供应链可靠性管理研究综述与展望

可靠性要求 ， 所进行 的一系列组织 、 计划 、 规划 、 控 制 、 调 、 督 、 策 等 活 动 和 功 能 的 管 理 ｊ 协 监 决 。 它是将可靠性工程学的一般原理和方法 与供应链 管理问题相结合 ， 所形成的－ Ｉ针对供应链可靠性 －＇ － Ｊ
为研 究对 象 的应 用 性 学 科 。供 应 链 的 可靠 性 不 仅 取 决于供 应链 的初 始设 计 ， 而且 还受 到 生产运 作条
落实 可靠 性指标 。在分 配系 统可靠 性 指标 时 ， 统 系 各个组 成 部分 之间需 要保 持适 当的平衡 ， 以达到投 入 有 限资金 ， 大 限 度地 增 加 系 统 可 靠性 的 目的。 最 文献 ［ ］ ６ 以交 易可 靠 性 为 目标 ， 出 了一 个 公 平 价 提
系列惨痛的教训 ， 迫使企业经营者和学者重新审 视当前的供应链 ， 研究如何使供应链的运作更加安 全 可靠 ， 减少 失效 事件 的发 生 ＿＿Ｊ １２。
一
Ｔ ｏ ａ 于 ２ ０ 年基于可靠性工程理论 ， ｈｍ ｓ ０２ 将供 应链可靠性定义为 ： 供应链系统在规定 的条件下和 规定 的 时 间 内 ， 成 规 定 任 务 的能 力 ｌ 。供 应 链 完 ＿ ３ 』
可靠 性管 理 ， 为了确 定和 满足 供应 链 系统 的 目标 是
格机制 ， 并应用 Ｓ ａｌ 值法解决了可靠性分配问 ｈｐ ｙ ｅ
分解的求解方法 。 ｂ 在 可靠性 水 平一 定 的条件 下 ， ． 系统 总投 资最
Байду номын сангаас
・
在可靠性理论中， 单元重要度用于衡量元件可 靠度 的变化对整个系统可靠度的影响程度 【 １ 。在 ８ Ｊ
进行系统可靠性优化 时， 只需要提高重要度较高单 元 的可 靠度 ， 能 实现 以最 少 的资源 投入 最 大限度 就 地 提高 系统 可 靠 度 的 目的 。 由于 面 向的 对象 与要
高物流系统 的可靠性 ， 但他们 的研究主要针对军事 物流在战争环境下的可靠性 ， 没有考虑成本因素。
虽然冗余数量越多系统可靠性越有保障 ， 但系 统成本也会随之增加。由于总成本约束的存在 ， 不 能随 意增 加冗 余企业 数 量 ， 因此 需要 结合 成员 重要 度分析 ， 针对供应链可靠性的薄弱环节 ， 进行供应 链冗余优化设计 ， 以最有效的方式提高系统整体可
可 靠性设 计途 径 、 估模 型 与分析 方 法在供 应链 中的适 用条件 、 互 关 系以及优 缺 点 。最后 指 出 评 相 了 目前 面 ， 临的主要 问题 ， 对未 来 的研 究作 出 了展 望 。 并 关 键 词 ： 应链 管理 ； 供 可靠性 ； 评估模 型 ； 分析 方 法
求 不 同 ， 元 重要 度也 有不 同 的含 意 。文 献 ［９ 首 单 １］
可靠度的计算方法 ， 建立了以物流成本最小化和物 流服务可靠度最大化 的配送 中心选址多 目标优化
模 型 ， 运用 贪婪 取走 启发 式算 法对 转化 后 的模 型 并 进行 求解 。文 献 ［３ 进 一 步考 虑 多 产 品 的可 靠供 ２］
实际情况中， 成员企业可靠度取值范围可能是 离散集合或者是 连续 区间。如果成员企业可靠度
和相 应成 本 都 限定 在 给定 的离 散集 合 中 ， 用文 献 应 ［２ 的方 法 ， 以实 现最佳 成 员企 业 的选取 。进 一 １］ 可 步 在得 到成 员企业 失 效率 历史 统计 信息 的前提 下 ，
题 。Ｓ ａｌ 值 法 体 现 了 按 照 贡 献 大 小 分 配 的 原 ｈｐｅ ｙ 则 ， 免 了平均 分 配 带 来 的 弊端 ， 避 能够 调 动 供 应链 中各 成员 企业 的积 极性 。同样 ， 改进 供应链 可靠 在 性 ， 重新 设 定 可 靠 性设 计 指 标 时 ， 存 在 如何 或者 也 将系 统可 靠度 分配 给各成 员 企业 的 问题 。 在进 行可 靠性 分配 时 ， 常常会 受 到一些 条件 的
切地 需要 提高 供应 链 的系统 可靠 性 ， 时又不 能过 同 多地 牺牲 供应 链 的 日常运 营成本 ， 达到可 靠性 和经 济性 之 间的最 佳平 衡 。解决 途径 主要 有 以下 ２种 ：
高供 应链 可 靠性 。文 献 ［５从 整个 供应 链 的角 度 ， １］ 对 仓库进 行 设置 优化 ， 现 了供应 链构 建 的系统 化 体
收稿 日期 ：０ １ ５—０ ２ １ —０ ６
基金项 目： 国家 自然基金资助项 目（ ０ ７ ０ ６ ７７２３）
’
作者 简介： 成 （９ ８ ， ， 陈 １７ 一）男 江苏扬州人 ， 南京理工大学博士研究生 ， 主要从事供应链 可靠性 的研究工作 。
２
２ １ 年 １ 中国制造 业信 息化 ０１ ０月
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企业管理与信息化 ・
陈 成
薛恒新
供应链可靠性管理研究综述与展望
供 应 链 可靠 性 管 理研 究综 述 与展 望
陈 成， 薛恒新 ２０ ９ ） １０４ （ 南京 理工 大学 经 济管 理学 院 ， 苏 南京 江
摘要 ： 为避免 因发生供应链 中断事件 而带来的严重后果 ， 从可靠性 设计 、 可靠性评估 以及 可靠性 分析这 ３ 个方面， 对供应链可靠性管理这一领域的 国内外研 究现状进行 了总结， 重点评述 了各种
效事件对整个供应链的正常运作产生严重影响， 甚 至引起供应链 中断， 急剧升高供应链成本 ， 降低客
户服务水平。Ｐ ｉ ｓ ｈｌ 大火和通用公 司罢工事件等 ｉ ｐ
以下几种途径 ， 对供应链可靠性设计进行 了研究。
１ １ 系统 可 靠 性 分 配 ．
系统可靠性分配， 即根据系统与组成元件之间 的功 能关 系 ， 系统 可靠 性指 标在 元件 之 间进行 合 将 理地分 配 ， 也就是 按 系统 一 子 系 统 一 元件 ， 一地 逐
中 图分类 号 ：２ ０ Ｆ７ 文献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ ２ ６ ６ ２ １ ）９—０ ０ —０ １ ７ ７１ １ （０ １ １ ０１ ７ 方 面进行 研究 。
未来 的竞争不再是企业与企业之 间的竞争 ， 而 是供应链之间的竞争 。许多企业广泛实施全球化 的采购模式 、 Ｔ生产方式 以及精益与敏捷供应链 Ｊ Ｉ 的管理理念 ， 使得供应链的运作效率 日益提高， 但
可以通过威布尔分布拟合得到成员企业可靠度 的 数学模型ｌ １ 。在掌握成员企业故障率 和修复率大 ３ Ｊ
致分 布 的前 提下 ， 用 可信 度 理 论 的梯 形 、 角 形 利 三 等模 糊变 量 描 述 成 员 企 业 故 障率 和 修 复 率 ｌ ］能 １， ４
够更 准 确地 实 现成员 企业 优选 。
可靠 性 设 计是 事 前 考 虑 可靠 性 的一 种 设 计 方 法 ， 一项 最 为 中心 的可 靠性 工作 ， 是 具有 战 略意 义 。
虽然 可靠 性设 计 只是可靠 性 工程 中 的一个 环节 ， 但
却是保证系统可靠性最重要的环节 ， 它为系统的可
靠性水 平 奠定 了基 础 。 目前 ， 国内外学 者主要 通 过
企业 可靠 性 与成本 固定 的前提 下 ， 如何 通过 成员 企 业选 取实 现 系统 可靠 性 的全局 最优 化 。
文献［０研究 了核心企业如何 与备用供应商 ２ ３
订 立合 同 ， 高供应链 可靠性 。文献 ［１研 究 了 网 提 ２］ 络 连通 性 、 运输 时 间和 物流 能力对 物 流 网络可靠 性 的影 响 ， 为 提高 物流 能力 的冗余 程 度能 够有 效提 认
‘ 供应 链 系统 可靠性 要求 较 高时 ， 了尽可 在对 除
能选取可靠度高的成员企业 ， 还可以通过冗余设计 增加系统可靠性。所谓冗余设计 ， 是指当一个功能 单 元 的可靠 性不 能满 足 系统 任务 的要 求 时 ， 采用 ２ 个 或 ２个 以上 的单 元 并行 工作 ， 只要 其 中有 １ 个单 元能够正常工作 ， 系统就不至于失效。只有 当同一 环节上所 有的功能单元 都发生故 障， 系统 才会失
第４ ０卷
第 １ ９期
在现实情况 中， 成员企业可靠度常常不是 固定值 ， 而是与投入成本相关 。如果成员企业可靠性与成 本 费用成 函数关 系 ， 首先 推导 成员 企业 可靠 性 和成 本之 间 的拟合 函数 ， 后利 用惩 罚 函数 法把 成本 约 然
束 问题转 化 为无 约束 优化 问题 ， 于 Ｈｏｆ ｌ 经 基 ｐｉｄ神 ｅ 网络 构造 和最 优 可 靠 性 分 配相 对 应 的 网络 优 化 计 算 的能 量 函数 ， 建立 起 系统可 靠性 优化 分 配 的数 学
应链 系统设计 模 型 ， 设 多个 失效情 景 同时 发生 在 假
连接 弧 上 ， 寻找失 效情 景 发生后 能 支持 多产 品顺 利
流 通 的最 小 成 本 的连 接 弧 ， 给 出 了 基 于 Ｂ ｒｅ 并 ｅｄ ｒ
次将概率重要度 与关键重要度应用在供应链可靠 性分析 ， 得到 了 ２条单元重要度选择原则 。但是 ，
ａ在投资一 定 的条件 下， 得系统 可靠性最 ． 使 高 。文献 ［２ 针对 传 统 选 址 模 型 片 面 追求 物 流成 ２３
本最 小化 ， 忽视 物 流 服 务 水 平 的情 况 ， 可 靠性 作 将
为物 流服 务水 平 的一种 测 度 ， 出 了配送 中心系统 提
思想 。文献 ［６ 、１ ］ １ ］［７分别应用仿真法与故 障树分 析 法辨识 供 应链 的薄 弱 环节 ， 出 了系统 最容 易发 找 生故 障 的环 节 。
也减 弱 了企业 抵抗 各 类干 扰 事 件 与 风 险影 响 的能 力 。供应 链 上任 何节 点发 生影 响正 常供应 的事 件 ， 往往 会迅 速影 响 到与之 相连 接 的上下 游企 业 ， 进而 沿着 网络 联 接影 响到 网络上 的所 有企 业 。最终 ， 失
１ 供 应 链 可 靠 一 计 研 究 现 状 陛设
靠性 。
．
１ ５ 基 于可靠性 与经济性的 系统平衡设计 ．
面对 日益 增 多的 干扰 事件 与风 险环境 ， 业迫 企
１ ３ 系统可靠性薄弱环 节辨识 ．
在供 应 链 中 断 前 ， 过 对 系统 薄 弱 环 节 的识 通
别 ， 有针 对 性 地进 行 鲁 棒 性 加 固 ， 以有 效 地 提 并 可
模型［ 。
传统的单元重要度分析都是纯粹从 可靠性角度出 发， 没有考虑到经济条件。因此 ， 需要综合考虑系 统 成本 ， 以及 由系统 故 障所造 成 的经济 损 失这 两方
面 因素 ， 立考 虑经 济性 的新 型单 元重 要度 度量 模 建
型。
１４ 系统 可靠性 冗余设 计 ．
件、 外界情况 、 管理水平等因素的影响。目前 ， 国内 外学者主要从供应链可靠性设计 （ 事前）供应链可 、
制约 ， 如成本 、 时间等 ， 从而构成了可靠性优化分配
问题 ， 即在满足约束条件的情况下 ， 如何通过可靠
达到甚至超过预定的可靠性指标。 靠性评估 （ 中）供应链可靠性分析（ 事 、 事后 ） ３ 这 个 性 的合理分配 ，
效。
１ ２ 成 员企 业 优 选 ．
通 过 选取 可靠 性高 的成 员企 业 ， 以提升 供应 可 链 的整 体 可靠 性 ［－］ ８９。文 献 ［Ｏ 针 对 风 险 不确 定 １］
情况 ， 在总成本和系统可靠性约束 条件下 ， 对供 应 商的选取问题进行了研究。文献 ［ １针对供应链 １］ 这类 串并 联 系统 中成 员企业 选 取难 度较 大 的问题 ， 提出一种结合传 统蚂蚁算法 和 Ｔ ｂ ａｕ搜索 的混 合 式算 法 。用 以解决 在 系统 总成 本约 束条 件 下 ， 员 成