供應(yīng)鏈復(fù)雜性研究綜述

宋　科

摘要:供應(yīng)鏈?zhǔn)怯啥鄠€(gè)企業(yè)組成的復(fù)雜供需網(wǎng)絡(luò)。指出了供應(yīng)鏈復(fù)雜性的表現(xiàn)形式,并從定性和定量兩個(gè)角度對供應(yīng)鏈復(fù)雜性的研究現(xiàn)狀做了介紹和總結(jié),同時(shí)提出了一些需要進(jìn)一步研究的問題。

關(guān)鍵詞:綜述;供應(yīng)鏈;復(fù)雜性

中圖分類號:F273.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

Abstract: Supply chain is a complex supply-requirement network constructed by many enterprises. The paper point out the manifestation of supply chain complexity, provide a detailed survey of the literature of studying supply chain from the viewpoint of complexity theory by quantitative and qualitative methods, meanwhile put forward some problems needed to be studied further.

Key words: review; supply chain; complexity

1供應(yīng)鏈復(fù)雜性

供應(yīng)鏈?zhǔn)菄@核心企業(yè),通過對物流、信息流、資金流的控制,從采購原材料開始,制成中間產(chǎn)品以及最終產(chǎn)品,最后由銷售網(wǎng)絡(luò)把產(chǎn)品送到消費(fèi)者手中的,將供應(yīng)商、制造商、分銷商、直到最終用戶連成一個(gè)整體的功能網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式[1]。供應(yīng)鏈的組成之間存在復(fù)雜的非對稱的關(guān)系或者交互性行為,所處的環(huán)境因素包括市場、運(yùn)輸?shù)?供應(yīng)鏈在運(yùn)行過程中表現(xiàn)出的一系列行為構(gòu)成系統(tǒng)的可觀測輸出,因此通常把供應(yīng)鏈作為一個(gè)系統(tǒng)來研究,追求系統(tǒng)整體最佳。但僅把供應(yīng)鏈看作一般的靜態(tài)系統(tǒng),采用自上而下的建模、預(yù)測、仿真、優(yōu)化、控制等手段進(jìn)行研究是不夠的。供應(yīng)鏈?zhǔn)堑湫偷膹?fù)雜系統(tǒng),只有從復(fù)雜性科學(xué)出發(fā),才能進(jìn)一步揭示和把握供應(yīng)鏈的內(nèi)部規(guī)律。通常認(rèn)為,供應(yīng)鏈的復(fù)雜性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

1.1供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性

供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性主要體現(xiàn)在:一是供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)形態(tài)的復(fù)雜性。供應(yīng)鏈一般呈現(xiàn)復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),有鏈狀、樹狀、雙向樹狀和星狀等,通常是這些結(jié)構(gòu)形態(tài)的復(fù)合[2]。二是構(gòu)成供應(yīng)鏈實(shí)體的復(fù)雜性。因?yàn)楣?yīng)鏈的主體及合作伙伴等實(shí)體在利益、目標(biāo)、類型、規(guī)模大小、環(huán)境、企業(yè)文化等諸方面存在差別,各實(shí)體必然存在較大的復(fù)雜性。

1.2供應(yīng)鏈的不確定性

從結(jié)構(gòu)的角度來看,供應(yīng)鏈的不確定性體現(xiàn)在以下4個(gè)方面:(1)供給的不確定性:主要表現(xiàn)為供應(yīng)提前期的不確定,還包括供應(yīng)量的不確定性、貨物的可得性等。(2)需求的不確定性:表現(xiàn)為客戶需求量的不確定,以及需求分布在時(shí)間、空間上的差異,需求結(jié)構(gòu)的變動等。(3)銜接的不確定性:指企業(yè)之間或部門之間聯(lián)系的不確定性,主要體現(xiàn)為企業(yè)或部門之間的合作性。(4)運(yùn)作的不確定性:主要體現(xiàn)為供應(yīng)鏈系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定和控制失效。

1.3供應(yīng)鏈中信息的放大和失真

供應(yīng)鏈系統(tǒng)上游、下游之間信息放大、扭曲和延滯等,會引起成員企業(yè)優(yōu)化自身行為的結(jié)果。一方面,由于在供應(yīng)鏈的各成員企業(yè)間普遍存在著一種合作協(xié)商和委托代理關(guān)系,基于委托代理理論,為了保證自己利益的最大化,就會隱藏一些敏感信息,導(dǎo)致供應(yīng)鏈信息不對稱。另一方面,供應(yīng)鏈各節(jié)點(diǎn)企業(yè)為了滿足自己用戶的需求和保持較高的用戶服務(wù)水平,會夸大一些公用信息,導(dǎo)致信息失真。

1.4供應(yīng)鏈的動態(tài)性

由于市場的變化和不可預(yù)測性,供應(yīng)鏈的重要特征就是供需過程不斷重構(gòu)的動態(tài)性。一方面是對供應(yīng)鏈的組織構(gòu)成在權(quán)利、義務(wù)和利益方面按供應(yīng)鏈的需求不斷調(diào)整,淘汰不適應(yīng)的企業(yè),吸納新的企業(yè)。另一方面是一個(gè)產(chǎn)品的生命周期結(jié)束后,相應(yīng)的供應(yīng)鏈體系瓦解,根據(jù)市場的需求組成新的供應(yīng)鏈。此外,供應(yīng)鏈處于一個(gè)動態(tài)變化的社會、經(jīng)濟(jì)、政治、技術(shù)等因素的復(fù)雜環(huán)境中。實(shí)際供應(yīng)鏈系統(tǒng)中表現(xiàn)出的動態(tài)性包括混沌、自組織和博弈等。

2供應(yīng)鏈復(fù)雜性的研究現(xiàn)狀

從現(xiàn)有的文獻(xiàn),可以將供應(yīng)鏈系統(tǒng)復(fù)雜性的研究大體分為兩類:定性分析和定量分析。

2.1定性分析

人們對供應(yīng)鏈的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的逐步認(rèn)識以及復(fù)雜性科學(xué)的發(fā)展,使得很多學(xué)者意識到原來線性的因果關(guān)系分析對有效管理供應(yīng)鏈系統(tǒng)是不夠的。Stacey[3]指出,過去把對一個(gè)企業(yè)的管理建立在對其靜態(tài)分析基礎(chǔ)上的思想過時(shí)了,應(yīng)該把組織看作一個(gè)動態(tài)系統(tǒng),組織的非線性反饋結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生混沌行為。Wilding[4-5]全面分析了供應(yīng)鏈系統(tǒng)中的各種復(fù)雜性因素,提出供應(yīng)鏈中的動態(tài)行為主要是由三個(gè)相互影響但是相對獨(dú)立的因素導(dǎo)致的,即確定性混沌,并行的交互行為和需求放大,并形象的稱其為“供應(yīng)鏈復(fù)雜性三角形”。確定性混沌是由于一些制度因素如再訂貨點(diǎn)策略、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)等造成,而并行交互則由于供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中同級的不同成員的相互影響造成的。最早提出從復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)的角度去認(rèn)識和管理供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的是美國的Choi[6],把供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)與復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)作了比較,并提出了關(guān)于供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)的十條建議,如從整個(gè)供應(yīng)鏈的角度來理解其活動的企業(yè)在管理物流和技術(shù)開發(fā)方面效率更高;采用控制與涌現(xiàn)并舉的管理方式的企業(yè)要強(qiáng)于那些只采取一種方法的企業(yè)等。從復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的觀點(diǎn)看待供應(yīng)鏈,能夠更全面的解釋供應(yīng)鏈中的行為,進(jìn)行的調(diào)節(jié)也會更加有效。Blecker[7]系統(tǒng)地總結(jié)了供應(yīng)鏈復(fù)雜性的主要驅(qū)動因素,給出了一個(gè)二維的驅(qū)動力模型。此外,PRTM(全球運(yùn)營戰(zhàn)略公司)[8-9]等很多咨詢公司從企業(yè)實(shí)際運(yùn)營層面對供應(yīng)鏈復(fù)雜性進(jìn)行了研究。

國內(nèi)學(xué)者在供應(yīng)鏈復(fù)雜性的定性研究方面也做了許多工作。較早地從復(fù)雜性科學(xué)視角研究供應(yīng)鏈的如蔣白樺等[10],提出利用綜合集成研討廳體系的方法來研究供應(yīng)鏈這一開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)。綜合集成專家群體先進(jìn)的管理思想和經(jīng)驗(yàn),綜合利用各種信息技術(shù)以及信息、數(shù)據(jù)、以往成功的案例和相關(guān)的知識等進(jìn)行決策。鄒輝霞[11]認(rèn)為,供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)的復(fù)雜性屬于社會復(fù)雜性層次,它涉及到“虛擬組織”的運(yùn)行,供應(yīng)鏈群體決策、供應(yīng)鏈的發(fā)展變化及其與外部環(huán)境協(xié)調(diào)的復(fù)雜性。分析了供應(yīng)鏈管理的復(fù)雜性特征,并提出了基于復(fù)雜性科學(xué)的供應(yīng)鏈管理研究方法。

還可以從耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)理論、突變論、分形理論和自組織理論等角度來研究供應(yīng)鏈系統(tǒng)。以上的研究給出了研究供應(yīng)鏈系統(tǒng)的指導(dǎo)性原則和建議,但是,若不了解系統(tǒng)的具體行為,這些建議的實(shí)施無從談起,因而需要對系統(tǒng)的行為作深入的研究。

2.2定量分析

對供應(yīng)鏈復(fù)雜系統(tǒng)的定量分析方面的研究主要有:以數(shù)學(xué)模型為對象進(jìn)行的數(shù)值仿真和利用多Agent系統(tǒng)仿真的兩類以仿真為手段的分析方法,以及基于熵的研究和實(shí)證研究等。

2.2.1數(shù)值仿真。啤酒游戲模型的最初設(shè)計(jì)是為了研究微觀結(jié)構(gòu)中人的管理行為產(chǎn)生的動態(tài)性,而這個(gè)模型被作為一個(gè)簡單的供應(yīng)鏈模型廣泛用于研究其非線性復(fù)雜行為。模型以一個(gè)鏈?zhǔn)焦?yīng)鏈為對象,供應(yīng)鏈每級成員根據(jù)所面臨的需求向其上游訂貨,當(dāng)參與者利用Sterman[12]制定的訂貨策略訂貨時(shí),他們的訂貨量出現(xiàn)了非常大的變化,Sterman總結(jié)為三種現(xiàn)象:波動、放大和相位的延遲,認(rèn)為這是對反饋的錯(cuò)位理解所造成的。Larsen[13]對Sterman的訂貨規(guī)則做了部分修改,在對庫存偏差和供應(yīng)線上的偏差調(diào)整率進(jìn)行遍歷以求得到系統(tǒng)解的分布情況時(shí),結(jié)果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)可出現(xiàn)穩(wěn)定、周期性、混沌和超混沌的行為,且穩(wěn)定性行為與不穩(wěn)定行為交錯(cuò)在一起時(shí),參數(shù)的微小變化都可能導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)非常不確定的行為。但他們的研究局限于指出系統(tǒng)存在的混沌行為和對其進(jìn)行分類。Hwarng[14]則更深入地研究了供應(yīng)鏈的各種因素如需求模式、訂貨策略和提前期等如何導(dǎo)致系統(tǒng)的動態(tài)性以及混沌行為。

Wilding[15]利用“戰(zhàn)術(shù)仿真模型”對供應(yīng)鏈中的確定性混沌和并行交互影響進(jìn)行了分析。在分析確定性混沌產(chǎn)生的原因時(shí),他分別考察了供應(yīng)鏈系統(tǒng)層級的數(shù)目、每級中成員的數(shù)目不同時(shí)的系統(tǒng)性能變化,指出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致系統(tǒng)性能的復(fù)雜化。在對并行交互產(chǎn)生的不確定性分析時(shí),他考察了多個(gè)不同類的供應(yīng)商之間性能的相互干擾關(guān)系,指出性能較差的供應(yīng)商影響了JIT類供應(yīng)商的性能。

復(fù)雜供應(yīng)鏈系統(tǒng)數(shù)值仿真多數(shù)關(guān)注于生產(chǎn)庫存系統(tǒng),如啤酒游戲模型,針對供應(yīng)、運(yùn)輸、銷售的研究相對較少,而且對多決策成員之間的交互行為的研究不足。

2.2.2多代理仿真。多Agent系統(tǒng)具有的分布性、開放性和魯棒性使其成為描述供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)的理想工具。多Agent系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)分布式自主決策,強(qiáng)調(diào)各個(gè)Agent之間協(xié)作解決問題的能力,這些特點(diǎn)正好符合供應(yīng)鏈在實(shí)際運(yùn)行中所表現(xiàn)出來的自治性、分布性、并行性和弱耦合性的特征。因此,用多Agent系統(tǒng)來模擬、優(yōu)化、實(shí)現(xiàn)、控制供應(yīng)鏈的運(yùn)行,是一種有效的方法。

Jurgen[16]利用基于Agent的仿真平臺Starlogo,結(jié)合復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論探討了分散控制下的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)問題,描述了所進(jìn)行的三個(gè)供應(yīng)鏈仿真實(shí)驗(yàn)。首先發(fā)現(xiàn)分散模型環(huán)境中一群獨(dú)立主體的行為決策優(yōu)于集中控制下相似數(shù)量主體的行為;其次發(fā)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)對集中供應(yīng)鏈生產(chǎn)能力的影響效果大于分散式供應(yīng)鏈;三是發(fā)現(xiàn)增大擾動程度導(dǎo)致分散式供應(yīng)鏈性能的迅速衰減,而在集中式供應(yīng)鏈中卻難以產(chǎn)生劇烈的反饋。Li[17]首次基于復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)和適合度景觀,提出一個(gè)供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的演化模型,并對該模型進(jìn)行了多代理仿真。結(jié)果揭示了供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)由于企業(yè)在動態(tài)環(huán)境下的交互行為產(chǎn)生的涌現(xiàn)和演化。供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的演化對初始狀態(tài)具有相當(dāng)高的敏感性,它是路徑依賴的,很難準(zhǔn)確地預(yù)測。而對于環(huán)境的動態(tài)性則不同,供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)在不同的環(huán)境中具有相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。當(dāng)供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的企業(yè)采取長期合作戰(zhàn)略而不是短期合作戰(zhàn)略時(shí),會獲取更高水平的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和適應(yīng)性。

這方面的研究多集中在研究供應(yīng)鏈系統(tǒng)的建模和協(xié)調(diào)機(jī)制分析。從宏觀上來看,這些工作僅是一個(gè)開始,尚未形成完善的體系結(jié)構(gòu),有許多問題有待繼續(xù)深入研究:如供應(yīng)鏈系統(tǒng)的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)建模方法、運(yùn)作模式、怎樣建立比較合理有效的仿真模型、如何用一種恰當(dāng)?shù)墓ぞ吆头椒ǚ从硞€(gè)體與總體之間的復(fù)雜關(guān)系等。

2.2.3信息熵方法。在信息論中,熵被定義為描述一個(gè)系統(tǒng)所必須的期望信息數(shù)量。系統(tǒng)的復(fù)雜性越高,隨著其不確定性和無序性的增加,熵也隨著增大。Frizelle和Woodcock首先提出用熵來度量制造系統(tǒng)和供應(yīng)鏈系統(tǒng)的復(fù)雜性,并提出了結(jié)構(gòu)復(fù)雜性(靜態(tài)復(fù)雜性)和操作復(fù)雜性(動態(tài)復(fù)雜性)的熵測度[18]。Deshmukh[19]也研究了制造系統(tǒng)靜態(tài)復(fù)雜性的度量。在這些工作的基礎(chǔ)上,很多學(xué)者對算法作了一些改進(jìn)。Sivadasan[20]基于信息熵度量了一個(gè)供應(yīng)商——顧客系統(tǒng)的運(yùn)營復(fù)雜性,說明了復(fù)雜性以及描述系統(tǒng)狀態(tài)的信息量會隨著下述因素變化:顧客需求的波動,原料供應(yīng)的穩(wěn)定性,內(nèi)部績效的可預(yù)測性,以及管理和控制手段的有效性。Wu[21]對Frizelle和Woodcock提出的運(yùn)營復(fù)雜性指數(shù)和庫存成本的關(guān)系做了應(yīng)用研究。任常銳等[22]提出了一種改進(jìn)的基于近似信息熵的供應(yīng)鏈系統(tǒng)復(fù)雜性度量方法,并通過實(shí)際的案例分析,說明了此方法的可操作性,同時(shí)也對該方法的性質(zhì)進(jìn)行了進(jìn)一步的分析。

基于信息熵來對供應(yīng)鏈復(fù)雜性進(jìn)行度量,優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)的來源比較方便,可操作性強(qiáng),能夠比較直觀和準(zhǔn)確的衡量出系統(tǒng)的復(fù)雜性。但由于復(fù)雜性度量方法的研究本身還不成熟,這種方法還有待改進(jìn),需要在以下方向做進(jìn)一步的研究:熵測度理論對不同供應(yīng)鏈系統(tǒng)的應(yīng)用和擴(kuò)展、供應(yīng)鏈動態(tài)復(fù)雜性的度量問題、供應(yīng)鏈復(fù)雜性度量與供應(yīng)鏈性能之間的關(guān)系等問題。

2.2.4實(shí)證研究。Perona[23]對意大利14家處于不同階段的家用電器企業(yè)的復(fù)雜性如何影響企業(yè)績效,以及它們的供應(yīng)鏈進(jìn)行了實(shí)證研究。問卷的問題集中在銷售、進(jìn)料物流和出貨物流,產(chǎn)品和工藝工程以及生產(chǎn)和組織問題等。研究結(jié)果表明,這些企業(yè)處理其運(yùn)營系統(tǒng)復(fù)雜性對其績效具有深遠(yuǎn)的影響。作者提出了一個(gè)供應(yīng)鏈復(fù)雜性的模型,顯示出在制造和物流系統(tǒng)中控制復(fù)雜性可以視為同時(shí)改善供應(yīng)鏈的效率和效果的核心競爭力。Bozarth[24]特別關(guān)注了細(xì)節(jié)復(fù)雜性和動態(tài)復(fù)雜性,并將供應(yīng)鏈復(fù)雜性分為三類:內(nèi)部制造復(fù)雜性、下游復(fù)雜性和上游復(fù)雜性。利用7個(gè)國家209家制造企業(yè)的數(shù)據(jù)從制造企業(yè)層對供應(yīng)鏈復(fù)雜性進(jìn)行了實(shí)證分析,隨后提出了一個(gè)概念模型,以研究供應(yīng)鏈復(fù)雜性和企業(yè)績效的關(guān)系。結(jié)果表明,更高水平的上游復(fù)雜性、下游復(fù)雜性、內(nèi)部制造復(fù)雜性都將對企業(yè)的計(jì)劃完成時(shí)間和生產(chǎn)成本產(chǎn)生負(fù)面影響。而且,動態(tài)復(fù)雜性的驅(qū)動力因素相對細(xì)節(jié)復(fù)雜性對制造企業(yè)績效的影響更大。

3結(jié)束語

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,為供應(yīng)鏈系統(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;復(fù)雜性科學(xué)必將在供應(yīng)鏈系統(tǒng)研究中扮演重要的角色,為描述供應(yīng)鏈系統(tǒng)演化行為提供嶄新的方法論。供應(yīng)鏈復(fù)雜性的研究成果必將對供應(yīng)鏈管理產(chǎn)生重大的應(yīng)用價(jià)值。

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