潘燕華，王 克，王 平

(1.江蘇科技大學 經(jīng)濟管理學院,江蘇 鎮(zhèn)江 212003；2.江蘇科技大學 服務制造模式與信息化研究中心,江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

0 引言

隨著工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、中國制造2025等先進制造發(fā)展戰(zhàn)略的相繼提出，云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了空前的發(fā)展，同時“互聯(lián)網(wǎng)+制造”[1]、服務型制造[2]、云制造[3]等先進制造模式正逐步引領(lǐng)傳統(tǒng)制造企業(yè)向數(shù)字化制造、智能化制造發(fā)展。而航空航天產(chǎn)品、大型武器裝備產(chǎn)品、船舶產(chǎn)品等大型復雜產(chǎn)品通常由多部件組成，其設(shè)計、制造、總裝周期相對較長，研發(fā)成本、技術(shù)含量、集成度高、規(guī)模大，同時在各生產(chǎn)設(shè)計階段，需要眾多相關(guān)專業(yè)公司密切協(xié)作，共同完成[4]。云計算技術(shù)能夠為復雜產(chǎn)品全生命周期的企業(yè)間協(xié)作提供有力的支撐，使得企業(yè)可以將精力聚焦于提升核心競爭能力，進一步提升社會資源的利用效率和社會效益。但是，云計算環(huán)境下資源的海量匯聚，同樣為價值鏈合作伙伴的選擇帶來了挑戰(zhàn)。

現(xiàn)階段國內(nèi)外學者從多個視角對合作伙伴選擇問題作了大量研究，并取得了豐碩的成果。主要包括如下幾個方面：

(1)研究對象方面 大量學者[5-8]以虛擬企業(yè)為研究主體，通過聚類法、模糊評價法等方法建立合作伙伴選擇模型，實現(xiàn)對候選企業(yè)的選擇。

(2)研究視角方面 VASUDEVA等[9]從制度視角、BUNDUCHI[10]從信任視角、李柏洲等[11- 12]從合作創(chuàng)新視角對合作伙伴進行組合優(yōu)選。

(3)研究方法方面 邵際樹等[13]、WANG等[14]利用改進的灰色理論、張樹山等[15]基于三角模糊數(shù)的網(wǎng)絡層次分析法(Analytic Network Process,ANP)和逼近理想解排序法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution,TOPSIS)集成方法、袁華等[16]分別基于復雜網(wǎng)絡構(gòu)建合作伙伴優(yōu)選模型。

可見，現(xiàn)有研究主要基于不同視角，通過運用更為智能化的方法對傳統(tǒng)環(huán)境下的合作伙伴選擇問題進行探討，而云計算環(huán)境下價值鏈節(jié)點企業(yè)同虛擬企業(yè)相比，其敏捷性、動態(tài)性、分散性、異構(gòu)性、協(xié)作性特征更加明顯[17]，同時復雜產(chǎn)品因結(jié)構(gòu)上的復雜性導致價值鏈組建過程復雜，成員價值取向多元?？赏貙W可以從定性和定量的角度研究事物的可拓性和事物開拓的規(guī)律，分析物元結(jié)構(gòu)和相互關(guān)系，有效地將事物中存在的矛盾問題轉(zhuǎn)換為相容問題，最大限度地優(yōu)化指標融合的結(jié)果[18-19]。因此，本文在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈構(gòu)成及運營的特點，應用可拓學理論構(gòu)建云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈合作伙伴選擇模型，實現(xiàn)云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈節(jié)點企業(yè)的優(yōu)選，以期為云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈合作伙伴的選擇提供有價值的參考。

1 可拓理論基本概念

可拓理論是1983年我國學者蔡文創(chuàng)立的一門新興學科，作為數(shù)學、系統(tǒng)科學和思維科學的交叉科學，可拓理論通過引入關(guān)聯(lián)函數(shù)使評價精細化、定量化[20]，通過定性指標的定量化表達[21]，將“具有某種性質(zhì)的”的定性描述補充擴展至“具有某種性質(zhì)的程度”的定量描述，不僅可以客觀地反映評價對象的評價等級，還能準確地描述評價對象各項指標由量變到質(zhì)變的過程[22]。從新的角度為人們認識和分析現(xiàn)實世界、解決現(xiàn)實世界中的矛盾問題提供了一種方法論[23]?？赏乩碚摶靖拍钊缦拢?/p>

(1)物元 描述事物的基本元，是可拓理論最基本的邏輯單元，任何事物都可以表達為物元。物元將事物、事物的特征以及特征值有機地結(jié)合起來，反映事物質(zhì)與量的辯證關(guān)系，以有序三元組R=(N,c,v) 來表達。其中N表示事物，c表示特征，v表示N關(guān)于c所取的量值，這三者稱為物元的三要素[24]。若一個事物有n個特征，則稱R=(N,ci,vi),i=1,2,…,n，為n維物元。如果量值v具有不確定性，便稱其為熵物元。若事物N有n個特征c1,c2,…cn和對應的模糊量值v1,v2,…,vn，則稱R為n維熵物元[25]。

(3)距 設(shè)x0為實域(-∞,+∞)上的任一點，X0=(a,b)為實域上任一區(qū)間，稱ρ(x0,X0)=|x-(a+b)/2|-(b-a)/2為點x0與區(qū)間X0之距[19]。

(4)位值 設(shè)X0=(a,b)，X=(c,d)，則點x與區(qū)間X0=(a,b)和區(qū)間X=(c,d)組成的區(qū)間套的位置規(guī)定為:

2 基于可拓物元的復雜產(chǎn)品價值鏈合作伙伴選擇模型設(shè)計

根據(jù)可拓物元理論，構(gòu)建云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈合作伙伴選擇模型。首先分析候選合作伙伴所涉及的各個指標，并獲取各指標的量值，而后建立云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈合作伙伴選擇模型，最終以定量化的數(shù)值表示合作伙伴選擇的結(jié)果。本文參考文獻[25]中模型構(gòu)建方法，并引入信息熵，建立云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈合作伙伴選擇的復合物元模型，解決價值鏈構(gòu)建過程中指標體系復雜、部分指標間存在關(guān)聯(lián)或沖突的問題，增大合作伙伴選擇的客觀性。

定義1云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈候選合作伙伴n維復合物元。設(shè)云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈在某一節(jié)點上存在著m個潛在合作伙伴，同時用n項指標評價復雜產(chǎn)品價值鏈候選合作伙伴，則稱其為具有m個節(jié)點的復雜產(chǎn)品價值鏈候選合作伙伴n維復合物元，記為Rmn，

(1)

式中：Mi為復雜產(chǎn)品價值鏈某一節(jié)點下的第i個候選企業(yè)，cj為價值鏈候選合作伙伴的第j項指標，與其相應的量值用xij(1≤i≤m,1≤j≤n)表示。模型通過引入復雜產(chǎn)品候選合作伙伴n維復合物元，實現(xiàn)了對復雜產(chǎn)品價值鏈上所有候選企業(yè)的量化描述。

定義2云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈候選合作伙伴n維復合物元標準化處理。云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品由于結(jié)構(gòu)上的復雜性，其價值鏈參與主體眾多，所涉及產(chǎn)品在生產(chǎn)設(shè)計加工等不同階段具有不同的指標，而不同指標所具有的不同含義使得指標值的計算方法也各不相同，從而導致指標的量綱各異。因此，對各指標通過向量歸一化法進行標準化處理。即

因此標準化后的云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈候選合作伙伴n維復合物元:

(2)

由于客觀事物同樣具有一定的不確定性和復雜性，且復雜產(chǎn)品因結(jié)構(gòu)上的復雜性導致價值鏈組建過程復雜，無法明確給出測度指標的具體權(quán)重。而熵在信息論中用于測度不確定性函數(shù)，因此為了增加決策過程中的客觀性，通過關(guān)聯(lián)熵法來確定云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈候選合作伙伴各項測度指標的具體權(quán)重。

(3)

同時，根據(jù)信息熵理論計算云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈候選合作伙伴第j項指標Cj的熵

(4)

定義4云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈候選合作伙伴指標的權(quán)重系數(shù)。由于Fj∈[0,1]，令偏差度kj=1-Fj，則云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈候選合作伙伴第j項指標Cj的權(quán)重系數(shù)

(5)

定義5云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈候選合作伙伴指標權(quán)重的復合物元。由式(5)云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈候選合作伙伴第j項指標Cj的權(quán)重系數(shù)wj，構(gòu)造云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈候選合作伙伴指標權(quán)重的復合物元

(6)

(7)

由式(7)可以得到價值鏈某一節(jié)點下第i個候選合作伙伴的綜合測度值Hi(i=1,2,…,m)。依據(jù)物元分析理論，Hi越大，該候選者在價值鏈節(jié)點候選企業(yè)中的水平越優(yōu)。因此，根據(jù)價值鏈某一節(jié)點下候選合作伙伴的綜合測度Hi來判斷價值鏈某一節(jié)點下各個候選企業(yè)的優(yōu)劣程度，并根據(jù)其對候選合作伙伴進行排序。

3 基于可拓物元的復雜產(chǎn)品價值鏈合作伙伴選擇仿真分析

下面以船舶產(chǎn)品為例進行基于可拓物元的復雜產(chǎn)品價值鏈合作伙伴選擇仿真分析?，F(xiàn)代造船模式中，船舶價值鏈以船東的需求訂單為驅(qū)動，以總裝造船廠為主導，以設(shè)計院所及設(shè)備材料供應商為基礎(chǔ)，以服務商為保障，形成產(chǎn)品價值網(wǎng)絡。總裝造船廠憑借船臺、碼頭等關(guān)鍵資源成為船舶價值鏈的核心，主導著整個價值網(wǎng)絡的構(gòu)建[26]，船東由于精力和信息的不對稱，除在少數(shù)關(guān)鍵設(shè)備供應商選擇上具有一定的話語權(quán)外，其他供應商、協(xié)作商、服務商的選擇，往往只能聽從于總裝造船廠的安排。云計算技術(shù)通過將各類制造資源和制造能力的虛擬化、服務化，形成服務云池，敏捷地為用戶提供產(chǎn)品制造全生命周期的各類服務[27]，其結(jié)構(gòu)和功能上的去中心化[28]將對船舶價值鏈的構(gòu)建產(chǎn)生重大影響，能夠促使船東在價值鏈構(gòu)建過程中擁有更大的自主權(quán)，主導價值鏈的構(gòu)建，進而推動船舶制造模式的轉(zhuǎn)變。

3.1 合作伙伴選擇指標體系

通過對船舶價值鏈的整體分析，將船舶產(chǎn)品生命周期各階段涉及的合作伙伴分為設(shè)計、制造(采購、配套、總裝)和服務3大類。由于船舶產(chǎn)品價值鏈冗長，使得船東會基于船舶產(chǎn)品生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的各項成本考量價值鏈節(jié)點企業(yè)。同時，由于船舶產(chǎn)品使用周期較長，使用條件相對惡劣，出于安全性能以及市場競爭的要求，船東在合作伙伴的選擇過程中往往會對合作伙伴的加工質(zhì)量提出較高的要求，這也同樣是船舶產(chǎn)品價值鏈長期穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)。并且在云計算技術(shù)的助力下，船舶產(chǎn)品價值鏈組織結(jié)構(gòu)富有彈性，市場競爭能力增強，這就要求價值鏈合作伙伴有著相對較高的訂單履約率及信息化水平。同時，船舶產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復雜，合同周期長，參與單位多，風險系數(shù)高，因此在價值鏈的構(gòu)建過程中，穩(wěn)固的合作關(guān)系基于合作伙伴一定的企業(yè)規(guī)模以及良好的財務狀況。

基于上述分析并借鑒現(xiàn)有船舶行業(yè)合作伙伴選擇指標體系[29-30]，結(jié)合云計算的特點[31-32]，設(shè)計了船舶產(chǎn)品合作伙伴選擇指標體系，如表1所示。

表1 不同類型合作伙伴指標體系

3.2 合作伙伴選擇仿真分析

某船東根據(jù)發(fā)展需要利用云計算平臺自行主導某船舶產(chǎn)品的價值鏈構(gòu)建，按前述指標體系，船舶設(shè)計院所、零部件供應商、船舶總裝企業(yè)及服務企業(yè)的相關(guān)指標信息如表2所示。

根據(jù)表2中的數(shù)據(jù)建立候選合作伙伴復合物元Rmn:

(8)

式(8)經(jīng)式(2)～式(7)計算得到不同類型候選企業(yè)的綜合測度值如表3所示。

表2 各候選企業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)

續(xù)表2

表3 不同類型候選企業(yè)的綜合測度

由表2可知，價值鏈不同節(jié)點企業(yè)在各指標下數(shù)據(jù)表現(xiàn)不同，云計算環(huán)境下數(shù)據(jù)通過信息熵轉(zhuǎn)換為指標的權(quán)重系數(shù)，并通過熵權(quán)物元法綜合確定了在成本、時間、質(zhì)量、保障能力、信息化水平、服務能力6個方面具有一定優(yōu)勢的合作伙伴，最終組成船舶產(chǎn)品價值鏈。

根據(jù)表3中綜合測度值可以看出由S11、S23、S32、S42組成的價值鏈是最優(yōu)選擇。

3.3 比較分析

為驗證本文方法的有效性，將本文方法求得的結(jié)果同灰色關(guān)聯(lián)理想解法(GC-TOPSIS)[33]進行對比。首先通過層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)方法和熵權(quán)法求得指標體系組合權(quán)重；其次，按照傳統(tǒng)TOPSIS法確定理想解和負理想解，并利用灰色關(guān)聯(lián)理論采用灰色關(guān)聯(lián)度評測各候選解指標數(shù)列與理想解和負理想解的關(guān)聯(lián)程度；最后按照候選解的灰色關(guān)聯(lián)相對貼近度對候選解進行優(yōu)劣排序。根據(jù)表2中的相關(guān)數(shù)據(jù)，以設(shè)計階段為例，利用GC-TOPSIS求得候選企業(yè)的排序S11?S13?S12，因此設(shè)計階段選擇設(shè)計院所S11。同理得出在采購階段選擇采購商S23，總裝階段選擇總裝企業(yè)S32，在服務階段選擇服務商S42參與價值鏈合作。最終由S11、S23、S32、S42組成云計算環(huán)境下的船舶產(chǎn)品價值鏈，這一結(jié)果同復合關(guān)聯(lián)熵物元模型求得的結(jié)果相同，證實了模型的有效性。

灰色關(guān)聯(lián)理想解法通過信息的集結(jié)，在考慮決策者偏好程度的基礎(chǔ)上對傳統(tǒng)TOPSIS方法進行擴展，利用歐氏距離與灰色關(guān)聯(lián)度的相似性反映候選解和理想解的接近程度。但由于灰色關(guān)聯(lián)理想解法在對指標權(quán)重的獲取過程中利用乘法合成法對指標進行組合賦權(quán)，可能會過度放大指標，使得評價結(jié)果不夠客觀，同時由于主觀賦權(quán)和決策者偏好的引入，評價結(jié)果可能會受到影響。并且云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈為了快速響應市場需求本身所具有的敏捷性和動態(tài)性，使得帶有主觀性的評價難以滿足價值鏈個性化發(fā)展的需求。而本文在構(gòu)建云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈合作伙伴選擇模型過程中引入可拓理論，其具有的辯證思想可以將價值鏈成員間的矛盾問題轉(zhuǎn)化為相容問題，信息熵理論的引入進一步降低了權(quán)重確定時的主觀性，同時復合關(guān)聯(lián)熵物元模型的應用可以實現(xiàn)云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈由傳統(tǒng)的核心企業(yè)主導向最終用戶主導的轉(zhuǎn)變，促使最終用戶在產(chǎn)品的全生命周期擁有更大的自主權(quán)，有效地提升云計算環(huán)境下船舶產(chǎn)品的個性化快速開發(fā)和敏捷應對市場的能力。

4 結(jié)束語

云計算環(huán)境下企業(yè)可以便捷地尋找到各類合作伙伴，快速地形成個性化產(chǎn)品，以敏捷地應對快速變化的市場需求。云計算模式去中心化以及資源高度匯聚、信息高度透明的特點，能夠支撐最終用戶主導價值鏈的構(gòu)建過程，從而推動制造模式的轉(zhuǎn)變。

本文從復雜產(chǎn)品價值鏈的構(gòu)建出發(fā)，以市場需求為原則，綜合考慮了候選合作伙伴的分散性、異構(gòu)性及其彼此間存在的競合關(guān)系，結(jié)合云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈敏捷性、動態(tài)性的特點，利用可拓理論能夠?qū)⒍ㄐ院投恐笜讼嘟Y(jié)合、解決復雜指標間存在沖突的優(yōu)勢，避免了以往合作伙伴選擇評價無法克服指標屬性之間矛盾性和關(guān)聯(lián)性的不足，構(gòu)建了云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈合作伙伴選擇模型，并通過仿真分析驗證了模型及方法的有效性。研究結(jié)果為復雜產(chǎn)品價值鏈合作伙伴的選擇提供了一種新的思路和方法，將進一步促進社會化大協(xié)作。同時，作為一種新思路的嘗試，本文在成功構(gòu)建云計算環(huán)境下復雜產(chǎn)品價值鏈后，由于市場需求的不確定性，需要對價值鏈運營效果進行分析，未來將考慮引入合適的方法對市場需求動態(tài)多變的復雜情形作出進一步的研究。