基于直觉模糊Petri网的供应链柔性诊断研究

      一、供应链柔性及诊断

      随着全球经济一体化进程的进一步加快，企业面临着比以往更为复杂多变和激烈的竞争环境，著名的供应链专家Martin Christopher曾预言：21世纪的市场竞争将不再是企业和企业之间的竞争，而是供应链和供应链之间的竞争。由此可见，供应链的竞争力将日益成为决定企业存亡的核心竞争力。面对如此变幻莫测、充满不确定性的环境，提升供应链竞争力的最有效的手段就是维持供应链高度的柔性，以对环境的不确定性作出最迅速的反应。

      Slack[1]最早提出供应链柔性的概念，他认为供应链柔性是指供应链对客户需求作出及时响应的能力；Voudouris[2]提出要把柔性作为供应链绩效评价的重要指标之一；马士华等人[3]指出，供应链柔性对于需方而言，代表了对未来变化的预期，对于供方而言，它是对自身所能承受的需求波动的估计；Prater等人[4]和Lummus等人[5]认为供应链柔性是能够应对消费者需求变化而敏捷地调节供应链速度、目标和数量的能力；华中生[6]认为柔性的提高也可以增加供应链产品的销量，提高系统资源的利用率。Ulf Merschmann等人[7]认为，供应链柔性与不确定性的环境无直接关系，不同的竞争环境应有不同的供应链柔性与之相匹配。从以上学者的研究中不难看出维持供应链高度柔性的重要性。供应链柔性一旦出现问题，随之而来的一系列的负面效应也是不可低估的。当供应链柔性出现问题时，能否及时找出问题所在的根源，以便迅速调整、改良影响供应链柔性的关键因素，以恢复供应链原有的柔性，使经济损失降至最小，这也就是所谓的供应链柔性诊断。

      供应链柔性诊断本质上属于供应链柔性绩效评价的范畴，至今已有很多学者对供应链柔性评价进行了研究。王在龙、许民利[8]应用模糊评价理论对供应链柔性进行了评价；孟军、张若云[9]通过分析供应链柔性特征建立了供应链柔性综合评价体系；吴冰等人[10]提出了供应链柔性测度指标体系和利用黑箱模式测度供应链整体柔性的方法；王桂花[11]研究了基于可拓物元模型的供应链柔性评价。根据这些绩效评价的结果对供应链柔性进行诊断不失为一种很好的方法。

      供应链柔性诊断的一些常用方法还有层次分析法、故障树分析法、SCOR法、GO原理法、Quick Scan法、贝叶斯网络法等，但这些方法都有自身的局限性，如评价指标太多、评价时间过长等。因此，需要一种能快速诊断供应链柔性的方法，以通过它迅速查出导致供应链柔性发生故障的最关键因素。直觉模糊Petri网(Intuitionistic Fuzzy Petri Nets，IFPN)具有严密的数学基础，它在分析复杂系统概念模型时，能够从层次复杂的多因素中迅速寻找出最关键的因素，直觉模糊Petri网(IFPN)还具有较好地表现不确定信息和强大的并行处理能力，算法全部采用矩阵形式运算，便于在计算机上实现，从而可以在最短的时间内为诊断问题提供有针对性的建议。基于此，本文以直觉模糊Petri网(IFPN)为工具，参照供应链柔性绩效评价指标，构造了供应链柔性诊断模型。

      二、直觉模糊Petri网诊断模型

      (一)直觉模糊Petri网的相关定义

      1.直觉模糊集。Atanassov对直觉模糊集的定义是，设X是一个给定论域，则X上的一个直觉模糊集A可表述为：

      

      

      第三，判断各变迁的状态转移函数值是否大于之前的最大状态转移函数值：

      

      三、影响供应链柔性的因素分析

      影响供应链柔性的因素有很多，从不同的角度考虑会有不同的分类结果，本文将影响供应链的柔性因素归结为数量柔性、时间柔性和产品柔性这三大类。

      (一)数量柔性

      数量柔性指的是供应链能够迅速增加或减少产品数量以满足顾客对产品数量的不确定性需求的能力，它可以有效避免缺货或囤货等现象的发生。数量柔性又包括缺货率、准时交货率和顾客抱怨率这三个二级指标。

      1.缺货率。缺货率又称失去销售百分比，指在一定时期内失去的销售额占总销售额的百分比，它反映了供应链无法满足顾客既定需求的情况。

      2.准时交货率。准时交货率是指供应链在一定时间内准时交货的次数占其总交货次数的百分比，它反映的是供应链在正常交货时间或者变更交货时间后的迅速反应能力。

      3.顾客抱怨率。顾客抱怨率是顾客抱怨次数与总交易次数的百分比，它最能直观地反映出顾客对供应链所提供产品或服务的抱怨程度以及供应链满足顾客需求的情况。

      (二)时间柔性

      时间柔性是指供应链对环境影响和不确定性的反应速度，体现了顾客需求的时间价值。它可进一步分为响应速度和准时交货率这两个指标。

      1.响应速度。响应速度一般用从接到顾客所下订单到订单完成的时间与同行业的其他供应链的平均响应时间的比来衡量。

      2.准时交货率。此处的准时交货率和数量柔性中的“准时交货率”指标含义相同。

      (三)产品柔性

      产品柔性是指供应链能够处理困难的、非标准的订单，满足顾客特殊需求，并且按照不同的要求如特征、尺寸和颜色等生产特定产品的能力。它可分为品种柔性和产量柔性两个二级指标。