基于品牌效应与竞争力的复杂供应链网络演化模型及仿真

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1、基于品牌效应与竞争力的复杂供给链网络演化模型及仿真 摘要：运用复杂网络理论和分析方法，根据供给链网络演化的根本特征，提出基于品牌效应与竞争力的复杂供给链网络演化模型，刻画供给链网络形成和演化机理。通过计算机仿真，计算不同非线性择优指数下的供给链网络的度分布和聚集系数，分析这个复杂网络的拓扑结构。仿真结果说明，随着非线性择优指数增大网络出现凝聚，说明在供给链网络中出现巨型核心企业，为认识、控制和协调供给链提供理论参考。关键词：供给链;复杂网络;幂律度分布;品牌效应中图分类号：F274Abstract：Usingcomplexnetworktheoryandanalysismethods，acco

2、rdingtothebasiccharacteristicsofsupplychainnetworkevolutions，acomplexsupplychainnetworkevolutionmodelbasedonbrandeffectandcompetitivenessisproposedtodescribetheformationandevolutionmechanismofsupplychainnetworks.Throughcomputersimulation，thepapercalculatedthedegreedistributionandaggregationcoefficie

3、ntofthesupplychainnetworkunderdifferentnonlinearpreferenceindexes，andanalyzedthetopologicalstructureofthesupplychainnetwork.Thesimulationresultsshowthatwiththeincreaseofnonlinearpreferredexponent，thenetworkappearscohesionphenomenon，whichprovidesatheoreticalreferenceforthecorrectunderstanding，managem

4、ent，controlandcoordinationofthesupplychain.Keywords：complexnetwork;supplychain;powerlawdistribution;Brandeffect0引言自从BARABSI和ALBERT提出无标度网络的概念【1】，复杂网络理论和应用的研究方兴未艾。现实世界中复杂网络无处不在，技术网络、社会网络、合作网络等均属于复杂网络的范畴2-4。供给链是由供给商、制造商、零售商组成的复杂网络，是企业适应市场需求不断演化的运作模式。在供给链这个复杂网络上企业之间不断地竞争与合作，研究这类复杂网络，无论是在实际上或是在理论上，都具有重要的

5、意义。传统的供给链管理是针对单个供给商、制造商、配送中心、零售商及消费者形成的线性链的研究，多是集中在这类线性链上建立优化模型或是利用博弈模型研究企业之间的博弈问题5-6，然而，供给链上的企业数目众多，实际供给链不像线性链这样简单，NAGURNEY等考虑了多层次供给链，在2021年提出了第1个供给链网络的超网络均衡模型【7】。该模型将生产网络、銷售网络和运输网络的不同要素综合一体。她们针对每个生产商、零售商和消费市场，考虑供给链网络在不同层生产商、零售商和消费市场产品的交易成功的根底上，产品的流量和价格满足每层的优化条件建立了一个供给链均衡模型。该均衡问题在一定的条件下能够通过变分不等式整合的

6、优化条件来给出解。NAGURNEY等人的工作，开创了利用超网络理论研究供给供给商、生产商和零售商的角度分析各自的决策目标，建立了供给链形成过程的最优化模型8。NAGURNEY等人提出的超网络模型，可以很好地描述供给链中的物流活动，通过求解网络系统的均衡点研究系统的行为，但是没有考虑供给链拓扑结构的变化，而且在一般条件下，要给出供给链均衡问题的解析解也是很困难的。电子商务的高速开展，彻底改变了商业方式，也改变了供给链结构，传统经销商将消失，其功能将被全球网络电子商务所取代。多层的供给链将转变为基于Internet开放式全球网络供给链。在互联网时代，供给链已经形成复杂网络，利用复杂网络研究供给链结

7、构，是一个很有意义的研究方向。国外较早将供给链视为复杂网络研究的是HELBING等人的工作，他们发现供给链管理中的信息放大效应和供给链网络拓扑结构性质有关9;他们也研究了供给链结构与网络的稳定性和抗攻击性的关系10。国内较早在这方面的研究是文献11和文献12，郭进利在文献11中考察了供给链网络的特征，提出了新增入边和出边数是具有Bernoulli分布随机变量的供给链网络。研究了这类网络节点的瞬态度分布和稳态平均度分布，获得了网络节点瞬态度分布和网络稳态平均度分布的解析表达式。范旭等在文献12中针对供给链网络的复杂性和其内外部环境的不确定性，根据复杂网络理论对供给链网络进行了诠释。随后，供给链复

8、杂网络演化模型的研究，越来越受到学者们的关注13-23。供给链管理在管理科学与工程领域一直备受关注，人们从不同的角度研究了供给链网路，除了利用变分方法研究供给链的均衡问题外，多数文献研究的是线性择优增长的供给链网络，表达的是网络度分布的幂律性13-23，然而，供给链网络呈现多样化，企业间相互联系呈现多样性。另外，在供给链管理方面的研究中，虽然有文献研究了品牌效应和企业竞争力对于供给链的影响，但根本都是定性的研究，有一些关于企业品牌效应与竞争力模型的研究，也不是在复杂网络的视角下进行研究24-25。因此，研究基于品牌效应和竞争力的复杂供给链网络的演化，是一个有意义的理论问题。1复杂供给链网络演化

9、模型BARABDSI和ALBERT通过研究万维网的动态演化过程，发现了许多复杂网络具有大规模的高度自组织特性，即网络的节点度服从幂律分布，并把具有幂律度分布的网络称为无标度网络【1】。他们认为产生幂律分布的机制有两点：一个是节点的不断增加，另一个是边的择优连接，由此提出了BA模型，改变了人们用ER随机图Erdos和Renyi随机图模型刻画实际网络的观念。正是BARABDSI和ALBERT的前瞻性的工作，促使本世纪复杂网络研究的蓬勃开展。基于BA模型，出现了很多更符合实际网络的复杂网络演化模型。为了更好地刻画现实世界中的网络，BARRAT等人提出了加权网络的BBV模型【2】。在供给链研究方面，学

10、者们也尝试利用改进的BA模型描述供给链的演化11-13。在供给链中，企业是节点、企业之间的业务来往抽象为边，企业之间的业务量等可以抽象为权重，近年，有学者利用线性择优的加权网络描述供给链的演化18，21。在现有利用复杂网络研究供给链的文献中，人们很少考虑供给链网络上企业之间的竞争情况，然而，构成供给链网络的企业呈现多样化和差异化，企业间相互联系呈现非线性和多项选择择性，网络整体与外部环境强耦合与强互动。另外，企业本身的实力表达的是企业的竞争力，企业的品牌效应也是企业生存的关键。根据供给链网络的主要动态演化特征，我们建立供给链网络的模型如下2模型仿真在第2节中，我们建立了供给链网络演化模型，在这

11、一节中，我们对模型进行计算机仿真。我们取1000个节点企业，假设供给链网路模型演化连接图，如图2所示。从这个图可见，考虑企业品牌效应和竞争力的供给链网络演化模型是极其复杂的网络，由此可见，利用复杂网络方法研究供给链网络的演化是适宜的。我们取10000个节点企业，假设初始节点为m0=12个，每单位增加m=5个节点，企业的品牌效应是从0，1上的均匀分布抽取，企业的竞争力a是0，1上的均匀分布抽取，非线性择优指数分别取：0，0.5，1，对供给链网络演化模型进行计算机仿真，分析网络的拓扑结构。我们利用供给链网络演化模型中，提高了运算速度。从图3可见，=0时网络的度分布是指数分布，这是因为网络节点的选择

12、是随机的，说明在供给链上企业之间不考虑其它因素，随意选择合作，必然形成“大锅饭的世态;当=1时网络的度分布是幂律分布，网络呈现出了无标度特性，说明在供给链上必然出现核心企业，在这样的供给链网络上，虽然大局部企业依赖于一些核心企业而生存，但网络是稳定的;当=0.5时网络的度分布介于幂律分布和指数分布之间，供给链网络介于随机网络与无标度网络之间，由此可见，这个网络呈现拉直指数分布的特征，可以根据非线性择优指数调节网络结构，使得供给链均衡开展，防止富者更富贫者过贫，同时防止“大锅饭现象。图3中左边的3个分散点是最小度为5的节点在总节点中占的比率，这说明了当非线性择优指数在0到1之间时最小度的节点总数

13、不多，网络的Hub核心节点不明显。当=1时，最小度为5的節点在总节点中占的比率有了量级提高，网络也开始出现Hub节点。从图4可见，非线性择优指数为=1.15时网络最小度为5的节点数在总节点数中占的比率，比非线性择优指数为=1时网络度为5的节点数在总节点数中占的比率大，当=1.2时最小度为5的节点在总节点中占的比率高达92.76%，也就是说有92%以上的企业不能获得合作的时机，网络出现凝聚现象，即：“赢者通吃，网络的度分布也呈现下弯形状，这种现象说明了供给链网络中只有个别企业独大成为核心企业，绝大局部企业只能跟从，需与核心企业合作才能获得利润。这时，供给链网络必然出现垄断现象，供给链失去了公平博

14、弈竞争，很有可能出现垄断企业敲诈其他企业的现象，形成出现零行列式策略博弈26。从图5可见，聚集系数C在区间0，1上是的递增函数，但都在一个数量级上，当=1时聚集系数C只有0.0066，网络聚集现象不明显，但当1时网络聚集聚集系数C为0.02，比在0，1上的聚集聚集系数C上了2个数量级，高达0.23。这时，网络出现凝聚和聚集现象，在这个供给链上绝大局部企业依赖于个别巨型企业，出现垄断现象。3结论随着科技的开展，全球一体化进程不断加快，供给链越来越重要，供给链也越来越庞大复杂，线性供给链的研究已经不适应复杂供给链网络情形。文中运用复杂网络理论，依据供给链网络的根本特征，建立了复杂供给链网络演化模型

15、。这个模型的特点是表达了供给链中企业的品牌效应与竞争力。利用复杂网络分析方法对文中建立的模型进行了分析，研究说明，供给链网络的拓扑特征受供给链成员企业品牌效应、竞争力及非线性择优系数的控制，度分布介于幂律分布与指数分布之间，供给链网络介于随机网络与无标度网络之间，表达出供给链网络的多样化和企业间相互联系的多样性。如果品牌效应和竞争力服从均匀分布，当非线性择优指数接近1时，供给链出现核心企业，大于1时开始出现巨型企业。这时，需要宏观对供给链进行调整，防止垄断和零行列式策略博弈的发生。文中对于供给链的研究具有一定的理论意义，为认识、控制和协调供给链提供理论参考。参考文献：【1】BARABSIAL，

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21、evolutionarymechanismofcomplexsupplychainsystemsusingevolvinghypergraphsJ.PhysicaA，2021，489：141-148.供给链结构特征实证研究J.江苏商论，202108：22-26.24王海军，谭洁，王天雨.供给链复原能力与供给链竞争力关系研究：基于动态能力的视角J.管理评论，2021，3011：223-233.25戢守峰，姜力文，孙琦，等.考虑产品品牌效应的多产品多制造商纳什均衡策略J.中国管理科学，2021，2505：97-108.26PRESSWH，DYSONFJ.IteratedPrisonersDilemmacontainsstrategiesthatdominateanyevolutionaryopponentJ.ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences，2021，10926：10409-10413.