摘要：為彌補現(xiàn)有文獻(xiàn)構(gòu)建模型時僅考慮單個權(quán)重指標(biāo)的片面性，基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，構(gòu)建考慮雙權(quán)重指標(biāo)的船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)模型。以J造船廠船舶供應(yīng)鏈為例進行實證研究，分析其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。經(jīng)驗證，J造船廠船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)具有無標(biāo)度性、社區(qū)結(jié)構(gòu)特征，但不具有小世界性。結(jié)構(gòu)分析表明：前三層供應(yīng)商層級出強度較大，分段廠和造船廠層級入強度較大；分段廠層級節(jié)點加權(quán)介數(shù)較大，在船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中擔(dān)負(fù)著承上啟下的重要作用，需要重點關(guān)注；零部件供應(yīng)商層級聚集系數(shù)較大，容錯能力強，但網(wǎng)絡(luò)整體聚集系數(shù)較小。借助復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論對船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)進行建模和分析，對提高船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性具有重要意義。

關(guān)鍵詞：船舶供應(yīng)鏈；結(jié)構(gòu)分析；復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)；無標(biāo)度性；社區(qū)結(jié)構(gòu)

0引言

隨著造船由傳統(tǒng)簡單模式向現(xiàn)代化大規(guī)模定制模式發(fā)展，船舶企業(yè)供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)也呈現(xiàn)出由簡單向復(fù)雜的演化趨勢。船舶供應(yīng)鏈作為大型網(wǎng)絡(luò)，其相互交織的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)易受內(nèi)外部因素的影響。例如，2020年上半年，受到疫情影響，我國重點造船聚集區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定性受到嚴(yán)重沖擊[1]。結(jié)構(gòu)分析是性能分析的基礎(chǔ)，對供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)進行分析，能更好地應(yīng)對此類不確定事件的發(fā)生，為提高船舶供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性提供方向。

在船舶供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)研究方面，王會等[2]分析了船舶產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)的造船供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)，認(rèn)為其具有網(wǎng)狀和鏈狀結(jié)構(gòu)、鏈上節(jié)點企業(yè)地理分布高度集中且競爭激烈等特點；陶倩[3]則構(gòu)建了造船供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)及其實例化模型，將其分別為原材料供應(yīng)商、船舶設(shè)備供應(yīng)商和造船廠三個層級；張步華[4]認(rèn)為現(xiàn)代造船模式需要根據(jù)不同的施工和作業(yè)階段將船舶的組成結(jié)構(gòu)劃分為總段、分段、組件、部件、零件等部分；Strandhagen等[5]認(rèn)為造船供應(yīng)鏈包括設(shè)計、供應(yīng)商和物流、制造與裝配、產(chǎn)品使用、產(chǎn)品報廢等幾個環(huán)節(jié)。但上述學(xué)者的研究不能清晰地描述船舶供應(yīng)鏈的全部結(jié)構(gòu)，僅能從供應(yīng)鏈功能角度進行分類并描述各類別之間的簡單關(guān)系[6]。借助復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論構(gòu)建船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)模型，可以將實際企業(yè)節(jié)點間的關(guān)系及其強度描繪出來，為研究船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)提供了新思路。

對無權(quán)網(wǎng)絡(luò)進行分析可以研究節(jié)點之間的相互作用關(guān)系，但不能反映作用關(guān)系大小及其功能，因此，一些學(xué)者基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論構(gòu)建供應(yīng)鏈模型時對邊賦予了權(quán)重。例如，宋思穎[7]、林琳[8]分別研究了成品油供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)，以成品油交易量為邊賦權(quán)；王杏[9]以交易量為權(quán)重構(gòu)建了農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)模型；Silva等[10]應(yīng)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，以支付的貨幣價值為權(quán)重，研究了巴西6萬家公司組成的新型經(jīng)濟供應(yīng)鏈。但是，以上研究都只考慮了單個指標(biāo)，不夠全面。

針對已有文獻(xiàn)僅從功能角度簡單分析供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)的局限性及建模時僅考慮單個權(quán)重指標(biāo)的片面性，本文基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，綜合考慮產(chǎn)品供方渠道的可替換性和產(chǎn)品重要等級兩個權(quán)重指標(biāo)，借此刻畫節(jié)點間的相互作用強度，構(gòu)建船舶供應(yīng)鏈模型。以J造船廠船舶供應(yīng)鏈為例，驗證所構(gòu)模型的合理性，進一步分析網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征，為提高船舶供應(yīng)鏈穩(wěn)定性提供思路。

1船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)建模與指標(biāo)選擇

11船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)建模

綜合學(xué)者們的觀點，考慮船舶建造過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本文所構(gòu)建的一般船舶供應(yīng)鏈模型將節(jié)點層分為L1原材料供應(yīng)商、L2零部件供應(yīng)商、L3設(shè)備供應(yīng)商、L4分段廠和L5總裝廠5個層級。各層級的企業(yè)節(jié)點用v表示。

連邊則根據(jù)企業(yè)節(jié)點間的供需關(guān)系構(gòu)建。由于船舶供應(yīng)鏈上的企業(yè)有單一物品供應(yīng)商、固定代理商等區(qū)分，在構(gòu)建船舶供應(yīng)鏈時必須考慮節(jié)點之間的跨層連接，包括鄰級連接、跨一級連接、跨二級連接及跨三級連接。

船舶供應(yīng)鏈的下游企業(yè)對于不同供應(yīng)商的依賴程度存在差異：對于唯一性供應(yīng)商的依賴程度不可替換，其所占權(quán)重相對較高；而對于競爭性供應(yīng)商，企業(yè)有可選擇的余地，其所占權(quán)重就相對較低，因此船舶供應(yīng)鏈產(chǎn)生了典型的加權(quán)網(wǎng)絡(luò)特征。本文根據(jù)供方提供產(chǎn)品的重要性及對船舶質(zhì)量的影響程度，將產(chǎn)品重要等級分為T、A、B、C四大類。綜合考慮產(chǎn)品供方渠道的可替換性和產(chǎn)品重要等級兩個指標(biāo)來確定權(quán)重，共分為10個等級[1，10]。供應(yīng)商權(quán)重賦分表見表1。

綜上所述，本文所構(gòu)建的一般船舶供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

12船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)特征指標(biāo)選取

121復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)驗證指標(biāo)

Wiedmer等[11]研究了美國計算機和電子制造業(yè)中的10家公司及11家跨行業(yè)公司的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，結(jié)果表明它們具有無標(biāo)度性和分層社區(qū)結(jié)構(gòu)特點，但不具有小世界特性。Neal[12]在文章中指明小世界結(jié)構(gòu)、無標(biāo)度分布和模塊化群落結(jié)構(gòu)是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的三個常用拓?fù)涮卣?。因此，本文從小世界性?/p>

無標(biāo)度性和社區(qū)結(jié)構(gòu)三個方面來驗證所構(gòu)建的加權(quán)船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)是否為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，以便后續(xù)利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論進行結(jié)構(gòu)分析。

許多真實網(wǎng)絡(luò)具有很小的平均最短路徑和很高的聚類系數(shù)，被稱為小世界性。本文采用Humphries[13]定義的小世界量化指標(biāo)來進行判斷，公式如下

式中，C和L分別為船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的平均聚類系數(shù)和平均最短路徑長度；Cr和Lr分別為與其同等規(guī)模隨機網(wǎng)絡(luò)的平均聚類系數(shù)和平均最短路徑長度。當(dāng)σ＞1時，認(rèn)為該網(wǎng)絡(luò)具有小世界性；當(dāng)σ＜1時，認(rèn)為其不具有小世界性。

無標(biāo)度性是指節(jié)點的度分布函數(shù)近似冪律分布，具體表現(xiàn)為大部分節(jié)點的度值較小，只有少數(shù)節(jié)點的度值較大[14]。通過計算節(jié)點度與度分布之間的關(guān)系，可以檢驗該網(wǎng)絡(luò)是否具有無標(biāo)度性。

社區(qū)結(jié)構(gòu)代表了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中具有相同或相似功能的元素的集合，這些元素相互協(xié)作或相互作用，共同完成整個系統(tǒng)中某些相對獨立的功能或組成相對獨立的組織結(jié)構(gòu)。本文通過貪婪模塊度算法對加權(quán)船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行社區(qū)劃分[15]，以驗證船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)是否具有社區(qū)結(jié)構(gòu)特征。

122點強度

點強度定義既考慮了節(jié)點的近鄰數(shù)，又考慮了該節(jié)點和近鄰之間的權(quán)重，是該節(jié)點局域信息的綜合體現(xiàn)，公式如下

式中，Ni為節(jié)點vi的鄰近集合；wij為節(jié)點vi與節(jié)點vj間的權(quán)重。

123節(jié)點加權(quán)介數(shù)

介數(shù)用來衡量通過節(jié)點v的最短路徑占總最短路徑的比例，公式如下

式中，v為船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點集；σ（s，t|v）為節(jié)點s到節(jié)點t的路線中通過節(jié)點v的最短路徑的數(shù)量；σ（s，t）為節(jié)點s到節(jié)點t所具有的所有最短路徑的數(shù)量。

加權(quán)介數(shù)則將邊的權(quán)重考慮進去，用來衡量一個節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中作為信息傳播的關(guān)鍵節(jié)點的能力。

124加權(quán)聚集系數(shù)

節(jié)點的聚集系數(shù)反映了頂點與其一級近鄰之間的聚集團特性，聚集系數(shù)越高，則其一級近鄰的關(guān)系越密切，體現(xiàn)節(jié)點的局部特征。參考Onnela等[16]對加權(quán)聚集系數(shù)定義，公式如下

式中，（wijwjkwki）13為節(jié)點vi與它的兩個相鄰節(jié)點vj和vk組成的三角形的三條邊的歸一化權(quán)值的幾何平均值；ki為節(jié)點vi的度。該公式考慮了三邊權(quán)重的幾何平均值。

2J造船廠船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)建模

按照上述規(guī)則整理出J造船廠船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系數(shù)據(jù)，得到一個包含596個節(jié)點、1143條邊的船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)。將獲得的船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)關(guān)系數(shù)據(jù)導(dǎo)入NetworkX軟件進行可視化處理，得到船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)可視圖，如圖2所示。

其中，L1原材料層級有89個企業(yè)節(jié)點，L2零部件層級有155個企業(yè)節(jié)點，L3設(shè)備供應(yīng)商層級有265個節(jié)點，L4分段廠層級有86個節(jié)點，L5總裝廠層級只包含1個節(jié)點。圖2中，節(jié)點大小表示該節(jié)點的度，即與其他加點間的連邊數(shù)量；線條粗細(xì)則表示連邊權(quán)重大小。其中，L1原材料、L2零部件、L3設(shè)備供應(yīng)商這三個層級所跨范圍較大，基本覆蓋了整個船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)，而度值較大的節(jié)點基本都屬于L4分段廠和L5總裝廠層級，這說明前三個層級的節(jié)點更多地與這兩個層級相連，而前三者之間的連邊較少，這也符合船舶供應(yīng)鏈的實際情況。

3J造船廠船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析

31復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)驗證

根據(jù)式（1）計算得σ≈0097＜1，說明本文所構(gòu)建的船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)不具有小世界性。原因是本文構(gòu)建的船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)方向一致，且同級之間不存在連邊關(guān)系，很難到達(dá)其他頂點，所以網(wǎng)絡(luò)整體的聚集系數(shù)很小，不是強連接。

船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)度分布如圖3所示。為了便于分析船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的無標(biāo)度特性，圖3只顯示了度值小于等于35的節(jié)點。由圖3可以看出，度值為1的節(jié)點所占比率約為05092，而度值為21的節(jié)點所占比率約為00067，體現(xiàn)出復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的無標(biāo)度特性，即大部分節(jié)點的度值較小，小部分節(jié)點的度值較大，反映出船舶供應(yīng)鏈的無標(biāo)度特性。

通過計算，該船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)共被劃分成8個社區(qū)結(jié)構(gòu)。船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)社區(qū)結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖4中企業(yè)節(jié)點數(shù)量大于35的共有4個社區(qū)。

其中，劃分出第一大社區(qū)，共包含233個節(jié)點，主要是位于L2～L5層級的企業(yè)節(jié)點；第二大社區(qū)主要包含了L1～L3層級的企業(yè)節(jié)點；第三大社區(qū)則主要是L4分段廠層級的企業(yè)節(jié)點，以及少量供應(yīng)商層級節(jié)點；第四大社區(qū)主要包含了位于L2、L3層級的節(jié)點。這些社區(qū)與企業(yè)間上下游的供應(yīng)關(guān)系緊密相關(guān)。

綜上，本文所構(gòu)建的加權(quán)船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)具有無標(biāo)度性和社區(qū)結(jié)構(gòu)的特征，但不具有小世界性，與Wiedmer的結(jié)論相同，說明該網(wǎng)絡(luò)具有一定的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特征，因此，可以利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論進行下一步分析，同時也證明了按照該方法所構(gòu)建的加權(quán)船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)存在一定的合理性。

32網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析

321點強度

節(jié)點出強度如圖5所示，展示了船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點的出強度。相較于其他層級，L1原材料供應(yīng)商層級的節(jié)點擁有最大的出強度，位于整個圖的上部。L1原材料供應(yīng)商位于整個船舶供應(yīng)鏈的第一級層，它不存在入強度，只存在出強度，可以與下游的L2～L5共4個層級的節(jié)點建立供需關(guān)系，且L1原材料供應(yīng)商提供的大多數(shù)是用途廣泛的原材料，產(chǎn)品重要等級高，因此它的出強度最大。L5總裝廠處在船舶供應(yīng)鏈的最后一級，無法再與其他企業(yè)節(jié)點建立供需關(guān)系，因此出強度為0。

節(jié)點入強度如圖6所示。圖6中左側(cè)和中間部分大量節(jié)點的入強度為0，這部分節(jié)點主要是位于L1～L3層級的節(jié)點。在實際的船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中，L1原材料、L2零部件、L3設(shè)備供應(yīng)商之間很少存在供需關(guān)系，主要向L4分段廠和L5總裝廠層級提供產(chǎn)品，這與圖2表現(xiàn)出來的關(guān)系一致。

各節(jié)點的加權(quán)介數(shù)如圖7所示，可以看出，船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中大多數(shù)節(jié)點的介數(shù)值較小，只有少部分節(jié)點擁有較大的介數(shù)值。

介數(shù)反映了對應(yīng)節(jié)點在整個網(wǎng)絡(luò)中的作用和影響力，因而少數(shù)企業(yè)節(jié)點對船舶供應(yīng)鏈的平穩(wěn)運行起到重要作用。介數(shù)值較大的幾個節(jié)點分別是515、514、517、518，它們都是位于L4分段廠層級負(fù)責(zé)分段制造的企業(yè)。眾多原材料、零部件、設(shè)備供應(yīng)商首先需要送到這里進行船舶的初步組裝，然后再送到總裝廠完成總裝，因此在船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中擔(dān)負(fù)著承上啟下的重要作用。如果這些節(jié)點遭到蓄意攻擊，網(wǎng)絡(luò)將會受損嚴(yán)重，因此需要重點關(guān)注。

323加權(quán)聚集系數(shù)

節(jié)點加權(quán)聚集系數(shù)如圖8所示，聚集系數(shù)較大的幾個節(jié)點分別是142、222、531、104、108、114、122。除節(jié)點531位于L4分段廠層級，其是負(fù)責(zé)外場機械加工的企業(yè)，其余均位于L2零部件供應(yīng)商層級，這表明這些節(jié)點與其他節(jié)點關(guān)系密切，容錯能力較強，如果L2層級企業(yè)節(jié)點遭到破壞，網(wǎng)絡(luò)還能維持較好的連通性。

網(wǎng)絡(luò)整體的平均聚集系數(shù)約為014，表明該船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)有一定的聚類程度，但比較小，這主要是因為在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)時同級之間不存在連邊的特定連接方式。對于大多數(shù)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)來說，同行業(yè)的供應(yīng)商、零售商之間存在競爭關(guān)系，而缺少交易關(guān)系，但它們提供同種類的產(chǎn)品，如果增加連邊關(guān)系，實現(xiàn)同級之間的產(chǎn)品調(diào)配，一定程度上能擴大網(wǎng)絡(luò)的聚集系數(shù)，提高船舶供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性。

4結(jié)語

本文基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論構(gòu)建一般船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)模型，并以J造船廠船舶供應(yīng)鏈驗證該模型的可靠性，分析其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。許多大型網(wǎng)絡(luò)都具有復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的特征，船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)作為大型網(wǎng)絡(luò)，結(jié)果表明，J造船廠船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)具有無標(biāo)度性、社區(qū)結(jié)構(gòu)特征，但不具有小世界性。進一步對其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析，得出以下結(jié)論：

（1）J造船廠船舶供應(yīng)鏈L1～L3供應(yīng)商層級入強度較小，出強度較大，主要向L4、L5層級提供產(chǎn)品。L5總裝廠位于本文所構(gòu)建船舶供應(yīng)鏈的最后一級，出強度為0。參考節(jié)點強度，可以幫助企業(yè)分析自身在同類競爭者中的地位，尋找合適目標(biāo)進行標(biāo)桿管理，助力企業(yè)發(fā)展。

（2）加權(quán)介數(shù)較大的節(jié)點均位于L4分段廠層級，它們在船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中擔(dān)負(fù)著承上啟下的重要作用，是網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點，需要重點維持該類企業(yè)的生存發(fā)展。

（3）L2零部件供應(yīng)商層級的聚集系數(shù)較大，容錯能力較強，但網(wǎng)絡(luò)整體聚集系數(shù)較小，主要原因是構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)時同級之間不存在連邊的特定連接方式。如果實現(xiàn)同級同種產(chǎn)品之間的橫向調(diào)配，一定程度上能提高船舶供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性。

本文通過實例分析，驗證了船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特征，對其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行初步分析，并從結(jié)構(gòu)分析角度出發(fā)，給出提高船舶供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的建議。在此基礎(chǔ)上，面對內(nèi)外部眾多的不確定因素，如何進一步優(yōu)化船舶供應(yīng)鏈管理，仍有待研究。

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收稿日期：20240415

作者簡介：

張麗霞（1999—），女，研究方向：供應(yīng)鏈質(zhì)量管理。