基于物料清單的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)管理研究

楊 婷，蔣 艷 （上海理工大學(xué) 管理學(xué)院，上海200093）

YANG Ting, JIANG Yan (College of Management, University of Shanghai for Science & Technology, Shanghai 200093, China)

0 引 言

隨著全球化和經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來(lái)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，許多制造企業(yè)引入了供應(yīng)鏈管理（Supply Chain Management，SCM），用以?xún)?yōu)化供應(yīng)鏈，減少投入市場(chǎng)的時(shí)間和成本[1]。這樣一個(gè)精益敏捷的系統(tǒng)在風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生時(shí)可以減少成本。但是由于供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所處環(huán)境的多樣性，供應(yīng)鏈中也存在很多風(fēng)險(xiǎn)[2]。2011 年3 月，日本東北部海域發(fā)生9.0 級(jí)地震，震斷了汽車(chē)、電子等行業(yè)的全球產(chǎn)業(yè)鏈，包括美國(guó)、日本在內(nèi)的多家大型汽車(chē)生產(chǎn)商和IT 企業(yè)出現(xiàn)元件供應(yīng)不足，一些廠(chǎng)商更被迫停產(chǎn)，造成難以估量的損失，暴露出全球供應(yīng)鏈的潛在風(fēng)險(xiǎn)[3]。為了解決這種問(wèn)題，引入了供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)管理（Supply Chain Risk Management，SCRM）。學(xué)者們一直從不同角度對(duì)供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)管理進(jìn)行研究，例如風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別和討論建模，各種類(lèi)型的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，規(guī)劃與控制，降低風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)策等[4]。然而這些研究的前提是對(duì)供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)已知。實(shí)際上，除了一級(jí)供應(yīng)商，許多公司并不熟悉他們的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)。因此，考慮供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)管理，首先要在沒(méi)有識(shí)別供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的情況下尋找方法來(lái)評(píng)估供應(yīng)鏈的潛在風(fēng)險(xiǎn)。本文主要研究的是基于物料清單的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)管理。

1 基于物料清單的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)管理的概念

由于制造商很難識(shí)別出完整的供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)，但他們又需要采取措施來(lái)解決由于各種各樣的風(fēng)險(xiǎn)事件造成的供應(yīng)鏈中斷。因此，針對(duì)供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)中的缺貨風(fēng)險(xiǎn)，本文提出了一種基于物料清單的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)管理的方法來(lái)解決供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)未知的問(wèn)題。物料清單也稱(chēng)物料用量清單或產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱(chēng)BOM（Bill of Material），是用數(shù)據(jù)格式來(lái)描述產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的文件[5]。一般按從原料到成品的實(shí)際加工過(guò)程，劃分層次，建立上下層物料的從屬關(guān)系和數(shù)量關(guān)系[6]。基于物料清單的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)管理的前提是假設(shè)供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)未知，制造商們擁有完整的物料清單，對(duì)產(chǎn)品和生產(chǎn)零部件有足夠的認(rèn)識(shí)。由于物料的短缺會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)的終止，因此這種方法是根據(jù)降低物料的缺貨風(fēng)險(xiǎn)來(lái)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)決策的成本和有效性的。假設(shè)對(duì)于很難設(shè)計(jì)或生產(chǎn)的零件，無(wú)法輕易替換供應(yīng)商。并且在研究中，不評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率事件，例如地震、臺(tái)風(fēng)、火災(zāi)等事件引起的損害，因?yàn)檫@些事件的評(píng)估取決于供應(yīng)商識(shí)別。基于類(lèi)似的原因，也不對(duì)物流風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行研究。

在基于物料清單的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)管理方法中，可以用以下四個(gè)對(duì)策來(lái)降低零件短缺的風(fēng)險(xiǎn)：

M1—采購(gòu)多樣性：物料采購(gòu)時(shí)使用多個(gè)供應(yīng)商，以防風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生。

M2—使用替換零件：在經(jīng)過(guò)可靠性測(cè)試以及適當(dāng)措施下，緊急情況下可使用替換零件。

M3—重新規(guī)劃生產(chǎn)：風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生后，重新部署規(guī)劃生產(chǎn)設(shè)施和生產(chǎn)力以恢復(fù)生產(chǎn)。

M4—建立安全庫(kù)存：使物料保持一個(gè)穩(wěn)定的庫(kù)存水平，以便缺貨時(shí)使用。

以上四個(gè)對(duì)策，可以根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備使用和時(shí)間要求來(lái)進(jìn)行分類(lèi)。在生產(chǎn)設(shè)備中，M1 和M2 使用替代生產(chǎn)設(shè)備，而M3 和M4 使用原來(lái)的生產(chǎn)設(shè)備。在對(duì)時(shí)間要求方面，M1 和M4 屬于互補(bǔ)類(lèi)生產(chǎn)，是在常規(guī)的基礎(chǔ)上執(zhí)行；而M2，M3 屬于替代類(lèi)生產(chǎn)，是在風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生后才執(zhí)行的。M1 和M4 雖然有數(shù)量和時(shí)間限制，但在緊急情況下可以保證必要物料的安全供應(yīng)。相比之下，M2 和M3 加速恢復(fù)供應(yīng)，但是無(wú)法避免風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生后物料短缺。

2 基于物料清單的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)管理的決策模型

2.1 模型框架

基于物料清單的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)管理的決策模型由圖1 所示：

2.2 評(píng)估物料短缺的影響模型

首先要對(duì)產(chǎn)品物料清單中，某一個(gè)物料的短缺對(duì)產(chǎn)品的影響設(shè)置優(yōu)先級(jí)。因?yàn)槿鄙倌骋环N物料就可能導(dǎo)致產(chǎn)品停產(chǎn)，因此產(chǎn)品停產(chǎn)和物料短缺所造成的損失已經(jīng)合并在一起了。

i—單位物料；j—單位產(chǎn)品；Ei—單位時(shí)間內(nèi)物料i短缺的影響?？梢杂媚Ｐ停?） 表示物料短缺的影響：

Ei表示單位時(shí)間內(nèi)物料i短缺的影響。Ei等于i的短缺對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品j的影響的總和。產(chǎn)品j停產(chǎn)的影響Sj，用銷(xiāo)售損失的總和來(lái)評(píng)估。φ 是缺少物料i的一組產(chǎn)品，pj是產(chǎn)品j的銷(xiāo)售價(jià)格，qj是單位時(shí)間內(nèi)的銷(xiāo)售數(shù)量，aj是產(chǎn)品的價(jià)值系數(shù)。aj取決于銷(xiāo)售以外的賠償損失，例如企業(yè)品牌的負(fù)面影響，市場(chǎng)份額下降，減少產(chǎn)品j的配件供應(yīng)等。

2.3 識(shí)別需要風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策的生產(chǎn)活動(dòng)

評(píng)價(jià)物料短缺的影響后，要識(shí)別在生產(chǎn)中哪些活動(dòng)需要采取風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策。首先列出在供應(yīng)物料中通常所需的活動(dòng)，然后選擇出哪些活動(dòng)需要采取風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策，如表1 所示。表1 中“B”表明在風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生前該活動(dòng)要采取風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策，“A”表示風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生后該活動(dòng)要采取風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策。符號(hào)“-”表示活動(dòng)是不需要風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策或者已經(jīng)在常規(guī)時(shí)間內(nèi)采取對(duì)策。

表1 生產(chǎn)活動(dòng)

2.4 風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策的成本和有效性評(píng)估

風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策的成本和有效性的評(píng)價(jià)由成本、采取對(duì)策后減少的恢復(fù)時(shí)間、技術(shù)約束、工人能力、生產(chǎn)設(shè)備和知識(shí)產(chǎn)權(quán)等因素組成。首先給出各種變量說(shuō)明。對(duì)于物料i，風(fēng)險(xiǎn)決策成本k用來(lái)計(jì)算，見(jiàn)模型（2）：

Q、M、N分別代表每天產(chǎn)量、風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生時(shí)缺失物料的缺失持續(xù)時(shí)間（天） 和平均發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)事件的時(shí)間（天）。分別代表生產(chǎn)活動(dòng)列表中將決策k應(yīng)用到零件i上的活動(dòng)集。第二個(gè)后綴P、E，表示活動(dòng)是屬于前期準(zhǔn)備活動(dòng)（P） 還是生產(chǎn)活動(dòng)（E）。第三個(gè)后綴B、A，表明是在風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生之前（B） 或風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生后（A） 執(zhí)行的活動(dòng)。模型（2） 中第一部分代表生產(chǎn)前準(zhǔn)備活動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)決策成本，在風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生前需要支付。第二部分代表生產(chǎn)活動(dòng)所需的風(fēng)險(xiǎn)決策成本。當(dāng)采用M1、M4 對(duì)策時(shí)，由于采用多方面采購(gòu)和增加庫(kù)存，成本也隨著增加。第三個(gè)部分表示當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生后所需要的風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策成本。由于風(fēng)險(xiǎn)事件是偶然事件，所以乘以風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生概率1/N。

對(duì)于使用決策之后的影響，M2 和M3 的影響用減少的恢復(fù)時(shí)間乘以單位時(shí)間銷(xiāo)售損失來(lái)評(píng)價(jià)，在模型（1） 中定義為Ei。減少的恢復(fù)時(shí)間，是當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生時(shí)，所有活動(dòng)都使用M2、M3 的情況下，繼續(xù)物料供應(yīng)的時(shí)間差。當(dāng)對(duì)策k應(yīng)用于零件i時(shí)，恢復(fù)時(shí)間可以由模型（3） 計(jì)算：

α 和β 是表1 中的活動(dòng)集。α 是包括生產(chǎn)設(shè)備采購(gòu)、人員招聘、原材料采購(gòu)等相關(guān)的一組采購(gòu)活動(dòng)。而β 是一組其他活動(dòng)。m和n分別代表活動(dòng)數(shù)量和活動(dòng)組。模型（3） 的第一部分表示采取風(fēng)險(xiǎn)策略后，可以同時(shí)進(jìn)行的生產(chǎn)活動(dòng)的最大恢復(fù)時(shí)間。第二個(gè)部分代表其他按時(shí)間順序執(zhí)行的活動(dòng)恢復(fù)時(shí)間。決策M(jìn)1 和M4 的有效性可以根據(jù)物料短缺時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生前應(yīng)用M1 或M4 和在風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生后再運(yùn)用CM1 或CM4 的恢復(fù)時(shí)間差來(lái)評(píng)估。

根據(jù)以上模型，在應(yīng)對(duì)由于物料短缺引起的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的物料清單，首先選出物料短缺對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品影響較大的物料。其次分析哪些生產(chǎn)活動(dòng)需要采取風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策。最后對(duì)決策進(jìn)行評(píng)估，在約束條件內(nèi)，風(fēng)險(xiǎn)決策成本低，物料短缺恢復(fù)時(shí)間短的決策即為最優(yōu)風(fēng)險(xiǎn)決策。

3 案例應(yīng)用

本節(jié)將基于物料清單的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)管理方法應(yīng)用到手機(jī)制造中。一臺(tái)手機(jī)的物料清單包括很多物料。根據(jù)模型（1） 評(píng)估物料短缺的影響，選取了螺母（a） 和軸承（b） 這兩個(gè)短缺影響較大的物料作為評(píng)估。決策的成本和時(shí)間數(shù)據(jù)是基于對(duì)制造商的訪(fǎng)問(wèn)以及模型（2）、（3） 計(jì)算得到的。計(jì)算結(jié)果在表2 中展示。表2 的最左邊，選取了對(duì)結(jié)果相對(duì)重要的八個(gè)活動(dòng)參數(shù)。時(shí)間參數(shù)轉(zhuǎn)化為在此期間內(nèi)產(chǎn)生的生產(chǎn)損失值，即恢復(fù)時(shí)間乘以物料單位時(shí)間銷(xiāo)售損失。表2 中單位為萬(wàn)元。

表2 中，對(duì)于螺母來(lái)說(shuō)，采取M4 的決策成本為10.5 萬(wàn)元，最小值，因此為避免缺少螺母而造成的風(fēng)險(xiǎn)損失，應(yīng)采取的最佳對(duì)策是在缺貨發(fā)生前建立安全庫(kù)存。對(duì)于軸承來(lái)說(shuō)，采取M2 的決策成本為90.5 萬(wàn)元，為最小值，因此為避免缺少軸承而造成的風(fēng)險(xiǎn)損失，應(yīng)采取的最佳對(duì)策是在缺貨時(shí)使用替換零件。根據(jù)物料的不同特點(diǎn)，在面對(duì)供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)時(shí)選擇不同的對(duì)策。該案例應(yīng)用驗(yàn)證了基于物料清單的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)管理方法的可行性和有效性。

4 結(jié) 論

隨著供應(yīng)鏈在全球范圍內(nèi)擴(kuò)展，面對(duì)日益增多的風(fēng)險(xiǎn)，供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)管理在制造型企業(yè)中成為一個(gè)重要部分。然而迄今為止，大多數(shù)研究的SCRM 認(rèn)為完整的供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)已經(jīng)確定，但這種情況在現(xiàn)實(shí)中很難實(shí)現(xiàn)。本文提出基于物料清單的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)管理的方法，并通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了方法的有效性。在現(xiàn)實(shí)中，物料清單相比供應(yīng)鏈的具體結(jié)構(gòu)更容易獲取。因此，基于物料清單的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)管理方法具有實(shí)際意義，尤其是當(dāng)產(chǎn)品很復(fù)雜并且由很多部分組成時(shí)。該方法只需要物料的特點(diǎn)知識(shí)和參與產(chǎn)品的BOM。然而，這種方法也具有局限性。它不適用于與供應(yīng)商相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。因?yàn)檫@些問(wèn)題關(guān)系到生產(chǎn)設(shè)施，企業(yè)特點(diǎn)，企業(yè)治理能力。也不適用于由于自然災(zāi)害或物流網(wǎng)絡(luò)引起的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。當(dāng)產(chǎn)品是高科技產(chǎn)品時(shí)，其組成部分和材料很難識(shí)別，因此也不適用于這種方法。雖然這種方法有一定的局限性，但是也在供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題解決對(duì)策上提供了一種方法。

表2 風(fēng)險(xiǎn)決策在手機(jī)物料清單上的評(píng)估結(jié)果 單位：萬(wàn)元

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