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复杂供应链网络的动力学行为及其可控性研究

赵钢  
【摘要】:经济社会中的每一个市场主体都是供应链网络成员,供应链网络的运行直接关系到市场主体的发展,也深刻影响着经济社会的发展。复杂供应链网络是一条或多条价值链上的具有战略伙伴关系的市场主体及其之间的供需关系构成的网络系统,一般是由若干条相关供应链组成。复杂供应链网络系统具有非线性、大规模、高维度的特征。复杂供应链网络的运行特征直接反映在复杂供应链网络的动力学行为当中。复杂供应链网络的拓扑结构是供应链网络运行与功能实现的内在基础,而且对供应链网络的动力学行为有着根本性影响。本文首先考察研究复杂供应链网络拓扑结构特征,在此基础上,研究复杂供应链网络的主要集群动力学行为,包括复杂供应链网络风险扩散动力学行为、复杂供应链网络协作同步运行的动力学行为。通过研究复杂供应链网络的动力学行为,可以深刻了解复杂供应链网络的运行过程特征。人们希望对供应链网络系统进行有效控制,能使供应链网络系统在一定的时空范围内达到期望的运行状态。所以,本文在研究复杂供应链网络的动力学行为之后,研究复杂供应链网络的状态可控性、结构可控性以及复杂供应链网络全局结构可控和状态可控的最优控制方案。本文的研究将会深化对复杂供应链网络系统的认识,丰富供应链系统研究的方法与成果,有助于探索现代供应链网络体系构建方法以及创新流通方式,对于供应链网络系统的培育与运作管理具有重要的参考价值。本课题综合运用多种理论,采用多种方法展开研究。本文的主要研究内容有:(1)研究复杂供应链网络的拓扑结构特性,定义并分析各项拓扑特征参数。考察复杂供应链网络的稀疏性、熵、谱密度,定义并分析复杂供应链网络横向结构直径、短程渠道径路、特征渠道径路、企业集群系数、模体显度,分析复杂供应链网络度分布特征、同配/异配性。以农产品复杂供应链网络为实证研究对象,考察农产品复杂供应链网络的主要拓扑特征、相应参数及其对农产品供应链网络系统运行的影响。(2)构建复杂供应链网络风险扩散集群动力学模型,研究复杂供应链网络风险扩散机理与特征。在分析复杂供应链网络运行阈值特征、自由度与弛豫过程以及供应链网络风险管理目标和步骤的基础上,建立复杂供应链网络风险扩散动力学模型,研究其风险扩散机理与特征,考察复杂供应链网络的不同拓扑演进阶段的风险扩散动力学行为变化,探究复杂供应链网络拓扑演进对风险扩散的影响,并将该模型应用在实际农产品复杂供应链网络中,获得农产品复杂供应链网络的风险扩散行为特征。(3)研究复杂供应链网络运行中的协作同步动力学行为。建立了自治耗散耦合复杂供应链网络系统协作同步模型。研究复杂供应链网络协作同步运行的稳定性和协作同步区间。研究复杂供应链网络协作同步运行能力,分析复杂供应链网络的拓扑演进对协作同步能力带来的影响,考察复杂供应链网络拓扑特征对协作同步行为的影响。(4)研究复杂供应链网络控制系统的可控性。在分析复杂供应链网络系统基本调控模式及其技术性能的基础上,建立复杂供应链网络控制系统可控性判据,研究复杂供应链网络控制系统的状态可控性与结构可控性,分析复杂供应链网络控制系统状态可控性和结构可控性关系,进行复杂供应链网络控制系统控制输入从不同受控点介入的控制效果分析。研究全局复杂供应链网络完全状态可控的控制输入数下限值的确定方法及其最优控制方案,研究复杂供应链网络全局结构可控的控制输入数下限值的确定方法及其最优控制方案。


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