供应链系统弹性研究综述

ISE-LOGSoutheast University

供应链系统弹性研究综述东南大学系统工程研究所

杨阿婷2010-09-25

Institute of Systems Engineering 2

内容

背景介绍

供应链弹性概述

国内外研究现状

总结及研究展望


1 背景介绍

1995 2000 2005 20101995 2000 2005 2010

亚洲金融危机1998

伦敦爆炸2005.7.7

汶川地震2008.5.12

三鹿奶粉事件 2008

印尼海啸2004.12.26

海地地震2010.1.12

9-11恐怖袭击

2001.9.11

SARS2003年初

伊拉克战争爆发

2003.3.20

我国南方雪灾2008.1

H1N1流感肆虐

2009.4.13

肯德基苏丹红事件

2005.3

中国特大洪灾1998

法航客机失事

2000.7.25

北达科他州水灾

1997.4.18

美国俄克拉荷马城

大爆炸1995.4.19


1 背景介绍

供应链

外部因素：自然灾害恐怖袭击劳资纠纷政权交替战争…

内部因素：结构网络化成员增加复杂性增加

全球化环境全球化环境

即使管理最完善的供应链也会产生偶然震荡，或者受不可预知事件的影响，因此，建立供应链弹性非常重要。 ——Martin Christopher[1]


2 供应链弹性概述

弹性（ Resilience）：源来自于材料学，指材料变形之后恢复到初始形状的能力。随后弹性的概念在社会科学领域里被广泛研究，包括生态学、社会学、心理学等。

弹性的概念

作者定义领域

Merriam-Webster (2007)[2]

指物体变形之后恢复到初始大小和形状的能力

工程学

Holling(1973)[3]

Folke et al.(2004)[4]

Fiksel (2003)[5]

系统在均衡改变前吸收扰动的能力；指出生态系统四个特点：多样、高效、适应性、凝聚力

生态学

Bonanno (2004)[6]

Gorman et al.(2005)[7]

包括个人的计划、反应以及从逆境中恢复的能力

心理学

Timmerman(1981)[8]

Adger (2000)[9]

首次将社会弹性定义为系统吸收遭遇重大危险事件和恢复的能力

社会学

Coutu(2002)[10]

Stoltz (2004)[11]

一个人的弹性水平可以决定成功或失败；弹性领导能够确保组织在混乱和不确定的环境中运行良好

组织领导



超越弹性的物理性质，将其理解提升到系统层面， Carpenter 等人（ 2001 ） [12]定义了弹性的三个属性：第一，系统能承受的数量变化；第二，系统自组织能力的程度；第三，系统学习和自适应的程度。 Martin Christopher （ 2004 ） [13]认为“弹性是指一个系统在中断（或发生故障）后回到原始（或新的更理想）状态的

” “能力。这一定义隐含着柔性，如果理想状态不同于初始状态，弹性还应包含适”应性。

从弹性的基本含义来看，弹性是一个综合的概念，柔性、适应性、和恢复能力都是弹性的本质属性。

弹性的概念



借鉴弹性生态学的定义， Christopher （ 2004 ） [14]将弹性定义为中断后，一个供应链系统恢复到原始状态或者迁移到一个新的、更令人满意状态的能力，包括柔性、适应性以及敏捷性。

Yossi （ 2005 ） [15]指出弹性能增加供应链的竞争力，增加弹性有三种主要方式：增加冗余、提高柔性和改变公司文化。

Pettit （ 2008 ） [16]指出供应链弹性包含两个方面：脆性和能力，分别指企业易受突变影响的根本因素和使企业能够预测和应对突变的属性。

Ponomarov （ 2009 ） [17]将供应链弹性定义为供应链应对突发事件中断并恢复到保持业务在期望水平上连续运营的能力。

供应链弹性的引入

Cranfield UniversityCranfield University Massachusetts Institute of Technology (MIT)

Massachusetts Institute of Technology (MIT)



刘浩华（ 2007 ） [18]将供应链弹性定义为：供应链网络系统在中断风险发生之后恢复到初始状态或理想状态的能力，包括回到正常绩效水平（生产、服务、供应比率等）的速度。

刘希龙（ 2007 ） [19]重点研究供应链网络弹性，他认为：供应链弹性是供应链网络在受到各种失效事件冲击时，仍然能保持连续供应且快速恢复到正常供应状态的能力。

易海燕（ 2008 ） [20]在研究弹性供应链的构建框架时，指出供应链的弹性是指整个供应链对环境变化的适应程度，包括柔性和敏捷性。

供应链弹性的引入


3 国内外研究现状

Muckstadt 和 Murray （ 2001 ） [21]提出通过增强供应链成员的合作关系和合作强度，减少运营环境的不确定性来创造供应链弹性；

Rice 等（ 2003 ） [22] 建议应用混合柔性和冗余方法来增强供应链弹性。

由于外部环境和需求的持续变化，供应链网络从未达到稳定态， Haywood 和Peck （ 2003 ） [23]在研究供应链可靠性时发现在供应链发生变化时更易受到攻击，因此，他们建议强化供应链变化期的管理是增强供应链弹性的关键；Christopher （ 2004 ） [14]也认为获得供应链弹性最有力的方式是创造能迅速响应状态变化的网络。

Lee （ 2004 ） [24]总结出了高效供应链弹性的标准：第一，对突发需求和供应变化的敏捷性迅速做出反应；第二，随市场结构和战略演化，他认为获得供应链弹性最有力的方式是创造能迅速响应状态变化的网络化的适应能力；第三，供应链成员构建联盟，以便它们在最大化自身利益的同时，能够最大化整个供应链绩效。

Pitera （ 2008 ） [25]详细分析和总结了能提高供应链弹性的弹性策略，并通过供应链运输系统实证研究论证了供应链弹性策略的有效性。

增强供应链弹性的研究



Snyder 和 Shen （ 2006 ） [26]也比较了需求和供应不确定下供应商的不同作用，指出冗余供应商策略对预防供应中断及中断发生后如何恢复供应起着至关重要的作用。

Kong （ 2008 ） [27]在分析供应链风险源以及相应的管理决策的基础上，构建一个形成弹性供应链的框架，指出知识管理资源、企业响应管理以及企业可见度和计划编

制是获得弹性的关键。

在供应链弹性实施措施上，从供应链决策方面， Gibbs （ 2009 ） [28]研究了在决策过程中影响弹性管理的因素和存在的问题。

通过以上的分析，目前增强供应链弹性的方法主要有：保持适当的冗余，增强供应链柔性，提高供应链敏捷性，加强供应链合作，营造良好的公司文化等。

增强供应链弹性的研究



对供应链弹性的度量可分为两方面：一是恢复到正常状态的速度，速度越快，恢复时间越短，说明供应链弹性越好；二是供应链网络在受到冲击且恢复到正常状态后与原状态的差距，代表了失效带来的损失，恢复到与原有状态越接近，代表损失越小，弹性就越好。

Kishalay （ 2009）等 [29]针对弹性供应链，使用模糊数学规划的方法解决了不确定环境下供应链的计划问题。

Mauro 等人（ 2008 ） [30]构建了一个供应链弹性度量决策模型，并从定性的角度给出了弹性度量的具体指标。

供应链弹性测度的研究



鉴于 Holling and Gunderson （ 2002 ） [31]将受到干扰后恢复到原来状态的比例和速度定义为弹性， Tierney and Bruneau （ 2007 ） [32]提出了弹性三角的概念。

0t 1t0

100

50

弹性三角 (Tierney and Bruneau, 2007)

恢复速度恢复速度

恢复程度恢复程度

供应链弹性测度的研究


3 国内外研究现状供应链细胞弹性模型的研究

内生因素

外生因素外生因素

供应链弹性

供应链弹性驱动因素


细胞弹性：指细胞受到变形应力时恢复原状和结构的能力，是与细胞运动和变形有关的重要生物物理特性。

动态结构体系

自组织自我调节

细胞弹性概念的引入

供应链弹性：供应链面对冲击时所表现出来的自修复能力。

动态系统

主动和被动变形的能力协同性学习能力

Core enterprise

Supplier Customer

Material flowInformation flow

Financial flow

Supply source

Demand

source

Environment Environment



M

K2

K1μ1

μ2

供应链细胞弹性模型

K1 内生因素（需求、供应、生产、物流）K2 外生因素μ1 内在学习能力μ2 外在学习能力

供应链细胞弹性模型（赵林度， 2009 ）

借鉴 Schmid-Schonbein的标准线性固定模型 [33]，赵林度（ 2009 ） [34]基于供应链系统和细胞的相似性，将细胞弹性的思想引入到供应链风险管理体系中，在细胞弹性模型的基础上，深入研究了供应链细胞弹性模型、供应链弹性系数和供应链弹性临界态，为供应链弹性研究提供了一种新颖而有效的思路和方法。




在此基础上，赵林度和李永红（ 2009 ） [35]基于供应链风险弹性分析方法，构建了描述供应链弹性系统形变的数学模型，研究在恒定风险冲击作用下供应链系统粘弹性变形值随时间的变化规律，借助由弹性驱动的系统形变能力来衡量供应链系统的弹性。并且分析供应链系统在风险加载与卸载作用的响应行为以及供应链系统崩溃的临界状态。

赵林度和李永红（ 2009 ） [36]认为供应链的每一个成员都可视为一个细胞，在此假设条件下构建了不存在信息共享下，由两个供应链成员组成的供应链弹性系统形变的数学模型，研究在线性风险冲击作用下供应链系统粘弹性变形值随时间的变化规律，借助由弹性驱动的系统形变能力来衡量供应链系统的弹性。

供应链细胞弹性模型的研究


4 总结及研究展望

集中于定性研究

供应链弹性概念的界定

增强供应链弹性的方法

定量研究

供应链弹性测度模型

供应链细胞弹性模型

目前，供应链鲁棒性、脆性和柔性已经有了较多的研究，关于供应链弹性也已经引起越来越多人的关注。


4 总结及研究展望

基于生物细胞弹性理论完善供应链细胞弹性模型，分析供应链系统的弹性形变及其与供应链系统自组织、自修复能力之间的关联；

将供应链弹性系统的内在学习能力、修复能力与外在学习能力、修复能力与供应链系统中相关运行参数联系起来，以更直观和贴切地定量研究供应链弹性；

供应链系统脆性研究：包括找出脆性因子并合理划分、求解出脆性激发的临界态等；

建立供应链弹性仿真模型，对供应链弹性演变及脆性发生的过程进行模拟与仿真。

今后的工作中，结合生物细胞弹性模型，可从以下几个方面展开研究：


参考文献[1] 马丁 ·克里斯托弗著，何明珂，郑媛，崔连广译 . 物流与供应链管理 · 创造增值网络（第 3版）

[M].电子工业出版社， 2006

[2] Merriam-Webster. Merriam-Webster Dictionary[M], Springfield, MA: Merriam-Webster, Inc. 2007.

[3] Holling C. Resilience and stability of ecological systems[J]. Annual Review of Ecology and Systematics, 1973, 4(1):1-23.

[4] Folke, Carl, Carpenter S, Walker B, Scheffer M, Elmquist T, Gunderson L and Holling C. Regime shifts, resilience and biodiversity in ecosystem management[J]. Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics, 2004, 35(1):557-581.

[5] Fiksel, Joseph. Designing resilient, sustainable systems[J]. Environmental Science & Technology, 2003, 37(23):5330-5339.

[6] Bonanno, George A. Loss, trauma and human resilience: Have we underestimated the human capacity to thrive after extremely aversive events?[J]. American Psychologist, 2004, 59(1):20-28.

[7] Gorman, Christine, Sarah S. Dale, Wendy G, Kathie K, Jeanne M and Leslie W. The importance of resilience[J]. Time Canada, 2005, 165(3):76-79.

[8] Timmerman, P. Vulnerability, Resilience and the Collapse of Society: A Review of Models and Possible Climatic Applications[M]. Institute for Environmental Studies ， University of Toronto ， Toronto, 1981.

[9] Adger, Neil W. Social and ecological resilience: Are they related?[J], Progress in Human Geography, 2000, 24(3):347-364.

[10] Coutu D L. How resilience works[J]. Harvard Business Review, 2002, 80(5):46-51.

[11] Stoltz, P G. Building resilience for uncertain times[J]. Leader to Leader, 2004, 9(31):16-20.


参考文献[12] Carpenter S, Walker B. From metaphor to measurement: Resilience of what to what? [J]. Ecosystems,

2001(4):765-781.

[13] Christopher M, Rutherford C. Creating Supply Chain Resilience Through Agile Six Sigma[J]. Critical EYE, 2004, 24-28

[14] Christopher M, Peck H. Building the resilient supply chain[J]. International Journal of Logistics Management, 2004, 15(2):1-29.

[15]Yossi Sheffi, Building a resilient supply chain[J]. Harvard business review, 2005, 1(8):1-4.

[16] Pettit, Timothy J, Joseph Fiksel and Keely L. Croxton. Ensuring supply chain resilience: Development of a conceptual framework[J]. Journal of Business Logistics, 2008, conditionally accepted.

[17] Serhiy Y. Ponomarov and Mary C. Holcomb. Understanding the Concept of Supply Chain Resilience[J]. The International Journal of Logistics Management, 2009, 20(1):124-143.

[18] 刘浩华 . 打造弹性供应链 [J]. 中央财经大学学报， 2007(5) ： 63-68.

[19] 刘希龙 . 供应网络弹性研究 [D]. 上海交通大学博士学位论文， 2007.

[20] 易海燕，易怀珍 . 弹性供应链的构建原则及框架设计 [J]. 商业时代， 2008 ， (13) ： 17-19.

[21] Muckstadt J A, Murray D H. Guidelines for collaborative supply chain system design and operation[J]. Information Systems Frontiers: Special Issue on Supply Chain Management, 2001, 3(4):427-453.

[22] Rice J B, Caniato F. Building a secure and resilient supply network[J]. Supply Chain Management Review, 2003, 7(5):22-30.

[23] Haywood M, Peck H. Improving the management of supply chain vulnerability in UK aerospace manufacturing[C]. Proceedings of the 1st EUROMA/POMs Conference, 2003:121-130.


参考文献[24] Lee H L. The Triple-A Supply Chain [J]. Harvard Business Review, 2004, 82(10): 102-112.

[25] Pitera Kelly A. Interpreting Resiliency: An Examination of the Use of Resiliency Strategies within the Supply Chain and Consequences for the Freight Transportation System [D]. Washington: University of Washington, 2008.

[26] Snyder L V, Shen Z-J M. Managing disruption to supply chains. Forthcoming in The Bridge(National Academy of Engineering), 2006, 36(4).

[27] Kong X Y, Li X Y. Creating the resilient supply chain: The role of knowledge management resources[C], Wireless Communications, Networking and Mobile Computing, 2008. WiCOM '08. 4th International Conference, 2008, 1-4.

[28] Gibbs Mark T. Resilience: What is it and what does it mean for marine policymakers?[J]. Marine Policy, 2009, 33(2):322-331.

[29] Kishalay M, Ravindra D, Gudib, Sachin C, Patwardhanb, Gautam S. Towards resilient supply chains: Uncertainty analysis using fuzzy mathematical programming[J]. Chemical Engineering Research and Design, 2009, 15(3):172-184.

[30] Mauro Falasca, Christopher W. Zobel, Deborah Cook. A Decision Support Framework to Assess Supply Chain Resilience [C]. Proceedings of the 5th International ISCRAM Conference – Washington, DC, USA, May 2008: 596-605.

[31] Holling C and Gunderson L. A working hypothesis for participation, panarchy; sustainability and panarchies[M]. Panarchy and Understanding in Human and Natural Systems, Gurdeson L and Holling C, Eds. Washington, DC: Island Press, 2002, 63-102.


参考文献

[32] Tierney, K. and Bruneau, M. Conceptualizing and measuring resilience. TR NEWS, 2007, 250:14-15.

[33] Schmid-Schonbein G W, Sung K-L P, Tozeren H, et al. Passive mechanical properties of human leukocytes[J]. Biophys J, 1981, 36(3): 243-256

[34] 赵林度 . 基于细胞弹性模型的供应链弹性分析 [J]. 物流技术， 2009 ， 28(1) ： 101-104.

[35] 李永红，赵林度 . 基于弹性模型的供应链风险响应分析 [J]. 系统管理学报， 2009，已投稿 .

[36] Li Y H, Zhao L D. Analyzing Deformation of Supply Chain Resilient System Based on Cell Resilience Model[J]. The First POMS-HK International Conference, 2009, In press.

ISE-LOGSoutheast University

http://log.seu.edu.cn23/4/20

供应链系统弹性研究综述

Documents