(1.上海理工大學(xué)管理學(xué)院,上海，200093；2.萬達信息股份有限公司，上海，201112)

1 引言

隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，企業(yè)借助信息化技術(shù)對人、財、物的集成與優(yōu)化，實現(xiàn)企業(yè)在時間、資源、環(huán)境等方面的合理化應(yīng)用，提高企業(yè)的收益和市場競爭力.而企業(yè)由于在人、財、物等多因素條件的限制，不可能一次性對內(nèi)部多個信息化項目進行建設(shè)與優(yōu)化，其過程必然是循序漸進的.

近年來，不少學(xué)者在項目實施管理方面進行了深入研究[1].在項目實施決策方面，基于技術(shù)之間的作用提出了技術(shù)選擇項目實施順序的決策支持模型[2-3]，同時，考慮項目間協(xié)同與資金配置關(guān)聯(lián)效應(yīng)，通過建立協(xié)同效應(yīng)與資金配置的數(shù)學(xué)模型，并通過實例驗證，為制造業(yè)企業(yè)選擇信息系統(tǒng)提供決策支持[3,22].此外，在項目實施過程中兼顧多影響因素前提下，決策者結(jié)合企業(yè)特征、管理目標、建設(shè)生命周期等因素，建立了漸進式分階段ERP子系統(tǒng)實施順序決策模型方法[5-7].總之，在各類項目推進順序及協(xié)同創(chuàng)新方面取得不錯的成果[8-11].在涉及到多個影響因素的信息系統(tǒng)項目推進實施決策研究中，在企業(yè)和政府各類項目都取得一定研究成果.但管理信息系統(tǒng)項目的規(guī)劃與實施研究甚多，對各個信息子系統(tǒng)項目實施先后順序的研究并不多見.而信息系統(tǒng)的實施順序是信息系統(tǒng)實施過程的重點，其不僅能保證實施后整體效果達到較優(yōu)，同時也能對實施過程進行優(yōu)化與降低項目成本，實現(xiàn)效益最大化.

機場信息化項目與一般的企業(yè)或政府信息化項目不同，在推進項目實施的時候一方面要兼顧政府層面的政策需求，另一方面也要考慮機場自身多方面的效益問題.如何確保效益最大化的情況下協(xié)同推進方面研究并不多.本文基于已有研究的成果與經(jīng)驗[12-16]，結(jié)合機場信息化項目建設(shè)的特點，將機場集團多系統(tǒng)建設(shè)投資收益、建設(shè)周期、系統(tǒng)之間的協(xié)同效應(yīng)考慮在內(nèi)[24-25]，在可用建設(shè)資金和規(guī)劃時間的約束條件下，建立機場集團信息系統(tǒng)實施推進順序決策模型，以此為機場信息化項目建設(shè)實施推進順序提供決策依據(jù)和參考.

2 模型建立及求解

2.1 模型建立

考慮協(xié)同效應(yīng)的機場多信息系統(tǒng)實施推進順序，其決策模型的主要步驟包括如下幾個方面：

第一步：確定狀態(tài)矩陣

將機場集團信息系統(tǒng)建設(shè)包含的子系統(tǒng)個數(shù)作為信息化建設(shè)的狀態(tài)，即狀態(tài)n表示機場信息系統(tǒng)建設(shè)包含n個子系統(tǒng).假定信息系統(tǒng)建設(shè)過程中，子系統(tǒng)是逐步實施的，則可以得到機場集團信息化建設(shè)的狀態(tài)矩陣為：

(1)

其中，m表示已在使用的子系統(tǒng)，n表示亟待建設(shè)的子系統(tǒng)，aij是狀態(tài)矩陣中的元素，其取值為0和1.當(dāng)aij=1時，表示在第i個狀態(tài)下第j個子系統(tǒng)已被投入使用；當(dāng)aij=0意味著在第i個狀態(tài)下第j個子系統(tǒng)還未建設(shè).

第二步：確定子系統(tǒng)編號集

用X表示對已被投入使用的子系統(tǒng)的編號，編號順序采用被建設(shè)的優(yōu)先順序，即X=[1,2,…,m]；對未建設(shè)的子系統(tǒng)用Y表示，即Y=[m+1,m+2,m+n].

第三步：構(gòu)建狀態(tài)收益函數(shù)

記整個信息系統(tǒng)在第i個狀態(tài)下的最優(yōu)收益為Ui，其表達式為：

(2)

其中，uj表示子系統(tǒng)在一定時間范圍內(nèi)的平均收益；ti表示第i個狀態(tài)下信息系統(tǒng)建設(shè)所需的時間；Sij表示在第i個狀態(tài)下第j個子系統(tǒng)的功能增強系數(shù).

第四步：建立信息系統(tǒng)實施推進順序決策模型

在一定時間范圍內(nèi)，多信息系統(tǒng)項目建設(shè)的整體收益U包含當(dāng)前順序模型下各個狀態(tài)的收益，即U=∑Ui.在此基礎(chǔ)上，結(jié)合信息系統(tǒng)建設(shè)周期及建設(shè)過程中的可用資金，得到機場集團信息系統(tǒng)實施順序決策模型為：

(3)

其中，C表示一定時間范圍內(nèi)信息系統(tǒng)建設(shè)的可用資金；T表示信息系統(tǒng)建設(shè)周期；cj表示實施子系統(tǒng)j所需的資金；tj表示子系統(tǒng)j建設(shè)所需要的時間.

第五步：模型參數(shù)求解

針對模型中每個狀態(tài)下收益函數(shù)的參數(shù)uj，Sij，ti采用不同的方法進行規(guī)劃求解，得到不同狀態(tài)矩陣下的模型收益函數(shù)值.

第六步：確定決策結(jié)果

通過比較所有不同狀態(tài)矩陣下的收益函數(shù)值，選擇最大函數(shù)值所對應(yīng)狀態(tài)矩陣下的順序，作為子系統(tǒng)實施順序決策結(jié)果.

2.2 模型求解

機場集團信息系統(tǒng)實施順序決策模型式(3)本質(zhì)上是0-1規(guī)劃求解問題，因此該模型的求解可采用逐步求解方法.首先對模型中的三個重要參數(shù)uj，Sij，ti求解，然后采用遍歷搜索模型的最優(yōu)解.

2.2.1 參數(shù)uj的求解

uj是子系統(tǒng)在一定時間范圍內(nèi)的平均收益，而信息系統(tǒng)建設(shè)作為一個長期項目，項目收益自然存在著無形收益、收益滯后等難以量化的問題[15-17].因此，本文結(jié)合相關(guān)學(xué)者的研究經(jīng)驗，從機場集團特性和機場各關(guān)鍵因素對市場競爭力的貢獻兩方面來綜合求解子系統(tǒng)在一定時間內(nèi)的平均收益.

機場特性是機場集團的運營與環(huán)境特性，其對機場優(yōu)化后的信息系統(tǒng)產(chǎn)生的收益起著至關(guān)重要的作用，而產(chǎn)生作用的大小可通過將機場各子系統(tǒng)的特點與相關(guān)文獻對機場信息系統(tǒng)的研究成果相結(jié)合進行一定的主觀估計.機場部分特性要素如表1所示[17].

表1 機場特性要素

因此，機場信息系統(tǒng)的平均收益可表示為：

(4)

機場的競爭力的關(guān)鍵影響因素主要包含生產(chǎn)運營、財務(wù)管理和服務(wù)質(zhì)量3個方面.依據(jù)這3個競爭關(guān)鍵要素，可設(shè)計相應(yīng)的評估指標體系，運用賦權(quán)法對各個指標進行加權(quán)，以反映機場集團的競爭力水平[19-21].

圖1給出了一個機場競爭關(guān)鍵要素的參考指標體系，每個子系統(tǒng)對機場競爭關(guān)鍵要素的影響大小是不一致的.通過對機場集團上層領(lǐng)導(dǎo)的匿名問卷調(diào)查，采用Saaty[23]標度法對各項關(guān)鍵競爭要素賦權(quán)，同樣采用10分制原則確定待建設(shè)系統(tǒng)對關(guān)鍵要素的貢獻.因此，子系統(tǒng)對機場競爭關(guān)鍵要素貢獻的得分結(jié)果可表示為：

圖1 機場競爭關(guān)鍵要素參考指標體系

(5)

(6)

2.2.2 參數(shù)Sij的求解

Sij是第i個狀態(tài)下第j個子系統(tǒng)的功能增強系數(shù).各子系統(tǒng)之間能夠?qū)崿F(xiàn)整體效益最大化，是由于彼此之間基于數(shù)據(jù)中心的信息“流動”，彼此之間相互合作形成的.因此，可基于數(shù)據(jù)中心的各個子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，通過分析其信息“流動”為其他子系統(tǒng)帶來的效益，來確定協(xié)同效應(yīng)系數(shù)矩陣S[22-25].

(7)

其中，sij表示第i個子系統(tǒng)在第j個子系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)流的支持下，其功能相對于自身原有功能的增強程度，其值可通過機場內(nèi)部各子系統(tǒng)人員研究討論確定，亦可通過匿名訪問專家來定.該系數(shù)矩陣滿足以下條件：

(1)協(xié)同系數(shù)矩陣的主對角線元素均為“1”，即子系統(tǒng)與自身的協(xié)同系數(shù)為“1”.

(2)將未使用其他子系統(tǒng)數(shù)據(jù)流的子系統(tǒng)協(xié)同系數(shù)設(shè)置為“0”.

(3)對已建設(shè)好的子系統(tǒng)，其彼此之間相應(yīng)的協(xié)同系數(shù)為“0”.假設(shè)系統(tǒng)1和系統(tǒng)2均已投入使用，則s12=s21=0.

因此，第i個狀態(tài)下第j個子系統(tǒng)的功能增強系數(shù)為：

(8)

在機場信息系統(tǒng)建設(shè)過程中，每個狀態(tài)應(yīng)有一個相應(yīng)的協(xié)同系數(shù)矩陣.因此，在當(dāng)前狀態(tài)k下，假設(shè)已被投入使用的子系統(tǒng)的集合為Ek，當(dāng)i?Ek或j?Ek時，sij=0，否則保留原值.例如，假設(shè)當(dāng)前狀態(tài)下的協(xié)同系數(shù)矩陣S和狀態(tài)矩陣A如下時：

(9)

在狀態(tài)矩陣中，第2狀態(tài)下第1個子系統(tǒng)還未建設(shè)，即s12=s13=s21=s31=0，此時，第2狀態(tài)下的第2，3子系統(tǒng)的功能增強系數(shù)可表示為：

S22=s22+s23，

S23=s32+s33.

2.2.3 參數(shù)tj的求解

tj表示子系統(tǒng)j建設(shè)所需要的時間，也等價于從當(dāng)前狀態(tài)到下一個狀態(tài)建設(shè)的時間間隔.假設(shè)待建設(shè)的子系統(tǒng)的數(shù)量為h(1≤h≤n).

當(dāng)m≤i

當(dāng)i=m+h時，

2.2.4 模型求解分析

在模型中，已經(jīng)建設(shè)的子系統(tǒng)，其對應(yīng)的狀態(tài)矩陣元素為“1”，即j∈X且i≥j時，aij=1，其余元素均為“0”.因此，模型只需求解i和j的范圍同時在[m,m+n]之間的aij，由此建立的待建設(shè)子系統(tǒng)的狀態(tài)決策樹如圖2所示[22].

圖2 待建設(shè)子系統(tǒng)狀態(tài)決策樹

針對圖2中的任意一個節(jié)點，在滿足可用資金及信息系統(tǒng)建設(shè)周期的前提下，當(dāng)當(dāng)前狀態(tài)滿足約束條件而其對應(yīng)的下一個狀態(tài)不滿足時，則當(dāng)前狀態(tài)與其父輩狀態(tài)組成狀態(tài)矩陣，進而可計算模型收益，最終從可行解中找出最大值作為該模型的最優(yōu)解，其所對應(yīng)的狀態(tài)矩陣作為子系統(tǒng)實施的順序.

同時，從決策樹圖中可以看到，當(dāng)在一定時間內(nèi)待建設(shè)的子系統(tǒng)過于繁多時，模型遍歷求解的可能性組合會出現(xiàn)“爆炸”現(xiàn)象.在這種情況下，可通過將相關(guān)性強的子系統(tǒng)進行“捆綁”合成一個臨時系統(tǒng)，待“捆綁”系統(tǒng)建設(shè)順序確定后，將其解綁再進行一次模型求解，這樣在很大程度上可以減少模型求解的運算次數(shù)，降低模型復(fù)雜度.

3 實證分析

某機場集團股份有限公司為新機場實施建設(shè)SAP-ERP系統(tǒng)項目發(fā)出招標公告，該新型機場計劃在1年內(nèi)引入包含財務(wù)管理系統(tǒng)、人力資源系統(tǒng)、生產(chǎn)運營管理子系統(tǒng)在內(nèi)的SAP子系統(tǒng).該機場在SAP-ERP系統(tǒng)實施建設(shè)中計劃投入850萬元以支持系統(tǒng)的建設(shè).新機場引進SAP財務(wù)管理子系統(tǒng)預(yù)計花費300萬，建設(shè)時間預(yù)計需要4-5個月；人力資源管理子系統(tǒng)預(yù)計230萬，建設(shè)時間預(yù)計需要2-3個月；生產(chǎn)運營管理子系統(tǒng)預(yù)計260萬，建設(shè)時間預(yù)計需要3-4個月.

通過對案例的分析，該機場建設(shè)SAP系統(tǒng)的可用資金和子系統(tǒng)建設(shè)最長時間滿足約束條件.因此，將財務(wù)管理系統(tǒng)、人力資源系統(tǒng)、生產(chǎn)運營管理系統(tǒng)按順序編號為“1”，“2”和“3”，則C1=300萬，C2=230萬，C3=260萬，C=850萬，t1=5個月，t2=3個月，t3=4個月.由于新機場剛成立，尚未有成熟的系統(tǒng)建成，因此X=φ，未建設(shè)子系統(tǒng)的集合Y=[1,2,3].

依據(jù)可用資金和建設(shè)周期的約束，得到以下6種可行的狀態(tài)矩陣：

結(jié)合相關(guān)文獻資料[6,11,14,15,17,18]及與專家之間的探討，機場行業(yè)三個子系統(tǒng)之間的協(xié)同系數(shù)矩陣如表2所示.

表2 機場子系統(tǒng)協(xié)同系數(shù)矩陣

上述矩陣中，假設(shè)財務(wù)管理系統(tǒng)在未使用運營數(shù)據(jù)前的機場收益為100，利用生產(chǎn)運營系統(tǒng)傳遞的旅客量數(shù)據(jù)、貨運量數(shù)據(jù)、票務(wù)數(shù)據(jù)等，使得財務(wù)管理賬目更加明細，資金運轉(zhuǎn)更加順暢后，機場收益增值到140，因此可得到財務(wù)系統(tǒng)在使用運營數(shù)據(jù)后的協(xié)同系數(shù)為0.4.

因此，通過計算可以得到，在第一種系統(tǒng)建設(shè)順序即A1下：

S11=1,

S21=1.2，S22=1.3,

S31=1.6，S32=1.4，S33=1.3,

U11=5×1×0.41=2.05,

U12=3×(0.41×1.2+0.18×1.3)=2.178,

U13=4×(0.41×1.6+0.18×1.4+0.41×1.3)=5.764,

U1=U11+U12+U13=9.992,

其中，U11表示在第一種順序A1第1狀態(tài)下的收益，U12和U13類推.

同理，可求得其他5種順序下的綜合收益分別為：

U2=10.637,U3=9.934,U4=10.341,U5=11.293,U6=10.792.

在以上6種不同的實施順序下，U5收益值最高，其所對應(yīng)的A5狀態(tài)下的系統(tǒng)建設(shè)順序為：生產(chǎn)運營管理系統(tǒng)、財務(wù)管理系統(tǒng)、人力資源管理系統(tǒng).

上述實施順序結(jié)果的得出合理且符合現(xiàn)實需求，具體體現(xiàn)在如下幾個方面：首先，從現(xiàn)實意義來講，由于該新機場處于建成初期，建設(shè)相應(yīng)的生產(chǎn)運營系統(tǒng)能夠使該機場更早地安全投入使用，且隨后建設(shè)的財務(wù)管理系統(tǒng)更促進了機場的高效運營.其次，從理論收益最大化看，機場的生產(chǎn)運營直接影響著機場的收益，而機場盈虧、收益后的再投資是由財務(wù)管理系統(tǒng)依據(jù)財務(wù)報告所決定的，而人力資源管理系統(tǒng)則是通過優(yōu)化人力資源降低成本間接影響機場收益.因此，綜合多方面的因素，該模型得出的決策結(jié)果具有較高的現(xiàn)實性與合理性，可作為機場集團高層進行決策的參考.

4 結(jié)論

機場集團信息化建設(shè)為機場管理與服務(wù)提升同時兼顧成本與效益，是極為重要的問題.通過建立機場集團信息系統(tǒng)實施順序決策模型，綜合機場信息系統(tǒng)建設(shè)資金狀況、系統(tǒng)建設(shè)周期、各子系統(tǒng)之間的協(xié)同效應(yīng)，為機場集團管理者做出決策提供技術(shù)支持.本文所提出的模型不僅體現(xiàn)了機場通過信息系統(tǒng)建設(shè)實現(xiàn)機場效益最大化的目的，還充分結(jié)合了信息系統(tǒng)建設(shè)的過去、當(dāng)前及未來的狀態(tài)，且通過實例分析驗證了該模型的可行性，為機場信息化系統(tǒng)項目推進建設(shè)提供了一種合理順序輔助決策技術(shù)手段，同時也為機場運營管理效益的提升奠定一種新的有效方法.

由于機場信息化建設(shè)涉及的諸多影響因素，本文考慮了內(nèi)部信息化項目協(xié)同，對外部影響因素如供應(yīng)商實施能力、機場客流量不同時期分布等考慮不夠，筆者后續(xù)將另行撰文研究.