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经济全球化背景下,如何提高企业竞争力、风险管控水平和应急响应能力,以增强供应链系统安全与可靠性,已成为现代供应链实践与发展的重大课题。供应链系统是一个具有耗散结构的复杂巨系统。现代科技和社会分工发展使供应链网络化、复杂化趋势日益明显,并逐步呈现复杂网络状态特征。这种复杂属性使供应链在运行和发展过程中极不稳定。当遭遇自然灾害、设备故障和供应商破产等不确定性事件干扰时,供应链极易中断。严重时可能形成“多米诺骨牌”效应,触发网络崩溃。这种遭受内、外干扰而引发系统崩溃的性质就是供应链脆性。它是供应链复杂系统的基本属性。供应链脆性是供应链系统安全与可靠性研究领域的一个重要方向,对供应链复杂系统脆性进行科学研究具有一定现实意义。本论文重点对供应链复杂系统脆性传播模型与管控方法问题进行了选题研究。主要研究内容及成果如下:(1)供应链脆性理论研究体系框架构建。基于复杂系统脆性理论,构建了供应链领域脆性研究的理论体系架构。该架构由内容体系、技术体系和理论支撑体系三部分构成。其中,内容架构以供应链脆性激发规律、脆性传播规律、脆性演化规律和脆性管控方法为主线;技术体系包括不确定性需求多目标多周期供应链网络混合整数规划配流模型、改进的混合遗传算法、不确定性情景多目标多周期供应链脆性网络混合整数规划配流模型、供应链脆性激发模型与仿真算法、供应链脆性传播元胞自动机模型与仿真算法、供应链适应性Agent图脆性演化模型与仿真算法,以及不确定性情景多目标多周期供应链脆性管控混合整数规划模型;理论支撑体系包括不确定性理论、混合整数规划理论、复杂网络拓扑理论和图论、元胞自动机理论,以及适应性Agent图理论和信息熵理论。(2)不确定性供应链多目标多周期混合整数规划配流模型与算法研究。论文针对不确定性需求情景下供应链多周期网络配流优化问题,以成本和服务两种效益因子为优化目标,综合考虑多周期供应商选择与订单配给、各层节点间交易关系及链路流、各级节点的物料流、分销商库存流等约束条件,构建了不确定性需求情景供应链多目标多周期混合整数规划配流模型。针对模型求解问题,设计了一种改进的遗传算法。并通过算例验证了模型与算法的有效性。(3)不确定性供应链脆性激发模型与仿真算法研究。论文针对处于不确定性脆性干扰下的供应链网络,设计了不确定性脆性触发事件概率的求解模型与算法;设计了脆性激发参数及计算模型;构建了不确定性需求不确定性干扰情景下多目标多周期供应链脆性网络配流混合整数规划模型;以此为辅助技术元,构建了供应链复杂网络脆性激发仿真算法。通过算例仿真,对脆性激发过程、脆性事件发生概率与脆性激发结果的关系,以及不同脆性攻击方式对供应链的脆性激发效果等供应链脆性激发规律问题进行了定量分析。(4)不确定性供应链脆性传播模型与仿真算法研究。论文基于复杂系统元胞自动机理论,设计了供应链脆性网络元胞与邻接矩阵、元胞邻居及元胞演化规则等元胞自动机参数;以供应链脆性网络配流模型为辅助技术元,设计了供应链脆性传播元胞自动机仿真算法。对不确定性供应链脆性传播规模的时间特性、幂律特性以及脆性源崩溃情景与脆性传播效果之间的关系等供应链脆性传播规律进行了算例仿真。(5)不确定性供应链脆性演化模型与仿真算法研究。论文基于复杂系统适应性Agent图理论和信息熵理论,设计了供应链脆性熵和节点状态值等脆性演化参数及计算方法;基于适应性Agent图控制器刺激——反应模型,构建了考虑节点自适应行为和不考虑节点自适应行为的供应链脆性演化模型;以供应链脆性网络配流模型为辅助技术元,设计了供应链适应性Agent图脆性演化仿真算法。通过算例仿真,对供应链节点状态值演化规律、节点熵流演化规律、供应链脆性全局熵演化规律、供应链脆性演化的季节性规律以及供应链脆性行为等演化规律进行了数据分析。(6)不确定性需求不确定性脆性干扰情景下多目标多周期供应链脆性管控模型研究。论文针对不确定性脆性事件干扰下供应链网络脆性管控决策问题以及多周期网络配流优化问题,以成本和服务两种效益因子为优化目标,提出了启用备选供应商、修复脆性源和启用内部供应商柔性能力三项脆性管控策略,并以此为基础构建了不确定性需求不确定性脆性干扰情景下多目标多周期供应链脆性管控模型。用改进的遗传算法对算例进行了求解,对供应链网络、供应链脆性网络和供应链脆性管控三种网络配流方案进行了对比分析,并对目标偏好系数、脆性事件崩溃概率及缺货惩罚成本等参数进行了灵敏度分析。