飛機(jī)制造商對(duì)材料供應(yīng)商的選擇和評(píng)價(jià)研究

文/馮振宇 孫 楠 楊 坤

飛機(jī)制造商對(duì)供應(yīng)商的管理主要采用“主制造商－供應(yīng)商”模式，大部分部件都是由世界各地的供應(yīng)商提供的，要使飛機(jī)有足夠的安全保證，就要保證供應(yīng)商提供的產(chǎn)品是符合設(shè)計(jì)制造要求的，尤其是適航要求。

飛機(jī)的每一個(gè)零件都是由金屬或非金屬材料經(jīng)過一系列工藝程序而制成的，所以材料是影響飛機(jī)安全的重要因素。要保證民用機(jī)的適航性，確保材料符合適航性要求是一項(xiàng)重要的工作。由此可見，選擇優(yōu)秀的材料供應(yīng)商對(duì)飛機(jī)制造商來說是一項(xiàng)非常重要的工作。要選擇正確的材料供應(yīng)商，評(píng)價(jià)指標(biāo)與選擇方法就顯得尤為重要。

目前國內(nèi)對(duì)供應(yīng)商選擇的研究主要集中在供應(yīng)商選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究和供應(yīng)商選擇評(píng)價(jià)方法研究兩個(gè)方面。對(duì)于評(píng)價(jià)指標(biāo)的研究，目前主要集中在質(zhì)量、價(jià)格、資質(zhì)、交付、服務(wù)等方面，都是從一般制造企業(yè)的角度建立評(píng)價(jià)體系，沒有體現(xiàn)出航空制造業(yè)對(duì)適航要求的特殊性。對(duì)于評(píng)價(jià)方法，主要分為三類：第一類是定性的評(píng)價(jià)方法；第二類是定量的評(píng)價(jià)方法；第三類是定性與定量相結(jié)合的方法。應(yīng)用最廣泛的是定性與定量相結(jié)合的層次分析法及其衍生方法。其中FAHP是將模糊數(shù)學(xué)與層次分析法相結(jié)合的一種方法，它彌補(bǔ)了層次分析法一致性檢驗(yàn)計(jì)算復(fù)雜的缺點(diǎn)。本文結(jié)合適航規(guī)章及程序要求，用FAHP對(duì)飛機(jī)制造商選擇材料供應(yīng)商的問題進(jìn)行研究。

一、適航規(guī)章及程序要求

歐洲航空安全局（EASA)、美國聯(lián)邦航空局（FAA）和中國民用航空局（CAAC）在其適航規(guī)章及程序中都提到對(duì)供應(yīng)商及其產(chǎn)品的管理與控制。

1.EASA

EASA對(duì)產(chǎn)品的批準(zhǔn)是建立在對(duì)組織機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)基礎(chǔ)上的，在EASA21部的J部分中有對(duì)設(shè)計(jì)組織批準(zhǔn)書（DOA）申請(qǐng)人的要求。其中239條款“設(shè)計(jì)保證系統(tǒng)”和243條款“數(shù)據(jù)”兩個(gè)條款對(duì)供應(yīng)商管理與控制作出要求。EASA 21A.239（c）條款規(guī)定設(shè)計(jì)組織應(yīng)該詳細(xì)說明設(shè)計(jì)保證組織的活動(dòng)，用于說明供應(yīng)商或轉(zhuǎn)包商依據(jù)制定的程序提供可接受的零部件、設(shè)計(jì)的設(shè)備或任務(wù)。21A 243（b）要求DOA申請(qǐng)人必須建立與供應(yīng)商的接口文件，即有設(shè)計(jì)保證部門負(fù)責(zé)建立用來規(guī)定并描述供應(yīng)商內(nèi)部的設(shè)計(jì)保證系統(tǒng)。

2.FAA

FAA對(duì)供應(yīng)商控制的要求主要集中于FAR 21.139“質(zhì)量控制”和21.143“質(zhì)量控制數(shù)據(jù)”兩個(gè)方面。FAR 21.139條款規(guī)定：申請(qǐng)人必須說明其已經(jīng)建立并能夠保持一個(gè)質(zhì)量控制系統(tǒng)，以保證每一件需要獲得生產(chǎn)批準(zhǔn)書的產(chǎn)品都符合經(jīng)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)。21.143條款規(guī)定：為獲得FAA批準(zhǔn)，任何申請(qǐng)人必須提交用于描述檢查和試驗(yàn)程序的數(shù)據(jù)，確保生產(chǎn)的每件產(chǎn)品符合型號(hào)設(shè)計(jì)并處于安全可用狀態(tài)；主制造商必須通知FAA關(guān)于所有委任給供應(yīng)商進(jìn)行零部件或組裝件主要檢查的權(quán)限，并對(duì)這些權(quán)限負(fù)責(zé)。另外，F(xiàn)AR 183部對(duì)型號(hào)合格審定機(jī)構(gòu)委任授權(quán)（ODA）作出專門規(guī)定。

3.CAAC

CAAC在CCAR 21部中的21.13和21.143條款規(guī)定了型號(hào)合格審定過程中對(duì)供應(yīng)商的要求。CCAR 21.13條款要求申請(qǐng)人應(yīng)建立并能保持一個(gè)有效的設(shè)計(jì)保證系統(tǒng)。AP－21－AA－2011－03－R4《航空器型號(hào)合格審定程序》中進(jìn)一步規(guī)定當(dāng)有合作伙伴或供應(yīng)商時(shí)，設(shè)計(jì)保證系統(tǒng)必須具有相應(yīng)的程序，確保合作伙伴或供應(yīng)商提交產(chǎn)品的適航性。CCAR 21.143條款對(duì)PC申請(qǐng)人的質(zhì)量控制系統(tǒng)提出要求，基本與FAA要求一致。

針對(duì)材料供應(yīng)商，CCAR 25.603條款在材料本身的適用性和耐久性方面作出了規(guī)定。CCAR 25.605條款在材料的制造工藝及試驗(yàn)大綱方面作出了規(guī)定。供應(yīng)商控制方面，在型號(hào)合格審定階段，通過型號(hào)合格證申請(qǐng)人編制并經(jīng)FAA批準(zhǔn)的材料規(guī)范、工藝規(guī)范提出對(duì)材料供應(yīng)商的要求。在生產(chǎn)合格審定階段，生產(chǎn)許可證申請(qǐng)人建立并經(jīng)FAA批準(zhǔn)的質(zhì)量保證系統(tǒng)，這個(gè)質(zhì)量保證系統(tǒng)要涵蓋對(duì)供應(yīng)商提供產(chǎn)品的質(zhì)量控制。

EASA、FAA和CAAC都是通過對(duì)飛機(jī)制造商提出要求來實(shí)現(xiàn)對(duì)供應(yīng)商及其產(chǎn)品的管理與控制，其目的都是要保證供應(yīng)商產(chǎn)品的適航性，進(jìn)而確保飛機(jī)的適航性，保證航空安全。所以飛機(jī)制造商在選擇供應(yīng)商時(shí)要特別注重其產(chǎn)品是否符合適航標(biāo)準(zhǔn)，還要重視供應(yīng)商對(duì)其產(chǎn)品的設(shè)計(jì)能力及獨(dú)立監(jiān)督能力，以便保證持續(xù)適航性。

二、基于F A H P的供應(yīng)商選擇和評(píng)價(jià)

供應(yīng)商選擇的定性方法主要依據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)問題的分析相對(duì)全面，定量方法對(duì)問題的分析比較準(zhǔn)確、可靠。層次分析法是一種定性與定量相結(jié)合的方法，恰恰能涵蓋定性與定量方法的優(yōu)點(diǎn)。本文將采用層次分析法的衍生方法——FAHP來解決供應(yīng)商的選擇問題。

1.利用FAHP選擇供應(yīng)商的理由

FAHP是層次分析法擴(kuò)展到模糊環(huán)境中形成的衍生方法，充分綜合了模糊數(shù)學(xué)和層次分析法的優(yōu)點(diǎn)。FAHP對(duì)問題的分析相對(duì)全面又不失準(zhǔn)確性，還避免了判斷矩陣一致性檢驗(yàn)的復(fù)雜性，簡化了供應(yīng)商選擇的計(jì)算過程。由于FAHP計(jì)算簡便，易于掌握，因此應(yīng)用更加廣泛。

FAHP的步驟如下：

第一步：建立遞階層次結(jié)構(gòu)。一般分為目標(biāo)層、指標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層。

第二步：建立模糊一致性判斷矩陣。此步驟有兩點(diǎn)變化：①FAHP用模糊判斷矩陣代替層次分析法中的判斷矩陣，即用表1中0.1～0.9的數(shù)量標(biāo)度代替層次分析法中的1～9的數(shù)量標(biāo)度；②在檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性時(shí)，采用模糊一致性矩陣的性質(zhì)rii=0.5，i=1，2，…，n；rij=1-rji，i，j=1，2，…，n；rij=rik-rjk+0.5，i，j=1，2，…，n。

表1 0.1～0.9數(shù)量標(biāo)度

第三步：層次單排序，計(jì)算各指標(biāo)對(duì)于上一層指標(biāo)的權(quán)重。計(jì)算公式（1）為

先計(jì)算指標(biāo)層對(duì)目標(biāo)層的權(quán)重，再計(jì)算準(zhǔn)則層對(duì)指標(biāo)層的權(quán)重。

第四步：權(quán)重總排序。即計(jì)算準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層的權(quán)重。

第五步：打分并選擇。把準(zhǔn)則層中每個(gè)因素在方案層中比較優(yōu)劣，在[0，1]上酌情打分，再根據(jù)各指標(biāo)權(quán)重計(jì)算出總分，優(yōu)先選擇得分高者。

2.評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇

本文在客觀分析影響材料供應(yīng)商選擇因素的基礎(chǔ)上，根據(jù)適航規(guī)章的要求，提出航空材料適航性的指標(biāo)，并結(jié)合航空制造企業(yè)的實(shí)際情況，按照設(shè)置指標(biāo)體系的原則，設(shè)置了13個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

13個(gè)指標(biāo)具體分析如下：

·設(shè)計(jì)能力：是否能提供完整、合理的技術(shù)方案，并具有相應(yīng)的設(shè)計(jì)軟件、硬件等實(shí)驗(yàn)條件以及人力資源以完成預(yù)定任務(wù)；

·產(chǎn)品適航性：是否具備使其研發(fā)的產(chǎn)品達(dá)到適航標(biāo)準(zhǔn)的能力，是否具備表明符合性及符合性驗(yàn)證、持續(xù)適航技術(shù)支持等能力；

·資質(zhì)認(rèn)證：是否具備行業(yè)協(xié)會(huì)或國家質(zhì)量、適航標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證及相應(yīng)水平；

·產(chǎn)品性能：產(chǎn)品內(nèi)在屬性的反應(yīng)，判斷產(chǎn)品是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；

·質(zhì)保體系：設(shè)計(jì)、制造環(huán)節(jié)對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量控制所采取的規(guī)范、制度和方法，以及是否有質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)計(jì)劃；

·準(zhǔn)時(shí)交貨率：一段時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)時(shí)供貨的批次與總批次之比；

·交貨數(shù)量柔性：采購商根據(jù)市場(chǎng)需求和零部件到貨情況偶爾臨時(shí)調(diào)整需求，主要考察在訂單數(shù)量的基礎(chǔ)上可以向上浮動(dòng)多少仍能保證供應(yīng)；

·訂貨提前期：從接受訂單到成功交貨所經(jīng)歷的時(shí)間，訂貨提前期越短，說明對(duì)顧客需求響應(yīng)能力越強(qiáng)，生產(chǎn)組織能力和管理水平越高；

·成本：即產(chǎn)品的采購價(jià)格，它直接影響生產(chǎn)成本，進(jìn)而影響企業(yè)的利潤；

·計(jì)劃修訂時(shí)間：原計(jì)劃發(fā)生錯(cuò)誤并要求材料供應(yīng)商進(jìn)行修正所需要的天數(shù)，反映其接受計(jì)劃應(yīng)變能力及合作性；

·技術(shù)服務(wù)：提供產(chǎn)品的外場(chǎng)服務(wù)和技術(shù)支持、培訓(xùn)和維護(hù)等工作；

·備件支持：提供備件的周期，具有完善的備件支持方案，包括數(shù)據(jù)恢復(fù)、維護(hù)等方面；

·擔(dān)保與賠償：應(yīng)提供關(guān)于產(chǎn)品的擔(dān)保和賠償政策。

以上對(duì)飛機(jī)材料供應(yīng)商選擇評(píng)價(jià)模型中制約目標(biāo)層的13個(gè)關(guān)鍵子要素做了詳細(xì)描述，圖1為依據(jù)FAHP建立的供應(yīng)商選擇的指標(biāo)體系，在準(zhǔn)則層將13個(gè)指標(biāo)分別劃分到5個(gè)屬性內(nèi)，在方案層選擇3家候選供應(yīng)商完成案例分析。

圖1 飛機(jī)材料供應(yīng)商選擇指標(biāo)體系

3.案例分析

某飛機(jī)制造商需采購一批原材料，擬從3家候選供應(yīng)商D1、D2、D3中選擇。

以下采用FAHP來說明飛機(jī)制造商對(duì)材料供應(yīng)商的選擇過程。

第一步：建立遞階層次結(jié)構(gòu)。即圖1所示。

第二步：建立模糊一致性判斷矩陣。依據(jù)元素間兩兩比較相對(duì)重要性及表1給出表2～表7所示的模糊判斷矩陣。

經(jīng)驗(yàn)證，以下6個(gè)矩陣均滿足模糊一致性判斷矩陣3個(gè)性質(zhì)，即均為模糊一致性判斷矩陣。

表2 準(zhǔn)則層與目標(biāo)層之間的模糊判斷矩陣

表3 研發(fā)能力及其所屬指標(biāo)之間的模糊判斷矩陣

表4 產(chǎn)品質(zhì)量及其所屬指標(biāo)之間的模糊判斷矩陣

表5 交付能力及其所屬指標(biāo)之間的模糊判斷矩陣

表6 生產(chǎn)能力及其所屬指標(biāo)之間的模糊判斷矩陣

表7 客戶支持及其所屬指標(biāo)之間的模糊判斷矩陣

第三步：層次單排序。根據(jù)公式（1），利用Matlab軟件編程計(jì)算每個(gè)指標(biāo)權(quán)重，計(jì)算結(jié)果如下：

A=(A1,A2,A3,A4,A5)=(0.3,0.25,0.2,0.15,0.1)

B1=(B11,B12,B13,B14,B15)=(0.266 7,0.566 6,0.166 7)

B2=(B21,B22)=(0.6,0.4)

B3=(B31,B32,B33)=(0.5,0.2,0.3)

B4=(B41,B42)=(0.7,0.3)

B5=(B51,B52,B53)=(0.466 7,0.366 6,0.166 7)

第四步：權(quán)重總排序，即計(jì)算指標(biāo)層各元素對(duì)目標(biāo)層的權(quán)重值，如表8。

因此，該案例中指標(biāo)層對(duì)目標(biāo)層的綜合權(quán)重向量為表8中最后一列P向量。

第五步：打分并計(jì)算。把指標(biāo)層中每個(gè)因素Ci在方案層中比較優(yōu)劣，在[0，1]上酌情打分，得到第i個(gè)因素Ci在3個(gè)待選供應(yīng)商中的分向量Ri=（ri1，ri2，ri3）。以Ri作為矩陣的第i行，得到一個(gè)13行3列的矩陣R。

這是一個(gè)模糊矩陣，權(quán)向量P可以看成是一個(gè)1行13列的模糊矩陣。按矩陣乘法計(jì)算P和R的乘積，確定方案層各候選材料供應(yīng)商的得分。

表8 指標(biāo)層對(duì)目標(biāo)層的綜合權(quán)重

W=P·R=[0.58180.74120.5055]

第六步：選擇。根據(jù)3個(gè)候選材料供應(yīng)商的最終得分情況來看，D2供應(yīng)商得分最多，應(yīng)優(yōu)先選擇，其次是供應(yīng)商D1，再次是供應(yīng)商D3，一般不予考慮。

三、結(jié)論

由于航空工業(yè)的特殊性，飛機(jī)制造商選擇材料供應(yīng)商時(shí)需考察的指標(biāo)與其他行業(yè)的制造企業(yè)有所不同，而目前國內(nèi)對(duì)于評(píng)價(jià)指標(biāo)的研究都是從一般制造企業(yè)的角度建立評(píng)價(jià)體系，沒有體現(xiàn)出航空制造業(yè)對(duì)適航要求的特殊性。本文結(jié)合適航規(guī)章及程序要求和航空工業(yè)的特點(diǎn)，著重于產(chǎn)品的適航性，設(shè)定了一套材料供應(yīng)商評(píng)估指標(biāo)體系，并選用FAHP完成飛機(jī)制造商選擇材料供應(yīng)商的案例研究，驗(yàn)證了飛機(jī)制造商應(yīng)用FAHP選擇供應(yīng)商的科學(xué)性和有效性。