相继故障视角下基于风险传播模型的研发网络脆弱性研究

This project adopts the risk theory, complex network and cascading failures theory, and then studies the vulnerability of R&D network to risk propagation, which is considered as cascading failures of complex network. Firstly, this project explores different characteristics in different generation phases of R&D network by studying R&D firms' characteristics, and then proposes the theoretical generation model of R&D network; Secondly, this project proposes the risk propagation model of R&D network by introducing complex network and cascading failures theory, and then explores some risk propagation rules and the their impact on the vulnerability of R&D network through numerical simulation; Fourthly, this project introduces the deviation degree of information to describe the imprecision of grey attack information due to restriction of acquiring global information of R&D network, and then proposes the risk propagation of R&D network under grey attack, finally explores the vulnerability of R&D network under different grey attack strategies through numerical simulation; Fifthly, this project proposes the risk control method and model against risk propagation from what failed nodes to be restored and how to restore the selected failed nodes, and then explores the vulnerability of R&D network to risk propagation after adopting the proposed risk control model. Finally, this project makes some useful proposals on enhancing the ability of R&D network to resist risk propagation.

本课题综合运用风险理论、复杂网络和相继故障理论，将研发网络的风险传播现象视为复杂网络上的相继故障行为，来研究研发网络面对风险传播的脆弱性。课题结合成员研发企业的自身特点来揭示研发网络不同生成阶段的特征，从而提出研发网络的理论生成模型；借鉴复杂网络理论和相继故障思想，提出研发网络的风险传播模型，通过数值仿真来揭示研发网络风险传播规律及其对网络脆弱性的影响；在上述风险传播模型基础上，鉴于获取研发网络全局信息的局限性，引入信息偏差度来定量刻画灰色攻击信息的不准确性，提出灰色攻击下的研发网络风险传播模型，通过数值仿真来分析研发网络面对不同灰色攻击策略的脆弱性；从选取失效节点企业规则和修复失效节点企业机制两个方面提出针对研发网络风险传播的控制方法与模型，通过数值仿真来分析风险控制方法下研发网络面对风险传播的脆弱性。最后有针对性地提出增强研发网络抵抗风险传播能力的对策建议。

面对市场需求的不确定、研发技术的复杂性，企业间结成研发网络共同研发成为企业获取竞争的必然趋势。然而，企业间错综复杂的合作关系，使得研发网络内少数企业发生风险，就会通过企业之间的合作关系触发周围企业潜在的风险，并可能导致整个网络的瘫痪。在此背景下，本课题借鉴复杂网络理论，主要从以下四个方面对研发网络面对风险传播的脆弱性问题展开了研究。.（1）研发网络演化机理研究。借鉴复杂适应性系统理论思想，将研发网络的生成过程视为自组织演化过程。从双向选择和知识互补性视角下，构建了研发网络的理论生成模型。运用数值仿真方法揭示了研发网络演化过程中网络具有的主要特征、知识溢出率和研发合作方式对网络演化的影响。通过与现实网络进行对比，验证了理论生成模型的合理性。.（2）研发网络风险传播模型构建及仿真。借鉴复杂网络中的病毒传播模型、负载容量模型、CA模型，结合研发网络自身特征，构建了研发网络风险传播模型，运用数值仿真深入揭示了竞合关系、风险感知与项目关联、自适应行为、风险负荷、组织-任务相依等视角下风险在研发网络中传播的规律。 .（3） 网络结构对研发网络脆弱性的影响。根据上述研究结果，结合文献综述与专家访谈，构建了研发网络脆弱性评价指标体系。选取指标体系中与网络特征和网络关系有关的部分指标，通过实证的方法研究了其对研发网络脆弱性的影响。本部分研究在一定程度上验证了研发网络风险传播模型构建的合理性。.（4）研发网络风险控制模型构建及仿真。在上述风险传播模型的基础上，建立了针对研发网络风险传播的控制模型，运用数值仿真对比分析了有控制策略与无控制策略下研发网络面对风险传播呈现出的不同脆弱性，验证了控制模型的有效性。.本课题的研究成果对研发企业全面识别各类风险、制定风险预防与控制策略、进而提高整个研发网络抗风险的鲁棒性具有重要的现实意义。