基于产品生命周期的供应链网络优化

一、进入期网络统计量分析

如图4-4至4-7所示分别是根据模型生成的供应链产品进入期的度分布，点强度分布、聚类系数、平均最短路径分布图。由于进入期的节点数目较少，在度分布图中表现为很多散点，不能明显地看出供应链网络的度分布情况。在点强度分布图中，可以看出供应链网络的点强度呈现出一个阶段性特征，有少部分的节点强度较大。同时，供应链网络的聚类系数也比较小，平均最短路径大概在4.5～7之间浮动。

图4-4 进入期度分布图

图4-5 进入期点强度分布图

由此可见，在供应链产品生命周期的进入期，由于网络中节点企业较少，相应的节点企业之间的合作关系和交易往来也比较少，在整个供应链网络中，只有少部分的节点企业具有比较大的节点强度，这些节点大多数应该是生产商。这个时期的网络结构比较简单，网络节点之间的距离比较小。这些特征符合初期供应链网络的实际情况。

图4-6 进入期聚类系数图

图4-7 进入期平均最短路径图

二、成长期网络统计量分析

图4-8至图4-11是供应链网络处于成长期的各参数分布图。随着整个行业的发展，供应链网络进入一个产品成长期，此时，市场需求稳定增长，越来越多的节点企业开始加入到供应链网络中，由此引发的竞争与合作关系也越来越多，适应环境的企业生存下来，不适应的企业或者因为其他原因退出供应链网络。这种情况在复杂网络中的体现就是节点越来越多，节点之间边的连接大量增加，同时伴随有节点的退出，网络中开始出现拥有大量连接的核心节点。

图4-8 成长期度分布图

在图4-8中，我们可以发现，此时的供应链网络中逐渐出现了少部分的度很大的节点，度分布图开始出现长尾；在图4-9中，点强度分布与度分布类似，少部分的节点拥有比较大的节点强度，在双对数坐标下，点强度分布的长尾现象更加明显，开始呈现出幂律分布的趋势，可见供应链网络的度分布与点强度分布有正相关关系，即度越大的点，节点强度也就越大。在图4-10中网络的平均聚类系数相对于进入期有明显的增大，通过计算可以得出网络的平均聚类系数为c=0.0095，大部分节点的聚类系数很大，并且度越大的点，聚类系数越小，聚类系数随着点度的增加而逐渐减小，这说明供应链网络具有层次结构。在图4-11中网络的平均最短路径在12～14之间浮动，较进入期的平均最短路径又有增大，这是由于供应链网络中相邻层之间联系比较紧密，忽略了跨层之间的连接。

图4-9 成长期点强度分布图

图4-10 成长期聚类系数图

图4-11 成长期平均最短路径图

综合以上，当供应链网络演化至成长期时，节点企业的度分布与点强度分布开始呈现出幂律特性，同时网络具有比较小的集聚系数和比较大的平均最短路径，能够很好地体现出供应链网络的层次结构。与现实供应链网络的运作相符。

三、成熟期网络统计量分析

图4-12至图4-15是供应链网络演化至成熟期的各参数分布图。随着供应链网络中节点的大量涌入，供应链网络逐渐规模化，网络中已经形成了对网络具有很大影响力的少数核心节点。新加入网络的节点偏好选择这些具有强大实力的核心节点企业进行合作，同时，网络中还伴随着不适应市场的节点企业的退出。当供应链网络中新节点的加入和老节点的退出达到一个稳定阶段，此时的供应链网络就处于产品生命周期的成熟期。

这种情形可以从复杂网络的角度描述为：当网络演化至成熟期时，网络中存在着大量的节点，节点之间存在着大量的边，其中有少数核心节点拥有大量的连接，所以这些核心节点的度和点强度都非常大，在网络中具有较大的影响力。新加入节点会择优选择这些核心节点进行连接，随着新节点的大量加入，老节点也会相应地退出，老节点的退出是一个泊松过程，与新节点的加入对应。随着网络的不断演变，老节点退出的概率越来越大，当新节点的加入与老节点的退出达到一种动态平衡状态时，网络所处的状态就是产品生命周期的成熟期，此时网络中节点总数大约为6000个。

在图4-12中，度分布图呈现明显的长尾现象，少部分节点的度值非常大，大部分节点的度值很小。经过计算，此时的供应链网络的度分布服从幂律分布，即P（k）～k-γ，幂指数γ≈255。研究表明，现实中的供应链网络的幂指数γ∊（25，35）［9］，实证结果表明，本模型符合供应链网络的实际情况。在图4-13中点强度的分布也基本服从幂律分布，点强度分布与度分布表现出明显的正相关特性。

图4-12 成熟期度分布图

图4-13 成熟期点强度分布图

从图4-14可以看出，供应链网络的聚类系数与成长期类似，大部分节点的聚类系数较大，只有小部分度值较大的节点聚类系数较小，并且节点的聚类系数随着节点度值的增大而呈现出递减趋势，这更加凸显了供应链网络的层次结构特性。整个网络的平均聚类系数稍有增幅，经计算，整个供应链网络的平均聚类系数c=0.0126。(www.xing528.com)

图4-14 成熟期聚类系数图

在图4-15中，供应链网络的平均最短路径的浮动范围为13～17，对比成长期的平均最短路径又有小幅度增长，缺少跨层连接对供应链网络平均最短路径的影响也能比较清晰地表现出来。

图4-15 成熟期平均最短路径图

综上所述，在供应链网络产品生命周期的成熟期，网络中节点的增长与退出达到一种动态平衡的稳定状态，网络的度分布与点强度分布都服从幂律分布，整个网络具有比较小的集聚系数和比较大的平均最短路径。网络呈现出比较明显的层次结构，经过验证，供应链网络模型在成熟期的情形符合实际供应链的演化规律。

四、衰退期网络统计量分析

如图4-16—4-19所示描述了供应链网络衰退期的各参数分布情况，由于网络衰退期的变化比较频繁，这4个图是基于网络衰退中期的采样，不足以完全描述整个衰退期的网络演化状况，但能够描述衰退期网络演化的趋势性特征。随着整个行业市场需求的急剧下降，新加入的企业越来越少，越来越多的厂商逐渐退出供应链网络，核心的节点企业也开始慢慢退出，整个行业由于不能适应市场的需求变化或者由于企业的转型，原有的供应链网络最终消亡。此时期，供应链网络中的节点由于退出概率的逐渐增大，不断有大量节点退出网络，同时与这些节点相连的边都随之断裂，网络中几乎没有新加入的节点，度值比较大的核心节点也开始退出网络，整个网络的层次结构体系崩溃，这个时期是供应链网络动态演化的终结。

在图4-16中，进入衰退期后，由于节点的大量退出，相应的节点之间的连接也大量减少，网络中节点的平均度大幅度下降，度值大的节点数量减少，因此度分布图表现为断断续续的轻度长尾现象。相对于进入期来说，此时的网络总节点远远大于进入期时的网络总节点，但是从衰退趋势来看，此网络将最终演化消亡。在图4-17中，由于网络还未大幅度演化消亡，点强度的分布还可以看出是基本服从幂律分布的，可以预见的是，随着网络演化，这种幂律特性将不复存在。

图4-16 衰退期度分布图

图4-17 衰退期点强度分布图

在图4-18中，我们可以看出整个网络的聚类系数相对于成熟期有比较大幅度的减小，但是由于衰退期的频繁变化，计算网络的平均聚类系数不能很好地反映整个衰退期的聚类系数变化，没有很大的分析意义，在此不做讨论。根据网络的演化规律可以预测衰退期的网络的聚类系数必然是会随着网络中节点的大量退出而大幅度减小的。

图4-18 衰退期聚类系数图

在图4-19中，我们可以看出，衰退中期供应链网络的平均最短路径又有一定幅度的上升，浮动范围为14～19。这不仅与供应链网络中不存在跨层连接有直接关系，还受到网络中节点大量减少的影响。

图4-19 衰退期平均最短路径图

综合以上，我们可以得出以下结论：在供应链网络的衰退期，网络中节点的度分布和点强度分布的幂律特性逐渐减弱，整个网络的集聚系数持续变小，平均最短路径会持续增大，直到网络演化消亡，整个模型的动态演化过程结束。

五、模型演化综合分析

通过对整个供应链产品生命周期四个阶段的参数分析，我们可以得出如下的结论。

（1）在供应链网络的动态演化过程中，网络中的节点数目的增长是一个泊松过程，当网络演化至成熟期时，节点数的增加达到峰值；网络中节点的退出也是一个泊松过程，与节点的增长对应，在网络演化的进入期，退出概率很小，当网络演化至衰退期时，退出概率达到峰值；网络中节点的增长和退出在成熟期达到动态平衡。

（2）随着供应链网络的动态演化，节点的度分布和点强度分布呈现出逐渐向幂律分布趋近的态势，直到网络的成熟期。当网络演化至衰退期时，节点的幂律分布特性逐渐消退，直至供应链网络演化消亡；在整个演化过程中，节点的度分布和点强度分布呈现出明显的正相关特性。

（3）供应链网络的平均聚类系数比较小，大多数节点拥有比较大的聚类系数，少数节点拥有比较小的聚类系数，这表明供应链网络具有层次型结构，层之间联系比较紧密；但是由于缺少跨层连接，网络的平均最短路径比较大，并随着网络的演化逐渐增大。

（4）根据以上结果，选取网络发展最好的成熟期，可以得出结论：本演化模型刻画出的供应链网络具有无标度特性和比较明显的层次结构，但不具有小世界特性。这也符合现实中的供应链网络特性。

六、供应链网络分析的管理意义

基于以上分析结果，我们可以得到一些供应链网络在管理方面的启示。

（1）对于度和点强度，度是衡量供应链网络中节点重要性的一个关键指标，度越大的节点，在供应链网络中的重要性就越大，我们把这类节点称为核心节点。在供应链网络中，核心节点就代表着核心企业，对于新加入供应链网络的企业来说，与核心企业进行合作无疑具有非常大的吸引力和好处，对于提高自身的竞争力具有重要的作用。点强度则比度更加清晰地反映了节点的重要性程度，它从量化的角度为新加入的企业提供了一个选择合作伙伴的标准。此外，保护核心企业还能够保证整个供应链的有效运转，实现供应链成员的共同利益。

现实中的复杂网络的度分布大部分都是服从幂律分布的，供应链网络的度分布也服从幂律分布，了解供应链网络的无标度特性，有助于供应链网络资源的合理配置。

（2）对于供应链网络的聚类系数，研究供应链网络的聚类特性，能够帮助我们更清晰地认识网络的拓扑结构，对于现实中供应链网络的维护与设计有重要的参考意义。同时，聚类特性也是产业集群在供应链网络中的一种表现形式，产业集群网络可以借鉴供应链网络中的信息共享、快速响应市场需求、物流资源整合等优势，提升产业集群的竞争优势。研究供应链网络的聚类特性，对现实网络中的产业集群现象具有指导意义。

（3）对于平均最短路径，供应链中的信息传递对供应链的正常运转起着至关重要的作用，缩短供应链企业间的平均最短路径，能够提高供应链企业间的信息传递效率，从而更好地实现供应链企业对市场需求的快速响应。增加供应链网络的跨层连接能够缩短供应链网络的平均最短路径，进而能够极大地提高供应链网络的信息传递效率，同时缩短供应链企业之间的平均最短路径，还能够大大降低整个供应链的物流成本。但是由于现代供应链网络已经突破了地域的限制，这个作用在某种程度上被削弱了。