ブルウィップ効果とビールゲーム: 供給管理のシミュレーションとトレーニング

鞭とゲーム

本稿では、物流における広く研究されているブルウィップ効果という問題について議論するとともに、サプライマネジメント分野の教師や専門家の皆様に、物流教育におけるお馴染みのビールゲームの新たな改良版をご紹介したいと思います。在庫管理（サプライチェーンマネジメント）の分野におけるビールゲームは、物流の教育と実践において、まさに重要なテーマです。このゲームは、サプライチェーンの様々な段階における注文の変動と倉庫在庫の膨張という制御不能なプロセス、いわゆるブルウィップ効果を巧みに表現しています。かつてブルウィップ効果のモデル化に困難を経験した私は、ビールゲームの簡易版（以下、新ゲーム）を独自に開発することにしました。このサイトには多くの物流専門家が参加していること、そしてHabrの記事へのコメントは記事自体よりも興味深いことが多いことを踏まえ、ブルウィップ効果とビールゲームの関連性について、読者の皆様のご意見をぜひお聞かせください。

現実の問題か、それとも想像上の問題か?

まず、ブルウィップ効果について説明しましょう。物流分野における科学的研究は数多くあり、サプライチェーンにおけるパートナー間の相互作用の重要な結果としてブルウィップ効果を捉えており、経営に重大な影響を及ぼすと考えられています。ブルウィップ効果とは、サプライチェーンの初期段階（上流）における注文の変動性の増加であり、ビールゲーム[1]における主要な理論的[2][3]および実験的結果の一つです。ブルウィップ効果によれば、サプライチェーンの最終段階（下流）における消費者の需要と小売業者の注文の変動性は、卸売業者や製造業者のそれよりも常に低くなります。この効果は当然ながら有害であり、注文や生産の頻繁な変更につながります。数学的には、ブルウィップ効果は、サプライチェーンの各段階（階層）間の分散比または変動係数として記述できます。

BullwhipEffect=VAR上流/VAR下流

または（研究者の方法論によって異なります）：

ブルウィップ効果=CV上流/CV下流

ブルウィップ効果は、サプライチェーンマネジメントに関する海外の教科書のほとんどすべてに掲載されています。このトピックに関する研究は膨大です。記事の末尾のリンクは、この効果に関する最も有名な研究を示しています。理論的には、この効果は主に需要に関する情報の不足、大量の商品の購入、将来の不足と価格上昇への懸念によって引き起こされます [1]。ビジネスパートナーが顧客の需要に関する正確な情報を共有したがらないことや、納期が長いことが、ブルウィップ効果を増大させます [2]。この効果には心理的な理由もあり、実験室環境で確認されています [3]。明らかな理由から、ブルウィップ効果の具体的な例は非常に少なく、特にサプライチェーン全体にわたって、注文や在庫に関するデータを共有したい人はほとんどいません。しかし、ブルウィップ効果が誇張されていると考える研究者も明らかに少数派います。

理論的には、品不足が発生した場合、商品を代替し、顧客を供給元間で切り替えることで、この影響を緩和することができます[4]。いくつかの実証データは、多くの業界でブルウィップ効果を抑制できるという考えを裏付けています[5]。製造業者や販売業者は、顧客からの注文の変動が大きくなりすぎないように、生産平滑化手法やその他の手法を頻繁に利用しています。そこで疑問に思うのは、ロシアや旧ソ連圏全体では、ブルウィップ効果はどのようになっているのでしょうか？読者（特に在庫分析や需要予測に携わる方）は、現実世界でこれほど強い影響に気づいているでしょうか？もしかしたら、ブルウィップ効果という問題は非現実的で、物流の研究者や学生がこれまで多くの時間を費やしてきたのが無駄なのかもしれません…

私自身、大学院生時代にビールゲームに関する学会論文を準備していた際に、ブルウィップ効果について研究しました。その後、授業でブルウィップ効果を実演するために、ビールゲームの電子版を作成しました。以下で詳しく説明します。

これらはあなたのためのおもちゃではありません...

スプレッドシートシミュレーションは、現実世界のビジネス問題の分析に広く利用されています。また、スプレッドシートは将来の管理職のトレーニングにも効果的です。サプライチェーンマネジメントの分野でよく知られているブルウィップ効果は、教育においてシミュレーションを使用する長い伝統があり、その好例がビールゲームです。MITは1960年代初頭にオリジナルのビールゲームを初めて導入し、すぐにサプライチェーンのダイナミクスを説明するための人気のツールになりました。このゲームは、教育目的だけでなく、実際のビジネス状況における意思決定や研究にも使用されるシステムダイナミクスモデルの典型的な例です。本格的なコンピュータゲームの可視性、再現性、安全性、費用対効果、アクセシビリティは、OJT（オンザジョブトレーニング）の代替手段となり、安全な学習環境で実験しながら意思決定を促進するための有用なツールを管理者に提供します。

このゲームは、ビジネス戦略の策定や意思決定の促進のためのモデリングにおいて重要な役割を果たしてきました。伝統的なビールゲームはボードゲームであり、教室で使用するには相当な準備が必要でした。教育者は当初、複雑な指示、設定、プレイヤーへの制限といった問題を克服する必要がありました。その後のバージョンでは、情報技術の助けを借りて、より使いやすくするための試みがなされました。しかし、バージョンアップごとに大幅な改善が見られたものの、特にマルチプレイヤー設定におけるセットアップと実装の複雑さが、ビジネス教育におけるゲームの普及を阻む要因となってきました。サプライチェーンマネジメントシミュレーション用のビールゲームを調査したところ、この分野の教育者が簡単に利用できる無料ツールが不足していることが明らかになりました。私はこの問題を、「サプライチェーン競争ゲーム」と呼ばれる新しいゲームで解決したいと考えました。教育的観点から見ると、この新しいゲームは、シミュレーションとロールプレイングを組み合わせた問題解決型学習（PBL）ツールといえます。また、Googleスプレッドシートで利用できるオンライン版も用意されています。スプレッドシートのサプライチェーンモデルに条件付き書式を適用するアプローチは、シリアスゲームにおける2つの主要な課題、すなわちアクセシビリティと使いやすさに対処します。このゲームは数年前からパブリックドメインの以下のリンクからダウンロード可能です。 ウェブサイト.

英語の詳細な説明をダウンロードできます ここで.

ゲームの概要

ゲームのステージについて簡単に説明します。

ゲームセッションの運営を担当する1人のユーザー（以下、教師）と、ゲームをプレイする少なくとも4人のユーザー（以下、プレイヤー）が、ビールゲームの参加者となります。この新しいゲームでは、1つまたは2つのサプライチェーンをモデル化し、それぞれ小売業者®、卸売業者（W）、販売業者（D）、工場（F）の4つの段階で構成されています。実際のサプライチェーンは当然ながらより複雑ですが、この古典的なビールゲームのチェーンはトレーニングに適しています。

図1. サプライチェーンの構造

各ゲームセッションには合計 12 ピリオドが含まれます。

図2 各プレイヤーの意思決定フォーム

フォーム内のセルには特別な書式設定が施されており、現在のアクティブ期間と意思決定の順序に応じて入力フィールドがプレイヤーに表示または非表示になるため、プレイヤーはその時点で最も重要なことに集中できます。インストラクターは、各プレイヤーの主要なパラメータとパフォーマンス指標を追跡するダッシュボードを通じて、ゲームのワークフローを制御できます。各シートのグラフは瞬時に更新されるため、プレイヤーの主要パフォーマンス指標をいつでも迅速に把握できます。インストラクターは、決定論的（線形および非線形を含む）または確率論的（一様、正規、対数正規、三角、ガンマ、指数を含む）の需要を選択できます。

さらなる研究

この形式のゲームはまだ完璧には程遠いです。プレイヤーの行動ごとに対応するシートを常に更新・保存する必要がなくなるよう、ネットワーク上のマルチプレイヤーゲームをさらに改善する必要があります。以下の質問に対するコメントをお読みし、回答させていただければ幸いです。

a) ブルウィップ効果は実際に存在するのでしょうか?
b) ビールゲームはロジスティクスの指導にどの程度役立つか、またどのように改善できるか。

リファレンス

[1] Lee, H. L., Padmanabhan, V. and Whang, S., 1997.「サプライチェーンにおける情報の歪み：ブルウィップ効果」経営科学、43(4)、pp.546-558。
[2] Chen, F., Drezner, Z., Ryan, J. K. and Simchi-Levi, D., 2000.「単純なサプライチェーンにおけるブルウィップ効果の定量化：予測、リードタイム、情報の影響」経営科学、46(3)、pp.436-443。
[3] スターマン、J.D.、1989年、「経営者行動のモデル化：動的意思決定実験におけるフィードバックの誤解」経営科学、35(3)、pp.321-339。
[4] Sucky, E., 2009. サプライチェーンにおけるブルウィップ効果 - 過大評価された問題? International Journal of Production Economics, 118(1), pp.311-322.
[5] Cachon, G.P.、Randall, T.、Schmidt, G.M.、2007年、「ブルウィップ効果の探求」製造＆サービスオペレーションマネジメント、9(4)、pp.457-479。

出所： habr.com