und dessen Sicherheitsbestand liefert der Großhändler. Dieser Großhändler richtet seine Liefermengen (seine Leistung) indirekt am Bedarf des Endkunden aus. Vom Großhändler bis zum Endkunden ist die Durchlaufzeit allerdings länger, da die Lieferzeit zwischen Großhändler und Getränkehändler dazukommt. Dadurch ist der Sicherheitsbestand höher als beim Getränkehändler. Bei einer Lieferzeit von 7 Tagen beträgt die maximale Durchlaufzeit bis zum Endkunden 14 Tage. 7 Tage Lieferung + 7 Tage Bestandsreichweite des Händlers. Ergibt einen Sicherheitsbestand von 14 Kisten.
- Bestellmenge bei Brauerei: 8 Kisten für Getränkehändler + eigener Sicherheitsbestand: 14 Kisten = 22 Kisten
Die Brauerei liefert nun an den Großhändler die bestellten 22 Kisten und baut zusätzlich einen eigenen Sicherheitsbestand auf.

Der Aufbau eines Sicherheitsbestand erzeugt somit über die gesamte Versorgungskette eine Scheinnachfrage. Da eine vorgelagerte Versorgungsstufe mangels Informationen nicht zwischen tatsächlicher Nachfrage und Scheinnachfrage unterscheiden kann, muss sie von tatsächlicher Nachfrage ausgehen. Die vorgelagerte Stufe wird also versuchen, den gesamten Bedarf zu decken., da sie annimmt es handelt sich um tatsächlichen Bedarf des Endkunden.

Die Schwierigkeiten beginnen, sobald die Nachfragemengen schwanken. Als Folge schwanken auch die Bestellmengen. Da man versuchen wird den Sicherheitsbestand möglichst gering zu halten, wird man mitunter dazu über gehen diesen teilweise zu verbrauchen und dann geballt neu zu ordern. Was die Bestellmengen aber wiederum stark schwanken lässt. Setzt dieser Effekt einmal ein, verstärkt er sich selbst und führt somit zu großen Problemen. Denn erstens gibt es für die gesamte Scheinnachfrage niemanden der diese Menge tatsächlich gebrauchen kann und zweitens können alle vorgelagerten Stufen nicht - aus betriebswirtschaftlicher Sicht - optimal produzieren. Es gibt zu viele Schwankungen und unbekannte Faktoren.

verstärkende Effekte:
schwankende Nachfrage
keine Unterscheidung möglich zwischen Scheinnachfrage und tatsächlicher Nachfrage auf Grund von mangelhaften Informationen
Versuch unbedingt die gesamte Nachfrage zu decken. Der Versuch der vorgelagerten Kettenmitglieder die gesamte Nachfrage zu decken ist völlig normal, kann aber eben den Effekt verstärken. Grund: es werden der tatsächliche Bedarf und der Scheinbedarf umgehend gedeckt, diese Liefermengen gehen als "normale" Lieferungen in künftige Prognosen ein. Damit wird heute der Grundstein für spätere ungenaue Prognosezahlen gelegt.

dämpfende Effekte:
transparente Informationsflüsse
keine vollständige Bedienung der Bestellmengen durch die vorgelagerten Versorger
- ein möglicher Grund ist, dass bereits an der Kapazitätsgrenze produziert wird. Der Produzent kann bei seinem Lieferanten aber nicht mehr Rohstoffe oder Teile bestellen, als er maximal verarbeiten kann. Bzw. könnte er das tun, aber warum sollte er?
  weiterer Grund könnte sein, dass die aktuellen Bestände eine Bedienung/Deckung des Bedarfes nicht ermöglichen. Es gibt also einen Fehlbestand, genau wie bei Produktion an der Kapazitätsgrenze.
  - kontraproduktiv würde sich bei der Dämpfung durch Lieferengpässe der Versuch der Lieferanten auswirken, die zusätzlich benötigten Mengen extern zu besorgen.
  - weiterhin kontraproduktiv wirkt sich eine mögliche Erhöhung der Bestellmenge auf Grund der Information, dass nicht genug geliefert werden kann. Beispiel: der Großhändler erfährt von der Brauerei, dass die aktuellen Bestände auf die Bestellungen aller direkten Brauereikunden aufgeteilt werden müssen, um allen Kunden wenigstens einen Teil liefern zu können (z.B. über Quotenzuteilung oder Fair-share-Verfahren). Um bei der Zuteilung der Liefermengen möglichst gut abzuschneiden, könnte der Großhändler versuchen seine Bestellmenge zu erhöhen um möglich nahe an seinen "tatsächlichen" Bedarf zu gelangen. Womit aber wiederum ein Scheinbedarf erzeugt wird.

Eine Lösungsmöglichkeit (neben anderen) kann man sich bildlich beim Tauziehen vorstellen. Kauft der Kunde etwas, zieht er im übertragenen Sinne am Seil. Je mehr er kauft, umso stärker zieht er. Da alle Beteiligten direkt an diesem Seil hängen, bekommt es jeder mit. Auch die Brauerei erfährt sofort von diesem Kauf. Bei ausreichendem Zug am Seil, kann Sie also direkt eine Lieferung an den Großhändler vorbereiten, ohne dass es einer expliziten Bestellung bedarf.

Prof.Dr. Wildemann (Taschenbuch der Logistik, Seite 201) vergleicht diesen Effekt mit einem 100m Sprint. Der Weltrekord liegt im Einzelwettkampf bei 9,79 Sekunden. In der 4x100m Staffel bei 37,4 Sekunden. Pro Läufer ergibt sich eine Zeit von 9,35 Sekunden. Die Ursache macht er im fliegenden Start aus.

Können der Großhändler und der Getränkemarkt also einen fliegenden Start hinlegen, da die Brauerei in vorauseilendem Gehorsam bereits eine Lieferung vorbereitet hat, profitiert der Kunde davon. Die Durchlaufzeit einer Bestellung verringert sich nicht nur zwischen den einzelnen Gliedern, sondern über die gesamte Kette. Wenn sich die Durchlaufzeit verringert, ist es im Anschluss möglich, die Sicherheitsbestände zu verringern, da die Wiederbeschaffungszeit sinkt. Der positive Effekt verstärkt sich quasi selbst, indem es neben geringern Durchlaufzeiten auch noch monetäre Vorteile gibt.

Allerdings ist dieser Effekt ist nur sinnvoll, wenn Warenströme durch tatsächlichen Kundenbedarf ausgelöst werden. Beim "Schieben" funktioniert das System nicht, es werden darüber hinaus sogar Probleme generiert. "Schiebt" die Brauerei ohne Anlass (also vorherigen Zug) Liefermengen in den Markt, gibt es dafür weder adäquate Abnehmer, noch Vorbereitungen der nachgelagerten Stellen um die Mehrmengen sinnvoll aufzunehmen. Darüber hinaus wird unnötig Kapital gebunden und andere begrenzte Ressourcen ohne direkten Bedarf beansprucht. Zum Beispiel Transport- und Lagerkapazitäten oder Verkaufsfläche.

Das hier beschriebene Tau muss irgendwie in die Supply Chain integriert werden. Dafür ist eine einheitliche IT-Infrastruktur notwendig und ein ungebrochener Informationsfluss, der an jeder Stelle verfügbar ist und sämtliche notwendigen Daten bereit hält. Darüber hinaus muss definiert werden welcher Art und Güte die Informationen zu sein haben, wer sie generiert und wie sie durch wen abgerufen werden.

Eine in der Praxis verbreitete Option bietet ECR - Efficent Consumer Sesponse - Mehr dazu finden Sie im Abschnitt Informationsfluss-ECR.