Кнут и игра

В данной статье хотел бы обсудить широко исследованную в логистике проблему эффекта кнута (bullwhip effect), а также представить вниманию преподавателей и специалистов в области управления поставками новую модификацию известной пивной игры (beer game) для обучения логистике. Пивная игра в науке управления запасами (Supply Chain Management) это на самом деле серьезная тема в образовании и практике логистики. Она хорошо описывает неконтролируемый процесс изменчивости заказов и разбухания складских запасов на разных этапах цепей поставок — так называемый эффект кнута. Столкнувшись однажды с трудностями в моделировании эффекта кнута, я решил разработать свою упрощенную версию пивной игры (далее — новая игра). Зная, как много специалистов по логистике на данном сайте, а также учитывая, что комментарии к статьям на Хабр часто бывают интересней самих статей, очень хотелось бы послушать комментарии читателей об актуальности эффекта кнута и пивной игры.

Реальная или надуманная проблема?

Начну с описания эффекта кнута. Существуют тонны научных исследований в логистике, которые рассматривали эффект кнута как важный результат взаимодействия партнеров в цепях поставок, который имеет серьезные управленческие последствия. Эффект кнута — это увеличение изменчивости заказов на начальных этапах цепочки поставок (upstream), что является одним из основных теоретических [1] [2] и экспериментальных результатов пивной игры [3]. Согласно эффекту кнута, колебания спроса со стороны потребителей и заказов ритейлеров на конечных этапах цепочки поставок (downstream) всегда ниже чем у оптовиков и производителей. Эффект, конечно, вреден и приводит к частым изменениям в заказах и производстве. Математически, эффект кнута можно описать как соотношение дисперсий или коэффициентов вариации между этапами (эшелонами) цепи поставок:

BullwhipEffect=VARupstream/VARdownstream

Или (зависит от методики исследователя):

BullwhipEffect=CVupstream/CVdownstream

Эффект кнута входит в практически все популярные зарубежные учебники по управлению поставками. Просто огромное количество исследований посвящено этой теме. В ссылках под конец статьи указаны наиболее известные труды по данному эффекту. Теоретически, эффект во многом вызывается недостатком информации о спросе, покупкой большими партиями товаров, опасениями о будущем дефиците и повышении цен [1]. Нежелание бизнес партнеров делиться точной информацией о спросе со стороны клиентов, а также долгое время доставки усиливают эффект кнута [2]. Существуют также и психологические причины эффекта, подтвержденные в лабораторных условиях [3]. В силу понятных причин, конкретных примеров эффекта кнута очень мало — мало кто захочет делиться данными о своих заказах и запасах, да еще по всей цепочке поставок. Существует однако явное меньшинство исследователей, считающих эффект кнута преувеличенным.

Теоретически, эффект может быть сглажен за счет замещения товаров и переключения клиентов между поставщиками в случае дефицита [4]. Некоторые эмпирические данные подтверждают мнение о том, что эффект кнута может быть ограничен во многих отраслях [5]. Производители и продавцы часто применяют методы сглаживания производства и другие уловки для того, чтобы изменчивость заказов клиентов не была слишком сильной. А интересно: как обстоят дела с эффектом кнута в России и вообще на постсоветском пространстве? Замечали ли читатели (особенно те, кто занимается аналитикой запасов и прогнозированием спроса) такой уж сильный эффект в реальной жизни? Может и в самом деле вопрос эффекта кнута надуман и зря на него столько времени исследователей и студентов логистики потрачено…

Сам я изучал эффект кнута будучи аспирантом и во время подготовки доклада о пивной игре на конференцию. Позже подготовил электронную версию пивной игры для демонстрации эффекта кнута на уроках. Его я и собираюсь поподробней описать далее.

Это Вам не игрушки...

Моделирование с использованием электронных таблиц широко используется для анализа реальных бизнес-задач. Электронные таблицы также эффективны при подготовке будущих менеджеров. Эффект кнута как известная область в управлении цепочками поставок имеет особенно давнюю традицию использования моделирования в образовании, хорошим примером которого является пивная игра. MIT впервые представил оригинальную пивную игру в начале 1960-х годов, и вскоре она стала популярным инструментом для объяснения динамики цепочки поставок. Игра представляет собой классический пример модели динамики систем (System Dynamics), используемую не только в образовательных целях, но и для принятия решений в реальных бизнес-ситуациях, а также для исследований. Наглядность, воспроизводимость, безопасность, экономичность и доступность серьезных компьютерных игр представляют собой альтернативу обучению на рабочем месте, предоставляя менеджерам полезный инструмент в облегчении принятию решений при проведении экспериментов в безопасной учебной среде.

Игра сыграла важную роль в моделировании для разработки бизнес-стратегий и облегчения принятий решений. Классическая пивная игра представляла собой настольную игру и требовала значительной подготовки перед проведением игры в классе. Преподаватели должны сначала были решать такие проблемы, как сложные инструкции, настройки и ограничения для участников игры. Последующие версии пивной игры пытались облегчить её применение с помощью информационных технологий. Несмотря на значительные улучшения с каждой последующей версией, сложность настройки и реализации, особенно в многопользовательских настройках, во многих случаях препятствовала широкому практическому применению игры в бизнес образовании. Обзор доступных версий пивной игр для симуляции в управлении цепочками поставок показывает отсутствие легкодоступных и бесплатных инструментов для преподавателей в данной области. Я хотел в новой игре под названием Соревнование цепей поставок (Supply Chain Competition Game) адресовать прежде всего именно эту проблему. С точки зрения педагогики, новую игру можно охарактеризовать как инструмент для проблемного обучения (PBL), в котором симулятор сочетается с ролевой игрой. Также есть возможность использования онлайн версии новой игры в Google Sheets. Подход условного форматирования в модели цепочки поставок в виде электронных таблиц позволяет решить две основные проблемы в применении серьезных игр: доступность и простота использования. Данная игра уже пару лет доступна для загрузки по следующей ссылке на общедоступном веб-сайте.

Подробное описание на английском можно скачать здесь.

Краткое описание игры

Вкратце об этапах проведения игры.

Один пользователь, отвечающий за проведение игрового сеанса (далее преподаватель), и минимум четыре пользователя, играющих в игру (далее именуемые игроками) вместе, представляют участников в пивной игре. Новая игра моделирует одну или две цепочки поставок, каждая из которых состоит из четырех этапов: ритейлер ®, оптовый продавец (W), дистрибьютор (D) и завод (F). Реальные сети поставок конечно же сложнее, но классическая цепочка пивной игры подходит для обучения.


Рис. 1. Структура цепочки поставок

Каждый игровой сеанс включает в себя в общей сложности 12 периодов.


Рис. 2. Форма принятия решения для каждого игрока

Ячейки в формах имеют специальное форматирование, которое делает поля ввода видимым или невидимым для игроков в зависимости от текущего активного периода и последовательности принятия решений, чтобы игроки могли сосредоточиться на том, что является наиболее важным в данный момент. Преподаватель может контролировать рабочий процесс игры через панель управления, где отслеживаются основные параметры и показатели эффективности каждого игрока. Мнгновенно обновляемые графики на каждом листе помогают быстро понять ключевые показатели эффективности для игроков в любой момент. Инструкторы могут выбрать покупательский спрос: детерминированным (включая линейное и нелинейное), либо стохастическим (включая равномерное, нормальное, логнормальное, треугольное, гамма- и экспоненциальное).

Дальнейшая работа

Игра в данном виде еще далека от совершенства — требует дальнейшего улучшения многопользовательской игры по сети таким образом, чтобы исключить необходимость постоянного обновления и сохранения соответствующих листов после каждого действия игроков. Был бы почитать и ответить на комментарии по следующим вопросам:

а) реален ли эффект кнута на практике;
б) насколько может быть полезна пивная игра в обучении логистике и как её можно было бы усовершенствовать.

Ссылки

[1] Lee, H.L., Padmanabhan, V. and Whang, S., 1997.Information distortion in a supply chain: The bullwhip effect. Management science, 43(4), pp.546-558.
[2] Chen, F., Drezner, Z., Ryan, J.K. and Simchi-Levi, D., 2000.Quantifying the bullwhip effect in a simple supply chain: The impact of forecasting, lead times, and information.Management science, 46(3), pp.436-443.
[3] Sterman, J.D., 1989. Modeling managerial behavior: Misperceptions of feedback in a dynamic decision making experiment. Management science, 35(3), pp.321-339.
[4] Sucky, E., 2009. The bullwhip effect in supply chains — an overestimated problem? International Journal of Production Economics, 118(1), pp.311-322.
[5] Cachon, G.P., Randall, T. and Schmidt, G.M., 2007. In search of the bullwhip effect. Manufacturing & Service Operations Management, 9(4), pp.457-479.