（机械制造及其自动化专业论文）虚拟企业合作伙伴选择的研究.pdf

摘要 近十年来，信息和计算机网络技术的突飞猛进给人类的生产和生活方式 带来了巨大的变革。传统的企业运作模式正在向计算机化、网络化和敏捷化 的方向发展。组建虚拟企业组织成为未来制造企业提高市场竞争力的有效手 段。 虚拟企业是二十一世纪制造企业的组织形态，它是基于市场的、动态的、 网络联盟化的组织。其组织成员在地理位置上是分散的，因此选择合适的合 作伙伴是建立虚拟企业的关键环节。本文系统的研究了虚拟企业环境下的合 作伙伴选择方法，并建立了合作伙伴选择系统。 本文首先讨论了合作伙伴选择过程及其评价指标体系，提出了“三步走” 的选择策略，即初选、细选、精选。重点对细选方法和精选方法进行了深入 摒究。对细选方法，本文采用了层次分析法来进行评价，并给出了算法实例。 对精选方法，基于制造和运输成本最小化的原则，本文采用了遗传模拟退火 算法来进行成本的优化，改进了单纯使用遗传算法容易陷入局部解的缺点， 使用遗传模拟退火算法，能够在搜索空间随机的接受非最优解，因此有很强 的搜索能力，能够跳出局部最优化。最后在上述工作的基础上，运用 j b u i l d e r 2 0 0 5 、s q l s e r v e r 2 0 0 0 、t o m c m 5 0 2 7 等工具开发了一个合作伙伴选 择的系统。 关键词：虚拟企业；合作伙伴选择；层次分析法；遗传模拟退火算法 a b s tr a c t i nt h el a s tt e ny e a r s ，t h ed e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dw e b t e c h n o l o g yb r o u g h tg r e a tc h a n g et ot h ea n t h r o p i cp r o d u c ts t y l ea n dl i f es t y l e t h e c o n v e n t i o n a lm o d eo fo p e r a t i o ni sd e v e l o p i n gt o w a r d sc 1 m s i tb e c o m e st h e v a l i dm e a n so fa d v a n c i n gm a r k e t c o m p e t i t i o nc a p a b i l i t y f 0b u i l dv i r t u a l e n t e r p r i s e v i r t u a le n t e r p r i s e ，ak i n do fd y n a m i c ，n e t w o r k - a l l i e do r g a n i z a t i o nb a s e do n m a r k e to p p o r t u n i t y , i st h eo r g a n i z a t i o nt y p eo fm a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s eo ft h e 2 18 c e i l t u r y ，w h o s em e m b e r sa r ed i s p e r s e dg e o g r a p h i c a l l y s ot h es e l e c t i o no f p r o p e rp a r t n e r si sc r i t i c a lt oc r e a t ev i r t u a le n t e r p r i s e t h es e l e c t i o nm e t h o do f p a r t n e r s i nv i r t u a l e n t e r p r i s e i s s y s t e m a t i c a l l yr e s e a r c h e d ，a n dt h e s e l e c t i o n p a r t n e rs y s t e mi sb u i l ti nt h i sp a p e r f i r s t l y , t h es e l e c t i o np r o c e s sa n dc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ns t a n d a r d so ft h e p a r t n e r sa r ed i s c u s s e d “t h r e es t a g e s s e l e c t i o nm e t h o dw h i c hi n c l u d e si n i t i a l s e l e c t i o n c a r e f i i ls e l e c t i o na n de l a b o r a t es e l e c t i o ni sp u tf o r w a r d t h i sp a p e r f o c n so nt h ec a r e f u ls e l e c t i o na n de l a b o r a t es e l e c t i o nm e t h o d t h ec a r e f u l s e l e c t i o ni se v a l u a t e db ya na n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ( a h p ) ，a n dt h ea l g o r i t h m e x a m p l ei sg i v e n t om i n i m i z et h em a n u f a c t u r i n ga n dt r a n s p o r t a t i o nc o s t ，a g e n e t i ca l g o r i t h mc o m b i n e dw i t hs i m u l a t e da n n e a l i n ga l g o r i t h m ( g a s a ) i s a p p l i e df o rt h ep a r t n e rs e l e c t i o np r o b l e mi ne l a b o r a t es e l e c t i o n w h e nt h eg e n e t i c a l g o r i t h m i su s e di n d i v i d u a l l y , t h er e s u l ti s p l u n g e di n t o l o c a l o p t i m i z a t i o n r e s o l u t i o n b u tw h e nt h eg e n e t i ca l g o r i t h mc o m b i n e dw i t hs i m u l a t e da n n e a l i n g a l g o r i t h mi su s e d ，i tc a na c c e p ts o m en o n - o p t i m i z e dr e s u l t sa tr a n d o mi nt h e s e a r c h i n gp r o c e s s ，s oi th a ss t r o n gs e a r c h i n gc a p a c i t y , a n dt h er e s u l ti sj u m p e do u t t h el o c a lm i n i m u m a tt h ee n do ft h ep a p e r , b a s e do nt h ea b o v ew o r k ，ap a r t n e r s e l e c t i o ns y s t e mi sd e v e l o p m e n tb yt h et o o l so fj b u i l d e r 2 0 0 5 、s q l s e r v e r 2 0 0 0 a n dt o m c a t 5 02 7 k e y w o r d s ：v i r t u a le n t e r p r i s e ；p a r t n e rs e l e c t i o n ；a h p ；g a s a 哈尔滨工程大学 学位论文原创性说明 本人郑重声明：本文的所有工作，是在导师的指导下，由作 者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献等引用已在文 中指出，并与参考文献相对应。除文中已经注明引用的内容外， 本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对 本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式 标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者签名：型蟒 日期：o d 口仵。姊 第1 章绪论 1 1 课题的来源、研究背景及意义 1 1 1 课题的来源 本课题是哈尔滨工程大学基础研究基金项目一一基于j 2 e e 的网络化制 造技术研究的一部分。 1 1 2 课题的研究背景和意义 目前合作伙伴选择是一个相当热门的课题。由于随着制造业的发展，满 足加工要求的企业越来越多，且又处于分散状态，这就给选择者在选择合适 的合作伙伴上增加了难度。项目发起者往往很难从这些众多的潜在企业中轻 松地找到符合要求的合作伙伴，即使勉强找到，也是差强人意。因此从众多 的合作伙伴中选择出合适的合作伙伴就成了一项相当迫切的任务。 本课题主要以面向企业动态联盟的网络化制造系统为原型目标的。而企 业动态联盟，也可称为虚拟企业，是敏捷制造最核心的概念，是敏捷制造的 企业组织模式，也是2 l 世纪最有竞争力的企业合作模式。由于虚拟企业的 生产系统及其生产过程具有r r s 特性( 企业的可重构性r e c o n f i g u r a b l e ，可 重用性r e u s a b l e ，规模可调性s c a l a b l e ) i 虚拟企业各伙伴根据联盟的要求 迅速以它们自身的技术、人才和管理参与联盟，因而，伙伴选择是建立虚拟 企业的关键环节之一，也是网络化制造系统中关键的分系统。所以如何通过 对各潜在伙伴企业的特征信息进行分析、整理、评估，确定一个最优的伙伴 企业构成方案，继而确定各伙伴企业的参与方式，显得十分重要。 因此，“虚拟企业合作伙伴选择的研究”是研究网络化制造的核心技术 之一，也是建立网络化制造系统的前提。 1 2 虚拟企业介绍 1 2 1 虚拟企业的概念及特点 随着制造业的快速发展，企业的外部市场环境竞争越来越激烈，市场机 遇稍纵即逝，企业越来越感到单靠自身的力量难于适应这种环境的变化。因 此，以“双赢”为目的的企业合作已成为现代企业适应现代竞争环境的最好 模式。虚拟企业就是企业的多种合作模式之一。“虚拟( v i r t u a l ) ”的概念最 初来自计算机的虚拟存贮器。1 9 9 1 年“虚拟”被移植到管理模式上，即出 现了“虚拟企业”一词。目前理论界并没有对虚拟企业的定义进行明确界 定，学者们对虚拟企业的定义也并不一致。根据已有的参考文献可以把虚拟 企业的定义归为两大类：1 1 从信息网络的角度来定义虚拟企业。即企业组织 无形化，计算机和信息技术人员从技术的角度认为如果一个企业没有有形的 结构，找不到办公大楼，同一企业的职员可以在不同的地点，但通过电子手 段的连接使他们如同在同一办公楼工作，那么这样的企业就是虚拟企业，如 网上商店、网上银行等都属于虚拟企业。2 ) 从组织的角度来定义虚拟企业。 虚拟企业是指为了达到预期目标，通过应用信息网络技术，由两个或两个以 上的企业组成的临时性网络组织。在合作过程中各成员彼此互不干涉，并且 共同分担风险，共同分享利益，当预期目标达到之后，组织解体。这种虚拟 企业的实质不同于前面所说的组织虚拟化的企业，它是功能虚拟化的企业， 它是企业之间的一种“借势”，利用外部企业的功能来完善本企业。这种定 义以n i i i p 为代表。 相似的定义 2 1 还有，如w a l t o na n dw h i c k e 的定义：“虚拟企业由一系 列互相合作的核心能力节点企业组成，他们共同构成一条产业价值链，在特 定市场领域获取某一机遇。” s o n ga n dn a g i 对虚拟企业的定义表述为： “虚拟纶业，它不同于传统 企业，由不同企业伙伴组成，这些伙伴协同合作，共同设计和生产高质量 的、客户订制化的产品。这种企业以产品导向，体现团队合作风格，快速性 和敏捷性是它的特点。”等等。 综合以上观点，笔者认为：虚拟食业( v i r t u a le n t e r p r i s e ，v e ) ，又称动态 联盟，是指一个企业内部或多个独立企业之问的多个经营实体，基于市场机 遇，为达成共同目标而形成的核心能力的联盟。它是一种虚拟的企业组织结 构形式。虚拟企业依靠电子信息手段进行联系及合作，将分布在不同地区的 不同公司的人力资源和物质资源组织起来，实现快速响应某一市场需求的目 标。只要市场机会存在，虚拟企业就会继续存在，市场机会消失，虚拟企业 就将解体脚。 虚拟企业具有如下特征【4 】： ( 1 ) 以信息技术和信息网络为依托虚拟企业成员可能分散在不同的地 域，依靠国际互联网i n t e r n e t 、企业内部网i n t r a n e t 和外部网e x t r a n e t 以及支 持异地协同工作的计算机软件、虚拟现实v r 技术等将他们方便地联系起 来。 ( 2 ) 成员能力的独特性每一成员企业具有自己独特的核心能力，均是具 有专长化功能和核心能力的企业单元，这与现今实体企业的功能完整化形成 鲜明对比。 ( 3 ) 暂时性和动态性虚拟企业随市场机遇的存在而存在，当市场机遇出 现时，迅速组建：当市场机遇消失时，自行解体，进入下一轮虚拟合作。正 是这种动态性特征使它具有对多边市场环境的快速反应能力。 ( 4 ) 成员企业相互信任每一企业都相信彼此会为虚拟企业贡献出自己的 一切，包括技术诀窍( k n o w h o w ) 。这种信任是建立在目标高度一致和利益 共享的基础上。 ( 5 ) 企业的组织结构发生了显著变化它不再是按职能划分的固定的层级 式组织结构，而是由不同企业组成的多功能项目组( 团队) 和来自同一企业的 插件式企业模块( 单元) 组成的扁平化易于重构的柔性结构嘲。 1 2 2 虚拟企业的合作伙伴的选择 虚拟企业是种全新的企业模式，是由于某一市场机遇，在计算机网络 的支持下，把地理位置分散、能力互补的企业连接起来，合作完成产品的设 计制造和装配等。通过虚拟企业组织，可以使社会整体生产力得到充分的利 用。由于产品是由多家企业合作完成的，每个企业都根据自身的核心能力完 成生产链中的一个环节，任何一个环节出现问题，都可能影响整个生产的进 行。同时，虚拟企业的竞争优势首先取决于各合作伙伴的在核心能力、效 率、质量、敏捷性等方面的竞争地位，另外也取决于虚拟企业外部市场与环 境在效率、质量、敏捷性等方面的要求，因此敏捷制造的竞争优势是各合作 伙伴在核心能力、效率、质量、敏捷性等方面所能达到的水平与外部所需要 水平的匹配。因此合作伙伴的选择好坏直接关系到虚拟企业的运行效果。因 此，选择合适的合作伙伴，成为组建虚拟企业的关键环节。 在组建企业动态联盟时，需要从多个备选企业中进行选择，确定组成动 态联盟的企业，这个过程称为伙伴选择。在伙伴选择过程中影响伙伴选择的 因素很多，他们之间相互关联、相互制约，伙伴之间的比较需要大量的运 算。因此，建立合作伙伴选择的综合评价体系，确定伙伴选择数学模型和优 化方法是非常必要的。进一步利用计算机工具，为人的判断提供定量和可靠 的数据。 1 3 国内外研究现状 1 3 1 虚拟企业的研究现状 自2 0 世纪9 0 年代中期以来，关于虚拟企业的理论研究已成为管理科学 中的一个研究前沿和热点。如b e n l u s 【q 提出了一个基于a g e n t 的虚拟企业组 织设计方法和集成框架；k a t z y f n 提出了一个设计和应用虚拟企业的概念模 型，并以瑞士的一个中型制造企业( e l e k t r oa g ) 为例进行了实证研究。我 国学者占德臣、徐晓飞等也对虚拟企业的建立及其集成环境等进行了一些探 讨】。 除此之外，关于虚拟企业的些大型研究项目包括美国的n i l i p i 2 r ( n a t i o n a li n d u s t r i a li n f o r m a t i o ni n f r a s t r u c t u r ep r o t o c o l s ，美国工业信息基础设 施协议) ，该项目耗资6 千万美元、涉及1 8 个组织，其目的是为了发展、示 范和传播用于工业虚拟企业的关键技术；欧盟在e s p r i t 计划框架下，主要 面问虚拟企业的基础结构也开展了一些研究，如l o g s m e ，x c i t t i c ， m a r v e l o u s t 】等项目。以下是一些相关项目的概况。 1 n l l l p ： 在当今快速变化的全球市场，制造企业需要与他们的供应商和客户紧密 结盟，产品生产周期不再以月和年，而以天和周计。因此，快速响应与质 4 量、成本的要求一样重要。但是，制造商、供应商、客户和合作伙伴运用的 商务流程和支持信息技术的不兼容己经成为企业与新的客户和供应商紧密结 盟以及减少生产周期的最大障碍。 n i i i p 项目的目的就是解决这个不兼容性并且提供能够允许各种组织相 互合作的流程和协议，而不管其数据结构、运行过程或计算环境。它是由国 家支持的唯一的开发一整套工业信息基础协议的组织，协议对外公布并能为 所有人使用，以便支持基于开放结构和工业标准的虚拟企业。n i l i ? 项目是 由美国的信息技术厂商、工业制造终端使用者( i n d u s t r i a lm a n u f a c t u r i n ge n d u s e r s ) 、学院和标准机构等组成的一个团体。 n i i i p 项目组织成立于1 9 9 3 年，是由美国空军资助的高级研究项目机 构，其目的就是研究虚拟企业构建、运行与管理的相关核心技术。最初的 n i i i p 项目于1 9 9 9 年终止，但其组织继续通过与其他项目合作来发展n i i i p 技术。 在发展各个领域协同工作所必需的协议时，n i i i p 起着主导作用，以 i e t f ( i n t e m e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e ，工程任务组) 、o m g ( o b j e c t m a n a g e m e n tg r o u p ，目标管理组织) 、w f l v l c o n o r k f l o wm a n a g e m e n t c o a l i t i o n ，工作流管理联盟1 等方式，直接参与或通过其成员参与项目。 2 a s e 和n s r p 战略投资计划1 “】： 由n a v s e a ( n a v a ls e a ，海军1 赞助的n s r p 项目致力于提高美国造 船工业的竞争力，减少海军船舶的成本。a s e 从n a v s e a 处接受基金，相 应的，在某些特殊的情况下，n a v s e a 通过工业成本共同分担来资助合作 研究。 3 s p a r s ： s p a r s 是由a s e 和n s r p 投资的一个研发项目d 4 ，其目的是开发和部 署一个关于船厂及其供应商的造船供应链虚拟企业( s h i p b u i l d i n gs u p p l y c h a i nv i r t u a le n t e r p r i s e s ) 商业过程的w e b 系统。形成造船供应链虚拟企业， 该虚拟企业集中了造船供应链的各个环节，包括客户、台作伙伴、分包商和 供应商。通过资源和供应链整体，虚拟企业提供了船厂和供应商合作的商务 流程，参与企业的主要流程和计算环境是公丌的。 从虚拟企业的提法出现至今只有短短l o 余年的时间，然而就是在这短 短的1 0 余年中，人们围绕虚拟企业的概念和理论以及运行方法与模式等方 面展开的研究取得了丰硕的成果。如今，人们还在不断积极探索，希望在这 个领域获得更多收获，使虚拟企业带给企业更大的回报。 1 3 2 合作伙伴选择的研究状况 虚拟企业作为适应外部环境而产生的一种新型敏捷生产组织模式。已为 理论界和实业界所重视。然而，在虚拟企业的创建过程中，因为合作伙伴的 独立性与合作的临时性，使得伙伴选择成为项关键且非常复杂的工作。针 对这一问题，国内外研究者做了大量的工作。虚拟企业合作伙伴的选择自从 1 9 9 1 年虚拟企业提出之后便成为研究的热点。 目前，国内外学者研究的合作伙伴选择方法主要有： 国外研究：如m a r gj o h s o n ( 1 9 9 5 ) 就提出合作伙伴选择方法与策略；g h a l e v i 应用矩阵优化的方法来进行v e 伙伴选择；t a b u c a n o n 等提出一种面 向设计，智能支持决策系统的用来进行对柔性制造系统而选择机床设备；新 西兰学者c 。a v a n l u t t e r v e l t 提出的包含价格，交付同期等因素的基于遗传 算法的伙伴选择方法；多a g e n t 谈判和最优化理论相结合的方法；本体论一 一t o v e ( t o r o n t ov i r t u a le n t e r p r i s e ) 方法【。5 1 。 国内研究：香港学者y eq i n 提出的基于分解项目、任务分配的资源选 择的挑选方法；香港理工大学容启亮( 2 0 0 2 ) 等应用软件计算进行伙伴选择； 马永军( 2 0 0 0 ) 提出的采用a h p 来选择合作伙伴 1 6 1 ：马鹏举( 1 9 9 9 ) ”】提出采用 f - a h p 进行合作伙伴选择：吴宪华m 1 ( 1 9 9 8 ) 提出的采用a n p ( a n a l y t i c n e t w o r kp r o c e s s ) 来选择虚拟企业伙伴；谭正m 】等人( 1 9 9 7 ) 提出的采用模糊推 理机制进行选择伙伴；刘晓冰等运用人工智能来研究合作伙伴选择等等。在 合作伙伴寻找方面，为了快速找到最优的企业盟友，李涛( 2 0 0 1 ) 提出虚 拟企业服务代理商( v i r t u a le n t e m r i s es e r v i c ea g e n t ，v e s a ) 的概念( 2 0 f 。清 华大学经济管理学院冯蔚东、陈剑、赵纯均等人提出了基于遗传算法的动态 联盟伙伴选择过程及优化模型j 。浙江大学机械工程及自动化系钱碧波、潘 晓弘、程耀东等人提出了敏捷虚拟企业伙伴选择的三阶段结构化进程和伙伴 选择的评价参考体系，给出了种多目标决策数学模型，并基于a h p 法对 权重因子的取值进行确定，提出了采用一种基于基准对比法对关键因素的决 策值进行量化计算的方法f 2 2 】。 1 4 论文主要内容及创新点 论文的第一章首先介绍了虚拟企业的概念，对国内外虚拟企业及其合作 伙伴选择的研究现状做了简要介绍，还讨论了合作伙伴选择的研究背景和意 义。 论文的第二章具体介绍了合作伙伴的选择和评价过程，给出了选择方法 “三步走”的决镱方法，对不同阶段的选择方法给出了不同的评价指标。 论文第三章专门对合作伙伴选择细选阶段采用的方法进行了介绍和应 用，对层次分析法进行了介绍，并给出了算法实例，并检验了致性问题。 论文第四章专门对合作伙伴选择精选阶段采用的方法进行了介绍和应 用，给出了优化问题的模型，并采用了遗传算法，并用模拟退火算法进行了 修正。 论文第五章是合作伙伴选择系统的软件实现，分析了系统的基本需求及 功能模块，数据库设计，系统的实现。 论文最后一章是结论。总结了论文的主要内容并指出了论文的不足之 处。 论文的主要创新点： 在合作伙伴选择方面提出了“三步走”即初选、细选、精选的决策选择 方法，并在精选时用遗传算法和模拟算法结合，改进了遗传算法的选择机 制，不易陷入局部收敛，同时改善了遗传算法的收敛性能。 1 5 课题所用开发平台和开发工具 1 5 1 操作系统 本课题选用w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r 操作系统平台。w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r 包含了改进的网络、应用程序和w e b 服务管理。它刁i 但增强了可靠性和灵 活性，而且降低了拥有强大、灵活管理服务的计算系统的成本，并为运行企 业应用稗序提供了良好的基础。 1 5 2 数据库 本课题所用的数据库为s q ls e r v e r2 0 0 0 。s q ls e r v e r2 0 0 0 是m i c r o s o f t 公司开发的一个基于结构化查询( s q l ) 和客户机服务器模型的高性能的 关系数据库管理系统。s q ls e r v e r2 0 0 0 使用非常方便，是进行数据库管理 和开发的首选工具。 1 5 3 开发工具 整个系统的开发是在b o r l a n dj b u i l d e r2 0 0 5 下进行的，应用服务器采用 的是t o r n c a t 5 0 2 7 。 1 5 3 1o b u l i d e r 简介 j b u i l d e r 是b o r l a n d 公司推出的遵循s u n 公司j 2 e e 标准的集成开发工 具，是目前使用最广泛的j a v a 开发工具之一，j b u i l d e r2 0 0 5 是目前最新的+ j b u i l d e r 版本。j b u i l d e r2 0 0 5 提供了可视化的集成开发工具，支持开发人员 构建标准的j a v a 应用系统。其开放的环境、基于组件的开发方式和丰富的 j a v a 开发向导，极大地简化了开发人员的工作，使开发更为快捷、方便。 1 5 3 2t o m c a t 简介 t o m c a t 是一个免费的开源的s e r l v e t 容器，它是a p a c h e 基金会的 j a k a r t a 项目中的一个核心项目，由a p a c h e ，s u n 和其它一一些公司及个人共 同开发而成。由于有了s u n 的参与和支持，最新的s e r v l e t 和j s p 规范总能 在t o m c a t 中得到体现。t o m c a t 被j a v a w o r l d 杂志的编辑选为2 0 0 1 年度最 具创新的i a v a 产品，可见其在业界的地位。 在t o m c a t 中，应用程序的部署很简单，只需将w a r 文件放到t o m c a t 的w e b a p p 目录下，t o m c a t 会自动检测到这个文件，并将其解压。在浏览器 中访问这个应用的j s p 时，通常第一次会很慢，因为t o m c a t 要将j s p 转化为 s e r v l e t 文件，然后编译。编译以后，访问将会很快。 第2 章合作伙伴选择和评价过程及其评价体系 合作伙伴的选择是网络化制造中的重要环节，因为在网络化制造系统 中，产品是由多个企业合作生产的，每个企业都是生产链的一个环节，合适 的合作伙伴选择是保证生产链畅通的必要条件，因此合作伙伴选择方法的好 坏直接关系到网络化制造系统的运行效果。本章对合作伙伴选择过程和虚拟 企业的合作伙伴评价指标体系进行了研究。本章阐述了合作伙伴优化选择的 基本原则：提出了决策“三步走”即初选、细选、精选的虚拟企业优化选择 的方法；提出了合作伙伴选择的“三步走”中每步的评价指标体系设置原 则：建立了综合评价指标体系及其每个关键因素所对应的指标细则和所有指 标的量化方法。 2 1 合作伙伴的选择和评价过程 2 1 1 合作伙伴选择原则 1 基于核心能力综合最优的原则。网络化制造中的动态联盟是为了快 速响应变化的市场需求而提出的一种网络化分布式动态组织，又称为虚拟企 业。它是针对企业核心能力资源的种整合，即把投资和管理的注意力集中 在企业本身的核心能力，而自己短时问内不具备或不需要具备的核心能力则 转向依靠外部的虚拟企业伙伴提供，可见虚拟企业的构建是以核心能力为基 础的。 因此虚拟企业合作伙伴的选择必须要遵循核心能力的原则，它要求发起 企业以核心能力挑选合作伙伴，而参加虚拟企业的伙伴必须具有并能为联盟 贡献自己的核心能力，而这一能力恰恰是虚拟企业所需要的与其它合作伙伴 有别的核心能力。 2 在合作伙伴的选择过程中，遵循利润最大化的原则。利润最大化是 企业生产运作所追求的目标，在一定的收益范围内，成本越低其获得的利润 越大，而成本包括运输成本和生产成本。生产成本对于每个企业来说是不受 外界影响的，但是运输成本会随着选择的合作伙伴的不同而不同，所以这是 一个优化的问题。 2 1 2 合作伙伴选择和评价过程 合作伙伴的选择流程为：获得外协任务) 分解任务) 发御招标 信息) 进行招投标) 初选) 用层次分析法进行细选) 用遗 传算法和模拟混合退火算法进行精选) 得到最终选择结果) 发布中 标信息。如图2 1 所示。 图2 1 合作伙伴选择过程 1 获得外协任务：当盟主企业获得外协任务以后，根据自身的情况， 确定自己所能加工的任务，剩下的任务就是要通过招投标来选择企业加工的 任务了。 2 分解任务：任务的分解是盟主企业自己决定的，根据任务的复杂程 度和经验，划分为几个子任务，可以在一期投标完成以后，根据划分的粗细 进行人为的调整，划分为最终决定的几个子任务。 3 发布招标信息：把分解好的子任务发布到网络上，给出加工时间、 成本、质量等要求。 4 进行招投标：当有能力的企业在网络上看到发布的招标信息，就发 出投标信息，并给出相应的能力信息的评价。 5 选择决策“三步走”的方法： i 初选：筛选掉明显不合格的企业，如不能保质保量按时完成的、或 地理位置偏僻的等。这部分由盟主企业手工筛选来实现，保证了不同的情况 下不同的筛选原则。 i i 细选：对初选过的候选企业进行能力评定，这晕采用层次分析法， 让盟员企业对相应的评定规则同自身企业的状况做比较来打分提交，通过层 次分析法来得出排名前三的企业为候选企业。 i i i 精选：对于每个子任务有3 个候选企业，而子任务有n 个话，就有3 “条加工路线，不同的企业之间的运输费用不同，所以，本文在候选企业能 力较强的前提下利用遗传混合模拟退火算法柬得出成本最小化的结果。 6 得到最终结果：成本最小的加工路线的企业就是要最终选择的企 业。 7 发布中标信息：把最终选择的台作伙伴在网上公布出来。 2 2 评价指标体系 2 2 1 初选的评价指标 初选主要是对一些明显不符合条件的候选者，除了筛选掉不能按时保质 保量的完成任务的候选企业以外，还有如：必须在某个地域范围，而候选企 业离的太远，且运输不方便，或者要求必须有特种加工的设备和高技术人 员，而候选企业没有，粗选只是筛选掉一些明显不符合要求的企业，以减轻 接下来筛选的任务。 2 2 2 细选的评价指标 细选采用层次分析法，评价企业的综合能力有很多影响因素，根据机遇 的不同，其侧重点也有所不同。一般认为，在国际市场中，时间( t i m e ，t ) 、 质量( q u a l i t y ，q ) 、成本( c o s t ，c ) 是成功的关键因素1 2 ”。在传统的企业中，山 于产品生产主要是在企业内部完成，对于制造企业的选择，一般只考虑企业 自身的加工能力( p r o d u c t i o nc a p a b i l i t y ，p c ) 、制造成本、交货期、质量等因 素。在网络联盟企业中，根据产品的制造需求，构成敏捷化动态联盟系统， 产品的制造是由几个企业合作完成的，每一个企业只制造整个外包任务的一 部分，每个企业都回对其他企业产生影响，这就涉及到制造伙伴的选择，除 了考虑企业的内部因素外，还要考虑企业之f 1 = l j 的相互作用和地理位置。在伙 伴选择过程中必须考虑的主要因素，除了时间、加工能力、质量、成本等以 外，还有如下因素：为了保证动态联盟的敏捷性，能对新产品的需求作出快 速的反应，要求组成联盟的企业具有较强的柔性( f l e x i b l i t y ，f ) 和自适应性 ( a d a p t a b i l i t y ，a ) ；后勤因素也是影响联盟成败的关键，需要组成联盟的企业 要有敏捷的后勤( a g i l el o g i s t i c s ，a l ) ；在计算机与信息技术应用的先进性 ( a d v a n c e m e n t ，a d l 上具有较好的一致性，如果参与联盟的伙伴企业之间在 信息化程度、标准化程度与制造过程的自动化程度上存在着较大的差距，将 会成为联盟成功的巨大障碍，因为在这种情况下，联盟之间已不再是一种较 好的协作关系了，而成了信息化与自动化程度较高的企业去帮助较低的企业 改变落后的状况；为了适应可持续发展的要求，环境( e n v i r o n m e n t ，e ) 因素 显得越来越为重要，绿色制造也作为评价因素之一；此外，企业享有的声誉 ( c r e d i t a b i l i t y ，c a ) 是企业成为网络联盟企业成员的基本要求。每个成员，必 须按计划准时完成其任务，否则会影响到其他企业，导致整个生产链的延 期。企业声誉主要包括两个方面：商誉和工作实绩。商誉是盟友间相互信任 的基础。之所以强调它，是因为动态联盟是随机遇而诞生的，也许是暂时性 的协作组织，各成员间不存在权利的制衡，更不是上下级关系。即使各方以 协作合同相约柬，但在多变的市场中，合同必然难以涵盖随机出现的各种可 能；同时人们对新产品的不断追求，市场机遇的不断涌现，使各盟友都面临 相应的机会成本，一旦机会成本足够大，就会产生离心力，导致联盟中途夭 折，造成惨重损失。当然还有其它因素，如企业所在国的法律、商务等。 基于以上的考虑，合作伙伴的选择评价决策因素选定为时间t 、成本 c 、质量o 、信誉c a 、加工能力p c 、柔性f 、自适应能力a 、后勤a l 、 环境e 。 针对机械制造行业的特点，给出了企业在进行伙伴选择时的评价参考体 系，见表2 1 。 基准对比法是盟主在发稚信息的同时发布各种因素的等级，盟员可以根 据自身和盟主给的准则进行对比来确定。 柔性f 是由相似性来决定的，相似性分为高、较高、一般、差四个等 级。一致分析法是指如果候选企业i 和，的相似性一致，则权重为1 ，如果i 为高，为较高，则权重为3 ，每高出个等级权重就要加2 。如果i 比，低 一个等级，则权重为l 3 ，每低一个等级权重就要1 ( 1 + 2 n ) ，n 表示相差的等 级。 2 2 3 精选的评价指标 在本文中，精选是基于成本最小化原则进行的。因此，成本是精选的 评价指标。此处的成本包括加工成本和各子任务的候选企业间的运输成本。 表2 1 伙伴选择的评价参考体系 关键决定因素评价细目分类评价内容评价方法 时间t完工时问时间短直接由伙伴提供 信息获得 成本加工成本成本低直接由伙伴提供 信息获得 质量q 加工精度、装配精度质量高基准对比法 信誉c a商誉，工作实绩信誉高基准对比法获得 加工能力p c生产能力加工能力强直接由伙伴提供 信息获得 柔性f机遇产品的工艺特征相似性强一致分析法 自适应能力a生产能力的适应性自适应性强基准对比法 后勤a l具有能够到达敏捷企敏捷的后勤基准对比法 业和其用房的全球运 输网络，具有通过网 络改变货物运输方式 的内部转换能力，具 有能实时联结全部敏 捷企业及其用户的通 讯系统，具有货物的 分解与集成能力 环境e制造过程的绿色度环保性基准对比法 2 3 本章小结 本章主要介绍了合作伙伴的选择原则、选择和评价过程，以及给出了决 策“i 步走”中各步的评价指标。 第3 章合作伙伴选择细选方法的研究 合作伙伴选择中细选是要选择出每个子任务的投标企业中实力较强的3 个企业。对于要选择综合实力较强的企业，采用层次分析法是非常实用的。 层次分析法在工程科学中有着广泛的应用，这是由于工程问题的特点和层次 分析法的特点所决定的。 3 1 层次分析法 3 1 1a h p 的产生及发展 a h p 的英文全称为a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ，中文为“层次分析 法”。a h p 的发展过程可以追溯到7 0 年代初期。1 9 7 1 年，美国匹兹堡大学 数学教授t l s a t t y 在为美国国防部研究“应急计划”中，注意到当前社会 的特点和很多决策科学方法的弱点。他开始寻求一种能综合进行定性与定量 分析的决策方法，这种方法不仅能够保证模型的系统性、合理性，又能让决 策人员充分运用其有价值的经验与判断能力。s a t t y 逐步形成了a h p 方法的 核心思想：决策问题的关键往往就是对行为、方案、决策对象进行评价、选 择，而这种评价选择总是要求把决策对象进行优劣排序，优胜劣汰。对于任 何简洁的有序递阶系统，人们可以运用简单的比较方法对系统中有关因素进 行比较评判。通过对这种比较评判结果的综合计算处理，则可以得到关于决 策对象、方案、行为的优劣排序，从而为决策者提供定量形式的决策依据。 1 9 7 2 年，s a t t y 发表了用于排序和计划的特征根分配模型，1 9 7 5 年发表 了层次和排序一一特征根分析，1 9 7 7 年有发表了一系列关于a h p 应用 方面的文章。同年，s a t t y 在第一届国际数学建模会议上发表了无结构决 策问题的建模一层次分析理论。从此，a h p 方法开始受到人们的广泛关 注。1 9 8 0 年，s a t t y 出版了层次分析法一书，该书全面论述了a h p 方法 的原理、应用及数学基础。浚书可以称之为a h p 方法的经典著作。到1 9 8 6 年，s a t t y 完成了a h p 的公理证明，这使a h p 方法获得了更加峰厚的数学 基础。在s a t t y 教授开展a h p 研究工作的同时，大批专家学者也加入了 a h p 的研究行列。1 9 8 6 年，美罔社会经济计划科学杂志与日本的运 筹学杂志分别出版了关于a j p 理论研究及应用研究的专辑。芬兰学者运 用a h p 方法为是否要建造第五座核电站做出了令人信服的决策，结论是不 要建造。a h p 在我国的发展速度也是很快的。在1 9 8 2 年举行的中国未来研 究会第一届学术会议上，许树柏等人发表了国内第一篇介绍a h p 的文章： 层次分析法一决策的一种实用方法。此后，更多的中国学者开始了对这 门新的决策科学的研究，并取得了丰富的成果 2 4 目。伴随着系统工程的发 展，层次分析法得到了前所未有的应用，并不断趋于完善； 系统中的组成部分( 元素) 能按其客观存在的支配关系被划分为层次，元 素也就成为特定层次中的元素。在这种层次结构中，如果同层次元素之间不 存在依存的相互影响关系，只存在上层元素对下层元素的支配关系，而下层 元素对上层元素无支配关系，则这种层次结构系统称为递阶层次结构关系。 与此相对应，在同层次元素之间存在依存的相互影响关系，层次问有相互支 配关系的层次结构系统称为反馈层次结构系统。 系统能够表示为层次结构系统应具备以下三个条件： ( 1 ) 系统中的元素能够聚合成属性基本相同的层次或元素组，层次内部 元素之间不存在相互影响或支配作用，或者相互影响或支配作用可以忽略不 计。 ( 2 ) 层次之间存在自上而下的支配关系。因此，存在最高层次，它对整 个系统起支配作用，这种支配作用是通过第二层递阶向下传递的，同时也存 在一个方案层次，它不对任何层次起支配作用。 ( 3 ) 不存在层次之间的反馈支配作用。在递阶层次结构内，系统功能依 存性可以表示为单准则下的排序和递阶层中的排序，排序权值可以从相对重 要性的定量表示扩展为功能依存性的定量表示，单一准则排序结构可以理解 为方案对准则的影响程度，它的累积影响反映了方案的真实排序。 递阶层次结构系统和反馈层次结构系统各有对应的分析方法，本节我们 只讨论递阶层次结构系统的分析方法，即层次分析法( a h p ) 。 3 1 2 层次分析法步骤 运用层次分析法一般有四个步骤： ( 1 ) 建立描述系统功能或特征的内部独立的递阶层次结构。 这是层次分析法的关键步骤。模型结构通常分为三层，如图3 1 所示， 最上层为目标层，中间层为准则层，第三层为方案层f 措施层1 。 目标层：目标层为最高层，或称理想结果层。如有必要，目标层又可分 为总目标层，战略目标层，战术目标层以及予战术目标层。 准则层：递阶层次结构中的第二层为评价准则或衡量准则，它可以分为 因素层、约束层。如有必要，也可以分为子准则层、子因素层。 方案层：第三层称为方案层、对策层或被择对象层，对于不同的问题描 述亦不同。同样，方案层又可分为子方案层或子对策层。 图3 1 中元素之间的连线表示相互作用关系，同层次元素之间无连线， 表示它们相互独立，称为内部独立。 结构的层次数由问题的复杂程度和所要求的分析深度来决定的。通常每 一上层元素一般不与9 个以上的下层元素相联系，否则，将会给元素的两两 比较带来困难。构造一个好的层次结构对于解决问题非常重要，它决定了解 决问题的有效程度。层次结构的建立是在决策者对问题全面深入认识的基础 之上，如果在层次的划分和确定层次的支配关系上举棋不定，最好的办法是 重新分析问题，打乱原来的结构，重新定义要素并建立新结构。 ( 2 ) 两两比较结构要素，构造出所有的判断矩阵。 假定上一层次的元素以d k 作为准则，对下一层次的元素a 1 ，a 2 ， a 3 ，a 。，有支配关系。在此准则d k 下，按其相对重要性对a l ，a 2 ， a 3 ，a 。，赋予相应的权重。对于大多数工程问题，特别是那些没有 统一指标表示，仅靠人的经验判断和评估的问题，往往要通过