摘" 要：供應鏈系統(tǒng)作為企業(yè)運營的重要組成部分，其可靠性對于企業(yè)的成功至關(guān)重要。然而，由于供應鏈的復雜性和不確定性，評估其可靠性難度較大，而且現(xiàn)有研究往往局限在供應鏈的某個特定環(huán)節(jié)或某個特定類型的風險上，忽視了供應鏈整體的可靠性。文章旨在探索制造企業(yè)供應鏈系統(tǒng)的可靠性評估方法，以提高整體供應鏈系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。首先，基于供應鏈系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和流程構(gòu)建了可靠性框圖，明確了各個組成部分之間的邏輯關(guān)系；其次，對供應商、制造商、分銷商、零售商的可靠性進行建模分析，構(gòu)建了制造企業(yè)供應鏈系統(tǒng)可靠性模型；最后，針對具體算例進行計算并進行仿真驗證，通過對仿真結(jié)果進行分析和比較，驗證了制造企業(yè)供應鏈系統(tǒng)可靠性模型的可行性，為制造企業(yè)供應鏈系統(tǒng)的可靠性評估提供了新思路。

關(guān)鍵詞：供應鏈；可靠性框圖；可靠性模型；仿真驗證

中圖分類號：F273.7" " 文獻標志碼：A

DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2024.17.029

Abstract： Supply chain system is an important part of enterprise operation， and its reliability is crucial to the success of the enterprise. However， due to the complexity and uncertainty of the supply chain， it is difficult to assess its reliability. The purpose of this paper is to explore the reliability evaluation method of the supply chain system of manufacturing enterprises in order to improve the stability and reliability of the supply chain system. Firstly， based on the structure and process of the supply chain system， the reliability block diagram is constructed to clarify the logical relationship between each component. Secondly， the reliability model of suppliers， manufacturers， distributors and retailers is analyzed， and the reliability model of supply chain system of manufacturing enterprises is built. Finally， a specific example is calculated and verified by simulation. Through analyzing and comparing the simulation results， the feasibility of the reliability model of the supply chain system of manufacturing enterprises is verified， and a new idea is provided for the reliability evaluation of the supply chain system of manufacturing enterprises.

Key words： supply chain; reliability block diagram; reliability model; emulation proof

0" 引" 言

目標客戶對產(chǎn)品響應時間的要求越來越高，分工更加精細化和專業(yè)化，使得供應鏈越來越復雜，更易受到各種因素的干擾，包括企業(yè)內(nèi)部的設備、管理等因素和企業(yè)外部的國家政策、環(huán)境等因素[1]。根據(jù)《2020年中國現(xiàn)代供應鏈發(fā)展報告》顯示，中國現(xiàn)代供應鏈已經(jīng)進入到數(shù)智化社會供應鏈的新發(fā)展階段，形成具有更強創(chuàng)新力、更高附加值、更安全可靠的產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈，是構(gòu)建新發(fā)展格局的必由之路。而供應鏈的抗沖擊、抗風險、穩(wěn)定運作能力已成為供應鏈的核心競爭力，因此如何診斷、分析、設計并提高供應鏈的可靠性問題急待解決。

國外學者Pirayesh M et al[2]強調(diào)了評估供應鏈可靠性的重要性以及與供應鏈風險管理的關(guān)系。Beata S et al[3]認為可靠性的關(guān)鍵因素是參與運輸過程的機構(gòu)之間的連貫和綜合合作。Ha C et al[4]對供應鏈可靠性及相關(guān)功能進行了數(shù)學定義，給出了各類供應鏈的基本結(jié)構(gòu)可靠性模型。Amelkin V et al[5]研究了供應鏈網(wǎng)絡的戰(zhàn)略形成與可靠性。Choi et al[6]將復雜的供應鏈網(wǎng)絡可視化，提高了供應鏈的可靠性。Golubeva S S et al[7]考慮了基于信息和計算機技術(shù)的供應鏈的可靠性，分析了供應鏈管理體系和業(yè)務流程再造的方法。

張亮星等[8]研究了供應鏈穩(wěn)態(tài)可用度計算公式。錢存華等[9]利用馬爾科夫過程刻畫了供應鏈可靠性評估模型，提出了供應鏈可靠性評價方法。李霄峰等[10]使用正態(tài)分析方法驗證了物流配送的準時率和誤期率等指標符合正態(tài)分布規(guī)律的結(jié)論。潘星[11]運用層次分析法對供應鏈進行了可靠性評價與優(yōu)化研究。楊文霞[12]基于ExtendSim仿真軟件以蘭州聯(lián)想配送中心為例對其作業(yè)流程進行仿真及資源優(yōu)化研究。

綜上所述，盡管供應鏈可靠性研究已經(jīng)取得了一些進展，但仍然存在一些不足之處。現(xiàn)有研究往往局限在供應鏈的某個特定環(huán)節(jié)或某個特定類型的風險上，忽視了供應鏈整體的可靠性；而且供應鏈是一個動態(tài)且復雜的系統(tǒng)，受到各種內(nèi)外部因素的影響，然而，現(xiàn)有研究往往忽視了供應鏈中不確定性和變化的特點，沒有充分考慮這些因素對可靠性的影響。

本文在分析制造企業(yè)供應鏈系統(tǒng)特點的基礎上，依托可靠性框圖法構(gòu)造系統(tǒng)可靠性分析模型，研究了制造企業(yè)供應鏈可靠性，基于案例和仿真，對供應鏈的準時交貨率進行研究，找出制造企業(yè)供應鏈整體中可靠性較為薄弱的環(huán)節(jié)，以期提高制造企業(yè)供應鏈系統(tǒng)的可靠性。

1" 制造企業(yè)供應鏈系統(tǒng)可靠性評估模型

制造企業(yè)供應鏈系統(tǒng)是由不同的串聯(lián)和并聯(lián)子系統(tǒng)組合而成的，組成系統(tǒng)的n個單元中，無故障的單元數(shù)不少于r（r為介于1和n之間的某個數(shù)），系統(tǒng)就不會故障。簡單的r/nG系統(tǒng)可靠性框圖示例如圖1所示。

1.1" 供應鏈系統(tǒng)節(jié)點可靠性定義

供應鏈系統(tǒng)節(jié)點可靠性是指供應鏈中各個節(jié)點能夠在預定的時間內(nèi)按照約定的要求和質(zhì)量水平履行其職責和義務的能力。具體定義如下：

供應鏈系統(tǒng)節(jié)點可靠性=成功履行職責的次數(shù)/總共需要履行職責的次數(shù)

由此可求出供應鏈系統(tǒng)節(jié)點可靠度函數(shù)如下。

以物流配送為例，根據(jù)李霄峰等基于正態(tài)分布的物流配送可靠性研究，對數(shù)據(jù)的樣本進行統(tǒng)計與分析，得出配送時間差值等指標符合正態(tài)分布，可靠度函數(shù)可表示為累積分布函數(shù)CDF，CDF可以使用標準正態(tài)分布的積分表達式計算或通過統(tǒng)計軟件進行計算。

具體而言，可靠度函數(shù)Rt可以表示為：

簡單認為所有變量都符合正態(tài)分布。通過度量和評估各個節(jié)點的可靠性，可以了解每個節(jié)點的性能，識別潛在的風險和瓶頸，并采取相應的措施來提升整個供應鏈系統(tǒng)的可靠性。

1.2" 供應商子系統(tǒng)可靠性模型

1.3" 制造商子系統(tǒng)可靠性模型

制造企業(yè)生產(chǎn)的成品一般都是由多種零部件組裝而成，涉及到的零部件制造企業(yè)眾多。

1.4" 分銷商子系統(tǒng)可靠性模型

制造企業(yè)將產(chǎn)品通過分銷商銷售，以此實現(xiàn)產(chǎn)品的市場化推廣和銷售增長。

分銷商根據(jù)市場需求和預測情況，做出合理的采購計劃，預留恰當?shù)膸齑?，通過自己的分銷渠道，銷售制造商的產(chǎn)品或服務，還要安排商品的運輸和配送，確保產(chǎn)品能夠及時到達終點客戶手中，同時要協(xié)調(diào)好運輸方案、整合物流資源并降低物流成本。

1.5" 零售商子系統(tǒng)可靠性模型

零售商是將產(chǎn)品銷售給最終消費者的企業(yè)，通常會在各個地理位置上設立門店，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以提供方便快捷的銷售服務。零售商I作為產(chǎn)品或服務提供商與終端客戶之間的橋梁，需要在銷售、服務、庫存管理、店面管理、營銷等多個方面做出優(yōu)秀的表現(xiàn)，從而贏得消費者信任與口碑效益，并在激烈的市場競爭中生存和發(fā)展。因此評價零售商的可靠性也是制造企業(yè)供應鏈中十分重要的部分。

1.6" 供應鏈系統(tǒng)可靠性模型

供應鏈模型構(gòu)建有許多可參考的成熟模型：供應商、制造商、分銷商組成的三級鏈狀供應鏈；多供應商對多需求商的二級網(wǎng)狀供應鏈；供應商、制造商、倉儲商、分銷商的四級鏈狀供應鏈。為了貼合供應鏈在制造業(yè)中的運行情況以及模型的簡化，參考供應鏈運作（SCOR）模型，如圖6所示。建立以供應商、制造商、分銷商、零售商組成的四級供應鏈運作模型為對象進行研究。

供應商、制造商、分銷商、零售商作為制造企業(yè)供應鏈的四個重要組成部分，必須全部工作，供應鏈才是完整的、正常的，任何一個部分處于失效狀態(tài)都會導致供應鏈故障，這表明制造企業(yè)供應鏈系統(tǒng)模型是由供應商、制造商、分銷商、零售商組成的四級串聯(lián)模型，如圖7所示。

2" 制造企業(yè)供應鏈系統(tǒng)可靠性模型算例

以甲制造企業(yè)所在的供應鏈系統(tǒng)為例，根據(jù)其供應商、制造商、分銷商以及零售商的可靠性模型，分析企業(yè)數(shù)據(jù)進行計算。

2.1" 甲制造企業(yè)子系統(tǒng)各節(jié)點可靠性計算—以物流配送為例

2.2" 供應商子系統(tǒng)可靠性

根據(jù)歷史資料，獲得已有甲制造企業(yè)供應鏈中各節(jié)點企業(yè)的相關(guān)生產(chǎn)參數(shù)，根據(jù)式（3）得出各供應商生產(chǎn)計劃與排程的可靠性、生產(chǎn)過程控制的可靠性、物流配送的可靠性，詳細數(shù)據(jù)如表1所示。

2.3" 制造商子系統(tǒng)可靠性

與供應商同理，由獲得的供應鏈中各節(jié)點企業(yè)的相關(guān)生產(chǎn)參數(shù)代入公式（3）中得到8個制造商的可靠性詳細數(shù)據(jù)如表2所示。

2.4" 分銷商子系統(tǒng)可靠性

與供應商同理，由獲得的供應鏈中各節(jié)點企業(yè)的相關(guān)生產(chǎn)參數(shù)代入公式（3）中得到分銷商的可靠性詳細數(shù)據(jù)如表3所示。

2.5" 零售商子系統(tǒng)可靠性模型

與供應商同理，由獲得的供應鏈中各節(jié)點企業(yè)的相關(guān)生產(chǎn)參數(shù)代入公式（3）中得到分銷商的可靠性詳細數(shù)據(jù)如表4所示。

綜上，供應商、制造商、分銷商、零售商四個二級系統(tǒng)的可靠性模型串聯(lián)起來就是制造企業(yè)供應鏈系統(tǒng)的可靠性模型，四個二級系統(tǒng)的可靠度相乘即為制造企業(yè)供應鏈系統(tǒng)的可靠度。

由式（17）可知，制造企業(yè)供應鏈系統(tǒng)的可靠度為：

3" 實例驗證

鑒于仿真軟件ExtendSim能夠簡化仿真項目；可將可靠性框圖（RBD）功能與仿真相結(jié)合等。故采用ExtendSim軟件對本案例進行仿真驗證。

本文以甲制造企業(yè)為例，根據(jù)其供應鏈關(guān)系建立ExtendSim仿真模型，其可視化仿真布局圖如圖9所示。

此仿真模型由四大模塊組成，由供應商產(chǎn)生最初的貨源，通過制造商、分銷商、零售商逐級進行傳輸，顧客可在零售商直接提貨。模型中有供應商5個，制造商8個，分銷商兩級共9個，零售商5個。將上述案例中各環(huán)節(jié)每個小節(jié)點的可靠性數(shù)據(jù)匯總到數(shù)據(jù)庫，設定到仿真模型中相應位置。在各個層級模塊雙擊即可出現(xiàn)內(nèi)部層級即子模型。

以零售商模塊為例，針對實際企業(yè)情況，在零售商子模型中又分為三個小模塊，分別為收貨模塊、銷售模塊和訂單排序模塊。訂單遵循先進先出原則進行供貨，根據(jù)零售店的銷售記錄，每兩天補一次貨。圖10為零售商子模型。

供應商、制造商及分銷商子模塊都有類似的流程，只是區(qū)別各子模塊參數(shù)的選取，此處不再一一列舉。

仿真模型運行結(jié)束，得到供應鏈正常及故障時間分布如圖11所示，紅色折線表示停機等待，藍色表示正常運行。

仿真結(jié)果如圖12所示，仿真得到的制造企業(yè)供應鏈系統(tǒng)的可靠度為0.840 976，即84.10%。

4" 結(jié)" 論

（1）基于供應鏈管理的SCOR模型，構(gòu)建了以制造企業(yè)為核心的四級供應鏈系統(tǒng)模型。

（2）以甲制造企業(yè)供應鏈系統(tǒng)為例，研究了供應鏈中供應商、制造商、分銷商和零售商的可靠性模型。

（3）通過研究供應商、制造商、分銷商和零售商各環(huán)節(jié)產(chǎn)出或供應相關(guān)管理的情況，對甲制造企業(yè)供應鏈的案例進行計算，得到了供應鏈各環(huán)節(jié)小節(jié)點的可靠性概率。

（4）最后通過ExtendSim軟件進行仿真驗證，將理論計算數(shù)據(jù)和仿真得到的數(shù)據(jù)進行比較，計算得相對誤差為0.49%。故認為提出的制造企業(yè)供應鏈系統(tǒng)可靠性模型能夠為供應鏈的可靠度評估提供參考。

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