基于复杂网络的供应链网络效率研究
复杂网络理论在供应链管理中的应用
Logistics Transportation Management Study Based on Complex Networks Theory
作者： 胡一竑 朱冰心
作者机构： 复旦大学,上海200433
出版物刊名： 物流科技
页码： 100-103页
主题词： 复杂网络 供应链管理 网络设计
摘要：复杂网络理论是国际学术界的新兴研究热点，它突出强调了系统的拓扑特征，其中许多性质如小世界性质、无标度性质等都得到了广泛的研究，吸引了国际上众多不同领域的研究
学者投身其中。
本文用复杂网络理论研究供应链管理，为供应链管理提出了新的研究思路。
本
文首先回顾复杂网络的基本理论和应用现状，然后分别介绍该理论在交通运输网络和供应链和
物流网络中的应用，指出了目前研究中的关键问题，最后对将来的发展方向作出展望。
多层次供应链网络设计与优化
多层次供应链网络设计与优化随着全球市场的扩大和供应链的复杂性增加，多层次供应链网络设计和优化变得越来越重要。
多层次供应链网络是指由供应商、制造商、分销商以及最终用户组成的复杂网络，每个层次都有不同的职责和目标。
在这篇文章中，我将介绍多层次供应链网络的设计原则和优化方法，以帮助企业提高效率和降低成本。
在设计多层次供应链网络时，首先需要考虑的是网络的整体结构。
一个好的供应链网络应该能够满足企业的战略目标，例如快速响应市场需求、降低库存和运输成本等。
为了实现这些目标，可以采用分散和集中的策略。
分散策略意味着在不同地区建立不同的生产基地和分销中心，以便更好地满足当地市场的需求。
集中策略则意味着将生产和分销集中在一个地区，以实现规模经济和运输成本的节约。
在设计多层次供应链网络时，还需要考虑到供应链各个环节之间的关系和流程。
一个好的供应链网络应该能够实现供应链各个环节之间的紧密协作和信息共享。
为了实现这一点，可以采用信息技术和供应链管理系统来提高供应链的可见性和透明度。
通过共享供应链信息，各个环节可以更好地协调生产和配送活动，以便更好地满足市场需求。
优化多层次供应链网络的一个重要方法是通过合理的库存管理来减少库存成本。
库存是供应链中一个非常重要的环节，它既是满足市场需求的储备，又是资金的占用。
为了减少库存成本，可以采用Just-In-Time（JIT）的原则，即在最合适的时间和数量生产和采购产品，以减少不必要的库存。
此外，还可以使用库存管理模型和优化算法来确定最优的订货和补货策略，以减少库存持有成本和缺货成本。
另一个优化供应链网络的方法是通过合理的运输网络设计来降低运输成本。
运输是供应链中一个非常重要的环节，它既是将产品从生产地运送到销售地的手段，又是满足市场需求的一种方式。
为了降低运输成本，可以采用合理的运输模式和路径选择，以减少运输距离和时间。
此外，还可以采用运输优化模型和算法来确定最优的货物配送路径和批量，以减少运输成本。
基于复杂网络理论的供应链复杂性研究
大 ，就越 具重 要性 ，在整 个 网络 中的作 用也就 越大 ，反 之
亦然。
节点在网络中被看作是相邻的。这样构建一个复杂网络。 通过对点、边 、聚集系数 、介数等参数的分析 ，来模拟供 应链 网络的行为 ，进而达到预测和控制的目的。而复杂网
采 购 与 供 应 链
中国市场 ２ ０ １ ３年第 ３ ４ 期 （ 总第 ７ ４ ９ 期）
基 于 复 杂 网 络 理 论 的 供 应 链 复 杂 性 研 究
一
－
ｔ － － 冠辉 虺７ ； 羊
（ 天津外 国语 大学 国际商学院 ，天津 ３ ０ ０ ２ ０ ４ ）
［ 摘 要 ］供应 链具 有结 构、环境 、行 为 、动 作等 方 面的动 态、开放 、复 杂等 非线 性特 点 ，属 于 开放 的复 杂 巨系统
这种不 确定 性 的一个有 效手 段 。本 文首先 介绍 了复 杂 网络 的一些 特征 和供 应链 的复杂 性体 现 ，然后 把供 应链 网络 模 拟成一 个 复杂 网络 ，从 复杂 网络 的角度 对供应 链 的复杂 性 做 了分析 ，并提 出 了几 点研 究建 议 。
择 ，要 考 虑 节 点 的 出 度 、反 馈 控 制 增 益 、耦 合 强 度 等 参数 。 （ ３ ）相 继 故 障 。在供 应 链 网络 中 ，个 别 节 点 和 边 发 生故 障 ，通过节 点之 间的耦 合作 用可 能会 引起 其他 节点 发
范畴 。同时 ，供 应链 网络 又是一 个典 型的 复杂 网络 ，具备 复杂 网络 的诸 多特征 。本 文 首先分 别介 绍 了供 应链 和复 杂 网络 的一些 特性 ，其 次分 析 了供 应链 的 复杂性 ，最后 应 用复杂 网络理论 对供 应链 网络 复杂性研 究进行 分析 。
基于互联网的供应链管理策略研究
基于互联网的供应链管理策略研究随着互联网的不断发展，供应链管理也在逐渐地借助互联网的优势进行升级和创新。
供应链管理的重要性在现代企业中越来越被认可，因为从供应商到最终客户的整个供应链，都关系到企业的生产效率、质量、成本和满意度。
而基于互联网的供应链管理策略，是一种全新的、更高效的管理方式。
一、背景传统的供应链管理通常是建立在较为封闭的系统中，需要通过大量的人力、物力、财力来保障管理的顺畅进行。
而基于互联网的供应链管理则能够克服这些困难，提升供应链的效率和灵活性。
二、基于互联网的供应链管理架构在传统的供应链管理中，企业往往是一个独立的供应商，通过与其他供应商协作，从而构建供应链。
而在基于互联网的供应链管理中，企业通过开发者平台、云平台等技术手段，将不同供应商的信息整合在一起，形成一个更为开放的、有机的供应链体系。
三、基于互联网的供应链管理优势1. 信息披露度基于互联网的供应链管理，采用的是在线交易物流及实时信息与数据管理系统，能够更好地实现信息流的畅通，从而提高供应链的效率和可靠性。
2. 精准定位使用互联网供应链，可实现精准定位，及时相应，降低企业的物流成本。
在运输和仓储环节，可通过互联网技术，来实现物流管理的安全检查，减少财产损失。
3. 智能化管理基于互联网的供应链管理可实现智能化管理，能够经过分析企业的生产数据、客户行为及市场调查，帮助企业做出更好的经营决策。
对企业而言，这种管理方式有更高的安全性、可靠性、控制质量，在竞争中具备更强的竞争力。
四、基于互联网的供应链管理的前景基于互联网的供应链管理，能够提高供应链的效率和安全性，有助于企业提高产品质量和顾客满意度。
而随着互联网技术的不断发展，基于互联网的供应链管理的前景也非常广阔。
未来的供应链将更加细致化、定制化和智能化，与未来购物方式的智能化消费结构更加契合。
因此，将会成为企业竞争的利器。
在未来的供应链管理中，我们需要不断地创新和拓展，不断地借助互联网的优势，不断地提高企业的运营效率和效益。
基于DOE方法改进供应链效率的实验设计报告
基于DOE方法改进供应链效率的实验设计报告实验名称：基于DOE方法改进供应链效率的实验设计报告摘要：本实验旨在基于设计实验方法（DOE）改进供应链效率。
通过探索不同的供应链参数和变量，我们希望确定最佳的供应链设计，并最大化效率。
为了实现这一目标，我们使用了一种实验方法设计，以评估不同因素对供应链性能的影响。
引言：供应链是由各个环节和组成部分组成的复杂网络。
有效的供应链管理对于组织的成功至关重要。
通过调整供应链中的参数和变量，可以改进供应链的效率，减少成本，并提供更高质量的产品或服务。
本实验将使用设计实验方法（DOE）来优化供应链效率。
方法：1. 定义实验目标和变量：首先，我们定义了实验的目标，即改进供应链的效率。
然后，我们确定了可能影响供应链效率的变量，如供应链网络设计、运输方式、库存管理等。
2. 选择实验设计方法：基于实验目标和变量，我们选择了一种合适的实验设计方法。
在本实验中，我们采用了因素实验设计，通过对供应链变量进行多个不同水平的组合来评估其对供应链效率的影响。
3. 构建实验样本：根据选择的实验设计方法，我们确定了实验所需的样本数量。
我们选择了一组具有不同参数和变量水平的供应链，以便能够全面评估其效率。
4. 进行实验：我们按照实验设计的要求，对每个样本进行实验。
通过观察和记录实验结果，我们可以评估不同参数和变量水平对供应链效率的影响。
5. 数据分析：通过对实验结果进行统计分析，我们可以确定关键变量和参数对供应链效率的重要性。
我们可以使用统计软件（如SPSS）进行数据分析，以获得可靠的结果。
结果：通过实验和数据分析，我们得出了以下结论：1. 供应链网络设计对供应链效率有着重要影响。
较短的供应链和更紧密的合作伙伴关系可以提高效率。
2. 运输方式对供应链效率也有显著影响。
有效的运输方式和路线可以减少运输时间和成本。
3. 库存管理是提高供应链效率的另一个关键因素。
准确的库存预测和及时的补充可以避免库存过剩或不足的问题。
供应链网络优化的数学模型分析
供应链网络优化的数学模型分析随着全球化的发展和市场竞争的加剧，供应链网络优化成为了企业提高效益和降低成本的重要手段。
供应链网络优化的目标是通过最优的资源配置和流程设计，实现供应链的高效运作和协同发展。
数学模型在供应链网络优化中起到了关键作用，能够帮助企业在复杂的供应链网络中做出合理的决策，提高供应链的效率和灵活性。
一、供应链网络的数学建模供应链网络是一个复杂的系统，涉及到多个环节和参与方。
为了对供应链网络进行优化，需要将其抽象为数学模型，并对模型进行分析和求解。
供应链网络的数学建模主要包括以下几个方面：1. 节点和边的建模：供应链网络可以看作是一个有向图，其中节点表示供应链的各个环节，边表示物流和信息流的流动。
通过对节点和边的建模，可以清晰地描述供应链网络的结构和关系。
2. 资源和需求的建模：供应链网络中的资源包括原材料、设备和人力资源等，需求包括市场需求和内部需求。
通过对资源和需求的建模，可以对供应链网络中的资源分配和需求满足进行量化和优化。
3. 运输和库存的建模：供应链网络中的运输和库存是影响供应链效率和成本的重要因素。
通过对运输和库存的建模，可以确定最优的运输路径和库存策略，实现供应链的快速响应和成本控制。
4. 成本和效益的建模：供应链网络优化的目标是降低成本和提高效益。
通过对成本和效益的建模，可以量化供应链网络的运作成本和效益，为决策提供依据。
二、供应链网络优化的数学方法供应链网络优化的数学方法主要包括线性规划、整数规划、动态规划和模拟等。
这些方法可以根据具体问题的特点选择合适的模型和算法，对供应链网络进行优化。
1. 线性规划：线性规划是一种常用的优化方法，适用于供应链网络中的资源分配和生产计划等问题。
通过建立线性规划模型，可以确定最优的资源配置方案，实现供应链网络的高效运作。
2. 整数规划：整数规划是一种在线性规划基础上增加整数限制的优化方法，适用于供应链网络中的库存和运输等问题。
通过建立整数规划模型，可以确定最优的库存水平和运输路径，提高供应链网络的响应速度和成本效益。
供应链管理系统的复杂性分析
供应链管理系统的复杂性分析一、供应链系统的复杂性1．供应链系统本身是络结构。
供应链系统本身作为一个复杂的网链结构，由众多的成员企业组成，每个成员企业可看作是一个实体，这些实体彼此之间相互作用，同时受到其他供应链实体和市场大环境的影响。
在全球一体化快速发展的今天,供应链已不仅仅局限的在一个地区一个国家，许多大企业已经建立了跨国的全球供应链。
我们可以利用分形图形的方法构造的一个以制造商为核心企业的供应链网络，其上游是各级供应商构成的供应体系，下游是分销商和零售商构成的销售体系。
分形理论的基本特征是无限自相似性，也就是说整体和局部具有某种自相似性，对于采取统一运作模式的跨国供应链或者连锁店模式都可以看作是分形理论的延伸。
对于跨国供应链来说，分形网络的每一个分支都可视作跨国供应链网络在各个国家或地区的延伸，并与供应链总体采用相似的运作模式。
复杂网络是由顶点和边组成的，这里顶点代表各个成员企业，边代表各个企业彼此之间的各种流。
供应链网络的形成是络本身的特点决定的，具有复杂网络的一般特征。
由于网络成员自聚集联合作用的功能大于每个企业单独作用之和，所以企1/ 9业要想在竞争中获取竞争优势，必须联合起来形成供应链以应对多变的市场环境。
节点企业之间通过物流、信息流、资金流建立动态的连接，并且伴随信息技术（IT）的快速增长，为了应对客户多样化个性化的需求，供应链成员必须加强彼此之间的相互作用实现信息的充分交流与共享。
供应链具有动态演进性，各节点企业相互作用，涌现出供应链整体的动态演化行为模式，这种模式促进供应链的重组与更替。
供应链与供应链之间也存在着相互影响，各个供应链相互连接起来以复杂耦合的方式进行互动并影响各自的行为模式。
2．供应链网络的小世界性和无尺度性。
供应链网络具有小世界网络的特点，即小世界性和聚集性。
Watts和Strogatz在1998年提出了小世界网络模型，小世界网络具有较小的平均路径长度以及较高的聚集系数。
复杂网络理论在物流网络研究中的应用
近年来，复杂网络理论研究成功吸引众多科研人员的目 光，成为网络研究的热点话题，相关研究如火如荼，各种关 于研究成果的报道层出不穷。复杂网络研究始于厄多斯和瑞 尼提出的随机图模型。随机图模型的提出标志着复杂网络理 论研究的诞生 [2]，为日后的研究奠定了基础。科学前进的历程， 是不断推翻以往真理的过程。
不能解释的现实问题，但无法合理解释实际网络中普遍存在 的一些奇异现象。科学家从未停止探索的脚步，无标度模型 于 1999 年诞生。
小世界网络模型和无标度模型的诞生，丰富了复杂网络 理论研究的方法，加快了复杂网络理论研究的历史进程 [3]。 此后，关于复杂网络理论的研究继续深入，各种复杂网络模 型被相继提出，一时间，复杂网络理论研究呈现百家争鸣的 繁荣景象。
把复杂网络理论应用于物流供应链，核心企业、顾客和 供应商分别作为复杂网络中的一个个节点，供应链中存在的 各种“流”视作复杂网络的边，用边串联节点，形成一个建 立在复杂网络理论基础上的物流供应链网络。如此，可以利 用复杂网络理论知识，通过分析供应链上各个节点的脆弱性， 大概得出整个供应链网络的可靠性，针对性提出降低节点脆 弱性、提高供应链网络可靠性的措施，并根据实际情况制定 供应链应急管理方案。通过分析各个节点在整个供应链中所 占的地位，发现供应链中各个环节的痛点，同时，有的放矢 解决痛点问题，提升物流供应链服务水平。
关键词：复杂网络理论；物流网络研究；供应链管理 中图分类号：F252 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2019）15-157-03
Application of Complex Network Theory in Logistics Network Research
Shao Shuxiang
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3
网络效率计算与分析
由上文可知， 平均最短路径是一个计算网络效率的有效
参数， 但是， 实际上节点企业在面对突发情况时， 一般很难出 “去边” 现立即倒闭， 从而产生 “去点” 或 的情况。对此， 定义 供应链的网络效率如下： 定义 1 ： 供应链网络的效率定义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： E（ G） =
收稿日期： 2011 － 09 － 21 修回日期： 2011 － 11 － 07
。
以上这些研究展示了复杂网络在研究供应链效率和节 点识别方面的宽广应用前景 。 但是这些研究偏重于复杂网 角度比较窄， 对供应链本身的研究和思考较少 。 在 络理论， 突发情况下， 供应链上的企业一般不会立刻倒闭， 出现“去
第 29 卷
第8 期
计
算
机
仿
真
2012 年 8 月
文章编号： 1006 － 9348 （ 2012 ） 08 － 0183 － 04
基于复杂网络的供应链网络效率研究
贺 磊， 王直杰
（ 东华大学信息科学与技术学院， 上海 201620 ） 摘要： 研究复杂供应链网络的效率和重要节点识别问题 。由于现代供应链网络的复杂性， 以节点度分布作为衡量供应链枢 “去边 ” “去点 ” 并不符合供应链运行的实际情况 。传统的网络效率计算方法只是简单地进行 和 计算。 为了解决上 纽节点， 述问题， 首先建立了一个典型供应链模型， 然后提出了在突发情况下新的对于供应链网络效率计算方法。仿真结果表明， 方 并能识别供应链网络中最具影响力的节点， 从而能够针对性地对供应链网络进行防护， 法可以有效衡量供应链的网络效率， 提高运行效率。 关键词： 供应链； 复杂网络； 网络效率； 重要节点识别 中图分类号： N94 ： F253 文献标识码： B
1 ） 从任意一条单边路径开始 。所有两点之间的距离是 边的权， 或者无穷大， 如果两点之间没有边相连 。 2 ） 对于每一对顶点 i 和 j， 看看是否存在一个顶点 k 使 得从到 i 再到 j 比己知的路径更短。如果是更新它。 3 ） 如此循环， 得到关于该矩阵的距离矩阵 。 在网络节点因受到干扰导致效率下降时， 所有与该节点 相关的企业均会收到影响， 表现为节点之间的最短路径增 增大幅度定 义 为 当 前 效 率 的 倒 数 。 如 节 点 效 率 为 0. 5 大， 时， 节点之间路径变为原来的 2 倍。 2． 3 网络重要节点的定义 目前， 网络重要节点的定义主要是以节点度作为统计特 征， 根据节点度的大小分布情况来分辨网络中的节点的重 要性
w ij = 0. 5 网络效率变化表 节点度 1 3 1 2 2 2 6 7 6 1 2 3 2 网络效率 0． 5163 0． 5011 0． 5163 0． 5080 0． 5080 0． 5171 0． 5021 0． 4947 0． 4968 0． 5187 0． 5059 0． 5080 0． 5096
行列值与 1 / w ij 相乘， 得到变化后的最小距离矩阵 。 5 ） 根据式（ 3 ） 计算方法计算网络效率， 根据式（ 2 ） 计算 网络节点的点度分布等 。 6 ） 算法结束 根据上述算法模型， 计算图 1 中的供应链网络， 得到 w ij = 1 即正常状态下供应链的平均网络效率 E （ G ） = 0. 5502 。 随着 w ij 的变化， 与该企业有贸易往来的相关企业均会收到一 导致整个网络的效率会出现非线性的变化 。 定程度的影响， 在 MATLAB 7. 0 环境下， 本文依据定义 1 对图 2 所建的网络 模型进行计算， 得到了影响因子 w ij = 0 和 w ij = 0. 5 条件下整 具体计算结果见表 1 、 表 2。 个供应链的网络效率变化情况，
供应商、 制造商、 分销商和顾客，结构非常复杂，每一个环节 都存在潜在的风险，任何一环发生问题，都会对整条链造成 严重的冲击和影响， 给相关企业造成直接和间接的重大经济 损失
［1 ］
在其中动态流动的过程， 用一阶微分方程模拟然后用最优控 制方法实现供应链效率的最优化目标 。 Latota． V． 研究了供 应链在突发情况下如何改善网络最短路径的问题， 从而保证 网络的最大程度连通。国内在这方面的研究者较少， 朱冰心 认为借助复杂网络理论可以研究供应链网络的动态形成变 化过程， 并可通过计算供应链平均路径衡量节点重要性 问题
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节点名 供应商 6 生产商 1 生产商 2 生产商 3 分销商 1 分销商 2 分销商 3 分销商 4
节点度 1 6 7 6 1 2 3 2
网络效率 0． 4840 0． 4519 0． 4391 0． 4434 0． 4872 0． 4615 0． 4658 0． 4690
表2 节点名 供应商 1 供应商 2 供应商 3 供应商 4 供应商 5 供应商 6 生产商 1 生产商 2 生产商 3 分销商 1 分销商 2 图2 网络效率算法的流程图 分销商 3 分销商 4
7 个节点， 则该模型总共包括 13 个有效节点。 网络效率的定义 对于复杂供应链来说， 网络的平均路径长度表示产品的 交付时间。网络效率指标被用来衡量网络中点与点之间的 信息沟通程度
［11 ］
。它被认为和最短路径长度成反比： E（ G） = 1 N（ N － 1 ）
∑d
i≠ j
ij
（ 1）
d ij 代表点 i 和点 j 之间的最短路。 其中， 目前用来计算网络最短路径的方法主要是 Floyd 算法， 本文将这种算法融入到寻找矩阵中最短路径的算法当中 。 其计算流程如下：
Supply Chain Network Efficiency Research Based on Complex Network
HE Lei，WANG Zhi － jie
（ College of Information Science and Technology，Donghua University，Shanghai 201620 ，China） ABSTRACT： The network efficiency and key node identification of complex supply chain were studied． The traditional network efficiency calculation method was simply based on “edge deletion”or “node deletion” ． Because of the complexity of the modern supply chain network，the method distinguishing the key node of supply chain based on the degree distribution，was not consistent with the actual operation of the supply chain． To solve the above problem， first ，a typical model was established． Then a new network efficiency calculation method was put forward to calculate the supply chain model． Simulation result shows that this method can be used to measure the network efficiency and identify the most influential node． Thereby，it is helpful in protecting the supply chain network． KEYWORDS： Supply chain； Complex network； Network efficiency； Key node identification 杂网络的相关理论
表1 节点名 供应商 1 供应商 2 供应商 3 供应商 4 供应商 5 w ij = 0 网络效率变化表 节点度 1 3 1 2 2 网络效率 0． 4824 0． 4411 0． 4824 0． 4658 0． 4658
图1 供应链网络图
i≠ j∈ G
∑e w
ij
ij
N（ N － 1 ）
=
1 N（ N － 1 ）
i≠ j∈ G
∑
w ij d ij
（ 3）
e ij 表示完全连通情况下两个节点企业之间的效率 。 在 式中， 0 ≤w ij ≤1 ， 突发情况下， 加入变量（ 效率因子） w ij ， 作为企业连 通效率参数。w ij = 1 表示相关节点企业正常运营， 在遭遇突 w ij 将降低， 取 0 ≤ w ij ≤1 。 这样可以比较真实得模 发情况下， 拟出企业在面对不同风险时， 供应链网络出现效率变化的 情况。 为了计算网络 G 的效率， 必须计算出任意节点 i 与节点 j 间的最短距离 d ij 。具体的计算步骤如图 2 所示。 1 ） 选择典型的供应链结构， 即如图 2 所示的网状结构 模型。 2 ） 根据节点 i、 j 的连通情况， 建立邻接矩阵 A ij ， 邻接矩 阵中的元素 a ij 表示节点间的连通情况， 节点自身与自身不能 a ii = 0 。 连接， 3 ） 得到供应链网络的距离矩阵 D（ d ij ） 。 如果 a ij = 0 ， 则 a ij = Inf。 表示两者之间无连接， 距离无限大， 4 ） 通过 Floyd 算法对距离矩阵进行运算， 得到节点与节 w ij 变化时， 点之间路径长度最小的距离矩阵 L（ l ij ） ， 矩阵相关
［2 ， 8 ］
2
2． 1
典型供应链网络
供应链网络结构 在实际生产中， 行业内的企业之间分工明确， 贸易频繁，
特别是作为核心的生产企业存在众多的合作关系， 这就导致 供应链上的节点的边越来越多 。 为了能比较好的模拟出一 个供应链网络， 根据经典供应链的结构， 现考虑如下典型的 供应链网络