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研究了供应失效风险环境下可替代原材料的三级供应网络设计问题，供应网络存在由外界干扰而导致供应失效的风险．在保证供应网络弹性水平前提下，为最小化供应网络的期望成本，建立了混合整数规划模型以描述问题并使用优化软件CPLEX进行求解．通过对算例的实验分析，检验了原材料可替代性在供应失效情况下对供应网络的影响．实验结果显示，在供应失效风险环境下，原材料可替代性总是可以降低供应网络的运营成本；能同时供应两种原材料的供应商在与只能供应一种原材料的供应商的竞争中处于明显有利的地位．