[发明专利]一种基于欠载的供应链网络级联失效模型构建方法

说明书

本发明提出了一种基于欠载的供应链网络级联失效模型构建方法，其步骤为：将供应链网络抽象为一个从上游指向下游的有向网络，用节点表示企业，并用邻接矩阵表示有向网络；根据供应链网络中节点的度定义节点的初始负载；根据企业正常运行时负载的上下限定义负载容量；通过节点的度计算节点间的业务关系强度，根据业务关系强度进行节点失效后负载的重新分配；根据节点遭受的损失以及采取的保护措施更新企业负载；根据企业是否欠载进行新一轮的失效判断；根据相对网络效率度量级联失效模型的传播规模。与过载级联失效模型相比，本发明能更深刻地反映供应链网络中级联失效的传播特征，可为预防、控制级联失效提供有益参考。

技术领域

本发明涉及复杂网络与供应链管理交叉的技术领域，尤其涉及一种基于欠载的供应链网络级联失效模型构建方法。

背景技术

供应链是由供应商、制造商、分销商和零售商共同组成的实现原材料到成品并满足最终用户需求的一个功能链状结构模式。供应链不仅是一条连接供应商到用户的物流链、信息链、资金链，而且是一条增值链。随着经济的全球化和外包的盛行，供应链逐渐由链式结构演化成网式结构。相应的，复杂网络理论也被广泛应用到供应链管理中。从复杂网络的角度出发，供应链网络中单个节点企业的故障可能会触发整个网络的崩溃，造成巨大经济损失，这种现象叫做级联失效。比如，2000年3月，飞利浦公司位于美国新墨西哥州的芯片工厂发生火灾，导致爱立信公司亏损近4亿美元，并最终退出手机市场。

近年来，供应链网络中的级联失效现象越来越受到研究者的广泛关注。但是，相关研究存在以下局限性：采用基础设施网络中的级联失效模型描述供应链网络中的级联失效过程，这与实际情况不符。在基础设施网络中，节点因过载而失效。比如，变电站过负荷、交叉口拥堵会导致相应节点性能下降，甚至失效。而在供应链网络中，节点因欠载而失效。具体的，供应链网络中上下游企业之间是一种供应-需求的关系。某个企业由于某种原因发生故障以后，其上游企业由于产品需求下降，可能会造成运营的终止；其下游企业由于缺少原料供应，也可能会导致无法正常生产。这种向上和向下的影响会进一步沿着供应链网络传播，引发欠载机制下的级联失效。因此，基础设施网络中的级联失效属于过载失效，而供应链网络中的级联失效属于欠载失效。

发明内容

针对现有方法采用基础设施网络中的过载级联失效模型研究供应链网络中的欠载级联失效现象，与企业因欠载而失效的真实情况不相符的技术问题，本发明提出一种基于欠载的供应链网络级联失效模型构建方法，从企业欠载失效出发，考虑企业负载容量具有上下限、企业负载根据业务关系强度重分配、企业通过加强已有业务关系弥补损失等实际情况，能更准确地反映供应链网络级联失效的传播过程。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种基于欠载的供应链网络级联失效模型构建方法，其步骤如下：

步骤一：将供应链网络抽象为一个从上游指向下游的有向网络，用节点表示企业，并用邻接矩阵表示有向网络；根据供应链网络中节点的度定义节点的初始负载；

步骤二：根据企业正常运行时负载的上下限定义负载容量：将企业满负荷运作时的负载定义为负载容量上限，将企业维持运营所需的最小负载定义为负载容量下限；

步骤三：通过节点的度计算节点间的业务关系强度，根据业务关系强度进行节点失效后负载的重新分配；

步骤四：根据节点遭受的损失以及采取的保护措施更新企业负载：失效节点的下游或上游节点遭受损失后，与其他上游或下游节点强化已有关系，直到损失得到弥补或者所有上游或下游节点没有冗余能力为止；

步骤五：根据企业是否欠载进行新一轮的失效判断；

步骤六：根据相对网络效率度量级联失效模型的传播规模。