信息与控制
Information and Control
1999年　第28卷　第5期　Vol.28　No.5　1999



敏捷供需链的管理与决策
任守榘　柴跃廷

　　摘　要： 信息时代，市场的环境是一种不断改变与不可预测的混沌环境．敏捷供需链管理与 决策支持系统（ASCMS）是将产、供、销过程进行集成，形成一个协同（Synergy）的整体（ Holism）,实现企业与突变市场的混沌同步的信息系统．及时地发现风险与冲突、科学地处 理风险与协调冲突是获取供需链效益的关键．本文在分析ASCMS的问题空间及功能体系结构 的基础上，建立了敏捷供需链的管理与决策模型，提出一种基于规则的敏捷供需链冲突协调 模式，分析讨论了用于协调敏捷供需链冲突的规则制定的依据，支持敏捷供需链中的冲突分 析与协调． 
　　关键词：混沌的环境，敏捷供需链，协同论，线性冲突与非线性冲突，规 则与约束传播
　　中图分类号：TP14　　　　　　文献标识码：A
MANAGEMENT AND DECISION MAKING IN THE AGILE SUPPLY CHAIN
REN Shou-ju CHAI Yue-ting
(Department of AutomationTsinghua University, Beijing　100084) 
Abstract: In an information age, the marketing environment is a continuously changing and unpredictable chaotic environment. Agile Supply Cha in Management and Decision-Making System (ASCMS) is one information syst em which is a Synergy Holism by integrating procurement, manufacturing and distr ibution process in order to synchronize enterprise with the chaotic environmen t. The key benefits of the agile supply chain is to find the risk and conflict in the agile supply chain without delay and handle the risk as wel l as coordinate the conflict scientifically. Based on the analysis of the probl em space and the function architecture of ASCMS, a model that can be used in the Management and Decision-Making for Agile Supply Chain is built in this paper. The conflict negotiation methodologies based on the rules for Agile Supply Chain is also proposed. Finally, the methodologies to be used for constituting the ru les, which can be used in the conflict negotiation for Agile Supply Chain, are a nalyzed. 
Key words: chaotic environment, agile supply chain, synergistic, linear and non-linear conflict, propagation of constrains and rule

　　 信息时代企业的环境是不断改变与不可预测的，本质上是一种湍流（turbulent）的环境 ，混沌（Chaostic）的具有突发（学术上称为突现，Emergence）事件的环境．在这种混沌的环境中，企业为了生存，必须不断重新设计新产品、不断重新构造新的制造系统、不断重新建造经营过程（BPR）．总之，企业经常处于动态重组之中．为此，人们提出了一些新的制造模式与经营管理策略，例如：敏捷制造（Agile Manufacturing）、仿生制造（Biol ogical Manufacturing ）、分形公司（Fractal Company）等． 这些模式的共同特征和目 标是：支持企业快速、动态地重构自身，实现同混沌环境的同步．生产、供应、销售的一体 化，即产、供、销的同步化，是实现企业同环境同步的重要内容，敏捷供需链就是在这种背 景下诞生的一种新的经营管理模式和技术．
　　　敏捷供需链（Agile Supply Chain, ASC）是指在竞争、合作、动态的市场环境中，各 （自主）实体构成的动态的供需网络． 实体是指参与供需链的企业或企业内部业务相对独立的部门，具有自主决策权的实体称为自主实体．“动态”反映为适应市场变化而进行的供需关系的重构过程．“敏捷”用于强调供需链对市场变化及用户需求的快速响应能力．为了在正确的时间，将正确的物料，在正确的地点，按照正确的数量交给正确的交易对象，对AS C中的物流、信息流、资金流进行计划、协调、调度与控制是敏捷供需链管理与决策（Agile Supply Chain Management, ASCM）的核心．从系统科学的观点看，在系统理论指导下，在 信息技术的支持下，通过有效的敏捷供需链管理与决策，将顾客需求、制造（广义）过程与 供应过程（包括：物资、能量、信息与资金）在尽可能大的范围中与尽可能深的层次上，即 特定的空间中集成起来，形成一个有机的、协同（Synergy）的整体（Holism）,实现企业与 突变市场的混沌同步．是敏捷供需链管理与决策支持系统（Agile Supply Chain Managemen t System, ASCMS）主要内容与目标．
　　在突变的非平稳的环境中，ASCMS是效益与风险并存的系统，这里的风险主要表现为各种冲突，这是因为要在特定的空间中进行产、供、销间的合作与集成时，必须应用各种相关的技术，而每一种技术都是在特定理论指导下而形成的．因此，必然存在不同技术间、不同理论间的冲突．除了这些技术与理论间的冲突外，由于产品与服务都是为了特定的人的特定需求而制造与设计的，信息时代又是多元化的社会，产品是顾客化的．所以，还存在由于人门的不同的价值观而引起的冲突．因此，及时地发现风险与冲突、科学地处理风险与协调冲突，是获取供需链效益的关键．如何协调敏捷供需链中的冲突、克服其中的风险是本文的重点内容．
1　敏捷供需链系统的问题空间及功能结构
　　敏捷供需链是信息时代分工与合作的产物，为此在形成供需链时，首先遇到的问题是合作范围与深度的问题，即供需链的空间与时间的问题．任何复杂任务的合作过程，归纳起来可以分为目标（或顾客G）、过程（或制造M）、资源（或供应S）三个部分．目标即完成顾客的需求，过程即实现顾客需求的步骤，资源即完成这些过程所需的条件，如物资、技术、资金等．三个部分是相对的，某一目标（或顾客）可能是另一目标（或顾客）的过程，任务越复杂，这种一环扣一环的关系也越复杂．从系统论的角度说，敏捷供需链的空间是无穷维的，只有这样才不会漏掉机遇和风险．时间也是无穷的，因为机遇与风险是众多因素相互作用，进化的结果．因此，敏捷供需链应该是如图1所示的的具有无限层次、精致的分形结构．

图1　敏捷供需链的分形层次结构
具体的供需链的空间与时间总是有限的，基于上述分析，我们提出敏捷供需链管理与决策支持系统的功能结构如图2．同传统递阶式的封闭系统的根本区别是：传统递阶式的封闭系统，只有最高层同外界交换物质、能量与信息，其它层只是执行上一层的具体指令，任一指令不分大小，都是递阶式的逐级下达，因此它适应于稳定不变的市场环境．图2是一种开放式的功能体系，各层都能同外界直接交换物质、能量和信息．各层的总目标是一致的，都是为了夺取市场的机遇，只是在空间与时间上的分工不同而已，各层分工及功能如下：

图2　敏捷供需链功能体系结构

1.1 群体决策中心
　　该层是体系结构中的最高层，因此它的空间是全局的，时间是长期的，同外界交换与企业宏观、长期有关的信息，这些信息是：市场需求趋势、潜在供应商与制造商信息；在国家宏观政策与企业战略计划的指导与约束下，根据企业资金的投入，作出对企业有前途的新产品与新服务决策、布局决策、供应商与制造商选择原则等．这些决策对敏捷供需链来说是宏 观的、原则性的．
1.2 协调中心
　　该层处于体系结构中的中间层，因此空间是某一部分与层次的，时间是中期的．协调中心由有关代理组成（例如采购代理、设计代理、制造代理、运输代理等），它吸取外界潜在顾客的信息及来自上一层新产品与新服务的指令及对供应商与制造商选择的原则指导下，选择相关的供应商与制造商，建立满足顾客需求的过程模型及相关的经营规则，这些规则用来协调下一层出现的各种矛盾与冲突．
1.3 实施中心
直接接触有关顾客、供应商及制造商等，按照协调中心给出的过程模型及经营规则，在工作流管理系统的支持下，采用过程管理的思想处理有关业务，实现用户需求．
2　敏捷供需链系统的模型及其复杂性
　　ASCMS由目标变量（O）、决策变量（D）、状态变量（X）和资源变量（R）组成．由于ASCMS具有多个目标，因此必须靠决策者的价值观来协调不同目标间的冲突，为此必须引入反映决策者价值观的价值变量（V）．则ASCMS可定义为五元组：
ASCMS[V，O，X，D，R]
　　敏捷供需链中的每一实体，都必须有：特定的目标与任务，完成这些目标的过程，都占有特定的资源，都拥有一定的决策权，不同的只是在总体空间与时间上的分工不同而已．
2.1 ASCMS的模型
　　ASCMS模型应揭示与描述它内部的静态结构与系统运动的本质，它的作用是协助人们，为寻求产、供、销三方面的有机结合，在客观规律的约束下，在人们价值观的指导下，为实现企业同混沌环境的同步，及时发现冲突、有效地协调与处理冲突，支持决策者面对风险与机遇并存的多种选择，作出合理的、令决策者满意的决策．为此，ASCMS的模型如 下：
　　　　　　　　(1)

O(k)=f0[X（k），d（k）],　f0:Rn→R1　　　　　　　　　　　(2)
满足如下约束：
X(k+1)=fx[X(k),D(k)], 　fx:Rn→Rn　　　　　　　　　　　　(3)
ri=fr(xi)　　　　　　　　　　　　　　　(4)

　　　 　　　　　　　　　　　(5)

　　　　　　　　　　　(6)
其中：O为目标矢量，其维数j取决于ASCMS中目标的数目，如时间T、质量Q和成本T等三个目标，j=3．α是每一目标的加权系数变量，其维数同O一样为j维．X是状态矢量，其维数n取决于ASCMS系统中过程的数目．D为决策矢量，其维数m取决于ASCMS系统中决策点的数目．因此有：
O=(o1,o2,…,oj), α=(α1,α2,…,αj), X=(x1,x2,…,i,…,x n), D=(d1,d2,…,dm)
　　O(k)为第k时刻的目标函数，ri为在第i个过程消耗的资源，αj为决策者对第j个目 标的加权系数．
2.2 ASCMS模型的复杂性
　　从上述模型可以看出，敏捷供需链的形成与运营过程，是一种非常复杂的非线性动态过程．从系统论角度看是一个耗散结构过程，从具有无限多熵的无序状态，通过人机交互式的决策分析过程，逐步注入信息与知识，逐渐降低系统中的熵，一步步地迈向有序，直到熵为零的零维空间的正确目的地．这里存在各种冲突，包括：从冲突的性质分有：违反客观规律而引起的冲突、违反人们的利益而引起的冲突、由于资源有限而引起的冲突；从冲突的数学模型分有：等式约束与不等式约束、静态约束与动态约束、结构化约束与非结构化约束等．
3　基于规则的敏捷供需链冲突协调模式
　　协同论中指出：复杂系统当环境变化，原先平衡点不适应新的环境，系统偏离原来的平衡 点，向新的平衡点演化．这一过程不是靠外界的直接具体的干预，而是靠系统内因或规则而协同演化的，它是受为数不多的参数（称为序参数，Order Parameter）控制的．因此，我们必须寻找及研究左右敏捷供需链演进的序参数．这些序参数就是规则，它是隐存在上述敏捷供需链ASCMS模型方程（1）到（6）中的关键参数，在客观规律约束下，有些序参数人们是可以左右的，并将它们选作决策变量．
　　规则是协调敏捷供需链中的冲突的关键因素，但是，必须指出：由于敏捷供需链中的冲突是相互关联、非线性、动态的冲突，这时规则正确与否极为关键，因为非线性冲突对某些点极为灵敏，具有差之毫里，失之千里的“蝴蝶效应”，而线性冲突则不存在这种情况．规则必须反应客观规律与人们的利益，因此，必须研究与揭示隐存在敏捷供需链中的客观规律与人们的价值规律，作为我们制定敏捷供需链的规则的根据．
　　从敏捷供需链看，上一层是协调下一层协调的规则．因此，图2的三层敏捷供需链功能体系结构中的第二层的功能是：制定指导第一层运行有序的相关规则；第三层的功能是：制定指导第二层相关规则的规则．
　　规则是ASCMS模型中的约束，因此，ASCMS建模过程是一种简化与变换的过程，将目标分成：近期、中期和长期，实施过程处理近期，协调中心处理中期，决策中心处理长期；将决策变量分成灵敏与不灵敏，灵敏的决策变量由上两层处理；将过程状态变量分成确定型与不确定型，确定型由下层直接处理，不确定型的由上两层处理；将资源分成关键资源与非关键资源，关键资源由上两层掌握与处理，一般资源由下层直接处理；将人们的价值分成重要与一般的，上层注意力应集中在重要的价值参数上．这些便大大地简化了问题，缩小了系统的状态空间，将实际的复杂的非线性冲突协调问题，变换成简单但抽象的线性序参数方程的求解问题．因此，ASCMS的冲突协调与决策问题是约束与规则的传播过程．上述ASCMS的冲突协调与决策问题的建模与求解过程，可用图3来说明．


图3 敏捷供需链中的约束传播与冲突协调

4　结论
　　当今，敏捷制造与动态联盟等先进制造系统是为满足新的市场需求而提出的，这种市场特点同传统的市场是完全不同的．传统的市场是静态的、线性和渐变的．新的市场环境是动态的、非线性和突变的过程．在这种环境下，传统的泰劳公司模式和以运筹学为基础的决策模型都面临着挑战和危机．敏捷供需链就是为了对付这种挑战，解决这种危机的一种制造与运营模式．
　　冲突的发现、分析与协调是敏捷供需链同混沌环境同步的关键．本文以系统学理论为指导，通过建模与分析，提出一种基于规则的敏捷供需链冲突协调模式，它将是研制具体敏捷供需链管理与决策支持系统的理论基础．
注释：基金项目：国家863/CIMS重大攻关项目：863-511-930-003
作者单位：清华大学自动化系　北京　100084
作者简介：任守榘，男，1938年生，教授，博士生导师．主要从事自动控制理论及应用、CIMS总体分 析与设计、管理与决策、供需链、自组织及协同论方面的研究工作．
　　　　　柴跃廷，男，1964年生，副教授．主要从事CIMS分析与设计、管理与决策、供需链、BPR等 方面的研究、开发与应用工作．
参考文献
1　任守榘等. 先进制造系统的决策模式及其决策支持系统. 系统工程理论与实 践，1998，18（6）：1～6
2　Ren Shouju et al. A New Generation of Decision Support Systems for Advan ced Manufacturing Enterprises. Journal of Intelligent Manufacturing，1997，8：335～343
3　PROTH et al. Supply Management for Cost Minimization in Assembly Systems with Random Component Yield Times. Journal of Intelligent Manufacturing，1997，8：385～403
4　Ren Shouju et al. A Framework of Decision-Support Systems in Advanced Ma nufacturing Enterprises-a Systems View. The International Journal of Manufactur ing Technology Management，1998，8：365～373
5　柴跃廷，韩　坚，李芳芸. 基于协调中心的敏捷供应链系统的研究.计算机集成制造系统 ，1998，4（4）：26～29
收稿日期：1999-02-25
