王海燕 李 納 孫 濤

(武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 武漢 430063)

0 引 言

汽車制造供應(yīng)鏈?zhǔn)瞧囍圃斓暮诵?汽車制造供應(yīng)鏈的運(yùn)作由于其涉及的供應(yīng)商數(shù)量多，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且鏈條長，容易受供應(yīng)鏈內(nèi)外部因素的影響而導(dǎo)致運(yùn)作存在很多的不確定性，激發(fā)其脆弱性.供應(yīng)鏈脆弱性是供應(yīng)鏈?zhǔn)軆?nèi)外界擾動而出現(xiàn)不利結(jié)果的一種屬性[1]，是系統(tǒng)運(yùn)作不確定性的直接或間接結(jié)果[2].Stephan等[3]認(rèn)為供應(yīng)鏈脆弱性是指一種影響供應(yīng)鏈斷鏈風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性.杜志平等[4]指出供應(yīng)鏈脆弱性的增強(qiáng)來源于供應(yīng)鏈集成的復(fù)雜性、環(huán)境的復(fù)雜性和運(yùn)作的復(fù)雜性.研究汽車制造供應(yīng)鏈運(yùn)作管理，辨識影響供應(yīng)鏈運(yùn)作效率的關(guān)鍵脆弱性因子，降低其激發(fā)供應(yīng)鏈脆弱性的概率，有助于汽車企業(yè)提高整個供應(yīng)鏈管理的效率，增強(qiáng)企業(yè)競爭力.

汽車制造供應(yīng)鏈脆弱性的研究已逐漸引起了車企和學(xué)術(shù)界的關(guān)注.Bogataj等[5]結(jié)合投入產(chǎn)出表，使用動態(tài)凈現(xiàn)值法確定倉儲量與運(yùn)送量之間的聯(lián)系，得出供應(yīng)鏈的薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)而預(yù)測供應(yīng)鏈的脆弱點(diǎn)；Michael等[6]從供應(yīng)鏈敏捷性角度出發(fā)，認(rèn)為通過聯(lián)合規(guī)劃、需求響應(yīng)、供應(yīng)鏈可視化、客戶響應(yīng)四個促進(jìn)因子可以提高供應(yīng)鏈敏捷性，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈脆弱性的降低.趙順偉等[7]利用系統(tǒng)動力學(xué)研究汽車供應(yīng)鏈中零件配送存在的牛鞭效應(yīng)，結(jié)果表明，市場需求信息與時(shí)間對供應(yīng)鏈的運(yùn)作有顯著影響.曾慧娥等[8]利用圖論方法將“模糊”結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為供應(yīng)鏈脆弱性指數(shù)，從而量化供應(yīng)鏈的脆弱性水平；李晶[9]構(gòu)建了基于系統(tǒng)動力學(xué)的報(bào)廢汽車逆向供應(yīng)鏈拆解與破碎能力規(guī)劃模型，得出不同情景下適合未來報(bào)廢汽車拆解和破碎能力規(guī)劃的有效機(jī)制，最后提出了政策與建議.章涵[10]構(gòu)建了基于系統(tǒng)動力學(xué)的汽車制造業(yè)LSSC能力協(xié)調(diào)模型，得出了影響LSSC能力協(xié)調(diào)的關(guān)鍵因素和節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)共生模式.趙新榮[11]分析汽車生產(chǎn)物流供應(yīng)鏈中各因素之間的反饋關(guān)系，構(gòu)建了基于系統(tǒng)動力學(xué)的汽車物流庫存控制系統(tǒng)模型，分析不同需求模式下汽車生產(chǎn)物流供應(yīng)鏈上各節(jié)點(diǎn)企業(yè)的庫存波動及放大的主要原因.

要降低汽車供應(yīng)鏈的脆弱性，前提是辨識出能激發(fā)其脆弱性的關(guān)鍵因子.因此，本文根據(jù)汽車制造供應(yīng)鏈系統(tǒng)動態(tài)性、復(fù)雜性、非線性、延遲性、因果性等符合系統(tǒng)動力學(xué)研究的特性，構(gòu)建基于系統(tǒng)動力學(xué)的汽車制造供應(yīng)鏈脆弱性關(guān)鍵因子辨識模型，建立汽車制造供應(yīng)鏈運(yùn)作系統(tǒng)的因果關(guān)系圖和流圖，探討內(nèi)、外部的擾動對汽車供應(yīng)鏈輸出的影響，分析擾動模擬系統(tǒng)出現(xiàn)的脆弱性行為，辨識汽車供應(yīng)鏈的關(guān)鍵脆弱性因子.通過分析汽車制造供應(yīng)鏈系統(tǒng)中各因素當(dāng)受到不同程度擾動時(shí)，其閾值發(fā)生的顯著性變化，從而得出信息共享程度、供應(yīng)商發(fā)貨周期、物流服務(wù)商零部件庫存調(diào)整時(shí)間、物流服務(wù)商發(fā)貨周期、制造商發(fā)貨周期等因素為影響汽車制造供應(yīng)鏈運(yùn)作效率的關(guān)鍵脆弱性因子.

1 汽車制造供應(yīng)鏈脆弱性內(nèi)涵及影響因素分析

1.1 汽車制造供應(yīng)鏈脆弱性內(nèi)涵

脆弱性是供應(yīng)鏈系統(tǒng)的固有屬性，由供應(yīng)鏈本身的結(jié)構(gòu)和特征所決定，主要是指供應(yīng)鏈系統(tǒng)內(nèi)部存在的不穩(wěn)定性及受到外部擾動時(shí)供應(yīng)鏈的薄弱環(huán)節(jié)會出現(xiàn)振蕩甚至中斷的風(fēng)險(xiǎn).因此，汽車制造供應(yīng)鏈脆弱性，即汽車制造供應(yīng)鏈運(yùn)作過程中，從零部件供應(yīng)環(huán)節(jié)到零部件儲運(yùn)環(huán)節(jié)，至最終的整車生產(chǎn)環(huán)節(jié)，系統(tǒng)可能受到外界不確定性因素如環(huán)境、合作方面的擾動，或者可能受到自身內(nèi)部的節(jié)點(diǎn)企業(yè)之間流程活動的不確定性變化的擾動，導(dǎo)致整條供應(yīng)鏈的運(yùn)作產(chǎn)生振蕩或中斷等負(fù)面的結(jié)果.

1.2 汽車制造供應(yīng)鏈脆弱性影響因素分析

從整個供應(yīng)鏈運(yùn)作系統(tǒng)的視角來劃分汽車制造供應(yīng)鏈脆弱性的影響因素，主要分為外生因素和內(nèi)生因素.

外生因素，是指汽車制造供應(yīng)鏈系統(tǒng)的外部環(huán)境因素和節(jié)點(diǎn)企業(yè)合作因素，通過分析外部環(huán)境因素和節(jié)點(diǎn)企業(yè)合作因素的擾動，分析供應(yīng)鏈呈現(xiàn)出波動或不穩(wěn)定的狀態(tài).環(huán)境因素主要包括如自然環(huán)境、市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境、政策環(huán)境、地域環(huán)境等影響因素，合作因素主要包括信息共享與溝通、供應(yīng)商信譽(yù)度、企業(yè)經(jīng)濟(jì)狀況等影響因素.

內(nèi)生因素，是指汽車制造供應(yīng)鏈系統(tǒng)運(yùn)作流程內(nèi)部存在的要素，通過改變要素變量觀察供應(yīng)鏈呈現(xiàn)出波動或不穩(wěn)定的狀態(tài).對汽車制造供應(yīng)鏈運(yùn)作系統(tǒng)內(nèi)部的影響因素進(jìn)行系統(tǒng)性分析，主要包括供應(yīng)商子系統(tǒng)因素、物流服務(wù)商子系統(tǒng)因素和制造商子系統(tǒng)因素.

2 基于系統(tǒng)動力學(xué)的汽車制造供應(yīng)鏈脆弱性因子辨識模型

汽車制造供應(yīng)鏈脆弱性因子，是指在汽車制造的整個流程中，包括供應(yīng)商對零部件的生產(chǎn)與發(fā)貨、物流服務(wù)商對零部件的入庫與出庫、制造商對整車的生產(chǎn)與發(fā)貨等方面的環(huán)節(jié)，供應(yīng)鏈系統(tǒng)內(nèi)各因素因外界或內(nèi)部的影響因素的改變(或擾動)時(shí)系統(tǒng)動態(tài)行為的顯著性變化.系統(tǒng)的動態(tài)行為因影響因素的擾動而出現(xiàn)差異化的現(xiàn)象，這種差異化現(xiàn)象的產(chǎn)生正是系統(tǒng)脆弱性的一種體現(xiàn).

2.1 研究方法及適用性分析

汽車制造供應(yīng)鏈?zhǔn)怯闪悴考?yīng)商、物流服務(wù)商、整車制造商多主體組成的動態(tài)反饋系統(tǒng)，具有動態(tài)性、復(fù)雜性、非線性、延遲性、因果性等復(fù)雜動態(tài)系統(tǒng)特性，而復(fù)雜動態(tài)系統(tǒng)是系統(tǒng)動力學(xué)的研究對象.同時(shí)，汽車制造供應(yīng)鏈涉及環(huán)節(jié)眾多，部分?jǐn)?shù)據(jù)難以收集，部分行為難以量化，但可運(yùn)用相關(guān)因素的因果反饋關(guān)系開展研究，且供應(yīng)鏈系統(tǒng)模擬仿真的精度要求不高，但要求必須清晰反映系統(tǒng)的發(fā)展趨勢.因此，系統(tǒng)動力學(xué)可以用來解決研究數(shù)據(jù)不全和精度要求不高的復(fù)雜問題.

本文以零部件供應(yīng)商、物流服務(wù)商和整車制造商組成的三級汽車制造供應(yīng)鏈運(yùn)作系統(tǒng)為研究對象，構(gòu)建基于系統(tǒng)動力學(xué)(SD)的汽車制造供應(yīng)鏈脆弱性關(guān)鍵因子模型，通過分析汽車制造供應(yīng)鏈系統(tǒng)運(yùn)作的動態(tài)特征，構(gòu)建因果回路圖和流圖，分析系統(tǒng)變量的改變對系統(tǒng)觀察變量的擾動，提煉系統(tǒng)的脆弱性因子.

2.2 汽車制造供應(yīng)鏈脆弱性因子辨識模型的構(gòu)建

2.2.1邊界確定

系統(tǒng)界限在一定程度上必須是封閉的.本文所研究的汽車制造供應(yīng)鏈運(yùn)作系統(tǒng)的邊界范圍為：

汽車制造供應(yīng)鏈的研究以零部件供應(yīng)商、整車制造商、物流服務(wù)商為主體，且以整車制造商為核心，汽車供應(yīng)鏈中的下游主體經(jīng)銷商(4S店)和最終用戶不予考慮；考慮“推-拉復(fù)合式”供應(yīng)鏈；供應(yīng)商只考慮一級零部件供應(yīng)商；運(yùn)作系統(tǒng)的研究主要涉及供應(yīng)鏈運(yùn)作系統(tǒng)內(nèi)外部的影響因素，分為外生因素和內(nèi)生因素，只涉及物流、信息流方面，忽略資金流、商流和增值流方面的因素；動態(tài)行為以庫存作為觀測指標(biāo)，庫存包括零部件庫存和整車庫存；汽車制造供應(yīng)鏈中的運(yùn)輸、生產(chǎn)等活動存在延遲現(xiàn)象.

2.2.2模型假設(shè)

汽車制造供應(yīng)鏈運(yùn)作系統(tǒng)所涉及因素之多且關(guān)系錯綜復(fù)雜，為了便于模型的構(gòu)建，簡化真實(shí)系統(tǒng)的復(fù)雜程度，但同時(shí)又能反映真實(shí)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、因果關(guān)系及其動態(tài)行為.具體的假設(shè)如下：

1) 供應(yīng)鏈系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)企業(yè)只考慮一級供應(yīng)商，包括一個供應(yīng)商、一個物流服務(wù)商和一個整車制造商.

2) 假設(shè)零部件的生產(chǎn)與采購均在國內(nèi)進(jìn)行，忽略全球化采購所造成的影響因素.

4) 供應(yīng)鏈運(yùn)作系統(tǒng)不考慮零部件的加工、包裝、裝卸搬運(yùn)等具體的作業(yè)環(huán)節(jié)，以及忽略整車配裝生產(chǎn)中沖壓、焊接、涂裝、總裝等工藝活動.

5) 考慮供應(yīng)鏈系統(tǒng)的缺貨現(xiàn)象，忽略訂貨提前期對系統(tǒng)動態(tài)行為的影響，模型不考慮產(chǎn)品質(zhì)量、成本、費(fèi)用、利潤的影響，考慮供應(yīng)鏈上物質(zhì)、信息的延遲對供應(yīng)鏈庫存運(yùn)作的影響.

6) 假設(shè)模型中整車制造商的生產(chǎn)能力無限制，供應(yīng)商只給一家車企提供零部件的供應(yīng)，物流服務(wù)商只為該車企提供物流服務(wù).

7) 假設(shè)模型中的供應(yīng)商只生產(chǎn)某一種零部件，產(chǎn)品件數(shù)在量綱上等同于零部件的套數(shù)，也等同于整車的輛數(shù)，均是一一對應(yīng)的關(guān)系.

2.3 因果關(guān)系分析圖

本文將汽車制造供應(yīng)鏈系統(tǒng)分為零部件供應(yīng)商子系統(tǒng)、物流服務(wù)商子系統(tǒng)和整車制造商子系統(tǒng)，依據(jù)因果關(guān)系圖分析各子系統(tǒng)內(nèi)部及之間存在的相互作用機(jī)制.

整個供應(yīng)鏈運(yùn)作系統(tǒng)影響因素的因果關(guān)系圖見圖1，子系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間的因素通過缺貨量、訂單率、預(yù)測需求率建立了因果關(guān)系，形成了相互作用機(jī)制.系統(tǒng)中的各子系統(tǒng)之間存在多個反饋回路，因果關(guān)系鏈一直處于加強(qiáng)作用，形成了一條正反饋回路.因此，各子系統(tǒng)之間的因素存在一定的因果關(guān)系.

圖1 汽車制造供應(yīng)鏈運(yùn)作系統(tǒng)影響因素之間的因果關(guān)系圖

2.4 汽車制造供應(yīng)鏈運(yùn)作流圖

本文所構(gòu)建的汽車制造供應(yīng)鏈運(yùn)作系統(tǒng)的因果關(guān)系圖，可以反映各子系統(tǒng)及因素之間的定性關(guān)系，但是對于因素之間的定量關(guān)系無法展現(xiàn)與區(qū)別.為了更清晰地明確系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制，需要構(gòu)建汽車制造供應(yīng)鏈運(yùn)作系統(tǒng)的流圖，見圖2.

圖2 汽車制造供應(yīng)鏈運(yùn)作系統(tǒng)流圖

3 汽車制造供應(yīng)鏈脆弱性因子辨識實(shí)證分析

3.1 數(shù)據(jù)來源

本文以北京現(xiàn)代汽車有限公司的某品牌車為例，依據(jù)調(diào)研收集的數(shù)據(jù)可知，2017年供應(yīng)商、物流服務(wù)商、整車制造商(車企)的每月期望庫存見表1.2017年某品牌車年銷量為122 725輛，每月具體的銷量見表2.

老福的母親為成為兒子的助手而興奮不已，這幾天老是睡不著覺，老福一回家，她就拉著兒子打聽事情的進(jìn)展。出院第四天，老福終于給她布置任務(wù)了，叫她去把小宋請到家里來，理由是商量如何執(zhí)行委托書。

表1 2017年1-12月的期望庫存 件

表2 2017年某品牌車的月銷量

本文模型研究涉及參數(shù)眾多且不易確定，系統(tǒng)個別參數(shù)通過模擬試驗(yàn)法來確定，在參數(shù)值的變化范圍內(nèi)先粗略地試用參數(shù)進(jìn)行模型調(diào)試，模型行為無顯著變化時(shí)，即確定了該參數(shù)值.本文參數(shù)有初始值、常數(shù)值等.

3.2 模型有效性檢驗(yàn)

運(yùn)用VENSIM仿真軟件構(gòu)建的系統(tǒng)動力學(xué)模型，在仿真運(yùn)行之前，需進(jìn)行有效性檢驗(yàn).

1) 模型基本檢驗(yàn) 包括模型運(yùn)行檢驗(yàn)和量綱一致性檢驗(yàn)，通過軟件自帶的檢驗(yàn)功能可知，汽車制造供應(yīng)鏈運(yùn)作系統(tǒng)的脆弱性因子辨識模型的結(jié)構(gòu)合理，滿足量綱一致性要求，模型運(yùn)行正常.

2) 現(xiàn)實(shí)性檢驗(yàn) 將每個月的平均時(shí)銷率作為每個月市場需求率輸入仿真模型進(jìn)行運(yùn)行，分別得到供應(yīng)商零部件期望庫存、物流服務(wù)商零部件期望庫存、制造商整車期望庫存的模擬值，進(jìn)行平均化處理，再與調(diào)研收集的實(shí)際值進(jìn)行有效比對，相對誤差均小于10%，可知所構(gòu)建的汽車制造供應(yīng)鏈運(yùn)作系統(tǒng)的模型是有效的，能夠較好的描述系統(tǒng)的行為，見表3.

表3 期望庫存的仿真結(jié)果與實(shí)際值對比表

3.3 初始仿真結(jié)果分析

根據(jù)構(gòu)建的基于系統(tǒng)動力學(xué)的脆弱性演化模型，分析汽車制造供應(yīng)鏈運(yùn)作系統(tǒng)的動態(tài)行為，將調(diào)研收集的數(shù)據(jù)處理后輸入模型，仿真時(shí)間為一個月，可得模型運(yùn)行后的結(jié)果，見圖3.

圖3 各企業(yè)的運(yùn)行結(jié)果

由圖3可知，信息流在逆向傳遞過程中，信息從制造商向物流服務(wù)商傳遞時(shí)延遲現(xiàn)象較顯著，從物流服務(wù)商向供應(yīng)商傳遞時(shí)延遲現(xiàn)象相對不顯著；供應(yīng)商與物流服務(wù)商的信息共享程度相對較低，制造商與物流服務(wù)商的信息共享程度較高，符合目前典型的汽車制造供應(yīng)鏈系統(tǒng)的Supply-Hub運(yùn)作模式，由制造商和物流服務(wù)商協(xié)同負(fù)責(zé)Supply-Hub的運(yùn)營，信息共享程度較高.由圖3a)中的曲線1～2可知，供應(yīng)商與物流服務(wù)商的零部件庫存的初始值卻不等于0，說明供應(yīng)商與物流服務(wù)商保有一定的安全庫存.由圖3b)中的曲線1(供應(yīng)商缺貨量)可知，供應(yīng)商在72 h后才存在缺貨現(xiàn)象，說明供應(yīng)商的安全庫存在72 h內(nèi)能滿足物流服務(wù)商的訂單率.由圖3c)的曲線3(制造商預(yù)測整車需求率)可知，制造商預(yù)測整車需求率在24 h后才開始不等于0，說明整車需求信息延遲的時(shí)間為24 h.

3.4 脆弱性關(guān)鍵因子識別

3.4.1環(huán)境因素

在合理且符合實(shí)際的前提下，保持其它變量和參數(shù)值不變，依次分別改變自然因素、市場經(jīng)濟(jì)因素、地域因素、政策因素的參數(shù)值，依次運(yùn)行模型，將供應(yīng)鏈系統(tǒng)中的庫存作為觀測變量，依據(jù)仿真結(jié)果可知，依次增大或縮小環(huán)境因素中的變量參數(shù)值，供應(yīng)商零部件庫存、物流服務(wù)商庫存、制造商庫存及其它變量的動態(tài)行為改變不明顯，說明環(huán)境因素中的幾個變量因素并非脆弱性因子，見圖4.

圖4 環(huán)境因素改變后的庫存

3.4.2合作因素

在合理且符合實(shí)際的前提下，保持其它變量和參數(shù)值不變，依次改變信息共享程度、供應(yīng)商經(jīng)濟(jì)狀況、供應(yīng)商信譽(yù)度的參數(shù)值，將供應(yīng)鏈系統(tǒng)中的庫存作為觀測變量.依據(jù)結(jié)果可知，調(diào)整信息共享程度的參數(shù)值可引起供應(yīng)商、物流服務(wù)商、制造商的庫存水平的動態(tài)行為發(fā)生異常明顯的改變，同時(shí)引起其它變量的動態(tài)行為發(fā)生明顯改變.依次調(diào)整供應(yīng)商經(jīng)濟(jì)狀況、供應(yīng)商信譽(yù)度的參數(shù)值，供應(yīng)鏈中其它變量的動態(tài)行為未發(fā)生明顯改變.因此，信息共享程度為系統(tǒng)的脆弱性因子，見圖5.

圖5 合作因素改變后的庫存

3.4.3內(nèi)生因素

在合理且符合實(shí)際的前提下，保持其它變量和參數(shù)值不變，改變供應(yīng)商發(fā)貨周期的參數(shù)值，分別從36 h變?yōu)?4，48 h，運(yùn)行模型，將供應(yīng)鏈系統(tǒng)中的庫存作為觀測變量.通過改變供應(yīng)商的發(fā)貨周期，能夠引起物流服務(wù)商、制造商的庫存水平的動態(tài)行為發(fā)生顯著的改變，說明供應(yīng)商發(fā)貨周期為系統(tǒng)的脆弱性因子，見圖6.

圖6 發(fā)貨周期改變后的庫存

同樣，在相同條件下，改變物流服務(wù)商零部件庫存調(diào)整時(shí)間、物流服務(wù)商發(fā)貨周期、制造商發(fā)貨周期和整車需求信息延遲的參數(shù)值，將供應(yīng)鏈系統(tǒng)中的庫存作為觀測變量.運(yùn)行模型可知，供應(yīng)商、制造商的庫存水平的動態(tài)行為發(fā)生顯著改變，說明物流服務(wù)商零部件庫存調(diào)整時(shí)間、物流服務(wù)商發(fā)貨周期、制造商發(fā)貨周期和整車需求信息延遲為系統(tǒng)的脆弱性因子.

4 結(jié) 論

1) 界定了汽車制造供應(yīng)鏈存在的內(nèi)涵，運(yùn)用系統(tǒng)動力學(xué)理論構(gòu)建了汽車制造供應(yīng)鏈脆弱性關(guān)鍵因子辨識模型，通過實(shí)例進(jìn)行擾動分析，探究系統(tǒng)的動態(tài)行為.

2) 辨識出系統(tǒng)的關(guān)鍵脆弱性因子有信息共享程度、供應(yīng)商發(fā)貨周期、物流服務(wù)商零部件庫存調(diào)整時(shí)間、物流服務(wù)商發(fā)貨周期、制造商發(fā)貨周期、整車需求信息延遲時(shí)間.

本課題的研究還存在一些不足之處，尚待改進(jìn)與完善，未來的研究可以考慮多級或多個供應(yīng)商存在的影響，考慮產(chǎn)品質(zhì)量、成本、費(fèi)用、利潤等方面的影響，研究結(jié)論會更具說服力.