当突发事件对供应链运营系统造成冲击后,企业需要根据突发事件冲击的不同类型做出应急决策。对处于供应链上的节点企业来说,突发事件的影响可能发生在企业自身的运营环节,即造成自身的生产运营系统中断;突发事件也可能发生在企业的下游环节,造成企业的需求中断;突发事件也可能发生在企业的上游环节,造成企业生产所需要的原材料、零部件供应中断。所以,按照这种划分方法,可以将供应链企业的应急运作管理划分为:生产侧突发事件应急管理、需求侧突发事件应急管理和供应侧突发事件应急管理。
1)生产侧突发事件应急管理
生产侧突发事件应急管理的研究主要是针对突发事件发生之后企业对自身生产或运作能力进行应急调度方面的研究。Akturk and Gorgulu[37]最早研究了设备停机下的更改原有生产计划以匹配初始计划的问题,通过一个反馈机制确定了匹配点并证明了新的计划能够提高系统的运作质量和稳定性。Guo and Nonaka[38]、Schmidt[39]研究了因故障导致有限的设备可得性情况下的生产计划制定问题。Xia et al[40]研究了两阶段生产和库存控制系统的实时应急管理(Real-time Disruption Management)问题,作者考虑了突发风险下的新生产计划偏离原有生产计划会导致背离成本,并引入恢复时间窗来研究在生产运营周期内如何对不同种类的突发事件风险进行应对。Zhu et al[41]从资源受约束的角度研究了应急情况下工程项目的生产计划再安排问题。Qi et al[42]考察了初始生产计划为SPT(Shortest Processing Time)规则时,生产进行过程中发生随机或可预见应急中断发生后的机器调度问题,给出了相应的次优的生产排程模型并进行了数值求解。包兴[43]研究了突发事件导致生产运营系统或服务系统中断下的运营系统的多周期能力恢复问题,考虑了两种能力恢复如应急能力采购、运营系统本身的能力恢复的优化决策,并且在能力恢复优化中引入了管理者风险态度因子。
2)需求侧突发事件应急管理
在如何应对供应链突发性需求风险上,Qi et al[44]首次研究了确定性突发需求(需求是价格的线性函数)下的由一个供应商和一个制造商构成的供应链如何应对突发事件,并提出类似数量折扣的契约来协调供应链,得到了突发事件下的最优订货量决策;同时进一步指出了利用应急管理策略能够缓冲当产量变化引起的偏差费用,从而使供应链利润最大化,否则就会出现双边际现象(Double Marginalization)。Xu et al[45]将该模型扩展到需求价格关系为非线性情况时,得到了类似的结论,但不同的是当需求变动比较大时,零售价格维持在一定的水平保持不变。Xu and Gao[46]研究了当生产成本是生产数量的凸函数时,当需求出现扰动时,如何进行集成化的最优决策及如何设定新的协调策略来协调突发性需求环境下的供应链。基于同样的研究思路,Xiao et al[47]研究了由一个供应商和两个竞争的制造商构成的供应链应对突发事件下的最优订货量决策。Xiao and Qi[48]考虑了突发事件同时造成生产成本和需求扰动下的供应链如何应对突发事件。Chen and Xiao[49]研究了如何协调由一个制造商、一个主导制造商和多个制造商构成的供应链应对突发事件,并比较了两种契约如线性数量折扣和批发价契约的优劣性。于辉、陈剑和于刚[50,51]则分别研究了突发事件造成市场需求敏感系数发生变化和随机需求分布函数发生变化的情况下,如何运用批发价契约协调供应链应对突发事件。张菊亮和陈剑[52]研究了突发事件造成供应商成本发生扰动情况下,供应商管理库存下的供应链如何运用抗突发事件的未售货物补偿合约使得突发事件后的供应链继续合作。以上文献考虑的是当突发事件造成供应链需求侧扰动的情况下,如何运用一定的契约对产品价格进行协调以平衡应对产量扩张或缩减所带来的额外生产成本。
朱传波、季建华和陈祥国[53]考虑的则是正的外部突发性需求下的供应链能力扩张决策及应急协调问题,研究的不同点有:①突发性需求下的价格是外生变量,这与上述文献具有明显不同之处。作者考虑的是,在现实中,由于企业的品牌效应以及政府对民生健康的产品的价格管制,很少有企业能将全部成本通过价格调整转嫁给消费者;②以往的文献假设突发性需求信息对供应链成员来说是对称的,作者考虑了突发性需求信息不对称的情况,这种道德风险问题在供应链运营中常见的。该文分别对突发性需求信息对称且完全、对称但不完全、不对称三种情形下的供应链能力决策进行了协调,并进行了分析和比较。上述文献关注的是突发性需求一旦发生后的契约重新调整设计等事后应对措施等问题。杜少甫等[54]关注于决策主体根据对潜在突发危机以及需求的危急性的信念做出事前优化分析,并且考虑到突发危机对市场需求的双向影响,提出突发危机依赖需求并特别关注到了伴随突发危机可能出现的负需求现象,以此为基础构建基于两阶段供应链的报童模型,探讨了突发危机的随机特征及需求的危机依赖性对各方决策的影响。莎娜、季建华、陈祥国[55]将情景分析运用于对突发事件导致需求变化下的供应链情景应急管理研究。彭静等[56]研究双渠道供应链系统应对需求和生产成本双扰动的生产策略和协调机制。覃艳华[57]研究突发事件造成销售价格敏感系数、回收价格敏感系数、制造成本和再制造成本同时扰动下的闭环供应链协调策略。魏兴光等[58]研究数量折扣契约下基于成本分担的供应链突发事件协调应对。
3)供应侧突发事件应急管理
供应侧突发事件应急管理,主要针对供应链上游企业供应商的生产运营系统遭到突发事件的冲击后,使得供应链下游企业制造商的物料供应中断。那么,制造商如何制定供应中断风险的防范和应急?防范和应急措施包括:库存管理、供应商选择的策略、保险、对供应商进行可靠性以及恢复能力的投资与援助策略、需求应对等,其目标是建立弹性的供应链应对突发事件。Sheffi(2005)[59,60]、Tang(2006b)[61]定性分析了建立弹性供应链的框架与策略,文中分析了供应链可以从哪些方面来防范突发事件风险,部分包括了前面所述的防范措施,如缓冲库存、冗余供应商等。
(1)维持链条资源的冗余。通过库存决策应对突发事件风险,研究大都是基于单源供应体系,主要研究供应商的生产运营系统随机中断下的供应链的最优库存控制,随机中断的表示方法有两种:一是将供应的可得性描述为“All or Nothing”过程,即供应商能以一定的概率能完全供货、以一定的概率完全不能供货,这方面的代表性文献有Parlar et al[62]、Ozekici and Parlar[63]、Gullu et al[64]、Song and Zipkin[65]、Synder[66]、Schmitt and Snyder[67]、Qi et al[68]等。其中,Schmitt and Snyder指出:相比多周期模型而言,单周期模型导致成本增加、对可靠供应商的使用不足,即使用单周期模型会使得企业在缓解风险方面选择错误的策略。Qi et al则同时考虑了突发事件可能发生在供应商和制造商的情景下,供应链的库存控制问题。二是假设供应商存在随机的中断期,这方面的代表性文献有:Parlar[69]、Mohebbi[70]、Mohebbi and Hao[71]等,其中Mohebbi and Hao研究了随机提前期和供应随机中断下的(s,Q)库存控制模型。
通过对供应商的选择应对突发事件风险,研究主要集中在多源供应体系下的供应商的排序、选择(包括后备供应)和最优订单分配。Snyder and Shen[72]比较了需求不确定和供应不确定下冗余供应商的不同作用,指出冗余供应商策略对预防供应中断风险以及供应中断发生之后如何缓解供应矛盾起着至关重要的作用。Berger et al[73]通过一个简单的决策树模型揭示了企业面临发生概率极低的超级事件(Supper Event)下,只会选择双源供应模式,而当突发事件发生概率变大时,却仅仅选择单源供应的模式。Ruiz-Torres and Mahmoodi[74]针对供应商失效风险问题,运用决策树方法确定供应商的优选数量,并根据供应商失效概率相同和不同两种情况给出了更具现实意义的决策模型。Federgruen and Yang[75]、Dada et al[76]、Burke et al[8]、Tang and kouvelis[77]基于随机产出模型(Random Yield)研究了供应商的选择与订货分配。He and Zhang[78]进一步研究供应商不可靠时,二手市场的存在对企业采购行为及对供应链绩效的影响。(www.xing528.com)
Tomlin[79]考虑了由一个可靠的供应商和一个不可靠供应商组成的供应体系,不可靠的供应商存在随机的中断期,指出了当供应商的成本与可靠性程度同质性程度越高,双源供应在应对供应中断风险方面的效果较明显。Hu and Kostamis[80]同样考虑了由一个可靠的供应商和一个不可靠供应商组成的供应体系。Xanthopoulos et al[81]分别研究双源供应体系下的风险中性与风险规避决策者的最优订货决策。Bundschuh et al[82]、刘希龙和季建华[83]指出多源供应网络能显著降低供应网络中断数量,提高输出均值,降低输出标准差,提高供应网络的弹性。张文杰[84]通过对比突发事件下单源采购和多元采购企业的订货数量以及利润情况,证明了维持可靠供应商多源采购策略应对突发事件的有效性。李斌[85]针对多供应商多源采购问题,给出了具有鲁棒性冗余订货数量确定方法,以应对突发事件带来的不确定影响。
后备供应的研究主要集中在突发事件风险下的正常订货水平、能力备份参数的优化问题,以及相应的供应链协调问题,这方面的代表文献有Panos and Li[86]、Chopra et al[87]、Hou et al[88]。Fang et al[89]则同时考虑了多源供应和后备供应,研究结果显示:三个以上的额外供应商带来更少的边际利润;在非后备供应商的供应前置期为0的情况下,企业更偏好于双源采购。
(2)优化成员的合作形式。优化供应链成员之间的合作形式,是指与链上成员之间构建横向联合库存或转运库存,针对这种应对策略的研究成果比较丰富,研究热度不是很高。Wilson[90]在研究运输过程发生突发事件所造成的消极影响时,引入了系统动力学模型,结果表明供应商管理库存抗突发事件的能力强于传统库存模式。杨建华[91]通过比较突发事件发生之后,独立应对与实施横向虚拟联合库存应急策略两种情况下的期望成本,证明了横向虚拟联合库存策略应对突发事件的有效性。孙琦[92]利用库存决策模型,讨论了在应对突发事件时,供应链网络中横向联合库存策略的实施以及企业联盟数量的确定问题。胡杰、张毕西[93]研究VMI下供应链应对突发事件的协调策略。
陈敬贤[94]借助非合作博弈模型,讨论了两个销售商之间转载库存应对突发事件变动的情形,得到销售商库存共享策略可以增加他们期望利润的结论。李雪莲[95]也做了相似研究,他们建立了混合整数规划模型使用遗传算法进行求解,为零售商在供应突然中断下横向转运提供了决策方案。李丛[96]还提出了一种建立藕节型供应链应对策略,一旦突发事件爆发,企业之间原本密切的联系看似被隔断了,但是它们之间仍然可以通过粘连的藕丝互相沟通,担心受到突发事件波及的其他成员企业也会迫于压力出手援助,不至于出现链条完全中断的情形。
(3)突发事件前的防范应对。目前,有少量文献在传统的有关库存、采购决策的模型上,引入保险决策变量。林志炳等(2009)[97]与Lin et al(2010)[98]在研究需求不确定下的供应链协调时,将附免赔额保险契约引入到报童模型中,发现一定条件下的保险契约也可以协调供应链,并研究了保险契约与收益共享契约的区别。需要指出的是,上述文献研究的保险指的是供应链下游企业支付一定的保险费来换取上游企业附免赔额的保险承诺,这实际上是供应链内部转移支付或者是关于供应链协调的研究。Dong and Tomlin(2010)[99]在风险管理模型中引入营业中断险变量,研究保险与库存、应急采购之间的风险规避组合策略。Dong and Tomlin是首次将外部保险与运营结合起来对供应突发事件应急管理进行研究的学者。从实践来看,国内开展相关的营业中断险业务的保险公司较少,且不能单独购买,是一种附加险,必须要依附于物质损失保险合同。
面对突发事件风险,一方面可以通过防范措施对运营设施或流程进行可靠性改善来降低突发事件发生的概率,另一方面,也可以通过相应的应急处置措施(如受损能力恢复)来降低突发事件所导致的损失。供应商可靠性改善方面,Bakshi and Kleindorfer[100]从竞争和合作(Co-petition)的视角研究上下游成员间建立弹性供应链的投资优化问题。Wang et al(2009)[101]从双源供应、供应流程改善的视角研究缓解供应风险的策略组合,并认为双源供应与流程改善的联合策略能够提供较好的应急价值。Liu et al(2009)[102]以改善供应过程的可靠性为视角,主要研究了供应可靠性改善的价值以及相关成本参数对单位改善投资的影响。
尽管现在有些企业在防范突发事件上做出了努力,但是由于突发事件源难以控制(特别是对于诸如地震、海啸、恐怖袭击等)或经济意义上的不可行,因此,突发事件下,预先的资源部署和周到的应急恢复计划对受损企业及其上下游企业来说,就显得尤为重要。目前,有关供应链恢复决策的研究主要可以分为两类。一类是研究供应链恢复的契约设计。盛方正和季建华[103]研究了突发事件下的供应中断恢复问题,并分析了制造商订单拖欠成本(商誉成本)是私有信息时,供应商如何设计恢复能力契约以防范道德风险。Kim et al[104]研究了突发事件风险下有关生产运营设施恢复的委托代理问题,制造商运用基于绩效的契约(Performance-Based Contract)来激励做专业性维护和恢复的供应商在事前进行恢复能力投资,并对两种激励机制(累积绩效契约和平均绩效契约)下的供应商最优恢复能力进行比较。严格意义上,Kim et al研究的不是一个传统意义上的供应链,因为供应商与制造商之间并不存在正常的供货关系,而是通过临时的契约将双方联系在一起,且只有当突发事件发生了两者才产生交易。Hu et al[105]研究了供应链下游企业制造商在面临供应中断风险的情况下,运用价格和订货量契约(如果供应商进行生产能力恢复,制造商给予更高的订货量和价格)引导供应商进行恢复能力投资,主要分析和比较了两种契约机制(突发事件前的承诺契约、突发事件后的承诺契约)下的供应商最优恢复能力投资。另一类是研究供应链恢复的运营问题。Kim and Tomlin[106]研究了突发事件风险下一个存在相互依存关系的子系统(一个子系统的失效可能会引发另外一个子系统失效)所组成的一个技术系统(如发电厂的锅炉系统和涡轮机系统)的恢复能力投资决策,并对集权供应链与分权供应链两种情况进行了比较分析。包兴[107]基于突发事件后能力受损的大型运作系统,从内部能力恢复和外部能力采购两个方面构建了多阶段能力应急模型。于辉等[108]并分别考虑了供应商发生突发事件和零售商发生突发事件下的供应链应急援助决策问题,研究了在一定置信水平控制下的最优援助额。安智宇和周晶[109]运用qi研究了供应商违约风险下的报童订货决策问题,所使用的模型属于随机中断模型(Random Disruption)。孟翠翠[110]等从柔性能力的视角对供应链突发事件应急管理研究进行了述评。
从模型本身的构建来看,目前对供应风险/突发事件应急管理的研究主要基于三种模型:随机产能(Random Capacity)、随机产出(Random Yield)、随机中断(Random Disruption),主要研究供应不可靠下的企业/供应链的采购与库存决策。在随机产能模型中,假设产能是有限的并独立于订单数量,供应商交货量要小于采购商的订单量和实现的产能,可以用min(k-ξ,q)来表示。其中,k为原有的产能,ξ为损失的产能,q为下游订货量。在随机产出模型中,假设供应商的产能是无穷的,供应商的交货量是采购商订单量的随机比例(random fraction),可以用ξq来表示。其中ξ为可以交换的比例。在随机中断模型中,假设供应商是不可靠的,其交货量要么是采购商订单量的100%,要么是0%,可以用ξq=来表示。其中,ξ为伯努利变量。可以认为随机中断模型是随机产出模型的特殊情况。在研究突发事件风险防范与恢复方面的模型中,现有的文献假设在系统失效下,系统的恢复或修复时间(从瘫痪状态到运营状态所经历的时间)服从于一个随机分布,如Kim and Tomlin假设恢复的时间服从于指数分布;包兴[70]假设突发事件造成运营系统失效后,系统的恢复的时间、市场的应急能力采购均服从于一个随机分布。
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