（系统工程专业论文）基于敏捷制造的动态联盟组建过程中伙伴选择问题的研究.pdf

沈刚工业大学硕士学位论文 摘要 随着经济全球化的发展，制造企业与研究界都把敏捷制造的研究提到重要的议事日 程。面对新的市场竞争环境，原有的管理模式难以适应新的变化。许多企业不满意现有 的管理模式，纷纷运用新的管理思想，力争在新的世纪能拥有竞争优势。敏捷制造作为 一种新的管理模式正越来越受到重视。 面对日益增加的竞争压力和多样化的市场需求，国际上越来越多的企业放弃了“纵 向一体化”的经营战略，利用敏捷化思想，进行企业的战略改造。敏捷制造是使企业适 应竞争环境的变化而提出的新的企业发展战略，它的三大要素是集成、快速和有高素质 的员工。敏捷制造强调将动态灵活的虚拟机构、先进的拟实制造技术和高素质的人员进 行有机结合，使企业在快速变化的市场取得长期利益。动态联盟是实现敏捷制造的手 段，由于新技术的不断出现，需求个性化等因素，促使企业间必须通过联盟共同面对竞 争，才能实现双赢，在未来竞争中处于优势地位。动态联盟是一种企业间随着机遇的产 生而产生，随着机遇的结束而结束的一种动态组织。而伙伴挑选问题作为动态联盟中的 关键性问题亦引起了广泛关注，成为研究的热门课题之一。 敏捷制造中动态联盟的组建问题归根结底是一个优化问题。本文针对动态联盟组建 过程中的伙伴选择问题进行了研究。针对这一问题，本文查阅了大量国内外相关文献， 分析了伙伴选择问题的现状，利用层次分析法和模糊数学的相关知识对动态联盟中的候 选伙伴进行定性分析，并初步筛选出一部分达到满意度的候选伙伴，针对所选出的这部 分候选伙伴，利用定量化的方法对伙伴选择问题进行了相关优化模型的建立，并利用遗 传算法对所建立的模型进行求解，根据伙伴选择问题的特点，对遗传算法的编码方式进 行了一定的改进，最后进行了实例仿真，验证了该模型和算法的可行性。 关键词：敏捷制造动态联盟伙伴选择层次分析法遗传算法 1 一 沈阳工业大学硕士学位论文 r e s e a r c ho np a r t n e rs e l e c t i o no fd y n a m i ca l l i a n c e sc o n s t r u c t i o ni n a g i l em a n u f a c t u r i n g w i t ht h e d e v e l o p m e n to fg l o b a l e c o n o m i ca n d t e c h n o l o g y ，t h es t u d y o f a g i l e m a n u f a c t u r i n gh a sb e c o m ea ni m p o r t a n ts t u d y i n gf i e l dt ot h er e s e a r c h e r sa n dm a n u f a c t u r e r s t h eo l dm a n a g e m e n tm o d e lc a l ln o ta d a p tt h en e wm a r k e ts i t u a t i o ne f f e c t i v e l y m a n y c o m p a n i e sa r en o ts a t i s f i e dw i t ht h ee x i s t i n gm a n a g e m e n ts y s t e m s ot h e yw a n tt oa d o p tn e w m a n a g e m e n tm e t h o di no r d e rt o0 w 1 t h ec o m p e t i n gp r i o r i t yi nt h ef u t u r e a g i l em a n u f a e t u r i n g 。 a san e wm a n a g e m e n ti d e a l ，i sb e c o m i n gm o r ea n dm o r ei m p o r t a n t g i v e ni n c r e a s i n gc o m p e t i t i o np r e s s u r ea n dc h a n g i n gc u s t o m e rr e q u i r e m e n t s ，m a n y c o r p o r a t i o n sa r eg i v i n gu pt h ev e r t i c a li n t e g r a t i o ns t r a t e g ya n dm a k i n gs i g n i f i c a n tc h a n g e si n m a n a g e m e n ts t r a t e g yb yu s i n ga g i l em a n u f a c t u r i n g a g i l em a n u f a c t u r i n gi so n ek i n do fn e w d e v e l o p m e n t a ls t r a t a g e m ，w h i c hi su s e dt om a k ee n t e r p r i s e sa d a p t i v et ot h ec h a n g eo f c o m p e t i t i v ec o n d i t i o n t h et h r e em a i nf a c t o r so fa g i l em a n u f a c t u r i n ga r ei n t e g r a t i o n ，s p e e d i n e s s a n dh i g h - q u a l i t ys t a f f i tp u t se m p h a s i so i lt h et a c t i c a li n t e g r a t i o no fa g i l ev i r t u a ls t r u c t u r e s ， a d v a n c e dv i r t u a lm a k i n gt e c h n o l o g ya n dh i g h - q u a l i t yp e r s o nh io r d e rt om a k el o n g - t e r mp r o f i t s i nt h es p e e d i l yc h a n g i n gm a r k e ti nt h ef u t u r e t h ee n t e r p r i s eh a st oa l l yw i t ho t h e re n t e r p r i s ei n o r d e rt of a c et h ed r a s t i cc o m p e t i t i o na n dm a k et w o - w i nb e c a u s eo ft h ec o n t i n u o u sd e v e l o p i n go f t e c h n o l o g ya n dt h ei n d i v i d u a t i o no fd e m a n da n ds oo n t h ea g n ev i r t u a le n t e r p r i s ei st h e r e a l i z i n g m e t h o d o f a g i l e m a n u f a c t u r i n g i t i s o n e k i n d o f d y n a m i cs t r u c t u r e w h i c ha p p e a r s w i t h t h ea p p e a r a n c eo fo p p o r t u n i t ya n da l s od i s a p p e a r sw i t ht h el o s to fc h a n c e t h ep r o b l e mo f p a r t n e rs e l e c t i o ni so n ek e yp r o b l e mo fc o m p o s i n ga g i l ev i r t u a le n t e r p r i s e ，i ta l s ob e c o m e so n e i m p o r t a n ts t u d y i n gf i e l d t h ep r o b l e mo fd y n a m i ca l l i a n c ec o n s t r u c t i o ni na g i l em a n u f a c t u r i n gi sa no p t i m i z a t i o n p r o b l e mi nt h ef i n a la n a l y s i s t h i sp a p e rc h i e f l yf o c u s e st h et o p i c so nd i s c u s s i n gt h ep r o b l e mo f p a r t n e rs e l e c t i o n a l s o , s o m eo p t i m i z a t i o nm o d e l sa n ds o l u t i o na l g o r i t h m sh a v eb e e ns t u d i e di n t h i sp a p e r o nt h eb a s eo fr e s e a r c h i n gm a n yc o r r e l a t i v el i t e r a t u r e ，t h i sp a p e ra n a l y s e st h e a c t u a l i t yo fp a r t n e rs e l e c t i o n a tf i r s tu s i n ga n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s sa n df u z z ym a t h e m a t i c s 2 沈刖_ 丁业大学硕士学位论文 a n a l y s e sq u a l i t a t i v e l yt h ep a r t n e ri nd y n a m i ca l l i a n c ea n ds e l e c t sp r i m a r i l yap a r to fp a r t n e r s ， w h i c hm e e ts a t i s f a c t i o nd e g r e e f o rt h e s es e l e c t e dp a r t n e r s ，t h i sp a p e re s t a b l i s h e so p t i m a lm o d e l o ft h ep r o b l e mo fp a r t n e rs e l e c t i o nu s i n gq u a n t i t a t i v e m e t h o d l a s t l y ，a c c o r d i n gt o t h e c h a r a c t e r i s t i co fp a r t n e rs e l e c t i o n ，t h i sp a p e rs o l v e st h em o d e lm e n t i o n e da b o v eb ym o d i f i e d g e n e t i ca l g o r i t h ma n dv a l i d a t e st h ef e a s i b i l i t yo ft h i sm o d e lb ye m u l a t i o n k e yw o r d s ：a g i l em a n u f a c t u r i n g , d y n a m i c a l l i a n c e ，p a r t n e rs e l e c t i o n ，a n a l y t i ch i e r a r c h y p r o c e s s ，g e n e t i ca l g o r i t h m 一3 独创性说明 本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得 沈阳工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同 工作的同志对本研究所傲的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表 示了谢意。 签名：驾拯堡日期：盈! ! ：兰：丛 关于论文使用授权的说明 本人完全了解沈阳工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公 布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论 文。 签名： ( 保密的论文在解密后应遵循此规定) 导师签名：强塑!日期：垫堑：i ! 1 2 灰华l 边 ，ur ，左 沈刚工业人学硕士学位论文 1 绪论 科学技术的进步及信息技术的飞速发展，推动着经济全球化的进程。市场瞬息万 变，竞争日趋激烈。企业倍感孤军奋战的艰难。企业为了在多变的市场环境中得以生存 并发展，为了满足消费者个性化、多样化的需求，企业认可了动态联盟的组织经营方 式。力求通过各联盟企业优势的相互集成达到全方位借力的效果。因此，选择企业的合 作伙伴必然成为制造业动态联盟中的主要内容。解决伙伴选择问题【l j 是组合优化发展的 新领域之一，该问题渗透到人们日常生活的方方面面，尤其在制造业中，合理有效地挑 选合作伙伴共同面对市场的挑战，是制造企业在新世纪保持竞争优势的必要前提。在全 球竞争的条件下，要求企业不但具有良好的技术水平，而且应具有对环境的快速适应能 力和创新能力。因此建立伙伴选择模型既要能够处理精确数据，还要能处理非精确数 据。本文就是以制造企业为背景，针对不确定因素，利用软计算技术，对动态联盟【2 j 中 伙伴选择问题进行研究。 1 1 基于敏捷制造的动态联盟产生的背景与现状 制造业是一个国家国民经济的重要组成部分，制造业的发展水平，是衡量一个国家 综合国力的重要标准。发达国家为了在全球经济上保证其经济霸主地位，有效利用各种 生产资源，提高企业的竞争能力和生存能力，针对制造业的发展战略，进行了大量的研 究。 2 0 世纪7 0 年代以前，产品的生命周期很长，构成产品的技术相对比较简单。市场 竞争主要围绕如何提高劳动生产效率进行的，大量刚性生产由此应运而生。6 0 年代中 期，物料需求计划( m a t e r i a lr e q u i r e m e n t sp l a n n i n g ，简称m r p ) 的出现，较好地解决 了企业生产中的管理问题，m r p 的成功应用，进一步激励人们研究更为有效的管理手 段，进行企业改造，以期通过企业的科学化管理获得更多的效益。随后，准时化生产 ( j r r ) 、制造资源计划( 咖r p i i ) 以及精良生产( l e a np r o d u c t i o n ) 等管理理念和管 理技术的产生和应用，进一步提高了企业的生产效率和企业在市场上的竞争能力。7 0 年代中后期到8 0 年代，人们从技术和组织的角度，又提出了诸如产品设计、柔性制造 系统、计算机集成制造系统等许多适应竞争环境变化的行之有效的方法。 进入2 1 世纪以来，消费者的需求特征发生了前所未有的变化。以通讯技术和互联 网技术为代表的新技术迅猛发展，导致了新一轮的产业革命，整个世界的经济活动也出 现了以前未曾有过的全球一体化特征。贸易和市场的全球化，使得制造业的竞争从原来 的地区局部竞争拓展到全球竞争，企业的产供销形成了国际化市场，各种跨国公司大量 涌现这一系列变化对企业的竞争能力提出了更高的要求，原有的管理思想已经不能完 1 一 沈阳工业大学硕十学位论文 全满足新的竞争形势。原来的仅考虑本企业资源最优利用的管理策略，在2 1 世纪的市 场环境中已经不能很好地满足企业竞争的需求。现在，要求企业不仅着眼于以往的“纵 向一体化”管理模式，而更应该有效利用本企业以外的资源，进行有机整合，借助其他 企业的资源快速响应市场机遇、满足客户需求，从而分散风险和提高企业的柔性，最终 提高企业的市场竞争力。随着研究的深入进行，敏捷制造【3 】( a g i l em a n u f a c t u r i n g - - p 州) 这一思想逐渐成了当今的热点问题，它代表着本世纪制造业的先进发展方向。敏 捷铝4 造强调原材料供应商、客户以及竞争对手之间的协作，形成既带有竞争，又有合作 的双赢关系。其中作为敏捷制造重要组成部分的动态联盟( 亦可称为虚拟企业a g i l e v i r t u a le n t e r p r i s e - - a v e ) 的研究更引起了广泛关注，成为当今学者研究的重要课题1 3 5 1 。 1 - 2 动态联盟企业概述 动态联盟是以信息、通信技术为主要技术手段，由一些相互独立的业务过程或企业 等多个伙伴组成的暂时陛联盟【“。这种联盟主要对企业核心资源进行一种外部整合，其 目的在于迎合快速变化的市场机遇。在全球化、自动化的电子商务和高度信息化的网络 环境下，动态联盟企业产生并蓬勃发展。 1 2 1 动态联盟企业含义 动态联盟是一种网络式的经济联合体，由那些欲结盟的企业在自愿互利的原则下， 为了降低交易费用、实现优势互补等目的，以契约的形式结合起来的共同提高企业市场 竞争力的合作模式 6 1 。动态联盟中，联盟关系并不是固定不变的。实现联盟的各个企业 凭契约结合在一起，当外部环境发生改变时，又可以通过解除契约的方式解散联盟，各 企业仍可以独立的法人身份寻找其他联盟伙伴，并签订新的企业契约。动态联盟强调建 立一种既有竞争又有合作的“双赢”( w i i l w i ) 的新型关系。尽管成员企业的目标可 能各不相同，但事实上，只要合作成功，联盟给成员企业带来的收益就可大于其不结盟 的收益。 1 2 2 动态联盟企业的基本特征 动态联盟企业可以集成各成员的核心能力和资源，在管理技术等方面创造出得天独 厚的竞争优势。通过分享市场机会和顾客，实现双赢的目标。动态联盟企业有别于传统 企业，有以下特征【6 川： 2 沈阳工业大学硕士学位论文 ( 1 ) 扁平化的组织结构 传统企业大多采用工业经济时代等级森严的金字塔式的纵向管理模式，这使得企业 的管理链条过长，缺乏随条件变化而变化的柔性与敏捷性，导致企业面对市场的反应十 分迟钝。动态联盟企业则不同，它通过社会化协作和契约关系，使得企业的管理组织扁 平化、信息化，削减了中间层次，使决策层贴近执行层。从而实现缩短产品生命周期， 快速响应市场需求的目的。 ( 2 ) 合作竞争 合作竞争是动态联盟最显著的特点。首先，联盟内存在合作，联盟是几个企业基于 共同的利益而建立起来的组织。联盟内的企业将在技术开发、市场开拓、产品生产、经 营销售等一个或几个方面进行合作。然而联盟内不仅仅只有合作。联盟内同样存在激烈 的竞争。联盟内企业在创造财富时表现的主要是合作；在进行财富分配时表现的主要是 竞争。 ( 3 ) 联盟内存在准超额利润 准超额利润，是企业通过联盟创造的高于独立经营所获的利润。它是联盟内众多企 业争夺的焦点，也是联盟内各企业合作的动因。它是企业合作的凝聚剂，但有时它又成 为联盟崩溃的催化剂。合作的目的是双赢或者多赢。企业进入动态联盟的目的就是要获 得更多的利润。可以将联盟看作一个系统，联盟内企业的合作创造了准超额利润，同时 联盟内企业通过竞争分配了它。准超额利润对动态联盟而言是一把“双刃剑”，一方 面，联盟内企业在创造准超额利润时必须进行合作，此时准超额利润成为增强联盟的凝 聚力；另一方面，联盟企业在分配准超额利润时发生竞争，此时准超额利润可能成为联 盟内的离心力。凝聚力与离心力是联盟内部两种相反的力量，联盟在它们的相互作用下 动态发展。在商业市场上，经常需要动态联盟内部进行一些频繁的长期稳定的合作，而 不是仅仅为了支撑一个项目而建立的暂时性的关系。收益分配问题是动态联盟合作中矛 盾最突出的问题。所以，为了保证合作过程的顺利进行和市场机遇的敏捷响应，为了维 护动态联盟的稳定性，动态联盟内部必须做好收益的分配。在动态联盟开始运作以前， 各成员之问就应对收益分配问题达成共同认可的方案。 一3 一 沈阳工业大学硕士学位论文 1 2 3 动态联盟企业的优点 动态联盟企业，这种灵活敏捷的企业运作方式正越来越受到人们的广泛关注。动态 联盟企业得以在残酷而多变的市场竞争环境中取胜，并非偶然，它有其自身的优势： ( 1 ) 核心竞争优势 动态联盟要求每个成员都必须具备自身的核心竞争优势。所谓核心竞争优势是指企 业在某个方面所具备的其它企业难以模仿的竞争优势。它是企业经过长期努力所形成 的。如n e c 在通信、半导体等方面所具有的核心竞争优势；i n t e l 在芯片的研制开发方 面具有强有力的竞争优势。动态联盟企业正是将各个联盟企业的核心能力结合在一起， 形成一个竞争优势突出的联合体。从而可以快速响应市场需求，在激烈的市场竞争中取 胜。 ( 2 ) 应变能力优势 动态联盟企业是一种基于核心能力的企业外部资源整合体，可以避免重复投资，并 可以在短时间内及时重构生产。以简单的方式集成组合所需的资源，如人员、设备、信 息来响应特定的机遇，形成较强的竞争能力，实现对市场需求的敏捷响应。 ( 3 ) 运行灵活性增强 动态联盟企业组织形式具有较大的灵活性，从某种程度上而言，它是一个“市场机 会驱动型”的组织，它从组成到解散完全取决于市场机会的存在与消失g , - 8 1 。 1 2 4 动态联盟的组建 动态公司看重各联盟企业可重新配置组合的、具有模块化的、可快速制造的、 有一定规模的自动化加工设备，以及企业管理水平和社会信誉等，强调各联盟企业 之间的合作和知识、信息、技术与资源共享。动态联盟公司构筑在敏捷制造的思想 体系之上，其中心思想与敏捷制造相适应。敏捷制造试图克服现有制造自动化体系 中高投入、信息不畅通、垂直多元化管理模式以及过多追求企业全能性而带来的资 金短缺等问题。从企业结构、管理决策、产品设计到售后服务等生产全过程进行全 面改造，探索出一个全新的企业模式和运行机制。动态公司实际就是敏捷制造的具 体实施方式之一，是敏捷制造思想体系的企业化体现【7 , 8 1 。 在动态联盟过程中，组建和管理问题是一个难度较大的重要研究课题。敏捷制 造理念的实现归根到底在于动态联盟的组建和管理。建立动态联盟是一项复杂的企 业经营与系统丁：程，需要考虑的因素很多，而且要求在很短的时间内建起动态联 沈阳工业大学硕士学位论文 盟，快速响应市场。为了支持动态联盟的快速组建，需要建立动态联盟模型并通过 对模型的优化、分析、设计来指导建立优化的动态联盟，把潜在问题都解决在实际 建立和运行之前，从而降低风险【7 - h i 。动态联盟中组建和管理问题主要包括以下四 个方面1 1 3 j ： ( 1 ) 动态联盟项目的选择问题。网络给人们提供了丰富多彩的信息和大量机遇，面 对众多的招标信息，由于每个企业的能力有限以及考虑到企业竞标时必须投入必要的费 用，通常企业必须从中选择出一个或若干个项目进行竞标，研究企业的项目选择策略是 动态联盟组建过程的主要问题之一。 ( 2 ) 企业通过制定合理的竞标策略，能有效提高企业的竞标成功概率，从而提高企 业的核心竞争力。为了成功实施企业的敏捷化战略，动态联盟组建中一个关键问题便是 竞标策略的研究问题。 ( 3 ) 动态联盟的目的是通过联合具有核心能力的伙伴，共同面对市场竞争，实现双 赢。建立动态联盟的一个关键环节是伙伴选择问题。 ( 4 ) 一旦动态联盟建立，盟主必须通过建立合理且有效的协调管理策略( 绩效考评 机制、企业激励机制、合理的项目风险分担策略以及项目的利润分配机制等) 使得联盟 企业能相互配合，从而保持联盟的稳定性。所以联盟中的协调和管理机制的研究是动态 联盟中的另一个关键问题。 动态联盟组建的流程可以用图1 1 简要表示。 沈阳工业大学硕士学位论文 f 市场信息收集与分析 1 l 对市场上的招标项目进行选择 第一阶段：项目挑选 1 制定竞标策略，进行竞标 第二阶段：项目竞标 进行项目划分以及项目伙伴挑选 笛= 阶毋i 雨口翱k 诜 r l 有效的联盟协调与管理i 第四隰联盟协调与管理 i 联盟解体i 动态联盟结束 图1 1 动态联盟组建流程 1 3 动态联盟与敏捷制造的关系 敏捷制造作为2 1 世纪制造业发展的战略，代表着下世纪制造业的发展方向，是一 种提高企业( 群体) 的竞争能力的全新的制造组织模式。 敏捷制造就是为使企业适应竞争环境的变化而提出的新的企业发展战略。强调把动 态灵活的虚拟机构( 敏捷虚拟企业) 、先进的拟实制造技术和高素质的人员进行有机结 合，使企业在快速变化的市场环境中取得长期效益| 3 , 4 1 ，可以说敏捷制造将成为2 1 世纪 制造业的主导模式。 作为一种全新的生产模式，敏捷制造是作为替代大量生产的一种新型制造模式，是 人们寻求的一种新的制造战略。其基本特征是：智能和快速。智能是指茸先利用人的智 力、知识、经验和包括技艺在内的能力，同时也利用人工智能；快速是指对顾客驱动的 市场的响应灵活而快捷。敏捷制造充分利用人的智能、信息、制造柔性，对变化多端、 沈阻工业大学硕士学位论文 不可预测的市场进行准确而有效的反应，提供高质量、短生产周期、价格合理、多品 种、变批量及顾客需求的产品和服务i 锚j 。制造企业面临着以下问题： ( 1 ) 产品结构日趋复杂，开发难度越来越高： ( 2 ) 销售市场竞争日益激烈，产品的价格、质量、交货期、客户化程度等成为企业 最关注的问题； ( 3 ) 原料市场的全球化导致企业为降低成本，必须合理选择原料地； ( 4 ) 新工艺、新材料、新技术的发展层出不穷，没有一个企业可以拥有所有的新技 术： ( 5 ) 人才的竞争，2 1 世纪是知识经济时代，高素质的人才竞争关系到企业的市场 竞争能力，但企业不可能捌有各种人才； ( 6 ) 客户的需求成为制造的指导，由于用户对产品的性能、质量、时间和服务的要 求越来越高，大批量的产品生产方式越来越少，单件制造以及客户化批量生产方式正逐 渐增多： ( 7 ) 开放式市场要求企业能根据不同的需求对象做出快速的反应； ( 8 ) 环境保护意识的增强，实现绿色制造的呼声越来越高。 动态联盟作为实现敏捷制造的重要组织手段，其实质是集成社会各方面的优势，实 现企业间的动态集成。动态联盟又称“虚拟企业”，是充分利用现代通讯技术、网络技 术把位于不同地理位置的两个或两个以上的企业的核心资源联合起来，形成一种有时限 的相互依赖、信任、合作的组织，其特点是将各成员企业的专长、知识、信息等集成起 来，以最短的响应时间、最低的成本、最好的产品、最佳的服务满足用户的需求；动态 联盟是以各种方式，( 如收购、联合、兼并、委托等) 借用企业外部力量，对企业外部 资源优势进行整合，实现聚变，创造出超常的竞争优势的一种策略。因此制造业之间可 以通过动态联盟能充分利用每个企业的人才、技术、管理等各个方面的优势，更好地满 足市场需求，实现敏捷制造的战略思想。它是2 1 世纪企业进行生产经营和市场竞争的 主要模式1 9 i 。 1 4 动态联盟的伙伴选择问题 动态联盟组建过程中，合作伙伴的选择问题一直是一个热点问题1 7 1 ，合作伙伴选择 的好与坏直接关系到动态联盟的成与败，所以说伙伴选择问题是一个动态联盟中的关键 问题之一。关于合作伙伴选择的问题，我们将在下一章详细介绍。 7 - 沈刚工业大学硕七学位论文 1 5 本文的主要工作 本文的研究课题是基于敏捷制造的动态联盟组建过程中伙伴选择问题的研究，在定 性的考虑了企业的产品质量、成本、信誉度等情况下，又定量的考虑了企业的竞标价 格、工程的提前惩罚、拖期惩罚等指标，并在此基础上提出了动态联盟中伙伴选择 ( p a r t n e rs e l e c t i o n ) 的数学模型及其求解。 本文的工作主要包括如下几个方面： ( 1 ) 查阅了国内外大量相关文献，了解了敏捷制造环境下动态联盟组建和管理研究 现状和发展方向。对动态联盟中的伙伴选择、模糊优化、软计算等思想和方法进行了系 统的研究。 ( 2 ) 制造业的动态联盟中，一个大型的项目可以看成是若干子项目在时间和空间上 的排列组合，从而形成一个活动网络。而对活动网络上伙伴选择问题建立模型并求解有 一定的困难，根据相关知识，用定性和定量相结合的方法来解决伙伴选择问题。 ( 3 ) 利用层次分析法和模糊数学的相关知识对动态联盟中的候选伙伴进行定性分 析，对需要考虑的因素按照权值进行排序，初步筛选出达到一定满意度的候选伙伴。 ( 4 ) 针对所选出的这部分候选伙伴，利用定量化的方法对伙伴选择问题进行相关优 化模型的建立，并孝4 用遗传算法对所建立的模型进行求解，根据伙伴选择问题的特点， 对遗传算法的编码方式进行了一定的改进，最后进行实例仿真。通过仿真结果，验证了 该模型_ 和算法的可行性。 ( 5 3 计算方法的研究。所建立的模型是典型的组合优化问题，根据该问题的特点对 遗传算法的编码进行了一定改进，在剔除非法解方面取得了较好的结果。 ( 6 ) 实例仿真。通过一个能说明问题的例子对所建立的数学模型和改进过的遗传算 法进行检验，证明了该模型和算法的可行性。 8 沈阳工业大学硕士学位论文 2 合作伙伴选择问题研究 动态联盟的组成是以产品为导向并基于成员各自特有的核心能力的。由于动态联盟 的竞争优势源于各自组成企业的互补性和集成能力，所以伙伴选择足十分关键的问题。 如何策略的选择伙伴组成联盟，关系到整个联盟项目的成败，成则有利于盟主与联盟盟 友的竞争力的提高，败则会带来经济和信誉方面的损伤。所以本文主要侧重于动态联盟 过程中第三个阶段，即伙伴选择这一阶段的相关优化手段和方法的探讨、组建过程中优 化模型的建立以及模型的求解方法的研究 2 1 动态联盟组建过程中的伙伴选择问题 合作伙伴就是“为达到共同的目标而聚集在一起的人或企业，它们具有相近的 认识，彼此互相依赖，为达到共同目标能够协同工作、共担风险”。根据不同的标 准，我们可以把虚拟企业的合作伙伴分为若干类。进行合作伙伴分类有利于进行分 类管理，从而减少管理成本，提高管理效率i l z ”1 。 从对虚拟企业成功的影响程度来分类，可以把虚拟企业的合作伙伴分为战略型 的合作伙伴、战术型的合作伙伴与普通型的合作伙伴；从与核心企业联系的紧密程 度来分，我们可以把虚拟企业的合作伙伴分为紧密型的合作伙伴、半紧密型合作伙 伴及松散型合作伙伴等等。 在面对某一市场需求机遇时，最先抓住机遇( 如拿到定单) 并掌握某一核心能力 ( 可以是组织能力、设计能力、制造能力、市场营销能力等) 的企业作为虚拟企业的盟 主。由盟主确定虚拟企业的业务过程，并为每一业务过程选择具有相应核心能力的合作 伙伴。例如，盟主具有承担某产品，项目设计任务的能力，而该产品项目的总任务可分 解为几个相对独立的业务过程类型，如产品设计、零部件制造、总装、销售等四个业务 过程类型，则盟主会为其它三个过程类型寻找最理想的合作伙伴。设这三个业务过程各 有n ，m ，k 个候选企业，则该虚拟企业就有nt m ；k 个合作伙伴的候选方案( 假设每个 任务只能由一个企业来完成) 。显然，当业务过程更复杂或划分更细时，候选方案的个 数就成倍地上升。可见从这些方案中选择最有竞争力的一种方案是很复杂的过程。所以 伙伴选择问题是动态联盟中的一个至关重要的问题。伙伴选择问题大致可以分为两类： 伙伴选择组合评价问题和基于活动网络的伙伴选择问题。伙伴选择的目标是选择满足联 盟各项指标要求的具备不同核心生产能力的企业，组成联盟共同面对市场竞争，在保证 联盟稳定的同时，降低生产与联盟的费用，提高整体的获利水平和企业竞争力。 选择合作伙伴最重要的依据是合作企业的产品过程性能和核心资源情况。另外，伙 伴企业的企业文化，敏捷性，信誉度等也是选择的考虑因素。具体地说，选择合作伙伴 9 沈刚工业大学硕士学位论文 企业的主要依据是：企业的核心技术装备，企业产品质量，企业产品的交货期，企业产 品的价格，企业的经济实力，企业的商务信誉度，企业的地理位置等。 伙伴选择问题是个多标准问题，既有定量因素也有定性因素。它在一定程度上是 组合优化问题的一种，研究的是具有有限个可行解的优化问题。通常认为伙伴选择必须 遵循两条基本原则： ( 1 ) 将定量分析和定性分析结合起来，在一些相互冲突的定量和定性中进行折 衷； ( 2 ) 单个企业的竞争实力与企业问合作的相容性相结合f 1 “6 t 。伙伴选择的选择过 程一般可以划分为三个阶段，整个选择流程可用图2 1 简要表示。 y n 其余特征根a ：，九，九有如下关系 妻a 。= n a 。 或 一n 芝 。 ( 3 8 ) 当矩阵a 具有满意一致性时，a 稍大于n ，而其余特征根也接近于零。 由此可知，当判断矩阵不能保证具有完全一致性时，相应判断矩阵的特征根也将发 生变化，这样就可咀用判断矩阵特征根的变化来检查判断的一致性程度。因此，在层次 分析法中引入判断矩阵最大特征根以外的其余特征根的负平均值，作为度量判断矩阵偏 离一致性的指标，即用 a ：兰型二! n 一1 检查决策者判断思路的一致性。 为了度量不同阶判断矩阵是否具有满意的一致性，我们还需引入判断矩阵的平均随 机一致性指标值r i 。对于1 - 9 阶判断矩阵，值分别为 12 3456 7 89 0 0 0o 0 00 5 8o 9 01 1 21 2 41 3 21 4 11 5 4 在这里，对1 ，2 阶判断矩阵，r 1 只是形式上的，因为1 ，2 阶判断矩阵总具有完 全一致性。当阶数大于2 时，判断矩阵的一致性指标c i 与同价平均随机一致性指标r i 之比称为随机一致性比率，记为c r 。当 c r ：旦。o 1f 3 9 1 刖 时，即认为判断矩阵具有满意的一致性，否则就需要调整判断矩阵，并使之具有满意的 一致性。 上述平均随机一致性指标r i 的产生。用随机方法构造5 0 0 个样本矩阵，具体构造 方法是，随机地用1 - 9 标度中的1 ，2 ，3 ，4 ，5 ，6 ，7 ，8 ，9 以及它们的倒数填满样本 矩阵得上三角各项，主对角线各项数值始终为1 ，对应转置位置项则采用上述对应位置 一2 2 沈阳工业人学硕士学位论文 随机数得到数。分别对n = l 一9 阶各5 0 0 个随机样本矩阵计算其一致性指标 【 m “一“么，值，然后平均，即得到上述平均随机一致性指标。 1 3 4 层次分析法的基本步骤 层次分析法大体分为五个步骤，分别简单说明如下： ( 1 ) 建立层次结构模型。在深入分析所面临的问题之后，将问题中所包含的因素 划分为不同层次，如目标层、准则层、指标层、方案层、措施层等等，用框图形式说明 层次的递阶结构与因素的从属关系。当某个层次包含的因素较多时( 如超过9 个) ，可 将层次进一步划分为若干子层次。 ( 2 ) 构造判断矩阵。判断矩阵元素的值反映了人们对各因素相对重要性( 或优 劣、偏好、强度等) 的认识，一般采用1 - 9 及其倒数的标度方法。当相互比较因素的重 要性能够用具有实际意义的比值说明时，判断矩阵相应元素的值则可以去这个比值。 ( 3 ) 层次单排序及其一致性检验。判断矩阵a 的特征根问题a w = a 。w 的解 缈，经归一化后即为同一层次相应因素对于上一层次某因素相对重要性的排序权值，这 一过程称为层次单排序。为进行层次单排序( 或判断矩阵) 的一致性检验，需要计算一 致性指标c ，：! ! 唑二兰。平均随机一致性指标r i 的值前面已给出。当随机一致性比率 h 一1 ，1 r c r ：二生co 0 1 时，认为层次单排序的结果又满意的一致性，否则需要调整判断矩阵的 刖 元素取值。 ( 4 ) 层次总排序。计算用一层次所有因素对于最高层( 总目标) 相对重要性的排 序权值，称为层次总排序。这一过程是最高层次到最低层次逐层进行的。若上一层次a 包含掰个因素爿，爿：，a 。，英层次总排序权值分别为口1 ，。，a 。，下层次嚣包含挖 个因素召。，丑：，只，它们对于因素4 ，的层次单排序权值分别为b l j , b ：，6 。， ( 当 曰。与a ，无联系时，b k i = 0 ) 此时b 层次总排序权值由表3 3 给出。 2 3 沈阳工业大学硕士学位论文 表3 ，3 层次分析法权值表 层次力 4 1 ，爿2 ，一，爿。 a l ，a 2 ，一，a m b 层次总排序权值 层次口、 m b 1b ，b 1 2 ，一，b 1 善4 ，6 z ， b 2b 2 1 ，b 2 2 ，b z 。， 乏，4 ) b2 i b 。 6 。1 ，b 。2 ，b 。 m 苫，8 ，6w ( 5 ) 层次总排序的一致性检验。这一步骤也是从高到低逐层进行的。如果b 层次某 些因素对于爿，单排序的一致性指标为c i ，相应的平均随机一致性指标为c r ，则口 层次总排序随机一致性比率为 xi i r i ：= , o c i n ，c r ， ( 3 1 0 ) 上面介绍的层次分析法的基本步骤可用于解决不太复杂的问题。当面临的问题比较 复杂时，可以采用扩展的层次分析法，如动态排序法、边际排序法、前向反向排序法等 等1 2 0 - 2 4 。 3 5 小结 层次分析法是一种应用广泛的方法，a 甚够对客观世界的一些没有量化的、描述性的 因素进行排序，比较出各个因素的强与弱，好与坏，为人们进行问题的决策提供了参 考。但是，客观世界也存在着一些模糊的、不确定的因素。如何在这些不确定的因素下 利用层次分析法对问题进行分析研究还是一个值得探索的问题。本文将在下一章介绍如 何利用隶属函数与层次分析法相结合的方法来解决伙伴选择问题，同时将给出一个具体 的仿真实例。 一2 4 沈阳上业大学硕士学位论文 4 层次分析中模糊数学的应用 客观世界中，存在着大量不明确的或模糊的概念，例如经常遇到的说天很热 ( 冷) ，这里的冷与热就是一对模糊概念，到底有多热( 冷) ，由于每个人的身体条件 不同，他们对于冷与热的感受也就相应不同。这种模糊的没有明确外延的概念在科学领 域中随处可见，为了研究这种现象，模糊数学理论应用而生。 模糊隶属函数与层次分析法的结合为动态联盟组建过程中伙伴选择问题的解决提供 了一种较好的、实用的方法。 4 1 模糊数学基础 4 1 1 模糊概念 模糊集合是模糊概念的一种描述。模糊概念大量存在于人的观念之中。我们知道， 些概念在特定的场合有明确的外延，例如国家、货币、法定年龄、地球是行星等等。 对于这些明确的概念，在现代数学里常常用经典集合来表示。但是还有相当一部分概念 在一些场合不具有明确的外延，例如成年人、青年人、高个子、冷与热等等。这样的概 念，相对于明确的概念，我们称之为不明确的概念或模糊概念。这种没有明确外延或边 界的模糊概念在科学领域中随处可见。传统的集合论在模糊概念面前就显得软弱无力 了，而模糊集合论正是处理模糊概念的有力工具。 模糊性总是伴随着复杂性而出现的，复杂性意味着因素的多样性、联系的多样性。 例如选购衣服，若分别就花色、式样、耐用程度、价格等单因素评定，容易做出清晰确 定的结论。若把诸因素联系起来评定，就显得相当复杂而难于确定了。这就是说单因素 易于“一刀切”，易于做出精确的描述，如果是多因素纵横交错的同时作用，便难于做 出精确描述。事物的普遍联系造成了事物的复杂陛和模糊性。 模糊性也起源于事物的发展变化性，变化性就是不确定性。处于过度阶段的事物的 基本特征就是形态的不确定性、类属的不清晰性，也就是模糊性，是从属于到不属于的 变化过程的渐进性。 客观世界中的模糊性、不确定性、含糊性等等有多种表现形式。在模糊集合论中主 要处理没有精确定义的这一类模糊性，其主要有两种表现形式。一是许多概念没有一个 清晰的外延，例如关于青年人，谁也不能在时间轴上画两道线，在这两道线内的就是青 年人，在线外的就绝对不是青年人。人的生命是一个连续的过程，一个人从少年走向青 年是日复一日的一个渐变过程。从差异的一方( 如少年) 到差异的另一方( 如青年) ， 这中问经历了一个南量变到质变的连续过渡过程，这种客观差异的中间过渡性造成了划 一2 5 沈阳工业大学硕士学位论文 分上的不确定性。另一个是概念本身的开放性( o p e nt e x t u r e ) ，例如关于什么是聪明， 我们永远不可能列举出它应满足的全部条件。因此总是有不确定性存在，由于对象本身 没有精确的定义，普通的集合论无法被应用。经典集合论中，一个元素x 要么属于某个 集合a ：x a ，此时其特征函数值为1 ，要么x 不属于集合a ：x s a ，此时其特征函数 值为0 。而模糊概念中没有这种非此即彼的现象，l a z a d e h 在他所提出的模糊集合论 中指出，将特征函数的取值由二值逻辑 0 ，1 ) ，扩大到闭区间 0 , 1 】，用一个隶属函数 。( x ) 表示x e a 的程度，o ) 的取值在o 1 之间吲。 4 1 2 模糊集合与普通集合的关系 ( 1 ) 普通集合 集合，一般是指具有某种属性的、确定的、彼此间可以区别的事物的全体。组成