供應(yīng)鏈固有可靠性和運作可靠性研究

1、供應(yīng)鏈固有可靠性和運作可靠性研究 責(zé)任編輯：崔新升作者：來自網(wǎng)絡(luò)2008-11-14 文本Tag： SCM實施 1引言 可靠性、效率和速度是供應(yīng)鏈競爭的關(guān)鍵，其中可靠性綜合反映了供應(yīng) 鏈完成物流任務(wù)的能力，是供應(yīng)鏈效率和速度的基礎(chǔ)，是供應(yīng)鏈質(zhì)量。供應(yīng)鏈可 靠性可定義為：在外界因素的干擾下，供應(yīng)鏈在規(guī)定時間和條件下，完成訂單需 求功能的能力，完成這種功能的概率為可靠度。對供應(yīng)鏈來說規(guī)定的條件一般表 現(xiàn)為供應(yīng)鏈的可達性和最低可接受服務(wù)水平。供應(yīng)鏈可靠性具有對象性、總體性 和階段性。其對象性反映供應(yīng)鏈集成方案不同， 可靠性不同，供應(yīng)鏈完成的訂單 任務(wù)不同，可靠性也會不同；總體性體現(xiàn)在供應(yīng)鏈的可靠性屬

2、于末端可靠性， 反 映的是供應(yīng)鏈整體的可靠性，其部分可靠性最優(yōu)不是供應(yīng)鏈所追求的目標(biāo)； 階段 性表現(xiàn)出供應(yīng)鏈在設(shè)計、集成（相當(dāng)于供應(yīng)鏈的生產(chǎn)階段）和供應(yīng)鏈的運作（相 當(dāng)于供應(yīng)鏈的使用階段）由于內(nèi)外條件、環(huán)境不同，可靠性也不同。 從產(chǎn)品工程學(xué)的角度劃分，產(chǎn)品可靠性分為固有可靠性和使用可靠性。 固有可靠性是指在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計、工藝、制造及材料、零 件的選擇等因素所確定的。固有可靠性決定著產(chǎn)品質(zhì)量，是產(chǎn)品內(nèi)在因素的可靠 性。生產(chǎn)商生產(chǎn)出來的具有一定固有可靠性產(chǎn)品在使用過程中，受到諸如環(huán)境、 操作技能、維修方式等因素的影響，這些因素所確定的可靠性稱為使用可靠性。 2供應(yīng)鏈固有可靠性和

3、運作可靠性概念 從戰(zhàn)略角度來說，供應(yīng)鏈也是一種產(chǎn)品,iiu a是可増值的產(chǎn)r 70 因此，供應(yīng)鏈也有固有可靠性和使用可靠性之分。 由于供應(yīng)鏈的使用過程就是供 應(yīng)鏈的運作過程，因此將其使用可靠性稱之為供應(yīng)鏈運作可靠性更為恰當(dāng)。 供應(yīng)鏈固有可靠性反映了供應(yīng)鏈在設(shè)計和集成（即供應(yīng)鏈的生產(chǎn)）過程 中在組織、結(jié)構(gòu)、設(shè)備和功能方面是否達到其質(zhì)量（技術(shù)）要求，它既體現(xiàn)供應(yīng) 鏈的初始質(zhì)量，也是對供應(yīng)鏈提供者的能力、水平和質(zhì)量的考量。供應(yīng)鏈設(shè)計和 集成階段所涉及的各種要素均成為供應(yīng)鏈固有可靠性的影響因素。定義供應(yīng)鏈固 有可靠性是指供應(yīng)鏈在設(shè)計和集成階段，要求供應(yīng)鏈在規(guī)定時間和規(guī)定的條件 下，完成預(yù)定功能的能力，

4、其概率表示為供應(yīng)鏈固有可靠度。 供應(yīng)鏈固有可靠性 的一個重要特點是靜態(tài)性，是對供應(yīng)鏈設(shè)計和集成中內(nèi)在的固有要素質(zhì)量的綜合 反映。通過供應(yīng)鏈固有可靠性分析，可以對供應(yīng)鏈的設(shè)計和集成方式 （即供應(yīng)鏈 的組織形式）進行運作前的評價和調(diào)整，確保供應(yīng)鏈運行前在組織、結(jié)構(gòu)、設(shè)備 和功能上達到合格狀態(tài)。 供應(yīng)鏈運作可靠性是指供應(yīng)鏈在運作過程中達到質(zhì)量（技術(shù)）要求，以 及滿足客戶要求的情況。它受其運作中的一些不確定性、 組成要素的時效性和供 應(yīng)鏈運作者的管理能力以及運作方案等方面的影響。定義供應(yīng)鏈運作可靠性是指 供應(yīng)鏈在實際運作過程中，在規(guī)定時間和規(guī)定條件下，完成訂單的能力，其概率 表示為供應(yīng)鏈運作可靠度。定

5、義中規(guī)定的時間、條件和功能是運作中實際需要達 到的。在完全沒有意外的情況下，與固有可靠性中的規(guī)定時間、 條件和預(yù)計功能 是一致的。然而在現(xiàn)實中這種前提幾乎是不存在的，由于受到供應(yīng)鏈內(nèi)外不確定 性因素的影響，規(guī)定的時間、條件是不斷變化的，需要的功能必須隨之變化，這 就需要供應(yīng)鏈進行即時調(diào)整，完成訂單任務(wù)。因此，供應(yīng)鏈運作可靠性反映了供 應(yīng)鏈的“時間質(zhì)量”。供應(yīng)鏈運作可靠性的大小是供應(yīng)鏈最終質(zhì)量的反映，它關(guān) 系到供應(yīng)鏈的成敗，是供應(yīng)鏈固有可靠性的延續(xù)和目的。 供應(yīng)鏈固有可靠性的主要目標(biāo)是確保設(shè)計和集成得到的供應(yīng)鏈系統(tǒng)的連 通性。供應(yīng)鏈運作可靠性的主要目標(biāo)是物流任務(wù)的完成性?？梢哉f供應(yīng)鏈固有可 靠性

6、是運作可靠性的基礎(chǔ)、前提和保證，運作可靠性是固有可靠性的延續(xù)、 實踐 和目的。 3本文使用符號的含義 PS:表示第s條最小路徑中基本單元的集合； P：供應(yīng)鏈最小路徑數(shù)； KS:表示第s條最小割集中基本單元的集合； k:表示供應(yīng)鏈最小割集數(shù)； I:供應(yīng)鏈的起始節(jié)點的集合； J:供應(yīng)鏈的終訖節(jié)點的集合； 1：表示一個起始節(jié)點，1I； J：表示一個終訖節(jié)點，jJ; 1-J :表示起始節(jié)點1與鄰接終訖節(jié)點J之間的邊； i J :表小起始節(jié)點i和鄰接終訂節(jié)點的邊細(xì).成供應(yīng)鏈的基本單丿 ri:表示節(jié)點1的可靠度； ri-j :表示邊ij的可靠度； Rij :供應(yīng)鏈基本單元可靠度； R:供應(yīng)鏈整體可靠度；

7、tsij表示s T s為s路欄的時間要求； g s i j表小s路彳名流.經(jīng)i j的流竝； Q. s為s路欄的流竝盂求； c s 1 j為運行s路於I】i J所發(fā)牛的成本； C乞為個仝I黑戶訓(xùn)以接遼的成本; P：滿足所有約束條件的最小路徑的集合。 4供應(yīng)鏈的基本單元及可靠度 4.1供應(yīng)鏈的基本單元 供應(yīng)鏈由節(jié)點和邊組成，節(jié)點與邊緊鄰，兩者之間形成串聯(lián)關(guān)系。節(jié)點 一般表示成員企業(yè)內(nèi)部的活動，邊一般代表物料在成員企業(yè)之間的位移， 即運輸 過程。供應(yīng)鏈可靠度由節(jié)點可靠度和邊可靠度構(gòu)成，這就需要對供應(yīng)鏈中所有節(jié) 點和邊的可靠度進行統(tǒng)計分析和計算， 這個工作量與節(jié)點和邊的數(shù)量成正比， 對 于一個稍具規(guī)模

8、的供應(yīng)鏈來說，工作量都是相當(dāng)大的。在實際工作中，一些節(jié)點 與后鄰接邊的關(guān)聯(lián)性很大，活動的主體往往是同一個企業(yè)，而且兩者所進行的部 分活動相互嵌套，難于嚴(yán)格區(qū)分它們，給分別計算它們的可靠性帶來一定困難， 增加了工作量。基于上述考慮，我們將起始節(jié)點1與鄰接邊1-J組合起來，構(gòu) 成伏應(yīng)鏈的基本單兀，記為i J :対門殳冇后續(xù)邊緊鄰的最絡(luò)節(jié)點，我們 假設(shè)最終節(jié)點的后續(xù)邊存在，且條數(shù)為1，可靠度為1。 若起始節(jié)點1引出ki條鄰接邊，則起始節(jié)點1與其后鄰接邊形成ki 個基本單元，整個供應(yīng)鏈中基本單元的個數(shù)為ki+1, 后面的1表示最終節(jié)點 形成的基本單元數(shù)。 4.2供應(yīng)鏈基本單元可靠度 由于供應(yīng)鏈可靠性分

9、為固有可靠性和運作可靠性，因此，基本單元的可 靠性也有固有和運作兩種可靠性之分。 由于供應(yīng)鏈基本單元中的節(jié)點和邊是串聯(lián)關(guān)系，所以基本單元的可靠度 表達式為： R i j = r i - j r i 1 顯然，供應(yīng)鏈基本單元的不可靠度為： 1Rij=ri(1rij)+(1ri)rij+(1 ri)(1-ri-j) 基本單元之間的活動相對來說較為清晰和獨立，在節(jié)點及邊的可靠度難 以估計的情況下，可以近似地直接估計基本單元的可靠度， 為其可靠度的統(tǒng)計分 析帶來方便。同時由于基本單元的數(shù)量僅為節(jié)點和邊的總數(shù)的一半，因此減少了 對可靠性進行統(tǒng)計估計的工作量。 5供應(yīng)鏈固有可靠度分析 供應(yīng)鏈固有可靠性是供

10、應(yīng)鏈在設(shè)計和集成階段需要達到得技術(shù)可靠性要 求或標(biāo)準(zhǔn)，體現(xiàn)出供應(yīng)鏈起訖點對在結(jié)構(gòu)、組織、設(shè)備和功能方面的連通性，是 供應(yīng)鏈設(shè)計和集成質(zhì)量的綜合體現(xiàn)， 反映供應(yīng)鏈初始的客觀狀態(tài)，是供應(yīng)鏈的初 始質(zhì)量。供應(yīng)鏈固有可靠性成為供應(yīng)鏈集成方案選擇和評價時的重要指標(biāo)，是供 應(yīng)鏈在具體運行之前可行性分析的重要環(huán)節(jié)。 對于供應(yīng)鏈固有可靠度的計算，首先構(gòu)造供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)函數(shù)。設(shè)布爾變量 xij表示供應(yīng)鏈基本單元的連通狀態(tài)，有： xij=(3) 則有： P r x i j =1 = R i j表小基本單兀i j )暢通的ftt率 P r x i j = 0 = 1 R i j表加基本單兀i j )發(fā)牛一斷裂 的概率

11、由于供應(yīng)鏈基本單元相互獨立，所以： E （ x i j ） i X P r x i j -1+ OXP】x i j 0 RiJ 可見，供應(yīng)鏈基本單元暢通的概率，即可靠度就是它的期望值。結(jié)合參 考文獻 丄，得刮供應(yīng)鏈固冇可靠度的最小路集表小形式為： R=E 0 最小割集表示形式為： R=E 6 H 式性質(zhì)及參考文獻45得知，公式1 5 ）和（6 ）等同 于以下形式： R二 1 一 7 R 二 8 6供應(yīng)鏈運作可靠度分析 供應(yīng)鏈?zhǔn)菫橥瓿梢欢ǖ奈锪魅蝿?wù)而存在的，面對訂單，它必然要滿足具 體客戶的服務(wù)要求，這種要求體現(xiàn)在時間、流量和成本等方面對供應(yīng)鏈要求上。 供應(yīng)鏈運作可靠度是供應(yīng)鏈實際連通度， 是供

12、應(yīng)鏈的實際質(zhì)量，供應(yīng)鏈運作可靠 性研究的目的就是在滿足時間、流量和成本要求下，供應(yīng)鏈運作可靠性計算和優(yōu) 化問題。 6.1供應(yīng)鏈運作可靠性的計算 將時間、流量和成本要求在布爾變量xij的取值條件中加以考慮，即 將（3）式調(diào)整為： xij=（9） 然后利用公式（7）或（8）進行計算。 6.2供應(yīng)鏈運作可靠性優(yōu)化 構(gòu)建供應(yīng)鏈運作可靠性的數(shù)學(xué)規(guī)劃，將供應(yīng)鏈的可靠度作為目標(biāo)函數(shù)， 時間、流量和成本要求作為約束，形式如下： max R=1 （8 a） S.t. g s i j X x s 1 . = Q s （V s ）（ 8 c ） c s i j x s i j C s （/ s ） （ 8 d ）

13、t s ij O，gsij 0，csij2 a 0 x s ij =0或1 i 1( 8 e) j J 式（8 b）和（8 c）中，xsij起著加權(quán)的作用，表明在第s 條最小路徑中，只要有一個基本單元故障，將導(dǎo)致含有該基本單元的整條路徑失 效，使得tsij和gsij失去意義。 規(guī)劃（8）中約束的個數(shù)最多為3p（不包括非負(fù)約束）。若供應(yīng)鏈較 為簡單，約束的個數(shù)不多時，可以采用枚舉的方法求解，具體步驟如下： Stepl，對給定結(jié)構(gòu)的供應(yīng)鏈系統(tǒng)，根據(jù)圖論理論尋找起訖點正確 對的所有最小路徑集P=（l,2,A,p）0 Step2，計算運行所有最小路徑集所用時間tk,確定滿足時間要 求的最小路徑集PT=

14、。若PT= ，轉(zhuǎn)入Adjust。 Step3，計算所有最小路徑的流量，確定滿足流量要求的最小路徑 集PQ=。若PQ= ，轉(zhuǎn)入Adjusto Step4，計算所有最小路徑集的成本，確定滿足成本限制的最小路 徑集 PC =，若 PC= ，轉(zhuǎn)入Adjusto Step5，令PPTIPQIPC，將P中所有路徑代入目標(biāo)函數(shù) 中，貝U所對 應(yīng)的路徑是滿足時間、流量、成本要求且可靠度的路徑為最佳路徑，得到最優(yōu)結(jié) 果，退出計算過程。若P= ，轉(zhuǎn)入Adjusto Adjust :說明滿足所有約束的供應(yīng)鏈方案不存在，需要調(diào)整供應(yīng) 鏈結(jié)構(gòu)，即形成新的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)，各成員單位形成新的關(guān)聯(lián)，或?qū)r間、流量和 成本限制進行

15、調(diào)整。然后轉(zhuǎn)入Stepl，進行新一輪的計算。 若（8 a）式為最小割集形式，方法相同。 6結(jié)束語 供應(yīng)鏈存在的目的是為了滿足物流客戶的需要，如一般產(chǎn)品一樣，必然 需要經(jīng)歷設(shè)計和集成（相當(dāng)于產(chǎn)品的生產(chǎn)）與運作（產(chǎn)品的使用）兩階段，其質(zhì) 量也將通過這兩階段的質(zhì)量體現(xiàn)出來，因此將供應(yīng)鏈可靠性分解成固有和運作兩 種可靠性十分必要，也是客觀要求。從上述研究中看出，供應(yīng)鏈固有和運作可靠 性確定的關(guān)鍵是供應(yīng)鏈集成方式的選擇 （影響到基本單元間的串、并聯(lián)關(guān)系和供 應(yīng)鏈的最小路徑）和基本單元的設(shè)計及運作可靠性的確定，以及在不同外部環(huán)境、 不同功能、不同集成方式下，不同基本單元的暢通概率分布等問題需要進一步的 研

16、究。 出師表 先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂， 今天下三分，益州疲弊，此誠危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣 不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報之于陛下也。誠宜開張圣聽，以光 先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。 宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其 刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。 侍中、侍郎郭攸之、費祎、董允等，此皆良實，志慮忠純，是以先帝簡拔以遺陛下：愚 以為宮中之事，事無大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補闕漏，有所廣益。 將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰能”，是以眾議舉寵為督： 愚以為營中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。 親賢臣，遠(yuǎn)小人，此先漢所以興隆也； 親小人，遠(yuǎn)賢臣，此后漢所以傾頹也。 先帝在時, 每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、 靈也。侍中、尚書、長史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣， 愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計日而待也。 臣本布衣，躬耕于南陽，茍全性命于亂世，不求聞達于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當(dāng)世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳。后值傾覆，受任于 敗軍之際，奉