基于IIM模型的复杂产品协同研制过程中的风险评估

摘要：本文基于复杂产品协同设计研制过程中节点企业强依赖的特点，建立了不可运作性输入输出模型（IIM），并对复杂产品协同研制过程中不可运作性风险进行评估，为系统整体鲁棒性的提高提供了有力的决策依据。

Abstract： Based on the characteristics of strong dependence of node enterprises in the process of collaborative design and development for complex product， this paper establishes an inoperable input-output model （IIM）， and evaluates the risk of inoperability in the process of complex product collaborative development， which provides a powerful decision for improving the overall robustness of the system.

關键词：复杂产品;IIM;风险评估;鲁棒性

Key words： complex product;IIM;risk assessment;robustness

中图分类号：F274                                        文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）15-0054-02

0  引言

复杂产品的设计，尤其是对于航空类复杂产品，单靠一个企业研制生产已经不再具备可能性。复杂产品的设计需要企业之间通过资源的合理优化和配置，建立起联盟式的网络化异地协同制造。在这样的一种运作模式下，在研制过程中不仅面临内部的不确定性，而且还面临外部的不可预测事件或突发事件的影响。这些不确定性和不可预测事件给复杂产品的整体设计带来了负面影响。在复杂产品的设计中，由于整体系统的每个节点中相互依赖关系的存在，对整体系统中任一节点（企业）的冲击都可能将这种不利影响传递到其他节点。不可运作性输入输出模型是处理这种企业间复杂相互依赖关系的有力方法。

1  不可运作性输入输出模型

在IIM模型中，对于每一个节点来讲，其总的不可运作性可以表示为：

具体相关参数的说明见参考文献[1]所示。

2  复杂产品协同研制过程中不可运作性风险评估模型

假设在某复杂产品的协同设计中，其是由一级供应商、二级供应商、总装制造和最终用户组成的一个整体系统。假设由于不可抗拒的自然灾害的影响，导致供应商3的生产部分中断，从而造成节点3对节点5的供应量减少了20%。我们通过此案例来研究：节点3对节点5供应量的直接减少，对整个系统造成的不可运作性的影响。

基于IIM模型的基本求解步骤如下：

步骤1：设定OWA权重向量。在本文中设定为W=（0.4，0.3，0.2，0.1）。

步骤2：确定评价矩阵。

步骤3：标准化评价矩阵。

步骤4：构建相互关联矩阵。

步骤5：计算相互依赖系数。

步骤6：不可运作性及经济损失评估。通过计算，可得到每一个节点的不可运作性如下：

q1=0.122，q2=0.101，q3=0.367，q4=0.036，q5=0.146，q6=0.029，q7=0.044。

设每个节点的经济效益分别为：

Q1=63，Q2=109，Q3=76，Q4=33，Q5=210，Q6=81，Q7=64

由此得出每一个节点的经济损失为：

ΔQ1=7.7，ΔQ2=11.01，ΔQ3=27.91，ΔQ4=1.20，ΔQ5=30.68，ΔQ6=2.37，ΔQ7=2.80

则整个系统总的损失：ΔQ=83.68

结合不可运作性以及经济损失情况，其综合排序图如图3所示。在图中，从左到右，表示不可运作性的排序由高到低，越靠左表示不可运作性越高，越靠右表示运作性越低。从上到下，表示经济损失的排序由高到低，越靠上表示经济损失越高，越靠下表示经济损失越少。

从上述的综合排序图看出：标记“★”的节点企业3和节点企业5是受影响最大的两个节点，其次是标记“▲”的节点企业1和节点企业2。因此，在进行风险管理的过程中，要优先考虑节点企业3和节点企业5，其次是节点企业1和2，最后考虑节点企业7，4，6。

在上述的分析中，得出节点企业3和5在风险管理中，应优先考虑以降低破坏性事件对整个系统的影响。而削减风险的策略有很多种，例如，增加供应商的数量，增加缓冲库存等等。通过对上述风险分析，我们发现二级供应商是影响风险传递的关键因素，因此，采用增加二级供应商的数量可以有效削减风险。

3  结论

本文通过建立复杂产品协同设计中的IIM模型，不仅可以准确评估各个节点企业的不可运作性和经济损失，提高对破坏事件的鲁棒性，而且有利于理解由于一个节点或一组节点受到直接冲击而造成的传递性影响，同时帮助我们理解这种传递性影响如何反过来影响整个系统中每一个节点的正常运行，为风险管理或风险削减提供依据。

参考文献：

[1]魏海蕊，盛昭瀚.基于不可运作性输入输出模型的供应链冲击级联影响研究[J].软科学，2017（6）.

[2]胡金环，周启蕾.供应链风险管理探讨[J].价值工程，2005（3）.

[3]甘红云.供应链风险分析与防范[J].科技经济市场，2006（10）.

作者简介：韩雪山（1986-），男，河南林州人，工程师，硕士，研究方向为项目管理。