供應(yīng)鏈企業(yè)的演化分析

[摘 要] 供應(yīng)鏈?zhǔn)沁B接“供應(yīng)”和“需求”的橋梁，它通過物流、信息流、資金流等把供應(yīng)商、制造商、分銷商、零售商直到最終用戶連成了一個(gè)整體，它與生態(tài)鏈有著一定程度的相似。供應(yīng)鏈可以看成一種特殊的群落，其成員就是不同類形的種群，供應(yīng)鏈及其所處的環(huán)境則構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)與其成員在供應(yīng)鏈中的重要性也將隨之發(fā)生變化，可能發(fā)生核心種群移動(dòng)、鏈條斷裂、供應(yīng)鏈消亡等多種情況。供應(yīng)鏈的生存與發(fā)展依托于供應(yīng)鏈成員的演化和成員間的相互作用。

[關(guān)鍵詞] 供應(yīng)鏈;生態(tài)系統(tǒng);系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2009 . 21 . 019

[中圖分類號(hào)]F272.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1673 - 0194(2009)21 - 0062 - 04

1945年英國生態(tài)學(xué)家A.G.Tansyl首先提出生態(tài)系統(tǒng)的概念，即在一定空間和一定時(shí)間，由生物群落與其環(huán)境組成具有一定大小和機(jī)構(gòu)的整體，其中各生物借助物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)、信息傳遞而相互聯(lián)系、相互影響、相互依賴，形成具有自適應(yīng)、自調(diào)節(jié)和自組織功能的復(fù)合體。與生態(tài)系統(tǒng)類似，對(duì)于由供應(yīng)鏈和市場(chǎng)及所處自然、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)環(huán)境構(gòu)成的系統(tǒng)稱之為供應(yīng)鏈生態(tài)系統(tǒng)。它以整個(gè)供應(yīng)商、生產(chǎn)商、分銷商系統(tǒng)為中心，研究供應(yīng)鏈成員之間、供應(yīng)鏈與供應(yīng)鏈生態(tài)環(huán)境之間的相互作用機(jī)制、供應(yīng)鏈生態(tài)系統(tǒng)的自組織演化與發(fā)展機(jī)制以及外界活動(dòng)對(duì)供應(yīng)鏈生態(tài)系統(tǒng)的影響。

供應(yīng)鏈生態(tài)系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)的，其內(nèi)部成員的相互作用是非線性的，使得系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生自催化反應(yīng)的超循環(huán)，由于增加了單獨(dú)要素所沒有的相互作用，使系統(tǒng)在整體上產(chǎn)生非加和的突現(xiàn)性，亦即整體大于部分之和。在供應(yīng)鏈生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，企業(yè)從環(huán)境中吸納資源，在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞、加工、轉(zhuǎn)換以及增值，緊緊圍繞顧客需求而不斷創(chuàng)新、發(fā)展壯大。所以只有充分考慮系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性和企業(yè)間的相互作用，才能使整條供應(yīng)鏈達(dá)到最優(yōu)的狀態(tài)。當(dāng)供應(yīng)鏈系統(tǒng)的資源與環(huán)境遭到破壞時(shí)，供應(yīng)鏈條的原始平衡狀態(tài)可能被打破，供應(yīng)商、生產(chǎn)商、分銷商相互的關(guān)系也可能發(fā)生變化，整個(gè)鏈條的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)也會(huì)隨之改變，系統(tǒng)需要經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的擾動(dòng)才會(huì)重新達(dá)到新的平衡。本文運(yùn)用生物學(xué)中的Tilman-n種集合種群模型對(duì)供應(yīng)鏈成員及環(huán)境進(jìn)行分析，運(yùn)用Matlab進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬，研究供應(yīng)鏈生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境資源與供應(yīng)鏈企業(yè)成員間的演化過程。

1模型應(yīng)用

本文運(yùn)用生態(tài)學(xué)的Tilman-n種集合種群模型(如公式(1)所示)來研究供應(yīng)鏈生態(tài)系統(tǒng)，當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，供應(yīng)鏈上的各個(gè)企業(yè)如何保持平衡。

公式(1)如下:

■ = ci pi(1 - D - ■pj) - mi pi -■pi cj pj，

i=1，2，…，n;D>0(1)

定義如下參數(shù):

i為某種群在供應(yīng)鏈中的排序;

pi為供應(yīng)鏈的成員i對(duì)市場(chǎng)資源占有的比率;

ci為種群i的遷移率;mi為種群i的平均消亡率;

D為已消失的資源占總資源比率。

根據(jù)種群初始對(duì)資源占有率的多少將供應(yīng)鏈群落的不同種群排成強(qiáng)弱序，即將系統(tǒng)里對(duì)資源占有率最大的種群，也就是最優(yōu)勢(shì)的種群定義為最強(qiáng)種群;而對(duì)資源占有率最小的種群定義為最弱的種群。n-集合種群里的共存是不同種群間的競(jìng)爭(zhēng)能力、遷移擴(kuò)散能力以及自然死亡率之間的動(dòng)態(tài)平衡。公式(1)的右端3項(xiàng)分別表示:種群i對(duì)資源的成功占有;種群i消亡對(duì)資源占有的減少;強(qiáng)種群入侵導(dǎo)致弱種群對(duì)資源占有的減少。

使公式(1)右端等于0，建立平衡態(tài)方程:

■ = ci pi(1 - D - ■pj) - mi pi -■picj pj = 0(2)

其定態(tài)解為:

pie = ■

= ■i，if■i > 0，■i = 1 - D - ■pi-■pje(1 + ■)i =1 ，2，…，n0，if ■i ≤ 0

為了對(duì)此方程進(jìn)行更好的解析，假設(shè)系統(tǒng)里各種群具有相等的消亡率m，而現(xiàn)存的資源上的平衡態(tài)的各種群占有資源的比率pi0和遷移率ci均為幾何級(jí)數(shù)分布，即

mi = m;pi0 = q(1 - q)i-1;ci = mi/(1 - q)2i-1(3)

q為n-集合種群里最強(qiáng)種群對(duì)資源的占有率。

當(dāng)i = 3時(shí)，可以得到8個(gè)平衡態(tài)解:

A(p1(1) = 0;p2(1) = 0;p3(1) = 0);

B(p1(1) = 0;p2(1) = 0;p3(2) = (1 - D) - m/c3);

C(p1(1) = 0;p2(2) = (1 - D)-m/c2;p3(1) = 0);

D(p1(2) = (1 - D) - m/c1;p2(1) = 0;p3(1) = 0);

E(p1(1) = 0;p2(2) = (1 - D)-m/c2;p3(3) = -(1 - D)c2/c3 + m/c2);

F(p1(2) = (1 - D)-m/c1;p2(1) = 0;p3(4) = -(1 - D)c1/c3 + m/c1);

G(p1(2) = (1 - D) - m/c1;p2(2) = (1 - D) - m/c2;p3(1) = 0);

H(p1(2) = (1 - D) - m/c1;p2(3) = -(1 - D)c1/c2 + m/c1;p3(5) = (1 - D)c1/c2 - mc2/c3c1)。

平衡態(tài)A說明供應(yīng)鏈成員1、2、3都無法適應(yīng)新環(huán)境而消亡;平衡態(tài)B說明供應(yīng)鏈成員1、2無法適應(yīng)新環(huán)境而消亡，而成員3適應(yīng)了新環(huán)境而生存下來。平衡態(tài)H說明供應(yīng)鏈成員1、2、3都適應(yīng)了新環(huán)境而生存下來。

由平衡態(tài)A～H可知，3個(gè)種群組成的集合種群系統(tǒng)可能存在的平衡態(tài)數(shù)如公式(4)所示

M(3) = C■■ + C■■ + C■■ + C■■ = 1 + 3 +3 + 1 = 8 = 23(4)

此時(shí)，盡管集合種群系統(tǒng)可能存在平衡態(tài)數(shù)為8個(gè)，但其中7個(gè)平衡態(tài)的種群多樣性減少了，只有一個(gè)平衡態(tài)的種群多樣性不變。

本文所研究的對(duì)象是供應(yīng)鏈，如果要保證供應(yīng)鏈條的完整則只有一個(gè)平衡態(tài)H。

當(dāng)■ < 1 - D < ■時(shí)，供應(yīng)鏈中成員依照競(jìng)爭(zhēng)能力的排序不變，也就是供應(yīng)鏈的核心類種群不發(fā)生變化，否則供應(yīng)鏈的核心類種群將發(fā)生移動(dòng)。

當(dāng)c2 > 3c1，且1 - D < ■c2 < 3c1，且1 - D < ■時(shí)，供應(yīng)鏈種群排序變化如下:1→3，2→1，3→2;

當(dāng)■ < 1 - D < ■時(shí)，供應(yīng)鏈種群排序變化如下:1→2，2→1，3→3;

當(dāng)■ < 1 - D < ■ 時(shí)，供應(yīng)鏈種群排序變化如下:1→2，2→3，3→1;

當(dāng)■ < 1 - D < ■時(shí)，供應(yīng)鏈種群排序變化如下:1→3，2→2，3→1。

由3個(gè)種群組的集合種群系統(tǒng)可能存在的平衡態(tài)數(shù)類推n個(gè)種群組成的集合種群系統(tǒng)可能存在的平衡態(tài)數(shù)為:

M(n) = C■■ + C■■ + C■■ + C■■ + … + = C■■= 2n(5)

在眾多的平衡態(tài)中，只有一個(gè)平衡態(tài)的種群多樣性是不變的。所以當(dāng)市場(chǎng)嚴(yán)重萎縮時(shí)，盡管集合種群系統(tǒng)的種群分布可以出現(xiàn)眾多可能，但絕大多數(shù)新的平衡態(tài)是以減少種群多樣性為代價(jià)的。而核心種群的移動(dòng)會(huì)給整個(gè)供應(yīng)鏈帶來本質(zhì)的改變，當(dāng)核心企業(yè)由生產(chǎn)商轉(zhuǎn)變?yōu)楣?yīng)商時(shí)，也就意味著此時(shí)是原材料市場(chǎng)起主導(dǎo)作用，控制著生產(chǎn)和銷售。當(dāng)核心企業(yè)由生產(chǎn)商轉(zhuǎn)變?yōu)榉咒N商時(shí)，也就意味著此時(shí)是賣方市場(chǎng)，消費(fèi)者掌握著整條供應(yīng)鏈的生產(chǎn)節(jié)奏。研究供應(yīng)鏈成員與環(huán)境之間的關(guān)系對(duì)維持供應(yīng)鏈生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定是十分重要與必要的。

2 Tilman-n種集合種群模型的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬分析

假設(shè)在供應(yīng)鏈中有10個(gè)成員，4個(gè)供應(yīng)商、3個(gè)生產(chǎn)商、3個(gè)分銷商。他們?cè)诠?yīng)鏈系統(tǒng)中的排序如表1所示。Tilman-n種集合種群模型的參數(shù)設(shè)定如下所示，供應(yīng)鏈成員的演化分析模擬通過Matlab軟件來實(shí)現(xiàn)。

(1) Tilman-n種集合種群模型的參數(shù)是D = 0.3，q = 0.046，n = 10，m = 0.02，進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬(如圖1所示)。當(dāng)資源和環(huán)境發(fā)生巨大的變化時(shí)，n-集合種群的優(yōu)勢(shì)種群將不可避免地滅絕。伴隨著最強(qiáng)種群走向滅絕的種群依次是第二、第三、第四強(qiáng)的種群，n-集合種群的優(yōu)勢(shì)者將依次先于弱勢(shì)者而滅絕。系統(tǒng)內(nèi)的幸存種群將經(jīng)歷以下3個(gè)進(jìn)化過程:①強(qiáng)迫適應(yīng)階段。在環(huán)境遭到破壞的初級(jí)階段，所有種群對(duì)資源的占有率都會(huì)急劇下降。但最弱者的下降幅度相對(duì)最小，即系統(tǒng)里最弱種群具有最強(qiáng)的抵抗能力。②恢復(fù)階段。這是一個(gè)非常復(fù)雜的多種群非線性相互作用過程，具體表現(xiàn)為n-集合群內(nèi)的多平衡態(tài)共存和最優(yōu)種的不斷演替。③穩(wěn)定階段。經(jīng)過較長(zhǎng)的演化過程，系統(tǒng)達(dá)到新的平衡態(tài)。原來4個(gè)強(qiáng)種群依次滅絕，n5則成為集合群內(nèi)最優(yōu)勢(shì)的種群。強(qiáng)種群的滅絕與供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)的變化沒有使這條供應(yīng)鏈滅亡，而是系統(tǒng)形成了新的平衡態(tài)的強(qiáng)弱序P5， P7， P9， P6， P8， P10，如表2所示。

表1 原始的供應(yīng)鏈系統(tǒng)中企業(yè)的排序

表2 隨著參數(shù)變化，供應(yīng)鏈系統(tǒng)中企業(yè)的排序變化

圖1 進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬(D=0.3，q=0.046，n=10，m=0.02)

(2)當(dāng)D由0.3下降至0.2時(shí)，其他參數(shù)不變，進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬(如圖2所示)。由于資源破壞程度有所下降，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的危害也隨之減少，供應(yīng)鏈系統(tǒng)中種群消亡數(shù)量也由原來的4個(gè)降至2個(gè)，系統(tǒng)新的平衡態(tài)的強(qiáng)弱序?yàn)?n4，n6，n8，n10，n9，n7，n5，n3。

圖2 進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬(D=0.2，q=0.046，n=10，m =0.02)

(3)當(dāng)m由0.02下降至0.01時(shí)，其他參數(shù)不變，進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬(如圖3所示)。只縮小m的值，即種群的遷移率降低，圖像整體結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化，只是系統(tǒng)達(dá)到平衡的時(shí)間增加了，即系統(tǒng)的恢復(fù)期增加，這說明系統(tǒng)內(nèi)種群如果有著較高的遷移率等同于擁有較好的靈活性，本文所說的遷移率m是供應(yīng)鏈系統(tǒng)內(nèi)各企業(yè)的一種特質(zhì)，即擁有快速反應(yīng)的能力，當(dāng)資源與外界環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)會(huì)較快地做出反應(yīng)，從而使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定。只有當(dāng)外界條件發(fā)生變化并且積累到一定的程度時(shí)，才會(huì)導(dǎo)致供應(yīng)鏈系統(tǒng)中的不適應(yīng)種群的消亡和各種群成員在供應(yīng)鏈生態(tài)系統(tǒng)中排序的變化。

圖3 進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬(D=0.3，q=0.046， n=10，m=0.01)

(4)當(dāng)D = q = 0.3時(shí)，其他參數(shù)不變，進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬(如圖4所示)。雖然系統(tǒng)資源與環(huán)境發(fā)生了劇烈的變化，使得整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)——供應(yīng)鏈生態(tài)系統(tǒng)的成員排序發(fā)生了變化，但整個(gè)系統(tǒng)的種群數(shù)目沒有減少，所以，只有當(dāng)D > q時(shí)，即系統(tǒng)的資源與環(huán)境發(fā)生了嚴(yán)重變化時(shí)，強(qiáng)種群無法抵抗環(huán)境的巨大變化，才使其不得不走向滅亡的道路。

可見，當(dāng)資源與環(huán)境破壞的比例D大于某值時(shí)，首先是最強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的種群滅絕，而不是傳統(tǒng)所認(rèn)為的最弱的先滅絕。供應(yīng)鏈中各種群存在都有其特定的道理:從n-種群競(jìng)爭(zhēng)來看，系統(tǒng)里具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的種群的拓殖能力弱，而那些競(jìng)爭(zhēng)力弱的種群具有較強(qiáng)的拓殖能力，因此它們可以在剩余資源上生存下去。

圖4進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬(D=0.3，q=0.3，n=10，m=0.01)

3結(jié) 論

當(dāng)供應(yīng)鏈的環(huán)境發(fā)生變化且在一段時(shí)間內(nèi)破壞情況不斷積聚時(shí)，將會(huì)使供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，可能出現(xiàn)核心企業(yè)移動(dòng)、部分供應(yīng)鏈成員消亡、供應(yīng)鏈鏈條斷裂，甚至整個(gè)供應(yīng)鏈的消亡。供應(yīng)鏈經(jīng)過一段時(shí)間的擾動(dòng)才能重新建立平衡，并且只存在一個(gè)平衡態(tài)可以保持供應(yīng)鏈的完整性，不會(huì)出現(xiàn)成員的消亡。當(dāng)環(huán)境發(fā)生突變，系統(tǒng)里具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的種群的應(yīng)變能力差，而那些競(jìng)爭(zhēng)力弱的種群卻具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，因此它們可以在剩余資源上生存下去。供應(yīng)鏈的生存與發(fā)展依托于供應(yīng)鏈成員的共生與協(xié)同演化。

此系統(tǒng)分析僅是簡(jiǎn)單地對(duì)供應(yīng)鏈進(jìn)行了生物模擬，現(xiàn)實(shí)中企業(yè)的消亡率不可能是一致的，此模型僅考慮了供應(yīng)鏈中的幾個(gè)方面，還需要進(jìn)一步地研究與完善。對(duì)于模型的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析還有許多情況，還可以從其他側(cè)面進(jìn)行探討。

主要參考文獻(xiàn)

[1] 胡斌. 企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)演化及運(yùn)作研究[D].南京:河海大學(xué)，2006.

[2] 趙志模，郭依泉. 群落生態(tài)學(xué)原理與方法[M].重慶:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社重慶分社，1989.

[3] 李曉明. 企業(yè)環(huán)境、環(huán)境因子互動(dòng)與企業(yè)演化研究[D]. 天津:天津大學(xué)，2006.

[4] 沃科特. 生態(tài)系統(tǒng)[M]. 北京:科學(xué)出版社，2002.

[5] 郝海，時(shí)洪浩. 供應(yīng)鏈企業(yè)的生態(tài)關(guān)系與協(xié)同進(jìn)化[J].商業(yè)時(shí)代，2008(30).

[6] 林振山. 種群動(dòng)力學(xué)[M]. 北京:科學(xué)出版社，2006.

[7] 田秀華，聶清凱，夏健明，李永發(fā). 商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)視角下企業(yè)互動(dòng)關(guān)系模型構(gòu)建研[J].南方經(jīng)濟(jì)，2006(4).

[8] 李梅英. 基于生物學(xué)的企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)共生模式研究[J]. 江海學(xué)刊， 2006(6).

[9] 伍琴. 產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的演進(jìn)及其供應(yīng)鏈管理戰(zhàn)略的研究[D]. 長(zhǎng)沙:湖南大學(xué)，2006

注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文