The invention proposes a method for constructing cascade failure model of supply chain network based on under-load. The steps are as follows: abstracting supply chain network as a directed network from upstream to downstream, representing enterprises with nodes, and expressing directed network with adjacency matrix; defining initial load of nodes according to degree of nodes in supply chain network; defining upper and lower bounds of load according to normal operation of enterprises. Define the load capacity; calculate the strength of business relationship between nodes through the degree of nodes, redistribute the load after the node fails according to the strength of business relationship; update the enterprise load according to the loss of nodes and the protective measures taken; make a new round of failure judgment according to whether the enterprise is under-loaded; measure the propagation scale of cascade failure model according to the relative network efficiency. Compared with overload cascade failure model, the invention can reflect the propagation characteristics of cascade failure in supply chain network more profoundly, and can provide useful reference for preventing and controlling cascade failure.
【技术实现步骤摘要】
一种基于欠载的供应链网络级联失效模型构建方法
本专利技术涉及复杂网络与供应链管理交叉的
,尤其涉及一种基于欠载的供应链网络级联失效模型构建方法。
技术介绍
供应链是由供应商、制造商、分销商和零售商共同组成的实现原材料到成品并满足最终用户需求的一个功能链状结构模式。供应链不仅是一条连接供应商到用户的物流链、信息链、资金链,而且是一条增值链。随着经济的全球化和外包的盛行,供应链逐渐由链式结构演化成网式结构。相应的,复杂网络理论也被广泛应用到供应链管理中。从复杂网络的角度出发,供应链网络中单个节点企业的故障可能会触发整个网络的崩溃,造成巨大经济损失,这种现象叫做级联失效。比如,2000年3月,飞利浦公司位于美国新墨西哥州的芯片工厂发生火灾,导致爱立信公司亏损近4亿美元,并最终退出手机市场。近年来,供应链网络中的级联失效现象越来越受到研究者的广泛关注。但是,相关研究存在以下局限性:采用基础设施网络中的级联失效模型描述供应链网络中的级联失效过程,这与实际情况不符。在基础设施网络中,节点因过载而失效。比如,变电站过负荷、交叉口拥堵会导致相应节点性能下降,甚至失效。而在供应链网络中,节点因欠载而失效。具体的,供应链网络中上下游企业之间是一种供应-需求的关系。某个企业由于某种原因发生故障以后,其上游企业由于产品需求下降,可能会造成运营的终止;其下游企业由于缺少原料供应,也可能会导致无法正常生产。这种向上和向下的影响会进一步沿着供应链网络传播,引发欠载机制下的级联失效。因此,基础设施网络中的级联失效属于过载失效,而供应链网络中的级联失效属于欠载失效。
技术实现思路
针对现 ...
【技术保护点】
1.一种基于欠载的供应链网络级联失效模型构建方法,其特征在于,其步骤如下:步骤一:将供应链网络抽象为一个从上游指向下游的有向网络,用节点表示企业,并用邻接矩阵表示有向网络;根据供应链网络中节点的度定义节点的初始负载;步骤二:根据企业正常运行时负载的上下限定义负载容量:将企业满负荷运作时的负载定义为负载容量上限,将企业维持运营所需的最小负载定义为负载容量下限;步骤三:通过节点的度计算节点间的业务关系强度,根据业务关系强度进行节点失效后负载的重新分配;步骤四:根据节点遭受的损失以及采取的保护措施更新企业负载:失效节点的下游或上游节点遭受损失后,与其他上游或下游节点强化已有关系,直到损失得到弥补或者所有上游或下游节点没有冗余能力为止;步骤五:根据企业是否欠载进行新一轮的失效判断;步骤六:根据相对网络效率度量级联失效模型的传播规模。
【技术特征摘要】
1.一种基于欠载的供应链网络级联失效模型构建方法,其特征在于,其步骤如下:步骤一:将供应链网络抽象为一个从上游指向下游的有向网络,用节点表示企业,并用邻接矩阵表示有向网络;根据供应链网络中节点的度定义节点的初始负载;步骤二:根据企业正常运行时负载的上下限定义负载容量:将企业满负荷运作时的负载定义为负载容量上限,将企业维持运营所需的最小负载定义为负载容量下限;步骤三:通过节点的度计算节点间的业务关系强度,根据业务关系强度进行节点失效后负载的重新分配;步骤四:根据节点遭受的损失以及采取的保护措施更新企业负载:失效节点的下游或上游节点遭受损失后,与其他上游或下游节点强化已有关系,直到损失得到弥补或者所有上游或下游节点没有冗余能力为止;步骤五:根据企业是否欠载进行新一轮的失效判断;步骤六:根据相对网络效率度量级联失效模型的传播规模。2.根据权利要求1所述的基于欠载的供应链网络级联失效模型构建方法,其特征在于,所述步骤一中将物流作为供应链网络的负载,将供应链网络抽象为一个从上游指向下游的有向网络,并用有向图来表示;在复杂网络视角下,供应链网络中的节点代表企业,边代表企业间的业务关系,边上传递着物流、资金流和信息流的信息;将供应链网络描述为一个具有N个节点和M条边的有向图G;有向图G用一个N×N的邻接矩阵{aij}来表示,若从节点i到节点j存在一条有向边连接,则aij=1;否则aij=0,且1≤i≤N,1≤j≤N。3.根据权利要求1或2所述的基于欠载的供应链网络级联失效模型构建方法,其特征在于,所述节点的初始负载的计算方法为:根据节点的度数及其相邻节点的度数来定义节点的初始负载,节点i的初始负载Li为:其中,Ki代表节点i的度数,且Ki=Ki(in)+Ki(out),Ki(in)为节点i的入度,Ki(out)为节点i的出度;Γi(in)表示节点i的上游邻居节点集合,Γi(out)表示节点i的下游邻居节点集合;Kr表示节点i的邻居节点r的度数,θ是控制节点负载强度的可调参数。4.根据权利要求3所述的基于欠载的供应链网络级联失效模型构建方法,其特征在于,所述节点的负载容量上限正比于节点的初始负载,节点i的负载容量上限Ci(max)为:Ci(max)=δ·Li;其中,δ为可调整的容量上限参数,取值范围为δ≥1;节点的负载容量下限正比于节点的初始负载,节点i的负载容量下限Ci(min)为:Ci(min)=σ·Li;其中,σ为可调整的容量下限参数,取值范围为0<σ≤1。5.根据权利要求3所述的基于欠载的供应链网络级联失效模型构建方法,其特征在于,所述供应链网络是一个有向加权网络,有向加权网络中边的权重代表节点企业间的业务关系强度,供应链网络中节点i和节点的j的业务关系强度为:Wij=(KiKj)τ,其中,Ki代表节点i的度数,Kj代表节点j的度数,τ是控制边权强度的可调整参数。6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员:王英聪,王延峰,孙军伟,黄春,张勋才,张丰鹏,
申请(专利权)人:郑州轻工业学院,
类型:发明
国别省市:河南,41
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。