弱连接视角下供应链中断风险传导特性分析

摘 要：论文介绍了弱连接理论及其在网络分析中的优势，分析了供应链中断风险传导的复杂性，阐述了供应链中断风险传导过程中的小世界特性。在弱连接视角下，从供应链中断风险传导通道与密度、传导鲁棒性、传导路径、传导范围和传导速度五个方面进行了详细的特性分析和数值模拟分析，并给出了一些具体建议。

关键词：供应链中断风险；弱连接；小世界网络

中图分类号：F224.12. 文献标志码：A

Abstract： This paper introduces the theory of weak ties and its strengths in network analysis， and investigates the complexity of risk transmission of supply chain disruption， and also explicates the characteristics of small world in the process of risk transmission of supply chain disruption. From the perspective of weak ties， the detailed analyses of properties have been provided in five aspects： channels and density of risk transmission of supply chain disruption， and transmission robustness， routes， range and speed， together with the numerical simulation analysis， and then some specific suggestions are considered.

Key words： risk of supply chain disruption； weak ties； small world network

1 引言

近年来，伴随企业全球化采购、非核心业务外包、单源供应、敏捷生产和精益供应等业务模式的发展，供应链在空间上日益拉长，而时间上则日渐缩短；自然灾害、经济波动、流行病、恐怖主义、战争等外界环境因素的扰动也有可能发生。供应链的这种时空变化与外界扰动加剧了供应链网络运营环境的不确定性和脆弱性，提高了中断发生的可能。各类供应链中断事件相继发生，严重影响企业的平稳生产，给企业造成了巨大损失。飞利浦公司是爱立信手机芯片的单源供应商，2000年新墨西哥州飞利浦公司的火灾给爱立信公司带来的直接经济损失高达4亿美元，并导致市场份额下降3%；2008年爆发的金融危机严重影响到全球范围内的供应链，2008年世界500强企业的市值为26.8万亿美元，2009年则惨跌到15.6 万亿美元，一年间下跌了11.2万亿美元。供应链节点企业的中断可能在供应链系统中出现间断或连续传导，破坏供应链的安全运行，最终可能引起整条供应链的中断、失效、瘫痪或瓦解。

2弱连接理论及供应链中断风险传导过程的复杂性分析

2.1供应链中断风险传导过程的复杂性分析

供应链中断风险传导过程的复杂性特点，主要源于供应链网络自身结构的复杂性和供应链中断风险传导过程的动态复杂性。

关于供应链网络结构的复杂性，Choi和Dooley（2001）指出供应链网络是一个存在自组织，自适应，拟均衡，协作演化及非线形变化等特点的复杂自适应系统[17]，随后众多学者从复杂网络视角进行了大量研究和论证。Helbing等（2006）指出供应链网络是个复杂系统，具有一系列非线性的演化特征[18]。Albert（2000）指出，众多的复杂系统均具有如小世界特征 [19]。Kühnert等（2006） 通过对城市供电网进行研究，发现少数核心节点的配送能力和物资调度要明显优于其它节点，该城市供电网服从典型的无标度网络分布[20]。刘纯霞等（2015） 验证了供应链中断风险传导路径的小世界特性 [21]。陈晓和张纪会（2008）[22]及李彬等（2012）[8]等指出供应链网络除具有一般复杂网络特性外还具有小世界特性特性。王振锋等（2011）对服务供应链进行研究，发现其服从典型的小世界网络分布[23] 。

McFarland（2008）指出供应链传导过程是企业间的行为从一个双边节点传播到相邻双边节点的过程，并通过实证证明了供应链传导现象的存在性[24]，由此开始供应链风险传导及供应链中断风险传导过程的复杂性研究。?wierczek（2013）指出供应链中断风险传导过程中的实物流和信息流可比为雪球效应，认为集成维度可减弱实物流和信息流的中断风险传导强度[25]。Feng（2014）指出风险可通过因果链条升级传导，从而导致不同的系统安全风险，并基于此提出了一种安全风险分析模型[26]。叶厚元和洪菲（2010）对不同生命周期阶段的风险传导特点进行了分析[27]。孙琦和季建华（2012）以快速恢复为目的，将供应链突发事件划分为预防阶段、控制阶段和应对阶段三个阶段，并对不同阶段的复杂性进行了分析[28]。综上可知，多复杂中断风险源的并存是导致中断风险传导过程复杂的前提条件；中断风险传导过程的多影响因素间的高度相关与交叉影响加剧了中断风险传导过程的复杂性；中断风险传导的生命周期过程相互耦合与重叠，使中断风险传导过程出现流动性、耦合性、依附性、变异性等特点，增加了中断风险的防范难度。

2.2弱连接理论

Granovetter（1973）指出社会现象可从节点间的连接方式和强度展开研究，首次提出弱连接理论，指出弱连接是两个行动者之间短暂的社会接触，比如业务伙伴、熟人或者那些不太熟知的人，其特点是弱连接有很高的强度，在获得新颖信息方面具有极大优势[1]。诸多学者也对弱连接进行了定义，认为弱连接是发生频率少、亲密度低的一类社会连接[2]。此时，关注点主要在个人层面，而较少考虑到企业层面。Granovetter（1983）对弱连接理论从网络结构视角进行了扩展，指出强连接主要出现在网络内部，起到巩固加强网络紧密连接的作用，而弱连接通常作为维系网络间关联关系的桥梁[3]。之后，学者们开始将弱连接理论运用到企业层面，如曾德明等（2015）研究了网络强度与企业创新的关系[4]；姚小涛等（2008）研究了企业成长过程中对社会关系网络的依赖程度[5]。随后，弱连接理论被扩展到网络层次（如集群、供应链网络等）。曹杨毅等（2014）研究了企业关系网络中的弱连接[6]；陈萍和彭文成（2014）从强连接与弱连接视角对企业间的知识共享进行了博弈分析[7]；李彬等（2012）研究了供应链弱连接关系管理[8]。可见，弱连接理论研究是沿着个人层次-企业层次-网络层次这条主线展开的。

弱连接理论自提出以来，大量的专家和学者通过研究发现其具有无可比伦的优势，如弱连接可在群体间建立纽带联系，维持不同群体成员间的联系[9]，可提供信息传递通道[10]，使信息传播更快更广[11]，并在信息扩散方面占主导地位[12]。弱连接的最大优势是建立成本较低[13]，可增强权利、财富、创造力[14]。经济转型期，企业可通过寻求建立一些非正式性的社会关系（弱连接）来减少交易成本，降低经营风险[15]。企业亦可依据企业所有制结构、产业类型、企业规模等自身特性及需求差异调整网络关系强度[16]，因为，根据变量连续与否的判定，网络关系强度为连续变量，可以进行弱化或强化调节[1]。

通过文献研究，发现弱连接理论可应用于供应链网络，分析网络特性，并进行关系管理。文章正是基于此，针对供应链网络结构的复杂性和供应链中断风险传导过程的复杂性，从弱连接视角对中断风险传导进行关系管理。

3供应链中断风险传导特性分析

Watts和Strogatz（1998）提出了WS小世界网络模型，其构造特点如下：第一步，现存的最近邻耦合网络含有N个节点，能围成一个圆环，任一节点均与其上相邻的 节点及下相邻的 节点相连（k是偶数）；第二步，随机性的以概率p重连网络中的每条边，并规定任一节点不存在与自身相连的边，且规定任意两节点间的边数最多为1条[29]。随机性的以概率p重连网络中的每条边，可能会破坏原有网络的连通性，故Newman和Watts（1999）对 WS小世界模型进行了改进，提出了NW小世界网络模型[30]，通过随机化加边（即以概率 在随机选取的一对节点间加上一条边）取代随机化重连。WS小世界模型和NW小世界网络模型均通过研究发现，演员合作网、WWW网和电力网等网络具有较小的平均路径长度和较高的聚类系数，即小世界效应，并以此推断大多数真实网络均具有小世界效应。

供应链中断风险传导过程的复杂性主要源于供应链网络结构的复杂性，第二部分文献已通过研究和论证，验证了供应链网络的小世界特性。但应用小世界网络分析供应链网中断风险传导过程的文献极少，文章正是基于此，应用小世界网络分析供应链中断风险传导过程的复杂性特性，并从弱连接视角进行关系管理，以提升节点企业及网络整体的中断风险应对能力。

3.1供应链中断风险传导通道与密度

3.1.1 度与平均度

供应链网络的连通图用G表示，供应链网络中节点企业总数为N，各节点企业间的产品流动、资金流动、信息与技术流动等为供应链网络的边，供应链网络的边总数为M。某节点企业i与该节点连接的其他节点的边数为该节点企业的度，不妨用 表示。供应链网络中某节点企业连接的边数越多，表明其与越多的节点企业有产品流动、资金流动和信息技术流动，重要程度越高，越可能是关键节点企业。

平均度 即为供应链网络中所有节点i的度 的平均值。

3.1.2 弱连接视角下的供应链中断风险传导通道与密度分析

供应链中断风险传导过程中，供应链各节点企业间的度即为供应链中断风险传导通道，平均度 则可反映供应链网络整体的平均通道，即供应链中断风险传导密度。

小世界网络结构下，网络内部节点数固定，但边的关系可以改变。当供应链中断风险传导开始时，可利用边的关系（即度）来增加供应链中断风险传导通道和传导密度。各节点企业可根据网络内部现有的供需关系和竞争关系，利用产品流动、资金流动、信息与技术流动等，在相邻层级下建立更多的弱连接。各节点企业亦可挖掘间接供需关系，利用格拉诺维特理论（即在网络中，拥有两条强连接关系的任何三角关系，第三条一定至少是弱连接，而不可能是无连接），在同级间建立更多的弱连接。此时，供应链网络内部的节点企业可通过弱关系，传导中断风险信息，提升供应链网络整体的共享信息量，应对信息失真和变形，提升各节点企业间的协作能力和风险承受能力。

3.2 供应链中断风险传导的鲁棒性

3.2.1 顶点度、度分布

3.2.2 弱连接视角下供应链中断风险传导鲁棒性分析

小世界网络结构下，各节点企业的度大致相等，度分布趋于均匀化。当供应链中断风险传导开始时，弱连接关系大幅增加，供应链网络中绝大多数节点企业的度分布趋于均匀化。供应链中断风险传导形式，无论为随机故障，还是蓄意攻击，弱连接关系的存在会使供应链网络具有较高的鲁棒性和稳定性，因为此时某一个或某几个节点企业的中断，只要没有伤及核心节点企业，其对供应链整体的影响就会极小，弱连接关系的存在会使供应链网络具有较高的鲁棒性和稳定性，多元化的弱连接关系的存在能较好地规避、转化、分散和应对中断风险。故各节点企业应利用多元化的弱连接关系，应对随机故障和蓄意攻击。

3.3 供应链中断风险传导路径

3.3.1 特征路径长度

3.3.2 弱连接视角下供应链中断风险传导路径分析

在供应链中断风险传导过程中，供应链任意两个节点企业间的最短距离的平均值即为供应链中断风险传导路径。度值小的节点企业往往倾向于利用与度值大的节点企业所建立的供需关系和竞争关系而与更多度值小的节点企业建立弱连接关系，大大缩短供应链中断风险传导路径，具备有小世界效应。

当供应链中断风险传导开始时，各节点企业可根据网络内部现有的供需关系和竞争关系，利用弱连接关系，在供应链网络内部建立更短的供应链中断风险传导路径，增加节点企业间的深层次沟通次数，获取低冗余度的中断风险新信息，加强信息整合，减小节点企业间中断风险信息传导的时滞，缓解各节点企业以及供应链网络整体的中断风险，提升各节点企业的中断风险应对能力。

3.4 供应链中断风险传导范围

3.4.1 集聚系数

在供应链网络中，两个节点企业可能同时与某一节点企业相连，且这两个节点企业之间也相连。拥有这种特性的供应链网络具有聚类特性。若某节点企业i连接的边数为 ，即度为 。该节点企业与对方节点企业在理论上所对应边数的最大值表示为，则 = 。

某节点企业i的集聚系数越大，则对应的供应链中断风险传导通道越多，中断风险传导路径越短，中断风险传导的范围就会越广。

当供应链中断风险传导开始时，各节点企业只能利用供应链网络内部的弱连接关系建立更多中断风险传导通道。各节点企业利用弱连接所建立的中断风险传导通道往往会依赖核心节点企业的中继过渡作用，故往往会增大核心节点企业及供应链网络整体的集聚系数，加快供应链中断风险传导速度，增强供应链网络整体的中断风险控制能力。但在供应链中断风险传导后期，各节点企业要降低与其它节点企业之间的过分依赖关系和局部聚类系数，主要从组织内部结构着手修复本节点企业。尤其需要注意的是，当供应链网络整体的集聚系数过大时，由于受资源约束和维护成本的限制，可能会导致供应链网络结构僵化，故供应链网络整体的集聚系数也并非越大越好，需要保持适度。

3.5 供应链中断风险传导速度

3.5.1 交流频率

3.5.2弱连接视角下供应链中断风险传导速度分析

供应链中断风险传导过程中，供应链各节点企业间的交流频率即为供应链中断风险传导速度。在小世界网络结构下，当供应链中断风险传导开始时，各节点企业可利用供应链网络内部（或外部）的弱连接关系建立更多更短中断风险传导路径，使节点企业之间的特征路径长度 不断减小，从而加快供应链中断风险的传导速度，增强中断风险的应对能力。

4数值分析

弱连接视角下供应链中断风险传导特性的数值分析，主要是运用MATLAB软件进行数值模拟和分析。

我国供应链内部节点企业一般有3-5个战略合作伙伴，其中供应链内部大型节点企业的合作伙伴数目则超过10个以上，文章不妨取k=10，当供应链网络节点数N=50，200，800时，特征路径长度 与节点企业建立新联系的概率p的关系分别如图1（WS小世界网络）和图2（NW小世界网络）所示。

由图1和图2可知，当P大于0.1时，特征路径长度 随概率P的增大不断向零靠近，这表明，无论是WS小世界网络结构，还是NW小世界网络结构，当供应链网络爆发中断风险时，概率p要保证在0.1附近，各节点企业才能利用弱关系与其他企业建立新的弱连接，此时的供应链网络呈现较明显的小世界特性。由图1和图2还可知，随着节点数目N的增大， 曲线有可能不断下移（WS小世界网络），也有可能不断上移（NW小世界网络），即特征路径长度有可能不断变小（WS小世界网络），特征路径长度也有可能不断变大（NW小世界网络），这表明WS小世界网络结构应对中断风险的反映能力更强，这是因为，当供应链中断出现时，较大的供应链网络节点数目和较短的特征路径长度能极大更好的传导中断风险信息，建立更多新的弱连接，加快中断风险传导速度。

若供应链网络的节点企业N=200，供应链网络中某节点企业的度k=5，10，15，特征路径长度 与节点企业建立新联系的概率p的关系分别如图3（WS小世界网络）和图4（NW小世界网络）所示。

由图3可知，单条 曲线的变化趋势与图1非常相似。由图4可知，单条 曲线的变化趋势与图2非常相似。这表明，无论是WS小世界网络结构，还是NW小世界网络结构，概率p在0.1附近才能保证中断重建后的供应链网络的特征路径长度较小，此时各节点企业能较好的利用弱关系与其他企业建立更多新连接。由图3和图4还可知，无论是WS小世界网络结构，还是NW小世界网络结构，随着度值的增加，特征路径长度 均不断向左下方移动，这表明WS小世界网络和NW小世界网络应对中断风险的反映能力是一样的，较大的度值均能有效缩短特征路径长度，从而各节点企业能建立更多弱连接，更好的传导中断风险信息。

若供应链网络中某节点企业的度值k=5，10，15，WS小世界网络中供应链网络集聚系数 与其他企业建立新联系的概率p的关系分别如图5（a）与5（b）所示；NW小世界网络中供应链网络集聚系数 与其他企业建立新联系的概率p的关系分别如图6（a）与6（b）所示。

由图5（a）、5（b）、6（a）和6（b）可知，当度值一定时，无论是WS小世界网络结构，还是NW小世界网络结构，网络的集聚系数 随概率p的增大而不断减小，较大的集聚系数能有效提升供应链整体的中断风险应对能力，能加快中断风险传导范围，减缓中断风险传导信息停滞。由上图还可得知，随着度值的增大， 曲线不断向右上方移动，表明增大度值是有效网络的整体集聚系数的有效方法之一。故当出现供应链中断风险时，通过建立更多的弱连接，增加传导通道，以提升网络整体的中断风险传导速度和范围。

6结论和建议

6. 1结论

论文介绍了弱连接理论及其在网络分析中的优势，分析了供应链中断风险传导的复杂性，阐述了供应链中断风险传导过程中的小世界特性。在弱连接视角下，从供应链中断风险传导通道与密度、传导鲁棒性、传导路径、传导范围和传导速度五个方面进行了详细的特性

分析。通过研究发现，无论是WS小世界网络结构，还是NW小世界网络结构，弱连接关系的引入，均可增加供应链中断风险传导的通道与密度，可增加各节点企业的度值，使度分布趋于均匀化，能较好的应对随机故障和蓄意攻击，各节点企业可利用供应链网络内部的弱连接关系建立更多中断风险传导通道，但往往会较多的依赖核心节点企业的中继过渡作用，较大的度值均能有效缩短特征路径长度，从而各节点企业能建立更多弱连接，更好的传导中断风险信息，提升供应链网络整体的共享信息量，应对信息失真和变形，提升各节点企业之间的协作能力和风险承受能力。但须强调的是，WS小世界网络结构能建立更短的中断风险传导路径，增加各节点企业间的深层次沟通次数。同时须注意的是，当供应链网络整体的集聚系数过大时，由于受资源约束和维护成本的限制，可能会导致供应链网络结构僵化。

弱连接视角下，分析供应链中断风险传导特性，能揭示供应链中断风险传导的部分规律，为供应链中断风险这一研究领域引入了较适用的研究方法，能有效优化供应链网络内部结构，对中断风险传导机理的厘清也有一定帮助。

6. 2建议

供应链网络系统内部，应保持高度的开放性，以充分利用各节点之间的弱连接，但对弱连接企业应有一定的准入标准，保障供应链网络不会大幅增加内部运营成本，不会结构僵化，而是壮大供应链网络的实力，提高节点企业间的合作效率，增强应对中断风险的能力。

供应链网络中的节点企业在引入弱连接关系时应提升供应链弹性，尽可能引入多元化的弱连接关系，使度分布趋于均匀化，以规避、转化、分散并应对随机故障类中断风险。但为防范蓄意攻击的中断风险，网络内部的核心节点企业应提高自身的供应链管理水平，及早设立有效的预警机制，提升自身应对不确定和蓄意攻击的能力。当供应链中断风险传导开始时，核心节点企业可拿出紧急应对方案，作为中断风险领袖带领其他节点企业应对中断风险。供应链网络要提升供应链网络的整体弹性，以应对各种不同干扰。

供应链网络在引入弱连接关系时，各节点企业应具备识别关键特征路径长度的能力。当供应链中断风险传导开始时，大量弱连接的引入，扩大了中断风险传导的密度、范围和速度，各节点企业若不能快速识别关键特征路径长度，则会错过供应链中断风险传导刚开始时的良机，加大中断风险控制难度，加大各节点企业及供应链整体的经济损失。

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