基于質量功能配置的應急供應鏈彈性構建*

葛 雪 楊家其 王海燕 蔣 慧

(武漢理工大學交通學院1) 武漢 430063) (寧波工程學院國際港口與物流研究中心2) 寧波 315211)

0 引 言

由于突發事件的突發性、復雜性、破壞性、持續性和連鎖性等特點，與普通供應鏈相比而言，應急供應鏈其運行過程存在更高的風險和脆弱性，極易發生供應延遲甚至斷鏈事件.

構建彈性是克服供應鏈脆弱性的一種途徑[1-2].供應鏈彈性使系統能在遭受沖擊時給予迅速的、主動的反應[3].Martin等[4]將供應鏈彈性定義為供應鏈系統被干擾后恢復到原始狀態或新的更理想狀態的能力，認為彈性包含了柔性和敏捷性.Lam等[5]以海上供應鏈為例，說明了質量功能展開法在供應鏈彈性構建上的適用性.在應急供應鏈方面，吳依偉等[6]結合應急物流的特征和供應鏈彈性的內涵，從柔性、可靠性的角度對應急物流網絡的彈性進行了探索，但未采用定量方法進行驗證.陳春霞[7]采用復雜網絡方法，識別和評估了應急物流網絡的抗毀性.總體而言，目前國內外針對應急供應鏈彈性的研究成果很少，對應急供應鏈彈性的評估和構建尚屬空白.

基于以上背景，本文在界定應急供應鏈彈性內涵的基礎上，從驅動因素和障礙因素兩方面探究應急供應鏈彈性的影響因素，提出具有針對性的彈性提升途徑，采用QFD方法構建應急供應鏈彈性質量屋，并進行彈性構建.

1 應急供應鏈彈性內涵界定及影響因素分析

1.1 應急供應鏈彈性的內涵

結合Cimellaro等[8]對社會系統彈性的分析，本文將應急供應鏈彈性定義為應急供應鏈在受到外界擾動發生失效風險后能迅速恢復到理想狀態的能力.

應急供應鏈彈性包括以下三個方面.

1) 盡可能恢復到理想狀態 在應急供應鏈中，由于基礎設施的破壞、信息傳達的阻礙、原有運輸路線的破壞，應急物流的運行受到嚴重干擾.供應鏈恢復到理想狀態可以使應急供應鏈的物資運送時間、數量、準確性等盡可能滿足應急需求.

2) 盡可能縮短恢復時間 系統的績效受外力因素擾動大幅度降低以后，需要一定的時間恢復到原有水平甚至更理想的水平.彈性較好的應急供應鏈可以通過迅速修復道路、通信等基礎設施、重新規劃運輸、不斷優化政府調度，使供應鏈在較短的時間內恢復正常運行.

3) 降低再次失效的可能性 彈性較好的應急供應鏈，在受到破壞以后能迅速恢復到原有水平甚至理想狀態，并能對該狀態進行維持.

1.2 應急供應鏈彈性的影響因素

供應鏈彈性是一個綜合性的概念，它會受到多項因素的影響[9-10].結合應急供應鏈的特點，應急供應鏈彈性的影響因素包括：(1)應急物流風險管理意識；(2)風險預測能力；(3)各級應急保障決策部門及供應商間的合作水平；(4)應急庫存水平.

1.3 應急供應鏈彈性的提升途徑

供應鏈彈性的提升可以從5個方面展開[11].這種彈性構建原則同樣適用應急供應鏈.

1) 保持適當冗余 在應急供應鏈中，可以通過建立物資儲備的冗余和建立運輸路線、道路容量的冗余來達到提升彈性的效果.

2) 在設計時預嵌彈性 首先對應急供應鏈的脆弱性進行系統分析，識別出系統的“瓶頸點”和“關鍵路線”.例如，大型應急物資配送中心一旦不能正常運作，不僅失去了物資調配的銜接能力，而且給系統的其余部分帶來無法預測的壓力，成為“瓶頸點”.此外，供應源少、路段風險大的路線則是系統的“關鍵路線”.

3) 增強供應鏈柔性 供應鏈柔性(flexibility)指的是供應鏈對環境變化和不確定性事件做出反應的能力[12].在應急供應鏈中，更多地采用通用的、可在多種情形中匹配的標準設施(如機械化操作、如應急物資包)使災區能從多個供應源迅速獲得供應，并與其它地點分擔庫存.

4) 提高供應鏈敏捷性 敏捷性反應時間的壓縮.應急預案的準確性、決策方法的科學性、綠色通道機制、決策人員的經驗和水平，都會大大影響不確定事件發生后的決策時間和后果影響.提高應急供應鏈的敏捷性有利于促進其彈性.

5) 建立全縱深、多層次的彈性防御體系 較常規供應鏈而言，應急供應鏈的脆弱性更大，需求更加集中，具有更大的不確定性.應沿著供應鏈縱向建立多道防線，在政府以及應急指揮中心統一規劃和部署下，應急物資儲備中心、聯盟的物資生產企業、關鍵節點和路線都要保持一定的彈性.

2 應急供應鏈的彈性構建方法

應急供應鏈彈性的構建是通過建立必要的應對機制和彈性提升策略，使應急供應鏈在遭受外界沖擊而發生部分環節的失效或中斷時，能迅速恢復到正常功能、甚至更優狀態，使突發事件造成的損失達到最小.應急供應鏈的彈性構建應基于對脆弱性的綜合分析，針對薄弱環節和關鍵環節，有針對性地構建彈性方案.

本文將采用質量功能配置(quality function deployment，QFD)法解決上述問題.QFD為指將顧客需求提前集成在產品設計中的一種結構性方法，它通過對顧客滿意度的關注來開發設計、并把顧客需求轉化為設計目標和整個生產階段的主要質量保證點[13]，見圖1.QFD方法最早產生于日本造船業，之后在其他國家、其他行業得到了廣泛應用.應急供應鏈是一個復雜、龐大的系統，其脆弱性包含了供應鏈的物理網絡、信息網絡、管理網絡等多層面因素，而每一項彈性策略往往會在不同因素上產生不同程度的效果，因此很難為系統甄別出最為有效的彈性策略.強調集體智慧和協作的QFD法，正好可以幫助應急系統正確地識別克服脆弱性的方法，最有效地分配有限的資源.因此QFD十分適用于應急供應鏈的彈性構建.

圖1 質量屋結構示意圖

結合QFD的應用流程，應急供應鏈彈性的構建將按照以下步驟進行：

步驟1獲取需求 結合H. Peck的觀點，應急供應鏈彈性構建的需求主要源于應急供應鏈的脆弱性，因此，在本文中，將通過實際調研、系統分析、文獻調查等方式，確定應急供應鏈的脆弱環節，并對其進行分類、整理與合并，列入質量屋中“需求”一欄.

步驟2評價需求的權重 對各項脆弱環節進行評價，將該評價值填入質量屋左側“需求重要度”這一列.令每一項需求的重要度除以所有需求的重要度之和，即可獲得對應需求的權重.每一項需求的權重計算如下.

(1)

式中：Ii為第i項需求的重要度.

步驟3尋求解決方法 解決方法即為實現需求的方法.本文將結合第2節的內容，整理出多項具體的應急供應鏈彈性提升策略，分別列入質量屋中“解決方法”欄內.

步驟4確定關系矩陣 關系矩陣用于表明解決方法與實現需求之間的關系.本文對應急供應鏈的脆弱性因素和彈性策略之間的關系一一進行分析，判斷這些策略是否能幫助系統克服脆弱性，并對有效程度劃分等級，獲得需求與方法的關系度，并將對應結果填入圖1的關系矩陣中.

步驟5評價解決方法 根據關系矩陣中需求與方法之間關系的密切程度來反映每種方法的重要性.在這里，用步驟1中求得的Wi乘步驟4中獲得的需求與方法關系度，并將所有按方法的種類分別進行相加求和，即獲得每一種方法的重要性絕對值.對每一種方法的重要性絕對值除以總的絕對值之和，獲取相對數.依據相對數對各種方法進行排序.

(2)

式中：wi為需求重要性的相對數；Rij為關系矩陣中位于(i,j)的評判值.

(3)

式中：Rij為每一項解決方法重要性的相對值，它由每一項顧客需求重要性的絕對數AIj除以總數而計算得到.

3 案例驗證

本文結合汶川地震某災區應急物資(帳篷)的供應[14]實證分析.2008年5月12日14：28：04，我國四川省汶川縣發生了里氏8.0級地震，是30多年來罕見的特大災害.發生地震的僅2 d內，來自于武漢、合肥、鄭州、南寧、哈爾濱、沈陽、天津、長沙、成都和西安的18萬頂帳篷全部被調空.5月14日國務院抗震救災總指揮部又緊急采購了兩種規格的帳篷共計13.9萬頂；截止至5月22日，共向災區調運救災帳篷40.334萬頂.然而，由于汶川地震重災區以山區為主，地震烈度強，且救援道路難以打通.北川縣城的道路在地震當天就被破壞，通信也完全中斷，直至5月16日縣城道路才被打通，救援人員開始進入.原先規劃的應急供應鏈受到嚴重破壞且近乎失效，救援進程被大大延緩.以政府組織緊急采購為例，政府反應時滯為48 h，調度時間為72 h，運輸時間為144 h，消耗時間為144 h，延遲12 h.

3.1 應急供應鏈脆弱環節分析

結合應急供應鏈的結構和流程，本案例中應急供應鏈可以基本分成政府指揮、運輸調度和信息傳遞三個層面進行分析，見圖2.

圖2 應急供應鏈系統流程圖

調度指揮層面，主要指依照突發事故發生后政府的決策流程，通過文獻、調研等方式將其脆弱環節分為政府對突發事件的反應時滯，政府調查決策時間，指揮調度時間，物資調運時間.

運輸層面，依照影響物資運輸的關鍵因素，通過文獻、調研等方式將其脆弱環節分為道路損壞率，道路修復率，無災情況下的運輸能力和道路的抗阻能力.

信息層面，指整個應急供應鏈各個環節的信息得以交換的全過程.信息的傳遞實則對整個供應鏈產生影響.通過文獻、調研等方式將其脆弱性分為信息延遲和預警能力.

3.2 應急供應鏈彈性需求權重

組織相關專家采用問卷法對應急供應鏈各環節的脆弱性進行綜合評價.各脆弱環節評價得分，即作為彈性構建需求的權重，并用式(1)計算得出“重要性相對值”，見表1.

表1 應急供應鏈脆弱環節評價

3.3 應急供應鏈彈性構建策略

通過大量的文獻收集和應急技術、管理人員的調查，對各種彈性提升方法進行收集、分類、整理，分別從冗余、彈性預嵌、供應鏈柔性、敏捷性等多個方面提出了八條彈性提升措施(見表2)，體現了全方位、多層次的彈性防御戰略理念[15-16].

表2 應急供應鏈彈性方案與描述

3.4 應急供應鏈彈性構建關系矩陣分析

采用緊密、中等和微弱這三個等級來說明每一項彈性措施與脆弱因素之間的關系,見表3.

表3 彈性需求與方案的關系符號說明

3.5 應急供應鏈彈性策略評價

根據表3中的量化值，應用式(2)可求得每一項彈性措施的評價得分.并將該值填入到表3質量屋中 “重要度絕對值”行中.并運用式(3)求得重要性相對值，填入到表3質量屋中 “重要度相對值”行中.圖3為應急供應鏈彈性構建質量屋.

圖3 應急供應鏈彈性構建質量屋

由圖3可知，在本案例中，脆弱性最強三個環節為“道路無災情況下運輸能力”、“道路抗阻能力”和“物資調運時間”.圖3中應急供應鏈彈性構建質量屋的計算結果顯示，彈性措施效果排在前2位的分別是“方案1：提高運輸鏈路數量”和“方案2：增加運輸道路容量”，這主要是由于，在本案例的脆弱性分析中，脆弱性最強的主要來自于道路，因而主要針對提升道路運輸能力、降低運輸風險的彈性措施，能獲得更好的效果；“方案5：GIS技術與綜合數據庫先進性”和“方案4：提高信息監測與預案準確性”對克服指揮調度脆弱性和信息層面脆弱性均有較大作用，彈性效果排第三和第四位.

4 結 束 語

應急供應鏈是一個復雜的系統，它由指揮調度層、運輸層和信息層三個層面構成，同時各層面又包含了不同環節和維度.構建應急供應鏈彈性是克服應急供應鏈脆弱性的有效途徑.應急供應鏈彈性的構建過程是一個全縱深、多層次的彈性防御體系，涉及因素非常廣泛.本文從應急供應鏈彈性的內涵、影響因素和提升途徑入手，提出了八項應急供應鏈彈性構建策略.通過汶川地震的實例分析，對其各個環節的脆弱性進行綜合評價；并采用QFD法分析出，“提高運輸鏈路數量”“增加運輸道路容量”“加強GIS技術與綜合數據庫先進性”和“提高信息監測與預案準確性”是本案例中最為有效的彈性策略.

本文從系統的角度對應急供應鏈彈性進行了研究，但對于應急供應鏈的脆弱性環節劃分還不夠具體，同時每一項彈性策略的作用機理還有待進一步深入分析.這將是下一步的重點研究對象.