[發(fā)明專利]一種基于復雜網(wǎng)絡的分層供應鏈網(wǎng)絡的建模方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910757666.4
• 申請日: 2019-08-16
• 公開（公告）號: CN110503326A
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發(fā)明（設計）人: 張毅;宋玉蓉
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F16/906;G06F16/901
• 代理公司: 32102 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳棟智<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發(fā)明提出了一種基于復雜網(wǎng)絡的分層供應鏈網(wǎng)絡的建模方法，為了研究供應鏈網(wǎng)絡中的級聯(lián)失效現(xiàn)象，首先要建立一個供應鏈網(wǎng)絡的模型，可以大致模擬現(xiàn)實中供應鏈網(wǎng)絡的結構和性質。供應鏈網(wǎng)絡具有無標度和小世界特性，在供應鏈網(wǎng)絡中，新節(jié)點選擇連邊時需考慮節(jié)點度和相似度，新節(jié)點會誕生，老節(jié)點也可能退出，不同類型的企業(yè)有自己獨有的功能，具有層次性，本發(fā)明將企業(yè)視為網(wǎng)絡中的節(jié)點，將企業(yè)間的合作關系視為連邊，以BA網(wǎng)絡構造模型為基礎，以節(jié)點度和相似度作為影響節(jié)點連邊的依據(jù)，通過節(jié)點的產生，連邊和退出行為，構造一個分層的供應鏈網(wǎng)絡模型，并分析模型的性質。

技術領域

本發(fā)明涉及一種建模方法，具體的說是一種基于復雜網(wǎng)絡的供應鏈網(wǎng)絡的建模方法，屬于復雜網(wǎng)絡技術領域。

背景技術

復雜網(wǎng)絡是指具有自組織、自相似、吸引子、小世界、無標度中部分或全部性質的網(wǎng)絡。在自然界中存在的大量復雜系統(tǒng)都可以通過形形色色的網(wǎng)絡加以描述。一個典型的網(wǎng)絡是由許多節(jié)點與節(jié)點之間的連邊組成，其中節(jié)點用來代表真實系統(tǒng)中不同的個體，而邊則用來表示個體間的關系，往往是兩個節(jié)點之間具有某種特定的關系則連一條邊，反之則不連邊，有邊相連的兩個節(jié)點在網(wǎng)絡中被看作是相鄰的。例如，神經(jīng)網(wǎng)絡可以看作大量神經(jīng)細胞通過神經(jīng)纖維相互連接形成的網(wǎng)絡；社交網(wǎng)絡可以看作是人作為獨立自主的個體通過相互認識，相互交往形成的網(wǎng)絡。類似的還有供應鏈網(wǎng)絡、電力網(wǎng)絡、計算機網(wǎng)絡、交通網(wǎng)絡等等。供應鏈網(wǎng)絡屬于復雜網(wǎng)絡的一種，由供應商、制造商、分銷商、零售商四種類型的自主或半自主的商業(yè)實體構成，是企業(yè)間競爭與合作的產物。每個企業(yè)是網(wǎng)絡中的一個節(jié)點，企業(yè)之間的合作關系形成了節(jié)點之間的連邊。

由于復雜網(wǎng)絡的復雜性，網(wǎng)絡中，一個或少數(shù)幾個節(jié)點或連邊的失效會通過節(jié)點之間的耦合關系引發(fā)其他節(jié)點也發(fā)生失效，進而產生級聯(lián)效應，最終導致相當一部分節(jié)點甚至整個網(wǎng)絡的崩潰，這種現(xiàn)象就稱為級聯(lián)失效。當一個節(jié)點失效時，它的負載會分散給周圍的節(jié)點，導致其他節(jié)點超過可承受負載，導致失效。例如交通網(wǎng)絡，當一個十字路口交通癱瘓的時候，原本準備從這個十字路口經(jīng)過的車輛或行人會選擇從附近的路口通行，突然加大的流量可能會導致當前路口也陷入癱瘓。供應鏈網(wǎng)絡中的級聯(lián)失效表現(xiàn)為欠載，意思是當一個企業(yè)的正常業(yè)務流動遭到破壞，會導致上下游企業(yè)的產品供應減少，獲得的利潤無法維持企業(yè)的運轉，從而破產。2000年飛利浦半導體工廠發(fā)生火災，未能及時送貨給愛立信，導致愛立信遭受了大約4億美元的重大損失并最終退出了手機市場。

為了研究供應鏈網(wǎng)絡中的級聯(lián)失效現(xiàn)象，首先要建立一個供應鏈網(wǎng)絡的模型，可以大致模擬現(xiàn)實中供應鏈網(wǎng)絡的規(guī)模、布局和性質。供應鏈網(wǎng)絡由企業(yè)和企業(yè)之間的合作關系構成，具有自適應性、小世界性和無標度等特性。目前大多數(shù)網(wǎng)絡模型都可以通過BA網(wǎng)絡模型的構造方法實現(xiàn)，本發(fā)明也是在BA網(wǎng)絡構造模型的基礎上進行的。目前已有的供應鏈網(wǎng)絡構造模型有如下幾個問題：把節(jié)點間的距離作為一種影響連邊的因素，然而企業(yè)的地理位置分布差異很大，不能很好地模擬現(xiàn)實情況；只考慮節(jié)點和連邊的產生，卻沒有考慮退出的行為；沒有將節(jié)點分層，供應鏈網(wǎng)絡的節(jié)點有四種類型，不同類型的企業(yè)有自己獨有的功能，具有層次性，可以進行適當?shù)姆謱印１景l(fā)明以BA網(wǎng)絡構造模型為基礎，考慮節(jié)點度和相似度，考慮節(jié)點產生和退出行為，提出一種分層的結構模型。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種基于復雜網(wǎng)絡的分層供應鏈網(wǎng)絡的建模方法，將企業(yè)間的合作關系視為連邊，以BA網(wǎng)絡構造模型為基礎，以節(jié)點度和相似度作為影響節(jié)點連邊的依據(jù)，通過每個時間步內節(jié)點和連邊的產生以及消亡，構造出既定規(guī)模的供應鏈網(wǎng)絡模型。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種基于復雜網(wǎng)絡的分層供應鏈網(wǎng)絡的建模方法，首先在空網(wǎng)絡中布置四個節(jié)點，不同類型，上下游節(jié)點之間相互連接，然后在每個時間步內，先在網(wǎng)絡中增加節(jié)點，根據(jù)節(jié)點度和相似度的優(yōu)先連接選擇機制，為每個新節(jié)點增加一些連邊，連向老節(jié)點，同時，在每個時間步，還會有概率地刪除一個節(jié)點，最后，當網(wǎng)絡中節(jié)點個數(shù)達到設置值時，模型構造完成。

作為本發(fā)明的進一步限定，具體步驟如下：

步驟1設置初始網(wǎng)絡；