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产品结构视角下的供应链质量控制策略# 刘威延，苏秦** 基金项目：高等学校博士点专项基金（20090201110031） 作者简介：刘威延（1986~），男，西安交通大学（陕西省 西安市 710049）管理学院博士研究生，研究方向：供应链管理、质量管理 通信联系人：苏秦（1963~），女，河南民权人，西安交通大学工学博士，西安交通大学管理学院副院长，教授，博士生导师，研究方向：质量管理、先进制造系统. E-mail: qinsu@mail.xjtu.edu.cn （西安交通大学管理学院，机械制造系统工程国家重点实验室，西安 710049） 5 摘要：从产品结构这一微观视角重新审视了产品在供应链中的流动过程，研究了生产商自主生产和采取外包策略时产品结构的选择问题，确定了各种情形下最优产品结构以及相应的最优质量水平，设计了生产商选择外包时的检验策略以及供应商和生产商之间的外部质量故障成本的分担方式。研究结果表明：生产商选择的最优产品结构受到产品固有性质和抽检及成本分担方式的影响，基于产品结构的检验策略和外部质量故障成本分担方式明显优于现有研究提出的按比例抽检和分担的方式。并通过数值分析比较了生产商自10 主生产与采取外包策略时最优产品结构和质量水平的变化情况，对生产商是否采取外包策略给出了建议。 关键词：供应链管理；质量控制；产品结构；合同设计 中图分类号：F224.3 Supply Chain Quality Control strategies from the 15 Perspective of Product Architecture LIU Weiyan, SU Qin (State Key Laboratory for Manufacturing System Engineering, School of Management, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049) Abstract: The flow process of product through supply chain is re-analyzed from a micro perspective 20 which is product architecture. The problems of deciding product architecture under conditions when manufacturer makes all parts on his own or outsources some parts to the supplier are studied and the optimal product architecture are decided as well as the optimal quality level. The inspection strategy used by manufacturer and the scheme of sharing outside failure cost are designed when manufacturer chooses outsourcing. The conclusion implies that the optimal product architecture is affected by the 25 nature character of the product as well as inspection strategy and the scheme of sharing outside failure cost. It is obvious that inspection strategy and the scheme of sharing outside failure cost which are designed based on product architecture have advantages over which are proposed by present researches. Finally， the variations of optimal product architecture and quality level when manufacturer makes all parts on his own is compared with that when he chooses outsourcing and suggestions are given on 30 whether to choose outsourcing or not through a numerical study. Key words: supply chain management; quality control; product architecture；contract design 0 引言 市场竞争激烈程度的加剧使得竞争已经从企业层面上升到了供应链层面，伴随着这种趋35 势，供应链质量管理和控制的研究已经受到越来越多的关注[1]。 现有供应链质量管理和控制的研究主要包括两个方面：最优质量控制策略和基于产品质量的供应链合同设计。Reyniers 和Tapiero[2]较早研究了供应商的最优质量水平和生产商的最优检验比例， Hsieh和Liu[3]对Reyniers和Tapiero的模型进行了更全面的扩展。Starbird等[4]的研究表明，通过内部质量惩罚或奖励可以促使供应商的最优质量水平与生产商的期望40 质量水平相一致。合同设计方面， Reyniers 和Tapiero[2]仅考虑了基于内部故障的惩罚措施，Balachandran和Radhakrishnan[5]进一步研究了发生外部故障时外部故障成本的分担机制。之后有学者同时考虑内部故障和外部故障，设计了相应的质量成本分担策略[6]、[7]。 然而值得注意的是，现有供应链质量控制研究对产品在供应链中流动过程的描述和分析是建立在一个抽象的产品概念的基础上，将产品结构作为一个“黑箱子”整体进行研究。产45 品结构是指 “产品功能和零部件之间相互对应的机制”[8]，可以分为两种类型：集成式和模块式。集成式的产品结构指产品所有的功能由一个模块实现，而模块式的产品结构指每个子功能由一个对应的模块实现。现实中的产品大都是集成式和模块式的综合构成[9]。按顾客需求展开产品功能设计并依据产品功能模块组织研发团队，正是产品结构思想的体现[10]。模块式的产品可以更快地响应市场变化和顾客需求，方便用户维修，并且利于连续性的产品50 创新[11]。集成式的产品被认为比模块式产品整体性能和质量更高，然而却需要产品开发小组更密切的交互[12]。因此只有明确产品结构的内在特征，才能明晰集散过程中产品质量问题潜在的根源和累积的规律。Baiman等[13]首先提出产品结构将对供应链外部质量故障成本的分担机制产生影响，而产品结构和供应链结构之间并不存在简单的一一对应关系[14] 。Ulku和Schmidt[12]通过研究发现随着供应商和制造商之间合作关系紧密程度的不同，分散的55 供应链结构反而更适合集成式的产品。因此在供应链条中，针对不同的产品结构，不加区分地采取同样的质量控制措施显然是不恰当的。 本文在上述研究基础上，从产品结构这一微观层面出发，探讨产品结构与供应链质量控制的影响关系，从产品结构的视角重新设计供应链质量控制策略和外部质量故障成本分担机制，并将其与现有研究提出的方法进行对比分析。 60 1 问题描述 生产商设计并制造一种产品，产品主要由 A 和 B 两个部件组成（产品的性能主要由这两个部件决定）。首先，生产商选择产品结构，即产品的模块化程度 m ，其中 [0,1]m. ： 0m. 对应完全集成式的产品结构； 1m. 对应完全模块式的产品结构，模块之间没有任何耦合关系。一般来说，产品模块化程度较高时，各功能模块间的设计相对独立，对研发、制造等部65 门之间的配合要求较低，由此产生的合作成本也较低，但是模块化程度较高时各功能模块之间的接口会相互影响，降低产品整体性能，所以选择产品模块化程度时需要综合考虑企业自身的设计制造能力以及产品的市场定位等因素[15]。以 2(1)MCm. 表示部门间的合作成本，其中 MC 表示生产商的各部门间合作成本系数。为使制造的部件 A 和 B 分别达到 A. 和 B. 的质量水平，生产商需要投入的质量成本分别为 22AC. 和 22BC. ，其中 2C 为生产商的质量成本系70 数。但是由于制造设备的原因，生产商制造的部件的合格率只能达到 . ，其余 1.. 的部件存在质量缺陷。制造过程中产生的单位原材料等成本为固定值，在模型中不考虑。 如果产品模块化程度m 较高，将非核心部件外包有利于降低生产商的成本[16]。如果生产商选择将部件 A 外包给供应商，此时双方由于合作（如供应商参与生产商的设计过程）产生的成本分别为 2(1)cMCm. 和 2(1)cSCm. ，其中 cMC 和 cSC 分别为合作时生产商和供应商的75 合作成本系数。供应商为使 A 达到质量水平 A . 投入的质量成本为 21AC. ，其中 1C 为供应商质量成本系数。同样供应商生产的功能部件的合格率为 . ，所以生产商在接收供应商提供的产品时需要采取一定的质量检测手段，以保证部件 A 的质量。 当然，由于产品本身特性的限制，生产商并不能任意选择产品的模块化程度。对某些产品（例如程序软件）来说，模块化程度对最终产品的性能没有明显影响；但对于另一些产品80 （例如电子产品）来说，功能模块之间接口的交互作用十分明显（例如电磁感应引起的信号 噪声），因此模块化程度对产品整体性能的影响不能忽略[8]。用 H 来刻画由于模块化设计给产品本身性能带来的影响程度的大小，其中 [0,1]H. ： 0H. 表示模块化设计对于产品整体性能没有任何影响（如程序软件）； 1H. 表示所有模块之间的接口完全耦合，每个模块都会对相邻模块的功能产生不可忽略的影响。当产品由两个部件构成时，可以将产品的性能表85 示为两个部件质量水平的加权和 12ABll... ，则最终产品的性能可以表示为 12()(1)ABQllmH..... 。 最后，生产商以 KQ 的价格将最终产品出售，其中 K 反映了生产商在市场上的垄断势力， K 越大，则生产商的垄断势力越大。产品售出后，只要产品有一个部件不合格，消费者就会在使用过程中发现产品中存在的质量缺陷，并要求生产商进行修复或赔偿，由此产生的外90 部质量故障成本 EC 的分担方式也是供应链质量控制中关注的重要问题。 2 基本模型建立与分析 如果生产商选择自己生产 A 和 B 两个功能部件，生产商将独自承担外部质量故障成本，记 2(1)IEECC... ，可得生产商的利润为 22222(1)IMABMEKQCCCmC......... （1） 95 生产商需要确定产品模块化程度、 A 和 B 两个功能部件的质量水平，其决策问题可以表示为 ,, maxABMm... （2） .. 01stm.. （3） 定理 1 当生产商选择自己生产 A 和 B 两个功能部件时 100 最优模块化水平 112 0min(,)0 ImHnnm..... . 其余 相应的， 1212IIAmHKlC... ， 2212IIBmHKlC... 。 其中 222212122222124() 4()MMCCllHKmCCllHK..... , 21222124()MCCnKll.. ， 22222124()MCCnKll.. (所有证明见附录。)。 由定理1可得当惩罚 H 较小时，生产商选择一个特定的模块化程度 Im ；当惩罚 H 大于105 一个临界值时，部门间合作成本和生产商定价能力限制了生产商应当选择完全集成式的产品结构。 3 生产商选择外包策略 3.1 固定抽检及外部质量故障成本分担比例 110 生产商将部件 A 外包给供应商，并提供给供应商一份合同。合同要求供应商提供 A 的质量水平不低于自己生产时 A 的质量水平，同时对于接收的部件 A 给予供应商 R 的支付，一般来说，生产商会选择 R 使之等于供应商的保留收益 0R 。现有供应链质量控制研究中一般按固定比例抽检供应商提供的部件，同时在供应商和生产商之间按固定比例分担外部质量 故障成本。假定生产商以 11.. 的比例进行抽检，由此产生的成本可以表示为抽检比例的二115 次项 21(1)... 。供应商负责对检测出的不合格品进行修复，由此产生的修复成本为 .. 。对于接收的部件 A ，生产商向供应商支付 0 R ，并进一步结合部件 B 形成最终产品，同时确定生产商承担 21.. 比例的外部质量故障成本。记 1((1)(1))FEECC....... 学术论文网Tag：代写硕士论文 代写论文 代写代发论文 代发论文 |
