弱連接視角下供應鏈中斷風險傳導特性分析

摘 要：論文介紹了弱連接理論及其在網絡分析中的優勢，分析了供應鏈中斷風險傳導的復雜性，闡述了供應鏈中斷風險傳導過程中的小世界特性。在弱連接視角下，從供應鏈中斷風險傳導通道與密度、傳導魯棒性、傳導路徑、傳導范圍和傳導速度五個方面進行了詳細的特性分析和數值模擬分析，并給出了一些具體建議。

關鍵詞：供應鏈中斷風險；弱連接；小世界網絡

中圖分類號：F224.12. 文獻標志碼：A

Abstract： This paper introduces the theory of weak ties and its strengths in network analysis， and investigates the complexity of risk transmission of supply chain disruption， and also explicates the characteristics of small world in the process of risk transmission of supply chain disruption. From the perspective of weak ties， the detailed analyses of properties have been provided in five aspects： channels and density of risk transmission of supply chain disruption， and transmission robustness， routes， range and speed， together with the numerical simulation analysis， and then some specific suggestions are considered.

Key words： risk of supply chain disruption； weak ties； small world network

1 引言

近年來，伴隨企業全球化采購、非核心業務外包、單源供應、敏捷生產和精益供應等業務模式的發展，供應鏈在空間上日益拉長，而時間上則日漸縮短；自然災害、經濟波動、流行病、恐怖主義、戰爭等外界環境因素的擾動也有可能發生。供應鏈的這種時空變化與外界擾動加劇了供應鏈網絡運營環境的不確定性和脆弱性，提高了中斷發生的可能。各類供應鏈中斷事件相繼發生，嚴重影響企業的平穩生產，給企業造成了巨大損失。飛利浦公司是愛立信手機芯片的單源供應商，2000年新墨西哥州飛利浦公司的火災給愛立信公司帶來的直接經濟損失高達4億美元，并導致市場份額下降3%；2008年爆發的金融危機嚴重影響到全球范圍內的供應鏈，2008年世界500強企業的市值為26.8萬億美元，2009年則慘跌到15.6 萬億美元，一年間下跌了11.2萬億美元。供應鏈節點企業的中斷可能在供應鏈系統中出現間斷或連續傳導，破壞供應鏈的安全運行，最終可能引起整條供應鏈的中斷、失效、癱瘓或瓦解。

2弱連接理論及供應鏈中斷風險傳導過程的復雜性分析

2.1供應鏈中斷風險傳導過程的復雜性分析

供應鏈中斷風險傳導過程的復雜性特點，主要源于供應鏈網絡自身結構的復雜性和供應鏈中斷風險傳導過程的動態復雜性。

關于供應鏈網絡結構的復雜性，Choi和Dooley（2001）指出供應鏈網絡是一個存在自組織，自適應，擬均衡，協作演化及非線形變化等特點的復雜自適應系統[17]，隨后眾多學者從復雜網絡視角進行了大量研究和論證。Helbing等（2006）指出供應鏈網絡是個復雜系統，具有一系列非線性的演化特征[18]。Albert（2000）指出，眾多的復雜系統均具有如小世界特征 [19]。Kühnert等（2006） 通過對城市供電網進行研究，發現少數核心節點的配送能力和物資調度要明顯優于其它節點，該城市供電網服從典型的無標度網絡分布[20]。劉純霞等（2015） 驗證了供應鏈中斷風險傳導路徑的小世界特性 [21]。陳曉和張紀會（2008）[22]及李彬等（2012）[8]等指出供應鏈網絡除具有一般復雜網絡特性外還具有小世界特性特性。王振鋒等（2011）對服務供應鏈進行研究，發現其服從典型的小世界網絡分布[23] 。

McFarland（2008）指出供應鏈傳導過程是企業間的行為從一個雙邊節點傳播到相鄰雙邊節點的過程，并通過實證證明了供應鏈傳導現象的存在性[24]，由此開始供應鏈風險傳導及供應鏈中斷風險傳導過程的復雜性研究。?wierczek（2013）指出供應鏈中斷風險傳導過程中的實物流和信息流可比為雪球效應，認為集成維度可減弱實物流和信息流的中斷風險傳導強度[25]。Feng（2014）指出風險可通過因果鏈條升級傳導，從而導致不同的系統安全風險，并基于此提出了一種安全風險分析模型[26]。葉厚元和洪菲（2010）對不同生命周期階段的風險傳導特點進行了分析[27]。孫琦和季建華（2012）以快速恢復為目的，將供應鏈突發事件劃分為預防階段、控制階段和應對階段三個階段，并對不同階段的復雜性進行了分析[28]。綜上可知，多復雜中斷風險源的并存是導致中斷風險傳導過程復雜的前提條件；中斷風險傳導過程的多影響因素間的高度相關與交叉影響加劇了中斷風險傳導過程的復雜性；中斷風險傳導的生命周期過程相互耦合與重疊，使中斷風險傳導過程出現流動性、耦合性、依附性、變異性等特點，增加了中斷風險的防范難度。

2.2弱連接理論

Granovetter（1973）指出社會現象可從節點間的連接方式和強度展開研究，首次提出弱連接理論，指出弱連接是兩個行動者之間短暫的社會接觸，比如業務伙伴、熟人或者那些不太熟知的人，其特點是弱連接有很高的強度，在獲得新穎信息方面具有極大優勢[1]。諸多學者也對弱連接進行了定義，認為弱連接是發生頻率少、親密度低的一類社會連接[2]。此時，關注點主要在個人層面，而較少考慮到企業層面。Granovetter（1983）對弱連接理論從網絡結構視角進行了擴展，指出強連接主要出現在網絡內部，起到鞏固加強網絡緊密連接的作用，而弱連接通常作為維系網絡間關聯關系的橋梁[3]。之后，學者們開始將弱連接理論運用到企業層面，如曾德明等（2015）研究了網絡強度與企業創新的關系[4]；姚小濤等（2008）研究了企業成長過程中對社會關系網絡的依賴程度[5]。隨后，弱連接理論被擴展到網絡層次（如集群、供應鏈網絡等）。曹楊毅等（2014）研究了企業關系網絡中的弱連接[6]；陳萍和彭文成（2014）從強連接與弱連接視角對企業間的知識共享進行了博弈分析[7]；李彬等（2012）研究了供應鏈弱連接關系管理[8]。可見，弱連接理論研究是沿著個人層次-企業層次-網絡層次這條主線展開的。

弱連接理論自提出以來，大量的專家和學者通過研究發現其具有無可比倫的優勢，如弱連接可在群體間建立紐帶聯系，維持不同群體成員間的聯系[9]，可提供信息傳遞通道[10]，使信息傳播更快更廣[11]，并在信息擴散方面占主導地位[12]。弱連接的最大優勢是建立成本較低[13]，可增強權利、財富、創造力[14]。經濟轉型期，企業可通過尋求建立一些非正式性的社會關系（弱連接）來減少交易成本，降低經營風險[15]。企業亦可依據企業所有制結構、產業類型、企業規模等自身特性及需求差異調整網絡關系強度[16]，因為，根據變量連續與否的判定，網絡關系強度為連續變量，可以進行弱化或強化調節[1]。

通過文獻研究，發現弱連接理論可應用于供應鏈網絡，分析網絡特性，并進行關系管理。文章正是基于此，針對供應鏈網絡結構的復雜性和供應鏈中斷風險傳導過程的復雜性，從弱連接視角對中斷風險傳導進行關系管理。

3供應鏈中斷風險傳導特性分析

Watts和Strogatz（1998）提出了WS小世界網絡模型，其構造特點如下：第一步，現存的最近鄰耦合網絡含有N個節點，能圍成一個圓環，任一節點均與其上相鄰的 節點及下相鄰的 節點相連（k是偶數）；第二步，隨機性的以概率p重連網絡中的每條邊，并規定任一節點不存在與自身相連的邊，且規定任意兩節點間的邊數最多為1條[29]。隨機性的以概率p重連網絡中的每條邊，可能會破壞原有網絡的連通性，故Newman和Watts（1999）對 WS小世界模型進行了改進，提出了NW小世界網絡模型[30]，通過隨機化加邊（即以概率 在隨機選取的一對節點間加上一條邊）取代隨機化重連。WS小世界模型和NW小世界網絡模型均通過研究發現，演員合作網、WWW網和電力網等網絡具有較小的平均路徑長度和較高的聚類系數，即小世界效應，并以此推斷大多數真實網絡均具有小世界效應。

供應鏈中斷風險傳導過程的復雜性主要源于供應鏈網絡結構的復雜性，第二部分文獻已通過研究和論證，驗證了供應鏈網絡的小世界特性。但應用小世界網絡分析供應鏈網中斷風險傳導過程的文獻極少，文章正是基于此，應用小世界網絡分析供應鏈中斷風險傳導過程的復雜性特性，并從弱連接視角進行關系管理，以提升節點企業及網絡整體的中斷風險應對能力。

3.1供應鏈中斷風險傳導通道與密度

3.1.1 度與平均度

供應鏈網絡的連通圖用G表示，供應鏈網絡中節點企業總數為N，各節點企業間的產品流動、資金流動、信息與技術流動等為供應鏈網絡的邊，供應鏈網絡的邊總數為M。某節點企業i與該節點連接的其他節點的邊數為該節點企業的度，不妨用 表示。供應鏈網絡中某節點企業連接的邊數越多，表明其與越多的節點企業有產品流動、資金流動和信息技術流動，重要程度越高，越可能是關鍵節點企業。

平均度 即為供應鏈網絡中所有節點i的度 的平均值。

3.1.2 弱連接視角下的供應鏈中斷風險傳導通道與密度分析

供應鏈中斷風險傳導過程中，供應鏈各節點企業間的度即為供應鏈中斷風險傳導通道，平均度 則可反映供應鏈網絡整體的平均通道，即供應鏈中斷風險傳導密度。

小世界網絡結構下，網絡內部節點數固定，但邊的關系可以改變。當供應鏈中斷風險傳導開始時，可利用邊的關系（即度）來增加供應鏈中斷風險傳導通道和傳導密度。各節點企業可根據網絡內部現有的供需關系和競爭關系，利用產品流動、資金流動、信息與技術流動等，在相鄰層級下建立更多的弱連接。各節點企業亦可挖掘間接供需關系，利用格拉諾維特理論（即在網絡中，擁有兩條強連接關系的任何三角關系，第三條一定至少是弱連接，而不可能是無連接），在同級間建立更多的弱連接。此時，供應鏈網絡內部的節點企業可通過弱關系，傳導中斷風險信息，提升供應鏈網絡整體的共享信息量，應對信息失真和變形，提升各節點企業間的協作能力和風險承受能力。

3.2 供應鏈中斷風險傳導的魯棒性

3.2.1 頂點度、度分布

3.2.2 弱連接視角下供應鏈中斷風險傳導魯棒性分析

小世界網絡結構下，各節點企業的度大致相等，度分布趨于均勻化。當供應鏈中斷風險傳導開始時，弱連接關系大幅增加，供應鏈網絡中絕大多數節點企業的度分布趨于均勻化。供應鏈中斷風險傳導形式，無論為隨機故障，還是蓄意攻擊，弱連接關系的存在會使供應鏈網絡具有較高的魯棒性和穩定性，因為此時某一個或某幾個節點企業的中斷，只要沒有傷及核心節點企業，其對供應鏈整體的影響就會極小，弱連接關系的存在會使供應鏈網絡具有較高的魯棒性和穩定性，多元化的弱連接關系的存在能較好地規避、轉化、分散和應對中斷風險。故各節點企業應利用多元化的弱連接關系，應對隨機故障和蓄意攻擊。

3.3 供應鏈中斷風險傳導路徑

3.3.1 特征路徑長度

3.3.2 弱連接視角下供應鏈中斷風險傳導路徑分析

在供應鏈中斷風險傳導過程中，供應鏈任意兩個節點企業間的最短距離的平均值即為供應鏈中斷風險傳導路徑。度值小的節點企業往往傾向于利用與度值大的節點企業所建立的供需關系和競爭關系而與更多度值小的節點企業建立弱連接關系，大大縮短供應鏈中斷風險傳導路徑，具備有小世界效應。

當供應鏈中斷風險傳導開始時，各節點企業可根據網絡內部現有的供需關系和競爭關系，利用弱連接關系，在供應鏈網絡內部建立更短的供應鏈中斷風險傳導路徑，增加節點企業間的深層次溝通次數，獲取低冗余度的中斷風險新信息，加強信息整合，減小節點企業間中斷風險信息傳導的時滯，緩解各節點企業以及供應鏈網絡整體的中斷風險，提升各節點企業的中斷風險應對能力。

3.4 供應鏈中斷風險傳導范圍

3.4.1 集聚系數

在供應鏈網絡中，兩個節點企業可能同時與某一節點企業相連，且這兩個節點企業之間也相連。擁有這種特性的供應鏈網絡具有聚類特性。若某節點企業i連接的邊數為 ，即度為 。該節點企業與對方節點企業在理論上所對應邊數的最大值表示為，則 = 。

某節點企業i的集聚系數越大，則對應的供應鏈中斷風險傳導通道越多，中斷風險傳導路徑越短，中斷風險傳導的范圍就會越廣。

當供應鏈中斷風險傳導開始時，各節點企業只能利用供應鏈網絡內部的弱連接關系建立更多中斷風險傳導通道。各節點企業利用弱連接所建立的中斷風險傳導通道往往會依賴核心節點企業的中繼過渡作用，故往往會增大核心節點企業及供應鏈網絡整體的集聚系數，加快供應鏈中斷風險傳導速度，增強供應鏈網絡整體的中斷風險控制能力。但在供應鏈中斷風險傳導后期，各節點企業要降低與其它節點企業之間的過分依賴關系和局部聚類系數，主要從組織內部結構著手修復本節點企業。尤其需要注意的是，當供應鏈網絡整體的集聚系數過大時，由于受資源約束和維護成本的限制，可能會導致供應鏈網絡結構僵化，故供應鏈網絡整體的集聚系數也并非越大越好，需要保持適度。

3.5 供應鏈中斷風險傳導速度

3.5.1 交流頻率

3.5.2弱連接視角下供應鏈中斷風險傳導速度分析

供應鏈中斷風險傳導過程中，供應鏈各節點企業間的交流頻率即為供應鏈中斷風險傳導速度。在小世界網絡結構下，當供應鏈中斷風險傳導開始時，各節點企業可利用供應鏈網絡內部（或外部）的弱連接關系建立更多更短中斷風險傳導路徑，使節點企業之間的特征路徑長度 不斷減小，從而加快供應鏈中斷風險的傳導速度，增強中斷風險的應對能力。

4數值分析

弱連接視角下供應鏈中斷風險傳導特性的數值分析，主要是運用MATLAB軟件進行數值模擬和分析。

我國供應鏈內部節點企業一般有3-5個戰略合作伙伴，其中供應鏈內部大型節點企業的合作伙伴數目則超過10個以上，文章不妨取k=10，當供應鏈網絡節點數N=50，200，800時，特征路徑長度 與節點企業建立新聯系的概率p的關系分別如圖1（WS小世界網絡）和圖2（NW小世界網絡）所示。

由圖1和圖2可知，當P大于0.1時，特征路徑長度 隨概率P的增大不斷向零靠近，這表明，無論是WS小世界網絡結構，還是NW小世界網絡結構，當供應鏈網絡爆發中斷風險時，概率p要保證在0.1附近，各節點企業才能利用弱關系與其他企業建立新的弱連接，此時的供應鏈網絡呈現較明顯的小世界特性。由圖1和圖2還可知，隨著節點數目N的增大， 曲線有可能不斷下移（WS小世界網絡），也有可能不斷上移（NW小世界網絡），即特征路徑長度有可能不斷變小（WS小世界網絡），特征路徑長度也有可能不斷變大（NW小世界網絡），這表明WS小世界網絡結構應對中斷風險的反映能力更強，這是因為，當供應鏈中斷出現時，較大的供應鏈網絡節點數目和較短的特征路徑長度能極大更好的傳導中斷風險信息，建立更多新的弱連接，加快中斷風險傳導速度。

若供應鏈網絡的節點企業N=200，供應鏈網絡中某節點企業的度k=5，10，15，特征路徑長度 與節點企業建立新聯系的概率p的關系分別如圖3（WS小世界網絡）和圖4（NW小世界網絡）所示。

由圖3可知，單條 曲線的變化趨勢與圖1非常相似。由圖4可知，單條 曲線的變化趨勢與圖2非常相似。這表明，無論是WS小世界網絡結構，還是NW小世界網絡結構，概率p在0.1附近才能保證中斷重建后的供應鏈網絡的特征路徑長度較小，此時各節點企業能較好的利用弱關系與其他企業建立更多新連接。由圖3和圖4還可知，無論是WS小世界網絡結構，還是NW小世界網絡結構，隨著度值的增加，特征路徑長度 均不斷向左下方移動，這表明WS小世界網絡和NW小世界網絡應對中斷風險的反映能力是一樣的，較大的度值均能有效縮短特征路徑長度，從而各節點企業能建立更多弱連接，更好的傳導中斷風險信息。

若供應鏈網絡中某節點企業的度值k=5，10，15，WS小世界網絡中供應鏈網絡集聚系數 與其他企業建立新聯系的概率p的關系分別如圖5（a）與5（b）所示；NW小世界網絡中供應鏈網絡集聚系數 與其他企業建立新聯系的概率p的關系分別如圖6（a）與6（b）所示。

由圖5（a）、5（b）、6（a）和6（b）可知，當度值一定時，無論是WS小世界網絡結構，還是NW小世界網絡結構，網絡的集聚系數 隨概率p的增大而不斷減小，較大的集聚系數能有效提升供應鏈整體的中斷風險應對能力，能加快中斷風險傳導范圍，減緩中斷風險傳導信息停滯。由上圖還可得知，隨著度值的增大， 曲線不斷向右上方移動，表明增大度值是有效網絡的整體集聚系數的有效方法之一。故當出現供應鏈中斷風險時，通過建立更多的弱連接，增加傳導通道，以提升網絡整體的中斷風險傳導速度和范圍。

6結論和建議

6. 1結論

論文介紹了弱連接理論及其在網絡分析中的優勢，分析了供應鏈中斷風險傳導的復雜性，闡述了供應鏈中斷風險傳導過程中的小世界特性。在弱連接視角下，從供應鏈中斷風險傳導通道與密度、傳導魯棒性、傳導路徑、傳導范圍和傳導速度五個方面進行了詳細的特性

分析。通過研究發現，無論是WS小世界網絡結構，還是NW小世界網絡結構，弱連接關系的引入，均可增加供應鏈中斷風險傳導的通道與密度，可增加各節點企業的度值，使度分布趨于均勻化，能較好的應對隨機故障和蓄意攻擊，各節點企業可利用供應鏈網絡內部的弱連接關系建立更多中斷風險傳導通道，但往往會較多的依賴核心節點企業的中繼過渡作用，較大的度值均能有效縮短特征路徑長度，從而各節點企業能建立更多弱連接，更好的傳導中斷風險信息，提升供應鏈網絡整體的共享信息量，應對信息失真和變形，提升各節點企業之間的協作能力和風險承受能力。但須強調的是，WS小世界網絡結構能建立更短的中斷風險傳導路徑，增加各節點企業間的深層次溝通次數。同時須注意的是，當供應鏈網絡整體的集聚系數過大時，由于受資源約束和維護成本的限制，可能會導致供應鏈網絡結構僵化。

弱連接視角下，分析供應鏈中斷風險傳導特性，能揭示供應鏈中斷風險傳導的部分規律，為供應鏈中斷風險這一研究領域引入了較適用的研究方法，能有效優化供應鏈網絡內部結構，對中斷風險傳導機理的厘清也有一定幫助。

6. 2建議

供應鏈網絡系統內部，應保持高度的開放性，以充分利用各節點之間的弱連接，但對弱連接企業應有一定的準入標準，保障供應鏈網絡不會大幅增加內部運營成本，不會結構僵化，而是壯大供應鏈網絡的實力，提高節點企業間的合作效率，增強應對中斷風險的能力。

供應鏈網絡中的節點企業在引入弱連接關系時應提升供應鏈彈性，盡可能引入多元化的弱連接關系，使度分布趨于均勻化，以規避、轉化、分散并應對隨機故障類中斷風險。但為防范蓄意攻擊的中斷風險，網絡內部的核心節點企業應提高自身的供應鏈管理水平，及早設立有效的預警機制，提升自身應對不確定和蓄意攻擊的能力。當供應鏈中斷風險傳導開始時，核心節點企業可拿出緊急應對方案，作為中斷風險領袖帶領其他節點企業應對中斷風險。供應鏈網絡要提升供應鏈網絡的整體彈性，以應對各種不同干擾。

供應鏈網絡在引入弱連接關系時，各節點企業應具備識別關鍵特征路徑長度的能力。當供應鏈中斷風險傳導開始時，大量弱連接的引入，擴大了中斷風險傳導的密度、范圍和速度，各節點企業若不能快速識別關鍵特征路徑長度，則會錯過供應鏈中斷風險傳導剛開始時的良機，加大中斷風險控制難度，加大各節點企業及供應鏈整體的經濟損失。

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