基于复杂网络的供应链网络实证研究――广州汽车产业供应链网络案

1、基于复杂网络的供应链网络实证研究广州汽车产业供应链网络案例曾昭烽 信息学院 信息管理与信息系统专业指导老师 王克强摘要本文将供应网络中的众多供需双方看成是一个节点，利用统计方法研究复杂供应链网络；通过分析收集得来的供应网络数据，研究供应网络属性。本文调查广州地区汽车零配件供应网络，发现围绕着广州东风日产、广州本田及广州丰田等核心汽车生产商，形成了一个复杂的汽车零配件供应网络。文中对该供应网络的连接度分布、平均路径、集聚性等网络属性指标进行计算发现：该网络度分布接近无标度分布，并且具有小世界属性。 关键词：复杂网络 统计 集聚性 小世界 汽车制造业Empirical Research of Su

2、pply Chain Network Based on Complex NetworkCase of Guangzhou Car Industry Supplier NetworkZeng Zhaofeng(Information College, Zhongkai University of Agriculture and Engineering,Guangzhou 510225, ChinaAbstract: In this paper, many supplier and demander were treated as nodes in order to study complex s

3、upply chain network through statistical method. Network attributions could be obtained by analyzing the data of those collected data of the supply chain network. We took an investigation of parts and accessories supply network of automotor in Guangzhou. The result shows that this is a complex supply

4、 network which Guangzhou Dongfeng Nissan, Guangzhou Hondar and Guangzhou Toyota are the key automotive producers. Some network attributions were caculated, such as degree distribution, average length and cluster. It was found that this network possess characteristics of scale-free degree distributio

5、n and small-world. Key words: complex network; statistics; cluster; small world; automobile industry 1 前言在我们看来许多复杂系统从拓扑结构的角度看都可抽象为网络。国内外学界对复杂网络研究的学者主要来自图论、统计物理学、计算机网络研究、生态学、社会学以及经济学等领域，研究所涉及的网络主要有：信息网络、技术网络、交通运输网、社会网、生物网 1。由此看出各种网络影响着国民经济各个领域和人类生活的各个方面。合理、有效的开发利用企业供应网络资源是当前讨论和研究的重点。但现在复杂网络的理论运用于商业网络

6、相对较少，能使用统计学的方法去验证该网络的就更少了。本篇文章我们研究的方法主要是结合度分布、平均最短路径、集聚性和鲁棒性等方面的复杂网络属性，对广州汽车供应商网络所呈现出来的一系列性质和特征进行分析。运用复杂网络的研究方法结合统计学理论应用在广州地区汽车产业的供应链网络的研究上，为进一步研究产业供应链网络的演化打下基础。2 复杂网络理论分析2.1 复杂网络的特性目前国际上主要是以Dirk Helbing为首的一批科学家在采用复杂网络理论研究供应链网络。Dirk Helbing 研究发现供应链管理中的牛鞭效应2，也就是放大效应，跟供应链网络拓扑结构性质有关。供应链中的复杂网络结构可以减弱牛鞭效应

7、，同时能增加稳定性和抗攻击性3。我们先对复杂网络的我们研究网络的结构的重要理由是：一个系统的结构、一个网络的结构与它的发展是密切相关的；面向技术复杂性，技术创新组织走向复杂网络；复杂网络组织本质上是一个自组织网络，是技术创新组织在复杂性条件下进化的结果，它能很好地解决技术创新面临的复杂性难题，成为未来适合技术复杂性的理想创新组织。通过对复杂网络组织雏形“日本企业多层级网络”的分析，揭示出在未来复杂性技术创新中，复杂网络组织将会发挥重要作用7。 2.2 复杂性的测度方法结点与结点之间在地位上是否平等呢？要表述这个问题就要引出另外一个概念度分布。我们最常用的分布，就是我们科研人员最常用的正态分布，

8、具有这种分布的网络，它具有一个明显的特征长度k 。在规则网络中各顶点度值相同，因而符合 柏松分布，大量实际网络存在幂律形式的度分布，称为无标度网络，包括Internet 网络，电路网络，科学家合作网络等11。无标度网络的连接分布极不均匀，网络中大量节点拥有少量的连接，而少量节点却拥有网络的大多数连接，具有无标度的特性。3 广州地区汽车产业供应链网的案例研究一个完整的复杂系统可以获取环境及其自身与环境之间相互作用的信息，总结出所获取信息的规律性，并把这些规律提炼成“图”或模型，最后以图为基础在实际当中采取相应的行动12。按照这样的设想，以东风日产为例子和前面提出的复杂理论和复杂网络统计方法对广州

9、地区的汽车产业进行研究。结合丰田汽车网络形成的例子与我们所研究的网络进行对比，并最终获得所需的结论。在一个行业中一旦企业组织起一个无标度网络，并成为其中的一个重要的节点，这时候的企业将可以在这一行业中领导其他同行。这时以这一企业为中心的产业就形成了，在中心企业的周围会出现依附于它的“寄生虫”企业。而且这种产业将会以惊人的速度传遍企业的周边地区，这时候你会发现类似的这些行业是无处不在的。随着这一产业的壮大，企业将会成为这个产业的网络中心，并赢取，吞并同行业的其他企业。复杂网络的研究就是研究企业在复杂网络的环境下如何通过竞争优势使自己确立成为产业中的中心环节13。3.1 广州地区汽车产业供应链网络

10、概况广州本田、日产和丰田三大日本汽车制造商已相继聚集在广州，和广州周边地区的汽车零部件企业形成了一个汽车产业群。其中花都构成了广州汽车产业基地的一个板块。现定义东风日产、广州本田、广州丰田和他们的供应商作为网络的顶点，边表示三家汽车厂与供应商之间的贸易关系，这样组成一个网络图以方便对其研究。由于所搜集的数据涉及厂商的商业机密，某些数据未能完全收集，但现在所统计的84个端点的数据分析，亦可得出部分相当有意义的统计规律性。 3.2 广州地区汽车产业供应链网络拓扑结构特征对东风日产的供应链网进行实证研究，就是利用所获得的数据，通过测试网络的一些指标，如度分布，平均最短路径，聚类性等来演示该网络的拓扑

11、结构14。尽管网络的类型是千差万别的，但是我们可以用共同的语言图，把复杂网络描述出来。本次研究搜集数据的时间是：2007年11月至2008年1月，所得数据是通过实地调查、电话访问等形式获得。共获得94个厂家的数据，但最终只有84个具有实际统计意义，数据合格率为89%。以下是广州地区汽车产业供应链结构拓扑图： 图1 广州地区汽车产业的复杂网络图 1. 网络的度分析图1中显示度为1的有47个节点，度为2的有12个节点，度为3的有13个节点，度为27的有1个节点，度为17的1个，度为63的1个，度为0的有10个。只有是少数的节点有很高的度，并成为网络节点的核心。在图中我们还可以观察到在本地区三个生产

12、厂所共同的零部件供应商：1、5、7、13、15、33、37、42、50、67、68、69、72、83。他们涉及到各种的汽车部件生产，而并非只是单一类型的部件同时供应多厂。而度为0的节点，即本地区生产的零件供给外地的配件厂家为52、53、63、64、65、73、74、76、77、78则主要为物流企业和生产汽车装饰品的厂家。2. 网络鲁棒性分析由文献15中的方法，我们假设x 表示企业合作复杂网络中的节点，r 表示该网络中节点之间的边。i ，j 为网络中任意的两个节点，如果i 和j 之间存在边，即i 企业和j 企业存在合作关系，令(1, =j i r ，N 为网络中节点的总数，则相应的复杂网络中企业

13、合作的静态计量可以定义为两点之间的距离：(j i d d ij , min =； 网络的平均最短路径=Nj i NijC dL 1, 2/； 节点的度(=Nji i j i r k , , ；网络的平均度=Ni iN kk 1/；节点的集聚系数21/-=N i i C k C ；网络的集聚系数=Ni iCC 1；利用以上计量方法15计算图1的网络数据，如：东风日产节点的度为63，=Ni i i N k k 1/=63/84=0.75，185. 0/21=-N i i C k C ，如此类推则可得出广州本田、广州丰田、东风日产以及其他节点所具有的i k 、i k 、i C 的值。其中三大节点的值

14、如下表1所示：表1 日产、广本、丰田的复杂网络静态计量汽车生产厂 连接度(i k 平均度i k 集聚系数i C 东风日产 63 0.75 0.0185 广州本田 27 0.321 0.0079 广州丰田 170.2020.0050根据上表数据i C 和其他点计算的i k 可得 网络集聚系数=Ni iCC 1=0.0638，583. 2=i k k ，335. 2=L 。 通过对网络平均路径及集聚系数的计算，我们发现广州地区汽车产业供应链网络具有平均路径小，集聚系数高的特点，已经具有“小世界”网络特征。根据以上数据分析发现广州的汽车产业供应链网络已经初显雏形：东部的广州本田，北部的东风日产，南部

15、的广州丰田已逐渐的在广州建立起一个汽车产业链。围绕着这些汽车巨头合资工厂的是包括广州经济技术开发区、广州花都、增城永和等几个大型的汽车零部件配套基地，可以看出广州的汽车产业供应链网络正在迅速崛起，大量的物流、资金流、信息流在网络中可以得到迅速地交换与传递，显示出强大的网络生命力。 4 结论本文用复杂网络的研究办法对东风日产乘用车公司的供应链网络进行了实证研究。利用所得数据经过一系列的网络拓扑分析得出相关结果有：广州汽车产业供应链网络的具有复杂网络的集聚性较高和度分布近似服从无标度性质的规律。结果显示广州地区汽车产业供应链网络具有较好的鲁棒性及“小世界”网络特征。该结果为我们后续研究产业供应链网

16、络的演化发展提供了一个很好的案例。参考文献1 Reka Albert, Albert-Laszlo Barabas. 复杂网络的统计力学J. Indiana:Reka Albert, 2002: 7-19. 2何元秀, 秦远建. 汽车零部件供应商管理策略研究 J. 汽车工业研究, 2007,（6）: 17-18. 3 胡一肱, 朱冰心. 复杂网络理论在供应链管理中的应用J. 物流科技, 2007, (9: 101. 4 熊文海, 赵继军. 复杂网络:结构与动力学J. 复杂系统与复杂性科学, 2006, (04: 6-94.5 Albert R, Jeong H Barabasi A-L. Er

17、ror and attack: tolerance of complex networks J. Nature, 2000, (406: 378-382. 6 R. M. May et al, R. Pastor-Satorras et al J. Phys. Rev. E, 2002, (066112: 65.7 张勇, 王晓东. 面向技术复杂性创新组织复杂网络组织J. 科技进步与对策, 2004, (8: 11. 8 刘涛, 陈忠, 余哲. 复杂网络理论及其应用研究概述J. 系统工程, 2005, 23（6）: 1-2. 9 R. Albert, A-L. Barabási. Statistical Mechanics of Complex Network J. Review of Modern Physics, 2002: 4797. 10 Watts D J, Strogatz S H. Collective dynamics of small world networks J. Nature, 1998(393: 440-442.11 洪少春. 基于图书借阅关系的复杂网络的度分布和集聚程度J. 海南师范大学学报（自然科学版）, 2