复杂供应链网络演化的基础

复杂供应链网络是基于一定的前提条件，在一定的演化过程和机制下形成的。本节就从供应链网络结构的演化过程和供应链网络的演化机制这两个方面来介绍复杂供应链网络演化的基础。

对于复杂网络在供应链网络中的研究主要可以分为两类：一类是对供应链上具有交易关系的企业间复杂性问题的研究；另一类是将供应链网络视作复杂适应系统的研究。Thomas等［1］首次提出从复杂适应系统角度对供应链网络进行研究，探讨了将供应链网络视作复杂适应系统的必要性。Goetschalckxa等［2］综述了一个全球物流系统设计算法，为多周期生产/销售网络提出了一个有效的分解算法。另外，Santoso等［3］提出了一种随机规划方法来进行大规模的供应链网络设计，包括供应链网络的不确定性设计。Almeder等［4］研究发现了在复杂和抽象的仿真模型相结合后形成的优化模型，其建模和求解存在动态和不确定性的问题。

一、供应链网络结构的演化过程

供应链网络的演化过程可以分为形成、成长、稳定和衰退四个阶段，是供应链网络上节点由少到多、连线不断增加的过程，也是变化、责任担保关系由弱到强的过程。因而可从网络规模和网络结构的变化来概括供应链网络演化的这四个阶段。

1.供应链网络规模的演化

供应链网络规模的变化主要是描述网络中节点和连线的变化，在供应链网络的形成阶段，供应链中的一部分主体出于对相互之间的责任关系的明确，逐步形成了以每个企业为节点，以合作关系为边的供应链网络，此时网络中节点和连线的数目都是较少的、尚未形成规模的。随着网络的不断增长，资源流动的引导使企业在经营活动中占据有利的资源，越来越多的节点加入网络使网络的规模不断扩大；另外，供应链上的企业会在发展的过程中不断寻求更好的合作伙伴，放弃原有的合作关系，这使得网络中不断地出现节点间连线的断裂和重连以及新节点的进入和老节点的退出。当企业间合作次数的增多和保证关系的不断稳固，供应链网络中的节点累积了一定的信誉和资金，其他企业就倾向于和这些口碑良好的企业进行合作，网络中的这些节点倾向于彼此相互连接，构成“富人俱乐部”（Rich-club），称为“富有节点”（Rich-nodes）［5］。但是调查显示也有一些企业在考虑合作企业度值的同时还会考虑这个企业到自己的路径长度，综合考虑两者之后会选择一个比较合适的企业进行合作。随后，供应链网络中的节点及节点间的连线数量相对稳定，网络进入稳定阶段，值得注意的是，此时网络的节点数量和节点间的连线数量仍然是变化的。最后，供应链网络会进入衰退阶段，由于整个行业的衰退、动荡等，网络中的企业开始减少合作或者直接退出这个链条，整个网络中的企业不断减少，在规模上表现为节点的不断减少及节点间连线的不断断裂。演化过程如表3-1所示。

表3-1 供应链网络演化阶段表

续 表

2.供应链网络结构的演化

供应链网络结构主要从节点间保证关系的强弱、联系的程度及是否形成了关键或核心的节点来描述供应链网络的结构演化，这里的联系主要包括两个企业间的合作程度和信息、技术等资源的共享情况。在供应链网络的形成阶段，网络节点间的联系较少、保证关系较弱，网络的规模尚未形成，其关键或核心节点尚不明显。随着网络的不断增长，节点之间不断产生交易合作和共享信息、技术等资源，联系不断增多。同时，企业为寻求合作发展，保证企业利益最大化，会不断更换更合适的合作伙伴，节点间的连线也会不断发生变化，一些“富有节点”因具有较大规模和资源以及较强信誉和保证能力而吸引越来越多的合作伙伴，因此供应链网络中逐渐开始形成关键的、核心的节点。随着节点之间的连线趋于稳定，供应链网络也不断成熟稳定，节点之间充分享受各种资源，网络中形成的关键或核心节点由于其度值较大成为整个网络中的核心部分，它们在整个网络演化中起着关键的、重要的作用。最后，整个网络进入衰退阶段，节点间的合作关系减弱、保证关系也不断减弱，此时网络可能被隔离成几个互不相连的部分，关键的、核心的节点也开始消失。

从表3-1的归纳可以看到供应链网络整个演化过程主要分成形成阶段、成长阶段、稳定阶段和衰退阶段。考虑到模型的复杂性，本文不考虑衰退阶段节点及边的一些变化。(www.xing528.com)

二、供应链网络的演化机制

从供应链网络演化生成的基本前提和供应链网络结构的演化过程的描述中可以得到供应链网络结构的整体演化机制——点权限制的择优选择机制：现实中的真实供应链网络里的节点企业为保持自身的良好发展会尽可能地选择节点度值或者权值较大的企业进行合作，新进入供应链网络的企业也倾向于和综合能力强的企业合作。但是研究表明，由于双方合作具有双向选择性，为了加强合作的概率，一些企业会选择综合能力次强的企业，即企业的综合能力超过了一个设定的值S时，会放弃这个企业而选择综合能力在S之下的企业进行合作。供应链网络是比较典型的加权复杂网络，网络拓扑结构特征中的节点度值和权值可以很好地表示出个体企业即单个节点在整体供应链网络结构中的重要程度。由于供应链网络中节点主体的高自治性会使企业在选择合作企业时存在个体偏好性，该偏好可以包括节点企业自身的综合能力（企业的生产库存能力、学习能力、技术革新能力、对环境的适应能力等），两个企业间的最短距离等。本文采用企业自身的综合能力、企业的偏好性和两个企业间的距离这三个评价指标。

这里将这三个度量指标做如下定义：

（1）节点综合能力——节点强度S。

复杂供应链网络是一个无向的加权复杂网络，节点vi的强度si定义为：

式中，si为vi的节点强度；wij为vi和vj之间的交易关系强度，即其权重值。

节点强度考虑了该节点企业和与之相连的节点企业的权重，是该成员企业在供应链网络中的重要程度的综合体现。

（2）企业的偏好性——偏好因子η。

供应链企业都有自己的偏好性，有些倾向于和节点点强度大的企业相连，有些倾向于和离自己近的企业相连，因此本文设置一个偏好因子η，η∊（0，1）。若η=0，则表示节点完全倾向于和点强度大的企业相连；若η=1，则表示节点完全倾向于和离他近的企业相连；因此，η是一个衡量节点企业偏好性的因子。

（3）企业间的距离——最短路径dij。

第二章第一节已经对两点间最短路径做了定义，从定点i到j的最短距离d（i，j）是连接这两个节点的最短路径上的边数。考虑到运输成本，供应链网络中节点企业在择优连接时不仅要考虑该节点的强度大小，还需要考虑该点到自己的距离，综合衡量两者关系后再做出最终选择决定。