復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)(CAS)理論及其應(yīng)用

基于CAS理論的供應(yīng)鏈演化研究

2007年1月13日

1.

32.

73.184.

255.316.397.

48主要內(nèi)容復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論供應(yīng)鏈演化機(jī)理分析供應(yīng)鏈系統(tǒng)主體模型及算法實(shí)現(xiàn)基于SWARM多主體仿真分析總結(jié)與展望供應(yīng)鏈研究現(xiàn)狀及存在問題基于CAS理論供應(yīng)鏈系統(tǒng)分析1

復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論CAS理論是現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)的繼續(xù)和發(fā)展代表人物：維納，馮.諾意曼，香農(nóng)背景：機(jī)器主要思想：信息和反饋主要工具：早期的控制論和運(yùn)籌學(xué)管理模式：集中控制系統(tǒng)元素：死的，被動(dòng)的，沒有自身利益和目標(biāo)的對象。以工程系統(tǒng)為主的階段CAS理論是現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)的繼續(xù)和發(fā)展代表人物：普里高津,哈肯背景：熱力學(xué)系統(tǒng)，激光等主要思想：漲落，自組織主要工具：概率統(tǒng)計(jì)方法管理模式：間接控制，場，環(huán)境系統(tǒng)元素：具有隨機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式，其本身仍然是無意識的，死的。以熱力學(xué)系統(tǒng)為主的階段CAS理論是現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)的繼續(xù)和發(fā)展代表人物：J.Holland背景：生物和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)主要思想：適應(yīng)和學(xué)習(xí)主要工具：計(jì)算機(jī)模擬，遺傳算法管理模式：機(jī)制設(shè)計(jì)，委托代理系統(tǒng)元素：活的，主動(dòng)的，具有自身利益和目標(biāo)，能夠積累經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)以生物和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)為主的階段CAS理論的基本內(nèi)容與觀點(diǎn)具有適應(yīng)性的主體（AdaptiveAgent)與環(huán)境有信息和物質(zhì)的交流在反復(fù)的交流中改變自身個(gè)體和整體都在過程中演變適應(yīng)性產(chǎn)生復(fù)雜性把系統(tǒng)的成員看作是具有自身目的與主動(dòng)性的、積極的主體。主動(dòng)性以及它與環(huán)境的反復(fù)的、相互的作用，才是系統(tǒng)發(fā)展和進(jìn)化的基本動(dòng)因。宏觀的變化和個(gè)體分化都可以從個(gè)體的行為規(guī)律中找到根源。螞蟻覓食每只螞蟻?zhàn)裱唵蔚囊?guī)則四處尋找食物如果某只螞蟻找到了食物就開始返回，并往環(huán)境釋放信息素當(dāng)另外一只螞蟻過來后會(huì)根據(jù)信息素的大小選擇路徑，信息素越大，選擇該路徑的可能性越大螞蟻因?yàn)闀?huì)犯錯(cuò)誤，所以總會(huì)產(chǎn)生創(chuàng)新性作為整體涌現(xiàn)的結(jié)果，最短的道路會(huì)自發(fā)出現(xiàn)CAS理論的基本內(nèi)容與觀點(diǎn)染色體及其適應(yīng)度（Fitness)規(guī)則的載體——染色體。染色體的評價(jià)——適應(yīng)度。適應(yīng)度的調(diào)整。適應(yīng)性的基本機(jī)制（刺激—反映模型）“IF——THEN”規(guī)則。規(guī)則的多樣性和可變性。自底向上的建模方法2

供應(yīng)鏈的研究現(xiàn)狀及存在問題供應(yīng)鏈的基本概念供應(yīng)鏈(SupplyChain)是指由原材料的供應(yīng)商、制造商、分銷商、零售商和顧客等成員，通過與上游、下游成員的連接(linkage)組成的鏈狀結(jié)構(gòu)或者網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。它是連接上、下游企業(yè)的合作經(jīng)營鏈條，是基于產(chǎn)品流程的跨越多個(gè)企業(yè)、多個(gè)職能部門活動(dòng)的企業(yè)網(wǎng)鏈組織。供應(yīng)商的供應(yīng)商供應(yīng)商制造商分銷商銷售商顧客供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)國內(nèi)外理論研究回顧供應(yīng)鏈體系結(jié)構(gòu)研究供應(yīng)鏈建模技術(shù)研究供應(yīng)鏈上優(yōu)化問題研究供應(yīng)鏈上的合作關(guān)系管理供應(yīng)鏈的績效評價(jià)存在的問題和研究發(fā)展趨勢研究方法研究對象研究目的存在問題3

基于CAS理論的供應(yīng)鏈系統(tǒng)分析供應(yīng)鏈中復(fù)雜性動(dòng)態(tài)性實(shí)體的復(fù)雜性開放性環(huán)節(jié)交互的復(fù)雜性行為復(fù)雜性結(jié)構(gòu)復(fù)雜性供應(yīng)鏈復(fù)雜性供應(yīng)鏈中的CAS特征CAS理論中的基本概念供應(yīng)鏈發(fā)展演化中的特征聚集供應(yīng)鏈上各主體之間的聚集，包括：技術(shù)、企業(yè)文化、制造工藝流程等，具有很強(qiáng)的抗外界風(fēng)險(xiǎn)的能力非線性供應(yīng)鏈上各主體的發(fā)展路線和性質(zhì)特征以及供應(yīng)鏈系統(tǒng)的性質(zhì)都是在動(dòng)態(tài)變化的流供應(yīng)鏈內(nèi)部存在著物流、信息流、資金流，并且這些流通暢的程度直接影響著供應(yīng)鏈系統(tǒng)的穩(wěn)定性多樣性供應(yīng)鏈上的企業(yè)以及整個(gè)供應(yīng)鏈的發(fā)展呈現(xiàn)出路徑多樣性標(biāo)識供應(yīng)鏈發(fā)展演化過程的企業(yè)文化、技術(shù)、商標(biāo)、新產(chǎn)品、新工藝等都是一個(gè)個(gè)的標(biāo)識，它們直接或者間接的影響著整個(gè)供應(yīng)鏈的發(fā)展演化內(nèi)部模型供應(yīng)鏈系統(tǒng)具有層次的，每個(gè)主體都是一個(gè)內(nèi)部模型，這些內(nèi)部模型是一些具體處理問題形成的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ交蛘咝袨槟Ｊ降目偨Y(jié)積木供應(yīng)鏈系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)模型的不同組合，依次供應(yīng)鏈系統(tǒng)性地處理遇到的問題，靜態(tài)上講，各個(gè)積木的組合演化形成一個(gè)個(gè)內(nèi)部模型張丹松，牛文學(xué).基于CAS理論的供應(yīng)鏈系統(tǒng)分析[J].物流科技，2005.9供應(yīng)鏈復(fù)雜系統(tǒng)的符號描述供應(yīng)鏈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)符號描述數(shù)學(xué)符號表示供應(yīng)鏈涌現(xiàn)結(jié)果描述4

供應(yīng)鏈的演化機(jī)理分析供應(yīng)鏈演化的定義供應(yīng)鏈演化中的要素流動(dòng)供應(yīng)鏈演化中的學(xué)習(xí)供應(yīng)鏈演化中的創(chuàng)新供應(yīng)鏈演化中的知識共享供應(yīng)鏈演化中的信任供應(yīng)鏈?zhǔn)怯申P(guān)聯(lián)企業(yè)群體組成的復(fù)雜經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，供應(yīng)鏈發(fā)展演化是一個(gè)由自組織與環(huán)境適應(yīng)混合作用的系統(tǒng)演化過程。

供應(yīng)鏈演化的內(nèi)涵供應(yīng)鏈之間的關(guān)系供應(yīng)鏈內(nèi)企業(yè)之間的關(guān)系供應(yīng)鏈演化中，根據(jù)供應(yīng)鏈提供的最終產(chǎn)品或者服務(wù)之間的關(guān)系，可以把供應(yīng)鏈之間的作用關(guān)系可以分為以下三種：共生、寄生和競爭。競合的關(guān)系

供應(yīng)鏈的演化具有雙層含義：首先，供應(yīng)鏈的演化將決定了整個(gè)宏觀層次上產(chǎn)業(yè)鏈的演進(jìn)及其產(chǎn)業(yè)生命周期的推進(jìn)；其次，就單個(gè)供應(yīng)鏈而言，它的演化將是一個(gè)學(xué)習(xí)積累的過程，創(chuàng)新是內(nèi)在根本動(dòng)力，組成單位的創(chuàng)新行為是供應(yīng)鏈上核心企業(yè)演變的內(nèi)在原因，同時(shí)，核心企業(yè)的演變也恰恰帶來了供應(yīng)鏈的演化。

供應(yīng)鏈演化的界定供應(yīng)鏈上核心企業(yè)的類型是供應(yīng)鏈系統(tǒng)形態(tài)的標(biāo)志，核心企業(yè)的改變意味著供應(yīng)鏈系統(tǒng)內(nèi)部主體作用模式和整個(gè)系統(tǒng)特征發(fā)生轉(zhuǎn)變。核心企業(yè)處在供應(yīng)鏈上的不同環(huán)節(jié)決定著供應(yīng)鏈的類型。比如：以生產(chǎn)型企業(yè)為中心、以終端銷售企業(yè)為中心、或以上游原材料為中心等不同類型供應(yīng)鏈。供應(yīng)鏈演化中的機(jī)制差異選擇維續(xù)體現(xiàn)在稟賦、行為模式和組織模式等方面企業(yè)的經(jīng)營策略也有主動(dòng)適應(yīng)環(huán)境和被動(dòng)適應(yīng)環(huán)境之分維續(xù)意味著組織的存續(xù)，既包含對系統(tǒng)原有結(jié)構(gòu)及其有效機(jī)能的遺傳，也包含對學(xué)習(xí)中所獲得的成功變異的保持。企業(yè)及供應(yīng)鏈的存在之所以能夠被識別，是因?yàn)樗鼈兙哂刑厥獾南到y(tǒng)質(zhì)的規(guī)定性及其穩(wěn)定標(biāo)識物。

供應(yīng)鏈動(dòng)態(tài)適應(yīng)演化的數(shù)學(xué)模型表示張丹松，牛文學(xué).供應(yīng)鏈演化的內(nèi)涵及其機(jī)制分析[J].商業(yè)研究，2006.11(已錄用)5

供應(yīng)鏈系統(tǒng)主體模型及算法實(shí)現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)模型主體行為其他主體信息環(huán)境信息外部環(huán)境探測器IF－THEN規(guī)則處理器效應(yīng)器交易關(guān)聯(lián)主體主體行為主體內(nèi)部結(jié)構(gòu)供應(yīng)鏈系統(tǒng)中主體結(jié)構(gòu)模型供應(yīng)鏈演化中算法的實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈之間相互作用對供應(yīng)鏈演化的影響編碼及有關(guān)計(jì)算

染色體編碼創(chuàng)新型供應(yīng)鏈模仿性供應(yīng)鏈

算法實(shí)現(xiàn)流程算法中的選擇算子演化中的交叉演化中的突變研究思路研究思路圖追求利益最大化經(jīng)濟(jì)學(xué)中企業(yè)性質(zhì)假設(shè)核心企業(yè)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢企業(yè)在供應(yīng)鏈中價(jià)值分成改變核心企業(yè)變動(dòng)供應(yīng)鏈演化的環(huán)境適應(yīng)性市場經(jīng)營環(huán)境決定了企業(yè)創(chuàng)新的成敗，也說明了企業(yè)對市場環(huán)境的適應(yīng)狀況供應(yīng)鏈演化的自組織性供應(yīng)鏈演化創(chuàng)新學(xué)習(xí)知識共享信任供應(yīng)鏈內(nèi)部企業(yè)相互作用與供應(yīng)鏈演化供應(yīng)鏈演化中算法的實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈內(nèi)部企業(yè)相互作用與供應(yīng)鏈演化主動(dòng)創(chuàng)新型企業(yè)染色體編碼被動(dòng)配合型企業(yè)染色體編碼張丹松,牛文學(xué).遺傳算法在供應(yīng)鏈演化研究中的應(yīng)用[J],數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識，2005（8）

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基于SWARM多主體仿真分析SWARM平臺(tái)的特點(diǎn)領(lǐng)域無關(guān)性自由軟件豐富的類庫良好的時(shí)間調(diào)度機(jī)制和通訊機(jī)制供應(yīng)鏈系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)供應(yīng)鏈系統(tǒng)與SWARM仿真系統(tǒng)對照供應(yīng)鏈系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)供應(yīng)鏈系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)計(jì)供應(yīng)鏈系統(tǒng)仿真結(jié)果分析在演化仿真開始時(shí)，市場價(jià)格偏高市場中的所有供應(yīng)鏈最后全部演化成創(chuàng)新型供應(yīng)鏈，使得整個(gè)產(chǎn)業(yè)在演化進(jìn)行了100個(gè)周期后仍然能夠持續(xù)向前發(fā)展市場價(jià)又開始下降并出現(xiàn)了一定的波動(dòng)，意味著剛成為創(chuàng)新類型的供應(yīng)鏈創(chuàng)新行為成本變得很低

隨著市場創(chuàng)新和模仿行為的增強(qiáng)，市場中的創(chuàng)新型供應(yīng)鏈和模仿型供應(yīng)鏈比例趨于穩(wěn)定，市場供給也趨于穩(wěn)定

仿真要點(diǎn)總結(jié)市場價(jià)格趨于穩(wěn)定時(shí)候，市場中的供應(yīng)鏈比例也同時(shí)趨于穩(wěn)定，但是隨著仿真繼續(xù)進(jìn)行創(chuàng)新型供應(yīng)鏈占據(jù)了整個(gè)市場當(dāng)市場價(jià)格達(dá)到最高的時(shí)候市場中的模仿型供應(yīng)鏈也達(dá)到最多供應(yīng)鏈角色選擇圖分析仿真要點(diǎn)總結(jié)供應(yīng)鏈平均適應(yīng)度結(jié)論：供應(yīng)鏈演化起初時(shí)，模仿性供應(yīng)鏈略顯強(qiáng)勢，但是長期來看，創(chuàng)新型供應(yīng)鏈顯示出持續(xù)的競爭力7

小結(jié)與展望小結(jié)與展望總的來說，供應(yīng)鏈演化機(jī)理研究是對供應(yīng)鏈理論與供應(yīng)鏈管理理論從復(fù)雜系統(tǒng)理論角度進(jìn)行的一次很好的補(bǔ)充與完善，同時(shí)對于以下方面可以有更加深入的研究與認(rèn)識：從多層次、多角度分析供應(yīng)鏈如何涌現(xiàn)出的，也就是對供應(yīng)鏈聚合的動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行一個(gè)詳細(xì)研究，這樣可以鞏固供應(yīng)鏈動(dòng)態(tài)演化研究的基礎(chǔ)。把供應(yīng)鏈演化中的影響因素加以豐富，充分考慮現(xiàn)實(shí)中影響企業(yè)決策的市場因素和非市場因素，使得供應(yīng)鏈研究更加符合現(xiàn)實(shí)。比如：要充分考慮供應(yīng)鏈內(nèi)部企業(yè)之間性質(zhì)、企業(yè)文化、企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的風(fēng)格和及他們個(gè)人文化背景關(guān)系等因素與供應(yīng)鏈構(gòu)成的穩(wěn)定性和發(fā)展動(dòng)態(tài)模式之間的關(guān)系。深入研究衡量供應(yīng)鏈系統(tǒng)發(fā)生動(dòng)態(tài)演化的指標(biāo)體系，從單一指標(biāo)（核心企業(yè)）發(fā)展成為多指標(biāo)體系。比如供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)的變化除了包括組織結(jié)構(gòu)變化（企業(yè)組成）外，還應(yīng)該考慮信息結(jié)構(gòu)、決策結(jié)構(gòu)、拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)的多維研究分析；從物流、信息流、資