基于质量功能配置的应急供应链弹性构建*

葛 雪 杨家其 王海燕 蒋 慧

(武汉理工大学交通学院1) 武汉 430063) (宁波工程学院国际港口与物流研究中心2) 宁波 315211)

0 引 言

由于突发事件的突发性、复杂性、破坏性、持续性和连锁性等特点，与普通供应链相比而言，应急供应链其运行过程存在更高的风险和脆弱性，极易发生供应延迟甚至断链事件.

构建弹性是克服供应链脆弱性的一种途径[1-2].供应链弹性使系统能在遭受冲击时给予迅速的、主动的反应[3].Martin等[4]将供应链弹性定义为供应链系统被干扰后恢复到原始状态或新的更理想状态的能力，认为弹性包含了柔性和敏捷性.Lam等[5]以海上供应链为例，说明了质量功能展开法在供应链弹性构建上的适用性.在应急供应链方面，吴依伟等[6]结合应急物流的特征和供应链弹性的内涵，从柔性、可靠性的角度对应急物流网络的弹性进行了探索，但未采用定量方法进行验证.陈春霞[7]采用复杂网络方法，识别和评估了应急物流网络的抗毁性.总体而言，目前国内外针对应急供应链弹性的研究成果很少，对应急供应链弹性的评估和构建尚属空白.

基于以上背景，本文在界定应急供应链弹性内涵的基础上，从驱动因素和障碍因素两方面探究应急供应链弹性的影响因素，提出具有针对性的弹性提升途径，采用QFD方法构建应急供应链弹性质量屋，并进行弹性构建.

1 应急供应链弹性内涵界定及影响因素分析

1.1 应急供应链弹性的内涵

结合Cimellaro等[8]对社会系统弹性的分析，本文将应急供应链弹性定义为应急供应链在受到外界扰动发生失效风险后能迅速恢复到理想状态的能力.

应急供应链弹性包括以下三个方面.

1) 尽可能恢复到理想状态 在应急供应链中，由于基础设施的破坏、信息传达的阻碍、原有运输路线的破坏，应急物流的运行受到严重干扰.供应链恢复到理想状态可以使应急供应链的物资运送时间、数量、准确性等尽可能满足应急需求.

2) 尽可能缩短恢复时间 系统的绩效受外力因素扰动大幅度降低以后，需要一定的时间恢复到原有水平甚至更理想的水平.弹性较好的应急供应链可以通过迅速修复道路、通信等基础设施、重新规划运输、不断优化政府调度，使供应链在较短的时间内恢复正常运行.

3) 降低再次失效的可能性 弹性较好的应急供应链，在受到破坏以后能迅速恢复到原有水平甚至理想状态，并能对该状态进行维持.

1.2 应急供应链弹性的影响因素

供应链弹性是一个综合性的概念，它会受到多项因素的影响[9-10].结合应急供应链的特点，应急供应链弹性的影响因素包括：(1)应急物流风险管理意识；(2)风险预测能力；(3)各级应急保障决策部门及供应商间的合作水平；(4)应急库存水平.

1.3 应急供应链弹性的提升途径

供应链弹性的提升可以从5个方面展开[11].这种弹性构建原则同样适用应急供应链.

1) 保持适当冗余 在应急供应链中，可以通过建立物资储备的冗余和建立运输路线、道路容量的冗余来达到提升弹性的效果.

2) 在设计时预嵌弹性 首先对应急供应链的脆弱性进行系统分析，识别出系统的“瓶颈点”和“关键路线”.例如，大型应急物资配送中心一旦不能正常运作，不仅失去了物资调配的衔接能力，而且给系统的其余部分带来无法预测的压力，成为“瓶颈点”.此外，供应源少、路段风险大的路线则是系统的“关键路线”.

3) 增强供应链柔性 供应链柔性(flexibility)指的是供应链对环境变化和不确定性事件做出反应的能力[12].在应急供应链中，更多地采用通用的、可在多种情形中匹配的标准设施(如机械化操作、如应急物资包)使灾区能从多个供应源迅速获得供应，并与其它地点分担库存.

4) 提高供应链敏捷性 敏捷性反应时间的压缩.应急预案的准确性、决策方法的科学性、绿色通道机制、决策人员的经验和水平，都会大大影响不确定事件发生后的决策时间和后果影响.提高应急供应链的敏捷性有利于促进其弹性.

5) 建立全纵深、多层次的弹性防御体系 较常规供应链而言，应急供应链的脆弱性更大，需求更加集中，具有更大的不确定性.应沿着供应链纵向建立多道防线，在政府以及应急指挥中心统一规划和部署下，应急物资储备中心、联盟的物资生产企业、关键节点和路线都要保持一定的弹性.

2 应急供应链的弹性构建方法

应急供应链弹性的构建是通过建立必要的应对机制和弹性提升策略，使应急供应链在遭受外界冲击而发生部分环节的失效或中断时，能迅速恢复到正常功能、甚至更优状态，使突发事件造成的损失达到最小.应急供应链的弹性构建应基于对脆弱性的综合分析，针对薄弱环节和关键环节，有针对性地构建弹性方案.

本文将采用质量功能配置(quality function deployment，QFD)法解决上述问题.QFD为指将顾客需求提前集成在产品设计中的一种结构性方法，它通过对顾客满意度的关注来开发设计、并把顾客需求转化为设计目标和整个生产阶段的主要质量保证点[13]，见图1.QFD方法最早产生于日本造船业，之后在其他国家、其他行业得到了广泛应用.应急供应链是一个复杂、庞大的系统，其脆弱性包含了供应链的物理网络、信息网络、管理网络等多层面因素，而每一项弹性策略往往会在不同因素上产生不同程度的效果，因此很难为系统甄别出最为有效的弹性策略.强调集体智慧和协作的QFD法，正好可以帮助应急系统正确地识别克服脆弱性的方法，最有效地分配有限的资源.因此QFD十分适用于应急供应链的弹性构建.

图1 质量屋结构示意图

结合QFD的应用流程，应急供应链弹性的构建将按照以下步骤进行：

步骤1获取需求 结合H. Peck的观点，应急供应链弹性构建的需求主要源于应急供应链的脆弱性，因此，在本文中，将通过实际调研、系统分析、文献调查等方式，确定应急供应链的脆弱环节，并对其进行分类、整理与合并，列入质量屋中“需求”一栏.

步骤2评价需求的权重 对各项脆弱环节进行评价，将该评价值填入质量屋左侧“需求重要度”这一列.令每一项需求的重要度除以所有需求的重要度之和，即可获得对应需求的权重.每一项需求的权重计算如下.

(1)

式中：Ii为第i项需求的重要度.

步骤3寻求解决方法 解决方法即为实现需求的方法.本文将结合第2节的内容，整理出多项具体的应急供应链弹性提升策略，分别列入质量屋中“解决方法”栏内.

步骤4确定关系矩阵 关系矩阵用于表明解决方法与实现需求之间的关系.本文对应急供应链的脆弱性因素和弹性策略之间的关系一一进行分析，判断这些策略是否能帮助系统克服脆弱性，并对有效程度划分等级，获得需求与方法的关系度，并将对应结果填入图1的关系矩阵中.

步骤5评价解决方法 根据关系矩阵中需求与方法之间关系的密切程度来反映每种方法的重要性.在这里，用步骤1中求得的Wi乘步骤4中获得的需求与方法关系度，并将所有按方法的种类分别进行相加求和，即获得每一种方法的重要性绝对值.对每一种方法的重要性绝对值除以总的绝对值之和，获取相对数.依据相对数对各种方法进行排序.

(2)

式中：wi为需求重要性的相对数；Rij为关系矩阵中位于(i,j)的评判值.

(3)

式中：Rij为每一项解决方法重要性的相对值，它由每一项顾客需求重要性的绝对数AIj除以总数而计算得到.

3 案例验证

本文结合汶川地震某灾区应急物资(帐篷)的供应[14]实证分析.2008年5月12日14：28：04，我国四川省汶川县发生了里氏8.0级地震，是30多年来罕见的特大灾害.发生地震的仅2 d内，来自于武汉、合肥、郑州、南宁、哈尔滨、沈阳、天津、长沙、成都和西安的18万顶帐篷全部被调空.5月14日国务院抗震救灾总指挥部又紧急采购了两种规格的帐篷共计13.9万顶；截止至5月22日，共向灾区调运救灾帐篷40.334万顶.然而，由于汶川地震重灾区以山区为主，地震烈度强，且救援道路难以打通.北川县城的道路在地震当天就被破坏，通信也完全中断，直至5月16日县城道路才被打通，救援人员开始进入.原先规划的应急供应链受到严重破坏且近乎失效，救援进程被大大延缓.以政府组织紧急采购为例，政府反应时滞为48 h，调度时间为72 h，运输时间为144 h，消耗时间为144 h，延迟12 h.

3.1 应急供应链脆弱环节分析

结合应急供应链的结构和流程，本案例中应急供应链可以基本分成政府指挥、运输调度和信息传递三个层面进行分析，见图2.

图2 应急供应链系统流程图

调度指挥层面，主要指依照突发事故发生后政府的决策流程，通过文献、调研等方式将其脆弱环节分为政府对突发事件的反应时滞，政府调查决策时间，指挥调度时间，物资调运时间.

运输层面，依照影响物资运输的关键因素，通过文献、调研等方式将其脆弱环节分为道路损坏率，道路修复率，无灾情况下的运输能力和道路的抗阻能力.

信息层面，指整个应急供应链各个环节的信息得以交换的全过程.信息的传递实则对整个供应链产生影响.通过文献、调研等方式将其脆弱性分为信息延迟和预警能力.

3.2 应急供应链弹性需求权重

组织相关专家采用问卷法对应急供应链各环节的脆弱性进行综合评价.各脆弱环节评价得分，即作为弹性构建需求的权重，并用式(1)计算得出“重要性相对值”，见表1.

表1 应急供应链脆弱环节评价

3.3 应急供应链弹性构建策略

通过大量的文献收集和应急技术、管理人员的调查，对各种弹性提升方法进行收集、分类、整理，分别从冗余、弹性预嵌、供应链柔性、敏捷性等多个方面提出了八条弹性提升措施(见表2)，体现了全方位、多层次的弹性防御战略理念[15-16].

表2 应急供应链弹性方案与描述

3.4 应急供应链弹性构建关系矩阵分析

采用紧密、中等和微弱这三个等级来说明每一项弹性措施与脆弱因素之间的关系,见表3.

表3 弹性需求与方案的关系符号说明

3.5 应急供应链弹性策略评价

根据表3中的量化值，应用式(2)可求得每一项弹性措施的评价得分.并将该值填入到表3质量屋中 “重要度绝对值”行中.并运用式(3)求得重要性相对值，填入到表3质量屋中 “重要度相对值”行中.图3为应急供应链弹性构建质量屋.

图3 应急供应链弹性构建质量屋

由图3可知，在本案例中，脆弱性最强三个环节为“道路无灾情况下运输能力”、“道路抗阻能力”和“物资调运时间”.图3中应急供应链弹性构建质量屋的计算结果显示，弹性措施效果排在前2位的分别是“方案1：提高运输链路数量”和“方案2：增加运输道路容量”，这主要是由于，在本案例的脆弱性分析中，脆弱性最强的主要来自于道路，因而主要针对提升道路运输能力、降低运输风险的弹性措施，能获得更好的效果；“方案5：GIS技术与综合数据库先进性”和“方案4：提高信息监测与预案准确性”对克服指挥调度脆弱性和信息层面脆弱性均有较大作用，弹性效果排第三和第四位.

4 结 束 语

应急供应链是一个复杂的系统，它由指挥调度层、运输层和信息层三个层面构成，同时各层面又包含了不同环节和维度.构建应急供应链弹性是克服应急供应链脆弱性的有效途径.应急供应链弹性的构建过程是一个全纵深、多层次的弹性防御体系，涉及因素非常广泛.本文从应急供应链弹性的内涵、影响因素和提升途径入手，提出了八项应急供应链弹性构建策略.通过汶川地震的实例分析，对其各个环节的脆弱性进行综合评价；并采用QFD法分析出，“提高运输链路数量”“增加运输道路容量”“加强GIS技术与综合数据库先进性”和“提高信息监测与预案准确性”是本案例中最为有效的弹性策略.

本文从系统的角度对应急供应链弹性进行了研究，但对于应急供应链的脆弱性环节划分还不够具体，同时每一项弹性策略的作用机理还有待进一步深入分析.这将是下一步的重点研究对象.