基于Ａｇｅｎｔ對供應鏈風險管理的研究

摘要：基于Agent及其相關理論和技術的基礎上，試圖將Agent的核心概念運用到供應鏈風險管理的機制中。從供應鏈風險的界定出發，通過對Agent及其理論和有關核心技術的分析，探討其在供應鏈風險管理的應用，基于Agent提出有效地管理供應鏈風險的框架模式。

關鍵詞：供應鏈，Agent，供應鏈風險管理

中圖分類號：F270．7 文獻標識碼：A

Agent-based Research on Supply Chain Risk Management

DENG Ning1，LIU Jia-shun1，LUO Rong-shun2

(1.Xinhua School of Banking and Insurance， Zhongnan University of Economics and Law School of

Management Sciences，Wuhan 430073，China;2.School of Management Wuhan University of

Technology Dengning Liujiashun Luoronggui，Wuhan 430070，China)]

Abstract:

This paper applies the concept of Agent to supply chain risk management based on Agent theory and technology. With the definition of supply chain risk management， it discusses Agent theory and core technology，used in supply chain management.It works outthe model of agent-based supply chain risk management.

Key words:supply chain; Agent; supply chain risk management

一、引言

自20世紀90年代末，尤其是“九一一”事件后，供應鏈的風險管理問題引起了人們日益嚴重的關注。一些跨國公司如Nokia與Ericsson開展了供應風險研究，Cisco Systems 開展了供需管理風險研究，IBM進行了價值鏈風險研究，Micron Technologies進行了供應鏈中的價格風險研究，Ford進行了供應鏈中的質量和聲譽風險研究等^[1]。同時在國內外的學術界也開始關注供應鏈風險管理問題。Wharton商學院Risk Management and Decision Process Center的Paul R Kleindorfer 教授^[2]指出：供應鏈中最基本的兩種風險是供給與需求不匹配風險和供貨中斷風險，對于第一種風險，可以引入期權思想和契約理論進行管理，同時信息技術高速發展帶來的B2B電子商務模式也為較好地管理供應與需求的匹配風險提供了可能；對于第二種風險，可以實施所謂的“運營風險管理”，即對供應鏈的各個環節逐個進行認真分析，對可能的潛在風險進行識別，并在它們變成災難之前采取措施。麻省理工學院的運輸與物流研究中心開展了一個名為“Supply Chain Response to Global Terrorism”的課題研究，同時引入期權的思想來管理供應鏈的中斷風險，并認為選擇兩個及以上的供應商實質上就是一種期權^[3]。哈佛商學院的David Stauffer教授^[4]在《Risk: The Weak Link in Your Supply Chain》一文中指出：事實上，供應鏈中很多關鍵的風險因素正是由于一些公司不遺余力地提高生產率、消除浪費、避免重復和降低成本而產生的，他建議企業的管理者首先要從戰略的角度來管理風險，其次要加強協作、做好成本與風險之間的權衡，而且不能忽略那些無法量化的風險。此外，還有一些學者如Applequist、Pekny和Reklaitis^[5]以及JohnsonPyke^[6]分別從項目規劃與財務的角度對供應鏈風險管理進行了研究。

而在國內的研究中，張炳軒等^[7]對供應鏈的風險因素進行了細分，認為降低供應鏈風險應從合作伙伴選擇、供應鏈合作契約設計、合作協調機制三個方面入手；韓東東等^[8]把供應鏈風險的表現形式分為由短缺造成的連鎖反應和需假需求引起的連鎖反應，并提出信息共享、建立核心供應鏈、保持供應鏈“彈性”等供應鏈風險防范措施；張喜征^[9]認為“供應鏈危機”的表現形式有信號膨脹、對短缺過度、不平衡訂單等，供應鏈機制對參與者存在技術風險、競爭風險、法規風險、組織風險等；陳榮秋、馬士華等^[10]對供應鏈企業間的信任危機進行了分析。馬新安等^[11]從風險角度對供應鏈企業合作關系進行了審視。付玉等^[12]把人工智能中的案例推理技術引入供應鏈風險估計，較好地解決了案例的描述與存儲組織、匹配案例的檢索以及檢索結果的調整等關鍵問題，設計了實用化的偶發風險估計原形系統。寧鐘等^[13]研究了期權在供應鏈風險管理中的應用。

總之，供應鏈風險管理目前已成為一些研究機構和跨國企業的熱門話題，關于供應鏈風險的研究文獻正迅速增加。但是在大多數的文獻都是從管理的角度對此問題進行了闡述，并且都是基于原有傳統的單一企業風險管理角度出發來研究供應鏈風險，從而具有一定的局限性。

目前隨著人工智能以及Agent技術的發展， 利用具有一定自主推理、自主決策能力的Agent以及由其組成的多Agent系統(MAS) 來模擬、優化、實施、控制企業供應鏈的運行， 已成為研究和實施供應鏈的重要方法之一。Swaminathant^[14]等從仿真的角度出發，用多Agent的方法來對供應鏈實施建模。Nissen^[13]采用通用商業模型，用Agent來刻畫了Buy-Seller之間的過程，建立了概念證明性的聯邦系統。但是在我們查閱的大量相關文獻中，尚未有研究機構基于Agent相關理論及技術對供應鏈風險管理進行深入的研究。

筆者試圖從供應鏈的整體角度出發來認識其風險的源頭并對其進行界定，同時在基于Agent的相關理論和技術的基礎上來研究對其風險的管理，并提出相應的風險控制理論框架。如下：首先通過單一企業的風險與供應鏈風險的異同來界定供應鏈的風險；其次通過對Agent及其理論和有關核心技術的分析，探討其在供應鏈風險管理的應用；最后基于Agent提出有效管理供應鏈風險的框架模式。

二、對供應鏈風險的認知

（一）供應鏈風險與單一企業風險的異同

供應鏈風險與企業風險存在的區別之一就是風險來源的不同。企業風險主要來自于企業內外部環境的不確定性、生產經營活動的復雜性和企業能力的有限性，從而導致企業的實際收益達不到預期收益，甚至導致企業生產經營活動失敗的可能性。而供應鏈由于物資經由供應鏈流經眾多的、分散企業到達用戶，產生商流、物流、信息流，涉及到運輸，儲存，裝卸，搬運，包裝，流通加工，配送，信息處理等諸多過程，其中任何環節出現問題都會造成供應鏈的風險，影響其正常運作。可見，供應鏈風險來自于多個企業風險的累積。同時，供應鏈中各成員企業作為獨立的市場主體有各自不同的利益取向，相互之間因為信息不完全、不對稱，又缺乏有效監督機制，因此為了爭奪系統資源，追求自身利益最大化而展開激烈的博弈。而在部分信息公開，資源共享的基礎上，企業之間又存在一定程度的合作。所以供應鏈風險主要來自合作風險，企業風險主要來自企業自身的經營活動。

差異之二就是在風險管理的方式上，單一企業與供應鏈風險管理有所不同。單一企業的避險途徑一般有著四種方式^[16]，（１）風險轉移：利用投保支付保費的方式將風險轉嫁給保險公司；也可以通過部分非核心業務外包的方式轉移至其他企業。（２）風險自留：利用一些企業內部資源為損失進行計劃，自己承擔部分或全部損失。（３）損失融資：利用金融衍生工具對風險進行對沖，如對沖由于利率、價格、匯率變化帶來的損失。（４）風險控制：通過加強企業內部管理來規避、降低經營風險。但是對于供應鏈而言，由于主體眾多，風險的規避一般不同于單一企業風險的規避，一般需從三個層次來進行。首先在戰略層次，即在設計、構建供應鏈時應充分考慮到風險性，根據其結構、環境等特點分析風險因素，區分風險類別，盡早識別風險，制定風險管理目標，合理選擇風險工具。其次在戰術層次，優化合作伙伴選擇，加強伙伴間的溝通和理解，建立企業成員間的信任機制，增加供應鏈透明度，加大信息共享程度。在執行層次，加快信息流通速度，整合供應鏈流程，提高供應鏈效率的同時保持供應鏈的柔性。

（二）供應鏈風險的界定

風險意味著對結果的不確定性。供應鏈風險也就是在于多個企業主體之間進行資源整合過程中，由于潛在利益的沖突與信息不對稱等因素的存在，使得供應鏈整體在未來時間里運行的效率、效益具有極大的不確定性。尤其是由于供應鏈由多個主體構成的一種分布式狀態，使得其鏈上任一主體的風險具有“牽一發而動全身”的影響。所以對供應鏈風險管理不同于單一企業風險管理。

供應鏈風險的分類，依據風險的內在性與外在性分為：（1）環境風險。包括自然環境風險，如自然災害；社會環境風險，如恐怖事件、危機事件；經濟環境風險，如經濟蕭條、經濟大滑坡等。（2）由于市場機會的不確定性而導致的風險在其伙伴企業中的重新分配。（3）供應鏈伙伴企業間的信息風險。（4）供應鏈是個動態聯盟，企業之間既存在合作也存在競爭，這種關系的不穩定性導致其未來整體運行效率的不確定性。（5）供應鏈內部程度越復雜，風險程度越高。

三、Agent及其在供應鏈風險管理（SCRM）中的應用

（一）Agent相關理論

Agent相關理論和技術具有巨大的應用潛力，使其不僅滲透到計算機科學的各個領域，而且正以極快的速度向其它領域滲透。目前，Agent及其相關理論和技術已成為解決復雜系統的有力手段。而支撐Agent及基于Agent應用的核心概念是：Agent性質、Agent之間的社會行為、認知和組織設計^[17][18]。

1.Agent性質：自治性（autonomy）、反應性（reactiveness）、預動性（proactiveness）和社會能力（social ability）。所謂自治性，就是Agent不需要人或其它Agent的直接干預而自行完成它們求解任務的大部分，它們可以控制自己的行為并擁有自己的精神狀態。所謂反應性，Agent感知環境并以及時的方式響應這種變化。預動性，Agent采取主動并在合適的地方利用所有可能的機會來實現自己的目標。社會能力，Agent在他們認為合適的時候同其它Agent進行交互，以完成他們的任務并協助其它Agent。

2.Agent之間的社會行為。即在分散的、多個Agent之間需要交互處理他們的社會依賴關系和實現個體的目標。

3.認知。在分布式的人工智能領域中，認知已成為Agent的一個重要特征，即把系統看作理性主體通過信念、愿望和其它認知屬性來預測它的行為。

4.組織設計。組織設計是多Agent系統應用和面向Agent的軟件工程領域中所關注的一個重要內容。支撐組織設計的中心概念是角色，在基于角色的組織抽象及相應的多Agent系統應用方面，這對供應鏈風險管理有許多可以借鑒的作用。

（二）Agent的建模思想^[19][20][21]

1. 對系統進行Agent 抽象。根據組成系統的物理實際和系統目標的要求，將系統的相應實體（或特定功能）抽象為Agent。這里，Agent 是一個自治的計算實體（即軟件Agent），它能真實或合理地反映相應實體的自治特性（有、沒有或自治程度等）以及相應的行為和狀態。

2. Agent 之間的交互組成系統的Agents。 為實現自己的和（或）系統的特定功能，它們之間需要交換信息和（或）提供服務，所以必須要進行交互，協同運作(Agents 之間可能有沖突，必須相互協調)。系統的Agents 可能只需要局部的信息就可以完成相應的使命，它們在地理上允許是分布的。

3.Agent 的智能根據研究的需要和技術的可行性，可使Agent 具有合適的智能特性（如理性、誠實性等）。

綜上所述，可以從方法論的高度來抽象這種建模方法：基于Agent 的建模方法是一種基于個體（該個體可能有智能）及其它們之間交互的方法，它兼顧了組成系統的個體的真實物理性狀（如自治性、地理上的分布性等）和系統的整體性（個體之間的協作），其最顯著的特點是系統中的個體不再僅是組成系統的零部件，而是具有活性的實體（當然，不強調系統中所有個體都這樣，但完全可以這樣來處理）。

（三）Agent在供應鏈風險管理中的應用

由于供應鏈從系統的角度來看，是一跨企業、跨功能的分布式系統，故其風險管理的復雜程度不同于一般企業。雖然在風險管理的程序上具有相似性，但是在具體的內容上卻有一定的區別。

供應鏈風險管理框架一般為四個階段：（１）風險識別：對供應鏈面臨的潛在各種風險進行歸類分析，從而加以認識和辨別。（２）風險衡量：運用定量分析法對特定風險發生的可能性和損失范圍及程度進行估計與度量。（３）風險控制：根據風險管理目標，選擇恰當風險管理工具，優化組合，規避、轉移、降低風險。（４）風險管理實施與評價：協調配合使用各種風險管理工具，不斷反饋、檢查、調整、修正，使之更接近目標，如圖1所示。

那么基于Agent 建模的基本思想，在一般情況下，基于Agent 的供應鏈風險系統模型是由若干個Agent 組成的多Agent 系統。在建立系統多Agent風險管理模型，可按以下的步驟來實施：

1. 識別Agent風險。 即識別系統中所存在的風險及在不同層次目標實體對風險的態度。要處理的關鍵問題是：歸類和辨別。

2. 建立Agent風險衡量、風險控制特征模型。特征模型即確定Agent風險類別及層次特征，以及風險控制步驟。包括內部狀態（內部數據，如變量）和行為規則（如函數、方法等）。當前較為成熟的Agent 模型有:基于邏輯的Agent 模型（類似于專家系統）、反應式Agent 模型（類似于一般的控制器）和信念-愿望-意圖Agent 模型（即BDI 模型）等。

3. 建立MAS的風險管理體系結構。即對組成系統的Agent 群體風險管理實施與評價，主要解決的問題是Agents 之間各種風險管理工具的協調以及它們之間的交互（如通信、協調等問題）。

四、基于Agent建立有效的供應鏈風險控制框架模式

有效的供應鏈風險控制模式實質上就是要建立供應鏈內部成員之間的協調關系，而這種協調的內涵就在于識別各自的風險源，通過自我控制風險以及一定形式的交互平臺傳遞風險信息等方式，延緩風險擾動對供應鏈整體運行效率的影響。

那么基于Agent有效的供應鏈風險控制框架模式的一般描述如下：

1.供應鏈風險控制的參與者。這里以Ag表示所有參與風險控制Agent的集合，用ag_i表示Ag中第i個Agent，即ag_i∈Ag；i=1，2，3……N

2.供應鏈風險識別的信息集。定義I_I(q)為ag_i∈Ag在經過行動順序q∈Q后的信息集（Q為所有可能行動順序的集合）。由于供應鏈風險的傳遞過程中，對于任何ag_i∈Ag在行動序列q后所產生的風險消息m∈M_NP，另一方主體可以通過觀測接受到的消息來判斷ag_i的風險類別。從這個意義上講ag_i的行動順序將產生相對應的風險消息順序類別，記經過行動順序q后的風險消息順序為mⁱ_q:Q→M_NP，i=ag_i∈Ag，i∈{1，2，……，N} 。

就ag_i∈Ag在經過行動順序q后所處的局部狀態而言，如果以Iil(q)表示局部狀態的風險信息集，那么其可由以下四組要素構成來表示，即：

Iil(q)={TM1(m_q)，SR_i(m_q)，TR_i(m_q)，OR_i(m_q)}

其中：T_i(m_q)是時間值，表示風險源出現后（經過行動順序q后），ag_i∈Ag對風險類別識別的時間T；SR(m_q)，TR_i(m_q)，OR_i(m_q)分別表示經過行動順序q后，ag_i∈Ag將風險分別歸集于戰略、戰術以及執行三個層次中。

3.供應鏈風險行動集。供應鏈風險識別系統將風險歸類后，就必須對供應鏈風險進行定量地測度，并采用相應的風險管理工具組合對其進行控制。那么，可以定義任意ag_i∈Ag在經過行動順序q后可供選擇的行動集為Aiag(q)，而Aiag(q)∈measure，combination。如果ag_i∈Ag的局部狀態被觸發完成，這種完成是以邏輯形式Φ(Iil)=true，or，1來表示的，那么行動集的路徑就自然生成。

4.建立MAS供應鏈風險管理實施評價體系。對于風險管理實施的評價體系可以應用效用函數來評價，其整體效用以Ui(Aiag(q))來表示。通常情況下，基于Agent模式，其目標就在于實現信息的快速溝通，同時實現一套有效的協商機制，從而使得風險得到合理有效地分配。那么用效用函數來建立MAS供應鏈風險管理實話評價體系，可以對任何ag_i∈Ag進行風險管理決策信息交換時，從某種形式成本付出和某種形式獲得利益回報來考慮，并符合供應鏈整體利益。這里對效用 做如下定義：

其中，u+i(Aiag(q))為ag_i∈Ag通過風險自留、風險轉移以及風險控制獲得的回報，u-i(Aiag(q))為ag_i∈Ag在采用以上措施時所付出的機會成本。

同時供應鏈整體效用集Uwhole=Ui(Aiag(q))，那么對于供應鏈風險管理實施評估的標準就是看其是否滿足大于零的條件。這里需要說明的是，如果局部效用大于零，并不一定滿足供應鏈整體風險的最佳配置。

五、結論

從以上討論出發，基于Agent對供應鏈風險有效管理可用四元素表示如下：

SCRM=

其中：Ag是所有參與風險控制的Agent的集合；Ii為Agent供應鏈主體對風險的集息集，在信息集的處理上按戰略、戰術與執行三個層面進行分類；Aiag(q)依據對風險信息集各自采取的風險衡量與風險管理的行動集；Uwhole是一種效用，對供應鏈整體風險管理進行評價，這對所有參與者而言有著重要的意義，為供應鏈下一次運作中所裸露的風險源起到預警作用。[WTBZ]

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注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。”