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1、供应链管理：协调、优化及其计算实现,南京大学工程管理学院 盛昭瀚 2007.9.27,2,汇报内容,一、学术思想二、研究内容三、技术路线与研究方案四、特色与创新五、研究基础与队伍组成六、经费预算,3,一、学术思想 供应链协调与优化,供应链是由供应商、制造商、分销商、零售商以及最终用户组成的具有采购、制造、配送、销售等综合功能的现代生产营销网络。供应链协调与优化管理一般是指通过对供应链成员之间的利益及供应链运作和结构等方面的设计和安排，最大限度地降低节点企业之间的冲突，保持良好的合作关联，使得供应链网络具有更高的稳定性与适应性，提高供应链整体绩效，并使这种整体绩效与企业的微观利益尽可能一致。,4
2、,一、学术思想 研究现状与重要成果,主要研究方向(问题)1.多阶段随机生产-库存系统协调与优化研究这一类问题的共同核心是需求可变性和非恒定性，现有生产能力、库存费用、采购的提前期和所期望的服务水平等之间相互影响。研究的目标是力图了解在单一和多阶段的背景下的相互影响，以及以获取最大成本效益的方式为库存管理提供可行的解决方案。（Clark A J and H Scarf 1960;Zipkin P,1989;Tayur S,1997；Fangruo Chen et al.，2001）2.基于供应链契约的协调机制研究批发价契约(Spengler,1950;Dong L,Rudi N,2001)数量折
3、扣契约(Weng Z K,1995)数量柔性契约(Tsay A,Lovejoy W S,1999;Barnes S,Bassok D Y,2002)收入共享契约(Mortimer J H,2000;Cachon G,2002)回购契约(Padmanabhan V,Png I P L,1995;Taylo r T,2000)最小采购量承诺契约(Bassok Y,Anupindi R,1997;Andrew Lim,Zhou Xu,2005),5,3.供应链网络设计优化研究对大量潜在的供应、制造商和分销商进行选择、地理位置定位和能力配置等问题进行决策。（Spengler,1950;Lakhal e
4、t al，2001；Meijbooma and Obelb，2007）4.供应链运作渠道与环境关系研究逆向物流和闭环供应链问题研究（Louwers et al.,1999；Fleischmann et al.,2001;Guider and van Wasssenhove,2002；Krikk et al.2003）多渠道协调问题研究（Huang W.and M Swaminathan.2003；Cattani K,Gilland and M Swaminathan,2004；Tsay A and Agrawal，2004；）快速响应问题研究（Iyer A and Bergen M,1997;
5、Palaka K et al.,1998;So,2000）动态条件下渠道稳定性研究（Tsay and Agrawal,2000;Nagatani T and Helbin G D,2004）突发事件的应对与协调研究（Clausen et al.，2001；Xia et al.2004；Xiao and Yu，2006）,一、学术思想 研究现状与重要成果,6,主要研究方法以博弈论及运筹学（数学规划）为基本手段，建立供应链组成企业之间的采购、生产和库存等方面的数学模型，探讨上下游企业间的契约和协调机制设计或是寻求其最优解，或是寻找其均衡解。另外，近年来也开始运用系统动力学、多代理技术等计算机仿真方
6、法进行供应链管理问题的研究，如供应链系统的建模框架分析等。,一、学术思想 研究现状与重要成果,7,简评取得了许多重要的、精细的研究成果主要研究的是供应链的局部和微观问题研究的层次数和节点数较少在研究中作了简化的处理，如同层企业间不存在直接竞争，或者存在直接竞争但企业同质，这与实际供应链复杂情况有较大的差距。对供应链的演化规律等系统复杂性研究不足。在研究方法上需要进一步改进和创新。,一、学术思想 研究现状与重要成果,8,供应链规模越来越大，出现具有百千计成员企业的供应链市场经济规则日益丰富、供应链成员之间关联日益复杂，供应链多方面地表现出系统复杂性 局部问题引发全局问题、微观机理与宏观结构相互影
7、响等。2000年，爱立信手机由于其芯片供应商意外失火造成供应中断，从而导致其整体退出手机市场。供应链一般都是复杂系统通过演化而趋于稳定的自组织结果 某些行业供应链通过市场竞争不断重组而趋于稳定，（如冰箱、彩电、汽车等行业）环境对供应链的功能及稳定性影响日益深刻 人类可持续发展的环境意识，尤其是不连续的突发事件。2005年“苏丹红”事件；自然灾害。,一、学术思想 实际问题引起的新挑战,9,要重视供应链层级多、竞争的节点企业多，总体结构复杂这一事实；要将供应链企业层面上的微观机理的研究与供应链宏观层面上的结构与绩效研究综合起来；要充分考虑动态环境，特别是非连续变化环境对供应链宏观结构和微观行为演化
8、的影响；要充分考虑环境保护等对供应链管理提出的新问题；要探讨新的研究方法论与方法，特别是由多种方法综合集成形成新的研究平台。,一、学术思想 科学问题的进一步凝练,10,一种新的方法计算实验,11,计算实验是综合集成计算技术、复杂系统理论和演化理论等，通过计算机“生长培育”出现实系统的替代版本，并在此基础上进行系统复杂行为分析、探索系统演化规律的一种科学研究方法,一、学术思想 计算实验,12,一、学术思想 计算实验,13,一、学术思想 计算实验,可有效揭示较多层次和较多节点间的相互关系可把规则建模和数学建模统一起来，揭示供应链基本的演化机制可同时反映供应链宏观表现与微观行为之间的关联性可刻画复杂
9、因素对供应链的影响可通过多个可控、可重复的实验，分析各类协调和优化方案对供应链整体效益的影响，为管理决策提供支持,14,综上所述，本项目的学术思想是：,供应链本质上是由众多自学习、自适应自主主体组成的、动态演化的开放的复杂系统。对供应链协调与优化的研究，既要揭示供应链成员微观行为之间的协调，又要从宏观层面上研究其结构、功能，把握其整体性，更要研究微观与宏观、局部与整体的系统性。在研究方法上，根据复杂性管理思维，通过还原论和整体论的结合、数理分析与计算实验结合、人机结合、虚实联动等综合集成的方法论，揭示供应链的复杂性及相应的协调和优化的管理方法。,15,汇报内容,一、学术思想二、研究内容三、技术
10、路线与研究方案四、特色与创新五、研究基础与队伍组成六、经费预算,16,人工供应链模型及计算实现方法研究,计算实验,理论研究,基于谈判的协调策略,逆向渠道设计,供应链中断风险研究,供应链网络结构及其优化,二、研究内容 内容框架,供应链协调管理与结构优化联动研究,虚实联动,17,供应链网络结构的建模与描述方法研究环境变化对供应链网络结构的影响研究 宏观政策和竞争环境对供应链网络结构及整体性能的影响。供应链结构与成员企业微观行为的相互影响机制研究,二、研究内容一 供应链网络结构及其优化,18,供应链成员的适应性谈判机制研究 考虑成员企业的学习与记忆能力，采用遗传算法、强化学习算法等设计有效的谈判机制
11、。研究谈判协议（如合同网协议、拍卖机制、协商机制）的适应性。基于谈判的适应性协调机制设计以及协调机制对供应链成员决策的影响 研究有限理性下基于谈判的供应链协调机制，探讨不同合同模型（如数量折扣、质量合同、备货合同和柔性分期购买合同）、激励机制在谈判背景下的构建和设计。研究合同、激励机制对环境的适应性，进一步设计协调策略的适应性选择算法。研究协调机制对供应链成员企业的最优决策的影响。,二、研究内容二 基于谈判的协调策略,19,逆向渠道对供应链成员的最优决策的影响及协调机制设计 针对不同逆向渠道（制造商建立回收渠道、制造商直接回收、销售商负责回收、第三方回收）和环境因素，研究不同回收方式下合同机制
12、设计以及对供应链各成员的决策影响。制造商产品差异化竞争策略对逆向渠道选择的影响 考虑的消费者支付意愿的异质性，研究不同渠道下制造商的产品差异化竞争策略下新产品和再制造产品的定价以及回收产品的定价，以及产品的耐用度、再制造的利用率对逆向渠道选择的影响。,二、研究内容三 逆向渠道设计,20,供应链网络中突发事件影响机理分析 研究几类中断风险在供应链中的传递、影响机理；中断发生后订单转移到后备供应商的动力性；供应链成员风险态度、网络中断对成员决策、供应链网络系统性能的影响；中断风险发生后对供应链网络结构的影响。供应链网络中突发事件应对机制研究 探究网络结构、契约柔性程度与系统抗中断风险能力之间的关系
13、；分析中断风险防范应急措施成本（含偏离成本）与效益之间的关系；研究供应链中断风险的防范、应急决策机制。,二、研究内容四 供应链中断风险研究,21,构建供应链计算实验平台 研究相应模型系统的计算机实现方案，构建操作性较强的实验用供应链软件平台。建立人工供应链模型，开发相应的软件系统 定义各类Agent的属性、行为规则、学习模式、决策规则和通讯接口。设计各类机制（谈判、合作和协调等）的规则库，以及各类方法、模型的方法库、模型库，利用计算机技术构造智能Agent，实现对实际的企业和代理间相互关系描述，构建人工供应链，开发相应的软件系统。,二、研究内容五 人工供应链模型及计算实现方法研究,22,通过实
14、际供应链和理论及计算实验供应链模型的虚实交互与比对，提高研究水平 将基于数理分析与计算实验方法构建的供应链模型与现实供应链丰富的知识与管理智慧进行交互与比对，反复修正、完善，充分集成逻辑思维和形象思维成果，一方面，推进抽象供应链的研究深度，另一方面，为实际供应链优化与协调管理提供丰富的咨询。,二、研究内容六 供应链协调优化管理联动研究,23,二、研究内容 关键问题,供应链结构描述与整体优化方法以及宏观结构与微观行为之间的关联性；基于整体结构优化意义下的供应链成员之间适应性协调（谈判、合作等）机制的安排与设计；突发事件、逆向渠道与供应链结构及微观行为的关系及优化设计；人工供应链的代理表示与组态、
15、柔性建模；各类方法的综合集成与接口、通讯机制的实现。,24,汇报内容,一、学术思想二、研究内容三、技术路线与研究方案四、特色与创新五、研究基础与队伍组成六、经费预算,25,数理分析,计算实验,供应链实践,综合集成,三、技术路线及研究方案 技术路线,26,本项目的前四个专题采用如下的数理分析：针对供应链管理中的双边、多问题谈判，以效用理论为基础构建交互双方的效用函数，采用机制设计理论，研究其微观交互机制。根据逆向供应链的特点，分别针对其四类渠道结构，建立博弈模型，提炼、设计逆向供应链的合同类型、主体决策规则。研究不同渠道结构对供应链成员的最优决策以及产品再制造对制造商的产品差异化竞争策略的影响。
16、运用复杂网络理论和演化理论构建复杂网络模型，捕获供应链网络的宏观特征统计量（如度分布、集聚系数和平均最短路径等）。结合已有的供应链绩效评价标准，建立供应链网络结构优化的标准，为分析宏观统计特征对企业决策、合同模式选择的影响，优化供应链结构作准备。采用风险管理理论、博弈理论和优化理论，针对突发事件对需求、成本或供应的影响，构造描述突发事件影响的恢复函数，进而捕获中断风险的特征，将影响因素嵌入到制造商的决策函数内，分析中断风险对制造商决策和协调机制产生的影响，并探讨对其他成员企业的影响，从而研究突发事件对供应链的影响机理。,通过数理分析，除分析供应链机理，还进一步结合概念模型，提炼规则,构建计算实
17、验模型,三、技术路线及研究方案 数理分析,27,代理事元,代理储元,代理识元,代理文化模型,代理适元,功能代理属性方法接口,企业代理属性方法接口,企业代理属性方法接口,企业代理属性方法接口,功能代理属性方法接口,功能代理属性方法接口,功能代理属性方法接口,企业代理属性方法接口,企业代理属性方法接口,企业代理属性方法接口,企业代理属性方法接口,企业代理属性方法接口,企业代理属性方法接口,企业代理属性方法接口,企业代理属性方法接口,企业代理属性方法接口,根据机理分析阶段分析的结果，考虑人工主体的记忆、认知、行为、学习、偏好构建人工供应链的基元层次,根据人工主体模型，考虑供应链系统的环境、结构、系统
18、目标、资源、信息和相互作用等构建人工供应链的系统层次,根据人工供应链的基元模型，考虑局部环境及其相互作用、可获取的资源、信息、目标（追求），构建人工供应链的主体层次,三、技术路线及研究方案 计算实验平台的构建,28,2023/9/21,28,数理分析、计算实验和现实供应链的集成,虚实联动,供应链中的主体,决策规则,目标,秉性,内部模型,供应链中的主体,市场结构、环境协调、合作机制交流、博弈规则,供应链的整体目标与绩效,人工供应链,目标集成,方法集成,现实供应链,定性与定量相结合,人机结合,整体论与还原论相结合,宏观与微观相结合,相互作用,功能主体,29,数理分析 计算实验 虚实结合 综合集成,
19、30,汇报内容,一、学术思想二、研究内容三、技术路线与研究方案四、特色与创新五、研究基础与队伍组成六、经费预算,31,着重研究供应链的系统复杂性，包括供应链整体结构和绩效、微观与宏观之间的相互关联等 研究供应链多方面的系统复杂性，特别是供应链整体结构与绩效、微观行为与宏观性状之间的关系，从机理上探索并揭示供应链宏观整体性的微观基础，从而“回归”供应链复杂系统的本质。数理分析与人工社会意义下的计算实验集成研究方法探索 基于供应链系统的整体性和复杂性等特点，在深入数理分析的基础上构建人工供应链的计算实验模型，研究供应链网络的系统整体性与性能演化，拓展了供应链协调与优化的研究手段和途径。复杂管理系统
20、的综合集成方法论研究 以本项目为典型，通过定性定量方法相结合、人机相结合、数理分析与计算实验相结合等，提炼针对复杂管理系统的综合集成方法论和基本范式。,四、特色与创新,32,汇报内容,一、学术思想二、研究内容三、技术路线与研究方案四、特色与创新五、研究基础与队伍组成六、经费预算,33,项目组成员多次承担过国家自然科学基金项目,均如期完成，并多次在后评估中被评为优。项目组成员以承担的国家科技攻关项目、自然科学基金项目为基础，其中关于突发事件应急管理及紧急物资调度等与本项目有关的研究，获2002年度教育部科技进步壹等奖。项目组成员近年来完成过十多项供应链与物流规划、设计分析方面的项目，积累了较丰富
21、的工作经验和供应链实际材料。项目组成员近年来完成了一批与本项目有关的理论研究成果。其中近二十篇论文被Decision Science、Omega等国际SCI和SSCI学术期刊发表和接受。,五、研究基础及队伍组成 研究基础,34,Xiao Tiaojun,Xia Yusen,Zhang G.Peter.Strategic outsourcing decisions for manufacturers that produce partially substitutable products in a quantity-setting duopoly.Decision Sciences,2007,
22、38(1):81106.(SSCI源)Xiao Tiaojun,Qi Xiangtong,Yu Gang.Coordination of supply chain after demand disruptions when retailers compete.International Journal of Production Economics,2007,109,162179.（SCI源）Xiao Tiaojun,Qi Xiangtong.Price competition,cost and demand disruptions and coordination of a supply c
23、hain with one manufacturer and two competing retailers.Omega,The International Journal of Management Science,available online at(SSCI、SCI源)Xiao Tiaojun,Yu Gang,Sheng Zhaohan,Xia Yusen.Coordination of a supply chain with one-manufacturer and two-retailers under demand promotion and disruption managem
24、ent decisions.Annals of Operations Research,2005,135:87109.（SCI）,部 分 研 究 成 果,35,Huang Jian,Chen Guohua,Xiao Tiaojun,Sheng Zhaohan.OUT strategy and application to supply chain networks.International Journal of Services Operations and Informatics,2006,1(1/2):131145.Xiao Tiaojun,Yu Gang.Marketing objec
25、tives of retailers with differentiated goods:An evolutionary perspective.Journal of Systems Science and Systems Engineering,2006,15(3):359374.Xiao Tiaojun,Yu Gang.Supply chain disruption management and evolutionarily stable strategies of retailers in the quantity-setting duopoly situation with homog
26、eneous goods.European Journal of Operational Research,2006,173(2):648668.（SCI）Yang W.S.,Li L.,Ma S.H.Coordinating supply chain response-time:A bi-level programming approach.The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2007,31(10):10341043.Yang Wensheng,Ma Shihua,Li Li.Grey situatio
27、n decision of supplier appraisement.The Journal of Grey System,2004,16(2):187190.,36,Xiao Tiaojun,Yu Gang,Sheng Zhaohan.Reputation,utility and technological innovation strategies.International Journal of Information Technology&Decision Making,2004,3(1):81100.（SCI）Xiao Tiaojun,Chen Guohua.Wholesale p
28、ricing and evolutionarily stable strategies of retailers with imperfectly observable objective.European Journal of Operational Research,第二次修改稿在审.Yang Wensheng,Ma Shihua,Li Li.A bi-level model of response-time coordination plan in supply chain.Proceedings of 2004 International Conference on Managemen
29、t Science&Engineering(ICMSE),Harbin,August 8,2004:850854.Yang Danqin,Xiao Tiaojun,Shen Houcai.Near-optimal algorithm for the EQQ equilibrium of a supply chain with risk-averse retailers.International Conference on Management Innovation,Shanghai,June 4-6,2007:84 89.Shi Kuiran,Xiao Tiaojun,Sheng Zhaoh
30、an.Evolutionary stability of pricing strategies in a retail market with service.Proceedings of 2005 International Conference on Services Systems and Services Management,14571461.,37,Shi Kuiran,Xiao Tiaojun,Sheng Zhaohan.Evolutionary stability of pricing strategies in a retail market with service.Pro
31、ceedings of 2005 International Conference on Services Systems and Services Management,14571461.HuangShifeng,XiaoTiaojun.EVA-basedtwo-period compensation plan:Agameapproach.Proceedingsof2006InternationalConferenceonManagementScience&Engineering,287292.Xiao Tiaojun,Shi Kuiran,Chen Guohua.Wholesale pri
32、ce and evolutionarily stable strategy of retailers in a supply chain with one manufacturer and multiple retailers.Proceedings of 2005 IEEE International Conference on Service Operations and Logistics,and Informatics,291295.Huang Jian,Xiao Tiaojun,Sheng Zhaohan,Chen Guohua.Modeling supply networks by
33、 evolving complex networks.forthcoming in International Journal of System Science and Information,2007.Xia,Yusen,Xiao Tiaojun,Yu Gang.Production and inventory management with raw material price disruptions.Proceedings of the 36th Annual Meeting of the Decision Sciences Institute,San Francisco,Califo
34、rnia,USA,2005,1300113006.(光盘版本).,38,盛昭瀚,肖条军，高 洁.实验经济学与2002年诺贝尔经济学奖.管理科学学报，2002,5(6):9193.马士华,杨文胜,李 莉.基于二层规划的供应链多阶响应周期决策模型.管理科学学报,2005,8(6):5159.杨文胜,李 莉.基于Stackelberg模型的准时交货激励契约分析.系统工程理论与实践,2006,26(3):1724.石岿然,肖条军.双寡头零售市场的演化稳定策略.系统工程理论与实践,2004,24(12):2428.石岿然,肖条军.双寡头纵向产品差异化市场的演化博弈分析.东南大学学报（自然科学版）,200
35、4,34(4):523528.侯云章,戴更新,于庆东.二次订货策略在单周期产品逆向供应链中的应用.系统工程理论与实践,2005,25(11):3540.黄 健,陈国华,肖条军,盛昭瀚.一类复杂供应链网络的稳定性分析.中国管理科学,2005,13(专辑):298301.李 莉,杨文胜.基于电子市场中介的交易风险控制模型管理科学学报,2005,8(3):5663.,39,杨文胜,李 莉.基于响应时间的供应链契约协同分析.系统工程学报,2006,21(1):2431.杨文胜,李 莉.响应时间不确定下交货期相关定价模型.中国管理科学,2005,13(2):5662.杨文胜,马士华,李 莉.基于供应链响
36、应时间的协同计划模型.预测,2004,23(5):5256.杨文胜,马士华,李 莉.供应链中准时采购的Stackelberg模型及决策分析.系统工程理论方法应用,2005,14(1):6873.杨文胜.基于响应时间的供应链协同决策与优化模型.武汉:湖北科学技术出版社,2005.(ISBN:7-5352-3366-X/F439)张 军,盛昭瀚.组织行为演化研究的计算实验方法.复杂系统与复杂性科学,2005,(4):2936.张军.用人工社会方法研究社会行为演化问题.计算机仿真,2007,1(24):277280.,40,杨文胜.博士论文基于响应时间的供应链协同决策与优化模型研究，2004张 军.
37、博士论文计算管理研究方法及其实现，2006.11黄 健.博士论文供应链系统的动态稳定性及其控制策略研究，2007.05,41,本项目组与美国惠普公司、香港易宝物流有限公司、扬子石化、齐鲁石化、南京医药股份有限公司、南京钢铁等作为合作伙伴，保证了项目的开展能源于实践并指导实践本项目组和国内外著名高校和科研机构有着广泛的联系，并成功进行了多项合作研究，如与英国皇家物流与运输协会（ILT）签订了全面合作协议以项目组成员所在单位为依托，成立的江苏省物流工程研究中心，为本项目的研究提供了重要支撑条件本项目组经过五、六年时间的研究，已在计算实验领域积累了一定的研究基础 已建立了一定规模的计算实验中心 已较
38、成功地开展了企业合作与竞争、组织激励等方面的研究 采用计算实验方法来研究供应链管理，并取得了一定成果,五、研究基础及队伍组成 研究基础,42,五、研究基础及队伍组成 研究基础,43,五、研究基础及队伍组成 研究基础,44,本项目组是一个跨学科团队，项目组成员长期从事供应链管理的教学和科研工作，积累了较丰富的供应链管理研究基础。项目组成员有计算机、经济管理、控制、数学等不同的学科背景。知识结构合理、精力集中、工作踏实。,五、研究基础及队伍组成 队伍组成,45,汇报内容,一、学术思想二、研究内容三、技术路线与研究方案四、特色与创新五、研究基础与队伍组成六、经费预算,46,六、经费预算,47,感谢各位专家指导！,
