基于个体的供应链集成企业动态协作框架_供应链系统论文

基于个体的集成化供应链企业动态合作框架,本文主要内容关键词为:供应链论文,框架论文,企业动态论文,集成化论文,个体论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

一、集成化供应链

供应链的发展过程是一个不断集成的过程。史蒂文和葛兰姆等把该集成过程归纳为四个阶段:初始阶段、功能集成阶段、内部集成阶段和外部集成阶段。集成供应链是供应链发展到第四个阶段的产物。

大多数研究供应链的学者对于集成供应链的理解主要是从信息技术的角度展开的,比如张新安、田澎、姜方桃等人认为所谓集成化供应链管理,是指供应链中的节点企业摒弃传统的管理思想和观念,通过信息技术把所有供应链成员的采购、生产、销售、财务等业务进行整合,并看作一个整体的功能过程而开发的供应链管理功能。

不可否认,信息技术是集成供应链中不可缺少的环节,但是除了信息技术以外物流与决策也是集成供应链区别供应链的两个非常重要的环节。供应链在三个方面的进化形成了集成供应链,一是供应链中信息流的高度集成,形成了集成供应链的信息平台;二是供应链物流的一体化解决方案;三是创造并发展了供应链中的群决策理论,群决策理论从某种意义上代表了一种管理的集成方式。这三个方面的进化并不彼此独立,而是相辅相成。正是它们之间的非线性叠加,导致了新功能的涌现,也就是集成化供应链的出现。本文基于自组织理论,从信息流、物流和管理的集成过程,来考察集成化供应链的演化过程。

二、自组织理论

自组织,根据协同学创始人哈肯的定义是:如果一个体系在获得空间的、时间的或功能的结构过程中,没有外界的特定干涉,我们便说该体系是自组织的。这里的“特定”一词是指那种结构或功能并非外界强加给体系的,而外界是以非特定的方式作用于体系的[1]。

自组织系统所刻画的系统演化是开放的、远离平衡的。在外部物质、能量、信息的非特定输入、输出的条件下,系统以其内部子系统之间的相互协同和竞争为动力,同时受到内外部随机涨落的作用,产生出集体运动的协调效应,支配整个系统从无序走向有序。

涨落是使系统由原来的平衡态演化到耗散结构的最初驱动力,没有涨落,系统不会自行脱离原来的不稳定态而实现新的有序耗散结构。它既是对处在平衡态上系统的破坏,又是维持系统在稳定平衡态上的动力。

由于内部或外部的原因,供应链的状态均可能发生起伏涨落,从而破坏其稳定性,使某些子系统动作或行为失调,如信息在供应链上出现失真产生牛鞭效应现象等。但是我们也要承认,正是各种涨落的存在,才迫使各企业不断学习,有预见地调节自己的微观细态,使之适应变化的环境,同时,强化供应链竞争优势。普里高津用一个图来描述系统的功能、结构和涨落之间的相互制约关系,如图1所示。

图1 自组织转化图

在近平衡区,涨落使系统离开定态,但是在这个区域,系统具有抗干扰的能力,涨落造成的偏离会自行衰减趋于消失。系统经过一个微扰过程后又回到稳定状态。当环境变化较小时,运用负反馈机制,对涨落加以衰减,以保持系统既有有序结构的稳定性,或在保持既有有序结构的稳定性的前提下,使其结构、功能得到优化。在远离平衡的非线性区,系统处于一种不稳定的定态,某种随机的小涨落可能通过相关效应迅速放大,形成宏观整体上的巨涨落,使系统由不稳定的定态跃迁到一个新的稳定有序状态[2]。当环境变化较大时,主要采用正反馈机制,将某种涨落放大到宏观整体范围,从而实现不同宏观稳定态之间的转换,使系统适应或更好地适应环境的较大变化。

三、集成化供应链的自组织演化

自组织是自然界和人类社会长期演化、选择而形成的非常优化的进化方式,它是在自然界各子系统演化过程中形成的有效利用自然资源、能量和物质,且利用率非常高的循环方法和途径。供应链作为社会经济的一个子系统,其演化过程也受到自组织原理的支配[2]。

集成化供应链的自组织演化过程如表1所示。从中可以看到,随着内外部环境的变化,涨落不断被触发,系统的功能和结构不断得到优化,系统的状态也逐步从低级向高级发展,系统的有序性不断提高。这个过程循环往复,直到出现了今天的集成化供应链。根据自组织原理,集成化供应链的产生只是从无序发展到自组织过程中的一个阶段,自组织的进程并不会就此停止。如动态供应链联盟就是供应链功能和结构上的一种新的进化。

四、基于个体的集成化供应链企业动态合作框架

(一)个体

个体(Agent)最初是在人工智能领域使用和发展起来的一个概念,随着复杂性研究的逐渐深入,它的应用已经成为探索复杂性的一个重要手段和方法。在以多个体系统(Multi-Agent System)为基础的模拟往往和自组织理论紧密联系在一起。从多个体系统的角度讲,自组织理论所关注的是这样一个事实:系统中独立自主的个体发生局域相互作用能产生全局性宏观行为。[3]

在众多关于个体的定义中,一种较普遍的观点认为个体是具有反应能力的实体;英国计算机专家M.J.Wooldridge和N.R.Jennings给出了人工智能领域普遍接受的个体的四个特点:(1)自主性:不被人或其他事物直接控制;(2)合作性:同其他个体交流合作;(3)感知性:感知、反应和影响环境;(4)积极活动性:个体的活动展现出全局行为。[4]

纽约大学计算机系教授F·Turchin的定义与众不同,他说:个体就是行为的代表,不同领域的人可以赋予其相应的特性[5]。研究者可以把研究对象(例如生态或经济系统中的生物或交易人)最令人感兴趣的部分抽象凝聚到个体身上,从而忽略那些具体研究对象和研究目的无关的因素,凸现问题的本质,即个体是研究者对研究对象的抽象。

(二)基于个体的集成化供应链企业动态合作

以往在研究集成化供应链企业间合作的问题时,往往假设供应链的结构是稳定的,过于强调伙伴关系的稳定性,而缺乏对环境动态变化的应对措施,难以实现供应链动态稳定。这种静态的合作模式虽然在减少合作成本、加强控制和协调等方面具有优势,但是同时也降低了各个节点企业的自治程度,不利于非线性相互作用的发生,使供应链的整体状态处于停滞。

在建立集成化供应链企业动态合作框架的过程中,要求供应链当中的节点必须有系统的全局观念及必须具有高度的自主性和自治性,能够适应必要的变化并具有按市场机遇驱动发展的能力。我们用个体来模拟供应链中的节点,那么要求个体应具有以下特点:(1)个体应该是具有决策智能的自治单元,每个个体应该具有目标描述、能力描述、结构描述的能力和领域知识等。(2)个体能进行智能活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等,并且个体之间通过协商合作完成共同的生产与经营任务。(3)个体之间的通信机制、协商策略、动态自组织和问题求解能力等对系统的动态可重构能力具有重要意义。(4)动态结构的目标是抗变化和容许复杂性增加,并通过自组织在混沌中建立秩序。

我们将个体放置于一个集成的环境下讨论。集成化供应链的形成过程,实际上就是信息流、物流、管理三个方面的集成。在这个过程当中,基于上述个体的自身特性,个体之间形成了三个相互关联的网络结构:流网络、Petri网、神经网络。流网络代表供应链网络中的信息流、原料流和资金流。Petri网用于协调供应链中各单元产生的异步事件,同时建立个体行为集。神经网络用于诱导学习合作策略。

在集成化供应链形成的初期,这三种网络隐式地发挥作用,处于半自主的状态下。个体作为这三种网络结构的缔造者和枢纽,必须对它们进行有效的组织和控制,才能够使它们充分发挥各自的功能。根据自组织原理,具有模块化结构的供应链网络有助于削减各节点之间复杂的相互依赖关系,从而使系统具有更高效率的整体优化,提高整体的性能。我们将这三种网络结构的功能模块化,通过三者之间的交互,得到个体在合作过程中的行为方式。

物流、信息流、资金流通过流网络流动于个体之间,个体之间以及个体与环境之间的交互作用都直接表现在流网络层面上,这个层面所包含的信息最丰富但是也最复杂,对这个层面上的每一种变化都做出反应是不可能的,因此,必须通过Petri网,在事件发生的源头,收集关键性的信息,并将这些信息汇集在一起,形成个体行为集。我们将个体行为集作为个体决策的参考,并将其输入到神经网络当中。

神经网络由四个功能模块组成:样本模块、学习模块、元素筛选模块和选择模块。样本模块用于从个体行为集当中提取出训练样本,并将其输入到学习模块当中。学习模块通过训练样本驯化参数,从而提取出样本中的策略,然后将其存储到策略集当中。当供应链的内外部环境发生变化的时候,这种变化会反映在新的个体行为集上。此时,通过选择模块,选择策略集当中与当前状况最为匹配的策略(见图2)。

要对策略集中的策略定期进行评价,找出那些已经陈旧的策略,这个过程由元素筛选模块完成。无论什么时候,如果发现策略集中的策略不完整,就通过相似的额外训练样本增加学习量,纠正这个问题。如果有必要的话,也可以定期地对策略集进行精简。

图2 集成化供应链企业动态合作框架

基于上述框架,每个个体可以得到一套可行性局部解决方案,并且这些局部行为具有整体上的协调性。各节点企业的行为将会在三个网络层面上得到契合,由此产生的合作行为是动态的、优化的,能够更好地适应环境的快速变化。

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