基于供应链的产品可制造性评价方法研究

□刘 明 董绍华 钟志水

一、引言

制造业是我国实现“中国制造2025”、“十三五节能减排”等主要战场之一，特别在市场竞争日益激烈、原料价格高涨、生产成本几乎倍增等严峻形势下，优化生产流程、合理利用能源已成为制造业缓解资源和能源约束、减轻环境污染、降本增效的根本举措。

产品的可制造性评价考虑的是产品的生产周期中涉及到的各关键影响因素，覆盖了前期调研、产品设计、样品研制、批量生产和装配、产品维护和回收再制造等全过程。基于供应链的产品可制造性评价，有利于供应链中的制造企业在供应链环节的采购、制造和销售信息的反馈，有助于产品的完善和资源优化，在资源优化和客户需求之间进行最优的匹配，也符合当前“低碳制造”、“绿色经济”的发展理念。

现有文献和理论对产品可制造性评价的研究，基本局限于单一企业或企业集团内部，不适于当前供应链和供应链之间竞争的环境下，整个供应链内的产品可制造性评价。宋玉银等研究了一种从广义键角度入手的产品可装配性的模糊评价方法[1]；石旭东等提出了虚拟制造环境下成本评估技术，通过成本估算，为虚拟制造和产品设计提供决策[2]；M.Korosec从产品的特征来评价可制造性，也是从企业生产能力角度分析问题；Gupta等提出了一种机械加工零件的自动可制造性评价的系统方法；陈垚研究了一种基于并行机制的可制造性评价指标体系和方法，该方法可用于产品的可制造性和合作企业的选择，通过供应链中企业的能力给出产品可制造性的评价，进而挑选出资源和需求最匹配的合作企业。

本文基于供应链，对供应链中产品的可制造性运用了模糊积分的方法进行了评价，尝试构建了面向供应链各环节，针对制造企业供应方和市场需求方，且容许评价因素之间相互影响和相互制约的产品可制造性评价方法。

二、供应链中的产品可制造性评价

供应链是一种产业集聚，位于同一产业链上的相关且功能互补的企业基于相同的经济利益和市场考虑进行合作和互通。通过合作和互通实现资源的共享、独特优势的发挥和竞争力的增强，以期在竞争市场中获取更大的竞争优势。组成供应链的企业具有典型的分散性，因此，供应链中的产品可制造性在很大程度上受到资源异地异构的约束。基于供应链自身的特征，本文从资源约束、技术可行性和市场价值三个方面来进行产品可制造性的综合评价。

三、可制造性综合评价指标体系

产品可制造性综合评价指标体系是一个庞杂的体系，不仅要考察制造企业的技术水平、经济实力，还要考虑到现有资源的约束和低碳制造的要求。其内部涉及到：产品的设计工艺、技术路线、设备的先进程度、加工制造技术水平、产品的试制和检测，还需要考虑企业员工综合水平、制造系统信息化水平、企业经营管理水平、生产车间管理、环境和安全因素控制等。上述的这些考虑因素并不是独立的，它们之间相当大程度上存在着关联，可以说牵一发而动全身。而制造资源的获取对于产品的可制造性是非常关键的，供应链环境便于制造企业获取所需的制造资源，因此对于产品可制造性的评价基于供应链的视角是必要且可行的。

四、产品可制造性的模糊积分评价方法

在现实的供应链环境中，很难找到一种评价指标彼此独立且能有效评价总体的评价指标体系，实际指标之间相关性的存在是毋庸置疑的。如何实现产品可制造评价指标之间的独立，又要让这些指标完备地支撑总体评价，还要能具有较好的代表性是业界和学术界的一个难点和热点问题。

模糊系统理论的诸多研究和应用给产品可制造性的综合评价提供了一个崭新的舞台，运用该理论中的模糊测度概念，采取模糊积分方法和常用的加权评价方法进行综合，既考虑了单个评价指标对于系统综合表现的重要性，又体现了各评价指标之间的关联性，强调指标之间的权衡和制约对于综合评价结果的影响。这对于复杂的供应链合作环境来说无疑是一个福音，有利于供应链中各环节的企业找出自身的不足以进行修正，进而提升整个供应链的竞争优势。本文也竭力探索一种具有代表性的、较强应用价值的综合评价方法。实施步骤如图1所示。

图1 可制造性评价流程图

(一)定量指标无量纲化处理。针对多指标综合评价体系，由于各个指标所对应的内涵不同，不可避免地存在量纲上的差异，也被称为异量纲性。异量纲性的存在对产品可制造性的总和评价产生较大影响，可以通过无量纲化解决这一问题，这是一种数据标准化和规范化的数学转换方法。

(二)定性指标值的确定。第一，邀请领域专家进行打分，针对相关定性指标给出描述评价，得出各专家的语意值。第二，由于定性指标的离散性，加上专家在定性描述上的模糊性，本文使用梯形模糊数对专家的主观评价进行定性描述。根据语意变量表专家可以给出定性指标相对应的模糊值。第三，综合各个专家的意见，计算定性指标的模糊值。第四，解模糊化运算求得定性指标值。

(三)运用模糊积分的方法求出二级指标、一级指标和综评指标的评价值。

五、应用分析

以某型号发动机为例验证该评价方法的可行性。本案例的定量指标来源于某型号发动机的研制小组，共有两套设计方案。对设计方案分别进行可制造性评价，其中定性指标值由多个专家参照评价指标、语意变量表打分；根据专家参照的打分权重得出指标对应的重要度。最终评价结果：方案一，技术可行性得分9.103，价值性得分6.022，资源约束性得分8.643，总评分为8.796；方案二，技术可行性得分8.921，价值性得分5.546，资源约束性得分8.419，总评分为8.083。所以方案一更优。

六、结语

本文从供应链的视角进行了产品可制造性的综合评价研究。在供应链的基础上，针对制造企业的资源约束、产品的技术可行性和产品市场价值的角度入手，构建了一个具有代表性和应用价值的基于供应链的产品可制造性的综合评价体系。

针对定量指标进行标准化的无量纲处理，针对定性指标则运用梯形模糊数来表述领域专家的主观意见，通过解模糊化方法——加权相对距离公式和中心值法得到专家主观模糊评价对应的含义明确且无量纲的数值。对得到的评价指标，使用模糊积分方法进行合成，运用模糊系统理论中的模糊测度对评价指标的权值进行确定，以实现各评价指标之间的相互制约和推动对系统总体表现影响的客观描述。最后通过某型号发动机的可行性方案评价，验证了方法的可行性。