
摘要:
供應鏈可靠性是度量供應鏈生產服務質量的重要指標,近年來發生的幾起供應鏈中斷事件引起了國內外學者的廣泛關注。文章總結了供應鏈可靠性基礎理論、設計、評估及優化四個方面的研究現狀,指出了目前供應鏈可靠性研究存在的主要問題,并給出了研究展望。
關鍵詞:供應鏈;可靠性;設計;評估;優化
中圖分類號:F270文獻標志碼:A文章編號:
10085831(2015)01009907
作為一種典型的經營模式,供應鏈管理已經在許多企業得到應用和推廣。近年來,隨著全球經濟一體化的興起和分工協作的不斷深入,供應鏈層次結構越來越復雜,大量不確定性因素嚴重影響供應鏈的正常運作。飛利浦工廠大火給諾基亞和愛立信帶來的不同后果,以及9.11等突發事件引發的供應鏈中斷事故,引起了國內外學者對供應鏈可靠性問題的高度關注。
國內外學者對供應鏈可靠性的研究取得了一定的成果,但相對于供應鏈其他方面的研究,如供應鏈庫存管理、供應風險評估等,供應鏈可靠性的理論研究深度和實際開發應用還存在較大的差距。
為能給供應鏈可靠性的深入研究和實踐嘗試提供思路,本文從基礎理論、設計、評估及優化四個方面對供應鏈可靠性的現有研究成果進行綜述,從多角度較為詳盡地總結和闡述供應鏈可靠性的研究現狀,在此基礎上,給出供應鏈可靠性研究展望。
一、供應鏈可靠性基礎理論研究現狀
供應鏈可靠性基礎理論是國內外學者在對供應鏈可靠性進行深入研究后,從不同角度得出的對供應鏈可靠性的基本認識和高度總結。通過廣泛查閱國內外相關文獻,概括起來,供應鏈可靠性基礎理論研究主要集中在供應鏈可靠性的界定、供應鏈可靠性的影響因素和供應鏈可靠性的度量指標三個方面。
(一)供應鏈可靠性的界定
1.供應鏈可靠性的定義
可靠性是供應鏈的一個基本屬性,也是供應鏈正常運作的基礎。對于供應鏈可靠性的概念,國內外學者給出了不同的定義。
Thomas于2002年引入可靠性工程理論,首次對供應鏈可靠性進行了定義:在規定的時間和條件下,供應鏈系統完成規定任務的能力;類似地,王雪梅從訂單完成情況的角度將供應鏈可靠性定義為:在外界事件的影響下,供應鏈完成訂單需求功能的能力,也表示每次供應的成功率;穆東將供應鏈可靠性定義為:在最終客戶要求的時間(提前期、交貨期內)、數量、質量條件下滿足顧客需求的可能性大小,也表示每次供應的成功率;在文獻中,供應鏈可靠性被趙宏霞、楊皎平定義為:在規定時間內和條件下,供應鏈系統完成規定訂單產品和服務以及各項業務的能力;劉元洪和羅明在文獻中對供應鏈可靠性的不同定義做了簡單歸納,認為之前學者對供應鏈可靠性的定義不夠全面,只偏重于供應鏈單方面的可靠性,于是,將其定義為:一段時間內,供應鏈實現正常運轉的能力;陳國華在其博士論文中將供應鏈可靠性定義為:在多種不確定因素條件下,以規定時間和條件滿足終端客戶要求的時間、數量和質量等概率的大小,并詳細闡述和界定了該定義的深刻內涵。
從國內外學者對該問題的研究結果可以看出,眾多學者更多地趨向于從可靠性工程理論的角度來界定供應鏈可靠性,將供應鏈視為一個交互整體,從其完成功能可能性的角度對供應鏈可靠性進行了定義。總體而言,供應鏈可靠性的研究剛剛起步,還缺乏公認的定義。
2.供應鏈可靠性、穩定性及風險三者的關系
目前,關于供應鏈可靠性、穩定性及風險之間的關系研究較少,多數學者主要從對定義的理解得出三者關系的定性判斷。文獻詳細闡述了供應鏈可靠性與穩定性、風險之間的區別和聯系。指出,可靠性、穩定性和風險分別表現為“勝任力”、“頑強性”和“不確定性”,三者均是研究供應鏈整體能力的重要指標,互相補充。劉元洪、羅明認為供應鏈可靠性與供應鏈風險是同一事物的矛盾雙方。張艷東在其碩士學位論文中指出,對于供應鏈風險與供應鏈可靠性,兩者的影響因素基本一致,且其研究中的一些觀點也基本相同,但供應鏈風險不能等同于供應鏈可靠性,供應鏈風險和供應鏈可靠性是供應鏈績效研究的兩個方面,供應鏈風險更加趨向于定性研究,而深度的定量研究難度較大,供應鏈可靠性研究可從供應鏈風險研究成果中獲取豐富的研究素材,具有較高的研究起點。
學者們根據自身的理解,給出了各自對供應鏈可靠性、穩定性和風險三者之間關系的觀點,研究更多停留在感性認識上。
(二)供應鏈可靠性的影響因素
實際應用中,供應鏈是為滿足顧客需求而由眾多企業共同組成的動態虛擬聯盟,屬于典型的復雜網絡系統,它的正常運轉會受到多種不確定性因素的影響。分析總結諸多可能影響供應鏈可靠性的不確定性因素對供應鏈可靠性的量化研究和決策管理具有重要的理論意義。
文獻從風險的角度歸納出信息風險、管理風險、技術風險等7種影響供應鏈可靠性的因素。以此為基礎,文獻更加全面地總結了供應鏈可靠性的影響因素,共計3類10種,既有不確定性的影響,也有風險的影響,還有外部環境的影響。供應鏈內各種不確定性的影響包括:生產過程的不確定性、用戶需求的不確定性、信息傳遞的不確定性、運輸配送的不確定性。供應鏈內部各種風險的影響包括:管理風險、技術風險、設備風險、財務風險。供應鏈外部環境的影響包括:不可抗力事件風險、宏觀經濟環境巨變。文獻以供應商為研究對象,基于供應鏈運作參考模型(Supply Chain Operations Reference Model, SCOR),結合大量文獻資料,從內部運作流程(采購流程、制造流程、配送流程)、質量、柔性等7個視角較為全面地總結了供應鏈可靠性的影響因素。
從以上研究結論可知,國內外學者對供應鏈可靠性影響因素的研究較少,僅有的研究成果主要將可能影響供應鏈正常運作的不確定或風險總結凝練為影響因素,盡管較為全面,但總體還停留在宏觀或中觀層面,不夠具體深入。
(三)供應鏈可靠性的度量指標
目前,主要用經驗指標和系統可靠性工程指標來度量供應鏈的可靠性。
經驗指標是指在實際生產、管理等經驗基礎上提出的供應鏈可靠性度量參量。目前,國內外學者對經驗指標進行了較為深入的研究。在SCOR Version6.1模型中,由配送績效、訂單滿足率和訂單履行程度3個具體指標來體現供應鏈可靠性。霍佳震等認為,可用失去銷售百分比、準時交貨率和顧客抱怨率來描述供應鏈的可靠性。劉元洪、羅明在文獻中以復雜的制造業成員企業為模型,借鑒SCOR模型第一層績效性能指標,提出了供應鏈可靠性度量的多層次指標體系,得到部分學者的推廣和完善。
系統可靠性工程指標是指以可靠性工程理論為依據,用于度量系統可靠性的特征量。國內外學者認為,供應鏈是一個復雜系統,對供應鏈可靠性的研究符合系統科學的研究方法,因此,可類比運用可靠性工程的特征量對供應鏈可靠性進行度量。Thomas首次提出用可靠度來度量供應鏈系統的可靠性。杜志平在文獻中進一步提出用可靠度和可用度兩個指標來度量供應鏈系統的可靠性。后來,陳國華在總結經驗指標和系統可靠性工程指標的基礎上,提出用可靠度、可用度、失效頻度、平均修復時間和交付可靠性5個指標來度量供應鏈的可靠性,并給出了各指標的計算方法。
經驗指標雖然與實際聯系緊密,但是其憑借的是使用者的經驗。因此,經驗指標存在諸多不足:指標間的聯系通常被忽視;仍然存在難以量化的評價指標;最終的評價還需人為地分配指標權重,影響評估準確性。目前,在供應鏈可靠性評估研究方面,國內外學者更多地應用系統可靠性工程指標來評估供應鏈的可靠性。
二、供應鏈可靠性設計研究現狀
供應鏈可靠性設計是供應鏈可靠運作的前提和基礎,具有重要的戰略意義。為實現供應鏈設計的高可靠性,國內外學者主要從供應鏈節點企業優選和供應鏈冗余結構設計兩方面展開了較為深入的研究。
供應鏈節點企業優選是指根據供應鏈聯盟的生產和服務要求,選擇具有較高匹配度的企業來組建供應鏈網絡,是供應鏈可靠性設計的重要內容之一。目前,國內外學者在這方面的研究取得了較為豐碩的成果。針對供應鏈中的供應商選擇問題,文獻以質量、成本和可靠性3個標準作為評判的依據,嘗試應用AHP方法選擇最為合適的材料供應商;文獻考慮供應商選擇標準的有形特征(數據客觀性)和無形特征(數據主觀性),采用集成有形和無形標準的AHP方法實現對潛在供應商的評估和歸類;文獻提出了一個兩階隨機規劃模型并給出求解步驟,用以優化供應商的選擇,對沖可能出現的供應鏈中斷。
供應鏈冗余結構設計能有效提高供應鏈可靠性。文獻將冗余設計引入到供應鏈可靠性設計中,設計出了6種帶冗余的供應鏈結構。
供應商選擇問題是供應鏈節點企業優選研究的重點,學者們針對該問題提出了諸如AHP和數學規劃模型之類的方法或理論,但AHP方法中對指標選取的研究尚存不足,而數學規劃模型對假設和約束條件的針對性較強,影響了模型的推廣。與供應鏈節點企業優選研究視角不同,供應鏈冗余結構設計將供應鏈視為整體進行研究,通過可靠性計算可以鑒別所設計的供應鏈冗余結構的可靠度,但所用計算方法簡單地將供應鏈中涉及的各節點企業視為串并聯關系進行求取,方法的合理性有待深究。
三、供應鏈可靠性評估研究現狀
作為供應鏈可靠設計和供應鏈可靠性優化基礎性工作,供應鏈可靠性評估對于合理構建高可靠性的供應鏈虛擬聯盟,有效保障供應鏈的成功運作具有舉足輕重的作用。在評估對象方面,現有研究成果既有對供應鏈整體可靠性的評估研究,也有對供應鏈局部可靠性的評估研究;在評估方法方面,國內外學者廣泛借鑒其他領域的方法移植改進并應用到供應鏈可靠性的評估研究中,形成了多種供應鏈可靠性評估方法,拓展了供應鏈可靠性評估的研究思路。
(一)供應鏈整體可靠性評估
1.GO法
GO法是一種以成功為導向的系統概率分析技術,其基本思想是把系統原理圖、流程圖或工程圖直接翻譯成GO圖,利用GO模型中的操作符及信號流定量計算公式實現系統的可靠性分析。文獻在假定供應鏈為可修復系統的基礎上,將以制造企業為核心的三級供應鏈直接轉化為GO圖,通過層層遞推的GO運算求出各信號流的等效故障率,進而得到供應鏈中各消費點的等效可靠度。文中指出該方法不僅可以計算出整個過程的可靠性,還能得到各環節的可靠性。文獻借鑒的思路,將GO法用于分析軍事供應鏈的可靠性。文獻假定研究對象為以核心制造商為中心的三級供應鏈系統,歸納總結出供應商、制造商和銷售商成功運作的重要因素,以此為據構建三級供應鏈系統GO圖,并應用大量經營統計數據和操作符運算規則計算出供應鏈的可靠度。
2.特征值賦權法
文獻針對供應鏈可靠性評估方案存在的模型集成、數據集成和信息分層等難題,結合供應鏈系統的分布式和多層次特點,應用MAS(MultiAgent System)技術,采用結構分層的思想,將供應鏈分為系統級、子系統級和節點級三層,由底層至上層依次對供應鏈進行先局部后整體的可靠性評估。子系統級和系統級可靠性利用特征值賦權法實現對供應鏈整體可靠性的綜合評估。
3.蒙特卡洛仿真法
文獻以一家核心制造商為中心的三級供應鏈系統為研究對象,在對導致供應鏈失效的各種影響因素研究的基礎上,歸納總結出供應商、制造商和銷售商運作失效原因,并以此為據應用故障樹分析法原理,通過層層因果遞進分析構建出供應鏈失效診斷的一般模型。在此基礎上,應用蒙特卡洛方法分別產生隨機數來對運作失效原因進行仿真模擬,大量的仿真研究數據求得供應鏈可靠度和各底事件關鍵重要度。
4.馬爾可夫模型
文獻在構建了物流服務供應鏈二級結構圖基礎上,提出了一種基于Markov過程的系統可靠性分析模型,通過求解得到系統各狀態的穩態概率。文獻考慮到緩沖庫存和隨機到達的因素,在假定供應鏈中企業的修復時間和故障前工作時間服從指數分布且其參數不變的基礎上,運用馬爾可夫理論建立了多級串聯可修供應鏈的可靠性模型,通過概率狀態方程的方法來求解,實現了供應鏈可靠性評估。
5.最小路集法
文獻在對供應鏈可靠性進行設計時,將最小路集應用于供應鏈的可靠性計算。文獻研究網絡方法在復雜供應鏈系統可靠性中的應用,提出應用最小路集算法求取滿足需求的最小路集,進而計算出供應鏈的整體可靠性。
6.多層Bayes估計法
文獻假定供應鏈的無失效運行期服從指數分布,根據實證樣本無失效運行的數據,應用多層Bayes估計方法估計出失效率,間接獲知供應鏈網絡的可靠度。類似地,文獻引入失效樣本,將多層Bayes估計方法應用于戰略系統網絡供應鏈可靠度估計。
7.其他
文獻運用AHP方法提出了可靠性評估模型和方法,定量研究了幾種具有基本結構特點供應鏈的可靠性。文獻在綜合考慮時間及內外部影響因素的基礎上,運用有向二部圖和隨機過程建立了用于評估供應鏈可靠性的隨機模型,并給出了計算供需雙方失效概率的統一表達式。
綜上,學者們從不同的研究視角,在一定假設前提下提出了多種供應鏈整體可靠性評估方法,各種方法比較如表1所示。盡管這些方法能夠對供應鏈的整體可靠性進行定量描述和判斷,但現有方法多是在特定結構模型和假設條件下提出的,方法的普適性較差。
可靠性已知建立比較判斷矩陣,自動求取指標權重系數,加權求得可靠性
蒙特卡洛仿真法供應鏈失
效故障樹引起供應鏈失效的底層事件已知隨機模擬失效原因,
統計求得可靠性
馬爾科夫模型供應鏈系統可能出現的狀態特征節點企業失效率和修復率服從
指數分布定義系統狀態及隨機過程,
求解狀態轉移方程。
最小路集法供應鏈視為最小路集的并聯系統節點企業可靠性函數已知通過節點企業串聯求取最小路集可靠性,最小路集并聯求得供應鏈可靠性。
多層Bayes估計法視整條供應鏈
為一個樣本供應鏈有效期服從指數分布可靠性隨時間呈指數分布。
(二)供應鏈局部可靠性評估
1.節點企業可靠性評估
在文獻中的供應鏈分層結構中,最底層的節點Agent利用遺傳投影尋蹤方法對各節點企業進行可靠性評估。文獻針對供應鏈成員企業可靠性評價研究中量化分析模型缺乏的問題,通過分析影響因素,建立了供應鏈成員企業可靠性多層評價指標體系,根據評價指標具有“灰色”的特征,借鑒灰色理論建立了供應鏈成員企業可靠性多層次灰色關聯度綜合評價模型并詳細描述了模型的構建和實施。文獻在參考文獻的基礎上,應用BP神經網絡算法對供應鏈成員企業(制造企業)進行了可靠性評估,評估結果為模糊域(高、較高、低等)。為實現對投標企業可靠性評估,考慮到成員企業可靠性評價過程和結果模糊性特點,文獻根據成員企業間交易記錄,提出應用模糊邏輯來計算投標企業的可靠度。
從現有成果看,節點企業可靠性評估的基本思路是:選取評價指標,提出方法求取節點企業可靠性。盡管提出了一些方法,但關于節點企業評價指標的選取存在一定的主觀判斷。
2.環節可靠性評估
文獻考慮需求波動和因經營規模擴大而得到的經濟節約條件下的供應鏈網絡設計問題,提出了一種需求波動下估計工廠性能的可靠性評估方法。文獻在考慮價格、匯率風險和供應商支付可靠性的基礎上,提出用多目標二進制粒子群算法來研究供應鏈采購策略設計問題,使供應商支付可靠性最高。文獻提出將Shapley value法應用于可靠性增長模型中,研究供應鏈交易可靠性目標公平價格機制。
四、供應鏈可靠性優化研究現狀
供應鏈可靠性優化是供應鏈可靠性設計的有效補充,對于保障供應鏈高效運作,提升供應鏈整體可靠性具有重要的理論意義和實用價值。關于供應鏈可靠性優化方面的研究,國內學者陳國華等人借鑒系統可靠性工程的理論做了前期研究。
陳國華等學者應用概率重要度和關鍵重要度分別對供應鏈系統中的串、并聯結構模型進行了可靠性分析,提出了供應鏈可靠性優化方案,即:串聯結構的供應鏈適合從可靠性最低的節點著手;并聯結構的供應鏈適合從可靠性最高的節點著手,但同時應綜合權衡節點可靠性優化的難易程度及成本。在此基礎上,文獻進一步從概率重要度、關鍵重要度和成本三方面對供應鏈可靠性進行了優化。文獻提出采用設置倉庫的策略來保證供應鏈的可靠性,分析并論證了倉庫在提高系統可靠性方面的作用,同時對倉庫在整個供應鏈中的位置進行了優化,得出了優化結論。此外,文獻還提出可采用系統可靠性分配的方式來實現供應鏈可靠性優化。
針對供應鏈可靠性優化問題,學者們從概率重要度、關鍵重要度、成本及可靠性分配等方面給出了定性判斷,通過設置倉庫給出了優化供應鏈可靠性的定量策略。總體而言,現有供應鏈可靠性優化研究盡管取得了部分成果,但主要集中于對供應鏈可靠性的定性判斷,缺乏對優化措施的研究廣度和深度。
五、總結與展望
綜上可知,在研究規模方面,國內學者已開始涉足此領域,且取得了部分研究成果,而國外學者的研究相對較少;在研究模式方面,現有成果的基本研究思路主要借鑒系統可靠性工程理論展開研究,研究重點在供應鏈可靠性評估,研究方法以定量理論研究為主。具體地,供應鏈可靠性研究現狀可作如下總結:(1)供應鏈可靠性基礎理論研究尚處探索階段,缺乏權威且統一的認識。(2)供應鏈可靠性設計研究方面,國外學者趨向于研究供應商的選擇問題,而國內學者主要借鑒系統可靠性設計思路展開研究,如冗余設計。(3)供應鏈可靠性評估研究較為廣泛,但現有評估方法大多是在特定結構模型和假設條件下提出的,方法的普適性較差。(4)供應鏈可靠性優化研究主要集中在改善對象的定性判斷及系統可靠性分配等,研究廣度和深度不足。
綜合以上分析可知,國內外對于供應鏈可靠性的研究尚處起步階段,該領域還有諸多亟待研究的內容,具有較大的研究空間和價值。筆者認為,在未來的研究中,可以從以下幾個方面進行深入的探索和研究:(1)供應鏈可靠性基礎理論研究應深入開展實證研究。與電力網絡、通信網絡以及交通網絡等系統不同,供應鏈系統屬于社會學體系結構,需要在大量社會調研的基礎上得出對供應鏈可靠性的理性認知,進而將其升華為基礎理論。(2)供應鏈可靠性設計研究可按照供應鏈結構設計和供應鏈運作設計的思路展開。供應鏈結構設計廣泛借鑒系統工程設計思路,結合多種技術手段,保證供應鏈節點企業的高質量;供應鏈運作設計注重加強供應鏈聯盟的組織結構、監督機制及業務流程等設計,保證供應鏈運作的高效性。(3)供應鏈可靠性評估方法應盡可能同時實現對供應鏈局部和整體可靠性的測量。供應鏈可靠性指標、分布式技術手段以及電力網絡、通信網絡、交通網絡等系統可靠性評估研究成果為該方向的研究提供了可能。(4)供應鏈可靠性優化研究可向優化模型構建與求解方向拓展。參考文獻:
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Overview and Prospects of the Study on Supply Chain Reliability
LIN Yong1, JIANG Dali1, ZHU Guangfu2, ZENG Guoshan3
(1. Institute of Modern Logistics, Logistical Engineering University,
Chongqing 401311, P.R. China; 2. College of Business Administration,Chongqing City
Management College, Chongqing 401311, P.R. China; 3. PLA, Unit 73861, Yingtan 335000, P.R. China)
Abstract:
Supply chain reliability is an important indicator for measuring the supply chain quality of production and service, which has been aroused extensive attention by scholars at home and abroad after several supply chain disruption event occurred in recent years. In this paper, the research of supply chain reliability is overviewed from four aspects, namely, basic theory, design, evaluation and optimization, and the shortcomings existing in the field is summarized, research prospects is also given.
Key words: supply chain; reliability; design; evaluation; optimization
(責任編輯傅旭東)