張塽 陶梅
應(yīng)急供應(yīng)鏈?zhǔn)嵌囝?lèi)型主體參與的快速響應(yīng)變化的動(dòng)態(tài)供需網(wǎng)絡(luò),作為一種復(fù)雜系統(tǒng),其背景下的狀態(tài)變化趨勢(shì)與動(dòng)向預(yù)判及對(duì)策響應(yīng)研究就顯得日益重要,本文針對(duì)應(yīng)急供應(yīng)鏈這一復(fù)雜系統(tǒng)主要介紹了離散狀態(tài)下的簡(jiǎn)要建模方法,嘗試就應(yīng)急供應(yīng)鏈系統(tǒng)建模工作提出初步的方法建議。
應(yīng)急供應(yīng)鏈的概念
應(yīng)急供應(yīng)鏈?zhǔn)侵府?dāng)大規(guī)模突發(fā)事件(各類(lèi)較為嚴(yán)重的自然災(zāi)害、安全事件、公共衛(wèi)生事件等)發(fā)生時(shí),對(duì)受影響的地區(qū)緊急提供資金、物資、救援、調(diào)度指揮、專(zhuān)業(yè)介入等保障的一種多維度、多層面的協(xié)同活動(dòng),其運(yùn)營(yíng)結(jié)構(gòu)亦屬于系統(tǒng)的功能網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu),其是由政府主導(dǎo),若干供應(yīng)方、需求方組建的,以時(shí)間效率為核心目標(biāo)、能夠快速響應(yīng)環(huán)境變化的動(dòng)態(tài)供應(yīng)鏈。
應(yīng)急供應(yīng)鏈的基本特征
1.主體多樣性。傳統(tǒng)供應(yīng)鏈雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜,但其構(gòu)成主體主要仍為各種類(lèi)型的企業(yè)組織,而應(yīng)急供應(yīng)鏈中各構(gòu)成主體包括政府、企事業(yè)單位、社會(huì)團(tuán)體甚至個(gè)人,相互之間構(gòu)成復(fù)雜的供需關(guān)系以及管理關(guān)系,主體的性質(zhì)多樣性也決定了其相互之間關(guān)系以及運(yùn)營(yíng)管理方式的多樣性。
2. 敏捷性。由于突發(fā)事件具有很強(qiáng)的不確定性,應(yīng)急供應(yīng)鏈在事件處置與善后工作中必須擁有足夠的敏捷性,應(yīng)急反應(yīng)體系的構(gòu)建與運(yùn)作必須快速且高效,才能滿(mǎn)足突發(fā)事件處置的基本要求。
3. 動(dòng)態(tài)性。突發(fā)事件在處置過(guò)程中仍然會(huì)不斷發(fā)生變化并產(chǎn)生新的運(yùn)作問(wèn)題,這要求應(yīng)急供應(yīng)鏈面對(duì)事件變化時(shí)擁有足夠的反應(yīng)能力,對(duì)其變化趨勢(shì)能夠進(jìn)行相對(duì)準(zhǔn)確的預(yù)判,并設(shè)置相應(yīng)的資源與運(yùn)作措施。
4. 協(xié)調(diào)性。在應(yīng)急供應(yīng)鏈運(yùn)作管理中,因?yàn)榻?jīng)常存在缺乏反應(yīng)時(shí)間與資源準(zhǔn)備的情況,所以各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)性要求將更高,比如要求各類(lèi)性質(zhì)、功能、規(guī)模、能力均有不同的運(yùn)作環(huán)節(jié)能夠準(zhǔn)確銜接,高度協(xié)調(diào),以完成供應(yīng)鏈運(yùn)作目標(biāo)。
5. 適應(yīng)性。應(yīng)急供應(yīng)鏈?zhǔn)菫閼?yīng)對(duì)突發(fā)事件存在的,要求其體系擁有較強(qiáng)的由平時(shí)轉(zhuǎn)戰(zhàn)時(shí)的能力,以保證在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)及時(shí)采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)處置措施。
復(fù)雜系統(tǒng)的基本內(nèi)涵
客觀世界中存在很多復(fù)雜系統(tǒng),而復(fù)雜系統(tǒng)一般是指具有中等數(shù)量規(guī)模、能夠基于局部信息作出行動(dòng)或判斷的智能性、自適應(yīng)性主體的系統(tǒng)。應(yīng)急供應(yīng)鏈的特性與內(nèi)涵恰恰屬于復(fù)雜系統(tǒng)。復(fù)雜系統(tǒng)的特點(diǎn)一般指:
1. 其復(fù)雜性處于混沌邊緣,其既不是簡(jiǎn)單系統(tǒng),也不是單純的隨機(jī)系統(tǒng),而是介于隨機(jī)和有序系統(tǒng)之間的狀態(tài)。
2. 其復(fù)雜性蘊(yùn)含在系統(tǒng)之中,內(nèi)部多層次的子系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)、相互影響、相互制約。
3. 其復(fù)雜性在形式上是多種多樣的,主要表現(xiàn)為:結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜性、組織上的復(fù)雜性以及功能上的復(fù)雜性;算法上的復(fù)雜性、確定性與不確定性上的復(fù)雜性以及集成復(fù)雜性;理化復(fù)雜性、生物復(fù)雜性以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)復(fù)雜性等。
4. 復(fù)雜系統(tǒng)在其進(jìn)化過(guò)程中與其所處的環(huán)境相互作用,表現(xiàn)出復(fù)雜的動(dòng)態(tài)行為特點(diǎn)和結(jié)果上的整體特性,難以測(cè)度。
復(fù)雜系統(tǒng)的基本研究方法
復(fù)雜系統(tǒng)的基本研究方法取決于其研究對(duì)象與特點(diǎn),其明顯區(qū)別于簡(jiǎn)單系統(tǒng)的研究方法,其主要包括以下幾種研究方法:
1. 隱喻方法。在復(fù)雜系統(tǒng)的研究中,隱喻和類(lèi)比的作用同樣重要,其意義和作用甚至更為突出。
2. 模型方法。該方法綜合還原和整體的兩種特性,一般在隱喻類(lèi)比的基礎(chǔ)上構(gòu)建起復(fù)雜系統(tǒng)的模型。
3. 數(shù)值方法。對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行計(jì)算求解,進(jìn)而逐漸把握系統(tǒng)的構(gòu)成與運(yùn)作規(guī)律。使用該方法可以發(fā)現(xiàn)在復(fù)雜系統(tǒng)中的新現(xiàn)象與新規(guī)律,例如“蝴蝶效應(yīng)”。
4. 計(jì)算方法。首先探求該問(wèn)題是否可以進(jìn)行計(jì)算,再進(jìn)一步研究計(jì)算與分析應(yīng)如何進(jìn)行,并對(duì)其算法進(jìn)行描述,從而找到解決方案或路徑,
5. 虛擬方法。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上,對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模擬試驗(yàn),以達(dá)成對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的研究。
6. 集成方法。綜合運(yùn)用以上方法,采用人機(jī)結(jié)合的方式,綜合運(yùn)用不同層次、不同領(lǐng)域的知識(shí)與信息,對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行整體研究。
復(fù)雜系統(tǒng)的建模
1. 復(fù)雜系統(tǒng)建模的基本特性。(1)普遍性。一個(gè)模型的建立與運(yùn)用可以適用于多個(gè)類(lèi)似的復(fù)雜系統(tǒng)的研究。(2)相對(duì)精度。該模型的精度應(yīng)該具有限度和合理邊界。過(guò)于粗糙的模型對(duì)研究無(wú)用,過(guò)于精確的模型則會(huì)導(dǎo)致模型的過(guò)度復(fù)雜,甚至最終導(dǎo)致其無(wú)法求解。(3)通過(guò)性。該模型可以形成“黑箱”,即可以利用輸入/輸出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行解讀。(4)異構(gòu)性。同一個(gè)系統(tǒng),其模型可以具有不同的結(jié)構(gòu)或形式。(5)可信度。該模型應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的校核、驗(yàn)證和功能確認(rèn)。
2. 復(fù)雜系統(tǒng)建模的基本步驟。(1)觀察分析實(shí)際運(yùn)作中的復(fù)雜系統(tǒng)。(2)提出需要解讀的核心問(wèn)題。(3)給出假設(shè)。(4)描述復(fù)雜系統(tǒng)。(5)構(gòu)建模型。(6)對(duì)模型實(shí)施求解。(7)對(duì)模型進(jìn)行校核、驗(yàn)證和功能確認(rèn)。(8)模型修正。(9)模型的確認(rèn)。
離散事件系統(tǒng)的基本內(nèi)涵
離散系統(tǒng)中的狀態(tài)一般在離散的時(shí)間點(diǎn)與空間點(diǎn)上發(fā)生變化,其發(fā)生及發(fā)生的點(diǎn)位均具有不確定性,如果系統(tǒng)狀態(tài)是離散變量,其引發(fā)的狀態(tài)變化事件是隨機(jī)事件,那么該模型單純采用數(shù)學(xué)方程的形式很難加以描述,而應(yīng)引入流程圖的方式加以解讀。應(yīng)急供應(yīng)鏈由于其自身的特點(diǎn),其狀態(tài)較為符合離散事件系統(tǒng),亦可以采用相關(guān)的研究方法。
1. 實(shí)體
在該系統(tǒng)中可以進(jìn)行單獨(dú)辨別刻畫(huà)的構(gòu)成要素,系統(tǒng)中的實(shí)體相互之間存在一定的關(guān)系,這些實(shí)體之間的聯(lián)系與作用產(chǎn)生較為特殊的狀態(tài)與行為。其又可以劃分為臨時(shí)性實(shí)體與永久性實(shí)體兩大類(lèi)。
2. 屬性
一般是指系統(tǒng)的一部分特征,可以使用一定的參數(shù)或變量表示,是對(duì)實(shí)體特征的描述。
3. 活動(dòng)
實(shí)體在一定的時(shí)間段內(nèi)的持續(xù)進(jìn)行的特定過(guò)程。
4. 狀態(tài)
對(duì)于實(shí)體活動(dòng)的特征進(jìn)行相關(guān)的分類(lèi),不同的類(lèi)別可以稱(chēng)之為狀態(tài)變量。除此以外,離散時(shí)間系統(tǒng)還有諸如事件、進(jìn)程、隊(duì)列、仿真鐘、統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)器等概念內(nèi)涵。
離散事件系統(tǒng)的建模方法
使用實(shí)體流程圖的具體建模思路:
1. 確定構(gòu)成系統(tǒng)的實(shí)體,解讀并描述其屬性(隊(duì)列作為一種特殊實(shí)體)。
2. 分析各類(lèi)實(shí)體的活動(dòng)及其狀態(tài),研究描述其相互之間的作用與影響。
3. 分析何種事件導(dǎo)致活動(dòng)的開(kāi)始及結(jié)束,即解讀活動(dòng)開(kāi)始或結(jié)束的標(biāo)志,以確定引起實(shí)體狀態(tài)變化的事件。
4. 分析各種事件發(fā)生時(shí)導(dǎo)致實(shí)體狀態(tài)變化的規(guī)律。
5. 在一定的流程下分析與隊(duì)列實(shí)體有關(guān)的特殊運(yùn)作。
6. 通過(guò)一系列分析,以實(shí)體活動(dòng)變化為主線,使用規(guī)范的圖示符號(hào)描繪出研究對(duì)象系統(tǒng)的實(shí)體流程圖。
7. 提出模型參數(shù)的取值、參變量的計(jì)算方法及屬性描述變量的取值方法,屬性描述變量可以是固定值,也可以是給出其分布函數(shù)的隨機(jī)變量。
8. 給出隊(duì)列的派對(duì)規(guī)則。
在以上實(shí)體流程圖的繪制過(guò)程中,如果實(shí)體的活動(dòng)模式在幾種有限的狀態(tài)中周而復(fù)始地變化進(jìn)而呈現(xiàn)出一定的生命周期模式,則可以使用活動(dòng)周期圖法進(jìn)行描述。除了離散事件系統(tǒng)建模方法以外,由于應(yīng)急供應(yīng)鏈的運(yùn)作中存在較為常見(jiàn)的信息不完全性或不對(duì)稱(chēng)性特征,還可以使用基于灰色系統(tǒng)理論的建模方法,作為介于“白盒”和“黑盒”之間的灰色系統(tǒng),其主要通過(guò)對(duì)于已獲取的部分信息的開(kāi)發(fā),進(jìn)一步獲取有價(jià)值的信息,以實(shí)現(xiàn)對(duì)于類(lèi)似于應(yīng)急供應(yīng)鏈這樣的復(fù)雜系統(tǒng)的運(yùn)作行為的正確認(rèn)識(shí)與有效調(diào)控。在此不再贅述。
[本文系基金項(xiàng)目:本文為佛山市2020年度社科規(guī)劃項(xiàng)目“佛山市應(yīng)急供應(yīng)鏈管理體系建設(shè)研究”(項(xiàng)目編號(hào):2020-GJ032);廣州工商學(xué)院2020年度院級(jí)科研課題項(xiàng)目“廣東省供應(yīng)鏈聯(lián)盟應(yīng)急管理能力提升路徑研究”(項(xiàng)目編號(hào):KA202023)的研究成果。]
(廣州工商學(xué)院)