敏捷制造中伙伴選擇的建模方法

摘要:隨著信息技術的發展和全球化市場競爭環境的形成，制造業的經營觀念發生了深刻的改變。敏捷制造(Agile Manufacturing， AM)作為提高企業群體競爭能力的全新制造業生產組織模式，被認為是21世紀制造業采用的主導模式。對AM的出現和發展以及相關技術進行綜述后主要討論了在敏捷虛擬企業(Agile Virtual Enterprises， AVE)組建過程中，支持敏捷虛擬企業(AVE)盟主進行合作伙伴選擇與實現的模糊層次分析法。

關鍵詞:敏捷制造;虛擬企業;伙伴選擇;優化;建模;模糊層次分析法

中圖分類號:TP311文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)32-9112-02

Modeling Method which the Partner Selections in the Agile Manufacturing

ZHANG Dong-liang，XIA Zhong-hua

(Qinghuangdao Institute of Technology， Qinhuangdao 066100， China)

Abstract: With the development of the information technique and the global competitive market， business management concepts on manufacturing enterprises have been greatly changed. Agile Manufacturing (AM)，a brand-new mode of manufacturing production organization， is presented to be the dominant mode be adopted by the manufacturing industry in the 21st century. This text has carried on the discussion mainly after the survey while Agile Virtual Enterprises sets up in the appearance ， development and relevant technology of AM， to model method for the cooperative partner selections and realizes.

Key words: agile manufacturing; virtual enterprises; partner selections; model

敏捷虛擬企業又稱為動態聯盟(Dynamic Alliances，DA)是實現AM的基本組織方式[1]。企業動態聯盟是充分利用現代通訊技術、網絡技術把位于不同地理位置的兩個或兩個以上的企業的核心資源聯合起來，形成一種有時限的相互依賴、信任、合作的組織，其特點是將各成員企業的專長、知識、信息等集成起來，以最短的響應時間、最低的成本、最好的產品、最佳的服務滿足用戶的需求。該模式既是具有先進生產管理技術的企業提高競爭力的法寶，也是一些技術層面單一、生產能力有限的企業參與全球化市場競爭的機遇[2]。

AVE的建立與運行涉及到各個伙伴企業的模型、虛擬企業的模型以及基于公共信息網絡而建立的全球化伙伴網之間的合作關系[3]。動態聯盟中的伙伴選擇與管理無疑是一個具有現實意義的問題。因為在動態聯盟的組建過程中，選擇“正確”的伙伴是關系到整個聯盟成敗的關鍵因素。對企業進行評價是做出選擇的前提，而建立一個科學的指標體系，建立相應的數學模型是進行評價的良好基礎。

1 相關的技術研究狀況

敏捷制造的概念提出以來，得到廣泛的重視和研究。美國國家自然科學基金會建立了三個AM國家研究中心，分別研究電子行業、機床行業和航天航空工業中的AM問題。我國也一直在關注AM技術的研究與實現。863/CIMS主題專家組、國家自然科學基金會以及其他政府部門等都計劃研究AM技術并資助了若干課題的研究。國內不少大學、研究所都就AM的不同方面進行了研究與探索[4]。

在虛擬企業組建過程中，合作伙伴的選擇是一個至關重要的步驟。因為合作伙伴的選擇好壞直接關系到虛擬企業的運行效果。針對虛擬企業的合作伙伴的選擇問題，已有不少學者對此作了研究。如吳憲華等人[5](2002)提出了采用ANP來選擇虛擬企業的合作伙伴，馬永軍等人[6](2004年)提出采用AHP法來選擇合作伙伴，覃正等人[7](2006)提出采用模糊推理機制進行選擇合作伙伴，馬鵬舉等人[8](2005)等提出采用F-AHP (模糊層次分析法)解決此問題等等。但他們都是從虛擬企業選擇方法層面上作研究，并沒有提出系統的解決方案。

2 合作伙伴的選擇

伙伴企業的選擇可以按照下述的三階段模型來進行。

2.1 初選

從成千上萬個有希望進行合作的伙伴中縮小范圍，挑選出可供進行精選的伙伴系統。在這一階段，那些影響伙伴選擇的抽象因素及難以進行量化描述的因素都將被考慮到，用以定性地初步篩選出潛在的伙伴企業。

2.2 精選

在這一階段，通過對影響伙伴選擇決策的主要因素進行定量的討論與計算，從第一階段篩選出的潛在伙伴序列中，優化地選擇出能與發起企業組成動態聯盟的伙伴企業或企業群。伙伴選擇決策的影響因素有很多，而且這些因素往往是互相矛盾與排斥的，在實際的操作中，為了達到最優化的選擇，可以采用多目標規劃的方法，加入權重因子綜合進行考慮。縱向聯盟與橫向聯盟在合作形式上存在著較大的差異，因而其伙伴選擇的出發點也大不一樣。

2.3 后勤可行性

評估后勤因素是影響伙伴選擇的主要制約條件，通過前兩個階段的選擇以后，如果選擇的伙伴企業能滿足后勤制約的要求，則可以認為所選定的伙伴企業是適合于作為聯盟的企業。后勤因素主要從以下幾個方面來考慮:地理位置的便利程度;倉儲費用;運輸方便程度及費用;交貨的及時性。如果說在經過以上三個階段的選擇后，選擇出的企業或企業群仍然不太適合與發起企業組合成最優化的動態聯盟，可以采取以下措施來進行調整。

1) 放松初選過程中的定性約束條件，以擴大可供選擇伙伴的論域范圍;

2) 調整精選模型中各影響因素的權重因子，構造更為優化的選擇模型;

3) 要求較為符合要求的伙伴企業進行內部重組，以達到動態聯盟的要求。

3 伙伴選擇的建模方法

3.1 合作伙伴綜合評價指標體系

動態聯盟，作為核心企業選擇好適當的伙伴企業非常重要的。對企業進行評價是做出選擇的前提，而建立一個科學的指標體系是進行評價的良好基礎。一個評價指標體系的設計要做到科學、全面、準確、易行，并符合目的性、科學性、實效性、可行性和可測性等原則。

合作伙伴評價指標體系所遵循的原則涉及許多因素，評價的指標紛繁復雜，既有定性的，又有定量的，而且各種指標重要程度各不相同，有時甚至很難進行準確定量分析，因此有必要建立一套通用的、可供擴充的合作伙伴評價指標體系，而該指標體系應遵循以下原則[9]:1) 目的性與科學性原則;2) 全面和簡潔性原則;3) 定量與定性相結合原則;4) 通用性和可擴充性原則

3.2 合作伙伴綜合評價模型

3.2.1 基于層次分析法的建模

層次權重決策分析法(簡稱層次分析法，Analytical Hierarchy Process)是由美國運籌學家，匹茲堡大學的A. L. Saaty 教授于20世紀70年代提出的一種定性分析和定量分析相結合的系統分析方法。通過明確問題，建立層次分析結構模型，構造判斷矩陣，層次排序等步驟計算總目標的組合權重，對于解決多層次、多目標的復雜的大系統優化問題是行之有效的。它的基本思想是:

1) 把系統各因素之間的隸屬關系由高到低排成若干層次，建立不同層次因素之間的相互關系;

2) 根據判斷，就每一層次的因素的相對重要的程度給予定量表示，建立判斷矩陣;

3) 利用數學方法確定每一層次全部因素的相對重要程度的權值;

4) 通過排序對問題進行分析和決策。層次分析法把復雜系統進行整體分解，把多目標、多準則的決策問題化為多層次單目標的兩兩對比，然后只需進行簡單的數學運算解決問題。因此，層次權重決策分析法是進行預測、決策、規劃的簡單而實用的有效方法。在層次分析法中，構造判斷矩陣是最關鍵的一個環節。

3.2.2 層次分析法中的評價因素權重分配問題

權重分配的確定可以由決策者根據經驗選定，也可以用統計或專家評分方法[10]。

設共有n個子因素u1，u2，…，un，采用1～9標度法，定量描述元素ui與uj的重要程度之比uij，i，j =1，2，…，n，得到權重比矩陣B:

顯然該矩陣滿足uii，(i=1，2，…，n)。在理想情況下還應滿足:uijujk=uik，(i，j，k=1，2，…，n)。該式反應了矩陣的協調性。

3.2.3 評價過程

一般地，假定某因素有n個元素f1，f2，f3……分別比較他們的重要性，按1-9比率標度法寫出判斷矩陣具體方法如下(其中fij=1/fji，若居于他們之間也可以用2，4，6，8及1/2，1/4，1/6，1/8來標度)。

假設在盟主尋求合作伙伴時，候選企業有E1，E2，…，En共n個，據上所述，有f1，f2，…，fn共n個影響因素。為簡單起見，我們取Q，C，T，F，S，E為6個基本影響因素構成因素集，且假定備選企業為E1，E2，E3。

1) 構造評價矩陣，見表1。評價矩陣的構造，可用二元對比法，取其數量估計的平均值作為隸屬度。

2) 確定權重集。對Q，C，T，F，S，E構成的因素集，按比率標度法，構造判斷矩陣。矩陣的最大特征值λ=5.6817 特征向量為(-0.1532，-0.1777，-0.2105，-0.2005，-0.2281，-0.2403)，一致性檢驗，CI=(λ-n)/(n-1)= -0.06366<0.1故判斷矩陣有滿意的一致性。

3) 運算評判集

B=W*R=(-0.1532，-0.1777，-0.2105，-0.2005，-0.2281，-0.2403)*=[-0.7485， -0.6962 ，-0.7200]，

則BE1max=-0.6962。同理計算出E2的BE2max和BE3max

通過比較BE1max，BE2max，BE3max取三者中最大者就是我們要選擇的企業。

4 結束語

敏捷虛擬企業從出現到如今已經經歷了十多各年頭，隨著市場競爭的加劇，敏捷虛擬企業這種新的組織形式越來越引起人們地關注，被認為是21世紀制造企業新的組織運行模式。而敏捷虛擬企業地動態組織中關于合作伙伴的選擇及優化問題又是其核心部分。文章從方法論的角度結合目前該領域研究比較集中關于伙伴選擇建模FAHP方法，討論了在一般意義下的伙伴選擇和實現。

參考文獻:

[1] 張旭梅，鄭文軍，劉飛.敏捷虛擬企業的運行環境和決策模型研究[J].高技術通訊，2004(6).

[2] 徐小飛，站德臣，葉丹，謝煒，李全龍.動態聯盟德建立及其集成支撐環境[J].計算機集成制造系統-CIMS:1998，4(1):9-13.

[3] 魏一鳴，徐偉宣.虛擬企業及其智能化管理[J].中國管理科學，2000(5).

[4] 戰德臣，葉丹，徐小飛，等.動態聯盟企業模型[J].計算機集成制造系統-CIMS，2005，5(3):11-15.

[5] 吳憲華，張列平.動態聯盟伙伴選擇的決策方法及其戰略評估模型的建立[J].系統工程，2004，16(6).

[6] 馬永軍.網絡聯盟企業中的設計伙伴方法[J].機械工程學報，2006(1).

[7] 覃正.靈捷制造的集成決策[J].中國機械工程，1997，18(6).

[8] 馬鵬舉，朱東波.基于模糊層次分析(F-AHP)的盟員優化選擇算法[J].西安交通大學學報，1999，33(7).

[9] Porter M.Competitive Advantage :Creating and Sustaining Superior Performance[M].New York:Free Press，2002

[10] 柴躍廷.敏捷信息系統研究敏捷信息系統研究[J].計算機集成制造系統—CIMS，2006，6(4):11-10.