1、1复杂网络在供应链管理中的应用综述摘要：供应链复杂网络是指具有自组织、自相似、吸引子、小世界、无标度这些性质中的部分或全部性质的企业组成的供应链网络。在国际学术界，复杂网络是新兴的研究热门，吸引了许多不同领域的研究者投身其中。本文介绍了用复杂网络理论研究供应链管理的情况、供应链复杂网络基本概念及供应链网络的两种特征，总结了复杂网络在供应链网络宏观及微观两方面的研究，最后对未来的研究工作提出一些展望。 关键词：复杂网络；供应链管理；网络结构 一、引言 经济的发展在信息技术的帮助下使全球市场呈现扁平化的趋势。在这样的趋势下，企业与企业的联系日益紧密起来，为争夺相同市场发生的战争也越发激烈。在这样的
2、情况下，我们就需要一个在发生突发事件时能够快速地根据事件的变化而做出响应的供应链体系。供应链的整合功能使市场中的单个企业不再以个体形式参与市场，而是与其他企业组合成为一个整体进入市场参与竞争，这样企业与企业的组合就是供应链的组合成分，使参与竞争的个体包括了供应链。供应链复杂网络中的节点是供应链中的企业，企业个体与个体之间来往的信息流、资金流等关系就是边，企业节点和关系流的边构成了复杂网络应该具有的基本要点。二、供应链与复杂网络概述 2复杂网络是指由大数量的节点及庞杂节点之间的关系构成的具有复杂拓扑结构特征的网络。复杂网络理论的研究始于 20 世纪 60 年代，当时随机图模型（即 ER 模型）和
3、小世界模型等的发现推动了国内外复杂网络研究的发展浪潮，如今复杂网络已经成为国际学术界一个新兴的研究热点。在市场中起主导作用的龙头企业以核心节点的形式存在于供应链复杂网络中，由此组成了供应链网络的顶端部分。例如，供应商中有着从一级供应商到末端负责材料来源的供应商，这些供应链上的供应商又分别有自己的供应链分支，这样以企业为节点，他们之间的关系连线就形成了一个供应链网络。 （一）供应链网络的小世界特征 小世界网络模型是在 20 世纪 90 年代末被提出的，它具有平均路径长度较小及聚集系数较高的特点。供应链网络具有小世界网络的这两个特点。 1.平均路径长度。在网络中，所有节点之间的距离的平均数就是平均
4、路径长度，而两个节点之间的距离是指两个节点之间最短路径包含的边数。供应链网络中产品的平均响应时间在供应链复杂网络中由平均路径长度表示。随着产品更新换代的节奏及客户愿意忍受的响应时间越来越短，产品从新兴到衰亡的周期不断加快。企业提高自己竞争优势的重中之重就是如何缩短产品从形成客户需求到完成产品交付的响应时间。从供应链复杂网络的特征可以看出，平均路径长度越小供应链的供应性越有保障。 2.聚集系数。它是指如果某个节点与 k 个节点直接相连，那么它们3形成的实际边数与这 k 个实际相连的节点之间可能存在的最大的边数的比，对网络中所有节点的聚集系数求得的平均值就是网络的聚集系数。企业与企业在供应链中互相
5、交汇竞争和相互合作的程度可以由复杂网络中的平均聚集系数来表示。当今信息技术的高速发展使企业与其他企业在有限时间内实现最多次的信息交换，供应链网络的聚类系数因这些科技信息方法的介入而增加。 （二）供应链网络的无标度特征 大量的企业群组成了供应链的主干及分支，这些组成企业群的大部分企业个体只有少量的固定合作企业，即它们都拥有较小的度，而整个企业群中通常都存在占据整个供应链较高地位的核心企业。核心企业在整个市场中具有龙头地位，在供应、生产、分销等方面与较多数量的其他节点企业有着密切联系，这样较少的龙头核心企业和大多数普通企业体现了无标度的特征。 三、供应链复杂网络的宏观研究 （一）对鲁棒性的分析 供
6、应链网络的鲁棒性是指系统吸收不确定性，供应链保持较高的响应性和敏捷性的能力。当供应链网络受到干扰后，代表节点的企业发生生产延迟甚至倒闭等情况，这样这个企业就失去了与网络中其他节点的联系，在网络中体现为去点。 供应链的结构主要指节点与节点之间的连接状况，发生突发情况后供应链网络受到影响，最大连通子图 R 发生变化，这可以反映出供应链结构的稳定性。 4假设网络 G 受到影响，节点 v1，vm（1mn）因为与其他节点的连接中断，网络 G 被拆分成若干个独立的连通子网络Gi，Gt（1tn） ， Ki 为网络 Gi 的节点数，即网络大小，R=maxki，i=1，t，被定义为供应链网络受影响后的最大连通子
7、图大小。供应链结构稳定性与 R 的值成正比。 对鲁棒性进行分析可以衡量供应链网络的响应性、敏捷性和稳定性，从而对供应链网络进行优化，从设计、管理等方面着手使供应链网络在结构上更稳定。 （二）对不确定性扩散问题的分析 有许多不确定性存在于一个供应链网络中，其中不断变化的客户需求、原料工厂发生的意外事故、生产设备的故障及维修、运输过程中的滞后等，这些都会导致供应链网络不能顺利运行。上游企业发生问题会引起不确定性沿着供应链向四周扩散，因为供应链中的节点企业存在着密切的相互联系。这种传播类似于传染病在人群中的传播，SIR 模型和SIS 模型就描述了复杂网络中的传染机制，我们可以利用这个模型来分析不确定
8、性在供应链中的传播。 利用逾渗理论可以得出任意度分布的 SIR 模型中疾病传播的阀值为 Tc= 式中，k 为节点的度， pk 为度数为 k 的节点在网络中出现的概率，Tc 为疾病传播概率阀值。不确定性发生的概率表示为 T，当 TTc 时疾病爆发。在供应链中，对于采用不同产品设计战略、库存战略、提前期战略的节点企业，其供应链存在不同的临界值，当 TTc 时，不确定性就会5传染至供应链的上下游企业甚至导致整条供应链瘫痪。只有以临界值为准，使不确定性不断远离这条标杆，才能有效控制供应链的稳定性。度分布较大的节点受到的影响更大，这样供应链中掌握较高地位的企业受不确定性风险波及的概率较高，受到的影响较大
9、。 四、供应链复杂网络的微观研究 （一）对供应链网络效率的分析 一个企业对另一个企业发出的需求进行响应所需要的平均时间可以通过平均路径长度来表示。网络的效率可以衡量网络节点之间联系的程度。网络的全局效率与最短路径长度成反比，即 E（G）=dij（1） 其中， dij 代表企业 i 与企业 j 关系之间的最短路径。平均最短路径是一个计算网络效率的有效参数。但是，贺磊、王直杰等人认为，在现实市场中一个面临突发情况的企业会先出现暂时的生产滞后，然后会出现订单减少、成本增加的情况，其后企业运营将越来越困难，最终走向衰亡，并不是立刻从市场中消失，即节点成为网络中的去点。对此，供应链的网络效率可以如下定义
10、。 供应链网络的效率为网络中所有点对之间最短路径倒数与效率因子乘积的平均数，即 E（G）= （2） 其中，eij 表示完全连通情况下两个节点企业之间的效率。在突发情况下，入变量效率因子 wij（0wij1）作为企业连通效率参数。wij=1表示企业的经营生产并没有受到突发事件的介入依然有序进行，在突发6情况发生后， wij 将降低，0wij1。这样对于企业在发生意外事件对风险进行控制和抵御时能更真实地刻画出效率变化。 （二）利用复杂网络评价供应链网络中节点的重要性 从 2001 年的 9.11 事件到 2012 年 7.30 印度大面积停电事件，这些不可预测的突发事件不断提醒我们，如何预防攻击及
11、蓄意攻击造成的技术网络瘫痪是一个非常重要的课题。所以，虽然在统计学上意外事故属于小概率事件，但是其影响之严重对企业与供应链管理将造成长久的负面后果，应当引起我们的足够重视。在复杂网络理论研究中，应对节点度较大的节点进行重点监控和保护，因为对这些节点的攻击势必引起大面积的网络失效。对节点在整个供应链中的重要程度进行分析研究，以此来查找出起决定性作用的顶点，要对整条供应链的稳定性进行升级就要对这些顶点所代表的企业重点保护加强防御。 利用式（1） 、式（2）中网络效率的研究可以进行节点重要性的评价，评价方法主要有以下三种。 1.供应链网络中某节点的重要性指数表示在供应链网络的网络效率在发生突发情况后
12、的变化值，即 I（i）=E=E（G）-E（G）i=1，2，N 其中 E（G）表示 wij 变化时的网络平均效率。根据网络效率变化的大小对网络中节点的重要性指数进行排序，在 wij 一定的情况下，具有较高重要性的节点在网络中的特点就体现在具有较大的网络效率变化值。 2.供应链网络中节点的重要性可以用网络效率在去除该节点后的变7化量来表示，即 I（i）=E=E（G）-E（G-i）i=1，2，N 最重要的节点是造成 E（G）减少量最大的节点。 3.供应链网络中某节点的重要性指数用级联效应结束后网络效率与网络正常运转时的网络效率来表示，即 I（i）=1-Ek/E0 i=1，2，N 其中， E0 为网络
13、运行没有遇到问题时的网络效率，Ek 为级联效应结束后网络效率。 五、结论与展望 现在供应链的研究大多数将注意力集中在单个企业或单条供应链上的管理问题上，立足于宏观角度的供应链网络研究则不多。但是，随着中国经济的不断发展，市场逐渐扁平向一体化的趋势发展，开放的市场使企业个体之间的距离拉近的同时也加剧了竞争的激烈程度，不确定性也因发展趋势而放大，供应链个体逐渐相互连接形成更大的网络覆盖市场，其结构也日趋立体和复杂。而且在现实中，供应链之间的重叠关系常常会造成同一事件的交叉影响，导致一个决策可能使多条供应链受到影响。供应链的整体性质可以通过复杂网络理论做出完善的判定和分析。目前，关于不确定性在供应链
14、中传播规模分布和不确定性发生概率、供应链内部成员之间的协调机制、怎样降低供应链节点脆弱性及随机去点与选择性攻击时网络结构发生的变化等问题还有待进一步深入研究。复杂网络理论将有助于我们探索供应链的复杂网络内在机理并以此实现供应链网络的优化。 8参考文献： 1袁裕辉.供应链核心企业社会责任研究以复杂网络理论为视角J.经济与管理，2012 （07）. 2叶笛.基于复杂网络视角的供应链网络研究J.现代管理科学，2011（08）. 3Newman M E J.The structure and function of complex networksJ.SIAM Review，2003（02）. 4胡一
15、竑，朱冰心.复杂网络理论在供应链管理中的应用J.物流科技，2007（09）. 5李彬，季建华，陈娟等.基于复杂网络视角的供应链脆弱性预防和应对策略J.上海管理科学，2012（03）. 6张纪会，徐军芹.适应性供应链的复杂网络模型研究J.中国管理科学，2009（02）. 7刘小峰，陈国华.基于复杂网络的供应链鲁棒性分析J.东南大学学报（自然科学版） ，2007（11）. 8范旭，马军海，修妍.复杂供应链网络中的不确定性分析J.复杂系统与复杂性科学，2006（09）. 9贺磊，王直杰.基于复杂网络的供应链网络效率研究J.计算机仿真，2012（08）. *本文受国家自然科学基金（项目编号：70871082）和上海市一流学科建设项目（项目编号：S1201YLXK）的资助。 （作者单位：上海理工大学管理学院）
