供应链系统的复杂性研究

供应链系统的复杂性研究作者：沈小平来源：《物流科技》2010年第09期摘要:在阐述复杂性和复杂系统表征的基础上,分析了供应链系统复杂性的特征。

着重从供应链组成要素和结构以及各组成部分的相互关联和作用等方面,讨论了供应链系统网络形态的复杂性、构成元素的巨量性、组合结构的动态性、相互作用的非线性、供需协同的复杂性以及管理控制的不确定性。

关键词:供应链;复杂系统;复杂性;不确定性;非线性中图分类号:F273.7文献标识码:AAbstract: On the basis of analysis of the complexity and characterization of complex system, the paper analyses the complexity of supply chain system. It discusses the dynamics of composition structure, the nonlinear of interaction, the complex of cooperation and the uncertainty of management in supply chain system.Key words: supply chain; complex system; complexity; uncertainty; nonlinear供应链发展到今天,已从协调企业内部资源的企业内部供应链演进形成了整合从供应商到最终顾客的集成化供应链。

供应链之间多角竞争不断升级,已演变成为包括质量、成本、服务、柔性和时间的全方位激烈竞争。

与此同时,企业之间的协作更趋广泛和紧密,从常规的供需关系发展成为全方位紧密协作的伙伴关系。

因而,管理必须在协作与竞争中寻求统一、在多样性与不确定性的环境中主动适应,使得供应链管理系统的复杂性急剧增加[1]。

随着科学技术的迅猛发展以及技术创新与知识创新程的复杂化,人们对复杂系统研究日益关注和重视。

20世90年代以来,人们在处理社会、经济管理复杂系统问题时,面临着不确定性、多维化、多目标和多重因素的非线性相互作用等特征的出现,在方法论上遇到了困惑。

著名科学家钱学森及其合作者提出了解决开放复杂巨系统问题的“从定性定量综合集成方法论”[2]和“综合集成研讨(HWMSE)”体系[3]。

随后,国内外众多专家学者从同角度对综合集成方法及其应用进行了大量和广泛的研究,本文着重对供应链系统的复杂性进行探讨。

1复杂性与复杂系统1.1复杂性的定义关于复杂性是什么,许多学者从不同的角度做出了不同的解释。

比较典型的关于复杂性的定义有:(1)复杂性是系统不同状态的量度;(2)复杂性是不同的单元、模式以及元素的相互作用,因此非常难以被完全理解;(3)复杂性是系统缺乏连续性;(4)复杂性是指难以明白的任何事情[4]。

本文认为,复杂性是指系统所处状态的不确定性、难以预测以及相互作用关系的非线性。

人们针对不同领域中的问题,从不同的角度,用不同的方法研究复杂性,出现了各种研究复杂性的学派[5-7]。

在美国从事复杂性研究的机构中有代表性的圣菲研究所(Santa Fe Institute, SFI)汇集了不同领域的科学家,他们通过对不同学科之间的深入探讨,试图找出各种不同的系统之间的一些共性,并称之为“复杂性”。

其早期的主要学术观点可以概括为:复杂系统是由大量相互作用的单元构成的系统。

复杂性的研究内容则是研究复杂系统如何在一定的规则下产生有组织的行为以及系统的进化所突现出来的行为[8]。

近年来,SFI的一些科学家如Holland, Arthur, Kauffman等,拓宽了复杂系统的研究内容,逐步转移到对经济作为复杂自适应系统、混沌边缘、人工生命和系统进化的研究。

美国乔治·梅森大学J.Warfield教授针对组织管理的复杂性进行了长期的研究,提出了用交互式管理(Interactive Management, IM)的方法来解决组织管理中的复杂性问题[6]。

J.Warfield教授将美国关于复杂性的研究归纳为5个学派交叉学派、系统动力学派、混沌理论、自适应系统理论及基于结构的学派。

复杂性科学吸引了不同领域的研究人员,尽管人们对于复杂性的理解并不一致,但是对有些问题已形成了共识:研究复杂性离不开系统。

1.2复杂系统的涵义一般而言,复杂系统具有众多状态变量、高阶次,反馈结构复杂、多回路,输入与输出呈现非线性特征。

复杂系统构成的种类和层次多,每个子系统均有其相对独立的结构、功能与行为,各有其定性模型,构成不均匀的层次网络结构体系,涌现独特的整体行为与特征。

知识的内涵丰富而复杂,涉及学科广泛,应用技术多样,参变量繁杂。

系统在不断接受知识的注入,系统中子系统间可以有各种方式的通讯,各子系统中的知识表达不同并能以各种不同的方式获取知识。

具有复杂行为,系统的部件之间有着很强的耦合作用,具有难以线性化的非线性性质。

开放的复杂巨系统理论认为:若系统的子系统数量非常庞大则为巨系统,在巨系统中,如果子系统的种类繁多并有层次结构,它们之间关联关系很复杂,就是复杂巨系统。

又由于这些系统和环境有物质、能量和信息的交换,所以称为开放的复杂巨系统[9]。

2供应链系统的复杂性供应链的概念起初在《工业动力学》(Furrester, 1961)中出现时所表明的是在工业生产中,原材料等物流在工业动态过程中实际上是一个链式构造。

最初基本的观点认为:供应链是制造企业从原材料到半成品到成品的供需链接的内部物流过程。

随后许多学者对供应链的概念给出了不同的理解和定义,对供应链所赋予的内涵在不断地进行演变和发展。

供应链系统是由许多目标相互关联和相互冲突的成员和组织构成的复杂网络系统,是一个整体目标一致的协作系统,也是一个多目标冲突的复杂系统,供应链系统每个节点企业从自身利益出发所进行的局部寻优决策行为都会引起系统节点企业之间的目标冲突,使整个系统出现复杂的行为。

2.1系统的复杂性表征复杂性是开放复杂巨系统的动力学特征,系统的复杂性是指系统所处状态的不确定性、难以预测以及相互作用关系的非线性。

系统的复杂性可以从以下几个方面进行表征:(1)子系统的种类繁多及关联复杂性。

如果构成系统的子系统种类繁多及关联复杂,那么,该系统就具备了形成复杂系统的结构基础。

(2)系统行为的自主性与自适应。

由于系统不断同环境交换信息、物质和能量,而且环境又是不断变化的,不存在稳定的系统状态,只能是宏观上的相对稳定,从整体上来看,复杂系统具有适应环境的能力,具有动态自适应性。

在发展与演进过程中能够不断学习并对其层次结构与功能结构进行重组及完善,以适应自身发展、演进的需要。

(3)宏观有序、微观无序。

复杂系统的运动表现为宏观有序、微观无序。

前者是指系统整体结构、功能及其演进、协同与控制表现出有序行为,是支撑系统物理结构和逻辑结构的基础,后者是指特定子系统与市场行为在特定时间表现出无序行为,是适应环境变化和市场需求的需要。

(4)求解非唯一性。

由于系统的复杂性和人们认识水平的有限性,靠目前掌握的理论和方法对系统求解,只能得到趋优解的集合,只能选择满意解,难以得到唯一最优解。

如果盲目追求唯一最优解,必然是自觉或不自觉地舍掉一些重要因素,结果也是局部最优解,而不是系统全局最优解。

2.2供应链系统的复杂性2.2.1网络形态的复杂性一般来讲,供应链系统组成的节点企业数量多,供应链呈现复杂的网状结构,结构组合变化多,网络形态复杂。

网状结构的类型包括链状、树状、双向树状和星状等结构[10]。

供应链网络包含的子系统的层次性、相互关联及其关系的复杂以及与环境之间不断进行大量的信息、物质和能量的交换。

这个网络是由不同的组织成员构成,成员之间存在着不同的甚至相互冲突的目标。

供应商一般希望制造商进行稳定数量的大量采购,而交货期可以灵活变动。

与供应商愿望相反,尽管大多数制造商愿意实施长期生产运转,但他们必须对顾客的需求和需求变化做出灵活的反应,因此,供应商的目标与制造商追求柔性的目标直接发生冲突。

现实中,制造商一般是在缺乏准确的顾客需求信息的条件下做出生产决策的,因此,制造商在使供应与需求相匹配方面的能力很大程度上依赖于随需求信息而变动供应量的能力。

同样,制造商进行大批量生产的目标与仓库和配送中心降低库存的目标相冲突。

仓库和配送中心降低库存水平通常意味着运输成本的增加。

2.2.2构成元素的巨量性供应链是由许多层次、许多种类的子系统构成。

在供应链的分层结构中,每一层次的子系统中都包含着十几到几十种组成单元,从节点企业到各企业内部职能部门以及各种作业单元及其作业系统,数量繁多,反映了供应链系统构成元素的巨量性。

从一般的供应链模型来看,供应链是由供应商、制造商、分销商和零售商众多的节点企业构成的系统。

这些节点企业存在的方式是相对独立的企业系统,分别构成供应链系统不同种类的子系统,即供应系统、制造系统、分销系统以及零售系统。

在每个子系统中,又有许多承担不同职能的部门,这些职能部门又构成了低一层次的子系统。

继续往下分析,还有许多作业单元构成的子系统,供应链的子系统包含的层次繁多。

例如,在制造商子系统中又包含着采购子系统、生产子系统、销售子系统和逆向回收子系统。

在生产系统中,生产过程工艺参数众多,少则几十项,多则上百项。

工艺流程中的工艺参数包括:原燃料参数、设备参数、操作参数、过程状态参数、目标函数变量。

其中,目标函数也常是质量、产量、消耗、安全、环境等多目标要求。

它们之间的复杂关联包含着时间、数量、逻辑与控制诸方面的关系。

这些子系统的形成是以分工为前提,因此,它们之间存在着边界,然而,它们又是以协作为基础,它们之间的边界又是模糊的。

在各子系统的层次区分也是相对的和模糊的,从职能划分,既有层次性又有交叉性,从流程划分,子系统的层次关系在发生动态的变化,既有层次的分裂又有层次的融合。

2.2.3组合结构的动态性供应链是一个动态系统,从顾客需求到销售渠道、制造能力直至上游的供应商的能力及其供应水平都是时间的因变量,导致供应链管理成本成为时间的因变量。

随时间而变化的供给、需求和成本等参数使确定最有效的供应链管理战略变得动态复杂。

系统的组合与结构是为了适应产品的需求特性和市场环境的变化以及竞争态势的要求而形成,是一个动态重构的过程。

当市场环境发生变化、竞争态势发生变化或者产品生命周期的更替时,供应链的组合与结构都要做出相应的调整。

一方面是企业成员组合的动态变化,新的成员加入,老的成员退出,是一个新陈代谢、优胜劣汰的过程;另一方面,组合结构的动态变化,以适应新功能的要求。

地域分布广泛,环境各不相同。

市场的全球化,供应链将全球市场联在了一起,企业联盟不受地域限制,供应链组合已超越本地、本国成为全球的供应链,其成员生长在不同的土壤、处在不同的环境之中,成长背景、政治经济环境、组织文化差异都很大。