复杂性制造供应链管理机制建模与应用研究--以海尔集团为例

研究项目“复杂性企业管理理论与创新研究”（准批号：07BJGZ31）。

1 绪论
随着经济全球化的不断发展，市场竞争的不断加剧，企业仅靠自己的私有资源已很难立足，不断加强企业之间的合作已经变得愈来愈重要。

企业之间的合作在很大程度上表现为供应链之间的合作，而企业之间的竞争也最终转变为企业供应链之间的竞争，因此如何对企业的供应链进行有效的管理就变得尤其重要。

因此如何建立合适的管理机制，使得供应链的各参与企业在获得最大收益的同时又能维持企业供应链的稳定性和协调性就变得非常重要。

1.1 研究背景及其意义
1.1.1 研究背景及问题的提出
在全球经济一体化的背景下，企业的各种资金、原材料、人力资源、商品以及信息等要素在全球范围内流动，注重实现其资源优化配置，在这种情况下，企业的生存发展空间发展到全球范围内并最终导致了企业供应链的全球化—通过海外进行采购、生产和销售，供应链已经从全球的一端连接到另一端。

例如，一种产品的零部件可能产自美国，在日本进行组装，最终在中国进行销售。

这种供应链的全球延伸性增加了供应链的不确定性，增加了供应链的风险。

例如2000年的神户大地震，导致了丰田汽车制造系统零部件供应的中断，最终导致丰田的减产，最后损失达到了2亿美元。

2001年美国的911事件导致政府关闭了所有机场附近边境线，使得原材料和制成品无法进出，使得几乎全美的所有企业都受到影响。

这些事件给企业带来的损失是巨大的，影响是深远的，因此如何建立合适的供应链管理机制以识别和减少这些风险，从而减少企业的损失是企业急需解决的问题[58][59]。

近些年来随着国际竞争的加剧，信息技术的迅速发展以及市场的各种需求等因素的影响，供应链管理的理念得到了迅速发展。

马丁·克里斯托弗（英）认为，21世纪企业间的竞争将最终转变为企业供应链之间的竞争[57]。

目前供应链管理在美国、日本等发达国家的研究日益深入，应用也越来越广泛，许多国际知名的企业如惠普、IBM、丰田等都已经通过供应链管理获得了很大的收益。

所有的企业都要通过供应链参与市场竞争，任何一个企业的任何一个环节出
现问题，都会产生连锁反应，造成整体的巨大损失[63]。

通常，参与市场竞争的企业都是为了追求自身利益的最大化，无论企业是否参与某一条供应链的运作，他追求自身利益的最大化的目标是永远不会改变的。

而供应链管理的理念是系统观念，强调从供应链系统的全局出发，统一计划、控制、协调，使整体利益最大化。

因此，这就容易产生供应链内部各节点企业与供应链系统整体的利益不一致问题，即产生了冲突[52][60][61]。

另外，由于供应链中存在牛鞭效应，即需求信息的放大，这就更加剧了节点企业和供应链系统整体利益不一致问题。

供应链管理要想取得成效必须解决好供应链中各成员的合作与冲突问题，而要解决好这些问题就需要建立合适的管理机制。

供应链涉及供应商、制造商、分销商、零售商和消费者等各类实体以及和他们相关的一系列商业活动，呈现出复杂的网络结构，因此供应链是一类典型的复杂系统[41]。

Christian Kuhnert 认为物资供应网络服从无标度分布，即网络有少数的核心节点，发挥重要的物资调度和配送作用[3]。

因此，供应链网络具有鲁棒性和脆弱性。

实践表明只有增强供应链网络中节点的联系和合作，提高信息的共享程度，才能增加供应链的可视性和稳定性。

由于供应链网络中各节点和供应链整体的利益的不一致和企业间信息的不对称，导致企业间产生利益冲突，导致整个供应链网络受到影响甚至产生致命的破坏。

因此，研究如何增强供应链网络的鲁棒性减弱其脆弱性意义重大。

而现在利用复杂网络所研究的供应链管理大多是研究供应链网络的小世界性、无标度性等特征，验证现实的供应链网络具有这些特性，并没有利用复杂网络解决供应链中的问题[69]。

如何利用复杂网络理论确定供应链网络中的核心节点，进而针对核心节点建立合适的管理机制，从而减少和解决供应链网络现存的问题具有一定的研究价值。

1.1.2 研究的价值与意义
通过对制造业供应链的合作与冲突机制研究，其价值和意义具体体现在以下三个方面：
首先，可以丰富和完善供应链管理理论。

利用复杂网络理论研究供应链管理，找出供应链中的问题，进而利用各种方法和工具研究这些问题和解决问题。

通过多学科的交叉研究，为供应链管理提供了新的研究视角，进而丰富和完善供应链管理理论。

其次，可以为企业间的合作和决策提供指导意义。

文章通过利用复杂网络理论提出问题，随后利用机制设计理论、管理机制设计理论、委托-代理理论，博弈论以及复杂网络的相关理论建立模型，进而设计供应链的管理机制并进行分析，从而增强供应链的稳定性，使得供应链的整体利益最大化。

最后，为供应链管理的研究提供一定的实践基础。

本文根据设计出的企业供应链的决策机制、信息机制、激励和约束机制，设计变量和调查问卷，以海尔集团为例进行实证研究，利用SEM和LISREL8.72软件进行建模，对所建立的模型进行实证研究，为今后继续研究供应链管理提供一定的实践基础。

1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
在国内，供应链管理的研究得到了国家自然科学、基金国家863/CIMS项目的资助。

另外各省市对其研究也都进行了资助[64]。

孙绍荣，朱佳生（1995）具体介绍了管理机制设计理论，研究了如何科学的设计管理机制以及建立管理机制的四个步骤：倾向分析、回报分析、状态分析以及将状态回报相连接，其设计过程如图1.1-1所示[62]：
倾向回报
管理目标管理目标状态
图1-2-1 管理机制设计的基本过程
资料来源：孙绍荣．管理机制设计理论[J]．系统工程理论与实践，1995，15（5）：50-55．张勤生，汪应洛，席酉民（1997）根据系统工程、群决策和机制设计理论，提出了管理机制设计理论，阐述了其设计原理、方法与步骤以及研究的主要问题，并且给出了相应的应用实例[73]。

对于管理机制设计的研究，可以分为四个方面：决策机制、信息机制、激励机制以及约束机制。

目前国内的研究文献，大多是单独研究某些方面[45][50][53][55]，如：供应链的合作，利润的分配，冲突的协调等等。

在决策机制方面，刘天卓，崔浩，陈晓剑（2006）运用演化博弈的方法，构建了一个双层演化博弈模型，论证了企业集团的决策是介于三个决策层之间演化
博弈的一种动态决策机制，而其决策过程是通过在高端层次的“选择”和低端层次的“突变”的互动中表现出来的[54]。

陈斐松，蒋馥，王意冈（2000）结合计算机仿真技术以及着色随机Petri网理论，建立了SDM-CSPN仿真模型，并且利用ARENA 软件通过实例进行了仿真研究，表明当企业的决策机制同企业所处的内部条件和外部环境相匹配时，将产生较高的决策效率[43]。

在信息机制方面，王文利，薛耀文（2009）通过对动态博弈下各企业Agent 行为用带记忆的遗传算法进行建模并进行Repast仿真，研究不同网络结构下信息共享风险的涌现，认为小世界网络中企业学习的效率要高于规则网络和随机网络[65]。

夏网生（2003）指出企业信息传递机制的缺陷，以及其造成的高信息成本和道德风险，提出必须引进和完善价格信号，构造新的信息传递机制，从而实现企业的组织再造[68]。

杜文华（2008）研究了虚拟企业的共享机制，提出通过由盟主企业建立一个信息共享中心，使各企业都能够通过对信息共享中心实现友好访问，实现企业间的信息共享，从而提高虚拟企业的合作效率[44]。

在激励和约束机制方面，郑文军，张旭梅（2001）利用委托一代理理论对敏捷虚拟企业的利润分配问题进行研究，并在此基础上建立了利润分配模型，给出了利润分配机制设计的基本原则[76]。

陈菊红，汪应洛（2002）分析了虚拟企业收益分配过程应考虑的因素，随后利用博弈论的相关理论建立了虚拟企业的收益分配博弈模型[42]。

张小卫，吴平（2003）提出了四种企业的利益分配模型：Nash 谈判模型，夏普利值法，群体重心模型和MCRS（Minimum Cost-Remaining Savings）[74]。

杨贵斌（2004）通过对动态联盟合作伙伴之间的利益分配与风险分担问题研究，建立了合作伙伴之间的利益分配的博弈模型，并重点阐述了产出分享和固定支付两种利润分配模式[70]。

王文宾，达庆利（2009）讨论了在信息对称和不对称两种情况下逆向供应链的激励机制设计方法，并进行了相应的比较。

信息不对称的情形下回收商同时获得固定收入和制造商对于其风险补偿时所承担的风险；制造商的效用降低。

在这两种情形下回收商的期望效用均为其保留收入水平。

制造商在设计激励机制时要充分考虑影响其代理成本的因素并作相应的比较[64]。

以上的研究都是针对管理机制的某一方面做了较为简单的研究，并没有做深入的建模和仿真研究，缺乏对供应链管理机制的系统研究。

1.2.2 国外研究现状
近些年来，国外对供应链管理机制研究起步比较早，研究的文献资料也比较多[7][9][19][24][35][37][40]。

系统的研究供应链管理机制的设计目前仍是研究的热点。

Weber，Current，Benton（1991）分析了供应链中供应商的选择应采用的准则以及分析方法，讨论了涉及质量、配送、价格和态度等的23条准则，同时分析了在选择供应商时的JIT效应[39]。

Lee，Kasiklingan（1995）更加深入的研究了供应商的选择问题[22]，Dickson（1996）从相关文献中列出50条独立的准则作为供应商选择必须考虑的依据[8]。

更进一步Lyons T F（1990），Landeros R（1995）提出了建立供应链合作伙伴关系的具体实施步骤[20][21]。

Leavy B（1994）通过分析建立合作伙伴关系潜在的风险，提出对传统的供应关系与合作伙伴战略进行深入的对比研究[25]。

Kapuscinki，Chen，Hariharan，Pyke，Powell，Gaves，Tang，Tayur和Lee 等主要研究了信息共享在多种类型供应链中的实施条件及其价值，研究了Schouten-Eijs-Heuts[32]，Bourland-Powell-dyke，Gaves -Kapuscinki-Tayur[10]，Strinagesh-Roman-Scridhar[28]，Hariharan-Zipkin[17]， Lee-So-Tang[23]，Chen[3]，Gave，Gavirneni，Kulp和Cachon-Fisher等12种在供应链中的信息共享价值模型，得出结论：在复杂的环境下，由于供应链自身的网状结构决定了其受到多种因素影响而表现出来的一些弊端，一方面为延迟制造，另一方面为牛鞭效应，其中牛鞭效应最为突出；指出根据不同的供应链结构采用相对应的策略，信息共享可以在很大程度上增加供应链的价值。

Thomas D.J.，Griffin P.M.（1996），Li X.，Wang Q.（2007）研究了供应链管理中的协调机制，并提出了利润分配策略[32][33]。

Luis A.Guardiola（2007）通过研究单个供应商和多个零售商的协调和利润分配策略，提出了单周期单产品供应商和零售商合作模型，并提出了一种利润分配机制，使得双方都得到较合理的利润[26]。

Nicola Bellantuonoa（2007）通过研究二级供应链的单周期单产品利润分享模型问题，提出供应商和零售商联合行动时获得的利润比独立行动时更多[2]。

Jen-Ming Chen（2006）通过研究多种产品多层次供应链并同时考虑渠道协调的最大利润模型，提出了基于渠道协调的利润分配机制，使得各参与者的利润得到了帕累托改进[4]。

Daria Giannocaro（2004）提出了联盟契约模型，即通过改变契
约参数来实现合作利润在企业间的合理分配，使供应链企业之间实现合作[11]。

国外对供应链的协调机制和利润分配问题的研究文献大多都是以运筹学[49]、博弈论[75]、系统工程[66]、经济学[46]等为工具，通过建立模型，从而对企业间的协调和利润分配进行研究。

随着复杂性科学的发展，越来越多的人将复杂性科学和供应链理论结合起来进行研究。

Thoma SY. Choi，KevinJ. Doole（2001）首次将复杂适应系统理论应用于供应链研究，从复杂适应系统的角度对供应链进行分析，开辟了供应链管理研究的新思路。

他们指出供应链网络是有许多智能主体连接成的复杂系统，其各节点之间具有合作、竞争等多种复杂关系[38]。

Surya D. Pathak（2005）研究了供需网络的动态演化、生长，以复杂网络理论、工业生命周期理论、博弈论与市场结构理论为基础，建立供需网络的生长与涌现模型[16][33]。

在供应链网络的脆性及鲁棒性研究方面，Thadakamalla等（2004）运用复杂网络理论对供应链网络的存活性进行了分析[36]。

Snyder等（2005）针对供应链的鲁棒性和可靠性建立了数学模型，并给出相应的算法[34]。

总之，国内外对供应链网络的研究大多是在理论方面的研究，将复杂网络理论和供应链管理结合起来的研究大多是研究其网络具有哪些性质和特征，很少应用复杂网络理论解决供应链管理中的实际问题，这方面的实证研究很少。

具体针对管理机制设计的研究还没有，在这方面缺乏系统的研究。

1.3 研究方法和研究思路
1.3.1 研究方法
本文采用了多学科交叉的研究方法，从多学科的角度研究制造业供应链的管理机制设计问题，采用定性和定量相结合的方法，具体采取的研究方法有：在规范性研究方面，以管理机制设计理论为指导，结合复杂网络理论、委托－代理理论、博弈论等相关知识，从企业的决策机制、信息机制以激励约束机制进行建模研究，从而对企业的管理机制的设计进行定性的研究。

在实证研究方面，本文主要采用了以下几种研究方法。

首先，通过相关性分析，方差分析等统计分析方法，利用SPSS16.0对企业的数据进行信度和效度的检验。

其次，通过结构方程建模的方法，构建企业供应链的合作绩效个各影响因素之间的假设体系，进一步建立初始的概念模型，利用LISREL8.72对模型进行
验证，从而得出最终企业供应链合作的价值模型，对企业的供应链的管理提供定量的研究依据。

1.3.2 研究思路
本文在根据机制设计理论、管理机制设计理论以及复杂网络的相关理论的基础上，以制造业供应链作为研究对象，利用数学定义、假设和推理的方法结合供应链管理实际进行研究，建立复杂性制造供应链的管理机制模型，并对模型进行分析，设计出企业相应的管理机制，从而为企业进行供应链管理提供一定的决策帮助。

首先，通过不断地搜集，查阅整理国内外供应链管理机制的相关研究文献，了解其研究现状以及目前存在的问题。

通过不断对这些资料进行学习和研究，不断总结相关的研究经验和成果，更加深入地认识存在的问题。

其次，通过对供应链管理机制的相关理论研究现状进行分析，对所研究的内容和方法进行界定，文章主要从企业的决策机制，信息机制以及激励和约束机制几个方面进行建模研究。

再次，根据机制设计理论、管理机制设计理论以及复杂网络的相关理论，运用数学定义、假设和推理的方法，结合供应链的结构和实际情况进行决策机制、信息机制以及激励和约束机制的建模研究，并对所建立的模型进行分析比较，从而得出企业在具体情况下应采取的决策，为企业的供应链管理机制提供定性的分析依据。

最后，以海尔集团为例，进行实证研究。

通过调查问卷对海尔集团进行调查，并利用SPSS软件调查问卷进行整理分析，最后利用结构方程进行建模并对所建立的模型进行分析，从而为理论研究提供实践基础，不断充实和完善供应链理论研究体系，为企业的供应链管理机制提供定量的分析依据。

本文研究的具体技术线路如图1-3-1所示。

图1-3-1 研究的技术路线
1.4 论文结构与创新
1.4.1 论文的结构
本文共分为七章，各章的具体研究内容如下：
第1章绪论。

介绍本文选题背景及相应理论与现实意义，并综述了国内外相关的研究文献，并介绍了文章的结构以及相关的研究方案。

第2章供应链管理机制相关理论及其研究综述。

通过介绍机制设计理论、管理机制设计理论和复杂网络的相关理论以及他们在供应链管理方面的应用和研究综述，导出本文所要研究的问题。

第3章供应链的决策机制建模研究。

根据供应链的结构和决策层次建立决策模型，通过建立并分析两层决策模型和多层决策模型，对供应链中企业的决策提出相应的建议。

第4章供应链的信息机制建模研究。

通过建立信息传递模型，分析复杂性制造供应链的信号传递机制，减少由于信息不对称等因素而对供应链管理造成负面影响。

对企业信息共享的风险进行了相应的分析和仿真，并提出相应的建议。

第5章供应链的激励约束机制建模研究。

通过分析影响企业间合作的各种因素，得出企业供应链的激励方案，从而建立相应的激励模型，减少机会主义对企业供应链的影响，增强其协调性和稳定性。

第6章供应链管理机制实证研究。

以海尔集团为例利用SEM建模，对所建立的模型进行实证研究。

第7章结论及展望。

对文中解决的问题作简单概括，分析存在的不足，确定改进的方向。

1.4.2 论文的创新点
本论文的创新之处主要表现在以下几点：
（1）尝试进行企业供应链的决策机制设计，使企业能够充分利用自己的资源，选择最合适的合作对象，优化企业的资源配置。

（2）对企业供应链的信息机制进行设计，使得供应链网络中的企业都能获得更多、更全面的信息，减少由于信息不对称等因素而对供应链管理造成负面影响。

（3）设计出合适的激励约束机制，减少机会主义对企业供应链的影响，增强其协调性和稳定性。

（4）通过调查问卷对海尔集团进行调查，利用SEM和LISREL软件建模分析，最后得出结论。

通过实证研究为前面的理论研究提供实践依据。

1.5 本章小结
本章首先阐明了本文的研究背景，所研究问题的目的与意义，随后对国内外研究现状进行了综述，阐述了本文的研究方法与研究思路，最后对本文的研究内容和结构以及论文的创新点进行了概括。

2 供应链管理机制相关理论及其研究综述
伴随着科技的飞速发展和世界经济全球化进程的加快，企业的经营环境发生了重大的变化，市场的复杂性和不确定性因素在不断的增加，客户的需求层次在不断地升级，需求的结构也日益呈现出多样化，产品的生命周期也变得越来越短，竞争日益激烈。

如何加强对供应链的管理，从而使得企业能够在激烈的竞争中取胜变得十分重要。

本章主要通过介绍机制设计理论、管理机制设计理论和复杂网络脆性理论以及其研究综述，从而引出研究的问题。

2.1 管理机制设计理论
2.1.1 机制设计理论概述
在过去的二十年中机制设计理论是微观经济领域中增长最快的一个分支，在实际的经济应用中具有广阔的空间，是社会选择理论和博弈论的综合应用。

如果假设人们的行为是完全按照博弈论所描述的方式进行的，并且依据社会选择理论对人们行为可能存在的各种情形都设置一个目标，那么机制设计就可以看作是构思采取何种博弈形式能够使得博弈的解集最大程度上接近所设定的目标。

机制设计理论起源于赫尔维茨在1960年和1972年所进行的开创性工作，它所讨论的普遍问题是：对于任何一个给定的经济或社会目标，在自由选择、自愿交换、信息不完全等分散决策条件下，能否设计以及如何设计一个经济机制，可以使活动参与者的私人利益和所设定的目标一致。

在研究的方法和路径方面，传统的传统经济学的研究方法将市场机制看作是已知的，进而研究在这样的市场机制下会产生什么样的结果，而机制设计理论则恰恰与其相反，它把社会目标看作是已知的，研究目标是寻找实现其设定目标的经济机制。

也就是通过设计具体的博弈形式，使得参与者才满足其自身约束条件的前提下，所采取的策略产生的结果能够和所设定的目标一致。

机制设计一般涉及信息效率和激励相容方面的问题，信息效率问题是指要实现所设定的社会目标需要多少信息量，也就是机制的运行成本问题。

他要求所设计的机制需要较少的各种参与者信息以及较低的信息成本。

任何经济机制的设计和执行都是依靠信息传递的，而信息的传递是有成本的，因此从机制设计者的角度出发，信息空间越小越好。

激励相容理论是由赫尔维茨在1972年提出的，他
将其定义为：在给定的机制下，如果参与者共享其真实的私人信息是其最优策略，那么所给定的机制就是激励相容的。

在这种情况下，即使每个参与者都按照自己的利益最大化来制定个人的目标，机制的最终实施效果还是能达到所设定的目标。

简要的来说，可以把机制设计理论理解为在将机制定义成信息的相互交换系统和博弈过程之后，将对于机制的比较转化为在信息博弈过程中所产生的均衡的比较。

在机制设计理论研究的初期，赫尔维茨主要把精力集中在其信息和计算的成本大小方面，忽略了激励问题。

马斯金（1972）提出了团队理论，从而对机制设计理论做出了很大的补充和完善。

另外在20世纪80年代显示理论的逐步形成以及实施理论的不断发展也进一步促进了机制设计理论的发展。

由于显示原理的发展，机制设计理论问题的分析得到了很大程度的简化。

Gibbard（1973）提出了直接的显示机制，而迈尔森（1979）将显示机制进一步扩展到更为一般的贝叶斯纳什均衡上，开创了显示机制在规制理论以及拍卖理论等方面的研究。

由于显示原理只涉及单一均衡的问题，马斯金（1977）通过引申提出了实施理论，目前实施理论已经在不完全契约、社会选择等多个领域发挥了十分重要的作用。

机制设计理论不仅可以让研究人员在相对不太严格的假设条件下对多种制度进行分析和比较，还可以将现有的许多研究（社会选择理论、拍卖理论等）纳入到一个统一的分析框架之中。

例如在拍卖理论中，Vichrey（1961）提出收入等价原理用于分析拍卖理论中比较常见的拍卖形式，迈尔森（1981）利用显示原理对更为一般化的拍卖形式的收入等价原理进行证明。

再如，由于原有的一些理论对规制过程曾做出许多武断的假定，迈尔森（1982）通过将规制过程看作是不完全信息的博弈过程，市场的垄断者用于别人所不知道的私有信息，从而针对这一问题做出了具有开创性的研究。

另外，在社会选择理论中，对于究竟可不可以设计一个机制或者一个程序使参与者真实的表现出自己偏好的问题，机制设计理论也可以提供明确的解决方案。

总之，机制设计理论通过用非合作博弈来表示制度，进而根据博弈的均衡结果比较不同的制度，这样就可以使经济学家可以相对某一个最优标准对不同制度的表现进行相应的评价。

2.1.2 管理机制设计理论
管理机制设计理论是对机制设计理论的进一步的补充和改进，并将机制设计。