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《上海交通大学》 2008年
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基于分形理论的供应链风险结构及管理机制研究

艾耕云  
【摘要】: 上世纪末以来,供应链管理成为企业获取竞争优势,增强竞争力的重要手段;网络化成为企业快速响应多变市场的不可或缺的策略方法,网络合作关系的成员企业通过发展、深化、集成合作伙伴关系,彼此依赖,密不可分;降低交易成本、集中核心能力、获得关键技术、共享风险是供应链管理成功的关键。供应链给企业带来竞争优势的同时,也带来了潜在风险。人们在研究供应链网络设计问题、供应链协调与契约问题、供应链中的库存问题、供应链绩效评价问题、供应链中的信息流与价值等问题的同时,越来越关注供应链的风险问题。 供应链风险管理虽然引起大家的广泛研究,然而采用非线性复杂理论把供应链作为整体进行研究的文献很少。本文尝试从分形理论角度,利用非线性分析工具,研究供应链整体风险结构和风险管理问题,作些初始的探索,本文的主要工作和研究结论如下: 1、简单阐述了供应网络脆弱性、供应网络弹性、供应网络鲁棒性、供应网络柔性、供应网络可靠性、供应链敏捷性、供应网络结构、供应链复杂度等相关概念,分析其与供应链风险的关系。系统总结了供应链风险管理相关的国内外文献,对研究现状进行了简短总结。 2、提出了具有分形特征的供应链优化了信息空间的维数,优化了信息效率。通过对供应链风险因素和参与方广泛性和复杂性的分析,指出供应链风险管理的巨大信息需求,为了对供应链风险管理的整体有效掌控,本文认为必须寻找有效的信息机制,提高信息效率,以最小的信息需求达成有效控制和管理。通过对机制设计大师Hurwicz门徒田国强的分散化信息机制田氏定理的剖析,可知获得最优信息效率、实现资源最优配置的经济环境类的信息空间及效用函数与生产函数具有分形的特征。因此,本文结合信息机制和分形理论的分析,提出对供应链风险结构进行重构,建立具有分形特征的供应链风险结构是解决供应链风险管理信息效率的最佳途径。 3、研究了重构分形特征供应链的意义及其重构的理论与实践方法。利用分形理论,把复杂的企业和供应链系统压缩为一些自相似规则的分形体,这样可以减少信息的维数,利用较少数量的指标信息,达成管理和控制更大规模、更长链条的企业或供应链,降低供应链管理风险。先从竞争效率、激励机制和自组织机制角度研究了重构分形特征供应链的意义,其自相似性质引致了自组织、自协同和自优化,提高了系统的效率和能力。再从理论和实践两个方面探讨了供应链风险结构重构的方法。理论方面,主要以主成分分析法甄选出优秀个体的互不相关的关键因素,以此关键因素的标准和规范为核心标准源,重构具有自相似特征的供应链。实践方面,从组织结构、制度程序、校准强化系统、企业文化、员工发展、信息系统六个方面构造因素重构具有分形特征的供应链核心企业。按照统一的规则在核心企业内部与供应链的各类供应商之间及供应商的上游供应商之间进行渗透和扩展,包括个体组织的运作采用相似机制、每个供应商选择及管理采用相似机制、外部合作伙伴多级延伸管理采用相似机制、内部组织不同层级管理采用相似机制。把供应链核心企业及其供应链系统压缩为一些相似规则的分形体。 4、研究了供应链风险结构及其特征参数。分析了基于价值活动的供应链嵌套结构,提炼了结合该嵌套结构的供应链风险因素,并进一步架构了供应链风险分析指标体系。对供应链风险结构研究的理论选择进行了分析,确定分形理论能够更好地刻画供应链的风险结构特征,基于分形理论阐述了价值活动风险结构的分形维数、多级供应链风险结构的局部分形维数的计算方法。研究了供应链风险结构分形奇异谱及其特征参数,分形奇异谱刻画了供应链不同局部区域的供应链风险离差度,不规则度、不均匀程度或复杂度。进一步讨论了改变分形元尺度能够使我们从不同的尺度范围来分析和管理供应链风险结构。运用算例具体描绘了供应链分形维数、多重分形及其特征参数的计算过程,得到了特征参数的具体数值。 本文使供应链风险管理由两层延伸至更多层,拓展了供应链风险管理的视野,更接近客观现实供应链风险的实际状况,建立了供应链整体的风险管理观念。 5、研究了供应链风险扩散收敛模型及管理机制。基于供应链系统的复杂性和供应链核心企业内部及供应链链级之间作用的非线性,运用复杂理论的非线性模型对供应链风险扩散收敛机理进行了分析。研究了供应链成员不实施干预和实施干预、干预存在时滞而参数不存在扰动和干预不存在时滞而参数存在随机扰动四种情形下的供应链风险扩散收敛模型。模型着重分析了供应链风险因素如何在供应链网络系统中存在,其产生、传导、扩散、震荡、收敛并稳态运行的方式,供应链风险在供应链系统中扩散收敛的关键参数,即供应链风险扩散收敛系数、平均响应时间及风险管控能力系数。 针对模型的三个关键参数,探讨了供应链风险结构对风险扩散收敛系数的影响,得出了供应链风险结构分形维数奇异谱的特征参数可以有效表征风险扩散收敛系数,并提出了减低供应链复杂度而降低供应链风险的管理方法;探讨了供应链敏捷性对供应链平均响应时间的影响,分析了供应链敏捷性评估模型和改善敏捷性水平的方法;探讨了不同绩效评估机制对供应链成员管控风险努力水平的影响,从而改善供应链管理者的努力程度,改进供应链风险管控能力。从分形特征供应链自相似性提高信息效用方面、自组织、自优化能力适应环境变化方面得出分形特征供应链能够兼备较高的供应链风险扩散收敛系数、较小的供应链风险响应时间,以较小的供应链风险结构变化化解风险;供应链的自相似性也有利于绩效的比较、有利于更好运用绩效评估机制;因此,分形特征供应链能够获得更优的三个模型参数水平,提高供应链的抗风险能力。 6、研究了分形供应链自相似性对收益的影响。探讨了基于分形理论而重构的供应链系统,其规则和结构的相似性导致供应链组成部分之间风险具有较强的相关性。而供应链自相似性对风险具有双面的作用,自相似引致自相关产生加强风险作用,自相似引致自优化又产生降低风险的作用,两种方式彼此作用。 本文借鉴Babich(2003)供应商信用风险相关性模型和Martin A. Lariviere Evan L. Porteus(2001)纯定价合约报童问题模型,研究供应链自相似性引致的自相关和自优化对收益的综合影响,分别从供应链纵向自相似和横向自相似两个方面给予揭示,即生产商和单个供应商的纵向自相似性、生产商和多个供应商的横向自相似性,在确定性需求和不确定性需求下,对供应链各方均衡及收益的影响。 单个供应商、需求不确定下,一体化供应链均衡最佳订货量和最佳利润随着产品缺陷风险减小而增大;非一体化供应链均衡最佳订货量、最佳供应商利润、最佳生产商利润均随产品缺陷概率减小而增大。因为供应链自相似导致自优化而降低产品缺陷概率,从而供应链自相似性提高有利于一体化和非一体化供应链收益的提高。 两个供应商、需求确定下,当自相似引致的自优化达到一定程度时,供应链自相似性提高,使得生产商和供应链整体利润得到提高;供应链自相似性对供应商的影响不确定,只有供应商缺陷概率很高时,才可能使供应商利润提高。两个供应商、需求不确定下,通过算例分析,在需求为指数分布和正态分布,对称性供应商情形时,得出供应链自相似性导致自优化达到一定水平后,供应链自相似性的提高,使生产商和供应链整体均衡利润上升,使供应商均衡利润下降。因为供应链自相似性提高使得供应链整体利润得到提升,供应商的积极性可以通过供应链协调来提高。 7、对具有分形特征的供应链风险结构及管理机制进行了实证分析。总结了自相似程度较高的连锁经营企业的发展现状,客观上证实具有分形特征的企业及供应链能够较好地适应不断变化、竞争激烈的环境,有效防范和控制风险,获得良好发展。分析了国内两家有代表性的中西餐饮企业,详细阐述其结构特点和管理原则,计算了其供应链价值活动分形维数,剖析了奇异指数和奇异谱,刻画出其供应链风险结构差异,得出了供应链扩散收敛系数的相对值。通过两家企业2002年—2007年几个重大危机事件中企业供应链实际营运情况的深入分析,得出了供应链风险管控能力系数越大,供应链越能在较低风险的稳态下运行;供应链风险扩散收敛系数的相对值虽然较大,只要相对平均响应时间短,响应速度快,供应链风险危机就能够被有效控制,恢复至稳态运行。通过多年企业实际运营数据的比较,可以发现自相似程度高的企业,虽然其导致较高的自相关性,但由于自组织、自优化能力较强,防范风险、化解风险能力也较强,自相似性强的企业获得了更高的持续收益增长。 本文针对供应链风险管理主要进行了以下几点创新研究: 1、提出了具有分形特征的供应链优化了信息空间的维数,优化了信息效率,研究了重构分形特征供应链的意义及其重构的理论与实践方法。 2、基于分形理论研究了供应链风险结构及其特征参数。使供应链风险管理由两层延伸至更多层成为可能,拓展了供应链风险管理的视野,建立了供应链整体的风险管理观念。 3、运用复杂理论的非线性模型对供应链风险扩散收敛机理进行了分析,研究了四种情形下的供应链风险扩散收敛模型。 4、研究了分形供应链自相似性对收益的影响。供应链自相似性导致了供应链组成部分风险的自相关和行为的自组织,运用模型分析了这种自相似性对生产商、供应商和供应链整体均衡及收益带来的影响。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:F274

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