第四节 研究方案设计

一 具体研究目标

本书从复杂产品主制造商的角度，以“供应链质量合约设计—合同谈判过程质量冲突分析及解决方案设计—关键质量源探测—供应链质量控制措施优选决策—关键质量特性评价与优化”为研究主线，分析并研究复杂产品供应链质量管理过程中的若干关键问题，探索其中重要理论和方法，为我国复杂产品（商用飞机、大型船只、航天器等）的质量管理工作提供宝贵的理论参考和技术支持。本书具体研究目标主要体现在以下五个方面：

（1）在不对称质量信息下研究复杂产品供应链质量合约设计问题，设计一类基于质量合同设计的复杂产品供应链质量事前控制模式，探索通过合约化手段保证复杂产品外购系统和零部件质量的新途径和新方法。

（2）针对复杂产品合同谈判过程中可能出现的质量冲突，结合冲突分析理论，分析可能出现的均衡状态及冲突未来发展态势；研究不确定信息下复杂产品质量合作过程的收益分配问题，确定主制造商的购买标底和支付价格，辅助主制造商合理确定供应商的合作收益，设计并寻求上述质量冲突的解决方案。

（3）以广义质量损失视角分析质量损失在复杂产品供应链上的流动和放大机理，辅助主制造商探测复杂产品生产系统中的关键质量源，为进一步有针对性地开展供应链质量控制工作提供科学依据。

（4）针对复杂产品供应链多层级结构，研究复杂产品供应链质量管理控制策略递阶决策问题，设计外购产品质量管理框架，在复杂约束下优选质量控制策略集并制定质量控制资源分配方案，尽可能地实现复杂产品供应链的质量控制效果。

（5）结合结构方程理论，测算复杂产品外购系统质量特性对产品整体质量的贡献程度，并以此为基础构建目标规划模型，优化并完善复杂产品外购系统的质量容差要求，以实现复杂产品整体质量的最优改进效果。

二 主要研究内容

本书在详细把握复杂产品供应链质量管理国内外研究现状及其不足的基础上，以“供应链质量合约设计—合同谈判过程质量冲突分析及解决方案设计—关键质量源探测—供应链质量控制措施优选决策—关键质量特性评价与优化”为研究主线，主要研究内容如下：

（1）不对称信息下复杂产品供应链质量合同设计问题研究

在当今基于供应链合作的生产模式中，复杂产品质量管理模式已由企业内部自主开展质量管理的传统方法转变为多企业协同质量管理模式。由于供应链中所有参与企业均具有独立的法人资格并开展各自的质量管理活动，主制造商与供应商之间的质量合同成为管理外购产品、零部件质量和约束供应商质量保障工作的重要途径。本部分在充分考虑复杂产品小批量生产特性的基础上，以产品广义质量损失视角区别传统意义上基于概率统计的质量管理思想。考虑复杂产品供应链中不对称质量信息影响下，以主制造商的立场研究复杂产品质量合约设计问题，实现供应链整体质量利益的最大化。

本部分结合复杂产品生产和质量检验工作实际，为复杂产品主制造商探索出适用于小批量订购模式的一套基于质量合同的外购产品事前质量控制模式。构建复杂产品质量合作的Edgeworth box模型，探寻合作各方的“质量—利益”帕累托均衡点及其内在联系；在供应链采购合同中设计质量奖惩关键策略，在不对称质量信息下诱使供应商自发地保证其产品具备最优质量水平，最大限度地提升供应链整体收益并消除供应商的私有质量信息可能带来的道德风险和不良影响。

（2）复杂产品合同谈判过程质量冲突分析及解决方案设计研究

由于小批量或单件定制化生产，复杂产品及其外购产品（包括系统、零部件、机体等）的研制过程往往没有丰富的历史生产经验可以参照。再加上各方参与质量合作的动机不尽相同，在复杂产品合同谈判过程中，主制造商和供应商对外购产品的质量标准可能会产生一定分歧和冲突。上述问题若不能妥善解决，复杂产品生产进度及其供应链质量水平将会受到较大影响。作为一个多主体协同生产的合作联盟，复杂产品供应链中各成员均希望能够通过参与质量合作获得满意的经济和社会效益。因此，主制造商需要设计出一套科学、合理的质量合作收益分配方案，根据产品质量水平确定合适的支付价格，凭借经济手段化解潜在的质量冲突，与供应商建立并维持长期、有效、互惠互利的质量合作关系。

本部分结合冲突分析方法（Conflict analysis），研究复杂产品合同谈判阶段的质量冲突问题，以追求博弈主体之间的利益均衡为目的，探寻主体之间的利益均衡点；将Petri网作为图论模型引入冲突分析理论，并探求其内部均衡状态，分析冲突未来发展趋势；构建灰色Shapley模型确定不确定信息下各参与方的质量合作收益，并以此作为复杂产品谈判过程质量冲突的一个解决方案，确保合作各方能够积极、有效地参与复杂产品供应链质量合作。

（3）复杂产品供应链关键质量源的诊断与探测问题研究

复杂产品供应链是一类多层级、多主体、产品传递关系多样的大型系统，其中瓶颈节点的质量水平决定了复杂产品供应链的整体质量。由于供应链中不同产品质量的单位众多，不同供应商提供产品的实际质量往往不能直接比较。更有甚者，由于复杂产品生产过程中供应商数目众多，供应商网络结构复杂，质量损失在复杂传递过程中不断地累积、放大，最终极大地影响最终产品的质量水平。

本部分在合理测度供应商多元质量损失基础上，构建一类基于供应商质量损失流动的GERT （Graph evaluation and review technique） 网络模型；以该模型为研究平台，设计相关算法合理度量供应商质量损失及其波动对最终产品质量的影响程度，识别复杂产品供应链网络中关键质量源（质量瓶颈），为有针对性地开展复杂产品供应链质量管理工作提供一种崭新的研究方法和分析思路。

（4）复杂产品供应链质量控制方案递阶决策模型研究

为了能够有效地控制外购产品质量，主制造商会定期向其内部的质量管理团队征集质量控制方案，在考虑自身质量控制资源约束的情况下优选出下一阶段需要实施的质量控制方案组合，以实现复杂产品供应链质量的最优改善效果。不仅如此，主制造商还需要合理地分配各类质量控制资源（人力资源、物力资源、财力资源等），以确保获批的质量控制方案能够顺利开展并达到预期效果。

本部分针对复杂产品供应链质量控制策略优选问题，设计了一类新型的供应链质量控制屋分析平台（House of supply chain quality，HSCQ）。根据该平台提供的质量数据和成本控制方案等信息，将其转化为多目标规划模型。在考虑候选质量控制策略相关关系的基础上优选质量控制方案的最优组合，实现企业满意的质量改善效果。结合复杂产品生产系统实际，基于供应链多层级结构以控制资源传递为纽带连接复杂产品供应链中各企业的HSCQ模型，构建复杂产品供应链质量控制屋网络结构，将其转化为多级多目标递阶决策模型，辅助复杂产品各级生产企业优选质量控制项目，保障各层级质量控制方案的有效集成和衔接，对复杂产品供应链中流动的产品零部件质量水平实现最优控制。

（5）复杂产品外购系统关键质量特性的动态评价及容差优化问题研究

在复杂产品“主制造商—供应商”的生产模式下，主制造商向供应商提出外购产品的质量标准和质量要求，并要求供应商必须将其产品关键质量特性的实际表现值控制在规定的容差区间之内。然而在产品试制、研发、预生产、批量生产过程中，主制造商可能会根据前一阶段不同供应商的产品质量保障效果对之前设计的容差标准进行适当调整和优化，以实现复杂产品整体质量最优的提升效果。

本部分结合结构方程理论（Structural equation model），以无量纲化的质量损失数列为输入参数，以高阶因子（High-order model）的形式设计隐变量，用于表征最终产品和外购的质量满意度，并测算各关键质量特性现有表现值对复杂产品的质量贡献度权重；以此上述贡献度权重为基础，构建目标规划模型，优化复杂产品外购系统关键质量特性的容差分配，实现复杂产品整体质量的最优改善。

上述五个方面研究内容均为复杂产品供应链质量管理体系中的关键问题，反映了实际工作的迫切需要。此外，五个部分的研究内容彼此关联，按照时间维度逐渐展开，具备很强的逻辑递进关系。根据上述研究问题、研究内容及方法论，本书的研究思路如图1.3所示。

图1.3 研究思路图

三 主要研究方法

本书采用的主要研究方法如下：

（1）定性分析与定量计算方法相结合。本书拟在较全面掌握本领域现有研究的基础及不足上，有针对性地展开研究内容，并结合GERT、“委托—代理”理论、拉格朗日乘数法、博弈论、多级多目标规划模型、质量屋和结构方程等诸多定量方法论开展相关研究，真正做到定性分析指明研究方向，定量计算解决实际理论问题。

（2）数学推理与仿真计算方法相结合。在本书研究过程中，主要采用数学分析与推理的方法进行研究，通过构建数学模型并设计高效算法，最终得出相关重要结论。对于其中繁杂的数学迭代、计算过程，主要使用Matlab、Maple、SPSS、Lisrel等软件进行仿真计算，以保证运算、处理的效率。

（3）理论研究与实践验证方法相结合。本书在进行理论研究的同时，积极利用课题组资源，与中国商用飞机有限责任公司进行广泛合作，尝试将重要的研究理论和成果应用于我国商用大飞机供应链质量管理工作之中，为我国大飞机产业发展提供重要的理论支持和依据。