第四節 研究方案設計

一 具體研究目標

本書從復雜產品主制造商的角度，以“供應鏈質量合約設計—合同談判過程質量沖突分析及解決方案設計—關鍵質量源探測—供應鏈質量控制措施優選決策—關鍵質量特性評價與優化”為研究主線，分析并研究復雜產品供應鏈質量管理過程中的若干關鍵問題，探索其中重要理論和方法，為我國復雜產品（商用飛機、大型船只、航天器等）的質量管理工作提供寶貴的理論參考和技術支持。本書具體研究目標主要體現在以下五個方面：

（1）在不對稱質量信息下研究復雜產品供應鏈質量合約設計問題，設計一類基于質量合同設計的復雜產品供應鏈質量事前控制模式，探索通過合約化手段保證復雜產品外購系統和零部件質量的新途徑和新方法。

（2）針對復雜產品合同談判過程中可能出現的質量沖突，結合沖突分析理論，分析可能出現的均衡狀態及沖突未來發展態勢；研究不確定信息下復雜產品質量合作過程的收益分配問題，確定主制造商的購買標底和支付價格，輔助主制造商合理確定供應商的合作收益，設計并尋求上述質量沖突的解決方案。

（3）以廣義質量損失視角分析質量損失在復雜產品供應鏈上的流動和放大機理，輔助主制造商探測復雜產品生產系統中的關鍵質量源，為進一步有針對性地開展供應鏈質量控制工作提供科學依據。

（4）針對復雜產品供應鏈多層級結構，研究復雜產品供應鏈質量管理控制策略遞階決策問題，設計外購產品質量管理框架，在復雜約束下優選質量控制策略集并制定質量控制資源分配方案，盡可能地實現復雜產品供應鏈的質量控制效果。

（5）結合結構方程理論，測算復雜產品外購系統質量特性對產品整體質量的貢獻程度，并以此為基礎構建目標規劃模型，優化并完善復雜產品外購系統的質量容差要求，以實現復雜產品整體質量的最優改進效果。

二 主要研究內容

本書在詳細把握復雜產品供應鏈質量管理國內外研究現狀及其不足的基礎上，以“供應鏈質量合約設計—合同談判過程質量沖突分析及解決方案設計—關鍵質量源探測—供應鏈質量控制措施優選決策—關鍵質量特性評價與優化”為研究主線，主要研究內容如下：

（1）不對稱信息下復雜產品供應鏈質量合同設計問題研究

在當今基于供應鏈合作的生產模式中，復雜產品質量管理模式已由企業內部自主開展質量管理的傳統方法轉變為多企業協同質量管理模式。由于供應鏈中所有參與企業均具有獨立的法人資格并開展各自的質量管理活動，主制造商與供應商之間的質量合同成為管理外購產品、零部件質量和約束供應商質量保障工作的重要途徑。本部分在充分考慮復雜產品小批量生產特性的基礎上，以產品廣義質量損失視角區別傳統意義上基于概率統計的質量管理思想。考慮復雜產品供應鏈中不對稱質量信息影響下，以主制造商的立場研究復雜產品質量合約設計問題，實現供應鏈整體質量利益的最大化。

本部分結合復雜產品生產和質量檢驗工作實際，為復雜產品主制造商探索出適用于小批量訂購模式的一套基于質量合同的外購產品事前質量控制模式。構建復雜產品質量合作的Edgeworth box模型，探尋合作各方的“質量—利益”帕累托均衡點及其內在聯系；在供應鏈采購合同中設計質量獎懲關鍵策略，在不對稱質量信息下誘使供應商自發地保證其產品具備最優質量水平，最大限度地提升供應鏈整體收益并消除供應商的私有質量信息可能帶來的道德風險和不良影響。

（2）復雜產品合同談判過程質量沖突分析及解決方案設計研究

由于小批量或單件定制化生產，復雜產品及其外購產品（包括系統、零部件、機體等）的研制過程往往沒有豐富的歷史生產經驗可以參照。再加上各方參與質量合作的動機不盡相同，在復雜產品合同談判過程中，主制造商和供應商對外購產品的質量標準可能會產生一定分歧和沖突。上述問題若不能妥善解決，復雜產品生產進度及其供應鏈質量水平將會受到較大影響。作為一個多主體協同生產的合作聯盟，復雜產品供應鏈中各成員均希望能夠通過參與質量合作獲得滿意的經濟和社會效益。因此，主制造商需要設計出一套科學、合理的質量合作收益分配方案，根據產品質量水平確定合適的支付價格，憑借經濟手段化解潛在的質量沖突，與供應商建立并維持長期、有效、互惠互利的質量合作關系。

本部分結合沖突分析方法（Conflict analysis），研究復雜產品合同談判階段的質量沖突問題，以追求博弈主體之間的利益均衡為目的，探尋主體之間的利益均衡點；將Petri網作為圖論模型引入沖突分析理論，并探求其內部均衡狀態，分析沖突未來發展趨勢；構建灰色Shapley模型確定不確定信息下各參與方的質量合作收益，并以此作為復雜產品談判過程質量沖突的一個解決方案，確保合作各方能夠積極、有效地參與復雜產品供應鏈質量合作。

（3）復雜產品供應鏈關鍵質量源的診斷與探測問題研究

復雜產品供應鏈是一類多層級、多主體、產品傳遞關系多樣的大型系統，其中瓶頸節點的質量水平決定了復雜產品供應鏈的整體質量。由于供應鏈中不同產品質量的單位眾多，不同供應商提供產品的實際質量往往不能直接比較。更有甚者，由于復雜產品生產過程中供應商數目眾多，供應商網絡結構復雜，質量損失在復雜傳遞過程中不斷地累積、放大，最終極大地影響最終產品的質量水平。

本部分在合理測度供應商多元質量損失基礎上，構建一類基于供應商質量損失流動的GERT （Graph evaluation and review technique） 網絡模型；以該模型為研究平臺，設計相關算法合理度量供應商質量損失及其波動對最終產品質量的影響程度，識別復雜產品供應鏈網絡中關鍵質量源（質量瓶頸），為有針對性地開展復雜產品供應鏈質量管理工作提供一種嶄新的研究方法和分析思路。

（4）復雜產品供應鏈質量控制方案遞階決策模型研究

為了能夠有效地控制外購產品質量，主制造商會定期向其內部的質量管理團隊征集質量控制方案，在考慮自身質量控制資源約束的情況下優選出下一階段需要實施的質量控制方案組合，以實現復雜產品供應鏈質量的最優改善效果。不僅如此，主制造商還需要合理地分配各類質量控制資源（人力資源、物力資源、財力資源等），以確保獲批的質量控制方案能夠順利開展并達到預期效果。

本部分針對復雜產品供應鏈質量控制策略優選問題，設計了一類新型的供應鏈質量控制屋分析平臺（House of supply chain quality，HSCQ）。根據該平臺提供的質量數據和成本控制方案等信息，將其轉化為多目標規劃模型。在考慮候選質量控制策略相關關系的基礎上優選質量控制方案的最優組合，實現企業滿意的質量改善效果。結合復雜產品生產系統實際，基于供應鏈多層級結構以控制資源傳遞為紐帶連接復雜產品供應鏈中各企業的HSCQ模型，構建復雜產品供應鏈質量控制屋網絡結構，將其轉化為多級多目標遞階決策模型，輔助復雜產品各級生產企業優選質量控制項目，保障各層級質量控制方案的有效集成和銜接，對復雜產品供應鏈中流動的產品零部件質量水平實現最優控制。

（5）復雜產品外購系統關鍵質量特性的動態評價及容差優化問題研究

在復雜產品“主制造商—供應商”的生產模式下，主制造商向供應商提出外購產品的質量標準和質量要求，并要求供應商必須將其產品關鍵質量特性的實際表現值控制在規定的容差區間之內。然而在產品試制、研發、預生產、批量生產過程中，主制造商可能會根據前一階段不同供應商的產品質量保障效果對之前設計的容差標準進行適當調整和優化，以實現復雜產品整體質量最優的提升效果。

本部分結合結構方程理論（Structural equation model），以無量綱化的質量損失數列為輸入參數，以高階因子（High-order model）的形式設計隱變量，用于表征最終產品和外購的質量滿意度，并測算各關鍵質量特性現有表現值對復雜產品的質量貢獻度權重；以此上述貢獻度權重為基礎，構建目標規劃模型，優化復雜產品外購系統關鍵質量特性的容差分配，實現復雜產品整體質量的最優改善。

上述五個方面研究內容均為復雜產品供應鏈質量管理體系中的關鍵問題，反映了實際工作的迫切需要。此外，五個部分的研究內容彼此關聯，按照時間維度逐漸展開，具備很強的邏輯遞進關系。根據上述研究問題、研究內容及方法論，本書的研究思路如圖1.3所示。

圖1.3 研究思路圖

三 主要研究方法

本書采用的主要研究方法如下：

（1）定性分析與定量計算方法相結合。本書擬在較全面掌握本領域現有研究的基礎及不足上，有針對性地展開研究內容，并結合GERT、“委托—代理”理論、拉格朗日乘數法、博弈論、多級多目標規劃模型、質量屋和結構方程等諸多定量方法論開展相關研究，真正做到定性分析指明研究方向，定量計算解決實際理論問題。

（2）數學推理與仿真計算方法相結合。在本書研究過程中，主要采用數學分析與推理的方法進行研究，通過構建數學模型并設計高效算法，最終得出相關重要結論。對于其中繁雜的數學迭代、計算過程，主要使用Matlab、Maple、SPSS、Lisrel等軟件進行仿真計算，以保證運算、處理的效率。

（3）理論研究與實踐驗證方法相結合。本書在進行理論研究的同時，積極利用課題組資源，與中國商用飛機有限責任公司進行廣泛合作，嘗試將重要的研究理論和成果應用于我國商用大飛機供應鏈質量管理工作之中，為我國大飛機產業發展提供重要的理論支持和依據。