供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)的復(fù)雜性分析

摘要：供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)是由許多目標(biāo)相互關(guān)聯(lián)和相互沖突的成員和組織構(gòu)成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)企業(yè)從自身利益出發(fā)所進(jìn)行的局部尋優(yōu)決策行為都會(huì)引起系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)企業(yè)之間的目標(biāo)沖突，使整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)演化行為。文章介紹了供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)復(fù)雜性研究的相關(guān)概念、定義、及供應(yīng)鏈管理中的復(fù)雜性現(xiàn)象與問題，并論述了復(fù)雜性研究對(duì)于供應(yīng)鏈管理理論發(fā)展的意義。

關(guān)鍵詞：供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)；復(fù)雜性科學(xué)

一、 供應(yīng)鏈系統(tǒng)的復(fù)雜性

1． 供應(yīng)鏈系統(tǒng)本身是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。供應(yīng)鏈系統(tǒng)本身作為一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)，由眾多的成員企業(yè)組成，每個(gè)成員企業(yè)可看作是一個(gè)實(shí)體，這些實(shí)體彼此之間相互作用，同時(shí)受到其他供應(yīng)鏈實(shí)體和市場(chǎng)大環(huán)境的影響。在全球一體化快速發(fā)展的今天，供應(yīng)鏈已不僅僅局限的在一個(gè)地區(qū)一個(gè)國(guó)家，許多大企業(yè)已經(jīng)建立了跨國(guó)的全球供應(yīng)鏈。

我們可以利用分形圖形的方法構(gòu)造的一個(gè)以制造商為核心企業(yè)的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)，其上游是各級(jí)供應(yīng)商構(gòu)成的供應(yīng)體系，下游是分銷商和零售商構(gòu)成的銷售體系。分形理論的基本特征是無限自相似性，也就是說整體和局部具有某種自相似性，對(duì)于采取統(tǒng)一運(yùn)作模式的跨國(guó)供應(yīng)鏈或者連鎖店模式都可以看作是分形理論的延伸。

對(duì)于跨國(guó)供應(yīng)鏈來說，分形網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)分支都可視作跨國(guó)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)在各個(gè)國(guó)家或地區(qū)的延伸，并與供應(yīng)鏈總體采用相似的運(yùn)作模式。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是由頂點(diǎn)和邊組成的，這里頂點(diǎn)代表各個(gè)成員企業(yè)，邊代表各個(gè)企業(yè)彼此之間的各種流。供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的形成是由復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)本身的特點(diǎn)決定的，具有復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的一般特征。由于網(wǎng)絡(luò)成員自聚集聯(lián)合作用的功能大于每個(gè)企業(yè)單獨(dú)作用之和，所以企業(yè)要想在競(jìng)爭(zhēng)中獲取競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，必須聯(lián)合起來形成供應(yīng)鏈以應(yīng)對(duì)多變的市場(chǎng)環(huán)境。節(jié)點(diǎn)企業(yè)之間通過物流、信息流、資金流建立動(dòng)態(tài)的連接，并且伴隨信息技術(shù)（IT）的快速增長(zhǎng)，為了應(yīng)對(duì)客戶多樣化個(gè)性化的需求，供應(yīng)鏈成員必須加強(qiáng)彼此之間的相互作用實(shí)現(xiàn)信息的充分交流與共享。供應(yīng)鏈具有動(dòng)態(tài)演進(jìn)性，各節(jié)點(diǎn)企業(yè)相互作用，涌現(xiàn)出供應(yīng)鏈整體的動(dòng)態(tài)演化行為模式，這種模式促進(jìn)供應(yīng)鏈的重組與更替。供應(yīng)鏈與供應(yīng)鏈之間也存在著相互影響，各個(gè)供應(yīng)鏈相互連接起來以復(fù)雜耦合的方式進(jìn)行互動(dòng)并影響各自的行為模式。

2． 供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的小世界性和無尺度性。供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)具有小世界網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，即小世界性和聚集性。Watts和Strogatz在1998年提出了小世界網(wǎng)絡(luò)模型，小世界網(wǎng)絡(luò)具有較小的平均路徑長(zhǎng)度以及較高的聚集系數(shù)。網(wǎng)絡(luò)中兩點(diǎn)間的距離一般是指連接兩點(diǎn)的最短路徑的邊的數(shù)量，而平均路徑長(zhǎng)度就是所有節(jié)點(diǎn)對(duì)之間距離的平均值。節(jié)點(diǎn)的聚集系數(shù)是指與節(jié)點(diǎn)相鄰的節(jié)點(diǎn)之間實(shí)際存在的邊數(shù)與這些節(jié)點(diǎn)都互連的最大邊數(shù)之比，網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)聚集系數(shù)的平均就是網(wǎng)絡(luò)的聚集系數(shù)。對(duì)于供應(yīng)鏈復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)來說，平均聚集系數(shù)相應(yīng)于供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)之間相互交流的程度，平均路徑長(zhǎng)度表示產(chǎn)品的交付時(shí)間。隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)的普及應(yīng)用，越來越多的企業(yè)應(yīng)用信息技術(shù)建立彼此之間的連接，如EDI，ERP等。通過信息共享各節(jié)點(diǎn)企業(yè)的聯(lián)系更加緊密，交流更加頻繁，也就是說供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)具有較高的聚集系數(shù)。隨著產(chǎn)品生命周期的縮短以及客戶對(duì)時(shí)間因素越來越敏感，供應(yīng)鏈各節(jié)點(diǎn)企業(yè)認(rèn)識(shí)到時(shí)間競(jìng)爭(zhēng)的重要性，如何縮短產(chǎn)品交付時(shí)間，即以最短的時(shí)間將產(chǎn)品交付給客戶成為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略的重要問題。企業(yè)開始采取措施減少補(bǔ)給提前期，加快信息的流通速度，提高自身的反應(yīng)能力，以在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中保持優(yōu)勢(shì)。另外，供應(yīng)鏈企業(yè)通過重組改造，設(shè)立配送中心，減少產(chǎn)品的運(yùn)輸距離，以便能夠更好地實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)時(shí)制供貨。

供應(yīng)鏈復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)也具有無尺度網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，即網(wǎng)絡(luò)存在的節(jié)點(diǎn)度很大的節(jié)點(diǎn)。這里某節(jié)點(diǎn)的度是指與該節(jié)點(diǎn)相連的節(jié)點(diǎn)的邊的數(shù)目，或者是與該節(jié)點(diǎn)相鄰的節(jié)點(diǎn)數(shù)目。Barabdsi和Albert在1999年提出了著名的BA模型，闡述了無尺度網(wǎng)絡(luò)的形成機(jī)制。無尺度網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是度分布的自相似結(jié)構(gòu)及其高度彌散性，網(wǎng)絡(luò)中的大部分節(jié)點(diǎn)度值都很低，但存在著度數(shù)非常高的中樞節(jié)點(diǎn)。在一個(gè)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中，通常都有一個(gè)核心企業(yè)，核心企業(yè)通過應(yīng)用信息技術(shù)與其他節(jié)點(diǎn)企業(yè)建立起密切聯(lián)系，建立了圍繞核心企業(yè)的供應(yīng)－生產(chǎn)－分銷體系。近來基于第四方物流建立的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)更體現(xiàn)了無尺度性。第四方物流是在第三方物流的基礎(chǔ)上對(duì)供應(yīng)鏈進(jìn)行整合與協(xié)調(diào)，優(yōu)化配置供應(yīng)鏈的管理和技術(shù)等各種資源，提供綜合全面的供應(yīng)鏈解決方案。第四方物流提供了供應(yīng)鏈各節(jié)點(diǎn)企業(yè)聯(lián)系和交流的樞紐，集成了整個(gè)供應(yīng)鏈系統(tǒng)。另外，企業(yè)通過物流配送中心將補(bǔ)給的產(chǎn)品運(yùn)送到各個(gè)零售商倉(cāng)庫(kù)，第三方物流的組合配送服務(wù)，這些都體現(xiàn)了供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的無尺度特點(diǎn)。

二、 供應(yīng)鏈管理中出現(xiàn)的復(fù)雜現(xiàn)象與問題

1． 供應(yīng)鏈管理中出現(xiàn)的復(fù)雜現(xiàn)象。

（1） 供應(yīng)鏈?zhǔn)怯扇舾上鄬?duì)獨(dú)立的自主實(shí)體構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，不存在完整的供應(yīng)鏈模型和全局優(yōu)化目標(biāo)，整個(gè)供應(yīng)鏈的管理只能通過這些相對(duì)獨(dú)立的實(shí)體協(xié)調(diào)完成。每一個(gè)成員企業(yè)都有自己的利益和管理方式，而且相互之間，并沒有一個(gè)主從或附庸的關(guān)系。自身的變化都會(huì)受到其它成員企業(yè)變化的影響，并會(huì)引起其它成員企業(yè)的變化。整個(gè)供應(yīng)鏈能夠不斷地學(xué)習(xí)并對(duì)其層次結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行重組以及完善。目前的研究方法一般把整個(gè)供應(yīng)鏈納入一個(gè)模型，采用集中方式進(jìn)行相關(guān)的決策過程，這樣一來就忽視了供應(yīng)鏈成員企業(yè)的自主性。

（2）供應(yīng)鏈所面臨的是一個(gè)充滿動(dòng)蕩和不確定性的內(nèi)外部環(huán)境，盟友和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手時(shí)刻都在變化，而供應(yīng)鏈的自身也在不時(shí)的調(diào)整以適應(yīng)環(huán)境。在這種情況下，選擇合適的供應(yīng)商和分銷商、選擇加入合適的供應(yīng)鏈以及評(píng)估所處供應(yīng)鏈的效率與效果對(duì)于成員企業(yè)來說非常重要。而目前在針對(duì)供應(yīng)鏈的研究和應(yīng)用中，更多的是把供應(yīng)鏈及其環(huán)境看作為是一個(gè)靜態(tài)的或變化很遲緩的對(duì)象，大多采用串行的計(jì)劃與控制模式，這樣就過分強(qiáng)調(diào)了伙伴關(guān)系的穩(wěn)定性，缺乏足夠的創(chuàng)新性和適應(yīng)性，因此很難適應(yīng)快速變化的運(yùn)作環(huán)境。

（3）供應(yīng)鏈追求的是物流、信息流、知識(shí)流以及資金流的通暢與敏捷。由于供應(yīng)鏈企業(yè)的內(nèi)部架構(gòu)千差萬別，對(duì)應(yīng)的信息系統(tǒng)也互不兼容，供應(yīng)鏈管理怎樣將這些分布、異構(gòu)的系統(tǒng)整合為一個(gè)整體、怎樣實(shí)現(xiàn)信息的共享和企業(yè)間的協(xié)同，這些都是亟待解決的問題。但目前的系統(tǒng)主要是基于傳統(tǒng)的按職能劃分的組織管理模式，不同職能部門之間的信息交接，很容易造成過程的脫節(jié)。而且現(xiàn)有的解決方案通常只能支持供應(yīng)鏈中的屬于單個(gè)企業(yè)的部分進(jìn)行集中管理，在一般相對(duì)獨(dú)立的企業(yè)之間則只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的有限信息共享和信息傳遞，沒有能夠真正實(shí)現(xiàn)整個(gè)供應(yīng)鏈范圍的經(jīng)營(yíng)過程集成。

2. 供應(yīng)鏈管理中出現(xiàn)的復(fù)雜問題研究。為了建立優(yōu)質(zhì)高效的供應(yīng)鏈運(yùn)行機(jī)制，提高供應(yīng)鏈管理績(jī)效。近年來許多學(xué)者采用集中控制方式對(duì)供應(yīng)鏈運(yùn)作管理進(jìn)行了深入研究。集中控制方式通常假設(shè)供應(yīng)鏈?zhǔn)怯梢粋€(gè)能獲得所有信息的決策者所進(jìn)行的集中式運(yùn)作管理。但在大多數(shù)情況下，特別是在敏捷制造環(huán)境下，供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)企業(yè)都是獨(dú)立的利益主體，很難通過整體供應(yīng)鏈模型來實(shí)現(xiàn)全局目標(biāo)優(yōu)化，只能通過協(xié)調(diào)這些利益獨(dú)立的實(shí)體來實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈整體最優(yōu)。為此，近年來國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者在深入研究供應(yīng)鏈運(yùn)作管理的基礎(chǔ)上，提出了分散控制的供應(yīng)鏈運(yùn)作管理方式。

分散控制是目前供應(yīng)鏈管理常用的運(yùn)作管理方式，它強(qiáng)調(diào)了供應(yīng)鏈中節(jié)點(diǎn)企業(yè)利益的獨(dú)立性，比較符合供應(yīng)鏈管理實(shí)際。但是，與集中控制相比，分散控制下節(jié)點(diǎn)企業(yè)的獨(dú)立決策行為使節(jié)點(diǎn)企業(yè)之間常常會(huì)發(fā)生利益沖突，致使供應(yīng)鏈系統(tǒng)出現(xiàn)以下復(fù)雜性行為：

首先，理論上只要供應(yīng)鏈所有節(jié)點(diǎn)企業(yè)都能從整體目標(biāo)最優(yōu)出發(fā)進(jìn)行自身生產(chǎn)和決策活動(dòng)，供應(yīng)鏈就有可能實(shí)現(xiàn)其整體利益最優(yōu)。但在實(shí)際情況，供應(yīng)鏈整體目標(biāo)往往與節(jié)點(diǎn)企業(yè)局部目標(biāo)發(fā)生沖突，每個(gè)節(jié)點(diǎn)企業(yè)的目標(biāo)最優(yōu)并不表明整體目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)。在分散控制下各節(jié)點(diǎn)企業(yè)的尋優(yōu)決策行為必將導(dǎo)致供應(yīng)鏈系統(tǒng)出現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)演化行為。

其次，供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)作為理性參與者，所進(jìn)行各自效用最大化決策的博弈結(jié)果使各節(jié)點(diǎn)企業(yè)之間缺乏信息交流，致使供應(yīng)鏈中信息傳遞扭曲失真，產(chǎn)生牛鞭效應(yīng)。當(dāng)零售商借助需求預(yù)測(cè)進(jìn)行訂貨決策時(shí)所產(chǎn)生的需求信息失真時(shí)，分銷商無法確定市場(chǎng)的真實(shí)需求信息，導(dǎo)致生產(chǎn)過程出現(xiàn)波動(dòng)，產(chǎn)品庫(kù)存積壓嚴(yán)重、服務(wù)水平不高、成本過高及質(zhì)量低劣等。研究表明，供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)越多，需求信息失真現(xiàn)象越明顯。

再次，由于供應(yīng)鏈時(shí)滯的存在，制造商實(shí)際產(chǎn)量與計(jì)劃產(chǎn)量之間總是存在著偏差，系統(tǒng)生產(chǎn)過程必然會(huì)產(chǎn)生不確定性因素。為降低這種不確定性風(fēng)險(xiǎn)，制造商常常將采購(gòu)訂貨量與預(yù)期訂貨量之間偏差引起的不確定因素向供應(yīng)商轉(zhuǎn)移，而供應(yīng)商則將供應(yīng)商實(shí)際供貨量與制造商訂貨量之間偏差造成的不確定向制造商轉(zhuǎn)移。研究表明，制造商向供應(yīng)商轉(zhuǎn)移的不確定程度大于供應(yīng)商向制造商轉(zhuǎn)移的不確定程度。而制造商內(nèi)部不確定程度遠(yuǎn)大于供應(yīng)商轉(zhuǎn)移給制造商的不確定程度。這些研究進(jìn)一步說明，制造商除了吸納供應(yīng)商轉(zhuǎn)移的復(fù)雜性外，還受到來自客戶需求變動(dòng)的影響。

還有與供應(yīng)鏈庫(kù)存控制密切相關(guān)的一個(gè)最敏感的經(jīng)濟(jì)學(xué)問題就是均衡市場(chǎng)是否具有混沌特性以及能否控制混沌收斂于一個(gè)定態(tài)。Boldrin Montrucchin（1986）通過研究認(rèn)為均衡市場(chǎng)具有混沌特性，這種動(dòng)力學(xué)行為是由折現(xiàn)動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型的逼近求解過程產(chǎn)生的硯。Kopel（1997）和Haas（1998）通過初始庫(kù)存策略對(duì)均衡市場(chǎng)的混沌控制問題進(jìn)行了研究。此后，許多學(xué)者對(duì)競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)的混沌特性進(jìn)行了研究，這些研究成果由Majumdar，Mitra Nishmura（2000）進(jìn)行了綜述。然而，許多均衡市場(chǎng)動(dòng)態(tài)模型研究中考慮庫(kù)存的作用很小，他們主要集中在標(biāo)準(zhǔn)新古典主義假設(shè)一下的混沌特性:技術(shù)和偏好，競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)及預(yù)測(cè)的遞減反饋。

三、 供應(yīng)鏈系統(tǒng)復(fù)雜性研究的意義

作為一種復(fù)雜的非線性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)具有不確定性、時(shí)滯性、多變性、開放性、涌現(xiàn)性和動(dòng)態(tài)性以及節(jié)點(diǎn)企業(yè)之間的關(guān)聯(lián)性和沖突性等復(fù)雜性特點(diǎn)。所以，經(jīng)典數(shù)理經(jīng)濟(jì)理論中統(tǒng)計(jì)和線性的方法己無法深入刻畫伴隨著不斷加快的經(jīng)濟(jì)全球化步伐而日趨復(fù)雜化的供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演化的不規(guī)則行為。引入復(fù)雜系統(tǒng)和復(fù)雜性理論為供應(yīng)鏈管理研究注入了新的生機(jī)。復(fù)雜性科學(xué)必將在供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)研究中扮演重要的角色，為描述供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演化行為提供了嶄新的方法論。

在供應(yīng)鏈管理理論與方法研究中，目（下轉(zhuǎn)第34頁(yè)）前許多研究基于隨機(jī)理論、動(dòng)態(tài)規(guī)劃以及統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)等經(jīng)典數(shù)學(xué)理論，通過集成優(yōu)化建立一系列供應(yīng)鏈集成模型，使反映實(shí)際情況的精確性越來越高。然而，這些模型在建立過程中都相應(yīng)采取了多種簡(jiǎn)化方法，有些簡(jiǎn)化是合理的，而有些簡(jiǎn)化可能忽略了許多有用的信息，導(dǎo)致系統(tǒng)信息的流失。

此外，供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演化的突出特征是涌現(xiàn)性，而涌現(xiàn)性機(jī)制是非線性。也就是說，正是通過微觀元素的非線性相互作用才出現(xiàn)了集成供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)整體的涌現(xiàn)性。同時(shí)，供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)對(duì)初始值具有極端的敏感性，系統(tǒng)中任何微不足道的局部尋優(yōu)決策行為都會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的影響，有可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)復(fù)雜的演化行為。這種“涌現(xiàn)性”和“蝴蝶效應(yīng)”要求我們?cè)诠?yīng)鏈管理研究中必須采用非線性視角進(jìn)行認(rèn)真思考和對(duì)待。而現(xiàn)有供應(yīng)鏈建模方法己無法描述這種集成供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)演化行為的復(fù)雜現(xiàn)象。

復(fù)雜性科學(xué)為供應(yīng)鏈管理中復(fù)雜問題的解決提供了一種非線性方法論，為集成供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)研究提供了一種觀察問題的新視角和分析問題的新思維。借助復(fù)雜性科學(xué)理論可以使用混沌、突變、分形等非線性動(dòng)力學(xué)分析工具來研究供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)中存在復(fù)雜現(xiàn)象，通過建立一系列非線性模型，描述系統(tǒng)外部環(huán)境擾動(dòng)與系統(tǒng)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)企業(yè)之間尋優(yōu)決策行為的目標(biāo)沖突、節(jié)點(diǎn)企業(yè)之間產(chǎn)品轉(zhuǎn)移定價(jià)的預(yù)測(cè)方法以及牛鞭效應(yīng)的非線性機(jī)制模擬等系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演化復(fù)雜性研究的理論框架，這些對(duì)于研究適合經(jīng)濟(jì)全球化背景下的供應(yīng)鏈管理模式具有重要的意義和學(xué)術(shù)價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：陳功玉，中山大學(xué)嶺南學(xué)院物流工程與管理系主任、教授、博士生導(dǎo)師；陶崢，中山大學(xué)嶺南學(xué)院博士生。

收稿日期：2008-12-30。