由于世界经济竞争的不断激化和供应链管理科学的日益深入，如今供应链已发展成为动态开放的复杂经济系统。近年来兴起的复杂网络理论为供应链的建模和优化研究提供了很好的科研方法，成为研究供应链网络的有力工具。本文将供应链抽象为以企业为节点、以信息流，物流，资金流为边的网络,首先设计了供应链网络建模算法，并基于节点的统计特征提出了一个供应链网络角色识别方法，接着探讨了供应链网络的鲁棒性以及竞合博弈,最后研究了供应链网络建模算法，网络结构及经济效用的优化方法。具体来说,本论文的研究工作主要有以下几个方面：　　(1)供应链网络建模算法的研究。本文融合了度优先连接策略、成本优先连接策略和博弈论思想，建立了一种供应链网络建模算法，该算法生成的供应链网络还原了现实供应链的小世界和无标度特性；通过分析供应链网络中不同角色节点统计特性：度、介数、平均最短路径以及度分布，提出了一个基于复杂网络结构特性的供应链网络节点角色识别方法；通过仿真发现，供应链网络的度分布符合幂律分布且平均聚类系数很小，具有无标度特性；供应链网络的平均最短路径与网络规模的对数成正比关系，且局部聚类系数较高，同时具有小世界特性。　　(2)供应链网络鲁棒性的研究。供应链的网络鲁棒性分为静态鲁棒性和动态鲁棒性，本文引入了经济系统效用增率的概念，并将其与网络全局效率作为衡量供应链网络鲁棒性指标，以考量供应链网络的经济效益鲁棒性和网络结构鲁棒性；在定量化分析中，通过随机删除节点，目标删除节点，随机删除连接边和目标删除连接边四种规则对供应链网络进行模拟攻击，仿真结果表明，网络全局效率在经历任何形式的攻击后都呈现出单调下降的趋势，而效用增率在供应链网络的部分边被移除之后会先出现一定幅度的攀升，再逐步下降，这种现象揭示了供应链效用和成本的冲突性，以及供应链网络中大量冗余边的存在。　　(3)供应链网络上的博弈行为研究。定义了供应链网络上的博弈模型；分析了供应链网络上的横向与纵向博弈；着重研究了在最优收益和以牙还牙博弈策略下，供应链上的原料供应商，制造商，零售商的初始合作状态对具有无标度和小世界特性的供应链网络合作行为演化的影响，其考量指标是供应链网络上的博弈达到平衡状态时的合作比率。研究结论表明，在最优收益博弈策略下，供应链网络的合作比率主要受原料供应商和制作商初始合作状态的影响，在以牙还牙博弈策略下，供应链网络的合作比率呈现出“从众”现象，即只有当多数节点初始状态选择合作策略，在博弈平衡状态的供应链网络才能保持较高的合作比率。　　(4)供应链网络的优化研究。从建模算法，网络结构，经济效用三个方面对供应链网络进行了优化：供应链网络建模算法优化，结合现实供应链运营状况，引入供应链网络奖惩机制对供应链网络建模算法进行了优化，优化后的供应链网络不但更加贴近真实，而且在应用中仿真结果证实新的网络结构可以较好的抑制牛鞭效应；供应链网络结构优化：基于对经济概念效用函数的研究，针对由Watts-Strogatz模型生成的具有小世界网络特性的供应链网络结构进行了优化，实验结果表明，不论网络规模大小，使供应链网络达到最大效用增率的邻居数必定在[2,18]这个区间之内，这一结论对供应链网络冗余边的甄别有积极的意义。在对抑制牛鞭效应方法的研究中发现，保护供应链网络的小世界特性，并尽量削弱无标度特性所得的网络结构能较好的抑制牛鞭效应；经济效用优化：发现了通过调整供应链节点商品数量可以有效提高供应链网络的经济效用，这种方法的实质是扩大节点之间商品数量的差额，以形成良性的供求关系。