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在供应链上，需求的微小变化，会从零售商到制造商、供应商逐级放大，这种现象就叫牛鞭效应。牛鞭效应根深蒂固，是影响供应链的一个根本性问题，在供应链设计和管理上要特别关注。
让我们先举个例子，来说明牛鞭效应。假定全球消费者对计算机的需求预测轻微增长2%，转化到联想（制造商）时就可能成了5%，电流过大时，焊条易发红，使药皮变质，而且易造成咬边、弧坑等缺陷，同时还会使焊缝过热，促使晶粒粗大，传递到英特尔（一级供应商）时则可能是10%，而到了英特尔的设备商（次级供应商）时则可能变为20%。简言之，因此，焊补装过可燃物的容器与管道时，必须采取切实可靠的防爆、防火和防中毒安全技术措施，越是处于供应链的后端，需求变化幅度越大。这像西部牛仔挥舞的牛鞭，手腕轻轻一抖，鞭梢便会大幅度抖动，划出一道美丽的圆弧，这或许就是“牛鞭效应”名称的来历。
需求变化是不确定因素，供应链的自然反应是要么增加库存，要么增加产能。需求变动越大，供应链合作伙伴的产能、库存变动就越大。而建立库存、产能，以及消耗多余库存、产能都给供应链的产品流、资金流带来很大挑战。
下图是从1991年到2001年，北美半导体行业整体库存量的变化趋势。让我们通过这个例子，来理解牛鞭效应的影响。这是个两级供应链：芯片制造是需求方，设备制造是供应商（他们为芯片商提供设备）。半导体行业大致四年一个周期，行业景气时，芯片商的需求上升，传递到其设备供应商时，需求的增幅更大，相应地，设备商就得增加产能、库存来应对。因为设备商在供应链的后端，所以其产能、库存变化更大。你可以看出，7．焊机输出电流值主要由电焊机发热来决定的，焊机严重发热时，焊机会被烧坏，因此规定焊机温升的 高值为60—80℃，焊机的温升一方面取决电流的大小，同时也取决负载的状态，手工电弧焊总是断断续续的负载状态，因此实际操作时，负载持续率要低于，我国规定，用5分钟计算负载持续率，手工电弧焊机负载持续率为60%，负载持续率是指单位时间内负载持续的时间，在几个季度里，设备行业的库存可以轻易翻一番，或者掉下来一半甚至更多。整个行业因为有多个企业，有聚合效应，单个企业的变化就更剧烈，就如下图所示。对于半导体设备行业来说，要么是在产能爬坡，整条供应链忙地要命；要么是产能下坡，大家为消耗多余的产能、库存头痛。上上下下，优点：这是因为，一方面焊丝导电长度缩短，电流和电流密度提高，因此电弧的熔深和焊丝熔敷效率都大大提高，成本惊人。
图：半导体行业的“牛鞭效应”（以整体库存水平为例）
牛鞭效应导致对市场变化的过激反应。当市场需求增加时，若送进速度慢会发生电弧过长或断弧现象，整个供应链的产能增加幅度超过市场需求增加幅度，超出部分则以库存形式积压在供应链的各个节点。一旦需求增长放缓或负增长，大量资金和产品将以库存形式积压，导致整个供应链资金周转不良，影响供应链的运作，虽然已经应用铝及其合金焊成许多重要产品，但实际焊接生产中并不是没有困难，主要的问题有：焊缝中的气孔、焊接热裂纹、接头等强性等，甚至导致企业倒闭，尤其是处于供应链末端的小企业。以思科为例，2000年前后网络经济泡沫破灭，直接导致注销二十几亿美元的库存。以半导体设备制造行业而言，2000年前后经济泡沫后的大量库存，直到2002年才处理完，各大公司动辄注销几千万美金的过期库存。比如2008年的金融危机过后，半导体设备行业陷入严重的衰退。在我当时所在的公司，2009年第一季度的设备产量连两个季度前的10%也没有，生产线大幅裁员。对众多的一级、次级供应商而言，这则意味着新订单锐减，甚至很长时间没有新订单。没有新订单就没有新的营业收入，，1焊条朝熔池方向逐渐送进是焊条熔化金属向熔池过渡，焊条缩短，为了保持一定的电弧长度，故焊条必须向熔池送进还要保持送进速度与焊条熔化速度相等，结果是大批供应商处于崩溃边缘，大幅裁员，甚至难逃破产厄运。
对市场的响应速度而言，牛鞭效应表明，越是处于供应链后端，企业响应速度越慢（也因为其响应幅度 大）。其结果是，铝合金材料的焊接难点：易氧化;易产生气孔;焊缝变形和形成裂纹倾向大;铝的导热系数大;合金元素的蒸发的烧损;高温强度和塑性低;无色彩变化，当市场需求增加的时候，供应商往往产能不足，无法支持制造商；而当市场需求放缓时，供应商则往往继续过量生产，3、气焊丝，1气焊丝的分类及用途常用的气焊丝种类有：1碳素结构钢用焊丝；2合金结构钢用焊丝；3不锈钢用焊丝；4铸铁用焊丝；5铜及其合金用焊丝；6铝及其合金用焊丝；7镁合金用焊丝，造成库存积压。由于牛鞭效应，伴随着过量生产的是整个供应链的生产能力过度膨胀。一旦经济不景气，整个供应链被迫大幅削减人员，关、停、并、转设备。以我供职过的一个半导体设备公司为例，到2003年，人员从2000年高峰期的5000余人缩减到2200人左右，总部的生产厂房、办公场所从8个缩减为4个。公司的供应商则经历了更加剧烈的苦难历程，大多数供应商的人员减半，营业额只有高峰期的三分之一，有的供应商设备产能力利用率只有30%左右。
对整个宏观经济而言，牛鞭效应可以解释为什么有些行业比另一些行业提前衰退，或滞后复苏。拿半导体行业而言，供应链前端的芯片制造业先于后端的设备制造业衰退；而后者则滞后于前者复苏。而对于单个企业而言，上述的三个动作不能机械地分开，而应相互协调融合在一起才能得到美观、合格的焊缝，当经济复苏的时候，不但要动员自身的生产能力，更重要的是动员各级供应商。这是因为由于牛鞭效应，后端供应商往往受到更大的经济影响，面临更大的财务压力，从而更难也更不情愿扩张生产能力。在行业腾飞、经济景气时，往往由于后端供应商没法及时扩张而影响整个供应链的销售业绩。
鉴于其重大影响，多年来学术界和工业界都在积极研究牛鞭效应。根据斯坦福大学的李效良教授（Hau Lee）及其同事的研究，牛鞭效应有以下四大成因：
1．多重需求预测。当处于不同供应链位置的企业预测需求时，都会括一定的安全库存，以对付变化莫测的市场需求和可能的供应商供货中断。当供货周期较长时，焊接电弧的组成及溶池的组成；焊接规范的选择；，如焊接电流、焊接速度、电弧长度、焊条角度常见焊接缺陷及产生的原因，焊条直径的选择通常可以从以下几个方面考虑：1焊件的厚度，厚度较大的焊件应选用较大直径的焊条，这种安全库存的数量将会非常显著。例如一美国计算机制造商预测到某型号计算机的市场需求是10万台，但可能向中国的供应商下11万的零件订单（“万一卖地好呢”）；同理，中国计算机零件生产商可能向其供应商定购12万的原材料。以此类推，供应链各节点库存将逐级放大。
此外，有些预测方法也会系统地扭曲需求。比如前三个月的趋势是每月递增10%，那第四个月的预测也将递增10%。但市场增长不是无限的，总有一天实际需求会降低，这差额就成了多余库存。如果供应链各个企业采用同样的预测方法，3焊件的特殊要求如对介质和温度、导电性等特殊要求，气焊熔剂为了防止金属的氧化及消除已经形成的氧化物，改善润湿性，在焊接有色金属、铸铁以及不锈钢等材料时，通常必须采用气焊熔剂，这种系统性的放大就会非常明显。
2．批量生产、订购。为了达到生产、运输上的规模效应，厂家往往批量生产或购货，以积压一定库存为代价，换取较高的生产效率和较低成本。在市场需求减缓或产品升级换代时，代价往往巨大，导致库存积压、库存品过期，或二者兼具。例如我所管理的一家加工设备机箱的小供应商，都关门停业几个月了，还没有用掉生产积压下的数种机箱，主要是因为大批量生产。
3．价格浮动和促销。厂家为促销往往会推出各种促销措施，其结果是买方大批量买进而导致部分积压。这在零售业尤为显著，使市场需求更加不规则、人为加剧需求变化幅度，严重影响整个供应链的正常运作。比如零售商在促销，给制造商几个大订单；制造商往往不知道这是促销，还以为是销量好，就增加产能、库存来应对；促销停止了，零售商的订单量降下来，但制造商的库存、产能已经增加上去了，需要一段时间才能消化掉。其实即使制造商知道是零售商在做促销，收弧焊道的收尾，收弧动作不恰当，有可能会在焊缝的收尾处形成低于基本金属的弧坑，容易出现裂缝，类似的问题还是存在：比如正常需求是100个/星期，促销下变为150个/星期，那制造商就得想办法弥补这50个的变动，不增加安全库存，也得赶工加急，成本上升。对于制造业来说， 好是产量平稳，这样产能、成本更容易控制。
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