随着世界经济的全球化和跨境供应链管理的复杂化,特别是近年来“一带一路”的稳步推进和跨境电商的飞速发展,跨境供应链网络的重要性日益凸显。跨境供应链网络覆盖地域的广泛性、贸易壁垒与跨境物流问题的复杂性,使得跨境供应链网络的建设和发展面临诸多挑战,牛鞭效应、节点选址和网络设计的可靠性等问题逐渐成为制约跨境供应链网络良性发展的瓶颈。因此,本文对跨境供应链网络亟需解决的这一系列优化问题进行深入研究,减弱内外部不良因素的危害,提高网络整体的稳定性和抗风险能力,具有非常重要的现实意义。针对不确定性环境下跨境供应链网络的这一系列优化问题,本文综合运用复杂系统建模、模糊可靠性优化、不确定性规划、鲁棒优化以及系统工程等理论和方法,基于可靠性视角研究了跨境供应链网络的系统构成及拓扑结构、牛鞭效应分析与测量、节点选址鲁棒优化、网络设计模糊优化等问题。具体做了以下几方面工作:(1)研究跨境供应链网络的系统构成及拓扑结构问题。基于供应链管理、拓扑网络理论和系统工程的基本理论,从内涵、特点、鲁棒性因素和可靠性因素等方面对跨境供应链网络系统进行详细分析,建立跨境供应链网络拓扑结构及物流网络结构模型,全面把握跨境供应链网络的基本特性。(2)研究基于库存动态演化的跨境供应链网络牛鞭效应分析与测量问题。在总结牛鞭效应相关理论的基础上,分析跨境供应链网络牛鞭效应的内涵、特点和内外部关键影响因素,然后从库存动态演化的角度,基于线性定常订货策略,构建了跨境供应链网络库存动力学模型。并通过分析节点库存波动与演化时间之间的关系,提出一种跨境供应链网络牛鞭效应的测量方法。最后,以北京市某跨境供应链网络为例进行算例分析,结果表明:该测量方法可以用于评估实际跨境供应链网络中的牛鞭效应,并且牛鞭效应测量指标对不同演化时间和网络结构保持稳定,但随网络规模的增加而显著增大。(3)研究基于最小最大后悔值的跨境供应链网络节点选址鲁棒优化问题。针对跨境供应链网络节点选址过程中存在的不确定性因素,构建了基于最小最大后悔值的跨境供应链网络节点选址鲁棒优化模型,并针对节点选址鲁棒优化模型的复杂性,设计了一个情景松弛求解算法。最后,以两阶段跨境供应链网络构建中的海外仓选址问题为例进行算例分析,结果表明:本模型的最优解对大部分情景都适用,具有较强的鲁棒性。(4)研究基于可靠性的跨境供应链网络设计模糊优化问题。综合考虑跨境供应链网络中运输线路和运输节点等不确定性因素,基于枢纽中心问题建模以及模糊可靠性优化方法,以跨境供应链网络可靠性最大(max-min准则)作为决策目标,建立不确定环境下跨境供应链网络设计模糊优化模型,在模型复杂性分析和线性化处理的基础上,通过设计一个禁忌搜索(TS)算法求得(近似)最优解。最后,以OR-LIBRARY数据平台中的TR网络和随机生成大规模网络数据为例进行算例分析,数值结果表明:合理的选址数量设定能够使跨境供应链网络结构实现更好的优化,并提升跨境供应链网络整体可靠性。通过对以上问题的研宄,进一步丰富了跨境供应链网络可靠性分析、设计、建模与优化相关理论,改善目前跨境供应链网络管理决策中的薄弱环节,强化模糊可靠性优化和鲁棒优化等理论在跨境供应链网络设计与优化中的应用,为科学有效地开展跨境供应链网络建设提供辅助性决策支持。