（管理科学与工程专业论文）基于语义web服务的供应链知识协同模式研究.pdf

武汉理工大学博士学位论文 摘要 随着知识经济时代的来临，供应链运作从信息协同模式向知识协同模式演 变，供应链知识协同已成为新形势下发展起来的一门管理哲学。伴随新兴技术 的飞速发展，语义网实现了计算机自动处理功能，其和w e b 服务的有机结合使 得计算机能够理解w e b 服务功能，并按w e b 服务的新型架构实现w e b 服务的自 动发现、组合和执行，适应了松耦合、异构、自治、分布的供应链应用情景。 研究基于语义w e b 服务的供应链知识协同模式将有利于充分发挥供应链知识资 源的效能，增强供应链的协调能力、合作能力和创新能力，提升供应链的综合 竞争力，对实现供应链的高效、敏捷、平稳运作具有重要的理论价值和现实意 义。 论文在回顾国内外有关供应链协同的研究背景、视角的基础上，指出了当 前研究中存在的局限，提出了供应链知识协同的思想并融合语义网和w e b 服务 技术加以实现。论文首先剖析了形成供应链知识协同的内在机理，提出了支持 供应链知识协同的核心策略，建立了供应链知识协同的基本理论和方法；接着 从技术实现的角度，构建了供应链本体，设计出基于语义w e b 服务的供应链知 识协同系统的体系结构；最后引入标杆管理，探讨了供应链知识协同的实施。 纵观全文，其主要工作概括如下： ( 1 ) 在供应链知识协同的理论与方法方面，论文在综述已有研究成果的基 础上，界定了供应链知识协同的概念，论述了供应链知识协同的特征和意义， 提出了供应链知识协同度的测度方法，对供应链知识协同状态进行了分类和平 稳性分析；建立了供应链知识协同的概念模型和过程逻辑模型，揭示了供应链 协同的内在动力机制；探讨了供应链内部激励机制的设计，提出了基于时间的 竞争策略、冲突消解策略和供应链知识协同协议。 ( 2 ) 在供应链知识协同的语义支持方面，论文指出了供应链本体的开发过 程，提出了快速原型与增量式开发方法，确立了供应链本体开发的五项原则； 依据自上而下的思想设计了供应链本体的总体结构，详细论述了多信息源下供 应链本体的自动抽取过程；最后利用p r o t 6 9 6 工具创建了基于o w l 的供应链本 体，提出了供应链本体的映射策略和一致性检测方法。 武汉理工大学博士学位论文 ( 3 ) 在供应链知识协同的技术实现方面，论文运用o w l - s 规范了描述供 应链知识协同服务的本体，并在此基础上阐述了供应链知识协同系统中语义w e b 服务的交互过程，描绘了供应链w e b 服务注册中心的注册工作模型，提出了基 于中间件的前向链、无回溯反向链和双向链三种动态w e b 服务合成算法，设计 了供应链w e b 知识服务的安全模型，构造了基于语义w e b 服务的知识协同系统 的体系结构。 ( 4 ) 在供应链知识协同的实施方面，论文从理念、制度和技术等方面提出 了供应链知识协同的实施策略，探讨了基于标杆管理的供应链知识协同实施方 法；最后以水泥厂供应链为应用背景，从协同投标、协同设计和项目协同管理 三方面研究了供应链知识协同系统的技术实现。 关键词：供应链知识协同，动态博弈，语义网，本体论，语义w e b 服务 l l 武汉理工人学博士学位论文 a b s t r a c t i nk n o w l e d g ee c o n o m ye r a , s u p p l yc h a i no p e r a t i o n sm o d e l 俗c o m ) u n d e r g o e s t h et r a n s i t i o nf r o mi n f o r m a t i o nc o o r d i n a t i o nt ok n o w l e d g ec o o r d i n a t i o n , ar i s i n g m a n a g e m e n tp h i l o s o p h y a tt h es a m et i m e ，w i t hr a p i dd e v e l o p m e n to ft e c h n o l o g y , s e m a n t i cw e ba c h i e v e sa u t o m a t i c c o m p u t e rh a n d l i n g o nc o n d i t i o n o ft h e c o m b i n a t i o no fs e m a n t i cw e ba n dw e bs e r v i c e s ，i ti se a s yf o rc o m p u t e rt ou n d e r s t a n d t h ef u n c t i o no fw e bs e r v i c e s ，t or e a l i z ea u t o m a t i cd i s c o v e r y 、c o m b i n a t i o n 、e x e c u t i o n o fw e bs e r v i c e sa c c o r d i n gt on e wa r c h i t e c t m ea sw e l la st of i ti nw i t ht h ea p p h e d s c e n eo fs u p p l yc h a i nw h i c hi sl o o s ec o u p l i n g 、h e t e r o g e n e o u s 、a u t o n o m o u sa n d d i s t r i b u t e d r e s e a r c ho ns u p p l yc h a i nk n o w l e d g ec o o r d i n a t i o nm o d e lb a s e do n s e m a n t i cw e bs e r v i c e si sa d v a n t a g e st ob r i n gp o t e n c yo fk n o w l e d g er e s o u r c e si n t o f u l lp l a y f u r t h e r m o r e ，c o o r d i n a t i o na b i l i t y 、c o o p e r a t i v ea b i l i t y 、i n n o v a t i o na b i l i t ya n d t h eo v e r a l lc o m p e t i t i o no fs u p p l yc h a i nc a l lb ee n h a n c e d i ns h o r t ，t h i sd i s s e r t a t i o ni s o fi m p o r t a n tt h e o r e t i c a lv a l u ea n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e r e v i e w i n gt h eb a c k g r o u n da n dv i e w sa b o u ts u p p l yc h a i nb o t ha th o m ea n d a b r o a d ，t h ed i s s e r t a t i o np o i n t so u tt h el i m i t a t i o n se x i s t i n gi n c u r r e n tr e s e a r c h e s ， p r o p o s e s t h e t h o u i g h t o f k n o w l e d g e c o o r d i n a t i o na n dr e a l i z a t i o n m e t h o d - - - - c o m p r o m i s i n gs e m a n t i cw e ba n dw e bs e r v i c e st e c h n o l o g y f i r s t l y , i n n e r m e c h a n i s mo fk n o w l e d g ec o o r d i n a t i o ni s a n a l y z e d ，c o r es t r a t e g i e ss u p p o r t i n g c o o r d i n a t i o na r ea d v a n c e da n db a s i ct h e o r ya n dm e t h o da r ee s t a b l i s h e d ；t h e n , f r o m v i e wo ft e c h n o l o g yr e a l i z a t i o n , s u p p l yc h a i no n t o l o g yi sc o n s t r u c t e da n dt h e a r c h i t e c t u r eo fk n o w l e d g ec o o r d i n a t i o ns y s t e mb a s e do ns e m a n t i cw e bs e r v i c e si s d e s i g n e d ；f i n a l l y , b e n c h m a r k i n gi s i n t r o d u c e di n k n o w l e d g ec o o r d i n a t i o n , a n d c o o r d i n a t i o ni m p l e m e n ti sd i s c u s s e di nt h i sd i s s e r t a t i o n a sm e n t i o n e da b o v e ， d e t a i l e dw o r ki s 鹬f u l l o w s ： ( 1 ) i nt h er e s p e c to ft h e o r ya n dm e t h o d ：b a s e d o nr e s e a r c ha c h i e v e m e n t s c o n c e r n e d ，s u p p l yc h a i nk n o w l e d g ec o o r d i n a t i o ni sd e f i n e da n di t sc h a r a c t e r i s t i c sa n d m e a n i n ga r ee x p o u n d e d b e s i d e s ，m e t h o d so fm e a s u r i n gc o o r d i n a t i o nd e g r e ea r e i l l 武汉理工大学博士学位论文 p r o p o s e d ，t h es t a t u so fk n o w l e d g ec o o r d i n a t i o ni sc l a s s i f i e da n di t ss t e a d yi sa n a l y z e d s u b s e q u e n t l y , c o n c e p t i o nm o d e la n dl o g i c a lp r o c e s sm o d e la r ec o n s t r u c t e d ，a n di n n e r d y n a m i c a lm e c h a n i s mo fs u p p l yc h a i nc o o r d i n a t i o ni sr e v e a l e d o nt h eb a s i so fa b o v e w o r k ，t h i sd i s s e r t a t i o nd i s c u s s e si n n e ri n c e n t i v em e c h a n i s mo fs u p p l yc h a i na n d p r o p o s e st i m e - b a s e dc o m p e t i t i o ns t r a t e g y 、c o n f l i c t - r e s o l u t i o ns t r a t e g ya n dk n o w l e d g e c o o r d i n a t i o np r o t o c 0 1 ( 2 ) i nt h er e s p e c to f s e m a n t i cf o u n d a t i o n ：t h ed i s s e r t a t i o ni n d i c a t e st h e d e v e l o p m e n tp r o c e s s f o r s u p p l yc h a i no n t o l o g y , a d v a n c e s f a s t p r o t o t y p ea n d i n c r e m e n t a ld e v e l o p m e n tm e t h o da sw e l la se s t a b l i s h e sf i v e p r i n c i p l e so fo n t o l o g y d e v e l o p m e n t ；a c c o r d i n gt o t h et o p d o w nt h o u g h t t h ea r c h i t e c t u r eo fo n t o l o g yi s d e s i g n e d a n da u t o m a t i ce x t r a c t i o nb a s e do nm u l t i i n f o r m a t i o ns o u r c ei sb a t t e d ； f i n a l l y , s u p p l yc h a i no n t o l o g yb a s e do no w l i sc o n s t r u c t e db ym e a n so fp r o t 6 9 6a n d m a p p i n gs t r a t e g ya n dc o n s e n s u sm e a s u r e m e n ta r ep r o p o s e d ( 3 ) i nt h er e s p e c to ft e c h n o l o g yr e a l i z a t i o n ：o w l - si sa p p l i e dt os p e c i f y o n t o l o g y , w h i c hd e s c r i b e sk n o w l e d g ec o o r d i n a t i o ns e r v i c e so fs u p p l yc h a i n b a s e d o ni t ，i n t e r a c t i o np r o c e s so fs e m a n t i cw e bs e r v i c e si nk n o w l e d g ec o o r d i n a t i o ns y s t e m i se x p r e s s e d ，r e g i s t r ym o d e l so fr e g i s t r yc e n t e rf o rw e bs e r v i c e sa r ed e s c r i b e da n d a l g o r i t h m so fw e bs e r v i c e sc o m p o s i t i o n ，t h a ti s ，f o r w a r dc h a i n i n ga l g o r i t h mb a s e do n m i d d l e w a r e 、n o n b a c k t r a c k i n gb a c k w a r dc h a i na l g o r i t h ma n db i d i r e c t i o n a lc h a i n a l g o r i t h m ，a r ea d v a n c e d s u b s e q u e n t l y , s e c u r i t ym o d e l so fw e bk n o w l e d g es e r v i c e s a r ed e s i g n e da n dt h ea r c h i t e c t u r eo fk n o w l e d g ec o o r d i n a t i o n s y s t e m b a s e do n s e m a n t i cw e bs e r v i c e si ss u c c e s s i v e l yc o n s t r u c t e d ( 4 ) i nt h er e s p e c to fk n o w l e d g ec o o r d i n a t i o ni m p l e m e n t s ：f r o mv i e wo fi d e a ， r e g u l a t i o na n dt e c h n o l o g y , t h ed i s s e r t a t i o np r o p o s e si m p l e m e n ts t r a t e g i e so fs u p p l y c h a i n k n o w l e d g e c o o r d i n a t i o na n dd i s c u s s e s i m p l e m e n t m e t h o d sb a s e do n b e n c h m a r k i n g i nt h ee n d ，t e c h n o l o g yi m p l e m e n ti ss t u d i e df r o mc o l l a b o r a t i v eb i d i n g , c o l l a b o r a t i v ed e s i g na sw e l la sp r o j e c tc o o r d i n a t i o nm a n a g e m e n ti nt h ea p p l i e d b a c k g r o u n do fc e m e n tp l a n t k e yw o r d s ：s u p p l yc h a i nk n o w l e d g ec o o r d i n a t i o n ，d y n a m i cg a m e s ，s e m a n t i cw e b ， o n t o l o g y , s e m a n t i cw e bs e r v i c e s 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已 经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学 位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在 论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：监日期： 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保 留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：导师签 期： 武汉理工大学博士学位论文 1 1引言 第1 章绪论 随着知识经济时代的来临，市场的不确定性日益增加，客户需求的多样化 也愈加突出，市场竞争呈现出明显的国际化趋势。与此同时，高新技术的迅猛 发展导致技术变革速度不断加快、产品生命周期迅速缩短、产品技术知识日趋 密集。为了摆脱困境，企业采取了许多先进的制造技术和管理方法，如成组技 术、计算机辅助设计、敏捷制造系统、准时生产制、企业资源计划等。虽然这 些方法也取得了一定的成效，但在经营的灵活性、快速响应客户需求方面并未 取得实质性突破。人们终于意识到问题不在于具体的制造技术或管理方法本身， 而是在于传统生产与经营模式的束缚。 从系统论的观点上看，企业是一个资源的输入输出转换系统，其生存与发 展依赖于与之相关的外部环境。因此，外部资源的输入质量直接影响到企业满 足客户需求的质量，而这些资源是企业难以直接控制的。从核心能力理论的观 点上看，企业不需要也没有能力在所有方面都做到最优，而只需在关键的核心 价值增值方面具有超凡的能力。为此，企业需要通过向外界寻求最佳合作伙伴 来获得竞争优势，于是出现了基于横向一体化的供应链管理思想。供应链管理 模式强调系统观念，要求从全局角度考虑产品的竞争力，强调建立战略性合作 伙伴关系，通过强强联合的方式，使每个企业都充分发挥各自的优势，在价值 增值链上达到“共赢”的效果。供应链管理模式已经在西方发达国家得到了成 功的实施，1 9 9 7 年p r t m 公司进行了一项关于供应链管理的调查，结果表明： 供应链管理的实施，使管理总成本降低1 0 以上，中型企业的准时交货率提高 1 5 ，订单提前期缩短2 5 一3 5 ，中型企业的增值生产率提高1 0 以上，绩优 企业资产运营业绩提高1 5 一2 0 ，中型企业的库存降低3 ，绩优企业的库存 降低1 5 ，绩优企业现金流周转周期比一般企业少4 0 6 5 天l l i 。 从结构上看，供应链是由多个彼此独立的供应商、制造商、分销商以及零 售商通过信息流、物流、资金流相互影响而构成的一种链状结构的分布式系统。 供应链成员有着各自不同的优化目标和私有信息，这些优化目标往往与系统整 武汉理工大学博士学位论文 体优化目标相冲突。为了优化供应链决策，每一个供应链成员不仅要对自身的 目标进行局部优化，还要考虑对其他成员和供应链整体的影响，并且与其他成 员一起协同合作，以达到供应链的整体优化目标。同时，市场环境是不断变化 和难以预测的，为满足市场需求，供应链中的各种实体和功能单元必须加强合 作和信息共享。现阶段，协同合作已贯穿于供应链管理的全过程：从产品的创 新设计过程来看，产品的创新设计在全球市场环境中具有高度的任务不确定性， 并依赖于企业内部和外部节点企业的资源及其功能，如何有效地协同相关资源 和功能对于及时、低成本、低风险地设计出满足用户需求的产品至关重要【2 1 ；从 产品的流动过程来看，节点企业问可通过对需求的一致性预测、信息共享和v m i 等协同机制，来避免由于管理控制粒度不一致和“牛鞭效应”而造成的供应链 中各个环节低效率、过多库存、低质客户服务和生产进度延误等问题【3 】；从产品 的营销过程来看，供应链中企业间加强广告合作已逐渐成为一种趋势，它们之 间品牌投资、广告费用分担等也成为供应链协同研究的问题之一【4 _ 5 】。供应链协 同有助于加快新产品上市时间、降低库存、降低周转时间、提升人力资源效率、 改善顾客服务。简言之，协同是供应链竞争力的源泉和生命，供应链之间的竞 争从本质上来讲是不同供应链中企业| 1 日j 协同的竞争。协同有力，则供应链强； 协同不力，则供应链亡。 从知识管理的角度来看，供应链不仅是物料的供应链，更是知识的供应链， 知识日渐成为推动供应链协同的重要因素。供应链成员企业在进行协同合作的 过程中，一方面向供应链中扩散知识，另一方面要从供应链中吸纳其它成员企 业的知识，实现知识资源的互补。通过科学地管理和运用供应链中的知识，可 以优化供应链上各成员企业之间的业务关联，提高供应链的敏捷性、柔性和创 新效率，从而改善供应链的整体绩效，使得供应链在激烈的市场竞争中获得持 续的竞争优势1 6 】。 目前，在供应链管理领域中对知识协同的系统研究还比较少，但是对供应 链协同及供应链知识管理的研究已积累了丰富的经验。在本章中，我们将首先 回顾现存的有关供应链协同的相关文献，并对其含义、分类及国内外研究动态 进行简要的回顾，从中提炼出具有指导性的一些原理和方法，以利于我们今后 对供应链知识协同的研究。 2 武汉理工大学博士学位论文 1 2 供应链协同研究综述 1 2 1 供应链协同的认识 研究供应链协同的动机最初来源于f o r r e s t c r 提出的工业生产中因需求信息 的波动、延迟和放大而导致效率低下的问题，即牛鞭效应。l e ee ta 1 将此问题归 结为信息扭曲问题，认为其产生的根源在于需求信息、订单匹配、价格波动和 不良博弈同。在准确理解供应链协同的含义和本质之前，首先需要明确协同与协 作、集成、信息共享、交互、合作等概念之间的关联。m a t t e s s i c he ta 1 认为协作 ( c o o p e r a t i o n ) 是指为关联目标而建立的组织间低层次、非正式的委托关系，协 作需要实现信息共享，但权力依然为各自组织所控制，协作不会产生风险，组 织自主支配各自资源，独享收益：集成( i n t e g r a t i o n ) 是实现协同的手段和策略； 信息共享是集成的内容和目的；交互( i n t e r a c t i o n ) 是指组织间的信息传播与接 受；合作( c o l l a b o r a t i o n ) 是由多个组织参与，为实现共同目标而建立的互利、 明确的关系，共同投入资源，成果共享，其合作结构以及由此决定的权力结构 与协同存在着显著不同。在概念相互区分的基础上，m e r r i a m - w e b s t e r 则认为协 同( c o o r d i n a t i o n ) 是为产生统一的动机、条件以及按友好协商方式共同行动而 进行的过程。与协作相比，其关系更加正式，目标相容，各自担当的角色和相 互间的通讯渠道明确，相互认可资源投入，收益共享，风险共担，权力依然保 留在各自组织内部【8 l 。目前，对供应链协同问题的表现及其产生原因的研究主要 从组织理论、经济学理论和经营管理理论等角度展开，不同的视角观点各异， 提出的协同策略也各不相同。对供应链协同问题的理解可以概括为以下几个方 面： ( 1 ) 组织理论认为供应链协同问题来源于环境和任务的不确定性、供应链 规模、利益冲突、资源依赖性、供应链内业务相关性和不同的管理形式，而深 层的原因在于供应链的功能分布、信息不充分、资源稀缺和有限理性。组织理 论分别从组织协同、组织内关系和资源依赖等三方面探讨了供应链协同理论。 组织协同理论以供应链内人员或群体间以及工作单元问的关系、功能交叉单元 为协同研究对象，反映了为实现共同目标而协同工作的各分散部分之间的整合 程度和方式。这种整合程度和方式与任务依赖性、任务不确定性及组织规模相 关，而任务依赖性、任务不确定性、组织规模又取决于规范化、信息的共享程 3 武汉理工大学博士学位论文 度和处理能力、生产复杂性。多种影响因素共同决定了协同模式，当任务明确、 可变动性小时，可实行标准化或程序化方式：反之，则需要实施人员或群体协 调、相互调整和反馈策略。组织内关系理论强调供应链内自治企业的关系协同， 这种关系的协同很大程度上依赖于非市场机制的作用，通过公平、公正的内部 交易来维持良好的互利、稳定的合伙关系，从而更加经济、正确地解决协同问 题。1 。资源依赖理论则认为有价值的稀缺性资源对组织的生存至关重要，而这种 资源的获取决定了组织对外界环境的依赖性，为摆脱资源依赖，组织采取联盟、 合资和纵向集成等协同模式。 ( 2 ) 经济学理论将协同状态描述为均衡、帕累托最优或帕累托改进，认为 协同问题产生于不确定性、信息的不完全性、有限理性以及由于节点企业不同 的决策行为而导致的冲突。均衡概念来源于博弈论，它是指不存在针对任何博 弈方的激励因素使其单方面改变行为的一种簸略集合。均衡时策略集如发生改 变，博弈方仍然维持原策略将会导致收益受损。当存在多种均衡状态时，就需 要协同。m i l g r o m 和r o b e r t s 认为当满足每个市场上生产者和消费者剩余最大时 的均衡即为帕累托最优，此时价格为每种产品和服务的供给等于需求时的价格， 企业实现了利润最大化，消费者获得了最大效用。帕累托最优理论假定在所有 市场上生产者和消费者完全理性，并且获得完全信息。但事实上，完全理性和 信息充分的前提是不可能存在的，因而，帕累托最优只能作为评价协同效应的 标杆。帕累托改进必须满足参与企业从供应链协同中获利，不存在任何一方发 生损失，这就意味着参与供应链协同的获益方需要对协同过程中受到损失的一 方做出补偿，从而激励所有企业参与供应链协同，实现互利。 ( 3 ) 经营管理理论认为供应链协同问题的产生主要有四方面原因，即信息 不完全、动机不兼容、分散决策和自私。不完全或不对称信息增加了供应与需 求的不确定性：不同的目标和决策行为使得供应链中各成员的动机不能兼容： 分散性决策方式难以整合系统目标；自私导致供应链的整体利益难以保证。因 而，s a h i n 和r o b i n s o n 认为供应链协同可通过信息共享、集成、激励、分配规则、 折扣、定价策略和采购合同等措施来实现，这些措施的综合运用将有利于确保 供应链内成员更加紧密的协同1 1 0 j 。 上述三种理论既相互区别又相互联系，它们从不同的角度对供应链协同作 出了解释( 如表1 1 所示) 。组织理论认为供应链协同是对供应链内相互依赖 的活动进行管理的过程；经济学理论认为供应链协同是通过供应链整体目标的 4 武汉理工大学博士学位论文 整合来实现均衡、帕累托最优或帕累托改进而采取的优化方法；经营管理理论 则认为供应链协同是供应链中不同企业的集成或关联，它通过企业的一致性活 动来实现供应链的全局目标。综合三种理论可知，协同问题来源于信息不对称、 非集中性、不确定性、相互依赖性、有限理性以及行为问题等六个方面，这些 因素的变化决定了协同问题的产生和发展。如图1 1 所示，与圆心方向距离越 近，导致协同的因素越弱，协同的需求越少，协同问题的存在越不突出；相反， 圆心向外发散的方向，导致协同的因素增强，协同需求增多，协同问题出现越 发明显。供应链协同问题的消失仅是一种理想的状态，只要其产生的因素依然 存在，供应链协同就必然存在，实际中只是表现强弱不同而已。缺乏协同，供 应链内资源利用效率将会降低、生产中将出现剩余或过多预留库存以应付不确 定性、信息收集和处理投入增多、机会成本增加、新产品开发滞后、供应链稳 定性减弱，整个供应链将会在低效率和低效益状态下运作，售后服务水平和客 户满意程度也会随之降低。 表1 1 供应链协同概念理解的理论比较 比较点组织理论经济学理论经营管理理论 为实现整体目标集而进为实现均衡、帕累托虽整合形成供应链全局目 协同含义行的供应链内部不同企优或帕累托改进而进行标和决策 业之间的集成的提升经济效箍行为 信息或资源稀缺隐形特征和行为牛鞭效应 资源利_ i j 低效经济低效信息扭曲 协同问题供应链内关系形式多样多种均衡状态局部优化 动机不相容 利益冲突 任务依赖信息不对称信息不对称 任务和环境的不确定性自私自私 协同问题目标冲突机会主义机会主义 产生原因组织规模 有限理性分散式决策 有限理性分散式决策供应链结构 人员分工信息不可见或不可验证库存补给策略 到目前为止，国内外对供应链协同的定义还没有形成统一的认识。比较典 型的定义有：m a l o n e 认为供应链协同是指供应链内企业在执行任务的过程中的 决策和通讯的模式。h e w i t t 指出供应链协同涉及计划、控制和调整企业内和企业 5 武汉理工大学博士学位论文 间的物流过程，因为物流过程包含物料运输、供应链网络的信息流和资金流。 r o m a m o 认为协同是供应链内合作伙伴之间决策、通讯和交互的模式，可以帮助 计划、控制和调整供应链中所涉及的物料、零部件、服务、信息、资金、人员 和方法，并且支持供应链中关键的经营过程【儿j 。s i m a t u p a n g 等认为供应链协同 就是联合( 结合、协调、调整、联盟) 供应链成员的一系列目标( 行动、目的、 决策、信息、知识、资金等) 使之达到供应链整体目标的过程i l 到。庄品在博士 论文中提出供应链协同就是基于供应链成员之间物流、资金流和信息流等要素 设计适当的激励机制，通过控制系统中的序参数，有效地控制系统的整体，使 之从无序转换为有序，达到协同状态，从而在供应链成员之间建立战略性合作 伙伴关系，合理分配利润，共同分担风险，提高信息共享程度，减少库存，降 低总成本，最终实现系统的整体效益大于各部分子系统的效益之和1 1 。 图1 1 供应链协同的相关因素分析 6 武汉理工大学博士学位论文 1 2 2 供应链协同的分类 供应链协同的分类是深入理解供应链协同问题以及针对性地提出供应链协 同的机制和模式的基础。供应链协同的类型很多，从不同的研究角度有不同的 分类方法【1 4 1 ，具体如下： ( 1 ) 按照供应链协同的阶段不同可分为生产一供应协同、生产一销售协同、 库存一销售协同。生产一供应协同的核心是制定订货策略的问题，如订货批量、 订货时间间隔等；生产一销售协同主要考虑生产能力与库存控制策略的问题； 库存一销售协同往往是对一个或多个仓库面对多个客户的供应分配问题，即如 何确定库存补给策略和配送计划使总的库存配送成本最小。 ( 2 ) 按照供应链协同的范围不同可分为企业内部协同和企业外部协同。企 业内部协同主要是指供应链中各个企业内部不同部门之间、各层次之间的协同， 如企业内部产品生产和流通过程中所涉及的采购部门、仓储部门、生产部门、 销售部门或各事业部之间的协同，公司战略、战术、运作层次之间的协同等。 企业外部协同是指供应链中企业与企业之间的协同。通过多企业之问的协同， 发挥各自的长处，共同来完成生产任务，满足客户的需求，提高客户的满意度， 降低供应链的总成本。它要求企业从供应链整体最优的角度出发，共享产品设 计、生产、库存、销售等方面的信息，整合各个企业问相关的业务流程，提升 供应链的整体竞争力，最终使各企业达到共赢。企业内部协同是企业与外部进 行协同的前提条件，企业外部协同是供应链协同的核心内容。在供应链的整体 运作过程中，一方面，为了达到供应链的同步化运作，供应链企业之间需要进 行一定的协同：同时，为了满足供应链整体运作的要求，供应链企业内部也必 须进行协同，从而符合供应链企业问的协同标准。 ( 3 ) 按照协同参与者的地位不同可分为横向协同和纵向协同。横向协同是 指对供应链中同一层次上的不同企业之间进行的协同；纵向协同是指贯穿于整 个产品生命过程的相关企业( 上下游企业) 之间的协同，也就是说从原材料的 采购到产品的生产、销售直到最终顾客的整个过程中相关供应商、制造商、零 售商之间的协同。 ( 4 ) 按照协同的管理层次可分为战略层协同、战术层协同和运作层协同。 三者中，战略层协同处于最高层次，它规定了战术层协同和运作层协同的范围 和程度，是涉及供应链长远发展规划的协同，关系到整个供应链的成败i l 卸。它 7 武汉理工大学博士学位论文 研究的主要问题是供应链的网络结构与运行机制设计，包括长期供应商和客户 的选择、厂址的选择、仓库的分布及企业的利益和风险分配机制等。战术层协 同处于中间层次，是供应链协同研究的中心问题。其研究内容大体上包括生产 一库存协同、库存一分销协同和生产一分销协同、产品设计一制造协同。运作 层协同处于最低层次，它是战术层协同和战略层协同的基础和前提，其研究的 主要问题包括供应链同步运作、信息协同。战略协同和战术协同的所有内容都 依赖于运作层协同，同时战略协同和战术协同又贯穿于整个供应链的运作过程。 ( 5 ) 按照协同决策中心的不同可分为集中式协同、分布式协同和竞争合作 式协同。集中式协同是指整个供应链由一个中央决策者控制，它拥有系统中的 所有信息，所有成员的决策都按照系统最优的原则来作出。分布式协同作为一 种松散式协同，是指供应链有两个或两个以上决策者，强调供应链中实体的独 立性，而对资源的共享程度低，缺乏通信与交流。竞争合作关系式协同是分散 式与集中式相结合的混合模式，各个企业一方面保持各自的独立性运作，另一 方面参与整个供应链的同步化运作体系，实现了独立性与协同性的统一。竞争 合作关系不同，则各个企业参与到整个供应链运作体系的程度以及采用的协同 方法也会有所差异。 ( 6 ) 按照协同成员参与协同活动的方式和目的不同可分为协商式协同、合 作式协同、创造式协同。在协商式协同方式下，协作者往往通过各种方式来支 持自己的观点和立场，而这些观点和立场上的任何差异都将引起新一轮的协商； 合作式协同可以描述为一个群体协作完成一项或多项共同的任务时，协作者通 过协调分担任务的不同子部分，以合作的方式完成共同的任务；创造式协同是 对共同关心事物的创造性的思维和认识活动。在创造式协同方式下，协作成员 对所关心的事物共同进行分析、讨论，从而激发新思维、新方法的产生。三种 协同形式的目的各不相同，协商式协同以冲突消除、利益均衡为目的，合作式 协同以优势互补、多方共赢为目的，而创造式协同以提升创新能力为目的。 ( 7 ) 按照协同的内容不同可分为订单协同、财务资金协同、需求预测协同、 供应协同、产品设计协同等。订单协同是指通过提供合适的信息和激励措施( 如： 价格、订货量、质量、提前期、对延期或提前的惩罚、退货等) ，协调供应链内 买卖双方的利益关系，优化销售渠道绩效的有关条款签署：财务资金协同是指 供应链成员共同加速资金流动、提高资金利用率、均衡参与成员的利益、共同 防范风险：需求预测协同是在收集客户需求信息的基础上，制造商和销售商共 8 武汉理工大学博士学位论文 同制定生产预测及生产计划，使生产具有针对性和目的性，更符合市场的需求； 供应协同是使供应商能够及时了解到制造商的生产计划和提前期，为供应双方 建立起真正完整的库存管理，实现供应链的库存费用最低：产品设计协同是指 利用计算机技术和通信网络技术，支持工作群体成员在共享环境下的协同工作、 交互协商、分工合作，共同完成产品设计目标。 ( 8 ) 按照供应链中流的类型不同可分为物流协同，资金流协同、工作流协 同、信息流协同。物流协同是在不同工作单元中考虑到产品月睦务交付流程中的 时间、地点以及标的物属性等特征变量而做出的及时的、深思熟虑的决策调整： 资金流协同主要是考虑如何在供应链内进行投资、如何保障资金流在整个供应 链内通畅流动，使资金成本最小，以及如何使用相关金融工具、杠杆保证资金 收益最大化；工作流协同是用计算机技术去定义和管理业务过程，以松耦合的 方式协调工作流执行过程中的活动，实现基于计算机处理的企业业务过程的自 动化、高效化；信息流协同是指供应链成员之间的供需信息可以及时、无缝、 流畅地在供应链中传递，从而使整个供应链能与顾客的需求步调一致，形成更 为合理的供应关系，进而适应复杂多变的市场环境要求。 1 2 3 供应链协同的研究方法 迄今为止，学者们对供应链协同的研究主要是从系统理论、交易费用理论、 博弈论、契约理论、计算机科学等学科角度展开的，下面简略介绍一下各种理 论的研究视角和主要结论。 ( 1 ) 系统理论 供应链是个由供应商、制造商、分销商等要素构成的有机整体，它不断 与外界进行着物质、能量和信息的交换。物流、资金流、信息流使各部分之间 相互联系，共同完成输入原材料以及输出优质产品和服务的功能。根据控制论、 系统论可知，一个子系统某一状态参量的一阶导数为零时的子系统目标值称为 该子系统在此状态参量意义下的最优值。由于系统的非加和性以及状态参量定 义域的不同，构成整个系统的各个子系统目标值最优的状态参量未必能使整个 系统达到最优值。供应链协同就是摆脱供应链系统中个别企业子系统局部最优 之后实现整体最优。此外，供应链协同是将各企业子系统核心业务关联在一起， 着力解决供应链上瓶颈问题以使整个供应链在效率和效益上可持续地达到最 优。供应链协同的目标值实质上是理论上的最优值：在供应链协同过程中，往 9 武汉理工大学博士学位论文 往由于某些环节或多或少的误差而达不到理论值，但它是对理论最优值的近似， 是所能达到的次优值。 耗散结构理论认为，如果一个系统处于开放的环境中，并且该系统远离平 衡，系统与外界环境交换物质和能量，通过能量耗散过程和系统内部的非线性 动力学机制来形成和维持宏观时空的有序结构，那么该系统就称为耗散结构系 统。多变的客户需求、激烈的市场竞争、高速发展的科技水平决定着供应链的 环境具有开放性；组成供应链的成员企业问存在资源、信息、技术力量的不平 衡，这种不平衡势必会造成企业权利的不平等及利益分配的不平衡，因而供应 链是远离平衡态的系统；跟踪和满足市场需求，为最终客户提供满意的产品， 这一功能体现了供应链系统与外界进行着基于物流、资金流、信息流的物质和 能量的交换，因而供应链是一个耗散结构系统。从静态上分析，如果整个系统 是由若干弱耦合的子系统构成，那么整个系统熵为所有子系统熵之和，所以弱 耦合的系统很有可能比强耦合的系统更混沌：从动态上分析，供应链系统熵为 供应链系统内熵与供应链系统外熵之和，内熵是供应链系统由于自身演化而产 生的熵，是使系统趋于混沌的内在根源，外熵是供应链系统与外界进行物质、 能量、信息和资金交换的过程中吸收的熵，它阻止系统趋于混沌，是使系统趋 于协同的外在根源。内熵和外熵共同的、动态的作用使传统供应链系统总熵呈 现出混沌、临界、协同三种状态。徐浩呜等认为以核心业务为中心的供应链组 织机制、资源的全局管理机制、围绕核心企业的主生产作业计划和能力配合计 划的动态调控机制、订单排产机制、信息系统的快速整合机制等供应链系统内 部的非线性动力学机制，对于加强供应链系统中企业子系统问耦合程度，降低 整个供应链的系统熵，发挥供应链的整合优势、实现自组织协同具有重要的战 略意义【1 耐。 协同学研究的是远离平衡态的开放系统在与外界有物质和能量交换的情况 下如何通过自己内部的协同作用，自发地实现时间、空间以及功能上的有序结 构，即系统进化的