汽车零部件供应网络结构的影响：复杂网络的方法外文翻译资料

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汽车零部件供应网络结构的影响：复杂网络的方法

托莫米^{（1）（2）}，上田下吉^（3）

（1）系统创新系，工学院，东京大学，东京，日本

（2）牛津大学商学院，牛津，英国

（3）东京大学，日本东京

摘要：

这项研究调查了经济危机和市场全球化的情况下汽车供应网络的时间结构转变，存在的各种可能的风险。例如，公司必须共同努力可持续生产，并且彼此竞争自己的生存。由此产生的网络复杂性被大规模的经验数据验证，并首次在复杂网络科学中开发的概念和度量进行使用分析。我们讨论分析网络结构所受影响的几个因素，其中包括市场波动，产品标准化，技术进步和公司之间的金融相互依赖。

关键词：复杂性，结构分析，供应网络

1. 引言:

提高对现实生活供应网络复杂性的认识，使我们从不同的角度看待供应链管理,就是复杂的网络科学。从这个角度来看，一个给定供应网络的结构可以作为通过多个重复的决策和个别公司追求自己的利润和生存的互动捕获，从而出现的结果。然而，尽管已经提出了各种模型，这些研究的有效性受到未经证实的假设供应网络的形成的威胁。供应网络结构的现实复杂性只能通过经验数据和使用适当的工具从数据中提取相关信息来获取。

本研究旨在通过采用复杂网络方法来研究现实生活供应网络的结构特征。被调查的供应网络是不同的汽车零件供应网络，每个网络由日本的汽车装配商及其生产每个产品的直接供应商组成。我们展示了各种因素如市场波动，产品标准化，技术进步和公司之间的财务相互依赖性可能导致网络结构的异质性及其时间转换。第2节回顾了现有的关于日本汽车供应网络的文献和供应链管理中的复杂网络研究，通过这些文献我们阐明了本研究的动机，挑战和新颖性。第3节解释了我们收集的经验数据，以及在本文中使用的复杂网络科学领域开发的工具。第4节介绍了我们分析的结果和影响，在第5节中，我们论文结尾，讨论了本研究的意义和局限性，以及未来的潜在工作。

1. 研究背景

2.1汽车零部件供应网络的文献

回顾自20世纪80年代后期以来，日本汽车装配商包括制造工程在内的各个领域的研究人员对独特供应网络结构（基于他们与供应商之间的长期交易和财务关系）一直是非常感兴趣的。这种结构被引用为提高日本汽车装配商及其产品供应商在全球市场的竞争优势，但也被批评为独立/外国公司创造了高入口壁垒（尽管已经指出日本装配商购买产品来自多个供应商，日本供应商提供多个组装商）。

根据日本汽车工业的情况，自2000年以来已经发生了巨大变化。对日本，中国，美国和德国2002年至2012年的汽车年产量进行分析，（如果不是萧条）日本，美国和欧洲的汽车行业似乎不再增长，似乎已经受到快速增长的中国工业的负面影响和2008年雷曼危机。此外，产品模块化和标准化已经导致更廉价的成本和全球采购策略，导致上述日本汽车装配商的独特供应网络结构系统的消亡。另一方面，混合动力和电动汽车的兴起是可能改变产业结构的驱动力。很明显，不同产品的供应网络将不同程度地反映上述因素的影响，并且采用不同策略的公司将变成不同的供应网络。然而，到目前为止，对21世纪的供应网络结构的异质性和变化没有观察经验。这种分析需要供应网络的详细经验数据以及适当的分析工具。

2.2.复杂网络方法在供应链管理

复杂网络方法提供了一组工具，可以定量分析网络的这种结构异质性。复杂网络科学的起源于离散数学和图论，并且已经发展了几十年作为理解网络的结构特性的理论框架。复杂网络的跨学科研究受到现实世界网络（如互联网，遗传调节过程，人类交互等）的启发，导致了许多经验网络度量和模型的发展，这些经验网络度量和模型已经成功应用于广泛的研究领域。

复杂的网络观点最近在管理领域，包括供应链管理中越来越多地被接受。有令人信服的证据表明，组织网络的结构影响其绩效的基本衡量标准，如运营效率和可持续的市场竞争力，供应网络的绩效也受其结构的影响。一些研究通过应用复杂网络度量分析了现实生活中的供应网络。

尽管这些现存的实证研究为我们提供了不可能实现的重要见解，但是由于缺乏相关数据，尚未研究上述不同产品网络的异质性。因此，不同产品供应网络上的数据收集本身是新颖的，应为我们提供新的见解。此外，由于收集时间序列数据以捕获特定产品的供应网络的时间转变的特殊困难，迄今为止还没有显示这种转变的研究。在本文中，我们进行这个挑战的目的是展示获得和分析经验时间序列数据的优势。

3.实证数据和复杂网络分析

3.1.数据采集

作为我们的数据源，我们使用了一个定期发布的系列调查，其中每个调查提供关于200汽车零件的定量信息。该信息包括产生每个产品的供应商的名称，产生的量以及每个供应商向哪个汇编器供应该产品。由于本文的重点仅仅是从2000年开始的供应网络的结构转型，我们使用了2002年，2005年，2008年，2010年和2012年的有关“谁提供什么东西给谁”的信息。我们还研究了公司历史和每家公司之间的财务关系。

3.2.复杂网络分析方法

就复杂网络方法而言，供应网络可以表示为一组节点和链路，其中节点对应于公司（即装配商和供应商），并且链路分别对应供应关系。给定节点对可以具有多种类型的链接;在我们的例子中，财务关系也可以表示为一组链接。

作为我们网络分析的第一步，我们开发了一个可以供应网络结构可视化的工具。节点的大小是统一的，因此不反映公司的规模或能力。供应商节点具有显示为灰色箭头的链接到汇编者，供应者节点向其供应产品（即轮胎）。注意，连杆的厚度也是均匀的，因此不反映交易量。此外，绿色箭头用于显示在研究范围内的某个时间发生的合并或获取。在我们的可视化工具中，那些在研究范围内出现或消失的供应商用不同的颜色表示（例如，棕色意味着公司将在某个时间被收购）;在本例中，棕色供应商在2002年从市场上消失，并且在2012年不存在。这是因为它被与2002年网络中的绿色箭头链接的公司收购。通过这种方式，我们可以获得对结构特征，它们的时间变化和变化的因果关系更直观的理解。

轮胎产品的供应网络结构反映了装配商的多重采购策略和供应商的多重采购策略：每个装配商有2-6个进入链接，每个供应商有5-12个出口链接。在复杂网络分析方面，给定节点的链路内的数量被定义为“学位”，并且出口链接的数量被定义为“出度”。这些常常用作指示节点的中心性和节点之间的相互依赖性的度量。在轮胎产品的情况下，装配商不严重依赖于任何特定的供应商，并且供应商也不依赖于任何特定的装配商。以下部分将讨论依赖度的影响，以及其他产品的供应网络。

在本文中，我们还应用了一种称为“嵌套”的度量，它是在生态领域中开发的。“嵌套”模式已经在各种现实生活的互惠网络中观察到，它们由个人之间的互惠互动组成。根据2002-2012年日本，中国，美国和德国的年产汽车，轮胎的供应网络结构，在嵌套网络​​中，链路被组织成使得“专家”（具有有限数量的链路的那些链路）与节点有了适当子集，他（与许多链接的人）链接到的链路。在生态学中，这种嵌套模式已经显示最小化物种之间的竞争，因此为网络提供更大的生物多样性和更高的可持续性。网络越多，它的可持续性就越强。嵌套的量化测量也已成功应用于供应网络，证明其在管理领域的可用性。

由于嵌套的绝对值随着给定网络的大小不同而不同，因此必须通过和在空模型中计算的嵌套值进行比较来评估相对值。空模型是一种网络，其在一些结构特征中匹配正在调查的网络，但是它被认为是随机化网络的实例。在本文中，我们通过与原始网络的1000个随机化版本的计算嵌套性值的平均值进行比较，来评估观察到的嵌套性值的显着性，其中链接在随机重新布线，在每个节点的预期程度匹配原始网络中的节点的程度。相对嵌套值被形式化为如下：相对嵌套值=嵌套值—平均值/标准偏差，这里，平均值和标准偏差分别是对于1000个空模型计算的嵌套值的平均值和标准偏差。

4.结果

4.1.日本汽车零部件供应网络的一般特点

表1总结了5年供电网络的一般特点。每年的供应网络由日本装配商，在指定年份生产200种产品中的任何一种的供应商以及装配商和供应商之间形成的供应链路组成。2005年的数据还出现了另一个汇编：三菱扶桑卡车和巴士，从三菱汽车（2003年开始运营）拆除。尽管装配商数量增加，但供应商和供应链的总数已经适度下降，反映了日本汽车工业的衰退。随之而来的装配商平均不满意率的单调下降意味着严峻的市场情况阻碍了装配商使用多个采购策略（供应商的平均数量减少了20％），这导致装配商对他们的供应商的依赖性增加。供应商的平均超出程度的单调递增趋势（以及它们总数的减少）意味着市场选择过程可能已经消除了那些专用于特定装配商的供应商，并且加强了那些供应商的存在价值供应多个组装商。这些平均数是有用的，我们发现200个产品市场中的每一个的供应商的数量从2到30变化，表明网络结构之间非常高度的异质性。这说明了依赖传统统计措施的危险，以及采用复杂网络方法的优势。

表1:近几年网络供应相关数据的统计

4.2.不同产品供应网络的分析。

在我们的分析中观察到各种模式的供应网络结构。为了展示不同的因素如何影响不同的结构模式，本文重点对三种不同类型的产品进行详细分析。（1）一般产品一般汽车零件的常见例子是轮胎 （2）这个市场的供应商在财务上不隶属于任何组装商，并且供应许多装配商。装配工的平均学位已略有下降（2002年为5.45，2012年为4.25），这可能是由于第3.2节所述的另一家供应商的收购。表2显示了轮胎网络每年的绝对和相对嵌套值。高绝对值和相对嵌套值表明少数供应商的可持续共存。这也可能表明小型供应商很难进入市场，但同时，有一个机会，一个更具成本优势的供应商可能会取代现有的供应商之一。

表2：轮胎供应网络的嵌套值。

我们发现，其他模块化一般产品如电池的市场也显示类似的趋势。（2）内部制造产品内部制造产品（即由装配商自己制造的产品）的供应网络被发现具有完全不同的结构特征。发动机缸体就是这样的一个例子。一个供应商（2002年网络中的黄色）通过与其财务联系的汇编器合并而消失。大多数供应商只提供一个汇编，这个链接通常是与他们有财务关系的汇编。这相当于内部制造产品倾向于需要高技术知识/技能和/或昂贵设备的论点。装配厂只与子公司分享核心知识和技能，并与这些公司保持长期关系。2012年网络的相对嵌套值为1.9，表明市场选择过程在这种供应网络的出现中不起作用。看来，其他因素（财务关系和核心技能）更占优势。我们还发现，该网络中的供应商倾向于拥有更广泛的产品组合（即生产各种产品类别的许多产品）。这表明keiretsu关系仍然可以保持，并在这些产品的市场有显着的优势。（3）依靠技术创新的产品最后，研究了一个高度竞争的产品市场。这种产品以前是铸铝，但由于技术的进步，它现在是一种树脂产品。因此，市场经历了波动。这反映在网络的重大变化上：2002年网络中的橙色供应商改变了名称，黄色的供应商在合并中消

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