[공급사슬과물류관리] Bullwhip Effect에 의한 수요량 왜곡 문제

* 22학년도 1학기 공급사슬과 물류관리 수업내용을 정리한 글입니다.

Bullwhip Effect란? 

Bullwhip Effect는 공급사슬 내 기업들 간의 정보 단절로 인해 발생하는 왜곡현상을 의미한다. 고객의 실제 수요는 일정한 편이지만 소매업자는 고객의 실수요에 안전재고량을 더해 도매상에 주문을 넣는다. 그러면 도매상은 소매상의 안전재고를 인지하지 못한 채 고객의 실수요량과 소매상의 안전재고량을 실제 수요량으로 인식해 거기에다가 본인들의 안전재고량을 더해 완제품 생산업체에 주문을 넣게 된다.

이처럼 수요정보에 대한 공유가 이뤄지지 않으면 각 단계별로 불필요한 안전재고가 발생하게 되어 공급사슬의 상류로 갈 수록 수요에 대한 정보 왜곡은 심해진다. 이러한 채찍 효과를 없애기 위해 SCM이 필요하다. SCM을 통해 기업들이 정보를 공유하게 되면 수요량의 변동폭을 줄여 불필요한 안전재고를 제거할 수 있다.

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Bullwhip Effect의 원인 4개와 대응법 

1. 개별적인 수요예측 (예측의 중복)

정보를 공유하지 않은 채로 각자가 수요를 예측하게 되면 최종 소비자에서 공급사슬의 상류 단계로 갈 수록 수요량의 왜곡은 심해진다. 정보 단절로 인한 불확실성으로 인해 기업들은 본인들이 예측하는 수요량에 안전재고량을 포함해서 공급자에게 주문을 넣기 때문이다. 그리고 주문자는 실수요와 안전재고를 더한 양을 실수요라고 생각하고 그에 대한 수요를 예측하게 된다. 이것이 반복되며 수요량의 왜곡을 불러온다.

• 개별적인 수요예측으로 인한 수요량 왜곡을 해결하기 위해선 정보를 공유해야 한다. 한 번에 수요를 예측하면 왜곡현상을 없앨 수 있다.
  • POS 데이터 활용(Point of Sales Data):바코드 시스템을 통해서 판매정보 및 재고정보를 자동으로 업데이트하면 정보를 공유해서 한꺼번에 쉽게 예측 가능
  • VMI (Vendor Managed Inventory)를 통해 재고 정보를 공급자에게 공유할 수 있다. 공급자는 공유된 정보로 차질 없이 부품을 생산자에게 조달할 수 있다.
  • CRP (Continuous Replenishment Program) 구매자가 직접 주문을 넣을 필요 없이 공유된 재고정보에 따라 공급자가 알아서 제 때 재고를 조달해주는 시스템. 공급자가 대신 재고관리를 해주는 방식
  • 리드타임 줄이기. 안전재고를 줄일 수 있다

2. 묶어서 한꺼번에 주문하기 Order Batching (주문일괄처리)

기업들은 운송비용, 주문서작성 시간 절감 등을 목적으로 매일 주문하지 않고 주간, 월간으로 주문을 넣는다.

따라서 기업들은 실제로 필요한 건 10개임에도 100개로 주문하며, 이는 수요량을 왜곡시키는 원인이 된다.

수요량은 왜곡돼 채찍 효과의 원인이 되지만, 기업 입장에서는 규모의 경제를 통해 운송비용을 절감할 수 있다.

• FTL(full truck load),LTL(less than truck load)
• 묶음 주문으로 인한 수요량 왜곡을 해결하기 위해서는 한 기업 내부에서 주문량을 누적시켰다 주문하지 않고, 다른 기업과 함께 주문해 규모의 경제를 여럿이서 달성하는 방법이 있다.
• EDI 전자자료교환시스템 (이메일 보내듯 주문서를 보낼 수 있음. 시간과 비용 절감)

3. 가격 할인 등 프로모션 정책 (가격변동)

기업들은 경쟁사를 견제하기 위해 다양한 할인 프로모션 정책을 고객에게 제공한다. 그러나 이는 소비자가 본래의 수요패턴을 벗어나 선구매를 하도록 해 수요량을 왜곡시키는 원인이 된다.

또한 이는 소비자와 공급자 모두에게 안 좋은 방식이다. 우선 공급자는 늘어난 수요량으로 인해 본래의 생산능력을 벗어난 과도한 생산을 하게 되며, 이는 임금비와 생산비가 늘어나는 원인이 된다.

그리고 소비자는 프로모션에 의해 제품을 한꺼번에 많이 구매하게 되는데, 이는 재고비용 상승의 원인이 된다.

• 이를 해결하기 위해 공급사는 순간적인 할인 이벤트를 진행하기보다, 항상 낮은 가격을 제공할 것을 고객에게 약속하면 된다. 그러면 고객은 미리 구매하지 않고 본래의 수요패턴에 따라 구매하게 될 것이며, 수요량 왜곡 현상은 줄어들 것이다. (항시 저가 제공)

4. 주문량에 따른 재고 할당 정책 (물량 분배 및 부족 게임)

생산자는 생산할 수 있는 공급량이 부족할 때 고객에게 재고를 일정 기준에 따라 할당하는 식으로 조달한다. 이때 생산자는 고객의 주문량에 비례해서 재고를 할당하게 되는데, 이 점을 악용해 유통업자들은 재고를 할당받기 위해 주문량을 실제 필요한 양보다 과장해서 주문서에 기입한다. 그렇게 되면 실제 수요가 아닌 과장된 수요량에 의해 주문(거짓주문)이 이뤄지게 되며, 이는 수요량의 왜곡을 발생시킨다. 이렇게 거짓주문이 발생하면 기업은 나중에 생산시설을 확충하려고 하게되며, 그로인해 문제가 발생하게 된다.

• 이를 해결하기 위해 공급자는 주문량이 아니라 판매량을 기준으로 재고를 할당할 수 있다. 그러면 유통업자들은 수요량을 왜곡시키기보다 재고 판매에 더욱 집중하게 될 것이다. 그리고 판매량, 재고 정보를 공유하면 수요량 왜곡을 줄일 수 있을 것이다.
• 지연정책으로 가능한 재고부족 현상이 발생하지 않도록 할 수 있다.

⏩ 애플, IBM등의 기업들은 유통업자들에게 물류창고의 판매량 데이터(sell-through data)를 공유할 것을 요구한다.

⏩ VMI, CRP를 통한 재고 조달 방법 채택: 상류의 생산기업들은 하류의 유통업체들의 수요량과 재고정보를 확인할 수 있다. 그리고 그 정보들을 토대로 적절한 수요를 예측하고 적시적소에 재고를 조달할 수 있다.

⏩ 아래 나오는 지연 작전 또한 Bullwhip 효과를 줄이는 방법 중 하나이다.

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Bullwhip을 줄이기 위한 방법: 지연작전 (특성을 최대한 나중에 결정하기)

1. Postponement-Resequencing:

제품의 특성을 결정하는 공정을 생산공정의 맨 마지막에 배치해 수요에 대응(스웨터)

제품들은 어느 순간부터 각자의 특성이 결정된다. 기업은 특성이 결정되는 시점을 최대한 뒤로 미뤄서 수요 변동에 좀 더 효과적으로 대응할 수 있다.

미리 제품의 특성을 결정지어두면 그 뒤에 있을 수요변동에 탄력적으로 대응할 수 없기 때문이다.

2. Postponement-Commonization of Parts:

 보편화된 형태를 만들고 그 뒤 세부 공정을 통해 특정 제품으로 변형시킨 후 납품(PCB회로)

제품별로 필요한 회로도가 다 다르다. 이에 기업은 미리 기본 회로도General PCB를 제작해놓은 뒤에, 각자의 제품의 수요에 따라 기본 회로도에 세부 공정을 진행해 수요에 맞게 Specipic PCB를 납품한다.

3. Postponement-Logstic Postponement:

 물류절차를 고려한 제품 디자인(프린터 언어 설정 옵션)

과거에는 공장에서 프린터에 언어 옵션을 설정한 후 각 나라로 납품했다. 그러나 이는 수요에 효과적으로 대응하지 못하는 전략이었다.

그래서 기업은 제품의 특성(언어 옵션)이 최대한 나중에 나타나도록 했다.  공장에서 생산한 후 물류센터에서 운반한 후에 수요에 따라 언어 옵션을 설정해 공급한 것이다. 기업은 생산과정 뿐 아니라 물류절차를 고려해야 수요에 적절하게 대응하고 재고비용을 줄일 수 있다.

 

문제제기: 새로운 아이디어와 기술이 공급사슬의 성과를 향상하지 못하는 이유는?

공급사슬관리에서 가장 중요한 것은 전략이다. 저원가, 고품질 등의 상위 전략이 수립되어야 세부적인 공급사슬 전략을 세울 수 있으며, 그 이후에 세부적인 기능을 설정할 수 있게 된다. 계속해서 여러 관리방법이 등장함에도 불구하고 공급체인 성과가 개선되지 않는 이유는 기업들이 제품의 특성을 제대로 파악하지 않은 채로 방법론만 무지성으로 적용하기 때문이다. 기업은 이를 해결하기 위해 본인들이 판매하는 제품의 특성을 파악해 그에 알맞은 전략을 채택해야 한다.

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공급사슬의 두 가지 기능

1. 물리적 기능

공급사슬은 원재료를 부품, 반제품, 완성품으로 변환시키며, 운송기능을 포함하고 있다. 이 과정에서 생산비, 운송비, 재고관리비용 등 비용이 발생하게 된다.

고객이 원하는 최종제품을 만들어주는 기능. 변환비용, 운송비용, 저장 비용 등의 비용은 공급사슬의 물리적 기능에 의해 발생한다.

2. 시장중개 기능

공급사슬은 시장에 공급된 제품과 소비자의 수요를 매칭시켜주는 역할을 한다. 고객 수요를 만족시키는 기능을 가지고 있다. 

따라서 기업이 고객의 수요에 적절히 대응하지 못하면 공급과잉비용 또는 품절비용이 발생한다.

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제품의 수요특성에 따른 공급사슬 유형

1. 기능적 제품, 효율적 공급사슬 전략 (필수품, 확정적 수요, 마진 낮음, 비용절감에 초점)

기능적 제품은 일상용품, 필수품 등을 말하며, 수요량이 안정적이고 제품의 수명주기가 길어 오래된 모델도 가격을 낮추면 판매할 수 있다. (확정적 수요)

기능적 제품은 수요예측이 쉽기 때문에 재고관리가 쉬워 시장중개 비용 측면에서는 더 줄일 여지가 없다. 그 대신 쉬운 비즈니스이기 때문에 경쟁이 심하고, 경쟁이 심해서 제품의 마진이 낮다. 따라서 기능적 제품을 판매하는 기업은 물리적 비용을 최대한 줄이는 것에 집중해야 한다.

• 물리적 비용을 최소화하기 위해 기업은 효율적 공급사슬 전략을 채택해야 한다.
• 효율적 공급사슬 전략은 공급체인 전체의 재고를 최소화하고 생산 효율을 극대화 하는 것을 목표로 한다

2. 혁신적 제품, 대응적 공급사슬 전략 (신제품, 불확정적 수요, 마진 높음, 대응도에 초점)

혁신적 제품은 신기술, 새로운 디자인 등을 말하며, 유행을 따르는 유동적인 수요이기 때문에 수요예측을 하기 어렵다. 또한 제품의 수명주기가 짧아서 구형화의 위험이 있다. (불확정적 수요) 혁신적 제품은 마진이 높아서 비용이 최우선 고려사항이 아니다. 대신 시기를 놓치면 아예 판매할 수 없게 되기 때문에 시장중개기능 비용을 최소화하는데 집중해야 한다.

• 시장중개비용을 최소화하기 위해 기업은 대응적 공급사슬 전략을 채택해야 한다.
• 대응적 공급사슬 전략은 공급사슬 내부의 정보와 시장의 반응을 통해 불확실한 시장 수요에 적절하게 대응하고자 한다.

이 전략에서 중요한 것은 비용을 최소화하는 것이 아니다. 마진율이 높아서 못 팔아서 생기는 손실비용이 재고가 많아서 생기는 비용보다 훨씬 크기 때문이다. 이 전략에서는 최소재고가 아니라 어느 정도의 안전재고를 가져가 불확실한 수요에 확실하고 빠르게 대응하고자 한다. 따라서 기업은 불용재고의 위험을 감수하고 재고를 여유있게 보유하고 있으며, 수요가 급증할 때 대응할 수 있도록 잉여생산능력을 가지고 있다.

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기업은 효율적 공급사슬 전략과 대응적 공급사슬 전략을 한 제품에 대해 동시에 적용하기 힘들다. 따라서 제품의 특성에 알맞은 공급사슬 전략을 선택해야 한다. 

효율적 공급사슬 전략: 
최저가 공급, 저원가 전략, 낮은 이윤, 높은 가동률(규모의 경제, 고정비를 분배하기 위해), 최소재고보유(비용최소화), 비용증가 없이 리드타임 감소, 비용에 근거한 공급자 선택, 최저가로 수송

대응적 공급사슬 전략:
수요에 따른 대응, 제품다양성(모듈화), 높은 이윤, 잉여생산능력 유지(수요가 왔을 때 대응하기 위해. 예시로 명품관 직원), 여유재고보유(이윤이 높으니 재고비용보다 요구했을 때 없을 때 더 큰 비용 발생), 비용 들어도 리드타임 감축, 속도 유연성 품질에 근거한 공급자 선택, 반응성 높은 수송전략 선택

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사례: 기능적 제품의 공급체인사례_캠벨 ‘계속적 보충 프로그램CRP’

켐벨은 식료품을 제조하는 업체. 시장의 수요를 따라잡는데 오래 걸리지 않고 제품의 수명주기가 반 년 정도로 길다.

켐벨은 낙관적인 수요예측을 통해 신상품 재고를 비축해 둔다.

• 신상품 반응이 좋으면 첫 한 달은 생산해둔 재고로 버티며 다음달 수요를 위한 재고를 생산하고
• 신상품 반응이 별로이면 추가 생산을 중단하고 6개월 동안의 남은 재고를 천천히 소진하면 된다

이처럼 시장의 수요에 대응하기 쉬운 상품을 납품할 경우 기업은 물리적 효율성에 집중하면 된다. 많은 기업이 이런 식의 전략을 선택한다.

켐벨은 기능적 제품을 판매. 효율적 공급사슬 전략을 통해 물리적 비용을 최소화하기 위해 계속적 보충 프로그램CRP을 활용한다.

CRP를 통해 켐벨은 소매업자의 재고정보, 판매 정보 등을 알 수 있으며, 이를 활용해서 효과적으로 수요를 예측하고 재고를 소매업체에 조달한다.

• 기존에는 소매업자가 구매주문서PO(purchasing order)를 통해 물건을 발주하면 그에 따라 캠벨이 상품을 공급했다. 그러나 이러한 방식은 소매업자에게 불확실성을 가져다준다. 리드타임 때문에 주문을 넣으면 언제 배송이 될 지 모르기 때문이다. 그래서 소매업자는 주문할때마다 불확실성으로 인한 불안을 없애기 위해 항상 안전재고를 포함한 만큼을 발주하게 된다. 불확실성으로 인해 재고가 생기고, 이것이 비효율을 야기하는 것이다.
• 그러나 CRP에서는 소매업자는 주문을 직접 하지 않고 그저 판매정보, 재고정보, 프로모션 등의 마케팅 정보를 캠벨에 공유한다. 그러면 캠벨은 실시간으로 공유되는 정보를 통해 소매업체에 알아서 필요한 때에 맞춰 기준에 맞게 재고를 보충해준다. 이러한 방식은 소매업자의 불확실성을 없애고 그들이 신뢰를 느끼게 한다. 또한 임의의 주문량이 아니라 시스템의 시그널에 따라 보충하기 때문에 불필요한 재고가 사라진다. 이렇게 사라진 재고량은 캠벨이 물리적 비용을 줄일 수 있게 해준다.

이러한 CRP의 도입의 성과로 캠펠의 재고회전율은 4주분(수요에 대한 불확실성, 리드타임 등의 반영)에서 2주분으로 향상되었다. 소매업체가 평균적으로 2주분의 재고만 가지고 있게 된 것이다. 재고회전율은 기업 성과의 지표 중 하나로, 재고회전률이 높을수록 수요에 맞게 최소한의 재고로 운영하고 있음을 의미한다.

소매점의 평균 이윤은 판매액의 2%이고, CRP를 통해 줄인 비용은 판매액의 1%이다. 줄인 비용은 그대로 이윤에 반영되므로 늘어난 이윤은 판매액의 3%와 같다. 이는 이윤이 50%증가했음을 의미한다! (2% → 3%)