許長(zhǎng)軍 劉大成 姜建華 梁順霞

(①清華大學(xué)工業(yè)工程系，北京 100084;②中國(guó)礦業(yè)大學(xué)管理學(xué)院，北京 100083)

制造環(huán)境的持續(xù)快速變化使得制造企業(yè)必須應(yīng)用以動(dòng)態(tài)聯(lián)盟為基礎(chǔ)的敏捷制造來(lái)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求變化，即敏捷競(jìng)爭(zhēng)模式使制造企業(yè)提供高質(zhì)量、低價(jià)格、多品種的產(chǎn)品成為可能。同時(shí)，企業(yè)的戰(zhàn)略重點(diǎn)也由傳統(tǒng)的“以生產(chǎn)為中心”轉(zhuǎn)向“以營(yíng)銷為中心”繼而轉(zhuǎn)向以“新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)為中心”，產(chǎn)品創(chuàng)新成為制造企業(yè)在市場(chǎng)上贏得競(jìng)爭(zhēng)，獲取利潤(rùn)的主要源泉。

在汽車制造行業(yè)，產(chǎn)品創(chuàng)新和敏捷供應(yīng)鏈已經(jīng)成為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。近年來(lái)，隨著汽車制造的發(fā)展，一些主機(jī)生產(chǎn)廠商和零部件生產(chǎn)廠商的關(guān)系已經(jīng)發(fā)生了很大變化，主機(jī)生產(chǎn)廠商與零部件生產(chǎn)廠商建立了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，并建立了全球采購(gòu)網(wǎng)絡(luò)，主機(jī)生產(chǎn)廠商把一些生產(chǎn)外包給合作的零部件生產(chǎn)廠商，在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目上也會(huì)優(yōu)先采用供應(yīng)商的技術(shù)。

本文以汽車產(chǎn)品創(chuàng)新為例，建立了產(chǎn)品創(chuàng)新供應(yīng)商評(píng)價(jià)模型，以有效規(guī)避產(chǎn)品研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，加快產(chǎn)品創(chuàng)新。

1 產(chǎn)品創(chuàng)新的供應(yīng)商評(píng)價(jià)流程

敏捷供應(yīng)鏈下產(chǎn)品創(chuàng)新的供應(yīng)商評(píng)價(jià)與傳統(tǒng)意義的供應(yīng)商評(píng)價(jià)存在較大的不同，需要從眾多的供應(yīng)商中選擇具有相關(guān)產(chǎn)品創(chuàng)新能力的供應(yīng)商，組建以制造商為核心的產(chǎn)品創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)快速產(chǎn)品的創(chuàng)新目標(biāo)。因此整個(gè)供應(yīng)商的評(píng)價(jià)過(guò)程應(yīng)突出與產(chǎn)品創(chuàng)新速度相關(guān)的指標(biāo)，以及為這些指標(biāo)賦予較大的權(quán)重系數(shù)，以此為切入點(diǎn)建立了與之相對(duì)應(yīng)的供應(yīng)商評(píng)價(jià)體系，采用了評(píng)價(jià)方法集成理論進(jìn)行側(cè)重評(píng)價(jià)。

產(chǎn)品創(chuàng)新的供應(yīng)商評(píng)價(jià)過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)演進(jìn)，同時(shí)帶有反饋的過(guò)程。假設(shè)排除由于某種特殊原因?qū)е?個(gè)或幾個(gè)供應(yīng)商突然加入的情況，整個(gè)評(píng)價(jià)過(guò)程可分為4個(gè)階段進(jìn)行，即供應(yīng)商的粗篩選、細(xì)篩選、精煉和確認(rèn)以及跟蹤總評(píng)價(jià)，與其相對(duì)應(yīng)的供應(yīng)商的評(píng)價(jià)有4個(gè)步驟，即可行性過(guò)濾、Pareto篩選、滿意度評(píng)價(jià)和合作效果評(píng)價(jià)，見(jiàn)圖1。

2 建立供應(yīng)商評(píng)價(jià)模型

2.1 基于DEA的供應(yīng)商定量評(píng)價(jià)

2.1.1 DEA 的基本模型

1978年Charnes A.和Cooper W.教授提出了數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)方法和模型。DEA方法的主要研究對(duì)象是決策單元(DMU)。通過(guò)比較一組同質(zhì)的DMU，并結(jié)合DMU線性的輸入和輸出，分析每個(gè)DMU的相對(duì)有效性，可以得到有效活動(dòng)的包絡(luò)曲面。供應(yīng)商候選人可被看作決策單元。假設(shè)有n個(gè)供應(yīng)商，每個(gè)供應(yīng)商有p種類型的輸入，以及q種類型的輸出，可以得到基本的DEA評(píng)價(jià)模型:

式中:yj為供應(yīng)商j的輸出評(píng)價(jià)指標(biāo);p為指標(biāo)yj的數(shù)量;xj為供應(yīng)商j的輸入評(píng)價(jià)指標(biāo);q為指標(biāo)xj的數(shù)量;u、v為評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。

為了便于求解等式(1)，利用Charnes－Cooper變換，得到線性規(guī)劃模型:

模型中，通過(guò)優(yōu)化有效指標(biāo)確定相應(yīng)每個(gè)輸入向量和輸出向量的權(quán)重。這個(gè)模型幫助處理輸入和輸出中不確定的權(quán)重信息問(wèn)題，防止人為主觀地給定權(quán)重。這里假定評(píng)價(jià)有效性的約束是所有供應(yīng)商候選人的效率評(píng)價(jià)指標(biāo)最大值為1。當(dāng)供應(yīng)商j的效率值為1時(shí)，就意味著供應(yīng)商是相對(duì)有效的;當(dāng)供應(yīng)商的效率值小于1時(shí)，就意味著供應(yīng)商j是相對(duì)無(wú)效的。模型的結(jié)果也反應(yīng)了相對(duì)有效的供應(yīng)商之間的差別。如果將這些指標(biāo)重新處理，可以得到每個(gè)供應(yīng)商依次的相對(duì)有效性。

2.1.2 帶有決策偏好約束的錐比例C2WH模型

考慮到在實(shí)際中買方選擇供應(yīng)商時(shí)經(jīng)常帶有明顯的決策偏好，可以修正DEA的基本模型，選擇帶有決策偏好約束的錐比例C2WH模型為實(shí)際的DEA分析模型。當(dāng)決策單元DMU0∈{DMUj}時(shí)，得到其C2WH模型:

在等式(3)中，V?，U?，K?收斂于凸錐，并且InvV≠Φ，InvU≠Φ。這里對(duì)所評(píng)價(jià)的供應(yīng)商選擇不同權(quán)重，分析結(jié)果，找到滿意的供應(yīng)商。

2.1.3 基于DEA的供應(yīng)商選擇方法的不足

雖然基于DEA的供應(yīng)商選擇方法使得供應(yīng)商的整體效率更客觀，但權(quán)重的精確選擇使那些在少數(shù)指標(biāo)有利而其他多數(shù)指標(biāo)不利的供應(yīng)商成為相對(duì)有效的得利者。所以，有必要將智能準(zhǔn)則引入到?jīng)Q策過(guò)程。選擇網(wǎng)絡(luò)層次分析法(ANP)作為智能準(zhǔn)則，以彌補(bǔ)評(píng)價(jià)過(guò)程中DEA的不足。

2.2 建立以ANP為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)包絡(luò)分析集成的評(píng)價(jià)模型

2.2.1 ANP 方法介紹

AHP方法是Thomas L.Saaty在1970年提出的，其核心是把決策問(wèn)題分為多層次的遞階控制關(guān)系，而系統(tǒng)劃分層次且只考慮上層元素對(duì)下層元素的支配作用。同一層次中的元素被認(rèn)為是彼此獨(dú)立的，這種遞階次結(jié)構(gòu)雖然給處理系統(tǒng)問(wèn)題帶來(lái)了方便，同時(shí)也限制了它在復(fù)雜決策問(wèn)題中的應(yīng)用。在許多實(shí)際問(wèn)題中，各層次內(nèi)部元素往往是依存的，下層元素對(duì)上層元素亦有反支配作用，即存在反饋。此時(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更類似于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?；谶@種考慮，1996年Saaty提出了網(wǎng)絡(luò)分析法(ANP)。ANP將系統(tǒng)元素劃分為控制層與網(wǎng)絡(luò)層兩大部分。第一部分稱為控制因素層，包括問(wèn)題目標(biāo)及決策準(zhǔn)則。所有的決策準(zhǔn)則均被認(rèn)為是彼此獨(dú)立的，且只受目標(biāo)元素支配?？刂埔蛩刂锌梢詻](méi)有決策準(zhǔn)則，但至少有一個(gè)目標(biāo)。控制層中每個(gè)準(zhǔn)則的權(quán)重均可用傳統(tǒng)AHP方法獲得。第二部分為網(wǎng)絡(luò)層，它是由所有受控制層支配的元素組組成的，其內(nèi)部是互相影響的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由于網(wǎng)絡(luò)分析法考慮了不同的層次之間的反饋和同層元素之間的相互依存關(guān)系，因此在確定權(quán)重的時(shí)候，就比層次分析法復(fù)雜得多，不再是簡(jiǎn)單的兩兩元素對(duì)上層元素的比較。

2.2.2 建立以ANP為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)包絡(luò)分析集成的評(píng)價(jià)模型

ANP法的判斷矩陣是由評(píng)價(jià)者或?qū)＜医o定的，因此其一致性必然受到有關(guān)人員的知識(shí)結(jié)構(gòu)、判斷水平及個(gè)人偏好等許多主觀因素的影響。DEA以各決策單元的輸入輸出指標(biāo)的權(quán)重為變量，避免了實(shí)現(xiàn)確定各指標(biāo)在優(yōu)先意義下的權(quán)重，使之受不確定的主觀因素的影響比較小。充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，將使綜合評(píng)價(jià)方法更加完善。

ANP反映決策者的主觀偏好，DEA反映基于供應(yīng)商有效性基礎(chǔ)上的屬性數(shù)值之間客觀存在的關(guān)系。為使求得的準(zhǔn)則權(quán)重綜合反映主觀和客觀的關(guān)系，充分體現(xiàn)ANP和DEA的優(yōu)點(diǎn)，用線性加權(quán)的方法確定綜合權(quán)重，即

式中:w*為綜合權(quán)重;α為主觀偏好系數(shù);1－α為客觀偏好系數(shù);ω為ANP權(quán)重;Ψ為DEA權(quán)重。其中α∈［0，1］，α的具體數(shù)值，由決策者根據(jù)偏好給出。

在實(shí)際工作中，用兩種方法相結(jié)合確定供應(yīng)商選擇準(zhǔn)則的綜合權(quán)重，具有較高的準(zhǔn)確價(jià)值。

3 案例研究

一家汽車制造企業(yè)，為滿足客戶需求，要提升某種車型并快速占領(lǐng)該產(chǎn)品市場(chǎng)，同時(shí)提高利潤(rùn)降低成本。

基于敏捷制造動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的思想，該企業(yè)科學(xué)評(píng)價(jià)選擇供應(yīng)商建立產(chǎn)品創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)共同研發(fā)產(chǎn)品。

3.1 建立網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)構(gòu)ANP

根據(jù)前面的分析，可建立基于ANP＆DEA的產(chǎn)品創(chuàng)新評(píng)價(jià)體系。在這個(gè)體系中，選擇需求設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)、原型設(shè)計(jì)作為合作的主要指標(biāo)。把提升產(chǎn)品作為目標(biāo)層，把需求設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)、原型設(shè)計(jì)作為評(píng)價(jià)因素，建立產(chǎn)品創(chuàng)新評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖2所示。按超矩陣計(jì)算程序，反復(fù)計(jì)算2k+1(k→+∞)次，矩陣演進(jìn)42次的時(shí)候，結(jié)果變成穩(wěn)定矩陣(如表1、表2所示)。

表1 網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)則下的超矩陣分析

表2 基于控制準(zhǔn)則的超矩陣演化

表3 30選9供應(yīng)商DEA超效率分析

3.2 通過(guò)ANP＆DEA評(píng)價(jià)模型計(jì)算分析

每個(gè)供應(yīng)商的ANP綜合指標(biāo)權(quán)重由子系統(tǒng)指標(biāo)權(quán)重相加獲得。綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)是每個(gè)單項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的和。權(quán)重值通過(guò)ANP方法公式計(jì)算得到(如表1、表2)。通過(guò)評(píng)價(jià)系統(tǒng)從30家供應(yīng)商中最終選擇了9家供應(yīng)商。為了比較權(quán)重，通過(guò)表3進(jìn)行超效率分析。

根據(jù)專家打分和實(shí)踐檢驗(yàn)，主觀因素是0.6，客觀因素是0.4，根據(jù)綜合權(quán)重公式(4)計(jì)算得到9家供應(yīng)商的綜合權(quán)重值(如表4)。根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，最后從9家供應(yīng)商中選擇6家進(jìn)入產(chǎn)品創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，這6家供應(yīng)商在制造行業(yè)中技術(shù)水平處于領(lǐng)先地位。

4 結(jié)語(yǔ)

本文綜合經(jīng)濟(jì)、管理、系統(tǒng)工程和應(yīng)用數(shù)學(xué)方法，將產(chǎn)品創(chuàng)新的供應(yīng)商理論和技術(shù)引入到敏捷供應(yīng)鏈管理中，根據(jù)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的不同階段，研究建立了供應(yīng)商選擇系統(tǒng)。

表4 DEANP評(píng)價(jià)分析和排序

［1］汪定偉.敏捷制造的ERP及其決策優(yōu)化［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

［2］趙小惠.支持產(chǎn)品創(chuàng)新的供應(yīng)商管理［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2005.

［3］Charnes A，Cooper W W，Thrall R M.A structure for classifying and characterizing efficiencies in data envelopment analysis［J］.Journal of Productivity Analysis，1991(2).197 －237.

［4］劉大成，鄭力，張伯鵬，等.面向敏捷供應(yīng)體系虛擬企業(yè)的建造［J］.制造技術(shù)與機(jī)床，1999(10):18－20.