消除增长上限制约的管理对策生成法——-以银河杜仲区域规模养种生态能源系统发展为例

社会经济复杂系统中存在大量增长上限问题,刻画此问题的增长上限基模是由正反馈环、 负反馈环和延迟构成,其中负反馈环存在抑制系统不断发展的制约作用. 针对负反馈环产生制约作用的根本原因是存在起制约作用的负因果链, 首先基于对负因果链所属负反馈环中极大开环的结构特征分析, 遵循极大开环中输入变量改变量小于零的原则生成初始对策集, 接着根据复杂系统发展的多目标筛选得到目标筛选初始对策集, 再根据对策的实际实施条件筛选获得可操作的管理对策集, 然后仿真验证双筛选得到的管理对策的有效性.以银河杜仲区域规模养种生态能源系统发展为例, 基于2008-2010年的历史数据和其他实际信息,建立含七个核心变量的增长上限基模,利用此方法生成三条可操作性的管理对策. 以核心变量为基础,建立六棵流率基本入树,建立仿真模型.然后,定量仿真分析了消除增长上限制约的管理对策生成法的实施效应, 实现了从定性至定量综合有效分析,为实际系统发展提供决策依据,验证了此消除增长上限制约管理对策生成法的有效性.     

规模养殖循环经济增长上限系统反馈分析

基于系统动力学反馈分析理论和学习型组织理论创始人彼得·圣吉博士的成长上限理论,提出定性与定量紧密结合的增长上限顶点赋权图模型分析法.以地处井冈山西域的兰坡村规模养殖废弃物综合利用系统为例,对规模养殖循环经济系统进行反馈分析,利用该系统的增长上限顶点赋权图模型,定量地分析以沼气工程为纽带的规模养殖废弃物生物质能源开发利用、污染治理模式运行中蕴含的四条增长正反馈环、四条制约负反馈环的反馈力度和反馈规律,揭示阻碍其有效运行的上限子系统存在的原因.依据＂促进增长上限系统发展的杠杆解是消除制约因素＂的管理方针,基于系统内现有的资源条件,提出建立扩充沼气用户工程、沼液与灌溉用水分流工程、旱地与冬闲田蔬菜种植综合开发工程及政府建立配套政策等四条对策建议,形成有效的杠杆解.这一杠杆解及其分析方法在兰坡村规模养殖循环经济系统得到了成功的应用,对于我国农村目前广泛存在的种植业和养殖业相对不分离、有一定的土地消纳废弃物的养殖方式具有普遍的实用性.     

生鲜农产品供应链系统反馈结构模型的建立与应用: 以赣南脐橙为例

生鲜农产品供应链系统是一个复杂的社会经济系统,通过建立系统动力学反馈对策基模入树仿真建模法对其进行研究.首先从生鲜农产品供应链系统的统计数据中分析找出系统运行中的核心变量,建立核心变量构成的成长上限基模;通过农户、中间商、政府各子目标的实现来验证系统总目标的原理,提出消除制约的管理对策并建立对策基模. 接着,基于对策基模的六个核心变量,建立六个流位及其流率构成的流位流率系及对策调控参数. 然后,建立六棵树构成的流率基本入树模型及其对应流图模型; 最后,通过调控参数分类组合进行仿真实验, 定量揭示所采取的对策的实施效果,为管理决策提供依据. 此新四步建模法的建立及应用,有重要理论意义和实用价值.     

生猪供应链模式的系统动力学仿真及对策分析

通过对我国38个县市区生猪市场、饲料市场及猪肉市场的实地调研和跟踪调查,构建了我国生猪供应链系统的因果关系图、反馈环、子系统和系统动力学流图。在此基础上,建立了我国生猪供应链系统动力学模型,并进行了仿真分析。结果表明:生猪供应链系统结构中存在两个反馈环,形成了两个子系统,即增长子系统和上限子系统,生猪供应链系统是一个增长上限系统。在"公司+农户"供应链模式下,养殖户的总成本低于独立散养模式下的总成本,生猪产品质量高于养殖户独立散养模式下的生猪质量,养殖户的利润高于独立散养模式下的利润,通过"公司+农户"供应链模式可以保障猪肉食品安全和提高农户收入。     

农村人力资本积累复杂系统建模与分析

农村人力资本积累系统是一个复杂的社会经济系统,系统中存在一些制约农村人力资本积累的负反馈结构,只有消除负反馈结构对农村人力资本积累的制约作用,才能更好地促进农村人力资本积累与农村经济的发展。本文利用系统动力学反馈动态复杂性分析理论与技术,建立了有效刻画农村人力资本积累复杂系统的结构模型,根据系统科学的系统结构决定行为的基本原理,利用基模分析技术分析了系统结构中的反馈关系,进行管理对策的生成研究,实现了以系统科学方法有效分析农村人力资本积累问题的目的。     

区域规模养种低碳循环农业发展模式系统研究

本文利用系统科学的方法建立了制约系统发展的增长上限基模,根据基模的结构提出了促进系统发展的管理对策,给出各子系统主体在系统发展中的具体责任,实现了以系统科学方法有效分析区域规模养种低碳循环农业系统发展的问题。     

反馈系统发展对策生成的顶点赋权反馈图法——-以鄱阳湖区德邦生态能源经济反馈系统发展为例

德邦规模养殖生态能源经济区是国家战略《鄱阳湖生态经济区规划》农业产业区,是要求实现规模养殖和种植循环经济的开发区,是要求实现开发沼气能源减少污染物排放(节能减排) 的低碳生态产业区,是由大学、公司、农户、地方政府等共同参加建设的有普遍意义的创新基地.此规模养种循环与节能减排系统是一个反馈复杂系统, 对此,创建系统动力学三步顶点赋权反馈图的管理对策生成法进行研究. 首先,通过对德邦牧业实地发展进行深入分析,建立了两个增长正反馈环和一个制约负反馈环构成的2005-2009年五个规模养殖生态能源经济区增长制约顶点赋权反馈图,定量揭示现行系统发展的优势和存在的问题. 其次,围绕五个顶点赋权反馈图中两个增长正反馈环和一个制约负反馈环的内涵再提出系统可持续发展实现规模养种循环与节能减排的3条管理对策.最后, 通过五个顶点赋权反馈图顶点值的反馈变化规律,证明了系统发展中必须实施以猪尿资源为原料养殖场开发沼气工程并周边养种结合开发沼液资源,必须实行以养殖场的猪粪资源为原料促进全乡户用沼气池开发且全乡实施沼液种植,必须加大投入实施规模经营改变生产方式3条管理对策的正确性.此三步顶点赋权反馈图法及研究结果有重要理论和普遍实际意义,且为后续定量仿真管理对策未来实施效应评价中仿真方程的建立提供了积累.     

自然人造复合系统的开发原理与途径——以区域大中型沼气能源工程系统开发为例

由自然系统和人造系统所构成的自然人造复合系统是一个反馈动态复杂系统,其系统发展中存在系列问题待研究.针对系统开发问题,提出了通过各子系统人员责任和目标的实现,实现系统总目标的自然人造复合系统开发原理,新建了系统仿真与"干中学"结合的自然人造复合系统开发途径.以井冈山西部萍乡市泰华养殖场区域大中型沼气能源工程为例,针对其中沼气能源工程系统开发系列实际问题,通过表函数和选择函数等多种形式函数的结合,建立系统动力学仿真方程,用沼气开发和应用子仿真模型逐步建模法对各不同问题逐一进行仿真实验,实现系统仿真与"干中学"相结合,并通过公司、大学、管理人员与农业技术员、政府、农户等各子系统责任和目标的实现,达到区域沼气能源工程系统高效开发总目标.此研究结果对自然人造复合系统开发有理论和示范意义.     

系统发展对策生成的子系统流位反馈环结构分析法——以银河杜仲经济生态系统现代农业区建设为例

系统反馈环结构分析是生成促进系统良性发展对策的一个有效方法. 针对反馈环构建及其运行规律分析缺乏规范方法的问题，建立系统发展对策生成的子系统流位反馈环结构分析法：首先，采用流率基本入树建模法构建系统整体流图，用树枝向量行列式计算出流图全部反馈环；接着，根据系统目标划分子系统，确定各子系统流位变量，构建子系统的流位反馈环结构图；分析确定子系统各反馈环的关键变量，及影响关键变量的调控变量和调控因果链，揭示政策作用的杠杆点；最后，依据杠杆点和调控因果链、遵循整体对策生成原则，确定系统发展对策. 全文以银河杜仲经济生态系统现代农业区建设为实例，演示子系统流位反馈环结构分析方法的基本步骤，生成4项发展对策，对策实施效果证明了该方法的可行性和有效性.     

供应及需求中断下农产品批发商弹性供应链设计研究

以批发市场为核心的农产品供应链是我国农产品流通的主渠道,在保障城市供应、维持农产品供应方面发挥重要的作用.一些批发市场关停、供应中断等会严重影响批发商的正常经营,因此,如何为批发商设计应对此类中断风险的供应链愈发重要.目前针对农产品批发市场的研究较少,一般的供应链设计问题较难反映批发商的采购特点及其面临的中断风险.基于此,本文以供应链利润最大化为目标,根据批发商的经营过程提出了多源采购、加固供应商、后备供应商、后备需求方弹性策略,构建了同时考虑供应需求中断、产品分级、折扣定价、易腐特性的农产品批发商弹性供应链模型,为批发商选择供应商和分销中心,并确定采购数量和运输方案.本文采用蒙特卡罗抽样和k-medoids聚类生成供应及需求中断场景,并对不同定价方案、需求变化、弹性策略、设施中断、中断强度下的农产品供应链设计结果进行敏感性分析,为批发商的科学决策提供参考.     

农业供应链金融的贷款定价与生产调节机制

传统农业供应链研究不考虑农户的资金约束,忽略通过供应链内部的资金配置渠道实现供应链整体的优化.本文基于农业供应链内部融资行为,构建了核心企业主导的农业供应链金融贷款服务定价模型,通过求解收购方和农户的最优化问题,提出了农业供应链金融的贷款服务定价规则和生产决策.数值分析表明:农业供应链金融鼓励农户扩大高价值农产品的生产规模,有助于引导农产品种类结构的调整;农业供应链金融不仅缓解了农户生产资金的约束,有助于提高农产品生产规模,还对农户和收购方之间的利润分成进行调节.此外,无论参数如何变化,农业供应链金融总是同时提高了农户、收购方和供应链整体利润水平,并且接近供应链协调的最优水平,是一种有效服务于农产品供销的农村金融创新.本文为相关企业开展农业供应链金融服务提供了理论依据.     

养殖场原料供不应求条件下沼气反馈供应链波动规律的仿真和微分方程解研究

沼气是我国农村重要的生物质能. 针对农村户用沼气池缺原料, 但规模养殖的猪粪没有充分开发, 直接排放污染环境的问题, 养殖场、农户、政府、高校四方成立合作社, 在鄱阳湖区实施了以养殖场猪粪为原料促全乡300个户用沼气池开发的沼气产业系统工程, 产生了沼气从养殖场至农户的反馈供应链. 用系统动力学仿真和微分方程理论方法结合进行反馈供应链的波动规律研究, 首先, 建立沼气产业养殖场至农户反馈供应链三阶基本流图模型, 又建立其仿真方程, 并应用调控参数法, 建立原料供不应求反馈供应链模型, 同时, 用系统动力学仿真方法求出仿真解. 接着, 求对应微分方程解, 进行了仿真解与微分方程解一致性证明. 同时, 从仿真解和微分方程解两方面论证了沼气供不应求时反馈供应链的波动规律及其意义.     

考虑天气与努力水平共同影响产量及质量的农产品供应链协调

针对在农产品生产过程中不可控天气与可控的生产商努力水平同时影响产量及质量的问题, 建立了考虑天气与努力水平影响的农产品供应链随机利润模型, 分析了不利天气对生产商与销售商最优决策的影响, 比较分析了集中式与分散式决策下的最优决策, 进而设计了一种与天气指数相关的"风险分担+回购"的组合式契约. 研究表明: 不利天气降低了生产商的努力水平, 而不利天气对销售商所决策零售价格的影响是由不利天气对产量及质量影响的综合效应来确定的. 此外, 分散式决策下扭曲了努力水平与零售价格并降低了系统利润. 但在所设计的组合式契约下不利天气的影响不会改变农产品供应链的协调状态, 这在一定程度上可保障优质农产品的稳定供应. 最后用数值仿真验证了协调机制的有效性.     

基于多Agent系统的建设供应链协同决策

从供应链整体系统的角度出发,设计了一种基于偏好反馈的多属性协商机制,构建了基于多智能主体的建设供应链协同决策模型,并对今后的研究方向进行了展望.     

H∞鲁棒控制下动态供应链系统牛鞭效应优化

为解决网络化制造(networked manufacturing,NM)模式下供应链系统运作中存在的不确定性扰动, 运用H_∞鲁棒控制方法抑制供应链系统牛鞭效应, 保障系统稳定运作.构建了由状态变量和控制变量描述的NM模式下的动态供应链时变偏差系统模型,采用线性矩阵不等式(LMI)方法获取H_∞鲁棒控制策略,并通过系统反馈控制器u_k设计,有效减小客户不确定需求引起的生产、订货和库存波动. 最后,结合实例分析表明在抑制率为ζ时,本文提出的鲁棒控制策略可以有效抑制不同形式客户需求引起的牛鞭效应,实现供应链系统鲁棒镇定.     

基于反馈控制的牛鞭效应自补偿对多级库存系统的影响

在时变需求条件下,多级库存问题中需求变异放大的现象给供应链上下游企业的供需匹配带来了极大的挑战.本文考虑一个单条供应链在信息共享条件下采用订至点补货策略的情形,在随机需求下,研究了一个四级供应链系统中的牛鞭效应及其抑制方法.基于反馈控制理论构建了一个四级库存系统的动态控制模型,并通过拉普拉斯变换推导出了系统的传递函数.在四级库存反馈控制模型的基础上,设计了一个牛鞭效应自补偿机制,使供应链进销存系统的需求变异维持在原有水平.数值试验及仿真进一步对牛鞭效应自补偿算法的效果进行了验证.试验结果表明,加入自补偿算法后供应链各级结点企业的订货量波动明显减弱;剩余库存量的波动大幅下降;供应链整体牛鞭效应约为信息共享条件下的三分之一,仅约为信息不共享条件下的四分之一.     

基于利他偏好的鲜活农产品供应链决策研究

本文考虑供应链成员的利他偏好以及鲜活农产品的新鲜度和运输损耗特性,建立了鲜活农产品供应链决策模型.分别研究了供应商具有利他偏好、销售商具有利他偏好以及双方同时具有利他偏好时的供应链决策,得到了采购量和批发价格的最优解析解,进而分析了利他偏好对供应链决策以及供应链效率的影响.研究结果表明,利他偏好行为能够显著影响供应链的最优决策,且当双方均具有利他偏好且利他偏好在一定范围内时,供应链成员的利他偏好能够提高鲜活农产品供应链的效率.较高的供应商利他偏好能够提高供应链的效率,而较高的销售商利他偏好却会降低供应链的效率.另外,研究结果也表明,新鲜度因子和运输有效因子对最优决策和供应链利润也有明显影响.最后以数值分析说明研究结果的正确性.     

基于系统动力学的供应链稳定性研究

为了提高供应链系统的稳定性,基于系统动力学方法建立了具有两种典型延迟模式(一阶指数延迟和纯时间延迟)的二级供应链系统模型,并定义了供应链稳定性概念及判据。通过对模型进行仿真,得到了不同含义下供应链系统的稳定边界,统一了不同研究方法的结论。结果表明,供应链的稳定性主要取决于系统的反馈控制结构,决策者主观偏好与外部环境必须通过反馈控制结构才能影响系统稳定性,加强信息共享有利于提高系统稳定性并削弱牛鞭效应。     

考虑商品新鲜度与量变损耗的三级冷链库存优化模型

生鲜农产品在实际流通中存在质量与数量的“双重损耗”,为了进一步研究生鲜农产品“双重损耗”对供应链库存决策的影响,将保鲜投入引入冷链运作,建立相应的新鲜度与量变损耗函数,以供应链整体利润最大为目标,构建需求受新鲜度影响的三级冷链库存优化模型,运用遗传算法求解最佳的库存策略。最后,通过对相关因素的灵敏度分析发现,顾客对商品新鲜度的敏感性越高,越有助于系统利润的增加,且DC处保鲜投入费用的变化对系统利润波动的影响最小。