飛機制造商對材料供應商的選擇和評價研究

文/馮振宇 孫 楠 楊 坤

飛機制造商對供應商的管理主要采用“主制造商－供應商”模式，大部分部件都是由世界各地的供應商提供的，要使飛機有足夠的安全保證，就要保證供應商提供的產(chǎn)品是符合設計制造要求的，尤其是適航要求。

飛機的每一個零件都是由金屬或非金屬材料經(jīng)過一系列工藝程序而制成的，所以材料是影響飛機安全的重要因素。要保證民用機的適航性，確保材料符合適航性要求是一項重要的工作。由此可見，選擇優(yōu)秀的材料供應商對飛機制造商來說是一項非常重要的工作。要選擇正確的材料供應商，評價指標與選擇方法就顯得尤為重要。

目前國內對供應商選擇的研究主要集中在供應商選擇評價指標體系研究和供應商選擇評價方法研究兩個方面。對于評價指標的研究，目前主要集中在質量、價格、資質、交付、服務等方面，都是從一般制造企業(yè)的角度建立評價體系，沒有體現(xiàn)出航空制造業(yè)對適航要求的特殊性。對于評價方法，主要分為三類：第一類是定性的評價方法；第二類是定量的評價方法；第三類是定性與定量相結合的方法。應用最廣泛的是定性與定量相結合的層次分析法及其衍生方法。其中FAHP是將模糊數(shù)學與層次分析法相結合的一種方法，它彌補了層次分析法一致性檢驗計算復雜的缺點。本文結合適航規(guī)章及程序要求，用FAHP對飛機制造商選擇材料供應商的問題進行研究。

一、適航規(guī)章及程序要求

歐洲航空安全局（EASA)、美國聯(lián)邦航空局（FAA）和中國民用航空局（CAAC）在其適航規(guī)章及程序中都提到對供應商及其產(chǎn)品的管理與控制。

1.EASA

EASA對產(chǎn)品的批準是建立在對組織機構的批準基礎上的，在EASA21部的J部分中有對設計組織批準書（DOA）申請人的要求。其中239條款“設計保證系統(tǒng)”和243條款“數(shù)據(jù)”兩個條款對供應商管理與控制作出要求。EASA 21A.239（c）條款規(guī)定設計組織應該詳細說明設計保證組織的活動，用于說明供應商或轉包商依據(jù)制定的程序提供可接受的零部件、設計的設備或任務。21A 243（b）要求DOA申請人必須建立與供應商的接口文件，即有設計保證部門負責建立用來規(guī)定并描述供應商內部的設計保證系統(tǒng)。

2.FAA

FAA對供應商控制的要求主要集中于FAR 21.139“質量控制”和21.143“質量控制數(shù)據(jù)”兩個方面。FAR 21.139條款規(guī)定：申請人必須說明其已經(jīng)建立并能夠保持一個質量控制系統(tǒng)，以保證每一件需要獲得生產(chǎn)批準書的產(chǎn)品都符合經(jīng)批準的設計。21.143條款規(guī)定：為獲得FAA批準，任何申請人必須提交用于描述檢查和試驗程序的數(shù)據(jù)，確保生產(chǎn)的每件產(chǎn)品符合型號設計并處于安全可用狀態(tài)；主制造商必須通知FAA關于所有委任給供應商進行零部件或組裝件主要檢查的權限，并對這些權限負責。另外，F(xiàn)AR 183部對型號合格審定機構委任授權（ODA）作出專門規(guī)定。

3.CAAC

CAAC在CCAR 21部中的21.13和21.143條款規(guī)定了型號合格審定過程中對供應商的要求。CCAR 21.13條款要求申請人應建立并能保持一個有效的設計保證系統(tǒng)。AP－21－AA－2011－03－R4《航空器型號合格審定程序》中進一步規(guī)定當有合作伙伴或供應商時，設計保證系統(tǒng)必須具有相應的程序，確保合作伙伴或供應商提交產(chǎn)品的適航性。CCAR 21.143條款對PC申請人的質量控制系統(tǒng)提出要求，基本與FAA要求一致。

針對材料供應商，CCAR 25.603條款在材料本身的適用性和耐久性方面作出了規(guī)定。CCAR 25.605條款在材料的制造工藝及試驗大綱方面作出了規(guī)定。供應商控制方面，在型號合格審定階段，通過型號合格證申請人編制并經(jīng)FAA批準的材料規(guī)范、工藝規(guī)范提出對材料供應商的要求。在生產(chǎn)合格審定階段，生產(chǎn)許可證申請人建立并經(jīng)FAA批準的質量保證系統(tǒng)，這個質量保證系統(tǒng)要涵蓋對供應商提供產(chǎn)品的質量控制。

EASA、FAA和CAAC都是通過對飛機制造商提出要求來實現(xiàn)對供應商及其產(chǎn)品的管理與控制，其目的都是要保證供應商產(chǎn)品的適航性，進而確保飛機的適航性，保證航空安全。所以飛機制造商在選擇供應商時要特別注重其產(chǎn)品是否符合適航標準，還要重視供應商對其產(chǎn)品的設計能力及獨立監(jiān)督能力，以便保證持續(xù)適航性。

二、基于F A H P的供應商選擇和評價

供應商選擇的定性方法主要依據(jù)以往的經(jīng)驗，對問題的分析相對全面，定量方法對問題的分析比較準確、可靠。層次分析法是一種定性與定量相結合的方法，恰恰能涵蓋定性與定量方法的優(yōu)點。本文將采用層次分析法的衍生方法——FAHP來解決供應商的選擇問題。

1.利用FAHP選擇供應商的理由

FAHP是層次分析法擴展到模糊環(huán)境中形成的衍生方法，充分綜合了模糊數(shù)學和層次分析法的優(yōu)點。FAHP對問題的分析相對全面又不失準確性，還避免了判斷矩陣一致性檢驗的復雜性，簡化了供應商選擇的計算過程。由于FAHP計算簡便，易于掌握，因此應用更加廣泛。

FAHP的步驟如下：

第一步：建立遞階層次結構。一般分為目標層、指標層、準則層、方案層。

第二步：建立模糊一致性判斷矩陣。此步驟有兩點變化：①FAHP用模糊判斷矩陣代替層次分析法中的判斷矩陣，即用表1中0.1～0.9的數(shù)量標度代替層次分析法中的1～9的數(shù)量標度；②在檢驗判斷矩陣的一致性時，采用模糊一致性矩陣的性質rii=0.5，i=1，2，…，n；rij=1-rji，i，j=1，2，…，n；rij=rik-rjk+0.5，i，j=1，2，…，n。

表1 0.1～0.9數(shù)量標度

第三步：層次單排序，計算各指標對于上一層指標的權重。計算公式（1）為

先計算指標層對目標層的權重，再計算準則層對指標層的權重。

第四步：權重總排序。即計算準則層對目標層的權重。

第五步：打分并選擇。把準則層中每個因素在方案層中比較優(yōu)劣，在[0，1]上酌情打分，再根據(jù)各指標權重計算出總分，優(yōu)先選擇得分高者。

2.評價指標的選擇

本文在客觀分析影響材料供應商選擇因素的基礎上，根據(jù)適航規(guī)章的要求，提出航空材料適航性的指標，并結合航空制造企業(yè)的實際情況，按照設置指標體系的原則，設置了13個評價指標。

13個指標具體分析如下：

·設計能力：是否能提供完整、合理的技術方案，并具有相應的設計軟件、硬件等實驗條件以及人力資源以完成預定任務；

·產(chǎn)品適航性：是否具備使其研發(fā)的產(chǎn)品達到適航標準的能力，是否具備表明符合性及符合性驗證、持續(xù)適航技術支持等能力；

·資質認證：是否具備行業(yè)協(xié)會或國家質量、適航標準認證及相應水平；

·產(chǎn)品性能：產(chǎn)品內在屬性的反應，判斷產(chǎn)品是否符合國家標準、行業(yè)標準；

·質保體系：設計、制造環(huán)節(jié)對于產(chǎn)品質量控制所采取的規(guī)范、制度和方法，以及是否有質量持續(xù)改進計劃；

·準時交貨率：一段時間內準時供貨的批次與總批次之比；

·交貨數(shù)量柔性：采購商根據(jù)市場需求和零部件到貨情況偶爾臨時調整需求，主要考察在訂單數(shù)量的基礎上可以向上浮動多少仍能保證供應；

·訂貨提前期：從接受訂單到成功交貨所經(jīng)歷的時間，訂貨提前期越短，說明對顧客需求響應能力越強，生產(chǎn)組織能力和管理水平越高；

·成本：即產(chǎn)品的采購價格，它直接影響生產(chǎn)成本，進而影響企業(yè)的利潤；

·計劃修訂時間：原計劃發(fā)生錯誤并要求材料供應商進行修正所需要的天數(shù)，反映其接受計劃應變能力及合作性；

·技術服務：提供產(chǎn)品的外場服務和技術支持、培訓和維護等工作；

·備件支持：提供備件的周期，具有完善的備件支持方案，包括數(shù)據(jù)恢復、維護等方面；

·擔保與賠償：應提供關于產(chǎn)品的擔保和賠償政策。

以上對飛機材料供應商選擇評價模型中制約目標層的13個關鍵子要素做了詳細描述，圖1為依據(jù)FAHP建立的供應商選擇的指標體系，在準則層將13個指標分別劃分到5個屬性內，在方案層選擇3家候選供應商完成案例分析。

圖1 飛機材料供應商選擇指標體系

3.案例分析

某飛機制造商需采購一批原材料，擬從3家候選供應商D1、D2、D3中選擇。

以下采用FAHP來說明飛機制造商對材料供應商的選擇過程。

第一步：建立遞階層次結構。即圖1所示。

第二步：建立模糊一致性判斷矩陣。依據(jù)元素間兩兩比較相對重要性及表1給出表2～表7所示的模糊判斷矩陣。

經(jīng)驗證，以下6個矩陣均滿足模糊一致性判斷矩陣3個性質，即均為模糊一致性判斷矩陣。

表2 準則層與目標層之間的模糊判斷矩陣

表3 研發(fā)能力及其所屬指標之間的模糊判斷矩陣

表4 產(chǎn)品質量及其所屬指標之間的模糊判斷矩陣

表5 交付能力及其所屬指標之間的模糊判斷矩陣

表6 生產(chǎn)能力及其所屬指標之間的模糊判斷矩陣

表7 客戶支持及其所屬指標之間的模糊判斷矩陣

第三步：層次單排序。根據(jù)公式（1），利用Matlab軟件編程計算每個指標權重，計算結果如下：

A=(A1,A2,A3,A4,A5)=(0.3,0.25,0.2,0.15,0.1)

B1=(B11,B12,B13,B14,B15)=(0.266 7,0.566 6,0.166 7)

B2=(B21,B22)=(0.6,0.4)

B3=(B31,B32,B33)=(0.5,0.2,0.3)

B4=(B41,B42)=(0.7,0.3)

B5=(B51,B52,B53)=(0.466 7,0.366 6,0.166 7)

第四步：權重總排序，即計算指標層各元素對目標層的權重值，如表8。

因此，該案例中指標層對目標層的綜合權重向量為表8中最后一列P向量。

第五步：打分并計算。把指標層中每個因素Ci在方案層中比較優(yōu)劣，在[0，1]上酌情打分，得到第i個因素Ci在3個待選供應商中的分向量Ri=（ri1，ri2，ri3）。以Ri作為矩陣的第i行，得到一個13行3列的矩陣R。

這是一個模糊矩陣，權向量P可以看成是一個1行13列的模糊矩陣。按矩陣乘法計算P和R的乘積，確定方案層各候選材料供應商的得分。

表8 指標層對目標層的綜合權重

W=P·R=[0.58180.74120.5055]

第六步：選擇。根據(jù)3個候選材料供應商的最終得分情況來看，D2供應商得分最多，應優(yōu)先選擇，其次是供應商D1，再次是供應商D3，一般不予考慮。

三、結論

由于航空工業(yè)的特殊性，飛機制造商選擇材料供應商時需考察的指標與其他行業(yè)的制造企業(yè)有所不同，而目前國內對于評價指標的研究都是從一般制造企業(yè)的角度建立評價體系，沒有體現(xiàn)出航空制造業(yè)對適航要求的特殊性。本文結合適航規(guī)章及程序要求和航空工業(yè)的特點，著重于產(chǎn)品的適航性，設定了一套材料供應商評估指標體系，并選用FAHP完成飛機制造商選擇材料供應商的案例研究，驗證了飛機制造商應用FAHP選擇供應商的科學性和有效性。