張廣勝，劉 偉

（1.上海海事大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，上海 201306；2.嘉興學(xué)院 平湖校區(qū)物流系，浙江 嘉興 314000）

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基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的物流服務(wù)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)脆弱性機(jī)理研究

張廣勝1,2，劉 偉1

（1.上海海事大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，上海 201306；2.嘉興學(xué)院 平湖校區(qū)物流系，浙江 嘉興 314000）

文章針對(duì)現(xiàn)實(shí)運(yùn)作物流服務(wù)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的復(fù)雜性與關(guān)聯(lián)性，對(duì)物流服務(wù)供應(yīng)鏈復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)脆弱性進(jìn)行研究。首先，在對(duì)供應(yīng)鏈脆弱性進(jìn)行歸納的基礎(chǔ)上闡述物流服務(wù)供應(yīng)鏈局域網(wǎng)絡(luò)演化機(jī)理及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征，描述其復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)參數(shù)；其次，從供需結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、突發(fā)事件風(fēng)險(xiǎn)情景、無標(biāo)度性及級(jí)聯(lián)故障等方面揭示物流服務(wù)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)脆弱性機(jī)制；最后，借鑒復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)冗余、弱連接、結(jié)構(gòu)均勻性及免疫策略等理論提出物流服務(wù)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)脆弱性的防范對(duì)策。研究結(jié)論對(duì)節(jié)點(diǎn)企業(yè)采取有效防范措施保證物流服務(wù)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)效率具有重要意義。

物流服務(wù)供應(yīng)鏈；復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)；脆弱機(jī)理；防范措施

一、 引 言

21世紀(jì)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不再是企業(yè)與企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)，而是供應(yīng)鏈與供應(yīng)鏈間的競(jìng)爭(zhēng)。為了迎接日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)挑戰(zhàn)，日本歐美供應(yīng)鏈企業(yè)率先轉(zhuǎn)向Just-in-Time生產(chǎn)方式和精益管理,采用集中生產(chǎn)分銷模式的同時(shí)企業(yè)將原有內(nèi)部成員負(fù)責(zé)的非核心業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)讓給專業(yè)高效外包商以降低成本提高效率，更加專注于獲取并保持其核心競(jìng)爭(zhēng)力，這使企業(yè)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)和不確定性影響變得更為敏感。供應(yīng)鏈?zhǔn)莾?nèi)部存在著復(fù)雜的物質(zhì)流、信息流和資金流交換的復(fù)雜系統(tǒng)，節(jié)點(diǎn)企業(yè)間具有高度的關(guān)聯(lián)性。而這樣的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)不可避免地會(huì)受到內(nèi)外部各種不確定的干擾或攻擊，供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和關(guān)系的復(fù)雜性加劇了這一不確定性，使其表現(xiàn)出較高的脆弱性。

關(guān)于供應(yīng)鏈脆弱性的最大規(guī)模研究是2001年初由英國(guó)物流供應(yīng)鏈研究中心開展的，起因是2000年9月燃料稅抗議罷工和2001年2月口蹄疫引起英國(guó)大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)破壞。目前國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者開始采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究了供應(yīng)鏈脆弱性，如Albert（2000）[1]指出度分布在無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)中的不均勻性是供應(yīng)鏈脆弱性的根源所在；Latora等（2005）[2]通過比較系統(tǒng)故障前后網(wǎng)絡(luò)效率參數(shù)功能變化來分析脆弱性；Zhou Tao等（2006）[3]指出網(wǎng)絡(luò)脆弱性是網(wǎng)絡(luò)遭受攻擊時(shí)網(wǎng)絡(luò)效率下降；M.D.Konig等（2012）[4]利用平均最短路徑長(zhǎng)度、直徑、簇聚系數(shù)等度量供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的功效性；閆妍等（2010）[5]建立系統(tǒng)化檢測(cè)的級(jí)聯(lián)效應(yīng)方法，并衡量出失效節(jié)點(diǎn)對(duì)整個(gè)供應(yīng)鏈造成的破壞程度；柳虹等（2013）[6]采用傳遞攻擊策略分析供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的脆弱性和魯棒性；楊康（2013）[7]、劉純霞（2015）[8]分析了供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)傳導(dǎo)過程。以上研究較深入地研究了供應(yīng)鏈脆弱性，包括網(wǎng)絡(luò)度量指標(biāo)、效率及傳導(dǎo)機(jī)理等內(nèi)容。但從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)視角研究物流服務(wù)供應(yīng)鏈脆弱性文獻(xiàn)很少，物流服務(wù)供應(yīng)鏈（Logistics service supply chain,LSSC）是以“功能型物流服務(wù)供應(yīng)商→物流服務(wù)集商→物流用戶”為基本結(jié)構(gòu)的嶄新管理模式，是以物流服務(wù)保證產(chǎn)品供應(yīng)鏈運(yùn)作的復(fù)雜社會(huì)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)。物流服務(wù)必須根據(jù)最終客戶需求實(shí)時(shí)傳遞給客戶，為此物流服務(wù)供需企業(yè)間協(xié)調(diào)優(yōu)化是取得理想合作績(jī)效的必要條件。然而目前關(guān)于物流服務(wù)供需機(jī)制研究文獻(xiàn)非常少，王瑛等（2005）[9]首先明確提出供應(yīng)鏈物流供需平衡概念；宋華等（2008）[10]采用案例研究探索服務(wù)供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)模式與創(chuàng)新特點(diǎn)；丁靜之等（2012）[11]從三維空間視角研究物流供需關(guān)系問題的方法；彭永濤等（2014）[12]運(yùn)用供需匹配思想建立隨機(jī)供需特征的超網(wǎng)絡(luò)模型。以上研究重點(diǎn)從供需角度研究了物流平衡機(jī)制，然而現(xiàn)有研究缺乏對(duì)LSSC內(nèi)供需網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及脆弱性的系統(tǒng)分析。

近年來伴隨全球范圍經(jīng)濟(jì)持續(xù)衰退及精益供應(yīng)鏈管理模式在企業(yè)廣泛普及，突發(fā)事件不斷干擾服務(wù)計(jì)劃實(shí)施，零庫存管理策略使得物流服務(wù)短時(shí)間內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)有效供給而導(dǎo)致失去客戶資源與市場(chǎng)份額?？紤]到我國(guó)在市場(chǎng)成熟度、產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境等方面存在的限制使得市場(chǎng)環(huán)境具有更大波動(dòng)性，由于受到內(nèi)外因素影響使得執(zhí)行物流服務(wù)過程中的物流服務(wù)提供商難以準(zhǔn)確提供所承諾給客戶的物流服務(wù)，造成物流供需企業(yè)間的服務(wù)傳遞常常失效。考慮到LSSC結(jié)構(gòu)緊湊、關(guān)聯(lián)性強(qiáng)等特性容易造成失效事件的蔓延擴(kuò)散，損害將會(huì)超出單個(gè)成員所引發(fā)的破壞，因此LSSC系統(tǒng)的復(fù)雜及關(guān)聯(lián)性使其在功能強(qiáng)化的同時(shí)也變得更加脆弱。

雖然部分學(xué)者已將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論引入服務(wù)供應(yīng)鏈管理領(lǐng)域[13-14]，但對(duì)LSSC網(wǎng)絡(luò)的研究還停留于基本結(jié)構(gòu)研究的淺表階段，未對(duì)其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性進(jìn)行分析，忽視網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)集聚性、小世界性等的特點(diǎn)。為此，本研究首先提出了LSSC網(wǎng)絡(luò)局域演化機(jī)理，并對(duì)其復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行探討；然后基于LSSC復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)重點(diǎn)從供需網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性、突發(fā)事件風(fēng)險(xiǎn)情景、無標(biāo)度性及級(jí)聯(lián)故障等方面揭示LSSC網(wǎng)絡(luò)脆弱性機(jī)制；最后在以上研究基礎(chǔ)上提出了LSSC脆弱性防范措施，這對(duì)于保證物流服務(wù)質(zhì)量、提高LSSC運(yùn)作績(jī)效具有重要意義。

二、 物流服務(wù)供應(yīng)鏈的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)描述

（一） LSSC網(wǎng)絡(luò)局域演化機(jī)理

現(xiàn)有關(guān)于LSSC研究?jī)?nèi)容主要是由功能型物流服務(wù)提供商和物流服務(wù)集成商企業(yè)主體組成的兩級(jí)基本結(jié)構(gòu)框架，見圖1，其中物流服務(wù)集成商將局限于功能或地域的功能型物流服務(wù)提供商集成成為服務(wù)供應(yīng)成員。

但在實(shí)際運(yùn)作中功能型物流服務(wù)提供商通常會(huì)與多個(gè)物流服務(wù)集成商存在交易關(guān)系，與此同時(shí)物流服務(wù)集成商整合物流服務(wù)提供商物流能力滿足下游企業(yè)物流需求，致使LSSC單體結(jié)構(gòu)交叉形成協(xié)調(diào)難度較大的物流服務(wù)供需網(wǎng)絡(luò)。在LSSC中新加入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)企業(yè)受到業(yè)務(wù)先后銜接關(guān)系的限制只能和原有網(wǎng)絡(luò)中部分合作伙伴擇優(yōu)建立業(yè)務(wù)聯(lián)系，這些與新加入節(jié)點(diǎn)具有業(yè)務(wù)先后銜接關(guān)系的企業(yè)構(gòu)成了新節(jié)點(diǎn)的局域世界?？紤]物流服務(wù)流方向新節(jié)點(diǎn)會(huì)根據(jù)其自身節(jié)點(diǎn)性質(zhì)不同、級(jí)別類型不同而選擇不同的局域世界，同時(shí)由于節(jié)點(diǎn)屬性差異所加入節(jié)點(diǎn)的邊數(shù)和出邊、入邊數(shù)及方向均有所不同。

圖2 網(wǎng)絡(luò)演化機(jī)理示意圖

圖2是LSSC網(wǎng)絡(luò)演化過程，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)屬性自左至右依次表示功能型物流服務(wù)提供商（f1, f2, f3, f4, f5）、物流服務(wù)集成商（i1, i2, i3）、物流客戶（c1, c2, c3, c4, c5）。具體演化機(jī)理如下：

（二） LSSC網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)

LSSC網(wǎng)絡(luò)D定義為有序二元組，記作D=（V,E），其中V=（VF,VI,VC）為網(wǎng)絡(luò)“頂點(diǎn)”，根據(jù)企業(yè)在物流服務(wù)供應(yīng)鏈中位置分別表示為供應(yīng)商、集成商、客戶，E表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中各個(gè)層級(jí)節(jié)點(diǎn)企業(yè)所形成的競(jìng)爭(zhēng)合作關(guān)系“邊”集合。借鑒LSSC結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)基本概念，LSSC網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)主要有：

2.平均最短有效路徑。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)平均最短有效路徑L定義為連通節(jié)點(diǎn)i、j間的所有最短有效路徑長(zhǎng)度的距離平均值，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)對(duì)平均最短有效路徑的長(zhǎng)度公式為：

（1）

其中dij表示LSSC網(wǎng)絡(luò)連通節(jié)點(diǎn)i、j的最短路徑的邊數(shù)，Din（i）表示節(jié)點(diǎn)i的入度。物流服務(wù)供應(yīng)鏈中的平均最短有效路徑L表示連通節(jié)點(diǎn)間的最短服務(wù)時(shí)間，其長(zhǎng)度可以真實(shí)反映出供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中物流服務(wù)商對(duì)客戶的響應(yīng)效率，平均最短有效路徑越小說明該網(wǎng)絡(luò)具有更快速響應(yīng)能力。隨著市場(chǎng)客戶對(duì)服務(wù)效率要求的提高以及物流服務(wù)企業(yè)能力的增強(qiáng)，縮短網(wǎng)絡(luò)平均最短有效路徑、更加高效準(zhǔn)確完成客戶物流服務(wù)需求已成為節(jié)點(diǎn)企業(yè)參與供應(yīng)鏈競(jìng)爭(zhēng)必須應(yīng)對(duì)的關(guān)鍵戰(zhàn)略問題。

3.聚類系數(shù)。聚類系數(shù)C用來描述網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的緊密性，節(jié)點(diǎn)i的聚類系數(shù)Ci定義為這ki節(jié)點(diǎn)間實(shí)際存在的邊數(shù)Ei與總的可能邊數(shù)之比，即：

Ci=2* Ei/（ki* （ki-1））

（2）

4.介數(shù)。網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過節(jié)點(diǎn)的最短路徑越多表示該節(jié)點(diǎn)或邊越重要，介數(shù)刻畫了網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)對(duì)于流動(dòng)性的影響力。節(jié)點(diǎn)介數(shù)計(jì)算公式為：

（3）

其中g(shù)jk（x）表示經(jīng)過x的最短路徑數(shù)量，對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)介數(shù)進(jìn)行計(jì)算、排序用以表達(dá)節(jié)點(diǎn)的重要性，介數(shù)值越高表明LSSC網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)越有影響力。網(wǎng)絡(luò)中擁有較多資源優(yōu)勢(shì)的節(jié)點(diǎn)企業(yè)存在相對(duì)較高的介數(shù)，這些積累優(yōu)勢(shì)使企業(yè)具有更大概率成為新進(jìn)入企業(yè)的合作伙伴。

三、 LSSC網(wǎng)絡(luò)脆弱性機(jī)理

（一） 物流服務(wù)供需結(jié)構(gòu)復(fù)雜性

物流服務(wù)供應(yīng)鏈中流動(dòng)的是物流服務(wù)能力，企業(yè)間相互關(guān)聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)關(guān)系的連接紐帶，LSSC企業(yè)為獲得有價(jià)值的異質(zhì)性或互補(bǔ)性業(yè)務(wù)能力形成節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)。受到市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、企業(yè)變革等因素影響，LSSC網(wǎng)絡(luò)連接斷裂或轉(zhuǎn)接致使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不斷演化，物流服務(wù)供需網(wǎng)絡(luò)變得錯(cuò)綜復(fù)雜，如圖3。

圖3 物流服務(wù)供應(yīng)鏈現(xiàn)實(shí)典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

從系統(tǒng)整體來看，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性是導(dǎo)致LSSC脆弱性的重要因素，主要表現(xiàn)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不同和交互關(guān)系的復(fù)雜性兩個(gè)方面。首先，物流能力需求是LSSC多層網(wǎng)絡(luò)的拉動(dòng)力，而近年來顧客需求多樣化和產(chǎn)品供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，引起市場(chǎng)需求變化越來越大、不確定性程度也越高。比如按消費(fèi)者訂單生產(chǎn)的戴爾直銷模式，由于企業(yè)為節(jié)省成本采取精益生產(chǎn)模式使得產(chǎn)品庫存極低，市場(chǎng)供貨反應(yīng)能力比較弱，使得戴爾客戶必須等待1-2周才能收到所訂購產(chǎn)品，這相對(duì)于客戶需求來說產(chǎn)品并不能實(shí)現(xiàn)即時(shí)供給。對(duì)于訂單驅(qū)動(dòng)的供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)模式，由于生產(chǎn)計(jì)劃不能隨需求變化而變化，多層供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)下的牛鞭效應(yīng)導(dǎo)致產(chǎn)品的供應(yīng)遠(yuǎn)大于實(shí)際需求。其次，不同于LSSC兩級(jí)結(jié)構(gòu)中企業(yè)間穩(wěn)定的合作關(guān)系，在LSSC網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)實(shí)體是追求自身利益最大化的理性個(gè)體，為了自身利益某些大型物流服務(wù)集成商不愿與功能型物流服務(wù)提供商實(shí)時(shí)分享服務(wù)信息。此外，LSSC內(nèi)部存在著對(duì)立統(tǒng)一的競(jìng)爭(zhēng)合作關(guān)系，物流服務(wù)集成商面對(duì)不同伙伴采取異質(zhì)措施導(dǎo)致企業(yè)間競(jìng)合程度不同，而當(dāng)市場(chǎng)出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)LSSC企業(yè)間的沖突是不可避免的，企業(yè)間的交互關(guān)系更加復(fù)雜。

（二） 物流服務(wù)供應(yīng)鏈突發(fā)事件風(fēng)險(xiǎn)情景

LSSC是提供物流服務(wù)保證產(chǎn)品供應(yīng)鏈物流運(yùn)作的復(fù)雜協(xié)同社會(huì)網(wǎng)絡(luò)。LSSC網(wǎng)絡(luò)上游節(jié)點(diǎn)代表不同地域或功能的功能型物流服務(wù)提供商，如運(yùn)輸供應(yīng)商、倉儲(chǔ)供應(yīng)商等服務(wù)集成商的供應(yīng)商，其利用自身能力為集成商提供專業(yè)物流服務(wù)。LSSC網(wǎng)絡(luò)中會(huì)產(chǎn)生若干條從上游功能型物流服務(wù)供應(yīng)商經(jīng)過物流服務(wù)集商最終完成物流客戶的完整服務(wù)業(yè)務(wù)路線，處在同一路線中的上下游企業(yè)間具有明確的先后順序，這導(dǎo)致LSSC風(fēng)險(xiǎn)事件受到能力供需機(jī)制雙方面影響。其中服務(wù)能力供給結(jié)構(gòu)是“功能型物流服務(wù)供應(yīng)商—物流服務(wù)集商”，即由物流服務(wù)集成商根據(jù)物流客戶的服務(wù)需求協(xié)調(diào)上游功能型物流服務(wù)供應(yīng)商并確定最佳的能力分配方案。供給側(cè)突發(fā)事件是由于功能商能力不足、失效、合作意向變化及物流服務(wù)集成商協(xié)調(diào)能力的缺陷等原因?qū)е碌奈锪鞴?yīng)商能力供給發(fā)生的變化，這考驗(yàn)物流服務(wù)供應(yīng)鏈應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)上游企業(yè)能力決策最優(yōu)化，并可能產(chǎn)生哪些效果。服務(wù)能力需求結(jié)構(gòu)是指從下游市場(chǎng)服務(wù)需求出發(fā)進(jìn)而逆向傳遞確定物流容量，并傳染影響物流服務(wù)供應(yīng)鏈上游供給成員的能力決策。需求側(cè)突發(fā)事件是因市場(chǎng)需求發(fā)生變化影響物流用戶需求出現(xiàn)大幅波動(dòng)造成逆向傳遞效應(yīng)產(chǎn)生需求風(fēng)險(xiǎn)，這其中包括需求突發(fā)性增加或需求突發(fā)性減少，這些會(huì)造成類似于產(chǎn)品供應(yīng)鏈中“牛鞭效應(yīng)”進(jìn)而影響上游企業(yè)能力決策參數(shù)波動(dòng)（見圖4）。

圖4 物流服務(wù)供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)情景

從圖4中看出物流服務(wù)供需雙側(cè)往往存在各種突發(fā)事件風(fēng)險(xiǎn)，這些不確定性因素對(duì)客戶需求程度、服務(wù)能力傳遞效率、物流功能供給都會(huì)帶來負(fù)面影響，引發(fā)物流服務(wù)供應(yīng)鏈系統(tǒng)中失效事件的發(fā)生。由于多層LSSC網(wǎng)絡(luò)是圍繞核心物流服務(wù)集成商的復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，同時(shí)連接物流服務(wù)供應(yīng)商與產(chǎn)品供應(yīng)鏈，因此任何環(huán)節(jié)產(chǎn)生失效都會(huì)引起LSSC系統(tǒng)異常。按照物流服務(wù)供需結(jié)構(gòu)可將物流服務(wù)供應(yīng)鏈突發(fā)性風(fēng)險(xiǎn)事件分為三類：供應(yīng)失效，即在物流服務(wù)供應(yīng)鏈供給側(cè)中受突發(fā)事件影響功能型物流服務(wù)供應(yīng)商未能提供有效物流服務(wù)能力供給，例如9·11事件導(dǎo)致貨物流通出入境的長(zhǎng)時(shí)間停滯，阻礙Ford公司關(guān)鍵零件和物料正常交付，造成Ford公司的巨大損失；內(nèi)部運(yùn)營(yíng)失效指物流服務(wù)集成商無法有效率地分配物流能力，可能原因是由計(jì)劃、組織、實(shí)施和控制等運(yùn)營(yíng)過程失效所造成的；需求失效表示在LSSC需求側(cè)中受突發(fā)事件影響導(dǎo)致物流需求出現(xiàn)大幅震蕩并對(duì)其主體所造成的沖擊，典型案例是寶潔公司的SK-II事件，SK-II因?yàn)槌霈F(xiàn)質(zhì)量問題而使得所有該品牌產(chǎn)品撤柜，引起SK-II及其上游服務(wù)供應(yīng)商遭遇庫存嚴(yán)重堆積。

（三） 無標(biāo)度特性影響

許多復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)度分布服從冪律分布，將這種分布函數(shù)具有標(biāo)度不變性網(wǎng)絡(luò)稱為無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)（Scale-free network），而無標(biāo)度特性是描述大量復(fù)雜系統(tǒng)整體上嚴(yán)重不均勻分布的內(nèi)在性質(zhì)。LSSC網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)增長(zhǎng)機(jī)制表現(xiàn)為積累優(yōu)勢(shì)的無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)特征，演化而成的無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)具有明顯的結(jié)構(gòu)非均勻性，即動(dòng)態(tài)演化系統(tǒng)中少數(shù)節(jié)點(diǎn)大量鏈接、多數(shù)節(jié)點(diǎn)少量鏈接，隨層次不同增長(zhǎng)分布規(guī)律不盡相同。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)演化模型中網(wǎng)絡(luò)連接與度值生成的行為驅(qū)動(dòng)力就是以節(jié)點(diǎn)度的偏好性選擇連接為原則，體現(xiàn)為適者變富的“馬太定律”現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)非均勻性使得網(wǎng)絡(luò)在遭受風(fēng)險(xiǎn)沖擊時(shí)表現(xiàn)出高度的脆弱性。特別是物流服務(wù)集成商通過與各級(jí)物流服務(wù)能力提供中間商及最終功能型物流服務(wù)提供商合作完成客戶要求的物流服務(wù)任務(wù)，與其具備連接關(guān)系的節(jié)點(diǎn)成員往往最集中，這使物流服務(wù)集成商能夠最大程度的獲取網(wǎng)絡(luò)資源同時(shí)也變得更加脆弱。

圖5 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度值分布

采用Matlab軟件計(jì)算演化示意圖2中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度分布，見圖5?？煽闯鲈贚SSC網(wǎng)絡(luò)中大部分節(jié)點(diǎn)企業(yè)度值都會(huì)很低，只有少量物流服務(wù)集成商中樞節(jié)點(diǎn)的度數(shù)較高。造成LSSC網(wǎng)絡(luò)具有冪律度分布，其中重尾特征是冪律度分布導(dǎo)致無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)具有少數(shù)大量連接邊的中樞點(diǎn)。通常在LSSC網(wǎng)絡(luò)中有一個(gè)或多個(gè)LSSC核心物流服務(wù)集成商企業(yè)，通過物流集成商與其他層次的企業(yè)建立密切聯(lián)系形成物流服務(wù)能力供給與需求體系。伴隨新企業(yè)不斷充實(shí)到網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)所形成的不斷演化動(dòng)態(tài)過程會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)LSSC網(wǎng)絡(luò)的無標(biāo)度特性，然而當(dāng)物流服務(wù)集成商發(fā)生故障時(shí)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連通性產(chǎn)生的影響往往是致命性的。

（四） 級(jí)聯(lián)故障

供應(yīng)鏈復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)故障是一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)企業(yè)發(fā)生故障，通過企業(yè)間供需連接關(guān)系而引起其他節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，最終引發(fā)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模失效。1999年9月臺(tái)灣地震事件給以臺(tái)企為供應(yīng)商的公司造成的貨源缺失導(dǎo)致企業(yè)產(chǎn)量大幅下降[15]，而2004年美國(guó)Chiron公司被狀告存在細(xì)菌污染事件引發(fā)了4600萬流感疫苗短缺危機(jī)[16]。作為由一系列功能子系統(tǒng)根據(jù)供需機(jī)制彼此連接所組成的LSSC系統(tǒng)，全球化趨勢(shì)、信息革命等使得網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)性越來越密切，風(fēng)險(xiǎn)沖擊可能會(huì)超出單個(gè)企業(yè)節(jié)點(diǎn)界限而在不同LSSC系統(tǒng)間進(jìn)行傳播，級(jí)聯(lián)故障造成的故障影響被放大。LSSC節(jié)點(diǎn)由于級(jí)聯(lián)現(xiàn)象的存在并不是孤立存在，而是互相依賴、相互關(guān)聯(lián)構(gòu)成具備關(guān)聯(lián)性的系統(tǒng)，節(jié)點(diǎn)間高效協(xié)作，共同完成物流服務(wù)訂單任務(wù)。然而在物流服務(wù)運(yùn)行過程中，LSSC不可避免會(huì)受到來自內(nèi)外部干擾，級(jí)聯(lián)故障造成沖擊的擴(kuò)散蔓延，最終喪失LSSC應(yīng)有的功能而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)崩潰，這就是LSSC網(wǎng)絡(luò)會(huì)因?yàn)榫植康男〔▌?dòng)而產(chǎn)生大面積故障的機(jī)理，也是突發(fā)事件造成網(wǎng)絡(luò)中斷的機(jī)理。

圖6 關(guān)聯(lián)性中斷示意圖

圖7 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度值分布

假設(shè)圖2中物流服務(wù)集成商節(jié)點(diǎn)i1受突發(fā)事件攻擊而失效，在演化示意圖6中看出與i1連接的節(jié)點(diǎn)f4、f5及c3受到級(jí)聯(lián)故障影響變?yōu)楣铝⒐?jié)點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度變?yōu)?，其他相關(guān)節(jié)點(diǎn)度也不同程度下降，見圖7。基于上述分析驗(yàn)證了LSSC內(nèi)部的關(guān)聯(lián)性使網(wǎng)絡(luò)在功能更加強(qiáng)大的同時(shí)也變得更加脆弱的結(jié)論，系統(tǒng)面臨更大的風(fēng)險(xiǎn)，因此在進(jìn)行LSSC突發(fā)事件的研究時(shí)不能孤立的進(jìn)行，需要從全局角度進(jìn)行分析。在關(guān)聯(lián)性建模的基礎(chǔ)上研究關(guān)聯(lián)系統(tǒng)脆弱性，利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論方法為系統(tǒng)脆弱性研究提供新視角和方法，能夠很好地描述LSSC網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和彼此間關(guān)聯(lián)關(guān)系，有助于從整體上把握系統(tǒng)復(fù)雜性和響應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特性。

四、 結(jié)論與對(duì)策建議

物流服務(wù)供應(yīng)鏈系統(tǒng)受到來自內(nèi)外部各種干擾因素的影響，而其關(guān)聯(lián)性致使LSSC網(wǎng)絡(luò)在功能得到強(qiáng)化的同時(shí)也變得更加脆弱。本研究基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論研究了LSSC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)性質(zhì)、演化機(jī)理及脆弱性產(chǎn)生機(jī)制，并從級(jí)聯(lián)故障角度揭示物流服務(wù)供應(yīng)鏈無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)脆弱性突發(fā)事件擴(kuò)散機(jī)理，這對(duì)于采取有效防范措施保證網(wǎng)絡(luò)效率具有重要意義。通過上述的對(duì)LSSC網(wǎng)絡(luò)脆弱性的分析，下面提出物流服務(wù)供應(yīng)鏈脆弱性防范對(duì)策。

（一） 適當(dāng)增加節(jié)點(diǎn)企業(yè)能力的冗余

類似于產(chǎn)品供應(yīng)鏈應(yīng)對(duì)突發(fā)事件需要安全庫存的對(duì)策，從理論角度解決導(dǎo)致LSSC突發(fā)事件中斷事件的影響要求節(jié)點(diǎn)能力保持超出正常的需要水平，冗余的物流服務(wù)能力主要用來滿足預(yù)防應(yīng)對(duì)緊急需求的能力。LSSC網(wǎng)絡(luò)中的企業(yè)遭受風(fēng)險(xiǎn)沖擊時(shí)物流服務(wù)能力冗余是應(yīng)對(duì)因企業(yè)追求JIT、精益生產(chǎn)方式而導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)脆弱性的有效方法。能力冗余可以通過企業(yè)適當(dāng)?shù)脑黾幽芰Π踩珒?chǔ)備來實(shí)現(xiàn)，以減少突發(fā)事件所造成的損失。雖然保持冗余能夠有效減少突發(fā)事件對(duì)物流服務(wù)供應(yīng)鏈的損害，但同時(shí)企業(yè)也需要付出額外支付成本，為此使用前應(yīng)該有效權(quán)衡增加節(jié)點(diǎn)企業(yè)能力冗余與成本間的關(guān)系。

（二） 重視弱連接結(jié)構(gòu)關(guān)系的作用

弱連接理論由美國(guó)社會(huì)學(xué)家Mark Granovetter于1974年提出，該理論指出人與人間的關(guān)系可以從溝通互動(dòng)的頻率可以劃分為“強(qiáng)連接”和“弱連接”兩種。其中“強(qiáng)連接”關(guān)系代表行動(dòng)者彼此間具有高度互動(dòng)穩(wěn)定的系統(tǒng)，但所產(chǎn)生的訊息往往是重復(fù)封閉的。而非重復(fù)性的訊息則是通過“弱連接”關(guān)系在不同團(tuán)體間進(jìn)行傳遞的，“弱連接”通常具有低成本與高效能的傳播效率特性。LSSC多層結(jié)構(gòu)作為復(fù)雜的社會(huì)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，在合作運(yùn)營(yíng)過程中應(yīng)該注重維護(hù)業(yè)務(wù)聯(lián)系頻率低、甚至不大可能與之發(fā)生關(guān)系的不同供應(yīng)鏈企業(yè)，并將弱連接企業(yè)作為應(yīng)急預(yù)案的重要組成部分。當(dāng)突發(fā)事件導(dǎo)致物流服務(wù)供應(yīng)鏈破裂，強(qiáng)連接關(guān)系企業(yè)不能正常運(yùn)行時(shí)，企業(yè)可以借助應(yīng)急預(yù)案的弱連接企業(yè)作為補(bǔ)充用以維持物流服務(wù)供應(yīng)鏈的正常運(yùn)行，使網(wǎng)絡(luò)成員聯(lián)合其它節(jié)點(diǎn)位置資源來減低社會(huì)結(jié)構(gòu)限制，增加修正原先觀點(diǎn)的機(jī)會(huì)。

（三） 降低LSSC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的非均勻性

LSSC網(wǎng)絡(luò)無標(biāo)度性造成自身結(jié)構(gòu)的非均勻性，這不僅容易導(dǎo)致企業(yè)在少數(shù)范圍內(nèi)過多地建立戰(zhàn)略伙伴關(guān)系，還使節(jié)點(diǎn)在局部范圍內(nèi)選擇少數(shù)企業(yè)建立業(yè)務(wù)關(guān)系，造成LSSC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚集程度高、平均路徑長(zhǎng)度增加及度分布集中的特點(diǎn)。供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)對(duì)少數(shù)企業(yè)依賴程度越高，當(dāng)LSSC網(wǎng)絡(luò)中度相對(duì)較大的節(jié)點(diǎn)遭到攻擊時(shí)就會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生巨大負(fù)面影響，因此降低LSSC網(wǎng)絡(luò)的無標(biāo)度性便成為降低網(wǎng)絡(luò)脆弱性的重要手段。那如何降低LSSC網(wǎng)絡(luò)無標(biāo)度性呢？由于LSSC網(wǎng)絡(luò)中小企業(yè)的度較小，發(fā)生中斷概率較低，因此企業(yè)可以注重選擇小規(guī)模企業(yè)作為自己的物流服務(wù)采購商，使得LSSC網(wǎng)絡(luò)度分布比較均勻，這樣當(dāng)企業(yè)重要節(jié)點(diǎn)遭受攻擊時(shí)就不會(huì)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)營(yíng)造成巨大損失。此外，LSSC網(wǎng)絡(luò)中度較集中的企業(yè)（如物流服務(wù)集成商）還可通過賦予下屬部門更大的決策權(quán)力來稀釋自身的節(jié)點(diǎn)度，從而降低連接度、增加LSSC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)均勻性。

（四） 采取有效的網(wǎng)絡(luò)免疫策略

借鑒復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中隨機(jī)免疫與目標(biāo)免疫兩種策略，可通過構(gòu)建LSSC網(wǎng)絡(luò)的雙重免疫網(wǎng)絡(luò)保護(hù)整體結(jié)構(gòu)的正常運(yùn)行，再選擇物流服務(wù)集成商等重要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行目標(biāo)免疫，鞏固局部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性來預(yù)防LSSC網(wǎng)絡(luò)脆弱性。具體來講，為了能夠有效保護(hù)LSSC網(wǎng)絡(luò)高效運(yùn)行，隨機(jī)選取網(wǎng)絡(luò)部分企業(yè)作為第一次免疫對(duì)象，增加免疫對(duì)象的額外服務(wù)能力后從已選取的節(jié)點(diǎn)中隨機(jī)選取與其有直接業(yè)務(wù)聯(lián)系的鄰接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行冗余能力再提升。由于該過程只對(duì)網(wǎng)絡(luò)少數(shù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行投資增加服務(wù)能力，實(shí)現(xiàn)了在減少投資成本前提下降低LSSC網(wǎng)絡(luò)脆弱性的目的。另外，根據(jù)LSSC網(wǎng)絡(luò)的無標(biāo)度性還可選取少量度較大的核心點(diǎn)進(jìn)行目標(biāo)免疫，以切斷LSSC網(wǎng)絡(luò)突發(fā)事件擴(kuò)散路徑，最大程度減少LSSC網(wǎng)絡(luò)中斷風(fēng)險(xiǎn)。

[1]ALBERT R, JEONG H, BARABHSI A L.The Internet’s Achilles’ Heel: Error and Attack to Lerance of Complex Networks[J].Namre,2000，40（6）:378-382.

[2]LATORA V, MARCHIORI M.Vulnerability and Protection of Infrastructure Networks[J].Physical Review E,2005,71（1）:15-18.

[3]TAO Z, ZHONGQIAN F, BINGHONG W.Epidemic Dynamics on Complexnetworks[J].Progress in Natural Science,2006,16（5）:452-457.

[4]KONIG M D, BATTISTON S, NAPOLETANO M, et al.The Efficiency and Stability of R&D Networks[J].Games and Economic Behavior,2012,75（2）:694-713.

[5]閆妍,劉曉,莊新田.基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的供應(yīng)鏈級(jí)聯(lián)效應(yīng)檢測(cè)方法[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào),2010,44（3）:322-327.

[6]柳虹,周根貴,傅培華.基于供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的傳遞攻擊策略研究[J].計(jì)算機(jī)科學(xué),2013,40（7）:98-101.

[7]楊康,張仲義.基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)傳播機(jī)理研究[J].系統(tǒng)科學(xué)與數(shù)學(xué),2013,33（10）:1224-1232.

[8]劉純霞,舒彤,汪壽陽.基于小世界網(wǎng)絡(luò)的供應(yīng)鏈中斷風(fēng)險(xiǎn)傳導(dǎo)過程研究[J].商業(yè)經(jīng)濟(jì)與管理,2015（5）:24-31.

[9]王瑛,孫林巖.供應(yīng)鏈物流平衡分析[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005:17-18.

[10]宋華,于亢亢.服務(wù)供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新模式[J].商業(yè)經(jīng)濟(jì)與管理,2008（7）:3-11.

[11]丁靜之,鞠頌東,徐杰.物流供需關(guān)系的三維網(wǎng)絡(luò)特征[J].北京交通大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版,2012,10（4）:38-44.

[12]彭永濤,張錦,王坤.具有隨機(jī)供需特征的物流超網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型研究[J].交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息,2014,12（2）:184-192.

[13]王振鋒,王旭,徐廣印.基于小世界網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)供應(yīng)鏈研究[J].上海管理科學(xué),2011,33（5）:46-47.

[14]舒波.基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的旅游服務(wù)供應(yīng)鏈集成性評(píng)價(jià)[J].統(tǒng)計(jì)與決策,2011（8）:68-72.

[15]SHETTY J, ADIBI J.Diseovering Important Nodes Through Graph Entropy: The Case of Biology Database[J].Proc of Link Piseovery Workshop,2005,15（4）:336-341.

[16]PEARSON H, HU A Q, HU J.A Method for Finding the Most Vital Node in Communieation Networks[J].High Teehnology Letters,2004,15（l）:573-576.

（責(zé)任編輯 鄭英龍）

Mechanism of Network Vulnerability of Logistics Service Supply Chain Based on Complex Network Theory

ZHANG Guang-sheng1, 2, LIU Wei1

（1.SchoolofTransport&Communication,ShanghaiMaritimeUniversity,Shanghai201306,China;2.LogisticsDepartmentofPinghuCampus,JiaxingUniversity,Jiaxing314000,China）

Based on the complexity and relevance of logistics service supply chain （LSSC） network system, the network vulnerability of LSSC is analyzed.First of all, the research analyzes the vulnerability of Supply Chain, complex topological characteristics and local area specific evolution mechanism of logistics service network.Secondly, the vulnerability mechanism of LSSC network is revealed in terms of supply and demand network complexity, emergency risk, non-scaling and cascading failures.At last, based on such theories as redundant nodes, weak ties, distribution uniformity and immunization strategy, preventive measures are put forward.This research is significant for enterprises taking effective preventive measures to guarantee efficiency of LSSC network.

logistics service supply chain; complex network; vulnerability mechanism; preventive measures

2016-04-10

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“物流服務(wù)供應(yīng)鏈的網(wǎng)絡(luò)屬性及其對(duì)核心企業(yè)成長(zhǎng)的作用機(jī)制”（71272219）；國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目“第三方物流嵌入全球供應(yīng)鏈的動(dòng)因、作用與協(xié)同管理機(jī)制研究”（15CJY057）；上海市哲學(xué)社會(huì)科學(xué)規(guī)劃辦公室“全球供應(yīng)鏈情境下本土物流服務(wù)供應(yīng)鏈的網(wǎng)絡(luò)鑲嵌研究——以長(zhǎng)三角地區(qū)為例”（2014EGL001）；國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“制造業(yè)與物流業(yè)聯(lián)動(dòng)的物流服務(wù)創(chuàng)新研究”階段性成果（13AJY010）

張廣勝, 男, 博士研究生, 主要從事物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)與管理; 劉偉, 男, 教授, 管理學(xué)博士，主要從事物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)與管理。

F252

A

1000-2154（2016）12-0019-09